CN110295356B - 一种基板垫块、基板传送设备和成膜系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基板垫块、基板传送设备和成膜系统，涉及基板传送技术领域，以增大基板与基板垫块之间的摩擦力，从而降低基板传送过程中发生滑片、碎片等问题的机率。所述基板垫块包括：垫块本体以及设在垫块本体顶面的基板接触结构，所述基板接触结构具有远离垫块本体顶面的基板接触面；所述基板接触面为基板接触斜面。所述基板传送设备包括上述技术方案所提的基板垫块。本发明提供的基板垫块用于基板传送中。

Description

一种基板垫块、基板传送设备和成膜系统
技术领域
本发明涉及基板传送技术领域，尤其涉及一种基板垫块、基板传送设备和成膜系统。
背景技术
蒸镀工艺是一种在真空条件下加热蒸镀材料，使得蒸镀材料升华成原子、分子或原子团组成的蒸汽，然后将蒸汽凝结在基板表面成膜的方法，因此，蒸镀工艺又称真空蒸镀或真空镀膜。
在蒸镀准备过程或蒸镀结束后，需要利用基板传送机构对基板进行传送，现有基板传送机构中用于承载基板的构件上设有与基板接触的基板垫块。为了避免基板垫块对基板蒸镀面的损伤，基板垫块与基板边缘区域接触。但是，由于在重力作用下基板始终存在一定的下垂量，使得基板与基板垫块的接触面的有效接触面逐渐减小，导致基板与基板垫块的接触面的摩擦力不足，因此，利用基板传送机构传送基板的过程中很容易发生滑片，碎片等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基板垫块、基板传送设备和成膜系统，以增大基板与基板垫块之间的摩擦力，从而降低基板传送过程中发生滑片、碎片等问题的机率。
为了实现上述目的，本发明提供一种基板垫块。该基板垫块包括：垫块本体以及设在垫块本体顶面的基板接触结构，所述基板接触结构具有远离垫块本体顶面的基板接触面；所述基板接触面为基板接触斜面。
与现有技术相比，本发明提供的基板垫块中，垫块本体顶面的基板接触结构，而基板接触结构远离垫块本体顶面的基板接触面为基板接触斜面，使得在基板因为重力作用下垂时，基板与基板接触面的摩擦力比较大，因此，在传送基板的过程中不容易出现滑片、碎片等问题。而且，由于本发明提供的基板垫块在基板因为重力作用下垂时与基板的摩擦力更大，也能够方便基板与基板垫块对位，缩短了基板对位时间。
本发明提供了一种基板传送设备。该基板传送设备包括上述基板垫块。
与现有技术相比，本发明提供的基板传送设备的有益效果与上述基板垫块的有益效果相同，在此不做赘述。
本发明还提供了一种成膜系统。该成膜系统包括上述基板传送设备。
与现有技术相比，本发明提供的成膜系统的有益效果与上述基板垫块的有益效果相同，在此不做赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中基板传送装置的结构示意图；
图2为图1中基板垫块的第一种结构的俯视图；
图3为图1中基板垫块的第一种结构的侧视图；
图4为基板在重力的作用下在椭圆平面的受力分解图；
图5为图1中基板垫块的第二种结构的俯视图；
图6为图1中基板垫块的第二种结构的侧视图；
图7为本发明实施例提供的基板垫块的结构示意图一；
图8为本发明实施例提供的基板垫块的结构示意图二；
图9为本发明实施例提供的基板垫块的结构示意图三；
