专利名称：基板粘合装置及基板粘合方法
技术领域：
本发明涉及适于制造液晶显示板等采用的优良基板粘合装置及基板粘合方法的改进。
背景技术：
个人电脑和TV接收机或各种监视器等显示器中采用的液晶显示板，一般通过围着其显示面涂布的粘结剂将相对设置的一对玻璃基板粘合的方法制造。
液晶显示板是在粘合的两块基板间的显示面内封入液晶形成的，在显示面封入液晶有液晶注入式和液晶滴入式两种。无论那种液晶的封入方式，均是在任何一块基板面上散布乃至设置多个间隔物，使封入了液晶的基板间间隔(晶胞间隙)保持一定之后进行粘合的。
图1是表示以液晶滴下式制造液晶显示板用已有基板粘合装置部分剖面的断面图。
如图1所示，上下一对矩形玻璃基板1a和1b，处于由上下腔室2a、2b组成的腔室2内，上基板1a用卡盘等保持手段保持在上吸盘3a的下面，而在显示面上滴下液晶4并涂布了将其包围的粘结剂用密封剂5的下基板1b，同样用卡盘等保持手段保持在下吸盘3b的上面。其中符号5a表示散布在显示面上的间隔物。
上吸盘3a结构，被连接保持在移动机构6的支持轴6a上，利用移动机构6移动调整X-Y-θ方向的同时，沿着与X-Y-θ方向垂直的上下方向(箭头Z)移动，使上基板1a移动至与相对的下基板1b位置吻合后加压，使两块基板1a、1b重合在一起。
下吸盘3b固定在下腔室2b内，下腔室2b内设有确定上下基板1a、1b位置用的摄像机71、72。
摄像机71、72，拍摄在两块基板1a、1b上形成的确定位置用的标记(排列标记)，将其图像供给图中未示出的控制器，利用控制器中所谓的图案识别方法检出标记的位置，并根据检出标记的位置依靠移动机构6的驱动控制，对上下两块基板1a、1b间的相对位置进行吻合。
其中驱动机构省略而没有图示出，上腔室2a的结构能上下移动，当上腔室2a下降与下腔室2b连接时，形成密闭的闭空间。而且腔室2的结构为通过向内开口的管道21与图中未示出的真空泵连接，借助于该真空泵排气将腔室2内抽成真空。符号2c表示安装固定在上腔室2a下端部分的弹性部件，用于确保密闭时的气密性，而且符号22表示移动下腔室2b用的输送导轨。
采用上记结构的基板粘合装置制造液晶显示板时，上下基板1a、1b的粘合按以下顺序(工序)进行。
最初首先将上基板1a装载并移入下腔室2b的下吸盘3b的上方，吸附保持在上吸盘3a的下面。然后将涂布了密封剂5使显示面的液晶4包围的下基板1b，移入并吸附保持在下腔室2b的下吸盘3b上。
接着，降下上腔室2a形成闭空间，利用与管道21连接的真空泵的动作排气，经基于图2所示的特性曲线推移过程对腔室2内进行抽真空。然后在腔室2内的真空气氛下，使上基板1a与下基板1b进行位置吻合，上吸盘3a降下使上基板1a压在下基板1b上，用密封剂5对两块基板1a、1b进行粘合。
最后破坏腔室2内的真空恢复到大气压后，使上基板1a从上吸盘3a上解吸，并经过上腔室2a的上升移动，将下吸盘3b上的被粘合的两块基板1a、1b移出。
如上所述，两块基板1a、1b在真空气氛中粘合后又处于大气压下，所以真空状态下的两块基板1a、1b之间的显示面，即晶胞空间与基板外侧的大气压之间承受大的内外压力差，因而使两块基板1a、1b压在间隔物5a上，形成具有微米单位精度的间隙(晶胞间隙)。
其中粘合两块基板1a、1b的密封剂5，粘合后经加热或紫外线(UV)照射而固化。
如上所述，液晶显示板制造等用的已有基板粘合装置中，在形成闭空间的腔室2内，吸附保持在上吸盘3a上的上基板1a与下方的下基板1b位置吻合后，借助于作粘结剂用的密封剂5与下基板1b粘合。
此时腔室2内借助于真空泵的排气操作进行抽真空，粘合操作在真空气氛中进行。
用真空泵对腔室2内进行抽真空时，如图2所示，动作开始当初，腔室2内的空气因必然顺利排出而使真空度迅速提高，但是随着排气的进行腔室2内的空气逐渐稀薄，接近目的真空度L后真空度的提高逐渐减缓。
液晶显示板，灰尘和尘埃在显示面上的附着显著损害显示特性，所以基板粘合等组装制造，当然应当在除尘的清洁室内进行。
制造现场的清洁度虽然越高越好，但是要使空气中所含的灰尘和尘埃完全为0事实上是不可能的，而且由于基板粘合装置包括机械上可动的部分，所以从该机构部分产生新的粉尘等是不可避免的，因而往往不能将滞留在腔室内的这种灰尘和尘埃除去。
