专利名称：制造液晶显示器的设备和方法,使用该设备的方法,用该方法生产的器件的制作方法
技术领域：
本发明要求享有2002年2月6日于韩国提出的韩国专利申请第P2002-6640号的利益，该申请在此引入以作参考。
因此，在改善LCD装置画质上的努力与分辨率高、重量轻、外型薄和功耗低的好处形成对比。为了将LCD装置实现为一普通的图像显示器，例如必须达到例如画质优良、亮度好、面积大等图像品质。
在第一玻璃衬底(TFT阵列衬底)上，沿一个方向以固定间隔形成多条控制线，而沿与这多条控制线的方向相垂直的第二方向形成多条数据线，由此限定多个象素区。然后，在这些象素区上以一矩阵结构形成多个象素电极，并且在这些象素区上形成多个薄膜晶体管(TFT)。因此，通过沿控制线传输给每个象素电极的信号和沿数据线传输给每个象素电极的转接信号开关这多个薄膜晶体管。为了防止漏光，在除了第二玻璃衬底(滤色器衬底)上对应于第一玻璃衬底的象素区的区域以外的第二玻璃衬底上，形成黑色矩阵膜。
以下参照根据已有技术的制造设备描述采用一TFT衬底和一滤色器衬底制造一LCD装置的过程。
根据已有技术制造一LCD装置的过程包括以下步骤在第一和第二衬底中的一个上形成一密封图案，以形成一注入口；在一真空处理室内将第一和第二衬底相互粘接在一起；在另一个真空室内通过该注入口注入液晶。在根据已有技术制造一LCD装置的另一个过程中，披露于日本专利申请第11-089612和11-172903号中的液晶滴落法包括以下步骤将液晶材料滴落到第一衬底上；将第二衬底设置在第一衬底之上；移动第一和第二衬底，由此将第一和第二衬底相互粘接在一起。与液晶注入法相比，液晶滴落法的优点在于，由于液晶预先设置在第一衬底上，所以无需一些步骤，如形成液晶材料注入口、注入液晶材料和密封注入口。
图1和2示出一种采用根据已有技术的液晶滴落法的衬底粘接装置剖视图。图1中，衬底粘接装置包括框架10、上工作台21、下工作台22、密封剂分配器(图中未示)、液晶材料分配器30、包括上室单元31和下室单元32的处理室、室移动系统40和工作台移动系统50。室移动系统40包括一驱动电机，该电机受驱动以有选择地将下室单元32移动到执行粘接过程的位置，或者移动到密封剂流出或液晶材料滴落的位置。工作台移动系统50包括另一驱动电机，该电机受到驱动以有选择地沿与上工作台21和下工作台22垂直的一个垂直方向移动上工作台21。
用根据已有技术衬底粘接设备制造一LCD装置的过程如下。图1中，首先，将第二衬底52置于上工作台21上，将第一衬底51置于下工作台22上。然后，通过室移动系统40将具有下工作台22的下室单元32移动到用来分配密封剂和分配液晶材料的处理位置(S1)。在图2中，接着，通过室移动系统40将下室单元32移动到用来粘接衬底的处理位置(S2)。之后，通过室移动系统40将上室单元31和下室单元32组装在一起以形成一真空紧密封，通过真空产生系统(图中未示)降低室中的压力。一旦得到足够的压力，通过工作台移动系统50将上工作台21向下移动，以将第二衬底52紧固到第一衬底51上，对室连续增压，完成LCD装置的制造过程。
令人遗憾的是，根据已有技术的衬底粘接设备存在缺点。首先，根据已有技术的衬底粘接设备无法将密封剂和液晶材料分配到形成有薄膜晶体管和滤色器的衬底上。第二，这种粘接设备的整体尺寸无法允许进行其他处理，由此很难设计液晶显示器制造过程的一个方案。第三，由于用一下室单元执行多项处理过程，所以处理时间大大延长，由此降低了整体生产率。根据已有技术，将密封剂分配到第一衬底上的时间量、将液晶材料分配到第二衬底上的时间量和粘接第一与第二衬底的时间量导致后来执行和完成所有的制造过程时间量显著增大。第四，如果没有达到上室单元与下室单元之间的真空紧密连接，那么将在上室单元与下室单元之间产生气流，由此导致第一与第二衬底之间的粘接很少。因此，需要用来确保上室单元与下室单元之间真空紧密封的其他部件。最后，由于下室单元的水平移动，所以难以在粘接期间对准第一和第二衬底，由此延长了整个处理时间。
本发明的一个目的在于提供一种制造大型液晶显示器的设备和方法，其每一个工作台都具有一移动范围和的移动方向，用以对准衬底。
本发明的另一个目的在于提供一种用这种制造大型液晶显示器的设备和方法制造的液晶显示器。
本发明的其他特征和优点将在以下的说明书中描述，并且根据说明书的描述，它们一部分变得很明显，或者可以通过对本发明的实践学会。通过说明书及其权利要求书以及附图所特别指出的结构，本发明的这些目的和其他优点得以实现和得到。
