专利名称：用于附着基板的设备和方法
技术领域：
本公开涉及一种用于附着基板的设备和方法，更具体地，涉及 一种能够独立于通常保持基板的腔室来升降该基板的支撑和升降机构。
背景技术：
近来，随着信息社会的发展，对于显示装置的需求已经多样化。
因此，开发了各种类型的显示装置，诸如液晶显示器(LCD)、等 离子显示面板(PDP)等。这些显示装置的使用者要求视频质量高、 重量轻以及尺寸大。因此，最近开发出具有大于50英寸尺寸的超 大尺寸LCD。
LCD是利用液晶折射率的各向异性在其屏幕上显示信息的显 示装置。LCD通过在两个基4反之间加入液晶并将这两个基才反附着在 一起制造而成。两个基板中的一个是驱动器件阵列基板，而另一个 是滤色片(CF)基板。驱动器件阵列基板上形成有多个像素，并且 每个像素均形成有诸如薄膜晶体管(TFT)的驱动器件。用于实现 色彩的滤色片层与〗象素电4及、共用电才及和用于对准液晶分子的对准 膜(配向膜，alignment film ) —起形成于滤色片基板上。
在制造LCD显示装置的过程中，以精确的方式将两个基板附 着在一起是非常重要的。随着显示装置的变大，用于附着基板的设 备也变大。基板附着设备将上基板和下基板保持在能够维持真空状
态的腔室中。两个基板分别被保持在上腔室和下腔室上。基板通常 由输送机器人带入到腔室的内部中。基板被设置在上腔室和下腔室 上的基板接收销接收和保持。于是，基板就位于上腔室和下腔室上。
上基板和下基板中的每一个都设置有多个基板接收销，并且这 些销在基板的整个区域上均匀地隔开，以便在基板处于水平方向时 稳定地保持基板。上腔室和下腔室上的基板接收销与驱动装置一起 设置，从而它们能够通过穿过上腔室和下腔室的通孔而被升高和降 低。为了使腔室内部维持真空状态，在通孔和销的周围设置密封件，
诸如波紋管(bellows )。该波紋管维持真空，〗旦允许销相对于上月空 室和下腔室移动。波紋管相对较昂贵，并且需要定期更换以确保它 们在销周围持续保持良好的密封。
当基板具有增大的尺寸时，所需的用来保持基板的基板接收销 的数量也增加。因此，所需的昂贵密封件波紋管的数量增加，而且 用于移动销的驱动装置的负荷增加。此外，当销的凄丈量增加时，同 时驱动所有的所述多个基板接收销以便使它们精确地维持在同一 高度就变得更加困难。
发明内容
发明。本发明的特征在于提供一种用于附着基板的设备和方法，所 述设备设置有基板接收部件，该基板接收部件能够将下基板与下腔 室分离，并且能够根据下腔室的升高和降低而支撑下基板，而无需 单独的驱动装置。
为了实现本发明的特征，提供一种用于附着基板的设备，该设 备包括主框架；上腔室，安装在主框架的上部上，其中上腔室可 接收并保持上基板；下腔室，可移动地安装在主框架上，其中下腔室可4妄收并^f呆持下基才反，并且其中下腔室可与上腔室^皮;改在一起以 在下腔室与上腔室之间形成密封的附着空间；以及下基板接收部 件，安装在主框架上，其中下基板接收部件包括基板支撑部和多个 竖直支架，并且其中下基板接收部件可在下腔室升高和降低时保持 固定。
另外，提供一种附着基4反的方法，该方法包括将上基纟反移动 到附着设备内，并将上基板附着于上腔室；将下基板移动到附着设 备内，并将下基板放置到下基板接收部件上，下基板接收部件位于 上腔室与下腔室之间；升高下腔室，从而下腔室升高下基板使之离 开下基板接收部件并与上腔室放在一起，以在下腔室与上腔室之间 形成密封的附着空间；以及将上基板附着于下基板。
参照下面的附图对实施例进4亍详细描述，在附图中相同的参考 标号表示相同的部件，附图中
图l是示出了用于附着基板的设备的结构的截面图2是示出了用于附着基才反的方法的流程图；以及
图3-6示出了使用图1所示的设备来附着基板的方法的步骤。
