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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft Flüssigkristalldisplay(LCD)-Vorrichtungen, und
spezieller betrifft sie eine Substratverbindungsvorrichtung zum
Erleichtern der Herstellung großer
LCD-Vorrichtungen.
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Hintergrund der einschlägigen Technik
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Einhergehend
mit Fortschritten innerhalb der Informationsgesellschaft entstand
Bedarf an Displays, die Bilder hoher Qualität mit dünnen, leichten Bauteilen erzeugen
können
und wenig Energie verbrauchen. Um derartigem Bedarf zu genügen, hat
die Forschung eine Anzahl von Flachtafeldisplays entwickelt, einschließlich Flüssigkristalldisplays
(LCD), Plasmadisplays (PDP), Elektrolumineszenzdisplays (ELP) und
Vakuumfluoreszenzdisplays (VFD). Einige dieser Displaytechnologien
wurden bereits bei Informationsdisplays angewandt.
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Von
den verschiedenen Typen von Flachtafel-Displayvorrichtungen werden
LCD-Vorrichtungen mit hervorragender Anzeigequalität, geringem
Gewicht, dünnem
Aufbau, und wenig Energie verbrauchd, in sehr weitem Umfang verwendet.
Tatsächlich
hat in tragbaren Geräten,
wie Notebook-PCs, die LCD-Technologie bereits die Kathodenstrahlröhren (CRT)
als Display der Wahl ersetzt. Darüber hinaus werden selbst bei
Deskop-PCs und Fernsehmonitoren LCD-Vorrichtungen mehr verbreitet.
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Trotz
verschiedener technischer Entwicklungen in der LCD-Technologie hinkte
jedoch die Forschung hinsichtlich einer Verbesserung der Bildqualität von LCD-Vorrichtungen
im Vergleich mit der Forschung betreffend andere Merkmale und Vorteile
von LCD-Vorrichtungen hinterher. Daher müssen, um die Nutzung von LCD-Vorrichtungen
als Displays auf verschiedenen Anwendunggebieten zu fördern, LCD-Vorrichtungen
entwickelt werden, die auf großen
Schirmen Bilder hoher Qualität
zeigen (z. B. Bilder mit hoher Auflösung und hoher Leuchtstärke), während sie
leicht bleiben, minimale Abmessungen zeigen und niedrigen Energieverbrauch
aufweisen.
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LCDs
werden im Allgemeinen dadurch hergestellt, dass ein strukturiertes
Dichtungsmaterial auf eines von zwei Substraten aufgetragen wird,
das strukturierte Dichtungsmaterial mit einem Injektionsloch versehen
wird, die zwei Substrate im Vakuum miteinander verbunden werden
und Flüssigkristallmaterial
durch das Injektionsloch und in einen Raum zwischen den zwei verbundenen
Substraten injiziert wird. Es wurde auch vorgeschlagen, dass das
Flüssigkristallmaterial
LCDS über
ein Verteilverfahren statt ein Injektionsverfahren zugeführt wird.
Zum Beispiel können
die japanischen Patentoffenlegungen
JP 2000-284295 A und
JP 2001-005405 A dahingehend
verstanden werden, dass sie ein Verfahren zum Verteilen von Flüssigkristallmaterial
offenbaren, wobei, nachdem Flüssigkristallmaterial
auf einem der zwei Substrate verteilt und Dichtungsmaterial auf
dieses aufgetragen wurde, das andere der zwei Substrate mit dem
einen Substrat im Vakuum verbunden wird.
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Im
Allgemeinen sind Flüssigkristallmaterial-Verteilverfahren
gegenüber
Flüssigkristallmaterial-Injektionsverfahren
von Vorteil, da sie die Anzahl der zum Herstellen von LCD-Tafeln
erforderlichen Herstellschritte verringern (z. B. fallen die Herstellung des
Flüssigkristall-Injektionslochs, die
Injektion des Flüssigkristallmaterials,
das Abdichten des Flüssigkristalls-Injektionslochs
usw. weg), wodurch die Herstellung von LCD-Tafeln vereinfacht wird.
Demgemäß war die
Herstellung von LCD-Tafeln durch Verteilen von Flüssigkristallmaterial
Gegenstand jüngerer
Forschung.
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Die 1 und 2 veranschaulichen
eine einschlägige
Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von
LCD-Tafeln verwendet wird, die mit verteiltem Flüssigkristallmaterial versehen
sind.
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Gemäß den 1 und 2 ist
die Substratverbindungsvorrichtung für LCD-Vorrichtungen gemäß der einschlägigen Technik
mit einem Rahmen 10, einem oberen Tisch 21, einem
unteren Tisch 22, einem Dichtungsmittel-Verteilteil (nicht
dargestellt), einem Flüssigkristallmaterial-Verteilteil 30,
einer oberen Kammereinheit 31, einer unteren Kammereinheit 32,
einer Kammer-Verstelleinrichtung und einer Tisch-Verstelleinrichtung
versehen.
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Der
Dichtungsmittel-Verteilteil (nicht dargestellt) und der Flüssigkristall-Verteilteil 30 sind
typischerweise in einem Seitenteil des Rahmens 10 vorhanden.
Darüber
hinaus können
die obere und die untere Kammereinheit 31 bzw. 32 miteinander
verbunden werden, um Substrate einer LCD-Tafel zu verbinden.
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Die
Kammer-Verstelleinrichtung verfügt
im Wesentlichen über
einen Antriebsmotor 40 zum lateralen Verstellen der unteren
Kammereinheit 32 an vorbestimmte Positionen, wo die Substrate
zu verbinden sind (S2) und wo das Dichtungsmaterial aufzutragen
ist und das Flüssigkristallmaterial
aufzutragen ist (S1). Die Tisch-Verstelleinrichtung verfügt über einen
Antriebsmotor 50 zum Anheben und Absenken des oberen Tischs 21 auf
vorbestimmte Positionen.
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Nun
wird ein Verfahren zum Herstellen einer LCD-Tafel unter Verwendung
der Substratverbindungsvorrichtung der einschlägigen Technik detaillierter
beschrieben.
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Ein
erstes Substrat 51 wird auf dem unteren Tisch 22 der
unteren Kammereinheit 32 positioniert, und die Kammer-Verstelleinrichtung 40 verstellt
die untere Kammereinheit 32 so unter die obere Kammereinheit 31,
dass der untere Tisch 22 unter dem oberen Tisch 21 steht.
Als Nächstes
senkt der Antriebsmotor 50 der Tisch-Verstelleinrichtung
den oberen Tisch 21 auf eine vorbestimmte Position so ab,
dass das erste Substrat 51 am abgesenkten oberen Tisch 21 befestigt
wird. Anschließend
wird der obere Tisch 21, an dem das erste Substrat 51 befestigt
ist, an eine vorbestimmte Position angehoben. Die Kammer-Verstelleinrichtung 40 verstellt
dann die untere Kammereinheit 32 an einer Position, an
der ein zweites Substrat 52 auf den unteren Tisch 22 geladen wird.
Anschließend
verstellt die Kammer-Verstelleinrichtung 40 die untere
Kammereinheit 32 an eine erste vorbestimmte Position S1
(wie es in der 1 dargestellt ist). An der ersten
vorbestimmten Position S1 werden ein Abdichtungsmaterial-Beschichtungsprozess
und ein Flüssigkristallmaterial-Verteilprozess unter
Verwendung des Dichtungsmittel-Verteilteils (nicht dargestellt)
bzw. des Flüssigkristall-Verteilteils 30 auf
das zweite Substrat 52 aufgebracht. Nach dem Auftragen
mit dem Abdichtungsmittel und dem Verteilen des Flüssigkristallmaterials
verstellt die Kammer-Verstelleinrichtung 40 die untere
Kammereinheit 32 an eine zweite vorbestimmte Position S2 (wie
sie in der 2 dargestellt ist), in der das
erste und das zweite Substrat 51 bzw. 52 miteinander
verbunden werden können.
Als Nächstes
werden die obere und die untere Kammereinheit 31 bzw. 32 in solcher
Weise miteinander verbunden, dass der obere und der untere Tisch 21 bzw. 22 innerhalb
eines umschlossenen Raums ange ordnet sind. Dann wird innerhalb des
umschlossenen Raums unter Verwendung einer Pumpeinrichtung (nicht
dargestellt) ein Vakuum erzeugt. Nach der Erzeugung des Vakuums senkt
die Tisch-Verstelleinrichtung 50 den oberen Tisch 51 so
ab, dass das an diesem befestigte erste Substrat 51 mit
dem zweiten Substrat 52 auf dem unteren Tisch 22 in
Kontakt tritt. Der obere Tisch 21 wird abgesenkt, bis die
zwei Substrate miteinander verbunden sind, um dadurch die Herstellung
der LCD-Tafel abzuschließen.