为了实现根据本发明目的的这些和其他优点，如这里所具体和概括性描述的那样，一种用于制造一液晶显示器的设备包括一个整体真空处理室，具有一衬底入口；装载部分，用于承载和固定通过衬底入口的第一和第二衬底，在第一和第二衬底中的一个上设置有一液晶材料；上工作台和下工作台，设置在真空处理室内，用于固定第一和第二衬底；一工作台移动系统，用于提供上工作台与下工作台之间的相对移动；和一真空产生系统，用于抽空真空处理室内部。
在另一个方面，一种制造液晶显示器的方法包括以下步骤通过一整体真空处理室的衬底入口装载第一和第二衬底，第一和第二衬底中的一个上设有一密封材料；在上工作台与下工作台之间提供相对运动；抽空真空处理室的内部；以及将其间设有液晶材料的第一衬底和第二衬底粘接在一起。
在另一个方面，用包括如下步骤的一种方法制造的液晶显示器通过一整体真空处理室的衬底入口装载第一和第二衬底，第一和第二衬底中的一个上设有一密封材料；在上工作台与下工作台之间提供相对运动；抽空真空处理室的内部；以及将其间设有液晶材料的第一衬底和第二衬底粘接在一起。
应理解的是，前面总的描述和下面详细的描述都是示例性和解释性的，意欲用它们提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图简要说明所包括用来提供对本发明进一步理解且包括在本说明书内构成本说明书一部分的附图，示出了本发明的各实施例，并且连同说明书一起用来解释本发明的原理。这些附图中图1示出根据已有技术在密封上室单元和下室单元之前的衬底粘接装置的剖视图；图2示出根据已有技术在衬底粘接过程中的衬底粘接装置的剖视图；图3示出根据本发明在装载过程中用于制造一液晶显示器的典型设备；图4示出根据本发明在真空过程中用于制造一液晶显示器的典型设备；图5示出根据本发明在衬底之间进行位置对准过程中用于制造一液晶显示器的典型设备；图6示出根据本发明在衬底粘接过程中用于制造一液晶显示器的典型设备；图7示出根据本发明在进一步粘接过程中用于制造一液晶显示器的典型设备；图8示出根据本发明在卸载过程中用于制造一液晶显示器的典型设备。
图3示出根据本发明在制造过程中用于制造一液晶显示器的典型设备。图3中，该设备可以包括真空处理室110、上工作台121、下工作台122、上工作台移动轴131、下工作台移动轴132、上工作台驱动电机133、下工作台驱动电机134、真空产生系统200和装载部分300。
真空处理室110可以通过空气出口112经空气出口阀112a接至真空产生系统200，空气出口阀112a用于降低真空处理室110内部的压力。真空处理室可以包括用于经通气管阀113a通过引入空气或气体以增大真空处理室110内部压力的通气管113。因此，真空处理室可以包括真空处理室入口111，以允许装载部分300装入和抽出第一衬底510和第二衬底520。
上工作台部分121和下工作台部分122可以分别设置在真空处理室110的上部和下部。上工作台121和下工作台122可以包括分别设置在上工作台121与下工作台122相对表面上的静电卡盘(ESC)121a和122a。因此，上静电卡盘121a将衬底520通过静电固定到上工作台121上，下静电卡盘122a将衬底510通过静电固定到下工作台122上。另外，上工作台121可以包括多个穿过上工作台121形成的真空孔121b，由此通过在多个真空孔121b内部形成真空而将衬底520固定到上工作台121上。上静电卡盘121a和下静电卡盘122a可以配备有至少一对具有不同极性的静电盘，用以施加具有不同极性的连续力(serial power)。另一方面，上静电卡盘121a和下静电卡盘122a可以配备有同时具有两个相同极性的静电盘。
多个真空孔121b可以形成于一中央部分和沿上静电卡盘121a的周边部分，也可以接至单独一个或多个管121c，用以传送接至上工作台121的真空泵123所产生的真空力。另一方面，即使上静电卡盘121a和多个真空孔121b可以形成为与上工作台121形状类似，也可以优选基于衬底520的几何形状或基于设有液晶区域的几何形状排列上静电卡盘121a和多个真空孔121b。
在真空处理室110的外部和内部，上工作台移动轴131驱动上工作台121，下工作台旋转轴132驱动下工作台122，上和下工作台驱动电机133和134分别驱动上和下工作台121和122。驱动系统135可以在对准第一衬底510与第二衬底520的对准过程中用来驱动下工作台122。
