本發(fā)明涉及貼合技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種貼合設(shè)備及其貼合方法。

背景技術(shù)：

貼合設(shè)備廣泛應(yīng)用于顯示技術(shù)領(lǐng)域，如觸摸面板與液晶顯示面板的貼合，液晶顯示面板中上下基板的貼合等。貼合工藝一般包括對(duì)位和貼合兩道工序，其中對(duì)位是貼合中的一道關(guān)鍵程序，待貼合的第一工件和第二工件對(duì)位的精準(zhǔn)度能極大改善產(chǎn)品的質(zhì)量和用戶的體驗(yàn)。對(duì)于3d曲面貼合來說，容易在貼合界面存在氣泡產(chǎn)生貼合不良，因此若整個(gè)貼合過程在真空環(huán)境下進(jìn)行可以改善此問題，然而，在真空環(huán)境下作業(yè)對(duì)于對(duì)位用的鏡頭是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)，因?yàn)殓R頭在真空環(huán)境下由于負(fù)壓的作用容易發(fā)生爆炸。因此，現(xiàn)有的貼合設(shè)備的對(duì)位程序通常被分離在真空貼合腔體外進(jìn)行，將第一工件與第二工件分別與標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行預(yù)對(duì)位后再將二者進(jìn)行對(duì)位，然后將該對(duì)位好的第一工件與第二工件移入貼合設(shè)備的真空貼合腔體內(nèi)進(jìn)行貼合。這種貼合設(shè)備與貼合方法的對(duì)位流程復(fù)雜，由于對(duì)位后還需要移入真空貼合腔體內(nèi)進(jìn)行貼合，貼合精度有限，不能滿足貼合誤差低于10μm的需求，而且由于每個(gè)工件是分別與標(biāo)準(zhǔn)物對(duì)位，每個(gè)工件需要2個(gè)鏡頭才能完成好對(duì)位，設(shè)備成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，有必要提供一種貼合設(shè)備及其貼合方法，該貼合設(shè)備具有較高的貼合精度，對(duì)位流程簡(jiǎn)單，成本較低。

一種貼合設(shè)備，用于將第一工件與第二工件貼合，該第一工件上設(shè)置有第一標(biāo)記，該第二工件上對(duì)應(yīng)該第一標(biāo)記設(shè)置有第二標(biāo)記，該貼合設(shè)備包括：

上貼合模組，用于固定該第一工件，該上貼合模組上設(shè)有視窗區(qū)，該視窗區(qū)內(nèi)嵌設(shè)有雙面鍍膜的石英玻璃以使光線穿過該雙面鍍膜的石英玻璃時(shí)的折射角度小于光線穿過石英玻璃本身時(shí)的折射角；

影像獲取模組，該影像獲取模組具有高景深鏡頭，該高景深鏡頭用于透過該視窗區(qū)同時(shí)提取該第一標(biāo)記和第二標(biāo)記的影像信息；

下貼合模組，用于固定該第二工件，該下貼合模組與該上貼合模組在進(jìn)行貼合時(shí)構(gòu)成一真空腔，該第二工件與第一工件在該真空腔中進(jìn)行對(duì)位與貼合。

一種使用上述貼合設(shè)備的貼合第一工件和第二工件的方法，該貼合設(shè)備還包括控制模組，該貼合方法包括如下步驟：

將該第一工件與第二工件置于該真空腔內(nèi)；

該影像獲取模組獲取該第一工件與第二工件的影像信息并將該影像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的位置信息，然后輸出該位置信息至該控制模組；

該控制模組內(nèi)部根據(jù)該位置信息計(jì)算并確認(rèn)該第二標(biāo)記與該第一標(biāo)記在該第二標(biāo)記所在平面的投影之夾角；

該控制模組判斷該夾角是否超出預(yù)設(shè)范圍，如果該夾角超出預(yù)設(shè)范圍，該校正平臺(tái)調(diào)整該第二工件的位置，直至該夾角符合預(yù)設(shè)范圍，如果該夾角符合預(yù)設(shè)范圍，該影像獲取模組獲取該第一工件與第二工件的影像信息并將該影像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的位置信息，然后輸出該位置信息至該控制模組；