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Die
Verwendung der oben genannten Substratverbindungsvorrichtung für LCD-Vorrichtungen gemäß der einschlägigen Technik
ist jedoch nachteilig, da die Gesamtgröße dieser Substratverbindungsvorrichtung
gemäß der oben
genannten einschlägigen
Technik übermäßig groß ist, insbesondere
dann, wenn sie dazu konstruiert ist, LCD-Tafeln mit großen Abmessungen
herzustellen. Die übermäßig große Gesamtgröße der einschlägigen Substratverbindungsvorrichtung
erzeugt Probleme beim Konzipieren von Herstellprozessen für LCD-Vorrichtungen,
da ein angemessener räumlicher
Umfang vorhanden sein muss, um die Substratverbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik
zu installieren, während
Raum frei gehalten werden muss, in dem sich Vorrichtungen für andere
Prozesse befinden.
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Ferner
kann bei der Verbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik
der Gesamtumfang der zum Herstellen einer LCD-Tafel erforderlichen
Zeit erhöht
sein, da die Verbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik
Dichtungsmittel und Flüssigkristallmaterial
auf Substrate aufbringt, die Dünnschichttransistoren
und Farbfilterschichten tragen, und sie die zwei Substrate miteinander
verbindet. Genauer gesagt, müssen,
da Flüssigkristallmaterial
verteilt wird, Dichtungsmaterial verteilt wird und Substrate miteinander
verbunden werden, wozu für
alles dieselbe Vorrichtung verwendet wird, von vorangehenden Prozessen
transportierte Substrate in Bereitschaft stehen, bis die Prozesse
abgeschlossen sind, die durch die Substratverbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik
ausgeführt
werden. Darüber
hinaus ist die Gesamtproduktivität
des LCD-Herstellprozesses verringert, da die Substratverbindungsvorrichtung
gemäß der einschlägigen Technik
kein zu ihr transportiertes Material verarbeiten kann, während andere
Herstellprozesse ablaufen.
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Noch
ferner kann zwischen der oberen und der unteren Kammereinheit 31 bzw. 32,
die miteinander verbunden werden, eine unvollkommene Abdichtung
entstehen. Im Ergebnis kann Luft aus der Außenumgebung in den durch die
obere und die untere Kammereinheit gebildeten umschlossenen Raum einlecken,
und die Substrate können
während
des Verbindungsvorgangs beschädigt
werden, wodurch eine fehlerhafte Verbindung erzeugt wird.
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Darüber hinaus
ist ein ziemlich hoher Ausrichtungsgrad erforderlich, um die untere
Kammereinheit 32 zu positionieren und die zwei Substrate
erfolgreich zu verbinden. Eine derartige Ausrichtung kann extrem
schwierig und kompliziert sein und den Gesamtprozess der Herstellung
einer LCD-Tafel übermäßig verlängern. Demgemäß verhindern
es die vielen Positionen, an die die untere Kammer 32 zu verstellen
ist (z. B. die erste Position S1 zum Verteilen des Flüssigkristalls
und zum Auftragen des Dichtungsmaterials auf das zweite Substrat
S2, die zweite Position S2 zum Verbinden der zwei Substrate usw.), die
Substrate für
eine erfolgreiche Verbindung korrekt auszurichten.
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Außerdem können, wenn
Substrate durch den Teil der Substratverbindungsvorrichtungen geladen
und entladen werden, nicht verbundene Substrate nicht geladen werden,
bevor nicht die verbundenen Substrate entladen sind. Demgemäß wird in
der LCD-Herstelllinie häufig
ein Engpass verursacht und es kann kein im Wesentlichen kontinuierlicher
Prozess errichtet werden. Demgemäß ist der
Gesamtzeitumfang, der zum Herstellen einer LCD-Vorrichtung erforderlich
ist, erhöht.
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Ferner
wird zwischen verschiedenen Komponenten und Fremdmaterialien, wie
sie während des
Ladens der Substrate auf ihre jeweiligen Tische eingeführt werden,
statische Elektrizität
erzeugt. Derartige statische Elektrizität beschädigt die Substrate, was häufiges Reinigen
der Tische erforderlich macht und zu schlechter Ausbeute des Herstellprozesses führt.
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Die
nachveröffentlichte
DE 103 52 413 A1 mit älterem Zeitrang
beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer
Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung.
Hierbei umfasst eine Ausrichteinrichtung zur horizontalen Ausrichtung
des oberen und unteren Substrats drei Nocken, wobei zwei Nocken
an einer längeren
Seite der unteren Kammerplatte und eine Nocke an einer benachbarten
kürzeren
Umfangsseite der unteren Kammerplatte angeordnet sind. Die Kammerplatte
wird durch eine Drehung der Nocke von der exzentrisch in der Nocke
angeordneten Welle weggedrückt.
Um eine Bewegung zu der Welle in der Nocke hin zu ermöglichen,
sind Rückstellelemente,
die als Federn ausgebildet sein können, benachbart zu einer jeweiligen
Nocke vorgesehen.
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Die
US 5,407,519 A beschreibt
eine Vorrichtung zur Herstellung einer Flüssigkristallanzeige. Bei dieser
Vorrichtung sind Verstellvorrichtungen an jeweils zwei benachbarten
Seiten eines unteren Tischs zum Halten eines Substrats vorgesehen.
Diese Verstellvorrichtungen weisen Nocken auf, wobei durch eine
Drehung der Nocken eine Verstellung des Tischs in einer lateralen
Richtung erzeugt wird. Die Verstellvorrichtungen weisen weiter Federn
auf, die als Rückstelleinrichtungen
für die
Nocken eingesetzt werden. Weiter sind magnetische Lager vorgesehen, die
eine Zentrierkraft auf den unteren Tisch ausüben und diesen in einer festen
zentrierten Position halten. Wenn dieser aus seiner zentralen Position
bewegt wird, üben
die magnetischen Lager eine Kraft aus, die den Tisch wieder in die
zentrierte Position zurückziehen.
Somit wirkt die entsprechende Verstelleinrichtung ständig den
Rückstellkräften der
magnetischen Lager entgegen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Substratverbindungsvorrichtung
zur Verwendung bei der Herstellung einer LCD-Vorrichtung zu schaffen,
die eine genaue und einfache Ausrichtung von Substraten ermöglicht.
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Diese
Aufgabe ist durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einem
Vorteil der Erfindung ist die Gesamtzeit für die Ausrichtung der Substrate
verkürzt.
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Gemäß einem
anderen Vorteil der Erfindung ist eine LCD-Vorrichtung zur Verwendung
bei der Herstellung einer LCD-Vorrichtung geschaffen, die ein einfaches Überwachen
eines Substratverbindungsprozesses und des Fortschritts bei einem
Verbinden von Substraten ermöglicht.
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Gemäß noch einem
anderen Vorteil der Erfindung ist eine LCD-Vorrichtung zur Verwendung
bei der Herstellung einer LCD-Vorrichtung geschaffen, die im Wesentlichen
die Einführung
vom Fremdmaterial in einen Bereich der Substratverbindungsvorrichtungen
verhindert, in dem die Substrate miteinander verbunden werden, die
die Erzeugung statischer Elektrizität um die Substrate herum verhindert
und die gleichmäßige Verbindungsprozesse
fördert.
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Gemäß noch einem
anderen Vorteil der Erfindung ist eine LCD-Vorrichtung zur Verwendung
bei der Herstellung einer LCD-Vorrichtung geschaffen, die es im
Wesentlichen verhindern kann, dass feine Teilchen an Flächen der
Tische anhaften, und die im Wesentlichen die Erzeugung. von Defekten
innerhalb des LCD verhindern kann, die durch während eines Substratverbindungsprozesses
eingeleitetes Fremdmaterial verursacht werden.