而且粘合基板之际，启动真空泵对腔室2内进行抽真空时，真空泵动作开始时的急速排气动作会扰乱腔室2内的气流，因而有滞留在下腔室2b内的灰尘和尘埃飞扬，附着在基板1b显示面上之虞。
而且，灰尘和尘埃在粘合后基板上的附着，也往往使基板的电学特性劣化。腔室2内粘合后的真空破坏之际，复原气压用气流也会使腔室2内灰尘和尘埃飞扬，附着在电极面上，损害与连接的IC等之间的电气导通。
而且对显示画面的要求越来越精细的当今，腔室内即使有极小的灰尘和尘埃，也会因抽真空或破坏真空时产生的气流而飞扬，附着在显示面和电极部分上，降低制造的成品率，因而希望加以改善。
发明内容
因此，本发明目的在于提供一种在真空腔室内上下基板粘合时，能够极大地避免灰尘和尘埃飞扬，得到粘合良好基板的基板粘合装置和基板粘合方法。
而且本发明的其他目的在于防止因对腔室内空气抽真空而引起的上基板下落。
为了解决上记课题，本发明的第一方面，其特征在于在密闭腔室内对两块基板粘合的基板粘合装置中，具备与所说的腔室连接、对腔室内抽真空的泵，以及控制与此泵和所说的腔室连接的配管上的阀门，使所说的配管的吸入阻抗发生变化的控制装置。因此，按照本发明的第一方面，通过控制装置控制与此泵和所说的腔室连接的配管上的阀门，使配管的吸入阻抗发生变化，所以能缓和急剧抽真空，抑制灰尘和尘埃飞扬。
本发明的第二方面，其特征在于在密闭腔室内对两块基板粘合的基板粘合装置中，具备与所说的腔室连接、对腔室内抽真空的泵，以及在将所说的两块基板粘合后，控制与所说的腔室内开口的恢复口相连的恢复用阀门，使流入腔室内气体的流入阻抗从大至小变化的控制装置。
因此，按照本发明的第二方面，基板粘合后使腔室内恢复大气压的操作之际，通过控制恢复用阀门，使流入腔室内气体的流入阻抗从大至小变化，让腔室内缓缓恢复到大气压，所以能减轻腔室内灰尘和尘埃的飞扬。
本发明的第三方面，其特征在于在密闭腔室内对两块基板粘合的基板粘合方法，由以下工序组成将一对基板以隔开方式相对设置在所说的腔室内的第一工序，此第一工序后，使与所说的腔室连接的泵以预定的吸入阻抗动作，对所说的腔室内开始抽真空的第二工序，经此第二工序开始抽取真空经过预定时间后或者当所说的腔室内的压力达到预定的压力时，控制与所说的泵和所说的腔室连接的配管上的阀门，使所说的配管的吸入阻抗进更加减小的第三工序，此第三工序后，在所说的腔室内将相对设置的所说的两块基板粘合的第四工序，此第四工序后，控制与所说的腔室内开口的恢复口相连的恢复用阀门，使气体以预定的流入阻抗流入所说的腔室内，让所说的腔室内气压向大气压过渡的第五工序，以及此第五工序后，将粘合的所说的两块基板从腔室内取出的第六工序。
因此，按照本发明的第三方面，从第二工序开始抽真空至经过预定时间后，控制与泵和腔室连接的配管上的阀门，使配管的吸入阻抗变得更小，以压低初始的排气流量，所以与第一发明同样，能够抑制腔室内灰尘和尘埃飞扬，减轻在基板显示面上的附着。
按照本发明的第四方面，其特征在于在密闭腔室内对两块基板粘合的基板粘合装置中，具备与所说的腔室连接、对腔室内的空气抽真空的泵，以及使此泵的吸入能力变化的控制装置。
因此，按照本发明的第四方面，由于有使对腔室内空气抽真空的泵的吸入能力变化的控制装置，该控制装置由于能使泵的吸入能力发生变化，所以与第一方面同样，能够缓和腔室内急剧抽真空，抑制灰尘和尘埃的飞扬。
此外，按照本发明的第五方面，其特征在于在密闭腔室内对两块基板粘合的基板粘合方法，由以下工序组成将一对基板以隔开方式相对设置在所说的腔室内的第一工序，此第一工序后，使与所说的腔室连接的泵以预定的吸入能力动作，开始对所说的腔室抽真空的第二工序，经此第二工序开始抽真空经过预定时间后或者当所说的腔室内压力达到预定的压力时，控制所说的泵、或泵的排出阀门、或与泵和所说的腔室连接的配管上的阀门，使所说的泵的吸入能力进更加增大的第三工序，此第三工序后，在所说的腔室内将相对设置的所说的两块基板粘合的第四工序，此第四工序后，控制与所说的腔室内开口的恢复口相连的恢复用阀门，使气体以预定的流入阻抗流入所说的腔室内，让所说的腔室内气压向大气压过渡的第五工序，以及此第五工序后，将粘合的所说的两块基板从腔室内取出的第六工序。
因此，按照本发明的第五方面，自第二工序开始抽取真空至经过预定时间后，由于泵的吸入能力在控制下增大，所以与第三发明同样，能将初始的排气流量压制小，抑制腔室内灰尘和尘埃飞扬，从而减轻在基板显示面上的附着。
