技术领域
[0001] 本
发明涉及通过空气挤压使膜或面板附接至
基板(substrate)的层压装置及层压方法，更具体地，涉及将用于相应层压的基板或膜放置在
真空承载器或盒中并且通过空气挤压对其进行层压的层压装置及层压方法。
背景技术
[0002] 本文中，术语“层压”是指通过使两层或更多层粘接至彼此形成面板的过程。本文中“面板”可包括玻璃、
合成树脂基板、
半导体基板以及合成树脂膜。
[0003] 例如，各种膜通过层压粘附至用作面板的玻璃上，以制作
显示面板。而且，在玻璃之间使用粘合膜，通过层压使玻璃粘附至彼此。而且，电容式触摸
传感器被制作为：铟
锡氧化物(ITO)面板经蚀刻以形成透明导电图形，并且保护玻璃(例如亚克
力)通过
光学透明胶(OCA)膜层压在透明导电图形上。
[0004] 在上述层压过程中，粘合表面上可能会产生气泡，随着玻璃或显示面板尺寸的增加，去除气泡变得更加困难。
[0005] 去除在基板或
薄膜之间产生的气泡的常规方法之一是将层压的面板置于腔式挤压设备中对其进行挤压。由于通过真空
泵等形成腔内压力，所以产生了从被挤压的面板的中心向边缘推动的力，从而将气泡推出。根据波义
耳-查理定律即，PV＝nRT，腔的体积被视为固定值。因此，腔内压力是
温度的函数。如果温度(T)维持不变，那么可能只能通过
真空泵来改变腔内压力，在这种情况下，压力的变化非常缓慢并且效果不理想，特别是在大尺寸基板的情况下。
[0006] 同时，不仅在触摸传感器制造中，而且在
薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)面板制造中也需要气泡去除处理，以去除在LCD单元与偏光板之间产生的气泡。
发明内容
[0007] 根据一个实施方式，提供了通过空气挤压使膜或面板附接至基板的层压装置及层压方法。
[0008] 根据另一实施方式，提供了能够形成空气挤压模式以去除在层压处理期间在
接触表面上产生的气泡的层压装置及层压方法。
[0009] 在一个实施方式中，形成具有彼此层叠的两层或更多层的面板的层压装置包括承载器装置和
正压力挤压装置。
[0010] 承载器装置包括：
框架，具有用于接纳形成面板的多个
工件层(即，第一基板、膜和第二基板)的内部空间和开放的上侧；弹性层，
覆盖框架的开放的上侧，以密封内部空间；以及真空产生装置，用于使内部空间真
空化以产生
负压力，固定多个工件层的
位置，并且使多个工件层粘接至彼此。
[0011] 正压力挤压装置连接至承载器装置并且将高压空气喷射至承载器装置的弹性层，以进一步更紧密地挤压多个工件层从而形成面板。
[0012] 在一个实施方式中，正压力挤压装置包括将空气喷射至弹性层的多个
喷嘴单元和多个喷嘴
阀。多个喷嘴阀单独控制提供给多个喷嘴单元的空气，使得喷射至弹性层的空气形成从弹性层的中心到边缘的径向方向的流，由此利用就像沿着从固定的多个工件层的中心向边缘的方向擦拭固定的多个工件层一样的效果去除粘合表面上的气泡。
[0013] 例如，在连接至承载器装置的喷嘴板上形成有多个喷嘴单元，并且多个喷嘴单元包括：第一喷嘴单元，布置在喷嘴板的中心；第二喷嘴单元，布置在围绕第一喷嘴单元的区域内；以及第三喷嘴单元，布置在围绕第二喷嘴单元的区域内，其中，当第一、第二、第三喷嘴单元依次打开时，形成了径向方向的空气流。
[0014] 在另一实施方式中，正压力挤压装置与弹性层形成密封的正压力空间，连接至承载器装置以经由正压力空间将空气喷射至弹性层，并且控制使得正压力空间的压力维持在
基础压力(Pi)并且周期性地改变至预设最大压力，由此经由弹性层提供至固定的多个工件层位置的压力周期性地提供冲击。这种冲击加强了
泡沫去除效果，并且增加了粘合表面的粘合力。
[0015] 在一个实施方式中，层压装置可额外地包括加热装置，其通过将承载器装置加热至预定温度以有助于粘接。
[0016] 而且，如果多个工件层是两个透明基板且在两个基板之间涂敷有紫外(UV)树脂，那么层压装置可额外地包括UV灯，以通过将UV线
辐射到承载器装置的弹性层来硬化UV树脂。本文中，弹性层是UV线能够通过的合成树脂层。
