专利名称：基板粘结方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基板粘结方法和设备，尤其涉及一种其中在粘结上基板和下基板时根据上基板和下基板的尺寸来施加压力的基板粘结方法和设备。
背景技术：
平板显示器根据在制造过程中使用的材料通常分为无机显示器或有机显示器。无机显示器包括利用光致发光(PL)的等离子体显示面板(PDP)、利用阴极场致发光(CE)的场发射显示器(FED)等等。此外，有机显示器包括液晶显示器(LCD)、有机发光显示器(OLED)等等。
OLED分为使用低分子量的单个分子的小分子OLED和使用高分子量的聚合物的聚合物OLED。OLED具有比当前使用的LCD短大约30,000倍的响应时间，因此它们能够显示移动图像。此外，OLED本身会发光，因此它们具有宽视角并可获得高亮度。因而，OLED作为下一代显示器而受到关注。
OLED一般包括在玻璃基板上依次形成的阳极、有机层、和阴极。玻璃基板是透明的，从而透射从OLED发射的光。在玻璃基板上，依次形成阳极、有机层和阴极。
阳极是给有机层供给空穴的正电极，且为了透射光，其形成为透明氧化铟锡(ITO)层。
有机层包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层，其中来自阳极的空穴和来自阴极的电子复合，从而产生预定颜色的光。
阴极是供给电子的负电极，且为了平稳地供给电子，其由具有低功函数的金属形成。
封装板密封OLED。封装板在内部设置有吸收湿气的吸湿材料。
此外，紫外线(UV)固化树脂将封装板140的边缘固定到玻璃基板，由此阻止外部空气和湿气渗入OLED中。
在具有该构造的OLED中，当给阳极施加正电压，给阴极施加负电压时，阳极给有机层供给空穴，阴极给有机层供给电子。
空穴和电子在有机层中复合，从而产生预定颜色的光。产生的光通过由透明ITO层形成的阳极和透明电极发射到外部。
在制造这种OLED过程中，玻璃基板和封装板通过单独的粘结设备粘结在一起。粘结能够通过使用气体，如氮气按压放置在封装板上的玻璃基板来实现。
然而，随着OLED的尺寸根据需要而变大时，这种粘结方法不适用于大尺寸的OLED。
就是说，当将玻璃基板朝封装板按压时，不具有支撑结构的玻璃基板的中部下垂，从而生长为膜的有机材料可能直接与封装板接触，由此损坏有机材料。
OLED设置有多个像素，每个像素都包括形成在玻璃基板上的OLED、和驱动OLED的薄膜晶体管(TFT)。这种OLED易受水的影响，从而提出了防水的密封结构，其中在沉积基板上覆盖金属帽或密封玻璃基板，该金属帽涂有干燥剂。在该密封结构中，通过对由OLED和密封玻璃基板形成的器件玻璃基板施加平板负重或给其整个表面施加均匀压力的N2来执行密封工序。
在用于制造OLED的腔室中，同时执行针对第一基板和第二基板的粘结工序以及使用紫外线(UV)将密封剂硬化的工序。
首先，将第一基板真空粘结到与传送膜(transmissible)相对的金属吸取板，并将第二基板放到传送膜上。此时，在第一基板预定区域中形成的OLED与第二基板预定区域中形成的干燥剂层相对。
然后，传输单元向下移动吸取板，并且按压传输单元，直到第一基板和第二基板彼此间隔开预定的间隙，由此给吸取板施加负重或给吸取板整个表面施加均匀的压力。
然后，设置在所述腔室外侧的UV发射器穿过透射膜和第二基板给密封剂发射UV射线。因此，将密封剂硬化，从而第一基板和第二基板粘结在一起。
在上述基板密封方法中，在硬化密封剂的工序中使用的透射膜必须经受粘结工序的压力，且必须具有较高的UV透射率。石英、钢化玻璃和硬化树脂可用作满足这些条件的透射膜。
然而，当使用较大尺寸基板的OLED处于粘结工序中时，则很难制造出保持刚性以经受压力的透射膜，由此限制了大尺寸基板的粘结工序。
发明内容
因此，本发明的一个方面是提供一种基板粘结设备和使用该设备的基板粘结方法，其可在粘结各种尺寸的基板时使用，例如当粘结相对大尺寸的基板时，将下基板向上压，而上基板不会下垂，当粘结相对小尺寸的基板时，使用气体按压上基板。