該控制模組根據(jù)該位置信息、計(jì)算并確認(rèn)該第二標(biāo)記與該第一標(biāo)記在該第二標(biāo)記所在平面的投影之間的距離；

該控制模組根據(jù)判斷該距離是否超出預(yù)設(shè)范圍，如果該距離超出預(yù)設(shè)范圍，該校正平臺(tái)調(diào)整該第二工件的位置，直至該距離符合預(yù)設(shè)范圍，如果該距離符合預(yù)設(shè)范圍，該控制模組發(fā)出結(jié)束指令，該第一工件與第二工件對(duì)位完成。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的貼合設(shè)備中，第一工件與第二工件的對(duì)位工序與貼合工序均在真空腔中完成，不僅節(jié)約工藝流程，而且有效提高了貼合設(shè)備的對(duì)位精準(zhǔn)性。本發(fā)明的貼合設(shè)備的貼合誤差小于10μm。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的貼合設(shè)備的立體組裝示意圖。

圖2為圖1中貼合設(shè)備的簡(jiǎn)要側(cè)面示意圖。

圖3為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的貼合設(shè)備的上貼合模組的示意圖。

圖4為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的貼合設(shè)備的影像獲取模組的示意圖。

圖5為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的貼合設(shè)備的下貼合模組的示意圖。

圖6為使用本發(fā)明的貼合設(shè)備進(jìn)行貼合的工件上的第一標(biāo)記和第二標(biāo)記的示意圖。

圖7為本發(fā)明較佳實(shí)施例的貼合設(shè)備的控制模組內(nèi)的對(duì)位程序運(yùn)行流程圖。

圖8為使用本發(fā)明的貼合設(shè)備進(jìn)行貼合的工件上的第一標(biāo)記和第二標(biāo)記實(shí)現(xiàn)對(duì)位的示意圖。

圖9為透過不同石英玻璃以及無石英玻璃對(duì)特定圖案進(jìn)行灰階測(cè)試得到的結(jié)果。

主要元件符號(hào)說明

如下具體實(shí)施方式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)一并參閱圖1和圖2，圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的貼合設(shè)備100的立體組裝示意圖，圖2為該貼合設(shè)備100的簡(jiǎn)要側(cè)面示意圖。該貼合設(shè)備100包括裝配在一起的上貼合模組10、影像獲取模組20、控制模組(圖未示)、下貼合模組40。該貼合設(shè)備100用于將第一工件110與第二工件120貼合，該第一工件110與第二工件120可分別為液晶顯示面板中的彩色濾光基板與薄膜晶體管陣列基板；該第一工件110與第二工件120還可分別為觸控顯示裝置中的顯示面板與觸摸面板。

具體地，請(qǐng)參閱圖3，圖3為該上貼合模組10的示意圖。該上貼合模組10包括一對(duì)升降軸11及安裝于該對(duì)升降軸11上的上腔體14，為了能盡可能地示出上腔體14的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，圖3中上腔體14的一側(cè)壁被拆除。該上腔體14上連接有上載臺(tái)12，該上載臺(tái)12用于承載該第一工件110。具體地，第一工件110固定在上載臺(tái)12的下方，即朝向下貼合模組40一側(cè)。該上貼合模組10控制該上腔體14及該上載臺(tái)12沿升降軸11在z軸方向移動(dòng)。該上腔體14的頂壁上設(shè)有透明的視窗區(qū)13，該視窗區(qū)13正對(duì)該上載臺(tái)12設(shè)置。該上載臺(tái)12對(duì)應(yīng)該視窗區(qū)13開設(shè)有通孔123，透過該視窗區(qū)13及該通孔123可以觀察到固定在上載臺(tái)12下方的第一工件110。在本實(shí)施例中，該視窗區(qū)13的數(shù)目為兩個(gè)，左右對(duì)稱設(shè)置于上腔體14的頂壁上，通孔123的數(shù)目也為兩個(gè)。

該視窗區(qū)13內(nèi)嵌設(shè)有石英玻璃，其硬度足以承受貼合時(shí)真空腔體內(nèi)外的氣壓差而防止發(fā)生爆裂。該石英玻璃的正反兩表面面均鍍覆有光學(xué)膜，該光學(xué)膜用于減小光線穿過該石英玻璃時(shí)的折射角度并增加灰階的辨識(shí)度，以緩解光線穿過時(shí)因折射而引起影像的位置及清晰度偏差的狀況。請(qǐng)參閱圖9，圖9為在其它條件相同的情況下，將透過10mm厚的該雙面鍍膜石英玻璃、相同厚度但具有不同表面膜層的石英玻璃以及無石英玻璃的不同條件下對(duì)特定圖案進(jìn)行灰階測(cè)試得到的結(jié)果，可知，透過該雙面鍍膜石英玻璃獲得的圖像的灰階值(162)僅次于無石英玻璃獲得的圖像的灰階值(160)，且高于無鍍膜的石英玻璃、透過無鍍膜但一表面涂覆有光學(xué)透明膠(oca膠)石英玻璃以及透過無鍍膜但雙面涂覆有oca膠的石英玻璃獲得圖像的灰階值(分別為145、129和126)。該雙面鍍膜石英玻璃由于經(jīng)過雙面鍍膜處理，使得所觀察的標(biāo)記圖像的灰階值接近無石英玻璃時(shí)標(biāo)記圖像的灰階值，提高了標(biāo)記圖像的辨識(shí)度從而更有利于貼合精度的提高。