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Um
diese und andere Vorteile zu erzielen, und gemäß dem Zweck der Erfindung,
wie sie realisiert wurde und in weitem Umfang beschrieben wird, verfügt eine
Vorrichtung zum Herstellen einer LCD-Tafel z. B. über einen
Grundrahmen, der für
das Außenaussehen
sorgt; eine am Grundrahmen montierte untere Kammereinheit; eine über der
unteren Kammereinheit positionierte obere Kammereinheit, und mit
der unteren Kammereinheit verbindbar ist; eine am Grundrahmen montierte
Kammer-Verstelleinrichtung zum Anheben und Absenken der obe ren Kammereinheit;
einen oberen Tisch und einen unteren Tisch, die innerhalb jeweiliger
Innenräume
der oberen bzw. der unteren Kammereinheit vorhanden sind, um ein
erstes Substrat bzw. ein zweites Substrat zu befestigen; Ausrichtkameras,
die an der oberen und/oder der unteren Kammereinheit vorhanden sind,
um einen Ausrichtzustand von einem und zweiten Substrat ausgebildeten
Ausrichtmarkierung zu verifizieren; und Ausrichtmarkierungen an
Seitenflächen
der unteren Kammereinheit zum Einstellen von Relativpositionen des
ersten und des zweiten Substrats.
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Gemäß einer
anderen Erscheinungsform der Erfindung verfügt eine Vorrichtung zum Herstellen
einer LCD-Tafel z. B. über
einen Grundrahmen, der für das
Außenaussehen
sorgt; eine am Grundrahmen montierte untere Kammereinheit; eine über der
unteren Kammereinheit positionierte obere Kammereinheit, und mit
der unteren Kammereinheit verbindbar ist; eine am Grundrahmen montierte
Kammer-Verstelleinrichtung zum Anheben und Absenken der oberen Kammereinheit;
einen oberen Tisch und einen unteren Tisch, die innerhalb jeweiliger
Innenräume
der oberen bzw. der unteren Kammereinheit vorhanden sind, um ein
erstes Substrat bzw. ein zweites Substrat zu befestigen; eine Dichtungseinrichtung, die
an mindestens einer Fläche
der oberen und der unteren Kammereinheit vorhanden ist; und ein
Gehäuse
zum Umschließen
der oberen und der unteren Kammereinheit, das über einen Seitenabschnitt verfügt, in dem
ein Öffnung
vorhanden ist, durch die die Substrate eingeführt werden können.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
beigefügten
Zeichnungen, die enthalten sind, um für ein weiteres Verständnis der
Erfindung zu sorgen, und die in diese Beschreibung eingeschlossen
sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen Ausführungsformen
der Erfindung und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die
Prinzipien der Erfindung zu beschreiben.
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In
den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
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1 und 2 veranschaulichen
eine Substratverbindungsvorrichtung gemäß einer einschlägigen Technik
zur Verwendung bei der Herstellung von LCD-Tafeln, die mittels Flüssigkristallmaterial-Verteilverfahren
hergestellt werden;
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3 veranschaulicht
eine Substratverbindungsvorrichtung zum Herstellen von LCD-Tafeln
gemäß einer
ersten Erscheinungsform der Erfindung in einem entladenen Zustand;
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4A und 4B veranschaulichen
die Innenkonstruktionen von Tischen innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung;
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5 veranschaulicht
eine Draufsicht einer Anordnung drehbarer Nocken innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung
gemäß der ersten
Erscheinungsform der Erfindung;
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6 veranschaulicht
eine perspektivische Ansicht einer Trageeinrichtung innerhalb der
Substratverbindungsvorrichtung gemäß der ersten Erscheinungsform
der Erfindung;
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7 veranschaulicht
schematisch Vakuumpumpen und Leitungen innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung
gemäß der ersten
Erscheinungsform der Erfindung;
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8 veranschaulicht
das Laden eines ersten Substrats innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung
gemäß der ersten
Erscheinungsform der Erfindung;
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9 und 10 veranschaulichen
das Befestigen eines ersten Substrats an einem oberen Tisch innerhalb
der Substratverbindungsvorrichtung gemäß der ersten Erscheinungsform
der Erfindung;
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11 bis 13 veranschaulichen
das Laden eines zweiten Substrats und das Befestigen desselben an
einem unteren Tisch innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung
gemäß der ersten
Erscheinungsform der Erfindung;
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14, 15A und 15B veranschaulichen
ein Verbinden der Substrate innerhalb der gemäß der ersten Erscheinungsform
der Erfindung;
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Die 16 bis 18 veranschaulichen schematisch
die Ausrichtung des ersten und des zweiten Substrats unter Verwendung
der Ausrichteinrichtung gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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19A und 19B veranschaulichen den
Belüftungsprozess
innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung gemäß der ersten Erscheinungsform
der Erfindung;
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20 veranschaulicht
eine Substratverbindungsvorrichtung zum Herstellen von LCD-Tafeln
gemäß einer
zweiten Erscheinungsform der Erfindung in einem entladenen Zustand;
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21 veranschaulicht
das gleichzeitige Laden nicht verbundener Substrate in die Substratverbindungsvorrichtung
gemäß der zweiten
Erscheinungsform der Erfindung und das Entladen verbundener Substrate
aus dieser heraus.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER VERANSCHAULICHTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es
wird nun detailliert auf Ausführungsformen
der Erfindung Bezug genommen, zu denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen
veranschaulicht sind.
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Die 3 veranschaulicht
eine Substratverbindungsvorrichtung zum Herstellen von LCD-Tafeln gemäß einer
ersten Erscheinungsform der Erfindung in einem entladenen Zustand.
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Es
wird im Wesentlichen auf die 3 Bezug
genommen, gemäß der Substratverbindungsvorrichtung
gemäß den Prinzipien
der ersten Erscheinungsform der Erfindung beispielsweise Folgendes aufweist:
einen Grundrahmen 100; eine obere Kammereinheit 210;
eine untere Kammereinheit 220; eine Kammer-Verstelleinrichtung
(z. B. 310, 320, 330, 340 und 350);
einen oberen Tisch 230 und einen unteren Tisch 240;
eine Dichtungseinrichtung (z. B. 250); Ausrichtkameras 520;
Ausrichteinrichtungen (z. B. 310, 320, 330, 340 und 350),
die beispielsweise in der 5 dargestellt
ist; eine Trageeinrichtung (z. B. 710 und 720),
wie sie z. B. in der 6 dargestellt ist; eine Vakuum-Pumpeinrichtung
(z. B. 610, 621 und 622), die z. B. in
der 7 dargestellt ist und eine Kopplungseinrichtung
(z. B. 510).
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann der Grundrahmen 100 an
einer Haltekonstruktion oder -fläche
(z. B. dem Boden) befestigt sein, er kann das äußere Aussehen der Verbindungsvorrichtung
bestimmen, und er kann verschie dene Komponenten halten, die unten
detaillierter erörtert werden.
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Gemäß der Erfindung
können
der obere und der untere Tisch 230 und 240 an
der oberen Kammereinheit 210 bzw. der unteren Kammereinheit 220 befestigt
sein. Wie es unten detaillierter beschrieben wird, können die
obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 selektiv
miteinander verbunden werden, um einen Innenraum zu bilden.
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Die
obere Kammereinheit 210 kann z. B. über einen oberen Träger 211,
der einer Außenumgebung
ausgesetzt sein kann, und eine obere Kammerplatte 212 verfügen, die
unbewegliche an der Unterseite des Umfangs des oberen Trägers 211 befestigt
ist. Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann die obere Kammerplatte 212 als
rechteckiger Bund vorhanden sein und einen Innenraum bilden, in dem
der obere Tisch 230 befestigt ist. Da der obere Tisch 230 an
der oberen Kammereinheit 210 befestigt ist, kann er mit
dieser angehoben und abgesenkt werden.
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Gemäß der Erfindung
kann zwischen dem oberen Träger 211 und
der oberen Kammerplatte 212 der oberen Kammereinheit 210 ein
erster Dichtungselement 213 angebracht sein, um den durch
die obere Kammerplatte 212 gebildeten Innenraum gegen die
Außenumgebung
abzudichten. Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann das erste Dichtungselement 213 als
Dichtungs, als O-Ring oder dergleichen, wie zur Abdichtung geeignet,
vorhanden sein.
