拼接设备及拼接方法与流程

本技术涉及纳米压印，尤其涉及一种拼接设备、拼接方法、计算机设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、纳米压印技术(nano-imprint lithography，nil)因可提供快速、大批量的纳米级图案转移，且对特征尺寸、形状和复杂性不太敏感，而成为微纳光学元器件量产的理想方式。纳米压印技术的原理例如为：在热或者紫外照射下，将预先制作有纳米级图案的纳米压印母板压在压印胶上，再通过脱模、刻蚀多余压印胶等工艺，制备形成与纳米压印母板互补的图案。

2、目前，纳米压印用的纳米压印母板通常采用光刻技术等方式，例如电子束曝光(electronbeam lithography，ebl)，制作。这样使得纳米压印母板的尺寸存在限制，例如纳米压印母板的尺寸一般在12寸以下。而12寸以上的纳米压印母板，通常需要通过拼接的方式实现。

3、然而，在拼接技术中，会存在拼缝尺寸较大、纳米级图案的拼接精度较低等问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种拼接设备、拼接方法、计算机设备及计算机可读存储介质，用于减小拼缝尺寸，提高纳米级图案的拼接精度。

2、为达到上述目的，本技术的实施例采用如下技术方案：

3、第一方面，提供了一种拼接设备，该拼接设备例如用于拼接纳米压印用的多个子板。其中，拼接设备包括：承载平台、吸附平台、对准模组和位移控制模组。吸附平台安装在承载平台上。吸附平台具有吸附面。吸附平台被配置为，将多个子板吸附固定在吸附面上。对准模组被配置为，获取多个子板中各子板的位置信息。位移控制模组安装在承载平台上，且该位移控制模组被配置为,在将多个子板中的至少部分子板吸附固定在吸附面上之前，基于多个子板中各子板的位置信息，拼接该多个子板。

4、本技术的一些实施例所提供的拼接设备，通过在承载平台上安装吸附平台、对准模组和位移控制模组，可以利用对准模组和位移控制模组构建动态拼接基准，并控制拼缝大小，也即，对准模组和位移控制模组相互配合，位移控制模组可以基于对准模组实时获取的各子板的位置信息，移动上述多个子板中的部分子板，直至相邻两个子板之间的拼缝尺寸在可控范围内，且多个子板之间沿相同方向延伸的至少两个拼缝齐平，以达成“十字”型拼缝，进而得到由该多个子板拼接而成的母板。这样不仅可以实现对相邻两个子板之间拼缝尺寸的管控、对“十字”型拼缝的精度管控，还可以有效降低母板中的各拼缝尺寸，提高相邻两个子板之间的纳米级图案的拼接精度。而且，上述拼接设备可以消除多个子板的制备过程中的尺寸、形位误差等，对该多个子板的拼接带来的精度损失。

5、进一步地，基于上述动态拼接基准，可以在子板中省去对位标记的设置，提高各子板中纳米级图案的面积占比或有效区域占比，提高母板中的纳米级图案的面积占比。在将母板应用于显示领域的情况下，便于实现全域显示。

6、在第一方面可能的实施方式中，位移控制模组具体被配置为，基于已吸附固定在吸附面上的至少一个子板之后放置在吸附面上的待拼接子板的位置信息，及待拼接子板对应的参考子板的位置信息，拼接待拼接子板与参考子板。参考子板为已吸附固定在吸附面上的至少一个子板中的一个子板。吸附平台具体被配置为，在待拼接子板与参考子板拼接成功之后，将待拼接子板吸附固定在吸附面上。

7、也就是说，上述多个子板逐个拼接固定在吸附平台的吸附面上。并且，每个待拼接子板可以将已被吸附固定在吸附面上的参考子板作为对位基准，来调整拼接子板和参考子板之间的拼接状态，以使得拼接子板和参考子板达到拼接要求。相比于采用其他的对位基准(包括但不限于对位标记)，这样可以消除对位过程中引入的对位误差、对准精度误差等，有效减小拼缝尺寸，保障拼接子板和参考子板之间的纳米级图案的拼接精度。并且，可以有效提高各子板中纳米级图案的面积占比。

8、在第一方面可能的实施方式中，位移控制模组至少包括第一位移控制模组和第二位移控制模组，第一位移控制模组用于在第一方向上移动待拼接子板，第二位移控制模组用于在第二方向上移动待拼接子板。第一方向为待拼接子板和参考子板的排列方向，第二方向与第一方向相交。

9、通过设置第一位移控制模组和第二位移控制模组，可以利用第一位移控制模组和第二位移控制模组独立地移动相对应的待拼接子板，并实现每个待拼接子板在不同方向上的移动，在实现相邻两个子板(也即待拼接子板和参考子板)之间拼缝尺寸管控的同时，可以实现相邻两个子板之间的纳米级图案的对准。