图1是采用已有基板粘合装置的液晶显示板制造装置中部分剖面要部的正视图。
图2是用图1所示装置获得的腔室内真空度到达特性曲线图。
图3是采用本发明涉及的基板粘合装置的第一种实施方式的液晶显示板制造装置的部分剖面要部正视图。
图4是用图3所示装置获得的腔室内真空度到达特性曲线图。
图5是用图3所示装置获得的腔室内气体流入特性曲线图。
图6是表示图3所示装置的基板粘合操作的工序图。
图7是图3所示装置中，自基板粘合后至从腔室内搬出基板之间操作的工序图。
图8是采用本发明涉及的基板粘合装置的第二种实施方式的液晶显示板制造装置的部分剖面要部正视图。
图9是采用本发明涉及的基板粘合装置的第三种实施方式的液晶显示板制造装置的部分剖面要部正视图。
图10是表示图9所示装置中，腔室内基板粘合操作的工序图。
图11是表示本发明第四和第五种实施方式涉及的基板粘合装置所备有的控制器结构的示意图。
图12是表示本发明第四种实施方式涉及的基板粘合装置中压力控制操作的工序图。
图13是表示本发明第五种实施方式涉及的基板粘合装置中腔室内真空度到达特性曲线图。
具有实施方式以下参照图3至图13，就本发明涉及的基板粘合装置以及基板粘合方法的实施方式作详细说明。这些图中，与图1和图2所示已有结构相同的结构赋予同一符号，其详细说明省略。
图3是表示制造滴下式液晶显示板采用的本发明基板粘合装置中第一种实施方式的部分剖面要部断面图；图4是表示图3所示装置中，用控制器控制阀门时腔室内变化的真空度到达程度特性曲线图。
如图3所示，上下一对矩形剥离基板1a、1b，在腔室2内分别被负压吸附或静电吸附保持在上吸盘3a的下面和下吸盘3b的上面。
上吸盘3a连接保持在移动机构6上，安装得能在X-Y-θ方向移动调整的同时，沿着上下(Z轴)方向移动，所以上下两块基板1a、1b，在由上腔室2a和下腔室2b连接形成的闭空间内，使位置重合后，利用密封剂5进行粘合。其中下吸盘3b也可以连接保持在移动机构6上。
在真空气氛中粘合的上下两块基板1a、1b，上基板1a经从上吸盘3a解吸、腔室2内的真空破坏和上腔室2a上升移动后被移出。被粘合的两块基板1a、1b，在腔室2内或者在输送导轨上移出后，对粘合两块基板1a、1b的密封剂5进行加热或者紫外线(UV)照射。
在此第一种实施方式中，作为自腔室2内排气和破坏真空用的手段，由与腔室2连接的排气机构8和给气机构9构成，而作为控制装置的控制器10能够驱动控制排气机构8和给气机构9。
排气机构8，由在输送导轨22上移动的下腔室2b内开口连接的配管81，和与此配管连接的真空泵82构成，控制器10控制真空泵82的同时，还能控制配管81上设置的阀门8a以及在真空泵82的排气管上设置的排气阀门8b。
而且，给气机构9由流入管路91和与此流入管路91连接的压力源构成，流入管路91与设在上腔室2a的顶壁上的恢复口23相连，形成一种收控制器10控制设在流入管路91上的恢复用阀门9a的结构。其中压力源92由压力罐构成，同时兼有防止真空破坏时因压力急剧变化而结露的作用，例如其中收容含有氮气等惰性气体的气体。
而且在设有恢复口23的上腔室2a内，安装有覆盖该开口部分的空气过滤器11。空气过滤器11的结构为，在与恢复口23的一定间隔处有一个相对设置的板部件11a，从恢复口23吹入的气体冲击该板部件11a，冲击的气体通过横向包围的网流入封闭空间内。
因此，空气过滤器11不仅能除去流入腔室2内气体中所混入的灰尘和尘埃，而且还能使经恢复口23供给的气体朝腔室2内更广泛空间吹入，抑制原样直接吹入，使气体流动方向发生变化的一种通气窗结构。
上记构成下，虽然经过对腔室2内抽真空、两基板1a、1b的位置吻合、然后粘合、以及破坏腔室2内真空的工序后，取出粘合的两块基板1a、1b，但是对腔室2内抽真空和破坏腔室2内真空使之向大气压下恢复的操作，都是通过控制器10对排气机构8和给气机构9的驱动控制进行的。
也就是说，用控制器10控制抽真空时，首先使给气机构9的恢复用阀门9a处于关闭状态下，打开排气机构8的排气阀门8a，启动真空泵82，同时在达到目的真空度之前的期间在内控制阀门8a，使配管81的吸入阻抗从大到小变化，例如分两级由大至小变化。
也就是说，如图4中腔室内真空度的到达特性曲线所示那样，控制器10，在控制阀门8a打开后至经过时间t之前的时间内，例如将阀门8a打开1/2，经过时间t后再控制开始将其全开。
