押元结构和基板承载装置的制作方法

本发明涉及显示产品的制作领域，具体涉及一种押元结构和基板承载装置。

背景技术：

在显示产品的制作过程中，通常采用采用磁控溅射的方式在基板上镀膜。在磁控溅射的过程中，基板固定在基板承载装置上，靶材与所述基板相对设置。其中，所述基板承载装置包括押元结构、托盘、支撑柱，支撑柱穿过托盘以支撑基板，押元结构环绕基板设置，以对基板进行夹持固定。押元结构对基板的施力直接影响着基板的平整度，从而影响了镀膜的均一性，影响产品品质。

另外，对于尺寸较大的基板，溅射的靶材一般采用多条相对独立靶材拼接的方式设计，靶材之间存在间隙。在溅射成膜时，基板上与靶材相对的位置形成的膜层较厚，而与靶材之间的间隙相对的位置形成的膜层较薄，从而也会影响镀膜的均一性。

因此，如何提高溅射镀膜的均一性成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种押元结构和基板承载装置，以提高成膜的均一性。

为了解决上述技术问题之一，本发明提供一种押元结构，用于夹持基板，所述基板包括相对设置的上表面和下表面以及连接在所述上表面和所述下表面之间的侧面，所述押元结构包括多个夹持部，多个所述夹持部用于环绕被夹持的基板设置并与该被夹持的基板的侧面相对，所述押元结构还包括第一驱动模块，该第一驱动模块用于驱动每个所述夹持部朝向或远离所述被夹持的基板移动。

优选地，所述夹持部用于朝向所述被夹持的基板的一侧设置有第一压力检测层，该第一压力检测层用于检测所述夹持部与所述被夹持的基板之间的压力；

所述第一驱动模块用于根据所述第一压力检测层检测到的压力驱动所述夹持部朝向或远离所述被夹持的基板移动，以使每个所述第一压力检测层检测到的压力均处于相应的预定压力范围内。

优选地，所述押元结构还包括弯曲度检测器件，所述弯曲度检测器件用于检测所述被夹持的基板的弯曲度；

所述第一驱动模块还用于根据所述弯曲度检测器件检测到的弯曲度驱动所述夹持部移动，直至所述弯曲度检测器件检测到的弯曲度处于预定弯曲度范围内。

优选地，所述押元结构还包括支架，该支架设置在所述夹持部下方，

所述第一驱动模块包括第一控制器和与所述夹持部一一对应的第一磁性组件，所述第一磁性组件包括磁极相对设置的第一磁体和第二磁体，其中，

所述第一磁体固定设置在所述支架上；所述第二磁体位于所述夹持部下方，且所述第二磁体与所述夹持部保持相对固定并能够与所述支架发生相对移动；所述第一磁体和所述第二磁体中至少一者的磁性大小可调，所述第一控制器用于调节所述第一磁体和所述第二磁体中磁性可调的一者或两者的磁性大小。

优选地，所述押元结构还包括与所述夹持部一一对应相连的支撑部，所述支撑部包括用于与所述被夹持的基板的下表面接触的支撑面，所述支撑面上设置有第二压力检测层，所述第二压力检测层用于检测所述支撑部与所述被夹持的基板之间的压力；

所述押元结构还包括第二驱动模块，该第二驱动模块用于根据所述第二压力检测层检测到的压力驱动所述支撑部沿所述被夹持的基板的厚度方向移动，直至任意两个所述第二压力检测层检测到的压力之差均不大于预定压力差。

优选地，所述第二驱动模块包括第二控制器和与所述支撑部一一对应的第二磁性组件，所述第二磁性组件包括磁极相对设置的第三磁体和第四磁体，其中，

所述第三磁体固定设置在所述支架上；所述第四磁体位于所述支撑部下方，且所述第四磁体与所述支撑部保持相对固定并能够与所述支架发生相对移动；所述第三磁体和所述第四磁体中至少一者的磁性大小可调，所述第二控制器用于调节所述第三磁体和所述第四磁体中磁性可调的一者或两者的磁性大小。

优选地，所述支架包括直立部和水平部，所述直立部与所述水平部呈十字形交叉设置，所述直立部的顶端和底端均设置有所述第一磁体，所述水平部的靠近和远离所述被夹持基板所在区域的两端均设置有所述第三磁体。