图10为基板在重力的作用下在基板接触斜面的受力分解图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，液晶显示器、有机电致发光显示器等显示设备制造过程中，经常需要采用各种成膜工艺在基板上形成各种功能膜层。例如：液晶显示器所含有的阵列基板和彩膜基板内的很多膜层均采用成膜工艺制作。又例如：有机电致发光显示器所含有的像素补偿电路和发光器件内的很多膜层采用成膜工艺制作。应理解，此处的成膜工艺可以为真空蒸镀工艺、也可以是其他在真空环境的成膜工艺，如磁控溅射工艺等。
现有技术中，在成膜准备过程中需要利用基板传送装置将基板从其他位置传送至基板载台；在成膜结束后需要利用基板传送装置将基板从基板载台转移到其他位置。图1示出了一种基板传送装置的结构示意图。如图1所述，该基板传送装置包括基板承载架1、基板垫块2，以及用于转移基板3的机械手。基板垫块2设在基板承载架1上。由于基板3直接设在基板承载架1时，基板3在重力作用下下垂，导致基板承载架1磨损基板，因此，基板垫块2设在基板承载架1上，可有效缓解基板承载架1磨损基板3问题。为了避免在基板3传送过程中损伤基板3的成膜面，基板垫块2应当与基板3不参与成膜的区域接触。应理解，基板3不参与成膜的区域一般位于基板3的边缘。
如图1所示，当成膜准备过程中需要利用基板传送装置将基板从其他位置传送至基板载台时，利用机械手将基板3从其他位置转移至基板承载架1，使得基板承载架1上所设置的基板垫块2支撑基板3，然后利用机械手将基板承载架1转移到基板载台，最后利用机械手将基板3转移至基板载台上，从而完成基板3传送。至于在成膜结束后需要利用基板传送装置将基板从基板载台转移到其他位置时，基板传送装置的传送过程，可参考成膜准备过程中需要利用基板传送装置将基板3从其他位置传送至基板载台时，基板的传送过程，此处不再详述。
图2示出了现有基板垫块的第一种结构的俯视图。图3示出了现有基板垫块的第一种结构侧视图。参考图2和图3，第一种基板垫块为设在基板承载架1上的椭圆垫块201。椭圆垫块201具有图4所示的椭圆平面HP1。图4示出了基板3在重力的作用下在椭圆平面HP1的受力分解图。基板3在重力作用下以其几何中心为下垂点下垂，使得基板3边缘受到斜向下的牵引力F。定义牵引力F与椭圆平面HP1所形成的夹角为θ。牵引力F在椭圆平面HP1的分力定义为水平分力Fx1＝Fcosθ，牵引力F在垂直椭圆平面HP1的分力定义为垂直分力Fy1＝Fsinθ。通过受力分析可知，基板3施加在椭圆平面HP1的压力为Fy1，因此，基板3在重力的作用与椭圆平面HP1的摩擦力f1＝μFsinθ，μ为动摩擦系数。
由上可知，如图1和图4所示，当基板3在重力作用下以其几何中心为下垂点发生下垂时，基板3在重力的作用与椭圆平面HP1的摩擦力等于牵引力F在垂直椭圆平面HP1，这使得基板垫块2与基板3之间的摩擦力比较小，导致基板3的几何中心在重力作用下下垂时，基板3接触基板垫块2的区域容易翘起。同时，基板垫块2与基板3之间的摩擦力比较小，使得基板3在重力作用下垂时，基板垫块2与椭圆平面HP1的有效接触面逐渐减少，导致基板3在传送过程中很容易发生滑片、甚至造成碎片问题。同时，基板垫块2与基板3之间的摩擦力比较小，导致基板3与基板垫块2偏移，导致基板3与基板垫块2的对位时间比较长，对生产造成极大影响。