該上貼合模組10還包括恒壓處理模組(圖未示)，以對(duì)該第一工件110施加壓力使其與該第二工件120進(jìn)行貼合。

請(qǐng)參閱圖4，圖4為該影像獲取模組20的示意圖。影像獲取模組20組裝于上腔體14的外部。該影像獲取模組20包括一伺服組件21和連接于該伺服組件21的高景深鏡頭22。該高景深鏡頭22能同時(shí)獲取距離不同的前后兩個(gè)目標(biāo)物的清晰影像信息并將該影像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的位置信息，然后輸出該位置信息至與該影像獲取模組20連接的控制模組。該伺服組件21控制該高景深鏡頭22在三維方向移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦功能。請(qǐng)一并參閱圖2，本實(shí)施例中，該高景深鏡頭22采用ccd(chargecoupleddevice，電耦合器件)光學(xué)鏡頭，該ccd光學(xué)鏡頭的數(shù)目為兩個(gè)以獲得每一待貼合工件上的兩個(gè)部位的圖像，便于對(duì)待貼合工件進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)位，所述兩個(gè)ccd鏡頭分別對(duì)應(yīng)所述兩個(gè)視窗區(qū)13設(shè)置。

該伺服組件21包括一個(gè)x軸移動(dòng)滑臺(tái)211、兩個(gè)y軸移動(dòng)滑臺(tái)212、兩個(gè)z軸焦距伺服滑臺(tái)213。x軸移動(dòng)滑臺(tái)211連接在上腔體14上。兩個(gè)y軸移動(dòng)滑臺(tái)212的一端分別可滑動(dòng)地連接在x軸移動(dòng)滑臺(tái)211上，可沿著x軸移動(dòng)滑臺(tái)211在x軸方向滑動(dòng)。兩個(gè)z軸焦距伺服滑臺(tái)213分別可滑動(dòng)地連接在兩個(gè)y軸移動(dòng)滑臺(tái)212上，可沿著對(duì)應(yīng)的y軸移動(dòng)滑臺(tái)212在y軸方向滑動(dòng)。每一z軸焦距伺服滑臺(tái)213連接一個(gè)ccd鏡頭，每個(gè)ccd鏡頭可沿著對(duì)應(yīng)的z軸焦距伺服滑臺(tái)213在z軸方向滑動(dòng)，以使該ccd鏡頭實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦。在本實(shí)施例中，該控制模組處理該位置信息并輸出相應(yīng)的對(duì)位指令控制該下貼合模組40的動(dòng)作。

請(qǐng)一并參閱圖2和圖5，圖5為該下貼合模組40的示意圖。該下貼合模組40包括下腔體43，為了便于觀察，圖5中省略了該下腔體43。該下貼合模組40還包括互相連接的校正平臺(tái)41及下載臺(tái)42，其中，該下載臺(tái)42安裝于該下腔體43內(nèi)，該校正平臺(tái)41位于該下腔體43下方，并通過若干真空螺紋管44與該下腔體43內(nèi)的下載臺(tái)42連接。該下載臺(tái)42用于放置該第二工件120并與該上載臺(tái)12正對(duì)設(shè)置，該校正平臺(tái)41在該控制模組的對(duì)位指令控制下發(fā)生動(dòng)作，從而移動(dòng)該下載臺(tái)42以對(duì)該下載臺(tái)42的位置進(jìn)行三維調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)該下載臺(tái)42上的第二工件120的位置三維調(diào)節(jié)。在本實(shí)施例中，該校正平臺(tái)41為xxy校正平臺(tái)，包括光學(xué)尺45，該光學(xué)尺45對(duì)該下載臺(tái)42的移動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋，以確保該下載臺(tái)42的每個(gè)移動(dòng)都精確到位。

