一种金属掩膜版框、掩膜版组件及其张网加工方法与流程

1.本发明涉及金属掩膜版领域，尤其涉及一种金属掩膜版框、掩膜版组件及其张网加工方法。


背景技术：

2.oled显示装置由于具有自主发光、色彩鲜艳、低功耗、广视角等优点被应用的越来越广泛。目前，制作oled显示装置时普遍采用蒸镀技术，其中金属掩膜版（metal mask，简称mask）可以有效控制有机材料沉积在基板上的位置，在整个oled显示装置生产工艺中扮演着极其重要的角色。通常，掩膜版组件包括金属掩膜版框（frame）和金属掩膜版，后者通过张网焊接与前者结合在一起。其中，金属掩膜版又包括支撑掩膜版（supporting mask）、通用金属掩膜版（common metal mask，简称cmm）和精密金属掩膜版（fine metal mask，简称fmm）等。
3.金属掩膜版经张网焊接与金属掩膜版框结合后，掩膜版会受自身重力影响而产生下垂，蒸镀过程中又由于受热而加剧了这一下垂量，导致其与玻璃基板之间的间距过大，进而致使制备的产品出现阴影等缺陷。另外，受掩膜版的反向张拉，金属掩膜版框也会产生一定的变形，这一变形导致不同区域的掩膜版出现起伏变形，同时也加剧了掩膜版自身的下垂。
4.在以往，为解决上述问题，金属掩膜版框一般是由整块的sus420、sus304不锈钢或invar36合金经铣削等工序加工而成，而金属掩膜版一般由invar36合金经蚀刻等工序制成。但是这种方式对上述问题的改善效果有限，随着精度要求越来越高，亟需寻求一种新的解决方案。


技术实现要素：

5.为了解决上述现有技术中的问题之一，本发明提供了一种金属掩膜版框，该金属掩膜版框包括：固定框，其呈矩形，且其四周的外侧面上分布有若干个弹簧孔；以及活动框边，具有四组，分别设置在所述固定框的四边上，且均与固定框的上侧面滑动连接，活动框边具有弹簧阻挡部，弹簧阻挡部覆盖于相应的固定框的外侧面；以及所述的弹簧孔内均装有与之相适配的弹簧，弹簧外端抵接于所述弹簧阻挡部的内侧面上。
6.更进一步地，受外力驱使下，所述的活动框边向所述固定框的中心方向滑动，并压缩所述的弹簧；撤去所述的外力后，弹簧反弹伸展并驱使所述的活动框边远离所述固定框的中心向外滑动。
7.更进一步地，所述金属掩膜版框的内侧具有蒸镀窗口内侧面，蒸镀窗口内侧面包
括位于所述固定框内侧的第一斜面和位于所述活动框边内侧的第二斜面。
8.更进一步地，所述的活动框边向所述固定框的中心方向移动到预定位置后，所述的第一斜面与所述的第二斜面位置错开，且第二斜面相比于第一斜面更靠近固定框的中心。
9.更进一步地，所述第一斜面的倾角为α，所述第二斜面的倾角为β，β≥α，且倾角β为锐角。
10.更进一步地，分布于所述固定框的同一边上的所述弹簧的倔强系数不相同；优选地，分布于所述固定框的同一边上的所述弹簧的倔强系数从该边的两端至其中部依次递增。
11.更进一步地，所述的弹簧3为螺旋压簧、波形压簧或气弹簧中的一种。
12.更进一步地，所述固定框1的任意两条对边上的弹簧3数量相同，且相互对称；或者，所述固定框1的任意两条对边上的弹簧3数量不相同和/或不对称。
13.更进一步地，所述的活动框边包括框边主体和连接板，框边主体和连接板通过螺栓可拆卸连接。
14.更进一步地，所述框边主体的下侧面具有凹槽，所述连接板上侧面具有与所述凹槽相适配的凸台，所述的凸台卡接于所述的凹槽内。
15.以及一种掩膜版组件，该掩膜版组件包括：上述的金属掩膜版框；以及金属掩膜版，其经张网并焊接在所述的金属掩膜版框上。