[0017] 在另一实施方式中，提供了形成具有彼此层叠的两层或更多层的面板的层压方法，层压方法包括：将面板的多个工件层容纳在具有内部空间的承载器装置中，内部空间的一个表面通过弹性层被密封，并且使内部空间真空化，使得多个工件层通过弹性层被挤压并固定至彼此；通过加热承载器装置而有助于多个工件层之间的粘接；以及通过将高压空气喷射至承载器装置的弹性层进行空气挤压，以通过将多个工件层进一步挤压至彼此而有助于粘接。
[0018] 根据实施方式的层压装置在完成真空固定后，通过空气挤压执行层压处理。因为根据实施方式的层压装置使用了分离的可移动的承载器装置来容纳基板等，所以层压处理可在前一个承载器装置的层压处理完成时继续下一个承载器装置的层压处理。因此，减少了用于空气挤压操作的正压力挤压装置的粘着(tack)时间，并且使正压力挤压装置的效率最大化。
[0019] 根据实施方式的层压装置提供了就像沿着从基板的中心向边缘的方向擦拭基板一样的效果，从而去除在层压处理期间在粘合表面上产生的气泡。
[0020] 而且，根据实施方式的层压装置提供了压力变化来代替保持预定的正压力，由此提供了通过空气挤压促使基板更加紧密地粘附至另一基板的冲击，并且更加有效地去除可能在粘合表面上形成的气泡。
附图说明
[0021] 通过参照附图描述本发明构思的某些示例性实施方式，本发明构思的上述和/或其它方面将变得更加显而易见，在附图中：
[0022] 图1示出了根据实施方式的层压装置；
[0023] 图2是根据实施方式的承载器装置的截面图；
[0024] 图3是安装在正压力挤压装置上的承载器装置的截面图；
[0025] 图4是连接至正压力挤压装置的承载器装置的截面图；
[0026] 图5是喷嘴板的俯视图；
[0027] 图6是正压力空间内压力变化的图示；以及
[0028] 图7是用于解释根据本发明的层压方法的过程的视图。
具体实施方式
[0029] 现在将参照附图对本发明构思的某些示例性实施方式进行更加详细的描述。
[0030] 参照图1和图2，根据实施方式的层压装置100可用于层压处理，以通过使两层或更多层粘接至彼此来形成面板。本文中“面板(panel)”可包括玻璃、合成树脂基板、半导体基板以及合成树脂膜。
[0031] 因此，“层压处理”可包括：将合成树脂薄膜粘接至玻璃，在玻璃之间层叠
粘合剂或粘合膜并使玻璃粘接在一起，将膜粘接至显示面板，将保护玻璃粘接至形成有作为透明
电极的铟锡氧化物(ITO)的玻璃，任选地使用光学透明胶(OCA)膜或UV树脂来制作
触摸屏的面板，将偏振膜或UV屏蔽膜粘接至玻璃或合成树脂面板以制作太阳眼镜或
护目镜等。下面将参照通过OCA膜(“粘合膜”)15粘接ITO面板(“第一基板”)11和保护玻璃(“第二基板”)13的
实施例来说明实施方式。
[0032] 层压装置100可包括至少一个承载器装置110和正压力挤压装置150，正压力挤压装置150对承载器设备承载器装置110执行空气挤压。承载器装置110内容纳有面板的多个工件层(即第一基板、膜和第二基板)，并且通过单独的转移装置130运送至正压力挤压装置150，使得正压力挤压装置150通过空气挤压对容纳于承载器装置110中的基板11至15执行层压处理。
[0033] 承载器装置110包括：框架101，形成具有开放的上侧的内部空间201；以及弹性层103，
支撑在框架101上并且覆盖框架101的开放的上侧，以密封内部空间201，其中，待处理的基板11至15容纳在内部空间201中。如上所述，根据所使用的层压处理的类型，可改变容纳在内部空间201中的基板的类型。
[0034] 弹性层103是具有轻度弹性的合成树脂层。在将UV树脂应用于ITO面板11与保护玻璃13之间以使其彼此粘接的实施例中，弹性层103必须由可使UV线穿过的苯乙烯树脂材料制成，例如聚甲基
丙烯酸甲酯(PMMA)、聚
碳酸酯(PC)、透明的聚烯
烃树脂、透明的丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)。
[0035] 期望弹性层103的厚度是1mm或小于1mm，更优选地，在考虑其面积的情况下，大约是0.2mm至1mm。
[0036] 承载器装置110包括在框架的一侧形成的真空产生装置203，以使内部空间201真空化。
[0037] 真空产生装置203包括：排放管205，使内部空间201与框架101的外侧相连以提供排气通道；以及真空泵(未示出)，连接至排放管205并且通过