其中不仅这样以时间作为控制参数，也可以以压力(真空到达程度)作为控制参数。这种场合下，设置的检出腔室2内压力的压力检出器24，将此压力检出器24的压力检出值输入控制器10，当此压力检出值达到与图4中时间t相当的真空度时将阀门8a全开。
其结果，腔室2内的真空度自阀门8a开始操作至经过时间t之前的期间内，可以利用减小阀门8a来抑制通过配管81排气的气体量。因此，自阀门8a开始操作至经过时间t之前的期间内，可以利用配管81内的较大吸入阻抗来抑制真空泵82的排气量，使腔室2内的真空度沿着图4实验A所示的曲线那样缓缓推移。
也就是说，按照本实施方式，与图4中点划线B所示的那种已知方案中腔室内真空度急剧上升形成的推移不同，由于变成缓缓推移，所以在抽真空过程中腔室2内排气流的流动不强烈，因而能避免腔室2内灰尘和尘埃飞扬。
经过时间t时控制器10虽然将阀门8a全开，但是此时腔室2内真空度已有相当进展，所以即使此时进行全开操作，使配管81内的吸入阻抗控制小也不会形成强排气流，不但能防止腔室2内灰尘和尘埃飞扬，而且还能达到目标真空度L。
腔室2内达到目标真空度L后，控制器10将阀门8a关闭停止真空泵82动作。其中配管81，如图3所示，与下腔室2b底板上的开口相连，形成向下方抽气的结构，所以腔室2内的空气可以向下方抽吸，这样能更有效抑制排气时灰尘和尘埃飞扬。
对基板1a、1b进行粘合后，控制器10使给气机构动作，能控制腔室2内从真空状态恢复到大气压气氛状态。
于是控制器10控制恢复用阀门9a打开，从压力源92向腔室2内供给含有氮气等空气等的气体。
此时，控制器10控制恢复用阀门9a的打开程度，例如将开始时的打开程度设定为1/4，经过预定时间T后再全部打开。这样能够使从压力源92向腔室2内流入气体的流入阻抗由大变小。
其中不仅可以这样以时间作为控制参数，也可以以压力作为控制参数。这种场合下，设置的检出腔室2内压力的压力检出器24，将此压力检出器24的压力检出值输入控制器10，当此压力检出值达到预定的压力时使恢复用阀门9a全开。
其结果，如图5试验C曲线所示，当恢复用阀门9a打开后，直到经过时间T之前，单位时间流入腔室2内的气体流量因恢复用阀门9a被关小而以低水平p推移。这种低水平下气体流入将持续到时间T之前，由于腔室2内已经恢复了相当气压，经过时间T后即使控制器10控制恢复用阀门9a全开，流经流入管路91的气体量也不会增加，腔室2内达到大气压之前朝着内外没有压差的平衡点推移。
这样一来，控制器10控制恢复用阀门9a，使流入腔室2内的流入阻抗从大到小变化。因而与如图5中点划线D所示的那种情况相比，即与来自压力源的气体不作任何调整控制下使之流入腔室2内的情况相比，由于单位时间内气体流量不会达到高水平P，能够将真空破坏时流入腔室2内的气流，抑制得不使腔室2内尘埃和灰尘飞扬。
以下参照图6和图7所示的流程图，说明用上述本发明第一种实施方式的基板粘合装置粘合基板1a、1b的操作。
图6是表示基板1a、1b的粘合工序，首先在步骤41中，将上下一对基板1a、1b相对设置在形成了闭空间的腔室2内。
进而在步骤42中，控制器10使排气机构8动作，控制调整阀门8a，使配管81的吸入阻抗增大，驱动真空泵82开始抽真空。
接着控制器10判断是否经过了预定时间t或者腔室2内是否达到了预定压力(步骤43)，当判断为经过了预定时间t或者腔室2内达到了预定压力时(YES)，转移到步骤44，控制器10调整控制阀门8a，将配管81的吸入阻抗设定小，继续用真空泵82抽取真空。其中在上记步骤43中，当判断为未达到预定时间t或者腔室2内未达到预定压力时(NO)，返回步骤42继续在原来大吸入阻抗下抽取真空。
于是转移到步骤45，控制器10判断腔室2内的真空度是否达到了目标真空度L，判断达到了目标真空度时(YES)转移到步骤46，将相对设置的两块基板1a、1b位置吻合进行后，用粘结剂进行粘合。当步骤45中控制器10判断尚未达到目标真空度L，或者腔室2内尚未达到预定压力时(NO)，返回步骤44，继续在原来小的吸入阻抗下抽取真空。
以下参照图7，就真空气氛下将两块基板1a、1b进行粘合后，从腔室2内真空破坏至移出两块基板1a、1b之间的工序说明如下。
首先在步骤51中，控制器10控制恢复用阀门9a，在截面减小的大流入阻抗下，设定得使压力源92的气体流入腔室2内，让气体流入被抽真空的腔室2内。