异沐实施方式
图1是示出了用于附着基板的设备的结构的截面图。
参照图1，
该设备包括形成i殳备外形的外部框架100。上腔室200和下腔室300 能够合在一起，以形成密封的基板附着空间。升降部件400为升高 和降低下腔室提供驱动力。真空部件500在密封的附着空间内形成真空，并且还为接收销提供真空。基板接收部件600接收基板。对 准部件700用来在基板4皮此附着之前对准基4反。
外部框架IOO设置有用于插入和移出基板的门110。优选地， 该门ll(H叉在插入和移出基板时打开，从而诸如灰尘的外部杂质不 会进入基板附着设备的内部。
基板的插入和移出由输送机器人(未示出)来完成。该输送机 器人设置有一个或多个臂用来将上基板Sl和下基板S2输送到附着 设备内。该机器人将上基板Sl和下基板S2顺序地插入到基板附着 设备的内部，并在基板彼此附着之后移出基板。
上腔室200通过固定于外部冲匡架100内壁上的支架220固定在 外部框架100上。下腔室300能够由升降部件400升高和降低。下 腔室300安装在水平框架320的上部上，该水平框架与升降部件400 相连接。当下腔室300被向上升高并与上腔室200结合时，形成密 封的附着空间，上基玲反S1和下基4反S2可以在该附着空间中附着在 —起。
上腔室200设置有用于保持上基板Sl的上卡盘210。上卡盘 210可以是用静电力保持上基板S1的静电卡盘(ESC)。上卡盘210 可以凹进上月空室200中以形成一体的月空室结构。
下腔室300设置有用于保持下基板S2的下卡盘310。下卡盘 310也可以是用静电力保持下基板S2的静电卡盘(ESC)。同样， 下卡盘310可以凹进下腔室300中以形成一体的腔室结构。
升降部件400包括用于提供升高和降低下腔室300的力的升降 电冲几410。减速器420将升降电坤几410的力传递给升降螺杆430，
该升降螺杆支撑、升高和降低水平框架320。引导件440引导水平 才匡架320的升高和降寸氐。
优选地，升降电机410是可以产生能够支撑下腔室300的负荷 并升高和降低下腔室300的力的电机。升降电机410可以是AC电 机、DC电机等。减速器420将来自升降电机410的高速转动力转 换成低速转动力，该低速转动力使得升降螺杆以低速转动，从而该 升降螺杆可以以适当的速度升高和降低下腔室。引导件440可以设 置在支撑下腔室300的水平框架320的两端处。引导件440辅助维 持下腔室300的平衡，从而确保平稳的升高和降低操作。
真空部件500包4舌用于向上4妄收部件610提供真空力的第 一真 空泵510,该上4妄收部件4妻收上基板S1，将在后面描述。第二真空 泵520在形成于上腔室与下腔室之间的密封基板附着空间内提供真 空。第一真空泵510固定于外部框架100,并通过第一真空管515 连4矣于上腔室200的上4妄收部件610。第二真空泵520也附着于外 部才匡架IOO,并通过第二真空管525连4妻于附着空间。
真空部件500的真空泵可以是干式泵、涡4仑分子泵(TMP)、 机械推进泵等。优选地，该真空泵连接于能够排出真空泵送物质的 回转叶片泵。
基板接收部件600包括接收上基板Sl的上接收部件610以及 接收下基板S2的下接收部件620。该基板接收部件600从输送机器 人4妄收上基才反Sl和下基才反S2，并辅助将基寺反定位于上腔室200和 下腔室300上。此夕卜，在基板彼此附着之后，基板接收部件辅助将 附着后的基板与下腔室300分离，从而输送机器人可以将附着后的 基4反移出。