在本實(shí)施例中，該第一工件110與第二工件120上均設(shè)有兩個(gè)對(duì)位標(biāo)記。具體地，該第一工件110上設(shè)有兩個(gè)第一標(biāo)記111，所述兩個(gè)第一標(biāo)記111位于該第一工件的對(duì)角位置。該第二工件120上對(duì)應(yīng)每一第一標(biāo)記111的位置上設(shè)有一第二標(biāo)記121。請(qǐng)參閱圖6，圖6為本實(shí)施例的第一標(biāo)記111和第二標(biāo)記121的示意圖。每一第一標(biāo)記111與每一第二標(biāo)記121均包括兩個(gè)l型圖案，所述兩個(gè)l型圖案分別分布于矩形的兩個(gè)對(duì)角上。每個(gè)l型圖案包括互相垂直的一橫邊和一縱邊。每一第一標(biāo)記111具有第一標(biāo)準(zhǔn)線112，該第一標(biāo)準(zhǔn)線112為十字交叉的兩條線，其十字交點(diǎn)位于該第一標(biāo)記111的中心o1，且所述兩條線中的一條與所述兩個(gè)l型圖案的橫邊平行，另一條與所述兩個(gè)l型圖案的縱邊平行。同樣地，每一第二標(biāo)記121具有第二標(biāo)準(zhǔn)線122，該第二標(biāo)準(zhǔn)線122為十字交叉的兩條線，其十字交點(diǎn)位于該第二標(biāo)記122的中心o2，且所述兩條線中的一條與所述兩個(gè)l型圖案的橫邊平行，另一條與所述兩個(gè)l型圖案的縱邊平行。第一標(biāo)記111與第二標(biāo)記122使用同一塊光刻板分別刻蝕該第一工件110和該第二工件120制成，從而避免二者設(shè)置位置的偏移。第一工件110和第二工件120對(duì)位時(shí)，第一工件110上的兩個(gè)第一標(biāo)記112與第二工件120上的兩個(gè)第二標(biāo)記122一對(duì)一進(jìn)行對(duì)位。

該貼合設(shè)備100進(jìn)行對(duì)位貼合時(shí)，該下腔體43與該上腔體14閉合成一真空腔，該第一工件110與第二工件120的對(duì)位與貼合在該真空腔中進(jìn)行。該貼合設(shè)備100工作時(shí)，首先，該第一工件110放置于該上載臺(tái)12上，該第二工件120放置于該下載臺(tái)42上，該第一工件110與第二工件120通過本領(lǐng)域習(xí)知的方式分別固定在上載臺(tái)12及該下載臺(tái)42，如真空吸附的方式，且該第一工件110與第二工件120上下相對(duì)放置。然后，該上貼合模組10通過該升降軸11使得該上腔體14沿該升降軸11在z軸方向向該下腔體43移動(dòng)靠近并與該下腔體43閉合成一真空腔；同時(shí)，該上載臺(tái)12也沿該升降軸11在z軸方向向該下載臺(tái)42移動(dòng)靠近，此時(shí)，該影像獲取模組20的兩個(gè)高景深鏡頭22通過所述兩個(gè)視窗區(qū)13分別觀察其中一個(gè)第一標(biāo)記111以及與該第一標(biāo)記111對(duì)應(yīng)的第二標(biāo)記121，并在該伺服組件21的控制下自動(dòng)對(duì)焦同時(shí)獲取二者的影像信息。在本實(shí)施例中，所述兩個(gè)視窗區(qū)13均采用雙面鍍膜的石英玻璃以緩解光線折射而引起影像偏差的狀況，具體地，第一標(biāo)記111與第二標(biāo)記121反射的光線透過對(duì)應(yīng)的視窗區(qū)13時(shí)的折射角均小于等于5度。該影像獲取模組20將該影像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的位置信息輸出至該貼合設(shè)備100的控制模組，該控制模組接收該位置信息后進(jìn)行處理并輸出相應(yīng)的對(duì)位指令控制該下貼合模組40的動(dòng)作。