优选地，所述第一压力检测层和所述第二压力检测层的材料均包括碳纳米管导电橡胶。

优选地，所述第一压力检测层与所述夹持部之间还设置有第一电致伸缩层，所述第一驱动模块还用于在控制所述夹持部移动的同时，控制所述第一电致伸缩层沿所述夹持部的移动方向伸缩；

所述第二压力检测层与所述支撑部之间还设置有第二电致伸缩层，所述第二驱动模块还用于在控制所述支撑部升降的同时，控制所述第二电致伸缩部沿所述支撑部的移动方向伸缩。

相应地，本发明还提供一种基板承载装置，包括托盘和多个支撑柱，所述托盘包括基板承载区，所述支撑柱位于所述基板承载区并穿过所述托盘；所述基板承载装置还包括本发明提供的上述押元结构，所述押元结构的多个夹持部环绕所述基板承载区设置。

在本发明中，由于第一驱动模块可以驱动夹持部移动，因此，在溅射过程中，通过将夹持部朝向或远离被夹持的基板移动，可以调节押元结构对基板的夹持力，从而调节被夹持的基板的平整度。在实际应用中，可以将夹持部对基板的压力调节至合适的范围，使得押元结构既能够稳定地夹持基板，又可以提高基板的平整度，进而提高成膜的均一性。另外，在溅射过程中，通过驱动夹持部移动来驱动基板移动，以使得基板上原本对应于靶材之间间隙的部分可以移动至与靶材相对，从而也可以提高成膜的均一性。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例中夹持有基板的押元结构的俯视图；

图2是图1沿aa线的剖视图；

图3是溅射过程中利用押元结构调节基板平整性的方法流程图；

图4是本发明实施例中承载有基板的基板承载结构的剖视图；

图5是基板承载结构中的托盘、基座和支撑柱的俯视图。

其中，附图标记为：

10、夹持部；11、支撑部；121、第一压力检测层；122、第二压力检测层；131、第一电致伸缩层；132、第二电致伸缩层；14、支架；141、基础部；142、直立部；143、水平部；15、绝缘间隔部；161-162、磁体安装部；171、第一磁体；172、第二磁体；173、第三磁体；174、第四磁体；18、红外传感器；20、基板；30、托盘；40、支撑柱；50、基座。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的一方面，提供一种押元结构，用于夹持基板，所述基板包括相对设置的上表面和下表面以及连接在所述上表面和所述下表面之间的侧面。图1为夹持有基板的押元结构的俯视图；图2为图1沿aa线的剖视图，结合如图1和图2所示，所述押元结构包括多个夹持部10和第一驱动模块，多个夹持部10用于环绕被夹持的基板20设置并与该被夹持的基板20的侧面相对。第一驱动模块用于驱动每个夹持部10朝向或远离被夹持的基板20移动。

所述押元结构尤其适用于磁控溅射设备中。由于第一驱动模块可以驱动夹持部10移动，因此，在溅射过程中，通过将夹持部10朝向或远离被夹持的基板20移动，可以调节押元结构对基板20的夹持力，从而调节被夹持的基板20的平整度。在实际应用中，可以将夹持部10对基板20的压力调节至合适的范围，使得押元结构既能够稳定地夹持基板20，又可以提高基板20的平整度，进而提高成膜的均一性。另外，在溅射过程中，通过驱动基板20一侧的夹持部10靠近基板20移动，对侧的夹持部10远离基板20移动，从而来驱动基板20移动，以使得基板20上原本对应于靶材之间间隙的部分可以有机会与靶材相对，从而也可以提高成膜的均一性。

其中，夹持部10可以采用al2o3/al复合材料，al2o3作为陶瓷增强相，al为金属基体。其中，al为非铁磁性材料，不会对磁控溅射的磁场造成影响。而由于金属陶瓷复合材料是由延性的金属相和脆性的陶瓷相组成的一种典型的粒子增强材料，除了具有耐高温，高强度，高硬度，耐磨性好等特征外，还具有很好的韧性，因此，可以延长夹持部10的使用寿命。

进一步地，如图1和图2所示，夹持部10用于朝向被夹持的基板20的一侧设置有第一压力检测层121，该第一压力检测层121用于检测夹持部10与被夹持的基板20之间的压力。所述第一驱动模块用于根据第一压力检测层121检测到的压力驱动夹持部10朝向或远离被夹持的基板20移动，以使每个第一压力检测层121检测到的压力均处于相应的预定压力范围内。