10、在第一方面可能的实施方式中，第一位移控制模组被配置为，基于待拼接子板与参考子板在第一方向上的第一拼接距离，在第一方向上移动待拼接子板，以使得待拼接子板在第一方向上接触参考子板。中，待拼接子板与参考子板在第一方向上的第一拼接距离，是根据待拼接子板的位置信息及参考子板的位置信息确定的。第二位移控制模组被配置为，基于待拼接子板与参考子板在第二方向上的第二拼接距离，在第二方向上移动待拼接子板，以使得待拼接子板与参考子板在第二方向上满足边缘共线的约束条件。待拼接子板与参考子板在第二方向上的第二拼接距离，是根据待拼接子板的位置信息以及参考子板的位置信息确定的。

11、上述第一位移控制模组和第二位移控制模组，可以均与对准模组相互配合，基于对准模组获取的待拼接子板和参考子板的位置信息，直接使得待拼接子板移动第一拼接距离和第二拼接距离，实现待拼接子板和参考子板的拼接。这样有利于提高待拼接子板和参考子板的拼接精度及拼接效率。

12、在第一方面可能的实施方式中，位移控制模组包括：控制主体和滚轮组件。滚轮组件与控制主体滑动连接，滚轮组件可以相对控制主体向吸附平台滑动。其中，滚轮组件包括间隔设置的多个滚轮，多个滚轮的排列方向与滚轮组件的滑动方向相交，多个滚轮均具有滚动自由度。

13、这样，一方面可以通过控制主体实现对滚轮组件的微小距离的滑动的准确控制，进而实现对待拼接子板的微小距离(例如微米级或亚微米级)的移动的准确控制。另一方面，在第二位移控制模组沿第二方向移动待拼接子板的过程中，可以使得第一位移控制模组的滚轮随着待拼接子板的移动而转动，避免待拼接子板和第一位移控制模组之间产生干摩擦，影响待拼接子板在第二方向上的移动。

14、在第一方面可能的实施方式中，滚轮的外圆面上包覆有弹性材料。这样，一方面，可以在滚轮和子板之间形成缓冲，避免损伤子板；另一方面，可以对子板中用于与滚轮相接触的侧边的直线度形成自适应，该侧边又可以称为切割板边；再一方面，可以降低初始边缘平行度的要求。

15、在第一方面可能的实施方式中，对准模组还被配置为，获取弹性材料的形变量。位移控制模组包括第一位移控制模组；第一位移控制模组还被配置为，在形变量达到阈值的情况下，停止移动待拼接子板。

16、这样可以避免待拼接子板和参考子板之间形成较大的挤压，损伤待拼接子板和参考子板，在实现待拼接子板和参考子板之间紧密接触的基础上，提高待拼接子板和参考子板的结构稳定性。

17、在第一方面可能的实施方式中，拼接设备还包括：环形框和多个支撑件。环形框环设在吸附平台周围。多个支撑件连接在承载平台和环形框之间。其中，位移控制模组与环形框相连接，且位于环形框靠近承载平台的一侧。

18、通过设置环形框和多个支撑件，可以实现对多个位移控制模组的集成化及定位，提高拼接设备的集成度。通过将多个位移控制模组连接在环形框靠近承载平台的一侧，可以避免位移控制模组和对准模组产生干涉，避免位移控制模组和子板的放置产生干涉。

19、在第一方面可能的实施方式中，环形框中开设有多个连接孔。拼接设备还包括多个连接件，多个连接件分别穿过多个连接孔与多个支撑件连接。其中，多个连接孔中的至少两个连接孔为精孔。通过设置上述多个连接孔中的至少两个连接孔为精孔，可以提高支撑件和环形框之间的定位精度，进而提高连接在环形框上的位移控制模组和吸附平台之间的定位精度。

20、在第一方面可能的实施方式中，吸附平台具有呈阵列状排布的多个吸附区，吸附区被配置为，对位于吸附区内的子板独立地吸附固定。至少一个吸附区的相邻两侧分别设置有位移控制模组。

21、通过在吸附平台中设置相互独立的多个吸附区，可以实现对多个子板的逐个吸附固定，确保在拼接多个子板的过程中，待拼接子板能够相对参考子板移动，以实现待拼接子板和参考子板之间的拼接；而且，有利于降低能耗。通过在至少一个吸附区的相邻两侧分别设置有位移控制模组，可以使得吸附区能够与位移控制模组相互配合，在位移控制模组移动待拼接子板，直至待拼接子板和参考子板拼接成功后，对待拼接子板进行吸附固定，实现对待拼接子板和参考子板之间的拼缝尺寸、拼接精度的控制。