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Die
untere Kammereinheit 220 kann z. B. über einen am Grundrahmen 100 befestigten
unteren Träger 221 und
eine oberhalb einer Oberseite des Umfangs des unteren Trägers 221 angebrachte
untere Kammerplatte 222 verfügen. Gemäß einer Erscheinungsform der
Erfindung kann die untere Kammerplatte 222 als rechteckiger
Bund vorhanden sein, und sie bildet einen Innenraum, in dem der
untere Tisch 240 befestigt ist. Gemäß einer Erscheinungsform der
Erfindung kann die untere Kammerplatte 222 nach links,
nach rechts, nach vorne und nach hinten (d. h. lateral) in Bezug
auf die unteren Träger 221 verstellbar
sein. Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann die untere Kammereinheit 220 über eine
Befestigungsplatte 223 zum Befestigen des unteren Trägers 221 am
Grundrahmen 100 verfügen.
Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann ein zweites Dichtungselement 224 zwischen dem
unteren Träger 221 und
der unteren Kammerplatte 222 der unteren Kammereinheit 220 angeordnet
sein und den durch die untere Kammerplatte 222 gebildeten
Innenraum gegen die Außenumgebung abdichten.
Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann das zweite Dichtungselement 224 als Dichtungs,
als O-Ring oder dergleichen, wie zur Abdichtung geeignet, vorhanden
sein.
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Gemäß der ersten
Erscheinungsform der Erfindung kann mindestens ein Halteteil 225 zwischen dem
unteren Träger 221 und
der unteren Kammerplatte 222 angeordnet sein, um die untere
Kammerplatte 222 um einen vorbestimmten Abstand entfernt von
der Oberseite des unteren Trägers 221 zu
halten. Der Halteteil 225 kann über ein an einem unteren Abschnitt
der unteren Kammerplatte 222 befestigtes erstes Ende und
ein zweites Ende verfügen,
das in lateralen Richtungen in Bezug auf den unteren Träger 221 verstellbar
ist und an einem Teil befestigt ist, das an einem unteren Abschnitt
des unteren Trägers 221 befestigt
ist. Demgemäß ermöglicht es
das Halteteil 225, die untere Kammerplatte 222 nach
links, rechts, vorne und hinten, relativ zum unteren Träger 221,
zu verstellen.
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Es
wird weiterhin auf die 3 Bezug genommen, gemäß der die
oben genannte Kammer-Verstelleinrichtung z. B. über einen am Grundrahmen 100 befestigten
Antriebsmotor 310, eine mit diesem gekoppelte Antriebswelle 320,
eine im Wesentlichen rechtwinklig zur Antriebswelle 320 angebrachte
Verbindungswelle 330 zum Empfangen einer Antriebskraft
von der Antriebswelle 320, ein Verbindungsteil 340 zum
Verbinden der Antriebswelle 320 mit der Verbindungswelle 330 und
ein Hebeteil 350, das an einem Ende der Verbindungswelle 330 angebracht
ist, verfügen.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann der Antriebsmotor 310 innerhalb
eines inneren, unteren Abschnitts des Grundrahmens 100 angeordnet
sein, und er kann als Motor mit zweiseitiger Welle vorliegen, der über Wellen
verfügt,
die horizontal an seinen beiden Seiten vorstehen. Die Antriebswelle 320 kann
mit dem Antriebsmotor 310 verbunden sein und Antriebskräfte entlang
einer horizontalen Richtung an den Verbindungsteil 340 übertragen,
während
die Verbindungswelle 330 mit dem Verbindungsteil 340 verbunden
sein kann, um die Antriebskraft entlang einer vertikalen Richtung
in Bezug auf die Antriebswelle 320 zu übertragen. Der Hebeteil 350 kann
am Ende der Verbindungswelle 330 vorhanden sein, er kann
mit der oberen Kammereinheit 210 verbunden sein und er
kann über
ein Mutterngehäuse
verfügen,
um die obere Kammereinheit 210 nach oben und unten zu verstellen,
was von der Drehrichtung der Drehung der Verbindungswelle 330 abhängt. Das
Verbindungsteil 340 kann als System von Kegelzahnrädern vorhanden
sein, um eine von der Antriebswelle 320 entlang einer horizontalen Richtung
zugeführte
Drehkraft in eine vertikale Drehkraft an die Verbindungswelle 330 umzusetzen.
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Gemäß der ersten
Erscheinungsform der Erfindung können
der obere und der untere Tisch 230 bzw. 240 jeweils über Folgendes
verfügen:
eine Fixierplatte 231 bzw. 241, die an der oberen
Kammereinheit 210 bzw. der unteren Kammereinheit 220 befestigt
ist; eine Befestigungsplatte 232 bzw. 242 zum Befestigen
des oberen und des unteren Substrats; und eine Anzahl von Fixierblöcken 233 bzw. 243,
die zwischen jeweiligen Paaren der Fixierplatten 231 und 241 und
Befestigungsplatten 232 und 242 angeordnet sind.
Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung können
die Befestigungsplatten 232 und 242 jeweils als
elektrostatische Spannfutter (ESC = electrostatic chuck) ausgebildet
sein, die aus einem Material wie Polyimid bestehen, um ein Substrat
durch Anwenden einer elektrostatischen Ladung an einem jeweiligen
der Tische zu befestigen.
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Die 4A und 4B veranschaulichen die
Innenkonstruktion der Tische innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung
gemäß der ersten
Erscheinungsform der Erfindung.
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Die 4A und 4B veranschaulichen vergrößerte Schnittansichten
von Bereichen ”A” bzw. ”B”, die in
der 3 dargestellt sind. Demgemäß kann, während auf die 4A und 4B Bezug genommen
wird, jede der Befestigungsplatten 232 und 242 z.
B. zusätzlich
mehrere Löcher 232a bzw. 242a zum Übertragen
einer Saugkraft an ein jeweiliges der Substrate aufweisen. Demgemäß kann jedes der
mehreren Löcher 232a und 242a mit
einer jeweiligen von Vakuumleitungen 271 bzw. 272 in
Verbindung stehen, die innerhalb des oberen Tischs 230 bzw.
des unteren Tischs 240 ausgebildet sein. Bei einer Erscheinungsform
der Erfindung kann jede Vakuumleitung 271 und 272 mit
einer Vakuumpumpeinrichtung (z. B. 622, wie in der 7 dargestellt)
zum Erzeugen der Saugkraft verbunden sein.
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Es
wird erneut auf die 3 Bezug genommen, gemäß der die
Dichtungseinrichtung 250 (nachfolgend als drittes Dichtungselement
bezeichnet) als O-Ring vorhanden sein kann, der aus einem Material wie
Kautschuk besteht und entlang einer Oberfläche der unteren Kammerplatte 222 der
unteren Kammereinheit 220 befestigt ist. Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann das dritte Dichtungselement 250 von
der Oberfläche
der unteren Kammerplatte 222 in eine vorbestimmte Höhe überstehen
und mit vorbestimmter Dicke ausgebildet sein, die dazu ausreicht,
zu verhindern, dass Substrate, die durch den oberen bzw. unteren
Tisch 230 bzw. 240 festgehalten werden, beim anfänglichen
Verbinden der oberen und der unteren Kammereinheit 210 und 220 eng
benachbart zueinander angeordnet werden, wie dies unten detaillierter
erörtert
wird. Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann die Dicke des dritten Dichtungselements 250 dazu
ausreichen, es zu ermöglichen,
dass die Substrate miteinander in Kontakt gelangen, wenn es zusammengedrückt wird.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann die Ausrichteinrichtung mit
der unteren Kammereinheit 220 gekoppelt werden und der
untere Tisch 240 kann, während der Ausrichtung der Substrate 110 und 120,
im Wesentlichen stationär
gehalten werden, während
die Position des oberen Tisch 230 entsprechend der Position
der unteren Kammerplatte 222, einstellbar mit der Ausrichteinrichtung,
eingestellt wird. Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann die Ausrichteinrichtung z. B. über mehrere Nocken 531, 532, 533 und 534 und
Schrittmotoren 540 verfügen,
die mit Wellen 541 zum Antreiben der Nocken 531, 532, 533 und 534 verbunden
sind.
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Die 5 veranschaulicht
eine Draufsicht einer Anordnung der drehbaren Nocken in der Substratverbindungsvorrichtung
gemäß den Prinzipien
der Erfindung.