在本发明的一个典型实施例中，基板粘结设备包括上按压单元，其具有适于按压上基板的上板和适于驱动所述上板以按压所述上基板的第一按压器；以及设置在上按压单元下面的下按压单元，其具有适于支撑并按压下基板以将其固定到上基板的下板、和适于驱动所述下板以按压所述下基板的第二按压器。
上按压单元优选包括适于在所述上基板顶部支撑所述上基板的真空吸取单元。
第一按压器优选使用基于气体喷射的压力。第二按压器优选包括弹性元件、适于支撑弹性元件的支撑板、和适于按压支撑板的按压元件。
弹性元件优选包括弹簧或阻尼器之一。
按压元件优选使用基于气体喷射的压力。
第二按压器优选使用基于气体喷射的压力。
基板粘结设备优选进一步包括基板尺寸确定器，其适于确定被引入基板粘结设备的上基板和下基板的尺寸。
在本发明的另一个典型实施例中，基板粘结方法包括将上基板和下基板引入基板粘结设备；确定上基板和下基板的尺寸；以及根据上基板和下基板的确定尺寸执行按压操作。
按压操作优选包括上按压操作或下按压操作之一。
基板粘结方法优选进一步包括在确定上基板和下基板的尺寸之前设定上基板和下基板至少其中之一的参考尺寸。
按压操作优选包括在确定上基板和下基板小于参考尺寸时执行上按压操作。按压操作可替代地优选包括在确定上基板和下基板大于参考尺寸时执行下按压操作。
当结合附图考虑时，随着通过参照下面的详细描述更好地理解本发明，本发明更彻底的理解及其一些伴随的优点将更容易明白，图中相同的附图标记表示相同或相似的组件，其中图1是OLED结构的截面图；图2是通过按压上基板而粘结的基板的示意图；图3是当通过按压上基板来粘结大尺寸基板时上基板下垂的示意图；图4是根据本发明一个实施例的基板粘结设备的截面图；图5是由图4的上按压单元按压的上基板的示意图；图6是由图4的下按压单元按压的下基板的示意图；图7是图4的下按压单元的平面图、透视图和截面图；图8是根据图6的另一个实施例的基板粘结设备的截面图；图9是根据本发明另一个实施例使用下按压单元的按压元件的基板粘结设备的截面图；和图10是根据图6的再一个实施例的基板粘结设备的截面图。
具体实施例方式
图1是OLED的截面图。玻璃基板100是透明的，以便透射从OLED发射的光。
在玻璃基板100上，依次形成阳极110、有机层120和阴极130。
阳极110是给有机层120供给空穴的正电极，并形成为透明氧化铟锡(ITO)层，以便透射光。
有机层120包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层，其中来自阳极110的空穴和来自阴极130的电子复合，从而产生预定颜色的光。
阴极130是供给电子的负电极，并由具有低功函数的金属形成，以便平稳地供给电子。
封装板140密封OLED。封装板140在内部设置有吸收湿气的吸湿材料150。
此外，紫外线(UV)硬化树脂160将封装板140的边缘固定到玻璃基板100，由此阻止外部空气和湿气渗入OLED。
在具有该构造的OLED中，当给阳极110供给正电压，给阴极130供给负电压时，阳极110给有机层120供给空穴，阴极130给有机层120供给电子。
空穴和电子在有机层120中复合，从而产生预定颜色的光。产生的光通过由透明ITO层形成的阳极110和透明电极100发射到外部。
在制造这种OLED过程中，玻璃基板100和封装板140通过一个单独粘结设备粘结在一起。如图2中所示，通过用如氮气的气体按压放置在封装板140上的玻璃基板100来实现粘结。
然而，随着OLED的尺寸根据需要而变大时，这种粘结方法不适用于大尺寸的OLED。
就是说，如图3中所示，当将玻璃基板100压向封装板140时，不具有支撑结构的玻璃基板100的中部下垂，从而生长为膜的有机材料有可能直接与封装板140接触，由此损坏有机材料。
