CN104498871B - 一种掩膜装置及其组装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种掩膜装置及其组装方法，该掩膜装置包括框架以及设置在所述框架上的掩膜板，所述框架包括：叠加固定的第一框架和第二框架，所述第一框架采用形状记忆合金制成，所述第二框架采用热膨胀系数小于预定值的金属材料制成，所述掩膜板焊接在所述第一框架上。本发明的掩膜装置，利用具有形状记忆功能的形状记忆合金作为焊接掩膜板的框架，在焊接组装掩膜板的过程中，只需始终对形状记忆合金框架施加恒定的对抗力即可。当掩膜板焊接组装完成后，撤掉对抗力并对形状记忆合金框架进行加热，即可使形状记忆合金框架恢复到变形前的形状。极大的简化了掩膜装置的组装过程，更提高了掩膜板的质量。
Description
技术领域
本发明涉及掩膜板领域，尤其涉及一种掩模装置及其组装方法。
背景技术
在OLED(有机发光二极管)技术中，真空蒸镀用的掩膜板技术是一项至关重要的技术，掩膜板的质量直接影响着生产制造成本和产品质量。OLED蒸镀用的掩膜板中FMM(FineMetal Mask，精密金属掩模板)是最关键的掩膜板，FMM用于蒸镀发光层材料，因此FMM质量的好坏直接关系到屏幕的显示效果。FMM一般采用INVAR(因瓦合金，又称为殷钢)金属制作，厚度极薄，约为30-50um(微米)，蒸镀时将FMM贴在蒸镀基板表面，并保持很高的位置精度是非常困难的。因此需要将FMM采用激光焊接在金属框架(通常为因瓦合金框架)上才能使用。将第一条FMM焊接在框架上时，一般需要先对框架两端施加对抗力C1，在对FMM两端施加力F进行引张，将FMM焊接到框架上，焊接第二条FMM时，减小对抗力为C2＝C1-F，接下来焊接的每条FMM对框架施加的对抗力依次减小。因此，在焊接每条FMM都需要重新调整对抗力，不仅工艺复杂，力的大小不易确定，而且使得每条FMM受到的外力状态都有所差别，降低了FMM开口形状的均匀性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种掩模装置及其组装方法，简化了掩膜板组装工艺，提高了掩膜板开口形状的均匀性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种掩模装置，包括：框架以及设置在所述框架上的掩膜板，所述框架包括：叠加固定的第一框架和第二框架，所述第一框架采用形状记忆合金制成，所述第二框架采用热膨胀系数小于预定值的金属材料制成，所述掩膜板焊接在所述第一框架上。
优选地，所述形状记忆合金为镍钛合金。
优选地，所述第二框架采用不锈钢或因瓦合金制成。
优选地，所述第一框架的厚度为0.1-10mm，所述第二框架的厚度为10-30mm。
优选地，所述第一框架和所述第二框架上设置有多组螺旋对位孔，通过对位孔用螺栓将第一框架和第二框架对位固定。
优选地，所述掩膜板包括多条间隔设置的遮光金属条。
优选地，所述掩膜板为OLED蒸镀用精密金属掩膜板。
本发明还提供一种掩膜装置的组装方法，包括：
提供第一框架，所述第一框架采用形状记忆合金制成；
提供第二框架，所述第二框架采用热膨胀系数小于预定值的金属材料制成；
对所述第一框架的两相对端施加恒定对抗力，使所述第一框架的两相对端向内收缩发生形变；
将掩膜板焊接在所述第一框架上；
焊接完成后，撤消对所述第一框架施加的对抗力；
对所述第一框架进行加热，使所述第一框架恢复原状；
将焊接有所述掩膜板的第一框架叠加固定在所述第二框架上。
优选地，所述掩膜板包括多条间隔设置的遮光金属条；所述将掩膜板焊接在所述第一框架上具体为：
将所述遮光金属条的两端分别焊接在所述第一框架的所述两相对端上。
优选地，所述遮光金属条的实际长度值比设计值小X％，所述对抗力的大小满足以下条件：使得所述第一框架的两相对端向内收缩的形变量大小等于所述遮光金属条的设计值的X％。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明的掩膜装置，利用具有形状记忆功能的形状记忆合金作为焊接掩膜板的框架，与现有技术中采用不锈钢或因瓦合金作为焊接掩膜板的框架的结构相比，在焊接组装掩膜板的过程中，只需始终对形状记忆合金框架施加恒定的对抗力即可，不需要不断调整对抗力的大小。当掩膜板焊接组装完成后，撤掉对抗力并对形状记忆合金框架进行加热，即可使形状记忆合金框架恢复到变形前的形状。该组装方法极大的简化了掩膜装置的组装过程，更提高了掩膜板的质量，提高生产效率和成品率，对于实际生产和提高产品良率具有重要意义。