接着，在步骤52控制器10判断是否经过了预定时间T或者腔室2内是否达到了预定压力，当判断结果为经过了预定时间T或者腔室2内达到了预定压力时(YES)，转移到步骤53由控制器10控制恢复用阀门9a，调整在更小的流入阻抗下使气体流入腔室2内。其中当判断结果为未达到预定时间T时(NO)，返回步骤51继续在原来大流入阻抗下使气体流入。
然后转移到步骤54，由控制器10判断腔室2内是否恢复到大气压，判断结果为恢复到大气压时(YES)转移到步骤55，使上腔室2a向上移动，从移动的下腔室2b中取出下吸盘3b上的被粘合的两块基板1a、1b。其中当步骤54中判定为腔室2内尚未恢复到大气压时(NO)，返回步骤53，继续使气体流入。
其中按照这第一种实施方式，由于在腔室2内与恢复口23相对处设置了构成通气窗的空气过滤器11，由恢复口23吹入的气体自空气过滤器11出来后改变流动方向扩散，所以能使流入腔室2内的气流进一步和缓，可以进一步减轻腔室2内灰尘和尘埃的飞扬。
综上所述，按照这第一种实施方式，两块基板1a、1b粘合之际对腔室2抽真空时，由于控制与真空泵82连接配管81的吸入阻抗由大到小变化，所以腔室2内强排气流的产生受到抑制，能够抑制滞留在腔室2内灰尘和尘埃的飞扬。
而且按照此第一种实施方式，当两块基板1a、1b粘合后破坏腔室2内真空时，通过控制器10调整控制恢复用阀门9a，使流入腔室2内的气体流入阻抗由大到小变化，所以腔室2内强流入气流的产生受到抑制，因而能避免滞留在腔室2内灰尘和尘埃的飞扬。
因此，能够避免腔室2内灰尘和尘埃的飞扬，附着在基板表面和基板电极表面上，使基板显示性能或电学特性降低等不良情况发生。
上记的第一种实施方式中，对腔室2内抽真空时虽然通过控制设置在与真空泵82连接的一根配管81上的阀门8a，使真空泵82的吸入阻抗发生变化，但是也可以在真空泵82与腔室2之间连接数根配管，使各配管上的阀门定时错开操作，也能使配管全体的吸入阻抗发生变化，抑制腔室2内的灰尘和尘埃飞扬。
同样，当腔室2内真空破坏之际，通过在压力源92与腔室2之间连接两根直径不同的流入管道，使设置在各管道上恢复用的阀门定时错开操作，使流入腔室2内的流入阻抗发生变化，也能够抑制腔室2内的灰尘和尘埃飞扬。
也就是说，图8是表示本发明基板粘合装置的第二种实施方式构成图。与腔室2连接的直径不同的两根配管81A、81B，其结构能使排气机构8的吸入阻抗由大到小变化；给气机构9也有与腔室2连接的直径不同的两根配管91A、91B，其结构能使给气机构9的流入阻抗由大到小变化。
按照图8所示的第二种实施方案，首先使排气机构8中的真空泵82处于动作状态下，最初在时间t到达之前的期间内，控制器10控制打开小直径配管81B上的阀门8aB，到达时间t时将大直径配管81A上的阀门8aA打开。此时配管81B的阀门8aB也可以关闭。
其中也可以不这样以时间作为控制参数，而是以压力作为控制参数。这种场合下，设置的检出腔室2内压力的压力检出器24，将此压力检出器24的压力检出值输入控制器10，当此压力检出值达到图4中与时间t相当的真空度时打开阀门8aA。
结果在时间t范围内真空泵82的吸入阻抗由大到小变化，所以与第一种实施方式同样，对腔室2抽真空之际，能够避免强排气流产生，顺利地进行基板的粘合操作。
另一方面，给气机构9也同样，在与压力源92连接的状态下，最初在时间T到达之前的期间内，控制器10控制打开小直径流入配管91B上的恢复用阀门9aB，到达时间T时将大直径流入配管91A上的恢复用阀门9aA打开。此时流入配管91B的恢复用阀门9aB也可以关闭。
其中也可以不这样以时间作为控制参数，而以压力作为控制参数。这种场合下，将此压力检出器24的压力检出值输入控制器10，当此压力检出值达到预定的压力时打开恢复用阀门9aA。
结果，在时间T范围内由于流入腔室2内气体的流入阻抗由大到小变化，所以与第一种实施方式同样，在使腔室2内向大气压恢复操作时，腔室2内不产生强流入气流的条件下，能够避免灰尘和尘埃附着在粘合后的基板上。
其中图8中腔室2等的构成，与图3所示的构成同样，通过设在腔室2内的过滤器11，能够进一步削弱流入气流的冲击力。
上记第二种实施方式的构成中，自对腔室2内抽真空至基板粘合后破坏真空的操作(工序)，与图6和图7所示的第一种实施方式中的工序相同，所以省略有关这部分的说明。