22、在第一方面可能的实施方式中，吸附区内设置有多个环形腔，多个环形腔至少包括第一环形腔和第二环形腔，第二环形腔环设在第一环形腔周围。

23、通过在吸附区中设置多个环形腔，可以增大吸附面和每个子板之间的吸附面积，在吸附面和每个子板之间形成较大的吸附力。这样可以避免因为子板的面积较大，而出现子板和吸附面之间的吸附力不足的情况，进而避免影响多个子板之间的拼接。

24、在第一方面可能的实施方式中，吸附平台具有多个顶角。拼接设备还包括基准定位结构，基准定位结构可拆卸地安装在多个顶角中的一个顶角处，且与吸附面间隔设置。

25、通过设置基准定位结构，可以简化首个子板的定位，提高多个子板的拼接效率。通过将基准定位结构和吸附面间隔设置，可以使得首个子板的一部分伸出吸附平台的第二基板，便于后续将首个子板与吸附平台粘接固定在一起。

26、在第一方面可能的实施方式中，拼接设备还包括多个辅助定位结构，该多个辅助定位结构分别可拆卸地安装在多个顶角中的其余顶角处，且均与吸附面间隔设置。

27、通过辅助定位结构，可以简化其他子板的定位，提高多个子板的拼接效率。通过将辅助定位结构和吸附面间隔设置，可以使得其他子板的一部分伸出吸附平台的第二基板，便于后续将其他子板与吸附平台粘接固定在一起。

28、在第一方面可能的实施方式中，对准模组包括：图像采集器、第一轴移动机构和第二轴移动机构。第一轴移动机构与图像采集器连接。第一轴移动机构被配置为，带动图像采集器沿多个子板中相邻两个子板之间的拼缝延伸方向运动。第二轴移动机构与第一轴移动机构连接。第二轴移动机构被配置为，带动第一轴移动机构运动，以带动图像采集器沿所述相邻两个子板的排列方向运动。

29、采用上述设置方式，可以利用第一轴移动机构和第二轴移动机构，调节图像采集器在不同方向上的位移，实现对多个子板中不同子板的位置信息的获取，实现对任意相邻两个子板之间拼缝尺寸、拼缝均匀性的检测，及多个子板之间拼接偏差的检测。

30、在第一方面可能的实施方式中，对准模组还包括：对焦组件和第三轴移动机构。对焦组件与图像采集器耦接。第三轴移动机构与第一轴移动机构、对焦组件连接。第三轴移动机构被配置为，带动对焦组件沿承载平台和吸附平台的层叠方向运动。

31、采用上述设置方式，可以提高图像采集器采集的图像信息的清晰程度，进而提高基于图像信息获取的各子板的位置信息的准确度，提高多个子板之间的拼接精度及拼接效率。

32、在第一方面可能的实施方式中，吸附平台可拆卸地安装在承载平台上。

33、这样一来，吸附平台不仅可以为多个子板提供固定基准，还可以与固定在其吸附面上的母板共同从承载平台上拆卸下来，并共同转移至压印设备进行压印，以避免在转移母板的过程中，造成子板的拼接精度的损失。

34、在第一方面可能的实施方式中，母板的边缘伸出吸附平台，该母板为上述多个子板拼接得到。

35、这样便于将母板中的各子板与吸附平台固定在一起，进而便于在共同转移母板和吸附平台的过程中，保证母板中的各子板的拼接精度。

36、在第一方面可能的实施方式中，拼接设备还包括固化模组，固化模组安装在承载平台上，且设置在吸附平台周围。固化模组被配置为，在将多个子板吸附固定在吸附面上之后，粘结母板伸出吸附平台的部分和吸附平台。其中，母板为多个子板拼接得到。

37、这样在转移吸附平台和母板以进行压印的过程中，可以确保母板中的各子板和吸附平台之间的相对位置保持不变，确保多个子板之间的拼接精度不损失。

38、在第一方面可能的实施方式中，固化模组包括：多个限位轨道和多个点胶组件。多个限位轨道安装在承载平台上，且分别位于吸附平台的每一侧。多个点胶组件分别与多个限位轨道可滑动地连接。点胶组件被配置为，粘结母板伸出吸附平台的部分和吸附平台。

39、这样可以实现点胶的自动化，提高母板和吸附平台之间的粘接效率。

40、在第一方面可能的实施方式中，点胶组件包括：胶枪和推出导向轴，胶枪和推出导向轴可滑动地连接。固化模组还包括第一柱塞，第一柱塞与所述点胶组件相连接。限位轨道远离承载平台的一侧表面上开设有多个盲孔，该多个盲孔沿限位轨道的延伸方向间隔设置；第一柱塞与盲孔相匹配，用于对点胶组件进行定位。