附图说明
图1为本发明实施例的掩膜装置的结构示意图；
图2-图6为本发明实施例的掩膜装置的组装方法示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例的掩膜装置的结构示意图，该掩膜装置包括框架以及设置在所述框架上的掩膜板10，所述框架包括：叠加固定的第一框架21和第二框架22，所述第一框架21采用形状记忆合金制成，所述第二框架22采用热膨胀系数小于预定值的金属材料制成，所述掩膜板10焊接在所述第一框架21上。
优选地，所述形状记忆合金为镍钛合金。当然，也可以为其他类型的记忆合金。形状记忆合金具有变形恢复能力，即通过外力等使其发生变形后，还可以恢复到变形之前的形状。
热膨胀系数较小的金属材料通常不易发生形变，优选地，所述第二框架采用不锈钢或因瓦合金制成，不锈钢和因瓦合金的热膨胀系数均较小。
本发明实施例中，第一框架21的厚度较薄，第二框架22的厚度较厚，优选地，所述第一框架的厚度为0.1-10mm，所述第二框架的厚度为10-30mm。
即，本发明实施例的掩膜板框架包括两层结构，其中，上层框架(第一框架21)采用具有形状记忆特性的形状记忆合金制成，厚度较薄，用于组装焊接掩膜板10；下层框架(第二框架22)由热膨胀系数较小金属材料制成，厚度较厚，用于固定掩膜板10，以防止焊接组装后的掩膜板10变形的作用。
优选地，所述第一框架21和所述第二框架22上设置有多组螺旋对位孔，通过对位孔用螺栓将第一框架21和第二框架22对位固定。本发明实施例中，在所述第一框架21和所述第二框架22的四边上分别设置三个螺旋对位孔。当然，在本发明的其他实施例中，所述第一框架21和所述第二框架22也可以通过其他方式叠加固定。
本发明实施例中，所述掩膜板10包括多条间隔设置的遮光金属条11。当然，在本发明的其他一些实施例中，所述掩膜板10也可以为其他类型的图案。
优选地，本发明实施例中的掩膜板为OLED蒸镀用精密金属掩膜板，用于蒸镀发光层材料。
请参考图2至图5，上述实施例中的掩膜装置的组装方法包括以下步骤：
步骤S101：请参考图2，提供第一框架21，所述第一框架21采用形状记忆合金制成；
步骤S102：提供第二框架，所述第二框架采用热膨胀系数小于预定值的金属材料制成；
步骤S103：请参考图3，对所述第一框架21的两相对端施加恒定对抗力F恒定，使所述第一框架21的两相对端向内收缩发生形变；
步骤S104：请参考图3，将掩膜板焊接在所述第一框架21上；
本实施例中，所述掩膜板包括多条间隔设置的遮光金属条；具体焊接时，可以直接将遮光金属条11的两端焊接在所述第一框架21的两相对端的焊接线24上，不需要拉伸遮光金属条11。具体的，可以将多条遮光金属条11逐条焊接，也可以同时焊接。
步骤S105：焊接完成后，撤消对所述第一框架21施加的对抗力F恒定；
步骤S106：请参考图4，对所述第一框架21进行加热，使所述第一框架21恢复原状；
本发明实施例中，可以采用加热金属丝30对所述第一框架21进行加热，使所述第一框架21恢复原状。当第一框架21采用镍钛合金制成时，加热的温度范围通常为100-200℃，可以使其恢复原状，请参考图5。
步骤S107：请参考图6，将焊接有所述掩膜板的第一框架21叠加固定在所述第二框架22上。
优选地，本发明实施例中的第一框架21采用镍钛合金制成，镍钛合金具有形状记忆效应，在常温条件下受到外力作用时发生塑性形变，由应力诱发合金中的奥氏体转变为马氏体，但经热处理后合金内发生由马氏体转化为奥氏体的逆相变，恢复到它所“记忆”的形状，即恢复到低温变形前的形状。镍钛合金能够完全恢复的形变量可达6％～8％，而一般掩膜板设计的形变量仅为0.0Y％，因此，第一框架21恢复原形状完全没有问题。