上接收部件610包4舌多个基才反4妾收销611和驱动部件612。基 板接收销611被设置为从输送机器人接收上基板Sl，并将上基板定 位于上腔室200上。基板接收销611由驱动部件612升高和降低， 从而使它们可以从上腔室200的下侧突出，进而凹进上腔室200的 内部中。驱动部件612可以设置有用于驱动基才反4妻收销611的驱动 电机(未示出)以及螺杆(未示出)。同样，基板接收销611与用 来产生用于保持上基板S1的真空力的第一真空泵510连接。
下接收部件620包括固定板622，该固定板固定于外部框架， 乂人而无;仑下腔室300升高还是降^氐该固定才反都不移动。竖直支架621 附着于固定才反622的上侧。水平支架623在竖直支架621之间延伸。
当下腔室向上和向下移动时，竖直支架621经过下腔室300中 的通孔并突出于下腔室300之上。竖直支架621可包括具有预定厚 度的多个销。
水平支架623连4秦于竖直支架621的端部。水平支架623可形 成为与多个竖直支架621相连接的条状。优选地，水平支架623平 行于输送机器人的才几械臂的纵向方向而形成，以便不对机械臂的移 动产生影响。优选地，在下腔室300的上侧上i殳置凹槽，从而当下 腔室升高时，水平支架623可以凹进下腔室300上的凹槽中。
波紋管624围绕竖直支架621。每个波紋管624的第一端与下 腔室300的下侧连4妻。波紋管624的另一端连冲妄于固定才反622。波 紋管624是具有柔性和密封性的密封件。可使用由金属材料制成的 成形波紋管(沉积波紋管，formed bellow)、焊接波紋管等。因此， 无^r下腔室300是否移动，波紋管624都可以密封用于竖直支架621 的通^L周围的空间。
对准部件700用来对准上基板Sl和下基板S2，以便基板彼此 精确地附着。 一个或多个掘/f象机710可安装于上腔室200的上端。 照明装置720安装于下腔室300的下端。位置调整装置730用来调 整下腔室的位置。
摄像机710通过摄像孔715来检测上基板Sl和下基板S2上的 对准标记，该摄像孔穿过上腔室200。这使得对准部件700判定基 板是否完全对准。照明装置720经穿过下腔室300的照明孔725提 供光，以便摄像才几710可以检测对准标记。
位置调整装置730可包4舌与下腔室300的下侧相接触的多个致 动器。位置调整装置730的下侧固定于支撑下腔室300的水平框架 320。通常，多个位置调整装置730 i殳置在下月空室300上的多个位 置处，/人而下腔室300可以沿X、 Y和转动方向运动。
虽然图中未示出，该基板附着设备可进一步包括用于将基板压 到一起的增压装置。可使用直接压在基板上的机械装置和/或使用气 体压力的增压装置。如果使用气体压力来增压(加压)，则该增压 装置可包括用于供应惰性气体(诸如氮气)的气罐和气体供应管、 以及用于将气体排放到附着空间内的气体增压孔。
下面，将参照图2至6描述上述基板附着设备的操作以及附着 基板的过程。图2是示出了用于附着基板的方法的流程图。图3-6 示出了用于附着基板的操作的步骤。图3示出了上基板Sl和下基 板S2被带入到基板附着设备内时的状态。图4示出了下腔室被升 高以将下基板S2定位于下腔室300上时的状态。图5示出了上腔 室200和下腔室300结合以形成密封的附着空间时、以及基板已独: 此附着时的状态。图6示出了下腔室300向下移动并且附着后的基 板被定位于下接收部件620上时的状态。
参照图2至图6，为了将基板插入到附着设备内，下腔室300 降低以使其与上腔室200隔开最大的距离，并打开外部框架100的 门110。通过打开的门110,输送机器人将上基板S1带入到附着设 备的内部中。在上基板S1被带入之后，上腔室200的基板接收销 611向下延伸以真空吸附上基板Sl。然后，保持上基板S1的基板 接收销611升高以将上基斧反Sl定位于上腔室200上。此时，上腔 室200的上卡盘210通过静电力和/或真空力来〗呆持上基板Sl.