针对上述问题，如图7所示，本发明实施例提供了一种基板垫块2。该基板垫块2可以应用于任何需要支撑的基板上。基板可以为聚酰亚胺、橡胶等弹性材料所形成的弹性基板，也可以为玻璃基板等硬质基板。如图7所示，该基板垫块2包括：垫块本体20以及设在垫块本体20顶面的基板接触结构21。该基板接触结构21具有远离垫块本体20顶面的基板接触面。基板接触面为基板接触斜面SP。图10示出了基板在重力作用下在基板接触斜面SP的受力分解图。定义牵引力F与水平面HP2(也可以认为是椭圆平面HP1)所形成的夹角为θ。定义牵引力F与基板接触斜面SP所形成的夹角为α。牵引力F在基板接触斜面SP的分力定义为水平分力Fx2＝Fcosα，牵引力F在垂直基板接触斜面SP的分力定义为垂直分力Fy2＝Fsinα。通过受力分析可知，基板3施加在基板接触斜面SP的压力为Fy2，因此，基板3在重力的作用与基板接触斜面SP的摩擦力f2＝μFsinα，μ为动摩擦系数。对于斜向下的牵引力F来说，如果牵引力的方向和大小保持不变，该牵引力的方向与基板接触斜面SP所形成的夹角α小于图4所示的牵引力的方向与椭圆平面HP1所形成的夹角θ，因此，基板3施加在基板接触斜面SP的压力大于基板3施加在椭圆平面HP1的压力，而由于摩擦力公式可知，在动摩擦系数保持不变的情况下，摩擦力的大小由压力决定，因此，相对于基板3与椭圆平面HP1的摩擦力，本发明实施例中的基板接触斜面SP与基板3的摩擦力较大。
由上可见，如图1、图4、图7和图10在基板3受到同一方向，同一大小的斜向下作用力时，在同一受力时间长度，相对基板3与椭圆平面HP1的有效接触面积，本发明实施例中基板接触斜面SP与基板3的有效接触面积较大，因此，在传送基板3的过程中不容易出现滑片、碎片等问题，有效提高基板3传送过程的稳定性。而且，由于本发明实施例提供的基板垫块2在基板3因为重力作用下垂时与基板3的摩擦力更大，也能够方便基板3与基板垫块2对位，缩短了基板3对位时间。也就是说，本发明实施例提供的基板垫块2在连续快速生产过程中，就有降低基板3滑移量的作用，对提升产能，降低损失具有巨大应用价值。
应理解，如图1和图7所示，本发明实施例提供的基板垫块2为弹性基板垫块，其采用橡胶等弹性材料制作而成，以避免对基板3的磨损，且在高真空等极端条件下不产生放气，从而保证高真空等极端环境的稳定性。同时，如果基板垫块2采用橡胶等弹性材料制作而成，当基板3在重力作用下下垂时，基板接触斜面SP在基板3的压力下会发生变形，使得基板接触斜面SP更好的适应基板3下垂所产生的变形，使得基板接触斜面SP与基板3的有效接触面积更高，摩擦力更大，从而进一步降低滑片、碎片的风险。
在一些实施例中，如图10所示，上述垫块顶面定义为平面结构。垫块的顶面所在面(与图4所示椭圆平面HP1平行)与基板接触斜面SP所在面的夹角α为5°～35°，至于具体夹角选择，则根据实际情况设定。
图5示出了现有基板垫块的第二种结构的俯视图。图6示出了现有基板垫块的第二种结构侧视图。参考图5和图6，现有基板垫块2为成对设置在基板承载架1上的条状垫块202。但是条状垫块202与图1所示的基板3的有效接触面积比较少，导致基板3与条状垫块202的摩擦力小。为了进一步提高本发明实施例提供的基板垫块2与基板3的摩擦力，可通过设计本发明实施例中的基板接触斜面SP的形状，使得基板接触斜面SP具有较大的面积，从而保证基板3与基板接触斜面SP具有较大的接触面积，从而增加基板3与基板接触斜面SP的摩擦力。
例如：如图7和图8所示，上述基板接触斜面SP具有第一延伸方向W和第二延伸方向L。基板接触斜面SP沿着第一延伸方向W与垫块本体20顶面的距离逐渐变化。基板接触斜面SP沿着第二延伸方向L与垫块本体20顶面的距离保持恒定。由于垫块本体20顶面为平面结构，因此，基板接触斜面SP所具有的第一延伸方向W是指图7所示的方向，基板接触斜面SP所具有的第二延伸方向L是指图7所示的方向。为了避免基板垫块2磨损基板3的蒸镀面，基板接触斜面SP在第一延伸方向W的长度应当小于基板接触斜面SP在第二延伸方向L的长度。例如：若基板接触斜面SP为矩形基板接触斜面SP时，矩形基板接触斜面的宽度方向为基板接触斜面具有第一延伸方向W，矩形基板接触斜面的长度方向为基板接触斜面具有的第二延伸方向L。