抽取内部空间201的空气-1来产生真空。因此，内部空间201维持大约10 巴(bar)的负压力，从而产生真空状态。
[0038] 承载器装置110的内部空间201可被框架101分为如图2所示的上部和下部，即上承载器207和下承载器209，以分别接纳第一基板11和第二基板13。当然，当上承载器207和下承载器209彼此相连时，可通过设置在它们之间的O形环来密封内部空间201。
[0039] 下面将简要说明承载器装置110的操作。
[0040] 首先，在上承载器207打开的状态下，将第一基板11布置在下承载器209的底部，并且将粘合膜15和第二基板13按顺序布置在第一基板11的上表面上。
[0041] 如果通过真空产生装置203在内部空间201内产生负压力(即，真空状态)，那么通过外部
大气压使弹性层103向内部空间201的内侧移动，以挤压容纳于内部空间201中的第二基板13和第一基板11，使它们彼此紧密接触。利用
流体的特性，压力均匀地施加至弹性层103的整个表面，从而由第一基板11和第二基板13形成的整个面板在均匀的压力作用下被挤压。
[0042] 当通过承载器装置110挤压第一基板11和第二基板13时，第一基板11和第二基板13的位置和形状被固定。因此，承载器装置110避免了在随后的加
热处理或在正压力装置150处的空气挤压处理期间第一基板11或第二基板13的可能
变形或偏移。
[0043] 通过转移装置130将承载器装置110运送到正压力挤压装置150中。
[0044] 在一个实施方式中，在承载器装置110被运送到正压力装置150之前，通过单独设置在转移路径一侧上的加热装置170可将承载器装置110加热到预定温度。例如，通过加热装置170的加热并通过粘合膜15来
热层压第一基板11和第二基板13。在这个实施例中，承载器装置110通过在负压力下固定和保持第二基板13和第一基板11来防止第二基板13和第一基板11的热变形。
[0045] 参照图1，加热装置170可设置为与承载器装置110分离，在另一实施方式中，加热装置170可以板式陶瓷加热器的形式设置在承载器装置110的一侧上。
[0046] 参照图1至图4，正压力挤压装置150包括空气挤压单元151、承载器安装单元155、以及辅助(backup)单元157，并且可被实现为不同于承载器装置110和转移装置130的一个独立的装置。
[0047] 参照图3，承载器安装单元155容纳由转移装置130运送至正压力挤压装置150的承载器装置110，并且包括垂直转移装置155-1，以在垂直方向上转移容纳于承载器安装单元155中的承载器装置110以使其连接至设置在承载器安装单元155上方的空气挤压单元151(见图4)。当然，正压力挤压装置150可包括垂直转移空气挤压单元151的转移装置，以代替承载器安装单元155的垂直转移装置155-1。
[0048] 参照图3，当承载器装置110通过承载器安装单元155向上运送以连接至空气挤压单元151时，辅助单元157可将支撑部件157-1转移至承载器装置110或承载器安装单元155的下方，从而通过支撑部件157-1支撑由空气挤压单元151施加至承载器装置110的压力。
[0049] 空气挤压单元151设置在承载器安装单元155的上方，并且与通过承载器安装单元155垂直转移的承载器装置110对接。喷嘴板153通过空气挤压单元151的下部暴露，并且空气挤压单元151连接至外部空气泵(未示出)，以将由空气泵(未示出)提供的高压空气控制在预定的正压力范围内，使得空气通
过喷嘴板153喷射并且喷射至承载器装置110的弹性层103。
[0050] 喷嘴板153紧密地附接至承载器装置110的上承载器207，以与弹性层103形成空间401(“正压力空间”)。喷嘴板153包括多个喷嘴单元301、303、305、307，并且每个喷嘴单元301、303、305、307包括多个喷嘴309。
[0051] 下面将简要描述正压力挤压装置150的操作。
[0052] 如上所述，在第一基板11和第二基板13被转移至正压力挤压装置150之前，承载器装置110内的第一基板11和第二基板13的位置和形状已经在承载器装置110内负压力的作用下被固定。然后，经过加热装置170加热的第一基板11和第二基板13被转移至正压力挤压装置150的承载器安装单元155。