一旦上基板S1由上腔室200保持，则输送机器人将下基板S2 带入到附着设备的内部中。当下基板S2被带入附着设备中的适当 位置时，输送机器人的机械臂降低，以便将下基板S2定位在突出 于下腔室300之上的下接收部件620上。在下基板S2定位于水平 支架623上之后，机械臂移出附着设备并关闭外部框架100的门 110。
随后，将下腔室300升高到预定高度以将下基板S2定位于下 腔室300上。此时，下腔室300的下卡盘310用静电力保持下基板 S2。由于下接收部件620固定于外部框架100,所以下接收部件620 在下腔室300升高时凹进下腔室300的顶表面中。
当下基板S2定位于下腔室300上时，下腔室300进一步升高 并与上腔室200结合以形成密封的附着空间。此时，上基板Sl和 下基板S2彼此靠近。随后，第二真空泵520排出附着空间中的空 气以将该附着空间维持在真空状态。
对准部件710对准上基板Sl和下基板S2,以便将它们精确地 彼此附着。摄像机710检测上基板Sl和下基板S2的对准标记以确 保它们完全对准。如果对准状态欠佳，则位置调整装置730移动下 腔室300,以完全对准上基板Sl和下基板S2。
当对准状态良好时，移除保持上基板Sl的上卡盘210的静电 力，因而上基板Sl向下降落到下基板S2上。此时，上基板S1和 下基板S2通过密封剂而初步附着。随后，基板由增压装置推压到 一起，因而上基板S1和下基板S2彼此牢固地附着在一起。如果使 用气体增压装置，则将气体引入附着空间内，并且上基板Sl和下 基板S2由被引入的气体与存在于两基板间的空间中的真空状态之 间的压力差而^皮推压到 一起。
随后，下腔室300向下移动，并且相对于下腔室300而固定的 下接收部件620向上突出于下腔室300的顶表面，以将附着后的基 才反与下腔室300分离。此时，应该将静电力/人下腔室300的下卡盘 310上移除。之后，打开外部框架100的门110,并使输送机器人 的机械臂插入腔室的内部中，然后抓住附着后的基板并将它们带出 腔室(S400)。
如上所述，由于基板接收部件可在下腔室升高和降低时突出于 下腔室的顶表面之上和凹进该顶表面中,所以不必使用多个基板接 收销来将下基板定位于下腔室上。同样，也不需要销将附着后的基 板升高离开下腔室的顶表面。除了消除了对销以及为这些销提供真 空源的需要之外，这还消除了调整多个基板接收销的高度的困难。 所有这些都降低了制造基板附着设备的成本。
该i兌明书中关于"一个实施例"、"实施例"、"示例性实施例" 等的任何i仑述都意味着，结合实施例描述的具体特征、结构、或特 性包含于本发明的至少一个实施例中。在说明书中不同地方出现的 这些短语不必都涉及同一实施例。另外，当结合任何实施例来描述 具体特征、结构、或特性时，需指出的是在本领域技术人员的能力 范围内，可以结合其它实施例实现这些特征、结构、或特性。
虽然已经描述了多个示例性实施例，4旦应该理解，本领域技术 人员可以提出各种其它变型和实施例，这些变型和实施例均落在本 公开的精神和原则范围内。更具体地说，可以对部件和/或布置进行 各种4务改和变型，这些{务改和变型均落在本7〉开、附图和所附4又利 要求的范围内。除了对部件和/或布置进行4务改和变型之外，替换应 用只于本4页域才支术人员来i兌也是^艮显然的。
权利要求
1.一种用于附着基板的设备，包括主框架；上腔室，安装在所述主框架的上部上，其中，所述上腔室可接收并保持上基板；下腔室，可移动地安装在所述主框架上，其中，所述下腔室可接收并保持下基板，并且其中，所述下腔室可与所述上腔室被合在一起以在所述下腔室与所述上腔室之间形成密封的附着空间；以及下基板接收部件，安装在所述主框架上，其中，所述下基板接收部件包括基板支撑部和多个竖直支架，并且其中，所述下基板接收部件可在所述下腔室升高和降低时保持固定。
2. 根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个竖直支架附着于 所述主框架，并且其中，所迷多个竖直支架穿过所述下腔室中 的7于应孑L。
3. 根据权利要求2所述的设备，进一步包括多个波紋管，其中， 每个波紋管安装在所述竖直支架中的一个的周围，并且其中， 每个波紋管密封于所述下腔室的下表面。