16.以及所述的掩膜版组件的张网加工方法，包括：s01、制备所述的金属掩膜版框和所述的金属掩膜版；s02、对金属掩膜版框中任意两组相对的所述活动框边的外侧面或四组所述活动框边的外侧面施加朝向所述固定框的中心方向的外力，将所述的活动框边向所述固定框的中心推移至预定位置；s03、对所述的金属掩膜版进行张网，然后焊接在所述的活动框边上；s04、撤去所述的外力。
17.更进一步地，所述的活动框边处于所述的预定位置时，位于活动框边内侧的第二斜面相比于位于所述固定框内侧的第一斜面更靠近固定框的中心。
18.本发明的有益效果为：1）本发明的金属掩膜版框，因其活动框边受弹簧的反作用力，在张网后的使用过程中，尤其是受热时，如果掩膜网面出现膨胀导致张拉松弛而下垂加剧，弹簧可自动释放弹性势能顶推活动框边，将掩膜网面向外张拉撑紧，以此能够抑制掩膜网面的下垂加剧，蒸镀产生的阴影缺陷区域得以减小，提高了蒸镀加工的精度；2）本发明的金属掩膜版框，采用分体结构设计，活动框边与固定框相互结合，活动框边的形变会受到固定框的阻碍和抑制，同时固定框也会因为活动框边的存在而在一定程度上减小形变，继而降低了张网后的金属掩膜版框的整体形变量，抑制了掩膜版网面下垂和起伏形变；
3）本发明的掩膜版组件，反复使用后掩膜网面出现张拉松弛时，弹簧可自动释放弹性势能顶推活动框边使掩膜网面张紧，进而降低长期使用导致的精度下降，能够提高掩膜版组件重复利用次数，降低生产成本。
19.另，本发明的其他附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.图1为本发明金属掩膜框的分解状态结构示意图；图2为本发明金属掩膜框中的螺栓处的截面结构示意图；图3为活动框边的分解状态结构示意图；图4为本发明金属掩膜框的组合状态结构示意图；图5为通用金属掩膜版的结构示意图；图6为支撑掩膜版与精密金属掩膜版的结构示意图；图7为张网过程中的外力施加状态示意图；图中：1、固定框；11、滑槽；111、限位部；12、弹簧孔；2、活动框边；2a、第一活动框边；2b、第二活动框边；2c、第三活动框边；2d、第四活动框边；21、框边主体；211、掩膜连接部；212、弹簧阻挡部；213、凹槽；22、连接板；221、凸台；222、滑轨；23、螺栓；100、蒸镀窗口内侧面；100a、第一斜面；100b、第二斜面；200、膨胀余量；3、弹簧；4、通用金属掩膜版；5、支撑掩膜版；51、第一方向支撑条；52、第二方向支撑条；6、精密金属掩膜版。
具体实施方式
21.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。
22.本实施例提供了一种金属掩膜版框，参照附图1中所示，本发明的金属掩膜版框包括固定框1、四组活动框边2和若干弹簧3。其中：所述的固定框1呈矩形，由sus420、sus304不锈钢或invar36合金经铣削等工序加工而成，在固定框1的四周的外侧面上分布有若干个弹簧孔12，弹簧孔12沿相应的外侧面的法向向框体内部延伸。
23.所述的四组活动框边2为第一活动框边2a、第二活动框边2b、第三活动框边2c和第四活动框边2d，分别设置在固定框1的四边上。四组活动框边2均与固定框1的上侧面滑动连接，具体地说，固定框1的上侧面设置有若干滑槽11，位于固定框1同一边上的滑槽11相互平行，所述活动框边2的下侧面设置有与所述滑槽11相适配的若干滑轨222，滑轨222与相应的滑槽11滑动连接，通过上述滑槽11与滑轨222的配合实现活动框边2与固定框1上侧面的滑动连接。所述滑槽11的外端设置有限位部111，用以阻挡活动框边2向外滑动与固定框1分