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Gemäß den 3 und 5 kann
jeder der Nocken 531, 532, 533 und 534 drehbar
angebracht sein, um selektiv mit einer Umfangsfläche der unteren Kammerplatte 222 in
Kontakt zu treten. Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung können die Nocken 531, 532, 533 und 534 im
Wesentlichen symmetrisch entlang jeder der Umfangsflächen der
unteren Kammerplatte 222 angeordnet sein. Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann jeder der Nocken exzentrisch
verdrehbar sein, so dass, auf das Drehen hin, die untere Kammerplatte 222 in
einer vorbestimmten Richtung weggedrückt werden kann. Gemäß den Prinzipien
der Erfindung kann die untere Kammereinheit durch vier Seiten gebildet
sein, wobei ein erstes Paar entgegengesetzter Seiten länger als ein
zweites Paar entgegengesetzter Seiten sein kann. Demgemäß können zwei
Nocken so angeordnet sein, dass sie selektiv mit einer Seite des
ersten Paars entgegengesetzter Seiten in Kontakt treten, und ein
Nocken kann so angeordnet sein, dass er selektiv mit einem mittleren
Abschnitt einer Seite des zweiten Paars entgegengesetzter Seiten
in Kontakt tritt, so dass die untere Kammerplatte 222 nach
links, rechts, vorne und hinten verstellbar sein kann. Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung können sich
alle Nocken 531, 532, 533 und 534 im
Wesentlichen im Einklang drehen, um die untere Kammerplatte 222 in
einer vorbestimmten Richtung wegzuschieben. Wenn z. B. die ersten
Nocken 531 gedreht werden, um die untere Kammerplatte 222 entlang
einer vorbestimmten Richtung wegzuschieben, können sich die zweiten Nocken 532,
die den ersten Nocken 531 gegenüberstehend angeordnet sind,
und die dritten und vierten Nocken 533 und 534,
die jeweils benachbart zu den ersten Nocken 531 angeordnet
sind, alle im Wesentlichen im Einklang drehen, so dass die untere
Kammerplatte 222 entlang der vorbestimmten Richtung weggeschoben
wird. Gemäß den Prinzipien der
Erfindung kann der Abstand zwischen Flächen entgegengesetzt angeordneter
Nocken (z. B. 531 und 532 oder 533 und 534)
im Wesentlichen konstant bleiben (z. B. entsprechend der Länge oder
Breite der unteren Kammerplatte 222).
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Gemäß den Prinzipien
der Erfindung verfügt die
Kopp lungseinrichtung 510 z. B. über mehrere Löcher 222a,
die in den unteren Kammerplatten 222 der unteren Kammereinheit 220 vorhanden
sind, und mehrere Linearstellglieder 511, die entlang einem Umfang
der oberen Kammereinheit 210 angeordnet sind, um entsprechende
der mehreren beweglichen Achsen 512 abzusenken, wie sie
in den jeweiligen Löchern 222a aufgenommen
sind.
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Die 6 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Trageeinrichtung innerhalb der
Substratverbindungsvorrichtung gemäß der ersten Erscheinungsform
der Erfindung.
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Gemäß den 3 und 6 kann
die Trageeinrichtung z. B. über
einen Hebestift 710 und mehrere Stellglieder 720 verfügen. Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann der Hebestift 710 eine
Dicke aufweisen, die dazu ausreicht, zumindest ein Substrat abzustützen, während er
im Wesentlichen verhindert, dass das mindestens eine Substrat einsackt.
Ein zentraler Bereich des Hebestifts 710 kann über einen
nach unten umgebogenen Abschnitt verfügen, der es einer Ladeeinrichtung 910 ermöglicht,
das mindestens eine Substrat zu halten, ohne durch den Hebestift 710 gestört zu werden. Darüber hinaus
können
Teile des Hebestifts 710 durch den unteren Tisch 240 und über die
Oberseite desselben angehoben werden, um einen sicheren Sitz des
Substrats 120 zu erleichtern, wenn es auf den unteren Tisch 240 geladen
wird. Gemäß einer Erscheinungsform
der Erfindung kann, wenn kein Substrat auf den oberen Tisch 240 geladen
ist, eine Oberfläche
des Hebestifts 710 unter der Oberfläche des unteren Tischs 240 positioniert
werden. Gemäß einer
anderen Erscheinungsform der Erfindung können mehrere Stellglieder 720 den
Hebestift 710 nach Bedarf anheben und absenken. Demgemäß kann die Trageeinrichtung
das Entladen der verbundenen und nicht verbundenen Substrate, die
auf dem unteren Tisch 240 sitzen, erleichtern (siehe z.
B. die 21).
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Die 7 veranschaulicht
schematisch Vakuumpumpen und Leitungen innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung
gemäß der ersten
Erscheinungsform der Erfindung.
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Gemäß den 3 und 7 können die oben
genannten Vakuumpumpeinrichtungen 610, 621 und 622 an
der oberen und unteren Kammereinheit 210 und 220 vorhanden
sein, und sie können
den durch die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220,
die miteinander verbunden sind, gebildeten abgedichteten Innenraum
evakuieren. Gemäß einer Erscheinungsform
der Erfindung können
die Vakuumpumpeinrichtungen 610, 621 und 622 z.
B. über eine
Hochvakuum-Pumpe (Turbomolekularpumpe, ”TMP”) 610 und eine erste
und eine zweite Niedervakuumpumpe (Trockenpumpe) 621 bzw. 622 verfügen.
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Die
erste Niedervakuum-Pumpe 621 kann mit einer Hochvakuum-Kammerleitung 630 verbunden
sein, die in einem zentralen Bereich der oberen Kammereinheit 210 vorhanden
ist und es ermöglicht, dass
die Hochvakuum-Pumpe 610 und die durch die obere und die
untere Kammerplatte 212 und 222 gebildeten Innenräume miteinander
in Verbindung stehen. Darüber
hinaus kann die erste Niedervakuum-Pumpe den abgedichteten Innenraum,
der durch die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 bildbar
ist, auf einen vorbestimmten Druck evakuieren.
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Die
zweite Niedervakuum-Pumpe 622 kann mit Niedervakuum-Kammerleitungen 641 und 642 verbunden
sein, die durch Seitenbereiche der oberen und der unteren Kammereinheit 210 und 220 verlaufen.
Ferner kann die zweite Niedervakuum-Pumpe 622 mit Leitungen
im oberen und unteren Tisch 230 und 240 und einer
Substratbefestigungsleitung 650 verbunden sein, die mit
den Vakuumleitungen 271 und 272 in den Tischen 230 bzw. 240 verbunden
ist, um die Substrate unter Verwendung einer Saugkraft zu befestigen.
Die Leitungen 630, 641, 642 und 650 können über mindestens
ein Verschlussventil 661, 662, 663, 664, 665, 666, 667, 668 und 669 verfügen. Die
Hochvakuumleitung 630 kann über einen Drucksensor 670 zum
Messen des Drucks in den Innenräumen,
in denen die Substrate aufgenommen sind, verfügen.
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Wie
es unten detaillierter erörtert
wird, können
die Niedervakuum-Kammerleitungen 641 und 642 und
die Substratbefestigungsleitung 650, die mit der zweiten
Niedervakuum-Pumpe 622 in Verbindung stehen, können als
Leitungen zur Belüftung
verwendet werden. Demgemäß kann Gas
(z. B. N2-Gas) in den durch die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 bildbaren
abgedichteten Innenraum eingespeist werden, um den Druck in diesem
vom Vakuumzustand auf den Atmosphärendruck zurück zu bringen.
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Gemäß erneuter
Bezugnahme auf die 3 können mehrere Ausrichtkameras 520 innerhalb
der oberen und/oder der unteren Kammereinheit 210 und 220 montiert
sein, damit Ausrichtmarkierungen (nicht dargestellt), die auf den
durch den oberen oder unteren Tisch 230 oder 240 befestigten
Substraten (nicht dargestellt) ausgebildet sind, durch die obere
Kammereinheit 210 und/oder die untere Kammereinheit 220 betrachtet
werden können.
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Nun
wird ein Verfahren zum Herstellen einer LCD-Vorrichtung unter Verwendung
der in den 3 bis 7 dargestellten
Substratverbindungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die 8 bis 19B detaillierter beschrieben.
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Die
Substratverbindungsvorrichtung kann als Erstes im unbeladenen Zustand
vorliegen, wie er in der 3 dargestellt ist. Anschließend kann
ein erstes Substrat 110 mittels einer Ladeeinrichtung 910 in
einen Raum zwischen der oberen und der unteren Kammereinheit 210 und 220 gebracht
werden.