当本发明实施例中的掩膜板为包括多条间隔设置的遮光金属条11的掩膜板时，由于遮光金属条11长度较长，厚度却非常薄，一般为30～40um，在重力作用下会发生中间位置下垂，导致掩膜板发生变形，因此，实际制造的遮光金属条11实际长度要比设计值小X％，当遮光金属条11焊接完成且第一框架21恢复形变后，遮光金属条11受到拉力作用处于绷直状态，伸长的应变量为X％，这样张网后的遮光金属条11的长度正好等于设计值长度。
本发明实施例中，利用具有形状记忆功能的形状记忆合金作为焊接掩膜板的第一框架21，在组装过程中只需始终对第一框架21施加恒定的对抗力，其中，所述对抗力的大小满足以下条件：使得所述第一框架的两相对端向内收缩的形变量大小等于所述遮光金属条的设计值的X％。此时，不需要拉伸掩膜板，只要直接将掩膜板焊接在第一框架21上即可。掩膜板焊接组装完成后，撤掉施加在第一框架21上的对抗力并对第一框架21进行加热，温度为该形状记忆合金的相转变温度，该温度受形状记忆合金成分影响。对第一框架21热处理后使第一框架21恢复到最初始的形状，掩膜板随着第一框架21形变恢复的同时被拉伸到设计的形变值X％。
本发明实施例的掩膜装置，利用具有形状记忆功能的形状记忆合金作为焊接掩膜板的框架(第一框架21)，与现有技术中采用不锈钢或因瓦合金作为焊接掩膜板的框架的结构相比，在焊接组装掩膜板的过程中，只需始终对第一框架21施加恒定的对抗力即可，不需要不断调整对抗力的大小。当掩膜板焊接组装完成后，撤掉对抗力并对第一框架21进行加热，即可使第一框架21恢复到变形前的形状。本发明实施例的组装方法极大的简化了掩膜装置的组装过程。
当掩膜板为包括多条遮光金属条的掩膜板时，采用本发明实施例的方法避免了对每条遮光金属条进行焊接仿真模拟的复杂工作，减小了由于多次仿真模拟运用简化模型和采用不同的分析方法所导致的误差性，使得每条遮光金属条受力和所处的状态相同，提高了掩膜板开口形状的均匀性。即，不仅简化了组装工艺，更提高了掩膜板的质量，提高生产效率和成品率，对于实际生产和提高产品良率具有重要意义。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种掩膜装置，包括框架以及设置在所述框架上的掩膜板，其特征在于，所述框架包括：叠加固定的第一框架和第二框架，所述第一框架采用形状记忆合金制成，所述第二框架采用热膨胀系数小于预定值的金属材料制成，所述掩膜板焊接在所述第一框架上；所述热膨胀系数小于预定值的金属材料为不锈钢或因瓦合金。
2.根据权利要求1所述的掩膜装置，其特征在于，所述形状记忆合金为镍钛合金。
3.根据权利要求1所述的掩膜装置，其特征在于，所述第一框架的厚度为0.1-10mm，所述第二框架的厚度为10-30mm。
4.根据权利要求1所述的掩膜装置，其特征在于，所述第一框架和所述第二框架上设置有多组螺旋对位孔，通过对位孔用螺栓将第一框架和第二框架对位固定。
5.根据权利要求1所述的掩膜装置，其特征在于，所述掩膜板包括多条间隔设置的遮光金属条。
6.根据权利要求1-5任一项所述的掩膜装置，其特征在于，所述掩膜板为OLED蒸镀用精密金属掩膜板。
7.一种掩膜装置的组装方法，其特征在于，包括：
提供第一框架，所述第一框架采用形状记忆合金制成；
提供第二框架，所述第二框架采用热膨胀系数小于预定值的金属材料制成；所述热膨胀系数小于预定值的金属材料为不锈钢或因瓦合金；
对所述第一框架的两相对端施加恒定对抗力，使所述第一框架的两相对端向内收缩发生形变；
将掩膜板焊接在所述第一框架上；
焊接完成后，撤消对所述第一框架施加的对抗力；
对所述第一框架进行加热，使所述第一框架恢复原状；
将焊接有所述掩膜板的第一框架叠加固定在所述第二框架上。
8.根据权利要求7述的掩膜装置的组装方法，其特征在于，所述掩膜板包括多条间隔设置的遮光金属条；所述将掩膜板焊接在所述第一框架上具体为：
将所述遮光金属条的两端分别焊接在所述第一框架的所述两相对端上。
9.根据权利要求8所述的掩膜装置的组装方法，其特征在于，所述遮光金属条的实际长度值比设计值小X％，所述对抗力的大小满足以下条件：使得所述第一框架的两相对端向内收缩的形变量大小等于所述遮光金属条的设计值的X％。
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