离。需要说明的是，也可以采用直线导轨机构将活动框边2与固定框1滑动连接，例如：在固定框1的上侧面上设置带有滑块的滑轨，其滑块与活动框边2的下侧面固定连接（图中未示出）。
24.参照图2中所示，活动框边2具有弹簧阻挡部212，弹簧阻挡部212为活动框边2的覆盖于固定框1上侧面的水平部分的边缘处沿竖向向下延伸出的部分，弹簧阻挡部212覆盖于相应的固定框1的外侧面。弹簧阻挡部212对固定框1外侧面的覆盖可以是局部覆盖，例如仅对有弹簧孔12存在的位置覆盖（图中未示出），也可以是完全覆盖。
25.所述的弹簧3选用螺旋压簧、波形压簧或气弹簧中的一种，当然也可以选用基于相同功能且满足相同安装环境的其它类型的弹簧。参照图2中所示，弹簧3与弹簧孔12相适配，且分别安装于相应的弹簧孔12内，弹簧3外端抵接于所述弹簧阻挡部212的内侧面上，需要指出的是，这里所说的“抵接于”并不要求弹簧3的外端与弹簧阻挡部212的内侧面形成实质性连接，也即是说两者是可以分离的。针对固定框1四周弹簧3的分布，需要说明的是：为了确保掩膜版受张拉时对位受力点上的受力相当，一般情况下，位于固定框1的任意两条对边上的弹簧3数量相同，且相互对称；但是，也不排除在一些特殊的情况下将两条对边上的弹簧3数量设置为不相同和/或不对称，例如：基于对局部位置的张力调整而增加或减少弹簧3时致使两条对边上的弹簧3出现数量不相同和/或不对称的情况（图中未示出）。
26.上述的金属掩膜版框，常态下，其弹簧3处于伸展状态，此时弹簧3不受压缩或仅受到少许压缩；该处的“少许压缩”指的是弹簧3受到的压缩仅是其极限可压缩长度的一部分，例如实际压缩长度为极限可压缩长度的
½
以下，极限可压缩长度为自然伸展状态下的弹簧3长度与极限压缩状态下的弹簧3长度的差值；如图7中所示，受外力f1的驱使下，活动框边2向固定框1的中心方向滑动，并压缩所述的弹簧3，形成如图4所示出的状态；当撤去上述的外力f1后，弹簧3反弹伸展并驱使活动框边2远离固定框1的中心向外滑动。张网并焊接固定掩膜版时，优先将活动框边2向固定框1的中心推移一定距离，然后再将掩膜版张网固定在活动框边2上，固定好掩膜版后，因活动框边2受弹簧3的反作用力，在后续使用过程中，尤其是受热时，如果掩膜网面出现膨胀导致张拉松弛而下垂加剧，弹簧3可自动释放弹性势能顶推活动框边2，将掩膜网面向外张拉撑紧，以此能够抑制掩膜网面的下垂加剧，蒸镀产生的阴影缺陷区域得以减小，提高了蒸镀加工的精度。
27.另外，由于金属掩膜版框采用分体结构设计，活动框边2与固定框1相互结合，活动框边2的形变会受到固定框1的阻碍和抑制，同时固定框1也会因为活动框边2的存在而在一定程度上减小形变，继而降低了张网后的金属掩膜版框的整体形变量，抑制了掩膜版网面下垂和起伏变形。
28.一些实施方式中，上述的活动框边2采用可拆分结构设计，以方便将活动框边2更轻松的组装到固定框1上。例如：如图2和图3中示出的，活动框边2包括框边主体21和连接板22，框边主体21和连接板22通过螺栓23可拆卸连接。框边主体21具有覆盖于固定框1上侧面的水平部分、所述的弹簧阻挡部212以及掩膜连接部211。掩膜连接部211为框边主体21的水平部分的上侧面（图中未示出）；或者，如图2中所示，掩膜连接部211为位于框边主体21内端倾斜向上的突出部。连接板22为适配框边主体21的下侧面的平板状工件。
29.上述活动框边2这种可拆分的结构，组装时，可先将连接板22组装在固定框1上，然后再将框边主体21与连接板22固定连接，组装难度大幅度降低。