[0053] 承载器安装单元155垂直转移承载器装置110，以使其连接至空气挤压单元151的喷嘴板153。
[0054] 空气挤压单元151将由空气泵(未示出)提供的、具有预设压力(即，正压力)的空气喷射至弹性层103，即，通过喷嘴板153喷射至正压力空间401，从而通过正压力再次挤压第一基板11和第二基板13。通过这种挤压处理，加热的第一基板11和第二基板13在更大粘合力的作用下更紧密地粘附至彼此。弹性层103进一步向内部空间201的内侧移动。
[0055] 因为通过喷嘴板153喷射的空气是流体状态，所以空气在相应的区域上施加均匀的力，并且可提供比由固体(例如，模压机或滚压机)提供的压力更均匀的压力。
[0056] 喷嘴板153的多个喷嘴单元301、303、305、307可从喷嘴板153的中心向边缘顺序地布置。而且，每个喷嘴单元301、303、305、307通过不同于其它喷嘴单元的单独的管连接至空气泵(未示出)，并且由单独的喷嘴阀151-1控制。图5示出了第一至第四喷嘴单元301、303、305、307自喷嘴板153的中心以同心图案形式布置的实施例。
[0057] 通过喷嘴单元喷射的正压力从中心开始并且逐渐递增。作为示例，空气以第一喷嘴单元301-＞第二喷嘴单元303-＞第三喷嘴单元305-＞第四喷嘴单元307的顺序喷射。本文中，当第二喷嘴单元303开始喷射空气时，第一喷嘴单元301维持喷射正压力空气，当第三喷嘴单元305开始喷射空气时，第一喷嘴单元301和第二喷嘴单元303维持喷射正压力空气，并且当第四喷嘴单元307开始喷射空气时，第一喷嘴单元至第三喷嘴单元305维持喷射正压力空气。
[0058] 因此，提供至弹性层103的空气形成从弹性层103的中心向边缘流动的径向流。这种高压流体的径向流可提供就像沿着从第二基板13的中心向边缘的方向擦拭第二基板13一样的效果。因此，第二基板13更加紧密地粘附至第一基板11，并且存在于第二基板13与第一基板11之间的气泡可得到更加有效的去除。
[0059] 另外，当承载器装置110连接至空气挤压单元151时，在使正压力空间401被密封后，空气挤压单元151可提供对正压力空间401的恒定的压力转移(displacement)。
[0060] 参照图6，控制正压力空间401的压力(P)以使其在预定周期内上升至最大压力(Pmax)，并且维持基础压力(Pi)。与向弹性层103提供恒定正压力相比，上述方法可提供就像周期性地将冲击施加至弹性层103一样的效果。因此，第二基板13和第一基板11更加紧密地粘附至彼此，并且存在于第二基板13与第一基板11之间的气泡可得到更有效的去除。
[0061] 图6中示出的示例是正压力空间401内的压力(P)变化的
正弦波，并且为了实现这个目的，空气挤压单元151可具有连接至正压力空间401的自动阀403和
安全阀405(见图4)。自动阀403连接至正压力空间401，并且根据由空气挤压单元151提供的控制
信号被控制以在0～t1、t2～t3、t4～t5的时间间隔内保持关闭状态并且在t1～t2、t3～t4的时间间隔内保持打开状态。安全阀405连接在自动阀403与大气之间以维持基础压力(Pi)。
[0062] 在自动阀403关闭的时间间隔，空气挤压单元151通过
压力传感器(未示出)控制喷嘴阀151-1，通过喷嘴板153向正压力空间401提供最大压力(Pmax)。因此，压力在0～t1、t2～t3、t4～t5的时间间隔内增加到最大值(Pmax)。在t1～t2、t3～t4的时间间隔内，因为自动阀403打开，所以正压力空间401的压力下降。然而，因为当压力下降至基础压力(Pi)时布置在后面的安全阀405关闭，所以正压力空间401内的压力维持在基础压力(Pi)与最大压力(Pmax)之间的范围内。因此，获得了图6的曲线所示的压力变化。
[0063] 当然，正压力空间401的压力控制不限于图6的图示中所示的模式，因此，只要能提供周期性冲击(impact)，任意其它模式的压力变化都是适合的。
[0064] 另外，正压力挤压装置150可包括用于挤压单元的加热器(未示出)，该加热器将空气泵(未示出)产生的空气加热至预定温度，从而改变通过喷嘴单元301、303、305、307喷射的空气的温度。