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Als
Nächstes
kann, während
auf die 9 Bezug genommen wird, die obere
Kammereinheit 210 von ihrer ursprünglichen Position so abgesenkt werden,
dass der obere Tisch 230 benachbart zum ersten Substrat 110 angeordnet
ist. Das erste Substrat 110 kann dann durch eine durch
die zweite Niedervakuum-Pumpe 222 erzeugte Saugkraft und
eine durch die Befestigungsplatte 232 erzeugte elektrostatische
Ladung (ESC) am oberen Tisch 230 befestigt werden.
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Es
wird nun auf die 10 Bezug genommen, gemäß der die
obere Kammereinheit 210, nachdem das erste Substrat 110 am
oberen Tisch 230 befestigt wurde, in ihre ursprüngliche
Position angehoben werden kann und die Ladeeinrichtung 910 aus
der Substratverbindungsvorrichtung entfernt werden kann.
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Als
Nächstes
kann, wobei auf die 11 Bezug genommen wird, die
Ladeeinrichtung 910 wieder in die Substratverbindungsvorrichtung
eingeführt werden,
während
sie das zweite Substrat 120 hält. Nach dem Laden des zweiten
Substrats 120 in die Substratverbindungsvorrichkann der
Hebestift 710 von seiner ursprünglichen Position aus durch
den unteren Tisch 230 und von unterhalb der Oberseite desselben
angehoben werden, um das zweite Substrat 120 von der Ladeeinrichtung 910 weg
zu drücken. Demgemäß kann der
Hebestift 710 das zweite Substrat 210 an seiner
vorbestimmten Höhe über der
Ladeeinrichtung 910 abstützen. Wenn das zweite Substrat 120 in
einer vorbestimmten Höhe
abgestützt wird,
kann die Ladeeinrichtung 910 aus der Substratverbindungsvorrichtung
entfernt werden. Als Nächstes
kann, wie es in der 13 dargestellt ist, der Hebestift 710 abgesenkt
werden, so dass das zweite Substrat 120 auf dem unteren
Tisch 240 ruht und von diesem abgestützt wird. Wenn das zweite Substrat 120 durch
den unteren Tisch 240 abgestützt wird, kann es unter Verwendung
von Saugkräften
und elektrostatischen Ladungen an ihm befestigt werden. Wenn das
erste und das zweite Substrat 110 und 120 an ihren
jeweiligen Tischen 230 bzw. 240 befestigt sind,
ist das Laden der Substratverbindungsvorrichtung abgeschlossen.
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Demgemäß wird nun
auf die 13 Bezug genommen, gemäß der, nachdem
das Laden der Substratverbindungsvorrichtung abgeschlossen ist, der
Antriebsmotor 310 der Kammer-Verstelleinrichtung die Antriebswellen 320 und
die Verbindungswellen 330 drehend antreiben kann, um die
Hebeteile 350 von ihren ursprünglichen Positionen aus abzusenken.
Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung wird die obere Kammereinheit 210 abgesenkt, wenn
die Hebeteile 350 von ihren ursprünglichen Positionen aus abgesenkt
werden. Ferner können
die Linearstellglieder 510 die mehreren beweglichen Achsen 511 so
absenken, dass sie mit einer vorbestimmten Höhe gegenüber der Unterseite der oberen Kammerplatte 212 überstehen.
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Gemäß der 14 können als
Ergebnis des Absenkens der oberen Kammereinheit 210 und
des Vorstehens der beweglichen Achsen 512 die Endabschnitte
der beweglichen Achsen 512 in einem jeweiligen der in der
unteren Kammerplatte 222 ausgebildeten Löcher 222a aufgenommen
werden und mit deren Innenflächen
in Kontakt treten. Wenn z. B. die obere Kammereinheit 210 nicht
im Wesentlichen in Bezug auf die untere Kammereinheit 220 nivelliert
ist, können
die beweglichen Achsen 511 aufeinanderfolgend mit den Innenflächen der
Löcher 222a in
Kontakt gelangen. Wenn die Endabschnitte der beweglichen Achsen 511 in
den Löchern 222a aufgenommen sind,
verstellt die Kammer-Verstelleinrichtung die obere Kammereinheit 210 so
nach unten, dass die Unterseite der oberen Kammerplatte 212 mit
einer Oberseite des ersten Dichtungs elements 250 in Kontakt
gelangt, das am Umfang der unteren Kammerplatte 222 angebracht
ist.
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Es
wird nun auf die 16 Bezug genommen, gemäß der sich
die Hebeteile 350, wenn sie weiter abgesenkt werden, zwischen
der oberen Kammereinheit 210 und der unteren Kammereinheit 220 heraus
bewegen, so dass ein durch die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 festgelegter
abgedichteter Innenraum gebildet wird, der auf Grund des Gewichts
der oberen Kammereinheit 210, die auf das dritte Dichtungselement 250 drückt, im
Wesentlichen gegenüber
der Außenumgebung
abgedichtet ist. Daher können
das erste und das zweite Substrat 110 und 120 im
Wesentlichen gegenüber
der Außenumgebung
isoliert werden.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung können
das erste und das zweite Substrat 110 und 120,
die innerhalb des abgedichteten Innenraums angeordnet sind, der
durch die obere und die untere Kammereinheit gebildet ist, die verbunden wurden,
teilweise miteinander verbunden werden, wobei sie jedoch um einen
Anfangsabschnitt von einigen hundert Mikrometer voneinander getrennt
sind. Durch teilweises Verbinden der Relativpositionen des ersten
und des zweiten Substrats 110 und 120 bei einem
folgenden Ausrichtprozess eingestellt werden. Nach Abschluss des
Ausrichtprozesses können
die Substrate in einem folgenden Belüftungsprozess miteinander verbunden
werden, wie dies unten detaillierter erörtert wird. Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann der Abstand zwischen der oberen Kammereinheit 210 und
der unteren Kammereinheit 220 (und damit der Spalt zwischen
den Substraten) durch den Spaltermittlungssensor 920 bestimmt
werden.
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Wenn
der durch die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 festgelegte
abgedichtete Inneraum einmal erzeugt ist, wird er evakuiert. Demgemäß können die
erste und die zweite Niedervakuum-Pumpe 621 und 622 aktiviert
werden, um den abgedichteten Innenraum auf einen ersten Druck zu
evakuieren, der durch den Drucksensor 670 gemessen wird.
Nachdem ermittelt wurde, dass die erste und die zweite Niedervakuum-Pumpe 621 und 622 den
Innenraum auf den ersten Druck evakuiert haben, kann die Hochvakuum-Pumpe 610 aktiviert
werden, um den Innenraum im Wesentlichen zu evakuieren.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung können
die Hochvakuum- und die erste Niedervakuum-Pumpe 610 und 621 mit
derselben Leitung 630 verbunden sein. Daher kann die erste
Niedervakuum-Pumpe 621 deaktiviert werden, wenn die Hochvakuum-Pumpe 610 aktiviert
wird. Nachdem der Innenraum im Wesentlichen evakuiert wurde, können das
erste und das zweite Substrat 110 und 120, die
innerhalb des evakuierten, abgedichteten Innenraums angeordnet sein,
durch die Ausrichteinrichtung und den Ausrichtkameras 520 ausgerichtet werden.
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Gemäß den Prinzipien
der Erfindung können die
Ausrichtkameras 520 Ausrichtmarkierungen (nicht dargestellt)
betrachten, die auf dem ersten und dem zweiten Substrat 110 und 120 ausgebildet
sind, und sie können
Positionsabweichungen zwischen den Ausrichtmarkierungen auf den
Substraten 110 nd 120 verifizieren. Zu den verifizierten
Positionsabweichungen können
Abstände
gehören,
um die der obere Tisch verstellt werden muss, um korrekt ausgerichtet
zu werden. Demgemäß können die
Abstände,
um die der obere Tisch 230 verstellt werden muss, um korrekt
ausgerichtet zu sein, unter Bezugnahme auf die verifizierten Abweichungen
berechnet werden.
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Gemäß den Prinzipien
der Erfindung wird der untere Tisch 240 an einer Oberseite
des unteren Trägers 221 fixiert.
Demgemäß kann die
Position der unteren Kammerplatte 222 in Bezug auf den
unteren Tisch 240 eingestellt werden.
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Da
der obere Tisch 230 nicht in Bezug auf die obere Kammerplatte 210 verstellt
wird, bewegt sich der obere Tisch 230 mittels der Kopplungseinrichtung 510 in
Einklang mit der Bewegung der unteren Kammerplatte 222.