上述的第一和第二种实施方式中，虽然都是连接一个真空泵82的结构，通过控制阀门8a、8aA、8aB能在总体上使配管的吸入阻抗由大到小变化，但是也可以在构成中并列设置数台真空泵作为排气机构8，使真空泵的吸入能力总体上由小到大变化。
图9是本发明第三种实施方式的基板粘合装置构成图，排气机构8由与腔室2连接的同一直径的两根配管81A、81B，分别与吸入能力(单位时间内能够吸入的气体量，升/分钟)不同的两台真空泵82A、82B对应连接而成。
而且控制器10的控制方式是，在到达时间t之前的时间内，将与吸入能力小的真空泵82B连接的配管81B上设置的阀门8aB打开，经过时间t后将阀门8aB关闭，将与吸入能力大的真空泵82A连接的配管81A上设置的阀门8aA打开。其中经过时间t后，也可以将阀门8aA和8aB同时打开。
其中，也可以不这样以时间作为控制参数，而以压力(真空到达的程度)作为控制参数。这种场合下，设置检出腔室2内压力的压力检出器24，将此压力检出器24的压力检出值输入控制器10，当此压力检出值达到与图4中时间t相当的真空度时将阀门8aB关闭，阀门8aA打开。
而且也可以通过控制阀门8bA和阀门8bB，代替控制阀门8aA和阀门8aB使泵的吸入能力发生变化。
因此，排气机构8全体，在时间t范围内，与腔室2连接的泵的吸入能力从结果上看由小到大发生变化，在对腔室2内抽真空的过程中，能够抑制强排气流发生以及腔室2内灰尘和尘埃的飞扬。
而且在这种第三种实施方式中，在给气机构9结构中也配置有流入阻抗相同的两个压力源92A和92B，控制器10的控制方式为从开始给气至到达时间T之前的期间内，仅将设置在一个流入管路91B上的恢复用阀门9aB打开，经过时间T后再将设在另一流入管路91A上的恢复用阀门9aA也打开。
其中也可以不这样以时间作为控制参数，而以压力作为控制参数。这种场合下，将压力检出器24的压力检出值输入控制器10，当此压力检出值达到预定压力时将恢复用阀门9aA和恢复用阀门9aB同时打开。
这样，当腔室2内真空破坏时，由于从压力源流入气体的流入阻抗由大到小变化，所以与第一和第二种实施方式同样，腔室2内灰尘和尘埃飞扬、在粘合基板的电极面上附着和电学特性劣化等不良情况的发生都能得到抑制。其中在图9中符号8bA和8bB分别表示真空泵82A和82B的排出阀门。
以下参照图10，就上记的第三种实施方式中，从对腔室2内抽真空至基板粘合后破坏真空之间的工序进行说明。
也就是说，从图10所示的步骤81至步骤86之间的工序，分别对应于图6所示的自41至46的各工序。而与图6所示工序的不同点在于与步骤42中“增大吸入阻抗进行抽真空”操作对应的，是步骤82中“用吸入能力减小的泵进行抽真空”操作；与步骤44中“减小吸入阻抗进行抽真空”操作对应的，是步骤84中“用吸入能力大的泵进行抽真空”的操作；虽然具有这些不同，但是由于各种进行抽真空操作的目的和功能都是共同的，仅仅在工序流动上存在差异，所以详细说明省略。
而且有关真空破坏工序，在这种第三实施方式的工序中也与图7所示的第一实施方式的工序是共同的，由于重复所以详细说明省略。因此，在此第三种实施方式中，对腔室2抽真空之际，由于腔室2内不产生强的排气流流动，所以能极大地避免灰尘和尘埃飞扬，同时当真空破坏时也同样能抑制产生强的流入气流，抑制灰尘和尘埃在基板的电极面上附着，能够制造粘合良好的基板。
上记的第二和第三种实施方式中，虽然结构上分别设置有两根配管81A和81B，以及两根流入配管91A和91B，或者两台真空泵82A和82B，以及两个压力源92A和92B，但是这些数目也可以设定为三个以上。
而且在第三种实施方式中，也可以使单一真空泵的吸入能力发生变化，让泵的吸入能力由小到大变化。这样，例如通过将图9所示的排出管路8bA和8bB的开闭程度由小到大变化，或者通过使真空泵驱动马达的旋转速度由低速到高速变化的方式进行。
以下用图8、图11和图12，就本发明的第四种实施方式进行说明。
图8所示的控制器10，如图11所示，备有存储部分101、比较部分102和控制部分103。存储部分101，以图4所示的曲线或者对应表形式，对自腔室2开始抽真空的经过时间和与该经过时间对应的腔室2内压力目标值之间的关系进行存储。而且，应当将真空泵82的吸入能力设定为，当阀门8aA和/或阀门8aB处于常开状态时，腔室2内压力与开始抽真空经过时间之间，处于图4实线所示曲线的上方位置。