具體地，請(qǐng)參閱圖7，圖7為控制模組內(nèi)的對(duì)位指令運(yùn)行流程圖。首先，該控制模組發(fā)出拍照及影像處理指令s1，該影像獲取模組20在該指令s1的控制下獲取該第一工件110與第二工件120的清晰影像信息并將該影像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的位置信息，然后輸出該位置信息至該控制模組。接著，該控制模組發(fā)出計(jì)算并確認(rèn)夾角θ指令s2，在該指令s2控制下，該控制模組內(nèi)部根據(jù)該位置信息計(jì)算并確認(rèn)該第二標(biāo)記121與該第一標(biāo)記111在該第二標(biāo)記121所在平面的投影之夾角θ。在本實(shí)施例中，該夾角θ也就是該第一標(biāo)準(zhǔn)線112與該第二標(biāo)準(zhǔn)線122在該第一標(biāo)準(zhǔn)線112所在平面之夾角。如果該夾角θ超出預(yù)設(shè)范圍，即該第二標(biāo)記121與該第一標(biāo)記111在該第二標(biāo)記121所在平面的投影不平行，該控制模組會(huì)發(fā)出夾角θ修正指令s3，此時(shí)該校正平臺(tái)41會(huì)調(diào)整該第二工件120的位置，直至該夾角θ符合預(yù)設(shè)范圍，理想情況下，該夾角θ為0，該第二標(biāo)記121與該第一標(biāo)記111在該第二標(biāo)記121所在平面的投影互相平行；如果該夾角θ符合預(yù)設(shè)范圍，該控制模組會(huì)發(fā)出拍照及影像處理指令s4，該影像獲取模組20在該指令s4的控制下獲取該第一工件110與第二工件120的清晰影像信息并將該影像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的位置信息，然后輸出該位置信息至該控制模組。接著，該控制模組發(fā)出計(jì)算并確認(rèn)距離l指令s5，在該指令s5控制下，該控制模組內(nèi)部根據(jù)該位置信息、計(jì)算并確認(rèn)該第二標(biāo)記121與該第一標(biāo)記111在該第二標(biāo)記121所在平面的投影113之間的距離l。在本實(shí)施例中，該距離l包括該第二標(biāo)記121的兩個(gè)l型圖案的橫邊及縱邊和與之對(duì)應(yīng)的該投影113的兩個(gè)l型圖案的橫邊及縱邊的距離。在其它實(shí)施例中，該距離l也可為該第二標(biāo)記121的中心o2與該第一標(biāo)記111的中心o1在該第二標(biāo)記121所在平面的投影之間的距離。如果該距離l超出預(yù)設(shè)范圍，該控制模組會(huì)發(fā)出距離l修正指令s6，此時(shí)該校正平臺(tái)41會(huì)在平面內(nèi)調(diào)整該第二工件120的位置，直至該距離l符合預(yù)設(shè)范圍，理想情況下，該l為0；如果該距離l符合預(yù)設(shè)范圍，該控制模組發(fā)出結(jié)束指令s7，該第一工件與第二工件對(duì)位完成。

請(qǐng)參閱圖8，圖8為其中一個(gè)第一標(biāo)記與對(duì)應(yīng)的第二標(biāo)記完成對(duì)位時(shí)的示意圖。該第二標(biāo)記121與該第一標(biāo)記111該第二標(biāo)記121所在平面的投影113之間的距離l滿足該控制模組的預(yù)設(shè)范圍，表示該第一工件110與第二工件120的對(duì)位完成。具體地，該第二標(biāo)記121的兩個(gè)l型圖案的橫邊及縱邊和與之對(duì)應(yīng)的該投影113的兩個(gè)l型圖案的橫邊及縱邊的距離l1、l2、l3、l4均滿足控制模組的預(yù)設(shè)范圍。在本實(shí)施例中，該l1、l2、l3、l4均小于5μm。

對(duì)位工作完成后，通過該上貼合模組10上的恒壓出力模組對(duì)該第一工件110施加壓力使其與該第二工件120進(jìn)行貼合。該恒壓出力模組可以根據(jù)該第一工件110的厚度而調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)壓力，當(dāng)該第一工件110的厚度高于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，該恒壓出力模組降低該標(biāo)準(zhǔn)壓力以防止該第一工件110因壓力過大而碎裂；當(dāng)該第一工件110的厚度低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，該恒壓出力模組增大該標(biāo)準(zhǔn)壓力以防止壓力過小而貼合不緊密。

上述貼合設(shè)備100可以實(shí)現(xiàn)對(duì)位及貼合均在真空腔體中進(jìn)行，可確保貼合精度，而且在真空腔體中僅需要兩個(gè)高景深鏡頭22即可滿足對(duì)位需求，成本較低。另外，對(duì)位及貼合時(shí)高景深鏡頭22位于真空墻體之外，可避免高景深鏡頭22在真空腔體內(nèi)作業(yè)時(shí)發(fā)生爆裂。同時(shí)，高景深鏡頭22透過雙面鍍膜的石英玻璃取像，該石英玻璃的正反兩表面面均鍍覆有光學(xué)膜，該光學(xué)膜用于減小光線穿過該石英玻璃時(shí)的折射角度并增加灰階的辨識(shí)度，因此可以緩解光線穿過時(shí)因折射而引起影像的位置及清晰度偏差的狀況。

以上已描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更與修改。倘若這些變更與修改屬于本發(fā)明權(quán)利要求極其等同技術(shù)范圍，則本發(fā)明也意圖包含這些變更與修改。