其中，所述预定压力范围可以提前根据被夹持的基板20弯曲度较小时，第一压力检测层121检测到的压力进行设置。由于基板20的平整度与基板20受到的夹持力有很大关系，因此，在溅射时，通过驱动夹持部10移动，使得夹持部10与被夹持的基板20之间的压力在预定压力范围内，从而可以使得被夹持的基板20处于较为平整的状态。

需要说明的是，磁控溅射可以分为两种方式：第一种是在基板水平的状态下进行溅射(本发明中称之为水平溅射)；第二种是在基板竖直的情况下进行溅射(本发明中称之为竖直溅射)。当采用第一种水平溅射的方式时，若被夹持的基板20较为平整，那么每个夹持部10与被夹持的基板20之间的压力是一致的，即，在预先设置预定压力范围时，每个夹持部10均对应同一个预定压力范围。当采用第二种竖直溅射的方式时，整个押元结构与基板20一起翻转90°，若被夹持的基板20较为平整的状态，那么位于基板20同一侧的夹持部10与基板20之间的压力一致，任意相邻两侧的夹持部10与被夹持的基板20之间的压力并不一定相同，因此，在预先设置预定压力范围时，所有夹持部10对应的预定压力范围并不完全一致。

进一步地，所述押元结构还包括弯曲度检测器件，弯曲度检测器件用于检测被夹持的基板20的弯曲度。所述第一驱动模块还用于根据弯曲度检测器件检测到的弯曲度驱动夹持部10移动，直至弯曲度检测器件检测到的弯曲度处于预定弯曲度范围内。

在实际应用中，有可能会出现即使每个第一压力检测层121检测到的压力均达到了相应地预定压力范围，但被夹持的基板20仍存在一定的不平整问题，而通过弯曲度的检测，能够进一步保证基板20的平整性。

所述弯曲度为基板20弯曲的程度，其与基板20上向一侧凸出或凹陷的高度相关。所述弯曲度检测器件可以包括多个红外传感器18，红外传感器18的发射端和接收端相对设置在被夹持的基板20的两侧，通过红外信号的发射和接收来判断基板20是否有凸起或凹陷的高度是否在一定范围内，从而判断基板20的弯曲度是否在预定弯曲度范围内。

进一步地，如图1和图2所示，所述押元结构还包括支架14，该支架14设置在所述夹持部10下方。支架14在水平面上的投影可以为框形。

所述第一驱动模块包括第一控制器(未示出)和与夹持部10一一对应的第一磁性组件，所述第一磁性组件包括磁极相对设置的第一磁体171和第二磁体172。其中，第一磁体171固定设置在支架14上；第二磁体172位于夹持部10下方，且第二磁体172与夹持部10保持相对固定并能够与支架14发生相对移动；第一磁体171和第二磁体172中至少一者的磁性大小可调，所述第一控制器用于调节第一磁体171和第二磁体172中磁性可调的一者或两者的磁性大小，从而调节第一磁体171与第二磁体172之间的相互作用力(当第一磁体171和第二磁体172相对的两端磁性相同时，所述相互作用力为排斥力；当第一磁体171和第二磁体172相对的两端磁性相反时，所述相互作用力为吸引力)，进而驱动夹持部10移动。

在驱动夹持部10移动时，通常只需要移动几毫米，而本发明采用磁性驱动的方式与采用电机驱动的方式相比，更能够实现在小范围内的准确控制，防止损伤基板20。

在本发明中，第一磁体171为永磁体，第二磁体172为电磁体。为了实现第二磁体172与夹持部10保持相对固定，且能够与支架14发生相对移动，如图2所示，在夹持部10与支架14之间设置绝缘间隔部15，夹持部10固定设置在绝缘间隔部15上表面，绝缘间隔部15下表面固定设置有磁体安装部(如图2中的161和162)，第二磁体172设置在磁体安装部161/162上。绝缘间隔部15的设置可以有效避免使用过程中因支架14上吸附金属层而导致的夹持部10与支架14导通。绝缘间隔部15具体可以采用绝缘树脂材料，例如，酚醛树脂或聚四氟乙烯树脂等。