在一些实施例中，如图8和图9所示，当上述实施例提供的基板垫块2还包括用于支撑垫块本体20的垫块支撑结构22。该垫块支撑结构22设在垫块本体20的底面。并且垫块支撑结构22和基板接触结构21沿着同一方向伸出垫块本体20，使得垫块支撑结构22伸出垫块本体20的区域、基板接触结构21伸出垫块本体20的区域之间具有塌陷空隙200。
如图1、图8和图9所示，当基板3在重力作用下其几何中心下垂时，塌陷空隙200可以提供给基板3一定的形变空间，使得基板3不会因为基板垫块2的硬度过高而发生磨损。同时，由于塌陷空隙200的存在，使得基板垫块2支撑不同重量的基板3时，塌陷空隙200可以为不同质量的基板3提供塌陷空间，因此，本发明实施例提供的基板垫块2可适应不同质量的基板3，并对这些基板3均具有较大的摩擦力。
在一些实施例中，如图8和图9所示，上述垫块支撑结构22具有靠近垫块本体20底面的辅助接触面FM。该辅助接触面FM的部分区域与垫块本体20底面固定在一起，以利用辅助接触面FM与垫块本体20固定在一起。应理解，垫块本体20的底面和垫块本体20的顶面应当平行的平面。当辅助接触面FM为平面时，垫块本体20的底面与辅助接触面FM的接触方式为面面接触。
在一些可选方式中，如图1、图8和图9所示，上述基板接触斜面SP沿着基板接触结构21的伸出方向与辅助接触面FM之间的距离逐渐减小，上述基板接触结构21在辅助接触面FM的正投影位于辅助接触面FM内，使得垫块支撑结构22伸出的一部分不会被基板接触结构21所覆盖，将这部分区域定义为辅助支撑区域。当基板3在下垂量比较大的时候，可利用辅助接触面FM位于辅助支撑区域的部分对基板3进行辅助支撑，从而使得辅助接触面FM具有弥补因为基板3下垂与基板接触斜面SP偏移所产生的有效接触面积损失的问题，保证基板3与基板垫块2的有效接触面积尽可能大，进而提高基板垫块2对基板3的摩擦力，使得基板3传送安全。
具体的，如图1以及图8～图10所示，基板3在重力作用下下垂时，基板3边缘部分会受到一定的斜向下的拉力，相应的辅助接触面FM位于辅助支撑区域的部分也会对基板3边缘部分施加一定的反作用力，这样就能够避免基板3边缘相对基板接触斜面SP翘起。
在一些可选方式中，如图8和图9所示，上述垫块支撑结构22包括支撑板221和至少一个安装支脚222。安装支脚222根据实际支撑板221的尺寸设计。辅助接触面FM位于支撑板221靠近垫块本体20的底面，至少一个安装支脚222设在支撑板221远离垫块本体20底面的表面，以利用安装支脚222将上述基板垫块2安装于图1所示的基板承载架1上。
示例性，如图1、图8和图9所示，上述至少一个安装支脚222在辅助接触面FM所在面的正投影与垫块本体20在辅助接触面FM的正投影相互独立，使得至少一个安装支脚222可安装在垫块支撑结构22伸出垫块本体20的位置。当基板3在重力作用下下垂时，基板3会对垫块支撑结构22伸出垫块本体20的位置施加一定的作用力。而由于至少一个安装支脚222可安装在垫块支撑结构22伸出垫块本体20的位置，因此，基板3对垫块支撑结构22伸出垫块本体20的位置施加一定的作用力时，至少一个安装支脚222可保证基板垫块2具有良好的稳固性。
如图1、图2～图10所示，本发明实施例还提供了一种基板传送设备。该基板传送设备可传送各种基板3。该基板传送设备包括至少一个上述实施例所描述的基板垫块2，当然也包括基板承载架1。基板垫块2设在该基板承载架1上。至于基板承载架1的形状，则根据实际情况设计即可，此处不做详述。