Daher kann zum Einstellen der Ausrichtung des ersten und des zweiten
Substrats 110 und 120, die an ihren jeweiligen
Tischen 230 und 240 fixiert sind, die durch die
Ausrichteinrichtung (z. B. Drehung der Nocken 531, 532, 533 und 534 an
den Umfangsflächen
der unteren Kammerplatte 222) erzeugte Bewegung der unteren
Kammerplatte 222 über
die Kopplungseinrichtung 510 an den an der oberen Kammereinheit 210 fixierten
oberen Tisch 230 übertragen
werden.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung können
das Ausmaß und
die Richtung, gemäß denen
sich die Nocken drehen, auf dem berechneten Abstand beruhen, um
den sich der obere Tisch bewegen muss, um korrekt ausgerichtet zu
sein. Demgemäß können Schrittmotoren 540,
die mittels Nockenwellen 541 exzentrisch an den Nocken
befestigt sind, die Nocken nach Bedarf verdrehen. Gemäß den Prinzipien
der Erfindung können
die Nocken 531, 532, 533 und 534 drehbar
so angeordnet sein, dass sie selektiv mit einer Umfangsfläche der
unteren Kammerplatte 222 in Kontakt treten.
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Es
wird nun auf die 17 Bezug genommen, gemäß der auf
das Verifizieren einer Positionsabweichung zwischen dem ersten und
dem zweiten Substrat 110 und 120 unter Verwendung
er Ausrichtkameras 520 hin z. B. ermittelt werden kann,
dass das erste Substrat 110 eine Abweichung von 2 mm in einer
Rückwärtsrichtung
und eine Abweichung von 2 mm in einer Richtung nach links in Bezug
auf das zweite Substrat 120 aufweist, und dann kann die
obere Kammereinheit 210, an der der obere Tisch 230 fixiert
ist, um 2 mm in einer Vorwärtsrichtung
und um 2 mm in einer Richtung nach rechts unter Verwendung der oben
genannten Ausrichteinrichtung verstellt werden. Demgemäß können das
erste und das zweite Substrat genau ausgerichtet werden, während sie durch
ihre jeweiligen Tische 230 und 240 festgehalten
werden.
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Es
wird auf die 18 Bezug genommen, gemäß der die
oben genannte beispielhafte Positionsabweichung dadurch korrigiert
werden kann, dass die mit der unteren Kammerplatte 222 in
Kontakt stehenden Nocken 531, 532, 533 und 534 um
ein vorbestimmtes Ausmaß und
auf vorbestimmte Weise exzentrisch verdreht werden. Zum Beispiel
können die
an einer hinteren Umfangsfläche
der unteren Kammerplatte 222 angeordneten ersten Nocken 531 exzentrisch
so gedreht werden, dass die untere Kammerplatte nach vorne verstellt
wird, während
die an einer vorderen Umfangsfläche
der unteren Kammerplatte 222 angeordneten zweiten Nocken 532 exzentrisch
so gedreht werden, dass die zweiten Nocken 532 und die
vordere Umfangsfläche
der unteren Kammerplatte 222 um einen vorbestimmten Abstand getrennt
werden. Ferner können
die dritten Nocken 533, die an der linken Umfangsfläche der
unteren Kammerplatte 222 angeordnet sind, exzentrisch so gedreht
werden, dass die untere Kammerplatte 222 nach rechts verstellt
wird, während
der vierte Nocken 534, der an der rechten Umfangsfläche der
unteren Kammerplatte 222 angeordnet ist, exzentrisch so
gedreht wird, dass der vierte Nocken und die rechte Umfangsfläche der
unteren Kammerplatte um einen vorbestimmten Abstand getrennt sind.
Es ist leicht ersichtlich, dass die Prinzipien der Erfindung dazu
angewandt werden können,
im Wesentlichen jede Positionsabweichung zwischen den Substraten
zu korrigieren, wobei die Drehgrade und Richtungen einzelner der
Nocken selektiv kontrolliert werden können, um die untere Kammerplatte 222 in
den Richtungen nach vorne, hinten, links und rechts entweder aufeinanderfolgend
oder gleichzeitig zu verstellen (z. B. die untere Kammerplatte 222 in
diagonalen Richtungen zu verstellen).
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Gemäß den Prinzipien
der Erfindung kann die Bewegung, wie sie durch die Ausrichteinrichtung der
unteren Kammerplatte 222 verliehen wird, mittels der Kopplungseinrichtung 510 an
die obere Kammereinheit übertragen
werden. Nachdem die Positionsabweichungen durch die Ausrichteinrichtung
korrigiert wurden, sind das erste und das zweite Substrat 110 und 120 im
Wesentlichen ausgerichtet. Demgemäß ermöglichen es die Prinzipien der
Erfindung, dass die untere Kammerplatte 222, die obere
Kammereinheit 210, der obere Tisch 230 und das
obere Substrat 110 im Wesentlichen, unabhängig vom
unteren Tisch 240, als einstückiger Körper verstellt werden. Daher
kann eine gleichmäßige und
genaue Positionsausrichtung des ersten und des zweiten Substrats,
die durch ihre jeweiligen Tische 230 bzw. 240 gehalten
werden, erzielt werden.
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Gemäß den Prinzipien
der Erfindung können das
erste und das zweite Substrat 110 und 120 abhängig vom
Typ der an ihnen ausgebildeten Ausrichtmarkierungen mehr als einmal
ausgerichtet werden. Wenn z. B. zwei Typen von Ausrichtmarkierungen
am ersten und zweiten Substrat ausgebildet sind (z. B. Grob-Ausrichtmarkierungen
und Fein-Ausrichtmarkierungen), kann es erforderlich sein, zwei
Ausrichtprozesse auszuführen,
wobei die Grob-Ausrichtmarkierungen in einem Grob-Ausrichtprozess ausgerichtet
werden bevor die Fein-Ausrichtmarkierungen in einem Fein-Ausrichtprozess
ausgerichtet werden.
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Wenn
der Grob-Ausrichtprozess ausgeführt wird,
kann das erste Substrat 110 um ungefähr 500 μm bis ungefähr 800 μm vom zweiten Substrat 120 getrennt
sein. Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann das erste Substrat 110 während des Grob-Ausrichtprozesses
vom zweiten Substrat 120 um ungefähr 650 μm getrennt sein, wie es durch
die 15A veranschaulicht ist. Wenn
der Fein-Ausrichtprozess ausgeführt
wird, kann das erste Substrat 110 um ungefähr 100 μm bis ungefähr 250 μm vom zweiten
Substrat 120 beabstandet sein. Gemäß einer Erscheinungsform der
Erfindung kann das erste Substrat 110 während des Fein-Ausrichtprozesses
um ungefähr
150 μm vom
zweiten Substrat 120 beabstandet sein, wie es in der 15B veranschaulicht ist.
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Die 19A und 19B veranschaulichen den
Belüftungsprozess
innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung gemäß der ersten Erscheinungsform
der Erfindung.
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Die 19B veranschaulicht eine vergrößerte Schnittansicht des in
der 19A dargestellten Bereichs ”D”. Demgemäß kann,
während
nun auf die 19A und 19B Bezug
genommen wird, nachdem das erste und das zweite. Substrat 110 und 120 im
Wesentlichen ausgerichtet wurden, eine an den oberen Tisch 230 angelegte,
die elektrostatische Ladung erzeugende Spannung abgeschaltet werden, und
der durch die obere und die untere Kammereinheit gebildete abgedichtete
Innenraum, in dem das ausgerichtete erste und zweite Substrat angeordnet sind,
kann belüftet
werden.
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Gemäß den Prinzipien
der Erfindung kann das Belüften
dadurch ausgeführt
werden, dass ein Gas wie Stickstoff (N2)
durch die mit der zweiten Niedervakuum-Pumpe 622 verbundenen
Niedervakuum-Leitungen 641 und 642 durch den oberen
und den unteren Tisch 230 und 240 in den abgedichteten Innenraum
injiziert wird, um den Druck in diesem auf den Atmosphärendruck
zu erhöhen.
Auf Grund des Drucks des in den oberen Tisch 230 blasenden
injizierten Gases bewegt sich das erste Substrat 110, das
zuvor am oberen Tisch 230 befestigt war, von diesem weg,
und es wird mit dem zweiten Substrat 120 verbunden. Wenn
die Belüftung
fortschreitet, steigt der Druck innerhalb des abgedichteten Innenraums
an, während
der Druck zwischen den verbundenen Substraten im Wesentlichen im
Vakuumzustand verbleibt. Auf Grund der Druckdifferenz zwi schen dem
Inneren der verbundenen Substrate und dem Druck innerhalb des abgedichteten
Innenraums können
die zwei Substrate 110 und 120 vollständig miteinander
verbunden werden, und der Abstand zwischen ihnen nimmt ab.