为了便于驱动夹持部10移动，可以在支架14的内侧(即，朝向被夹持的基板20所在区域的一侧)和外侧(即，背离被夹持的基板20所在区域的一侧)均设置第二磁体172，每个第二磁体172均对应一个第一磁体171。对于第一磁体171和第二磁体172相对的两端磁性相同的情况，当支架14内侧的第一磁体171与第二磁体172之间的排斥力大于支架14外侧的第一磁体171与第二磁体172之间的排斥力时，夹持部10朝向被夹持的基板20移动，从而增加二者之间的压力。对于第一磁体171和第二磁体172相对的两端磁性相反的情况，当支架14内侧的第一磁体171与第二磁体172之间的吸引力大于支架14外侧的第一磁体171与第二磁体172之间的吸引力时，夹持部10背离被夹持的基板20移动，从而减小二者之间的压力。当然，也可以如图2中所示，使第一磁体171嵌入支架14中，使得支架14两侧的两个第二磁体172分别与同一个第一磁体171的两端相对。

需要说明的是，本发明中所述“上方”、“下方”是指图2中(即被夹持的基板20处于水平状态时)的上方和下方。

进一步地，所述押元结构还包括与夹持部10一一对应相连的支撑部11，支撑部11包括与被夹持的基板20的下表面接触的支撑面，所述支撑面上设置有第二压力检测层122，第二压力检测层122用于检测支撑部11与被夹持的基板20之间的压力。所述押元结构还包括第二驱动模块，该第二驱动模块用于根据第二压力检测层122检测到的压力驱动支撑部11沿被夹持的基板20的厚度方向移动，直至任意两个第二压力检测层122检测到的压力均不大于预定压力差。

如图2所示，夹持部10和支撑部11构成“l”型结构，且二者可以一体成型。当被夹持的基板20处于水平状态时(即，进行水平溅射的过程中或进行竖直溅射之前)采用水平溅射方式对被夹持的基板20进行磁控溅射时，支撑部11对被夹持的基板20进行支撑。可以理解，当被夹持的基板20处于平整状态时，各个第二压力检测层122检测到的压力基本上是相等的。为了进一步保证被夹持的基板20的平整性，可以将所述预定压力差设置为一个较小的值，并通过第二驱动模块控制支撑部11移动(被夹持的基板20处于水平状态时，支撑部11的移动表现为升降)，使得各个第二压力检测层122检测到的压力基本相等，即压力之差不大于较小的预定压力差，从而进一步保证被夹持的基板20的平整性，并提高对被夹持的基板20支撑的稳定性。同样，被夹持的基板20处于竖直状态的情况下(即进行竖直溅射的过程中)，当各个支撑部11被夹持的基板20之间的压力一致时，也可以进一步提高被夹持的基板20的平整度，保证被夹持的基板20的稳定性。

所述第二驱动模块具体可以包括第二控制器和与支撑部11一一对应的第二磁性组件，所述第二磁性组件包括磁极相对设置的第三磁体173和第四磁体174。其中，第三磁体173固定设置在支架14上；第四磁体174位于支撑部11下方，且第四磁体174与支撑部11保持相对固定并能够与支架14发生相对移动；第三磁体173和第四磁体174中至少一者的磁性大小可调，所述第二控制器用于调节第三磁体173和第四磁体174中磁性可调的一者或两者的磁性大小。其中，第三磁体173可以为永磁体，第四磁体174可以为电磁体。第二驱动模块利用磁力驱动支撑部11移动的原理与所述第一驱动模块的驱动原理类似，这里不再赘述。

如图2所示，支架14沿垂直于该支架14延伸方向的剖面为“土”字形，具体地，支架14包括基础部141、直立部142和水平部143。直立部142固定在基础部141上；直立部142和水平部143呈十字交叉设置。直立部142的顶端和底端均设置有第一磁体171，水平部143的靠近和远离被夹持的基板20所在区域的两端均设置有第三磁体173。

本发明将支架14设置为图2中的形状，并在直立部142的顶、底两端设置第一磁体171，能够在驱动夹持部10移动时，直立部142上下受力分布更均匀，从而保证夹持部10的稳定移动；同样，在水平部143的左右两端均设置第三磁体173，能够在驱动支撑部11移动时，水平部143的左右部分受力更均匀，从而保证支撑部11的稳定移动。

另外，直立部142的内外两侧均设置有两个磁体安装部(如图2中的161和162)，每个磁体安装部161/162上均设置有第二磁体172和第四磁体174。具体地，如图2所示，直立部142的顶端和底端均嵌入第一磁体171，同一个第一磁体171的两个磁极分别与直立部142两侧的两个磁体安装部161和162上的第二磁体172的磁极相对。第三磁体173位于水平部143上侧，每个第三磁体173与其上方的第四磁体174磁极相对。另外，基础部141上也可以设置有第三磁体173，该第三磁体173上方设置有第四磁体174。需要说明的是，各个磁体的数量不限于此，可以根据实际情况适当增减，例如，直立部142顶端的内外两侧和直立部142，底端的内外两侧均设置有第一磁体171，两个第一磁体171分别与直立部142两侧的两个磁体安装部161和162上的第二磁体172相对应；同样，水平部143左端的上下两侧和右端的上下两侧可以均设置有第三磁体173，每个第三磁体173均与一个第四磁体174磁极相对。