30.在上述的实施方式中，如图3（b）中示出的，框边主体21的下侧面具有凹槽213；如图3（a）中示出的，连接板22上侧面具有与所述凹槽213相适配的凸台221。框边主体21和连接板22相结合后，凸台221卡入凹槽213内，这样一来，在掩膜版对框边主体21的张拉方向上，连接板22与框边主体21依靠凸台221与凹槽213结合，消除了连接板22与框边主体21在该方向上对螺栓23的剪力，确保了框边主体21和连接板22两者结合的可靠和稳定。另外，凸台221与凹槽213还可用于定位框边主体21和连接板22的组装，以提高装配效率。
31.在上述的实施方式中，所述的若干滑槽11设置于固定框1的上侧面，且位于固定框1同一边上的滑槽11相互平行；所述的滑轨222设置于连接板22的下侧面。
32.一些实施方式中，如图2中所示，所述的金属掩膜版框的内侧具有蒸镀窗口内侧面100。蒸镀窗口指的是金属掩膜版框中部的贯通区域，蒸镀料由下往上从该贯通区域通过，继而穿过掩膜版上的图案，最后附着在基板上。蒸镀窗口内侧面100为该贯通区域边缘的框体内侧面。蒸镀窗口内侧面100包括位于所述固定框1内侧的第一斜面100a和位于所述活动框边2内侧的第二斜面100b。蒸镀窗口内侧面100设置为斜面的优点在于为蒸镀料的通过进行避让，保障蒸镀料高效地通过蒸镀窗口并进入金属掩膜版上的图案内。
33.在上述的实施方式中，在外力f1的驱使下，活动框边2向固定框1的中心方向移动到预定位置后，如图2中示出的，所述的第一斜面100a与所述的第二斜面100b位置错开，且第二斜面100b相比于第一斜面100a更靠近固定框1的中心。需要说明的是，这里的预定位置指的是预先设定的固定金属掩膜版后活动框边2与固定框1之间的相对位置，或者接近该相对位置。也即是说，当张网焊接好掩膜版后，第一斜面100a与第二斜面100b位置错开，在第一斜面100a和第二斜面100b之间形成一定宽度的膨胀余量200，例如：1mm～10mm宽的膨胀余量200。由于膨胀余量200的存在，固定框1四周的活动框边2受弹簧3顶推向外微量扩张后，固定框1上的第二斜面100b不会超出第一斜面100a而更靠近固定框1的中心，继而金属掩膜版边缘的图案不会被固定框1的内边缘所遮挡。
34.在上述的实施方式中，如图2中示出的，所述第一斜面100a的倾角为α，所述第二斜面100b的倾角为β，β≥α，且倾角β为锐角，例如：倾角β的角度范围为［30
°
，90
°
）。当α=β时，即第一斜面100a与第二斜面100b的倾斜角度一致，活动框边2扩张到所述的膨胀余量200为零的极限位置之前，第一斜面100a均不会对蒸镀料进入并通过由第二斜面100b围成的蒸镀窗口的上部区域造成阻碍；可以理解的，当α＜β时，消除上述阻碍的效果更加明显。
35.一些实施方式中，分布于所述固定框1的同一边上的所述弹簧3的倔强系数不相同。在张网过程中，金属掩膜版在不同位置受到的拉力和产生的形变都趋于不同，继而也会导致金属掩膜版框不同位置的变形程度不同，这种情况下，根据不同位置的拉力和形变情况预先设置倔强系数不相同的弹簧3，能够抵消金属掩膜版框的形变量，同时在一定程度上矫正金属掩膜版的变形，继而使金属掩膜版不同位置更加区域平整。
36.一般情况下，张网后的金属掩膜版框任意边的中部较该边两端内陷程度更大。因此，在上述的实施方式中，优选的，分布于所述固定框1的同一边上的所述弹簧3的倔强系数从该边的两端至其中部依次递增。也即是说，在张网焊接后，金属掩膜版单边受到的来自弹簧3的力由该单边的两端至该单边中部递增，位于该单边中部的弹簧3反弹伸展量要大于更靠近该单边两端位置上的弹簧3，正好弥补金属掩膜版框在该边中部的较大的变形量，张网后的金属掩膜版的形变在一定程度上得以抑制。