OLED设置有多个像素，每个像素都包括形成在玻璃基板上的OLED、和驱动OLED的薄膜晶体管(TFT)。这种OLED易受水的影响，从而提出了防水的密封结构，其中在沉积基板覆盖有金属帽或密封玻璃基板，该金属帽涂有干燥剂。在该密封结构中，通过给由OLED和密封玻璃基板形成的器件玻璃基板施加平板负重或给其整个表面施加均匀压力的N2来执行密封工序。
图1是在腔室中制造OLED的视图。
参照图1，在用于制造OLED的腔室(没有示出)中，同时执行针对第一基板10和第二基板20的粘结工序和使用紫外线(UV)对密封剂的硬化工序。
首先，将第一基板10真空粘附到与透射膜30相对的金属吸取板40，并将第二基板20放在透射膜30上。此时，在第一基板10预定区域中形成的OLED 11与在第二基板20预定区域中形成的干燥剂层12相对。
然后，传输单元(未示出)向下移动吸取板40，并且按压传输单元，直到第一基板10和第二基板20彼此间隔开预定的间隙，由此给吸取板40施加负重或给吸取板40整个表面施加均匀压力的N2。
然后，设置在所述腔室(没有示出)外侧的UV发射器50穿过透射膜30和第二基板20给密封剂15发射UV射线。因此，将密封剂15硬化，从而使第一基板10和第二基板20彼此粘结。
在上述基板密封方法中，在硬化密封剂15的工序中使用的透射膜30应经受粘结工序的压力，且必须具有较高的UV透射率。石英、钢化玻璃和硬化树脂可用作满足这些条件的透射膜。
然而，当在粘结工序中使用较大尺寸基板的OLED时，则很难制造出保持硬度以经受压力的透射膜30，由此限制了大尺寸基板的粘结工序。
以下，参照附图描述本发明的典型实施例。
图4是根据本发明一个实施例的基板粘结设备的截面图。
根据本发明一个实施例的基板粘结设备100包括上按压单元200和下按压单元400，所述上按压单元200具有按压上基板100的上板210、和驱动上板210以按压上基板100的按压器，所述下按压单元400放置在所述上按压单元200下面，且其具有用来支撑下基板140使之与上基板100耦合并按压下基板140的下板410、和驱动下板410按压下基板140的按压器。
上按压单元200和下按压单元400放置在腔室310中，并在腔室310中执行粘结工序。在腔室310的一侧中，设置硬化光束发射器330，以便在粘结上基板100和下基板140的同时执行硬化工序。硬化光束发射器330穿透腔室310并配置成给下基板140的相应部分发射光束。
图5是说明图4的上按压单元按压上基板的示意图。
上按压单元200包括按压上基板100的上板210。上板210设置有用于支撑上基板100的真空吸取装置(没有示出)。更详细地说，真空吸取装置在上基板100的一个表面上支撑上基板100，其中所述表面没有涂覆有机材料并朝上。
在支撑上基板100的上板210的所述表面的后部，设置有气压缸250，用来驱动辅助板230靠近和远离上板210移动。
上板210包括O形圈211，以便当上基板100被氮气真空吸附或按压时，在上基板100和上板210之间形成气密空间。
此外，上板210设置有与其连接的真空吸取装置以及气动装置(未示出)，它们可分别由普通的真空泵和普通的气体控制阀来实现。在这里一般使用氮气。
辅助板230由气压缸250支撑，从而其可线性移动。辅助板230利于上板210按压上基板100。在辅助板230的后侧中，设置有间隙控制致动器290和间隙控制导轨270，从而控制辅助板230与上板210之间的间隙。
图6是说明图4的下按压单元按压下基板的示意图，图7显示了图4的下按压单元的平面图、透视图和截面图，而图8是根据图6的另一个实施例的基板粘结设备的截面图。
下按压单元400包括用于按压下基板140的下板410。下板410支撑下基板140的一个表面，其中下基板140由其自身的重量支撑在下板410上。这里，下基板140的所述表面是将与上基板100粘结表面的背面。
在下板410后面设置有按压器，用来驱动下板410充分按压下基板140。
按压器包括用于吸收下板410振动的弹性元件、用于支撑弹性元件的支撑板450、和用于按压支撑板450从而充分按压下板410的按压元件470。