更进一步地，如图2所示，第一压力检测层121与夹持部10之间还设置有第一电致伸缩层131，所述第一驱动模块还用于在控制夹持部10移动的同时，控制第一电致伸缩层131沿夹持部10的移动方向伸缩。第二压力检测层122与支撑部11之间还设置有第二电致伸缩层132，所述第二驱动模块还用于在控制支撑部11升降的同时，控制第二电致伸缩层132沿支撑部11的移动方向伸缩。第一驱动模块通过同时驱动夹持部10移动以及控制第一电致伸缩层131的伸缩来调节被夹持的基板20与夹持部10之间的压力；第二驱动模块通过同时驱动支撑部11移动以及第二电致伸缩层132的伸缩来调节被夹持的基板20与支撑部11之间的压力。其中，夹持部10和支撑部11进行移动时，可在毫米级别内移动(可看作粗调节)；而第一电致伸缩层131和第二电致伸缩层132的伸缩则是在更小的微米级别内伸缩(可看作精调节)，这种通过粗调节加精调节的方式可以实现更精确驱动。

在本发明中，第一压力检测层121和第二压力检测层122的材料均包括碳纳米管导电橡胶，从而准确地检测压力，并起到一定的缓冲作用，从而防止被夹持的基板20受到损伤。第一电致伸缩层131和第二电致伸缩层132均可以采用压电陶瓷材料制成。

图3为溅射过程中利用押元结构调节基板20平整性的方法流程图，具体包括以下步骤：

s1、第一压力检测层121和第二压力检测层122分别进行压力检测。

s2、判断各个第一压力检测层121检测到的压力是否处于各自对应的预定压力范围内，若否，则进行步骤s3；若是，则进行步骤s4。

s3、驱动夹持部10朝向或远离被夹持的基板20的方向移动，直至各个第一压力检测层121检测到的压力均处于各自对应的预定压力范围内时，进行步骤s4。

s4、判断任意两个第二压力检测层122检测到的压力是否均不大于预定压力差，若否，则进行步骤s5；若是，则进行步骤s6。

s5、驱动支撑部11沿被夹持基板20的厚度方向移动，直至任意两个第二压力检测层122检测到的压力均不大于预定压力差时，进行步骤s6。

s6、利用弯曲度检测器件检测基板20的弯曲度，当检测到的弯曲度超出预定弯曲度范围时，驱动夹持部10和/或支撑部11移动，直至检测到的弯曲度位于所述预定弯曲度范围。其中，在驱动夹持部10和/或支撑部11移动之前，可以先获取基板20上发生弯曲的具体位置，从而驱动与弯曲位置相对应的夹持部10和/或支撑部11移动。具体地，弯曲度检测器件包括多个红外传感器，当某一个红外传感器的接收端接收不到其发射端发射的信号时，则基板20发生弯曲的位置位于该红外传感器的发射端与接收端之间，此时，驱动靠近该红外传感器发射端和接收端的夹持部10和/或支撑部11移动，直至每个红外传感器的接收端均能够接收到相应发射端发射的信号。

作为本发明的另一方面，提供一种基板承载装置，如图4为承载有基板的基板承载结构的剖视图，图5为托盘、基座和支撑柱的俯视图，如图4和图5所示，基板承载装置包括上述押元结构以及托盘30和多个支撑柱40，支撑柱40的底端固定在托盘下方的基座50上。托盘30包括基板承载区，支撑柱40位于所述基板承载区并穿过托盘30，以支撑基板20，所述押元结构的多个夹持部10环绕所述基板承载区设置，以对基板20进行夹持固定。

由于所述押元结构中的夹持部10可以在第一驱动模块的驱动下移动，从而调节被夹持的基板20的位置，或者调节夹持部10与被夹持的基板20之间的压力，因此，所述基板20承载装置在用于磁控溅射时，可以调节基板20的位置使其各个位置均有机会与靶材相对，并可以通过调节夹持部10与被夹持的基板20之间的压力使被夹持的基板20保持平整，从而可以提高成膜的均一性。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。