[0065] 下面将参照图1至图7描述根据实施方式的层压方法。
[0066] <将多个工件层容纳在承载器装置中并且通过负压力固定多个工件层的位置：S601、S603>
[0067] 首先，在S601，使上承载器207与下承载器209分离，并且将第一基板11、粘合膜15和第二基板13容纳在承载器装置110内。在S603，真空产生装置203使内部空间201真空化从而使第一基板11、粘合膜15和第二基板13彼此紧密接触，并且固定第一基板11和第二基板13的位置。
[0068] <预加热：S605>
[0069] 在承载器装置110被转移至正压力挤压装置150之前，通过加热装置170将承载器装置110预加热至预定温度。因为承载器装置110在负压力作用下固定第二基板13和第一基板11，所以第二基板13或其它部件不会因加热而发生热变形。
[0070] <连接至正压力挤压装置：S607至S609>
[0071] 预加热的承载器装置110通过转移装置130转移至正压力挤压装置150，并且设置在承载器安装单元155上，承载器安装单元155的垂直转移装置155-1将承载器装置110对接至空气挤压单元151。
[0072] <为正压力空间提供正压力：S611>
[0073] 当承载器装置110对接至空气挤压单元151时，形成密封的正压力空间401。空气挤压单元151通过将预设压力的空气从喷射板153经正压力空间401喷射至弹性层103以提供正压力。如上所述，期望的是，通过喷嘴阀151-1分别控制多个喷嘴单元301、303、305、307，从而控制喷射到喷嘴板153的空气，使其从喷嘴板153的中心向边缘呈放射状流动。而且，期望的是，不是在正压力空间401内持续地维持预设压力，而是维持基础压力(Pi)然后周期性地改变至最大压力(Pmax)(见图6)。
[0074] 如上所述，除了为正压力空间401提供正压力的空气之外，还形成预定空气流并且提供具有一定冲击的正压力。因此，增加了第二基板13与第一基板11之间的粘合力，并且存在于第二基板13与第一基板11之间的气泡可得到更加有效的去除。
[0075] 而且，因为通过用于挤压单元的加热器(未示出)将喷射至正压力空间401的空气加热至预定温度，所以第一基板11和第二基板13在承载器装置110内通过粘合膜15更加有效地粘接至彼此。
[0076] <承载器装置的分离：S613>
[0077] 在空气挤压单元151为承载器装置110提供预定时间段的正压力之后，承载器安装单元155降低承载器装置110，从而使承载器装置110与空气挤压单元151分离，并且转移装置130将承载器装置110移离正压力挤压装置150。
[0078] 因为即使当承载器装置110与正压力挤压装置150分离时，承载器装置110仍然保持预定
热能，所以使承载器装置110在大气中停留在负压力下预定时间以自然冷却。
[0079] 然而，因为承载器装置110的框架101通常具有高
潜热，所以承载器装置110的冷却比自然冷却更加缓慢。
[0080] 加热处理中加热的基板需要被缓慢冷却，且不允许快速冷却。在使用腔式装置的常规实施例中，加热之后的冷却是在腔的内部执行的，这非常缓慢并且更低效。
[0081] 根据实施方式的承载器装置110可防止第一基板11和第二基板13的快速冷却以及随后由于它们的潜热而导致的变形。
[0082] 而且，因为承载器装置110在与正压力挤压装置150分离之后冷却，所以正压力挤压装置150可在经空气挤压处理的承载器装置与其分离时接纳新的承载器装置以有效地执行下一个正压力挤压处理。
[0083] 在一个实施方式中，层压装置100可用于涂敷UV树脂以使第一基板11和第二基板13粘接至彼此的实施例中。在这个实施例中，层压装置100可额外地包括代替图1的加热装置170的UV灯(未示出)，UV灯可朝向正压力挤压装置150之外的承载器装置110的弹性层103发射UV线。而且，如上所述，弹性层103尤其是能够使UV线穿过的透明层。
[0084] 上述示例性实施方式和优点只是示例性的，并且不应该理解为限制本发明。本发明的教导可容易地应用于其它类型的装置。另外，本发明构思的示例性实施方式的描述旨在示例性，而不限制
权利要求书的范围，并且很多替换、
修改和变化对本领域技术人员是显而易见的。