这里，弹性元件可由弹簧430(参照图6)、阻尼器440(参照图8)等实现。
参照图6，支撑板450支撑并在其内容纳弹簧430。配置一对弹簧430按压一个按压块452。此外，在按压块452之间设置有中间板454。此外，中间板454设置有线性套筒456，用于将按压单元分为一对弹簧430和按压块452。
弹簧430、中间板454和线性套筒458由下板356支撑并密封。
如图7中所示，按压块452和一对弹簧430一起形成了单个按压单元。在下按压单元400的按压器中设置有多个按压单元，因而可将压力均匀地施加给具有矩形形状的下基板140的整个表面。
在容纳弹簧430的支撑板450的后表面中，设置有按压元件470，以充分地按压支撑板450。按压元件470穿透腔室310并延伸到腔室310的外部。此外，按压元件470设置有波纹管350(参照图4)，以随着按压元件470膨胀和收缩密封所述腔室310。
如图8中所示，下按压单元400可以用阻尼器440代替在图6和7所示实施例中使用的弹簧430。这里，阻尼器440用作弹性元件并起到与图6和7的弹簧430类似作用。因此，将不再重复描述。
图9是根据本发明另一个实施例使用下按压单元的按压元件的基板粘结设备的截面图。
下按压单元400包括按压下基板140的下板410。下板410支撑下基板140的一个表面，其中下基板140由其自身重量支撑在下板410上。这里，下基板140的所述表面是将与上基板100粘结的表面的背面。
在下板410后面设置有按压器，用来驱动下板410以充分按压下基板140。
按压器包括用于吸收下板410振动的弹性元件、用于支撑弹性元件的支撑板450、和用于按压支撑板450从而充分按压下板410的按压元件。
按压元件设置在容纳弹性元件，如弹簧430、阻尼器440等的支撑板450的后面上，由此充分按压支撑板450。
按压元件可由与上按压单元200类似的气动系统来实现，并包括下按压板480。
下按压板480设置有O形圈481，以便当执行按压时，其在下按压板480与下板410之间形成气密空间。
此外，下按压板480与一般使用气体控制阀的气体供给装置(没有示出)连接。一般使用氮气。气体供给装置穿透腔室310并延伸到腔室310的外部。此外，下按压板480设置有与图4的一样的波纹管(没有示出)，从而当下按压板480膨胀和收缩时密封所述腔室310。
图10是根据图6的再一个实施例的基板粘结设备的截面图。
下按压单元400包括按压下基板140的下按压元件490。下按压元件490支撑下基板140的一个表面，其中下基板140由其自身重量支撑在下按压元件490上。这里，下基板140的所述表面是将与上基板100粘结的表面的背面。
下按压元件490向下基板140注入气体，由此充分按压下基板140。
下按压元件490能够使用与在上按压单元200中使用的类似的气动系统。
下按压元件490设置有O形圈491，以便当执行按压时，其在下按压元件490与下板140之间形成气密空间。
此外，下按压元件490与一般使用气体控制阀的气体供给装置(没有示出)连接。一般使用氮气。气体供给装置穿透腔室310并延伸到腔室310的外部。此外，下按压元件490设置有与图4的一样的波纹管(没有示出)，从而当下按压元件490膨胀和收缩时密封所述腔室310。
在腔室内部或外部可以设置基板尺寸确定器(没有示出)，由此确定引入腔室310并彼此粘结的上基板100和下基板140的尺寸。
当使用基板尺寸确定器时，依照被引入腔室310的上基板100和下基板140的尺寸来使用上按压单元200或下按压单元400，由此将上基板100和下基板140粘结在一起。基板尺寸的预定参考值被预先输入基板尺寸确定器。例如，当基板尺寸确定器确定了基板的测量尺寸小于参考值时，就使用上按压单元200。另一方面，当基板尺寸确定器确定了基板的测量尺寸大于参考值时，就使用下按压单元400。
代替基板尺寸确定器，工人可手动地设置使用上按压单元200还是使用下按压单元400。
此外，下面描述使用根据本发明一个实施例的基板粘结设备的基板粘结方法。