与现有技术相比，本发明实施例提供的基板传送设备的有益效果与上述实施例所描述的基板垫块的有益效果相同，在此不做赘述。
在一些实施例中，如图8和图9所示，上述至少一个基板垫块2可拆卸的设置在基板承载架1上。例如：在上述垫块支撑结构22包括支撑板221和至少一个安装支脚222时，每个安装支脚222上具有弹性限位套。基板承载架1上开设有安装孔，该安装孔的孔径应当小于弹性限位套但大于或等于安装支脚222的径向长度(如安装支脚222为柱体，则安装支脚222的径向长度即为柱体的直径)。由于安装孔的孔径应当小于弹性限位套，且弹性限位套套设在安装支脚222上，使得安装支脚222可挤进安装孔内，并被弹性限位套限位在安装孔内无法脱出，这样就能够将安装基板垫块2安装在如图8和图9所示的基板承载架1上。
应理解，上述实施例所描述的基板传送设备可应用于任何需要基板传送的领域，如蒸镀工艺等，但不仅限于此。
本发明实施例还提供了一种成膜系统，该成膜系统包括上述实施例描述的基板传送设备。该成膜系统可以为真空蒸镀系统、磁控溅射系统等。真空蒸镀系统可以为化学气相沉积系统等。
与现有技术相比，本发明实施例提供的成膜系统的有益效果与上述实施例所描述的基板垫块的有益效果相同，在此不做赘述。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种基板垫块，其特征在于，包括：垫块本体以及设在垫块本体顶面的基板接触结构，所述基板接触结构具有远离垫块本体顶面的基板接触面；所述基板接触面为基板接触斜面；
所述基板垫块为弹性基板垫块；所述基板垫块还包括用于支撑所述垫块本体的垫块支撑结构，所述垫块支撑结构设在垫块本体的底面，所述垫块支撑结构和所述基板接触结构沿着同一方向伸出所述垫块本体，所述垫块支撑结构伸出垫块本体的区域、所述基板接触结构伸出垫块本体的区域之间具有塌陷空隙。
2.根据权利要求1所述的基板垫块，其特征在于，所述垫块支撑结构具有靠近垫块本体底面的辅助接触面，所述辅助接触面的部分区域与所述垫块本体底面固定在一起。
3.根据权利要求2所述的基板垫块，其特征在于，所述基板接触斜面沿着所述基板接触结构的伸出方向与所述辅助接触面之间的距离逐渐减小，所述基板接触结构在辅助接触面的正投影位于所述辅助接触面内。
4.根据权利要求2所述的基板垫块，其特征在于，所述垫块支撑结构包括支撑板和至少一个安装支脚，所述辅助接触面位于所述支撑板靠近垫块本体的底面，所述至少一个安装支脚设在所述支撑板远离垫块本体底面的表面。
5.根据权利要求4所述的基板垫块，其特征在于，所述至少一个安装支脚在所述辅助接触面所在面的正投影与所述垫块本体在所述辅助接触面的正投影相互独立。
6.根据权利要求1～5任一项所述的基板垫块，其特征在于，所述垫块的顶面所在面与所述基板接触斜面所在面的夹角为5°～35°。
7.根据权利要求1～5任一项所述的基板垫块，其特征在于，所述基板接触斜面具有第一延伸方向和第二延伸方向，所述基板接触斜面在第一延伸方向的长度小于所述基板接触斜面在第二延伸方向的长度，所述基板接触斜面沿着所述第一延伸方向与垫块本体顶面的距离逐渐变化，所述基板接触斜面沿着所述第二延伸方向与垫块本体顶面的距离保持恒定。
8.一种基板传送设备，其特征在于，包括至少一个权利要求1～7任一项所述基板垫块。
9.一种成膜系统，其特征在于，包括权利要求8所述的基板传送设备。
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