37.本实施例中还提供了一种掩膜版组件，该掩膜版组件包括上述的金属掩膜版框和金属掩膜版，该金属掩膜版经张网后激光焊接在所述的金属掩膜版框上。所述的金属掩膜版包括通用金属掩膜版4、支撑掩膜版5和精密金属掩膜版6中一种或几种。
38.例如，如图5中示出的，所述的金属掩膜版可以是通用金属掩膜版4。也可以是，如图6中示出的，所述的金属掩膜版包括支撑掩膜版5和精密金属掩膜版6，其中：所述的支撑掩膜版5包括若干相互平行的第一方向支撑条51和若干相互平行的第二方向支撑条52，第一方向支撑条51与第二方向支撑条52垂直相交，并且最好在第一方向支撑条51与第二方向支撑条52的相交处通过激光焊接等方式将两者固定在一起；所述的精密金属掩膜版6包括多条精密金属掩膜版单体，这些精密金属掩膜版单体按图6中示出的方式排列，并焊接在金属掩膜版框上（图中未示出）。当然，所述的金属掩膜版并不仅限于上述这几种，也包含其他种类的金属掩膜版。
39.由于长期反复使用或者受热等原因，一般的掩膜版组件中，其金属掩膜版网面会出现不同程度的张拉松弛，继而导致金属掩膜版网面的变形和下垂加剧，严重影响蒸镀产品的产出质量。本发明中的上述掩膜版组件，当金属掩膜版网面出现张拉松弛时，其上的弹簧3可自动释放弹性势并伸展，继而顶推活动框边2使金属掩膜版网面张紧，进而降低上述原因导致的精度下降，能够提高掩膜版组件重复利用次数，降低生产成本。
40.上述实施方式中的掩膜版组件，其张网加工方法如下：s01、制备所述的金属掩膜版框和所述的金属掩膜版。这里的金属掩膜版包括上述的通用金属掩膜版4、支撑掩膜版5和精密金属掩膜版6中一种或几种，也可以包含其他种类的金属掩膜版。
41.s02、对金属掩膜版框中任意两组相对的所述活动框边2的外侧面或四组所述活动框边2的外侧面施加朝向所述固定框1的中心方向的外力，将所述的活动框边2向所述固定框1的中心推移至预定位置。例如：在张网焊接如图5中示出的通用金属掩膜版4时，同时对金属掩膜版框中第一活动框边2a、第二活动框边2b、第三活动框边2c和第四活动框边2d的外侧面施加朝向所述固定框1的中心方向的外力。
42.而在张网焊接如图6中示出的支撑掩膜版5中的第一方向支撑条51或第二方向支撑条52时，或者张网焊接图6中的精密金属掩膜版6的精密金属掩膜版单体时，仅对金属掩膜版框中相应的两组相对活动框边2的外侧面施加朝向所述固定框1的中心方向的外力。
43.一般情况下，如图7中示出的，施加金属掩膜版框任意一组对边上的外力f1的大小相同、方向相反。例如，施加在第一活动框边2a和第二活动框边2b上的外力的大小相同、方向相反；施加在第三活动框边2c和第四活动框边2d上的外力的大小相同、方向相反。
44.s03、对所述的金属掩膜版进行张网，例如：如图7中示出的，对金属掩膜版的任意一组或两组对边施加外力f2，然后将金属掩膜版的相应边缘焊接在所述的活动框边2上，具体是焊接在活动框边2上的掩膜连接部211上。
45.s04、焊接完成后，撤去施加在活动框边2上的外力f1；同时也一并撤去施加在金属掩膜版上的张网外力f2，即完成了对上述掩膜版组件的张网焊接组装。
46.在上述的张网加工方法中，所述的活动框边2处于所述的预定位置时，位于活动框边2内侧的第二斜面100b相比于位于所述固定框1内侧的第一斜面100a更靠近固定框1的中
心，以在第一斜面100a和第二斜面100b之间形成上述所述的膨胀余量200，保证蒸镀料顺利通过金属掩膜版框的蒸镀窗口并进入金属掩膜版上的图案而不受阻碍。
47.最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。