使用根据本发明一个实施例的基板粘结设备的基板粘结方法包括将上基板和下基板引入基板粘结设备；确定上基板和下基板的尺寸；以及依照上基板和下基板的确定尺寸按压上基板和下基板。
当将上基板和下基板引入基板粘结设备时，确定上基板和下基板至少之一的尺寸。因为在一般粘结工序中使用的上基板和下基板的尺寸彼此相等，所以通常确定上基板或下基板任一个的尺寸。
在确定了上基板和下基板的尺寸之后，依照上基板和下基板的确定尺寸执行上按压或下按压。当上基板和下基板相对较小时执行上按压。另一方面，当上基板和下基板相对较大时执行下按压。工人可根据他/她的经验来设定用于确定上基板和下基板尺寸的参考值。
在确定基板尺寸之前，可以执行参考尺寸设定工序，以便设定上基板或下基板的参考尺寸值。此外，工人可根据他/她的经验来设定参考尺寸值。因而，上按压或下按压依照所述设定参考尺寸值来执行。
如上所述，本发明提供了一种可用于粘结各种尺寸基板的基板粘结设备和基板粘结方法，例如，当粘结相对大尺寸的基板时，向上按压下基板，上基板不会下垂，当粘结相对小尺寸的基板时，使用气体按压上基板。
尽管已经显示和描述了本发明的典型实施例，但在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行修改，本发明的范围由所附权利要求确定。
权利要求
1.一种基板粘结设备，包括上按压单元，其具有适于按压上基板的上板和适于驱动所述上板以按压所述上基板的第一按压器；和设置在上按压单元下面的下按压单元，其具有适于支撑并按压下基板以将其固定到上基板的下板、和适于驱动所述下板以按压所述下基板的第二按压器。
2.根据权利要求1所述的基板粘结设备，其中所述上按压单元包括适于在所述上基板的顶部支撑所述上基板的真空吸取单元。
3.根据权利要求1所述的基板粘结设备，其中第一按压器使用基于气体喷射的压力。
4.根据权利要求1所述的基板粘结设备，其中第二按压器包括弹性元件、适于支撑该弹性元件的支撑板、和适于按压该支撑板的按压元件。
5.根据权利要求4所述的基板粘结设备，其中该弹性元件包括弹簧或阻尼器之一。
6.根据权利要求4所述的基板粘结设备，其中该按压元件使用基于气体喷射的压力。
7.根据权利要求1所述的基板粘结设备，其中第二按压器使用基于气体喷射的压力。
8.根据权利要求1所述的基板粘结设备，进一步包括基板尺寸确定器，其适于确定被引入基板粘结设备的上基板和下基板的尺寸。
9.一种基板粘结方法，包括将上基板和下基板引入基板粘结设备；确定上基板和下基板的尺寸；以及根据上基板和下基板的确定尺寸执行按压操作。
10.根据权利要求9所述的基板粘结方法，其中按压操作包括上按压操作或下按压操作之一。
11.根据权利要求9所述的基板粘结方法，进一步包括在确定上基板和下基板的尺寸之前设定上基板和下基板至少之一的参考尺寸。
12.根据权利要求11所述的基板粘结方法，其中按压操作包括在确定上基板和下基板小于参考值时执行上按压操作。
13.根据权利要求11所述的基板粘结方法，其中按压操作包括在确定上基板和下基板大于参考值时执行下按压操作。
全文摘要
本发明公开了一种基板粘结设备和基板粘结方法，当粘结上基板和下基板时，该基板粘结设备和基板粘结方法根据上基板和下基板的尺寸来施加压力。该设备包括上按压单元，其具有用以按压上基板的上板和用以驱动所述上板以按压所述上基板的第一按压器；以及设置在上按压单元下面的下按压单元，其具有用以支撑并按压下基板以将其固定到上基板的下板、和用以驱动所述下板以按压所述下基板的第二按压器。该设备可用于粘结各种尺寸基板，例如，当粘结相对大尺寸的基板时，向上按压下基板，而上基板不会下垂，当粘结相对小尺寸的基板时，使用气体按压上基板。
文档编号H01L21/58GK1945794SQ200610162739
公开日2007年4月11日 申请日期2006年9月11日 优先权日2005年9月9日
发明者李至镛, 车裕敏, 康熙哲 申请人:三星Sdi株式会社