4. 根据权利要求3所述的设备，其中，波紋管密封所述下腔室中 的所述孔，以便可在所述密封的附着空间中维持真空。
5. 根据权利要求3所述的设备，其中，所述下腔室的顶表面中形 成有凹槽，并且其中，当所述下腔室升高时，所述下基板接收 部件的所述基板支撑部一皮容纳在所述凹槽中。
6. 根据权利要求5所述的设备，其中，所述基板支撑部包括至少 两个细长的支撑轨，并且其中，形成于所述下腔室的所述顶表 面中的所述凹槽包括接收所述支撑轨的至少两个通道。
7. 根据权利要求1所述的设备，其中，凹槽形成于所述下腔室的 顶表面中，并且其中，当所述下腔室升高时，所述下基板接收 部件的所述基板支撑部4皮容纳在所述凹槽中。
8. 根据权利要求7所迷的设备，其中，所述基板支撑部包括至少 两个细长的支撑4九，并且其中，形成于所述下腔室的所述顶表 面中的所述凹槽包括4妄收所述支撑4九的至少两个通道。
9. 根据权利要求7所述的设备，进一步包括位于所述下腔室的所 述顶表面上的卡盘，其中，所述卡盘被设置成产生将所述下基 板保持在所述下腔室上的保持力。
10. 根据权利要求9所述的设备，其中，当所述下腔室升高从而所 述下腔室与所述上腔室纟皮合在一起时，所述下腔室升高所述下 基板使之离开所述基板支撑部。
11. 一种附着基才反的方法，所述方法包括将上基板移动到附着设备内，并将所述上基板附着于上 腔室；将下基板移动到所述附着设备内，并将所述下基板放置 到下基板接收部件上，所述下基板接收部件位于所述上腔室与 下腔室之间；升高所述下腔室，从而所述下腔室升高所述下基板使之离开所述下基;f反，接收部件并与所述上腔室合在一起，以在所述 下腔室与所述上腔室之间形成密封的附着空间；以及将所述上基板附着于所述下基板。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中，所述附着步骤包括将所述密封的附着空间抽空；以及从所述上腔室中释放所述上基板，以便所述上基板降落 到所述下基板上。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述附着步骤进一步包 括用增压气体填充所述密封的附着空间，以将所述上基板和所 述下基板推压到一起。
14. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述附着步骤进一步包 括在执行所述释放步骤之前，对准所述上基板和所述下基板。
15. 根据权利要求11所述的方法，其中，当执行所述升高步骤时， 所述下基板接收部件嵌入形成于所述下腔室的顶表面中的凹 槽内。
16. 根据权利要求11所述的方法，其中，当执行所述升高步骤时， 附着在所述附着i殳备的主框架与所述下基^^接收部件之间的 竖直支架穿过所述下腔室中的孔。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中，当执行所述升高步骤时， 附着在所述竖直支架周围并密封于所述下腔室的下表面的波 紋管伸长。
18. 根据权利要求11所述的方法，进一步包括， 一旦已执行所述 附着步骤，就降低所述下腔室，以^更所述附着后的上基板和下 基玲反位于所述下基纟反接收部件上。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中，当执行所述降低步骤时， 所述下基板冲妄收部件乂人形成于所述下腔室的顶表面上的凹槽 中移出，从而将所述附着后的上基板和下基板升高使之离开所 述下腔室的所述顶表面。
20. 根据权利要求19所述的方法，进一步包括在执行所述降低步 骤之后，将所述附着后的上基冲反和下基板从所述附着i殳备中移 出。
全文摘要
本发明公开了一种用于附着基板的设备，该设备包括用于保持上基板的上腔室以及用于保持待附着于该上基板的下基板的下腔室。下腔室向上和向下移动，以便与上腔室合在一起以形成密封的附着空间。基板接收部件固定于设备的框架，从而当下腔室升高和降低时该基板接收部件不会移动。基板接收部件交替地在下腔室向下移动时突出于该下腔室，或者在下腔室升高时凹进该下腔室的顶部中。
文档编号G02F1/1333GK101196640SQ200710165420
公开日2008年6月11日 申请日期2007年10月25日 优先权日2006年12月8日
发明者金暻渼, 黄载锡 申请人:爱德牌工程有限公司