真空产生系统200可以传送一吸力以在真空处理室110内部产生真空状态，它可以包括用来产生一普通真空力的吸力泵。另外，真空产生系统200可以与真空处理室110的空气出口112互连。
装载部分300可以是与真空处理室110分开的机械装置，它可以设置在真空处理室110的外部。装载部分300可以接收第一衬底510和第二衬底520中其上至少设有液晶材料的一个。另外，第一衬底510可以包括液晶材料和密封剂这二者。此外，第一衬底510可以包括一TFT阵列衬底和一滤色器(C/F)衬底中的一个，第二衬底520可以包括该TFT阵列衬底和C/F衬底中的另一个。然后，装载部分300可以有选择地将第一衬底510和第二衬底520都装载到真空处理室110内。装载部分300可以包括第一臂310以承载其上至少设有液晶材料的第一衬底510，和包括第二臂320以承载第二衬底520。在装载第一衬底510和第二衬底520的过程中，第一臂310可以位于第二臂320之上。
还可以包括对准系统600以保证第一衬底510和第二衬底520的对准状态。对准系统600可以设置到至少真空处理室110的内部或外部。由于可以限制下工作台122的运动，所以可以精确和迅速地达到第一衬底510与第二衬底520之间的对准状态。
下文将描述采用根据本发明用于制造一液晶显示器的设备粘接第一衬底510和第二衬底520的过程。
图3中，装载部分300在第一臂310上接收第一衬底510和第二衬底520中其上至少设有液晶材料的一个，在第二臂320上接收第一衬底510和第二衬底520中的另一个。第二臂320将衬底520装载到上工作台121的下表面上，第一臂310将其上至少设有液晶材料的衬底510装载到下工作台122的上表面上。衬底520可以在其上至少设有液晶材料的衬底510之前装载到上工作台122的下表面上，以防颗粒落到衬底510上。在衬底510的装载过程中，颗粒可能落到其上设有液晶材料的衬底510上。
第二臂320承载上工作台下面的衬底520，然后使得真空泵123将一真空力传输给上工作台121上的多个真空孔121b。第一臂310承载下工作台122上面的衬底510，以将衬底520从第二臂320固定到上工作台121，并且使得一真空泵(图中未示)将一真空力传输给下工作台122上多个真空孔(图中未示)中的每一个，以将衬底510从第一臂310固定到下工作台122上。
在完成衬底510和520的装载之后，允许操作设置在真空处理室入口111处的保护门114，由此密封真空处理室入口111。
图4示出根据本发明在真空过程中制造一液晶显示器的典型设备。图4中，允许真空产生系统200工作，并且打开空气出口阀112a，由此抽空真空处理室110的内部。一旦真空处处理室110的内部成功地抽空到理想压力，就可以禁止真空产生系统200工作，并且可以关闭空气出口阀112a。因此，可以对上静电卡盘121a和下静电卡盘122a加力，由此通过静电力将衬底510和520固定到上工作台121和下工作台122上。
图5示出根据本发明在衬底之间的位置对准过程中用来制造一液晶显示器的典型设备。图5中，上工作台驱动电机133向下工作台122方向移动上工作台121，以将上工作台121置于与下工作台122相邻。然后，对准系统600保证第一衬底510和第二衬底520的对准状态，以使它们分别固定到上工作台121和下工作台122上。对准系统600将一控制信号传输给上工作台移动轴131和下工作台旋转轴132，由此对准第一衬底510和第二衬底520。
图6示出根据本发明在一衬底的粘接过程中用来制造一液晶显示器的典型设备。图6中，上工作台移动轴131响应于从对准系统600接收到的驱动信号受到驱动，并且执行第一粘接过程，以粘接衬底510和520。但是，第一粘接过程可以不必完全粘接衬底510和520。第一粘接过程松散地粘接衬底510和520，以便在真空处理室的压力增大到大气压时空气不会引入粘接的衬底之间。
图7示出根据本发明在进一步粘接过程中用于制造一液晶显示器的典型设备。图7中，允许通气管阀113a工作，由此使真空处理室110内部的压力达到大气压。因此，所粘接的衬底因所粘接衬底之间抽空的内部与真空处理室110的大气压之间的压差受到进一步压迫。
因此，执行更完全的粘接过程，如果完成了该粘接过程，操作真空处理室110的保护门114，以便打开保护门所关闭的入口111。