当开始对腔室2抽真空时，如图12所示，压力检出器24以预定的时间间隔检出腔室2内的压力(步骤111)，将压力检出值送入控制器10。控制器10内的比较部分102，将压力检出器24的检出值与存储部分101内存储的与经过时间对应的目标值进行比较(步骤112)。当压力检出值处于压力目标值以下的场合下，阀门8aA和/或阀门8aB打开(步骤113、步骤114)。另一方面，当压力检出值超过压力目标值的场合下，控制使阀门8aA和/或阀门8aB关闭(步骤113、步骤115)。接着判断腔室2内是否达到了预定的真空度L(步骤116)，尚未达到预定真空度L的场合下返回步骤112，重复流程。已经达到预定真空度L的场合下，流程终止。
控制器10通过这样反复控制，能使腔室2内的压力变化与目标值吻合。而且对于给气机构9而言，也事先存储图5所示的那种开始给气后的经过时间和与该经过时间对应的流入量目标值之间的关系，进行同样的控制，控制恢复用阀门9aA、阀门9aB的开关。
这种控制能够与上记第二实施方式的控制并行进行。也就是说，当进行上记第四种实施方式的控制时，在达到时间t之前的期间内，控制器10通过阀门8aB的开关实现从上记的步骤113至步骤116，达到时间t后通过阀门8aA的开关实现上记的步骤113至步骤116。而且也可以不以时间而以腔室2压力作为控制参数，达到预定压力之前，通过阀门8aA和阀门8aB的开关实现从步骤113至步骤116。
在上记第一或第三种实施方式中，也可以与第二实施方式同样，能够并行采用第四种实施方式的控制。
以下用图8、图11、图12和图13，说明本发明第五种实施方式。
图8中采用静电吸附和真空吸附来吸附基板1a的场合下，在腔室2内的上吸盘3a与静电吸附和真空吸附保持在此上吸盘3a上的基板1a之间，因上基板1a的弯曲和厚度不均而存在微小空间，此空间内封闭有空气。经确认，这种空间内的空气，在腔室2内被减压的过程中，在静电吸附和真空吸附对上基板1a的保持力和基板1a大小等条件引起某些压力范围内，容易从基板1a与上吸盘之间放出。例如试验确认，在基板的长宽尺寸为1500mm×1200mm，重量为3千克，静电吸附力为5克/cm2，真空吸附产生的负压为1000Pa，上基板1a与上吸盘3a之间有大约10微米间隙的场合下，腔室2内的压力处于大气压(月10万Pa)至1000Pa左右，静电吸附和真空吸附而使上基板1a施加在上吸盘3a上的压力，大于上述空气施加在上吸盘3a与上基板1a之间分布的压力，大体上将会使其存留的上记空间之内。然而从腔室2内压力达到1000Pa的时刻开始，与因静电吸附和真空吸附而施加在基板上的力相比，使空气排出的力增强，空气将会显著排出。进而当腔室2内的压力达到400Pa时刻之前，空气几乎能全部排出。
而且还确认，在从1000Pa至400Pa之间急剧减压的场合下，被静电吸附在上吸盘3a上的上基板1a将会下落。这是由于以下作用引起的，即当在上记压力范围内急剧减压时，封闭在上吸盘3a和上基板1a之间的空气向腔室2内将一次排出，从上吸盘3a和上基板1a之间排出空气的迅速流动，产生使上基板1a从上吸盘3a脱离的很大引力作用。据认为，这种力能使被吸附在上吸盘3a上的上基板1a下落。上基板1a下落的场合下，下落之前有保持在下吸盘3b上的下基板1b，所以上基板1a就会冲击下基板1b。其结果往往产生基板1a、1b破损等不良后果。
因此应当适当控制阀门，使腔室2内从1000Pa至400Pa范围内的压力变化速率，小于其他压力范围(从大气压至1000Pa，从400Pa至大约1Pa)的压力变化速率，让上吸盘3a和上基板1a之间的空气能缓缓排出。这样可以缓和使上吸盘3a和上基板1a之间排出空气的流动，防止被吸附在上吸盘3a上的上基板1a随腔室2内抽真空而下落的现象产生。
因此在第五种实施方式中，应当事先在存储部分101中存储图13所示的、腔室2内压力(真空度L)在1000Pa至400Pa范围内比其他压力范围的压力变化率小的曲线或对照表。而且与上记第四种实施方式同样，按照图12的流程控制阀门8aA和/或阀门8aB的开关，使腔室2内的压力沿着图13所示的曲线变化。
这样，能够缓和从上吸盘3a和上基板1a之间排出空气的流动，防止被吸附在上吸盘3a上的上基板1a伴随腔室2内的抽真空而下落。