41、采用上述设置方式，可以使得涂覆的胶水呈间隔的点状结构。这样有利于减少胶水的用量，降低多个子板的拼接成本。而且，固化模组的结构较为简单，易于实现。

42、在第一方面可能的实施方式中，固化模组还包括：快换结构和点胶固化结构。快换结构被配置为，可拆卸地连接点胶组件和限位轨道，或，可拆卸地连接点胶固化结构和限位轨道。点胶固化结构被配置为，对胶枪涂覆的胶水进行固化。

43、这样不仅可以实现点胶组件涂覆的胶水的固化，还可以实现点胶组件和固化结构之间的快速安装和拆卸，提升多个子板的拼接效率。

44、在第一方面可能的实施方式中，承载平台包括气浮隔振平台。这样可以利用该气浮隔振平台进行有效的隔振，使得地面或桌面上的振动基本停止在气浮隔振平台，避免该振动传递至吸附平台，进而可以避免影响多个子板之间的拼接，确保多个子板之间的较高拼接精度及较小的拼缝尺寸。

45、第二方面，提供了一种拼接方法，该拼接方法应用于第一方面中任一实施方式所述的拼接设备。该拼接方法包括：通过对准模组获取多个子板中各子板的位置信息；基于多个子板中各子板的位置信息，通过位移控制模组拼接多个子板；通过吸附平台将多个子板吸附固定在吸附平台的吸附面上。

46、在第二方面可能的实施方式中，基于所述多个子板中各子板的位置信息，通过位移控制模组移动多个子板中的部分子板，包括：基于在已吸附固定在吸附面上的至少一个子板之后放置在吸附面上的待拼接子板的位置信息，及待拼接子板对应的参考子板的位置信息，通过位移控制模组拼接待拼接子板与参考子板；参考子板为已吸附固定在吸附面上的至少一个子板中的一个子板。

47、在第二方面可能的实施方式中，通过吸附平台将多个子板吸附固定在吸附面上，包括：在待拼接子板与参考子板拼接成功之后，通过吸附平台将待拼接子板吸附固定在吸附面上。

48、在第二方面可能的实施方式中，位移控制模组至少包括第一位移控制模组和第二位移控制模组，第一位移控制模组用于在第一方向上移动待拼接子板，第二位移控制模组用于在第二方向上移动待拼接子板；第一方向为待拼接子板和参考子板的排列方向，第二方向与第一方向相交。基于在已吸附固定在吸附面上的至少一个子板之后放置在吸附面上的待拼接子板的位置信息，及待拼接子板对应的参考子板的位置信息，通过位移控制模组拼接待拼接子板与参考子板，包括：基于待拼接子板与参考子板在第一方向上的第一拼接距离，通过第一位移控制模组在第一方向上移动待拼接子板，以使得待拼接子板在第一方向上接触参考子板；其中，待拼接子板与参考子板在第一方向上的第一拼接距离，是根据待拼接子板的位置信息以及参考子板的位置信息确定的。基于待拼接子板与参考子板在第二方向上的第二拼接距离，通过第二位移控制模组在第二方向上移动待拼接子板，以使得待拼接子板与参考子板在第二方向上满足边缘共线的约束条件；待拼接子板与参考子板在第二方向上的第二拼接距离，是根据待拼接子板的位置信息以及参考子板的位置信息确定的。

49、在第二方面可能的实施方式中，多个子板拼接得到的母板的边缘，伸出吸附平台。拼接方法还包括：在多个子板均被吸附固定在吸附面上的情况下，通过固化模组粘结母板伸出吸附平台的部分和吸附平台。

50、上述第二方面提供的方案，该方案应用于上述第一方面中任一实施方式提供的拼接设备，因此，可以与第一方面中任一实施方式达到相同的有益效果，此处不再进行赘述。

51、第三方面，提供了一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，存储器与处理器耦合。其中，存储器存储有计算机程序，计算机程序包括计算机指令，当计算机指令被处理器执行时，计算机设备实现如第二方面中任一实施方式所述的拼接方法。

52、第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当计算机程序在计算机设备上运行时，使得计算机设备执行如第二方面中任一实施方式所述的拼接方法。

53、第五方面，提供了一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机设备上运行时，使得计算机设备执行如第二方面中任一实施方式所述的拼接方法。

54、上述第三方面至第五方面提供的方案，用于实现上述第二方面中任一实施方式提供的拼接方法，因此，可以与第二方面中任一实施方式达到相同的有益效果，此处不再进行赘述。

55、其中，上述各个方面中的任一个方面的各种可能的实施方式，在方案不矛盾的前提下，均可以进行组合。