图8示出根据本发明在一卸载过程中用来制造一液晶显示器的典型设备。图8中，通过装载部分300的第二臂320执行对所粘接衬底的卸载。
对本领域的普通技术人员来说很明显的是，可以在不脱离本发明的实质或范围的情况下，在该制造液晶显示器的设备和方法中作各种修改和变换。这样，假定这些修改和变换落在所附权利要求书及其等同物的范围内，意欲使本发明覆盖这些修改和变换。
权利要求
1.一种用于制造一液晶显示器的设备，包括一个整体真空处理室，具有一衬底入口；一装载部分，用于通过衬底入口装载第一和第二衬底，在第一和第二衬底中的一个上设置有一液晶材料；上工作台和下工作台，设置在真空处理室内，用于固定第一和第二衬底；一工作台移动系统，用于提供上工作台与下工作台之间的相对移动；和一真空产生系统，用于抽空真空处理室内部。
2.根据权利要求1的设备，其中真空处理室包括一接至真空产生系统的空气出口和用于将空气和气体中的一种引入的通气管。
3.根据权利要求1的设备，其中至少一个静电卡盘和多个真空孔设置在用于固定第一和第二衬底的上工作台和下工作台相对的表面上。
4.根据权利要求3的设备，其中至少一个静电卡盘配备有至少一对静电盘。
5.根据权利要求3的设备，其中多个真空孔沿至少一个静电卡盘的外周边形成。
6.根据权利要求1的设备，其中工作台移动系统包括一移动轴，连接在上工作台与设置在真空处理室外部上的驱动电机之间，用于移动上工作台；和一设置在下工作台上的旋转轴，用于绕一中心轴旋转下工作台。
7.根据权利要求1的设备，还包括一对准系统，设置在真空处理室的外部或内部，用于保证第一与第二衬底之间的对准状态。
8.根据权利要求1的设备，其中装载部分包括第一臂，用于将第一衬底和第二衬底中其上设有液晶材料的一个装载到下工作台上；和第二臂，用于将第一衬底和第二衬底中的另一个装载到上工作台上。
9.根据权利要求1的设备，其中装载部分包括第一臂，用于将其上设有液晶材料和密封剂的第一衬底装载到下工作台上；和第二臂，用于将第二衬底装载到上工作台上。
10.一种制造液晶显示器的方法，包括以下步骤通过一整体真空处理室的衬底入口装载第一和第二衬底，第一和第二衬底中的一个上设有一密封材料；在上工作台与下工作台之间提供相对运动；抽空真空处理室的内部；以及将其间设有液晶材料的第一衬底和第二衬底粘接在一起。
11.根据权利要求10的方法，其中装载第一和第二衬底的步骤包括承载第二衬底并且将第二衬底固定到上工作台上；承载具有一液晶材料的第一衬底；以及将第一衬底固定到下工作台上。
12.根据权利要求10的方法，其中装载第一和第二衬底的步骤包括允许操作至少一个静电卡盘，或为设置在上工作台与下工作台相对表面上的多个真空孔提供一真空力。
13.根据权利要求12的方法，其中允许操作至少一个静电卡盘包括启动至少一对静电盘。
14.根据权利要求12的方法，其中多个真空孔沿至少一个静电卡盘的外周边形成。
15.根据权利要求10的方法，其中提供相对运动的步骤包括通过设置在真空处理室外部的驱动电机移动上工作台，并且旋转下工作台。
16.根据权利要求10的方法，还包括以下步骤在粘接第一和第二衬底的步骤之前，通过一设置在真空处理室外部或内部的对准系统校验第一衬底与第二衬底之间的对准状态。
17.根据权利要求10的方法，其中装载第一和第二衬底的步骤包括通过第二臂将第一和第二衬底中的一个装载到上工作台上，并且通过第一臂将第一和第二衬底中其上设有液晶材料的另一个装载到下工作台上。
18.根据权利要求10的方法，其中装载第一和第二衬底的步骤包括通过第二臂将第二衬底装载到上工作台上，通过第一臂将其上设有液晶材料和密封剂的第一衬底装载到下工作台上。
全文摘要
一种用来制造一液晶显示器的设备包括一个整体真空处理室，具有一衬底入口；一装载部分，用于通过衬底入口装载第一和第二衬底，在第一和第二衬底中的一个上设置有一液晶材料；上工作台和下工作台，设置在真空处理室内，用于固定第一和第二衬底；一工作台移动系统，用于提供上工作台与下工作台之间的相对移动；和一真空产生系统，用于抽空真空处理室内部。
文档编号G02F1/1339GK1437048SQ0211780
公开日2003年8月20日 申请日期2002年5月21日 优先权日2002年2月6日
发明者朴相昊, 李相硕 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社