其中上述控制也可以与上记的第一、第二、第三种实施方式中的控制并行进行。
上基板1a与上吸盘3a之间空气的显著排出范围，虽然几乎处于1000Pa至400Pa之间，但是据认为一旦静电吸附力的大小等条件发生变化，空气开始显著排出的压力就会在1000Pa上下波动，空气能够排出的压力就会在400Pa上下变化。因此，不一定在全部1000Pa至400Pa范围内使压力变化率减小，也可以在最低限度的必要压力范围内减小压力变化率。
根据静电吸附力大小和基板等条件，在1000Pa至400Pa范围内一定压力下保持预先设定的一段时间，能够使空气从基板和吸盘之间放出，获得防止基板落下的效果。
此外上记第一实施方式中，关于阀门8a和恢复用阀门9a虽然是分成两级切换说明的，但是分成三级以上切换，或者不将开闭度分级而是控制使之按线型变化，也能实现同样的目的功能。
而且第一实施方式中阀门的操作，也可以用在第二实施方式中各阀门的操作上。
此外还可以采用将各实施方式中的排气机构8和给气机构9适当选择组合的结构。
无论那种情况，按照本发明的基板粘合装置和基板粘合方法，能极大地避免灰尘和尘埃附着在基板显示面或基板电极面上所引起基板电学特性的降低，进行基板的良好粘合，特别适于液晶显示板等制造中采用，能提高其制造上的成品率，在实用上获得显著效果。
综上所述，按照本发明的基板粘合装置和基板粘合方法，能够进行高品质基板的粘合，特别适于液晶显示板制造采用，效果极好。
而且按照本发明的基板粘合装置和基板粘合方法，能够防止对腔室内空气抽真空而引起的上基板落下现象。
权利要求
1.一种基板粘合装置，其特征在于，在密闭腔室内将两块基板粘合的基板粘合装置中，具备连接在所说的容器上，把容器内抽为真空的泵；与在所说的腔室内开口的恢复口连接的恢复用阀门；控制使所说的抽真空用的泵的吸入能力变化，同时在上述两块基板粘合后，控制上述恢复用阀门，使气体流入所说的腔室内的控制装置。
2.按照权利要求1所述的基板粘合装置，其特征在于，所说的控制装置控制所说的吸入能力由小到大的变化。
3.按照权利要求1所述的基板粘合装置，其特征在于，所说的控制装置控制所说的恢复用阀门，使流入腔室内气体的流入阻抗由大至小变化。
4.按照权利要求1所述的基板粘合装置，其特征在于，所说的腔室设有使从所说的恢复口向腔室内流入气流的方向发生变化的通气窗结构。
5.一种基板粘合方法，其特征在于，在密闭腔室内对两块基板粘合的基板粘合方法中，由以下工序组成将一对基板以隔开方式相对设置在所说的腔室内的第一工序，此第一工序后，使与所说的腔室连接的泵以预定吸入能力动作，开始对所说的腔室抽真空的第二工序，经此第二工序开始抽真空至经过预定时间后或者当所说的腔室内压力达到预定的压力时，控制所说的泵、或泵的排出阀门、或与泵和所说的腔室连接的配管上的阀门，使所说的泵的吸入能力更加增大的第三工序，此第三工序后，在所说的腔室内将相对设置的所说的两块基板粘合的第四工序，此第四工序后，控制与所说的腔室内开口的恢复口相连的恢复用阀门，使气体以预定的流入阻抗流入所说的腔室内，让所说的腔室内气压向大气压过渡的第五工序，以及此第五工序后，将粘合的所说的两块基板从腔室内取出的第六工序。
6.按照权利要求5所述的基板粘合方法，其特征在于，所说的第五工序，通过控制与所说的腔室内开口的恢复口相连的恢复用阀门，使流入腔室内气体的流入阻抗由大至小变化。
全文摘要
本发明涉及适于制造液晶显示板等采用的优良基板粘合装置及基板粘合方法的改进。对腔室(2)内抽真空之际，控制与真空泵(82)相连的阀门(8a)的开闭程度，使配管(81)内的吸入阻抗由大至小变化，从而抑制开始抽真空时排气流的流动。而且在腔室(2)内向大气压恢复的操作(破坏真空)中，通过控制恢复用阀门(9a)使流入腔室(2)内的气体流入阻抗由大至小变化，以便抑制破坏真空之初流入腔室(2)内的气体量。这样一来，抽真空时，而且破坏真空时，由于能够缓和腔室(2)内气流的流动，所以可以回避因腔室(2)内尘埃和灰尘飞扬而附着在基板上，能够以优良成品率制造品质良好的粘合基板。
文档编号G02F1/1333GK1619371SQ200510000510
公开日2005年5月25日 申请日期2003年2月21日 优先权日2002年2月22日
发明者石山英一 申请人:芝浦机械电子装置股份有限公司