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Nachdem
die Belüftung
abgeschlossen ist, können
die verbundenen Substrate 110 und 120 entladen
werden, wobei die oben genannten Prozesse wiederholt werden können, um
andere Substrate miteinander zu verbinden, nachdem die verbundenen Substrate
entladen wurden.
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Seitenabschnitte
der Substratverbindungsvorrichtung, die oben unter Bezugnahme auf
die erste Erscheinungsform der Erfindung beschrieben wurde, sind
zur Außenumgebung
hin offen. Daher kann Fremdmaterial unbeabsichtigt und in schädlicher Weise
in den oberen und den unteren Tisch 230 und 240 und
einen Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat eingeführt werden.
Derartiges Fremdmaterial kann die Qualität des Flüssigkristallmaterials beeinträchtigen.
Demgemäß kann eine
Substratverbindungsvorrichtung günstig
sein, die dazu in der Lage ist, dass derartiges Fremdmaterial eingeführt wird.
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Daher
kann, gemäß den Prinzipien
einer zweiten Erscheinungsform der Erfindung, eine Substratverbindungsvorrichtung
vorliegen, bei der im Wesentlichen verhindert ist, dass Fremdmaterial
aus der Außenumgebung
in einen der Tische, auf die Substrate oder ansonsten zwischen die
obere und die untere Kammereinheit eingeführt wird. Zum Beispiel kann
die Substratverbindungsvorrichtung der zweiten Erscheinungsform
der Erfindung mit einem Gehäuse
zum Umschließen
der Substratverbindungsvorrichtung der ersten Erscheinungsform der Erfindung
und zum Abdichten der Substratverbindungsvorrichtung gemäß der ersten
Erscheinungsform der Erfindung gegenüber der Außenumgebung versehen sein.
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Die 20 veranschaulicht
eine Substratverbindungsvorrichtung zum Herstellen von LCD-Tafeln
gemäß der zweiten
Erscheinungsform der Erfindung in einem entladenen Zustand.
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Gemäß der 20 können Seitenflächen des
Gehäuses 400 mit
einer ersten bzw. einer zweiten Öffnung 410 und 420 versehen
sein, durch die das erste und das zweite Substrat 110 und 120 in
die Substratverbindungsvorrichtung geladen und aus ihr entladen
werden können.
Ferner kann das Gehäuse 400 im
Wesentlichen die Umgebung zwischen der oberen Kammereinheit 210 und
der unteren Kammereinheit 220 einschließen, um im Wesentlichen zu verhindern,
dass Fremdmaterial zwischen die Kammereinheiten 210 und 220 eingeführt wird.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung kann ein Abschnitt des Gehäuses 400 dicht nahe
der oberen und der unteren Kammereinheit 210 und 220 aus
einem transparenten Material gebildet sein, um die Beobachtung zumindest
des Fortschreitens des Verbindungsvorgangs für die Substrate 110 und 120 zu
erleichtern. Gemäß einer
anderen Erscheinungsform der Erfindung kann ein Abschnitt des Gehäuses 400 dicht
nahe dem oberen und dem unteren Tisch 230 und 240 aus
einem transparenten Material gebildet sein. Demgemäß kann der
aus dem transparenten Material hergestellte Abschnitt des Gehäuses 400 als
Betrachtungsfenster oder dergleichen vorliegen. Bei noch einer anderen
Erscheinungsform der Erfindung kann das gesamte Gehäuse 400 aus
einem transparenten Material gebildet sein. Gemäß einer Erscheinungsform der
Erfindung kann das Gehäuse 400 so
ausgebildet sein, dass es nur einen Teil der oberen und der unteren
Kammereinheit 210 und 220 (z. B. nur einen oberen
Teil des Grundrahmens 100, wie es in der 20 dargestellt ist)
umschließt,
oder es kann im Wesentlichen die gesamte Substratverbindungsvorrichtung
umschließen.
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Gemäß der 21 können, durch
Anbringen der ersten und der zweiten Öffnung 410 und 420, Substrate
im Wesentlichen gleichzeitig in die Substratverbindungsvorrichtung
geladen und aus ihr entladen werden. Gemäß einer Erscheinungsform der
Erfindung kann die erste Öffnung 410 innerhalb
des Gehäuses 400 gegenüber der
zweiten Öffnung 420 angeordnet
sein. Gemäß einer
anderen Erscheinungsform der Erfindung können nicht verbundene Substrate
(z. B. erste oder zweite Substrate) mittels der ersten Öffnung 410 in
die Substratverbindungsvorrichtung geladen werden. Gemäß noch einer
anderen Erscheinungsform der Erfindung können verbundene Substrate mittels
der zweiten Öffnung 420 aus
der Substratverbindungsvorrichtung entladen werden. Gemäß noch einer
anderen Erscheinungsform der Erfindung kann eine erste Ladeeinrichtung 910 nicht
verbundene Substrate durch die erste Öffnung 410 in die
Substratverbindungsvorrichtung laden. Gemäß noch einer anderen Erscheinungsform der
Erfindung kann eine zweite Ladeeinrichtung 920, die von
der ersten Ladeeinrichtung 910 verschieden ist, verbundene
Substrate aus der Substratverbindungsvorrichtung durch die zweite Öffnung 420 entladen.
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Gemäß den Prinzipien
der Erfindung können die Öffnungen 410 und 420 mit
Türen (nicht
dargestellt) versehen sein, um sie während des Forschreitens der
oben genannten Substratverbindungsprozesse zu schließen.
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Demgemäß kann eine
Substratverbindungsvorrichtung gemäß der zweiten Erscheinungsform der
Erfindung erfolgreich das Einführen
von Fremdmaterial zwischen die Substrate verhindern, während sie
es ermöglicht,
den Verbindungsprozess zu beobachten.
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Wie
es gemäß den Prinzipien
der Erfindung beschrieben wurde, ist die Substratverbindungsvorrichtung,
die die Herstellung von LCD-Vorrichtungen, die mittels eines Flüssigkristall-Verteilverfahrens
hergestellt werden, erleichtert, vorteilhaft, da die Gesamtgröße der Substratverbindungsvorrichtung
im Vergleich zu bekannten Substratverbindungsvorrichtungen verringert
werden kann, da die erfindungsgemäße Substratverbindungsvorrichtung
nicht mit der Funktion versehen ist, Dichtungsmaterial aufzutragen
oder Flüssigkristallmaterial
auf Substraten zu verteilen. Demgemäß sorgt die Substratverbindungsvorrichtung
für ein
vereinfachtes Design, und sie spart Raum ein. Darüber hinaus
kann das Volumen des durch die obere und die untere Kammereinheit gebildeten
Innenraums minimiert werden, um dadurch die Zeitdauer zu verringern,
die zum Evakuieren des Innenraums erforderlich ist. Durch Verringern der
Evakuierungszeit kann die Zeitdauer verringert werden, die dazu
erforderlich ist, eine LCD-Vorrichtung herzustellen. Darüber hinaus
kann eine vereinfachte Konstruktion unter Verwendung der mehreren drehbaren
Nocken zum Ausrichten der Substrate durch Einstellen einer Position
der unteren Kammereinheit erzielt werden.
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Ferner
schützt
die zweite Erscheinungsform der Erfindung den Raum zwischen den
Kammereinheiten mittels des Gehäuses
im Wesentlichen gegen die Außenumgebung.
Demgemäß kann das
Einführen
von Fremdmaterial im Wesentlichen verhindert werden, um dadurch
die Erzeugung von Defekten bei LCD-Vorrichtungen zu verhindern.
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Darüber hinaus
können
LCDs gemäß einem Inlineprozess
hergestellt werden, da die Substratverbindungsvorrichtung der zweiten
Erscheinungsform der Erfindung ein Laden und Entladen des Substrats durch
entgegengesetzte Seiten der Substratverbindungsvorrichtung erlauben
kann. Demgemäß kann eine
Reihe von Prozessen (z. B. Laden und Entladen von Substraten) im
Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt
werden, um für
einen im Wesentlichen kontinuierlichen Herstellprozess zu sorgen
und um die Gesamtdauer zu verkürzen,
die zum Herstellen der LCDs erforderlich ist.