掩模夹持模块、掩模拉伸装置及张网机的制作方法

1.本发明涉及半导体及显示器制造设备技术领域，特别涉及一种掩模夹持模块、掩模拉伸装置及张网机。


背景技术：

2.oled(organic light-emitting diode)显示器在生产时主要通过蒸镀方式将有机发光材料按照预定程序蒸镀到显示背板上，一般利用掩模上的图形，使得各种颜色的材料蒸镀到相应的位置上。在掩模制作的过程中，需在掩模两端施加拉力对掩模进行拉伸后焊接在金属框架上，以便用于蒸镀。
3.掩模在被其载体固定过程中产生的变形误差直接影响了平板显示装置制作的好坏。现有的机械式夹紧固定装置在夹持过程中，由于传动机构结构复杂，导致夹持力精度低，夹紧力不均匀、夹紧精度差；或者当设有多个夹紧式固定装置时，多个夹紧固定装置易发生夹紧不同步等现象，从而导致用于夹持掩模板时，掩模板会出现前后不一或各种趋势的变形，在基板蒸镀过程中产生致命缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种掩模夹持模块、掩模拉伸装置及张网机，以解决现有技术中夹持精度易受影响的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明提供一种掩模夹持模块，其包括：驱动组件、第一动块、第二动块以及夹持组件；
6.所述第一动块在所述驱动组件的驱动下沿第一方向平移运动；所述第一动块包括第一接触面，所述第二动块包括与所述第一接触面相对布置的第二接触面，所述第一动块与所述第二动块通过所述第一接触面与所述第二接触面连接，且所述第一接触面和所述第二接触面被限制在垂直于所述第一接触面和所述第二接触面方向上的移动自由度，所述第二动块在所述第一动块平移运动的带动下沿第二方向平移运动；所述夹持组件与所述第二动块连接，用于在所述第二动块运动的带动下夹持掩模；
7.其中，所述第一接触面和所述第二接触面与所述第一方向不平行，且所述第一接触面和所述第二接触面与所述第二方向不垂直。
8.可选的，所述第一方向与所述第二方向的夹角不为0
°
或180
°
，所述第一接触面及所述第二接触面与所述第一方向的角度不大于所述第一方向与所述第二方向之夹角的二分之一。
9.可选的，所述第一方向与所述第二方向的夹角为90
°
，所述第一方向为水平向，所述第二方向为垂向。
10.可选的，所述掩模夹持模块还包括第一直线导轨，所述第一接触面与所述第二接触面通过所述第一直线导轨连接。
11.可选的，所述第一方向与所述第二方向的夹角为0
°
或180
°
，所述第一接触面及所
述第二接触面与所述第一方向的角度的范围在45
°
～135
°
之间。
12.可选的，所述掩模夹持模块包括框架及第二直线导轨，所述第一动块和/或所述第二动块通过所述第二直线导轨设置于所述框架上。
13.可选的，所述第一动块通过至少两个所述第二直线导轨设置于所述框架上，其中，至少两个所述第二直线导轨垂直于所述第一方向间隔布置。
14.可选的，所述掩模夹持模块还包括垫块，所述第一动块通过所述垫块与所述第二直线导轨连接。
15.可选的，所述掩模夹持模块包括框架，所述夹持组件包括相对布置的固定件与平移件，所述固定件固定设置于所述框架上，所述平移件与所述第二动块连接，并沿所述第二方向可移动地设置于所述框架上。
16.可选的，所述夹持组件还包括夹持端，所述夹持端设置于所述平移件之用于接触和夹持掩模的一侧；所述夹持端由弹性材料制成，或形成具有弹性结构的形态。
17.可选的，所述驱动组件包括电机及滚珠丝杆，所述电机与所述滚珠丝杆的螺杆连接，所述第一动块与所述滚珠丝杆的螺母连接；或者，所述驱动组件包括气缸或直线电机，所述气缸或直线电机与所述第一动块连接。
18.为解决上述技术问题，本发明还提供一种掩模拉伸装置，其包括：如上所述的掩模夹持模块以及与所述掩模夹持模块连接的拉伸模块，所述拉伸模块用于驱动所述掩模夹持模块移动，以拉伸所述掩模夹持模块所夹持的掩模。
19.为解决上述技术问题，本发明还提供一种张网机，其包括如上所述的掩模拉伸装置。
20.综上所述，本发明提供的掩模夹持模块、掩模拉伸装置及张网机中，所述掩模夹持模块包括：驱动组件、第一动块、第二动块以及夹持组件；所述第一动块在所述驱动组件的驱动下沿第一方向平移运动；所述第一动块包括第一接触面，所述第二动块包括与所述第一接触面相对布置的第二接触面，所述第一动块与所述第二动块通过所述第一接触面与所述第二接触面连接，且所述第一接触面和所述第二接触面被限制在垂直于所述第一接触面和所述第二接触面方向上的移动自由度，所述第二动块在所述第一动块平移运动的带动下沿第二方向平移运动；所述夹持组件与所述第二动块连接，并随所述第二动块运动，用于夹持掩模。如此配置，第二动块与第一动块连接并被限制接触面方向上的移动自由度，由第二动块与第一动块构成的传动机构结构简单，减小了夹持力传动的误差，使得第二动块与第一动块的传动稳定可靠，其运动间隙小、运动精度高，从而可以提高夹持组件的动作精度和可靠性，提高多个掩模夹持模块用于夹紧掩模时的同步性，提高对掩模的夹紧质量。
附图说明
21.本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：
22.图1是本发明一实施例提供的掩模夹持模块的示意图；
23.图2是本发明一实施例提供的掩模夹持模块于张开状态的示意图；
24.图3是本发明一实施例提供的掩模夹持模块于夹紧状态的示意图；
25.图4是本发明一实施例提供的掩模夹持模块的受力分析的示意图；
26.图5a和图5b是本发明一实施例提供的掩模夹持模块的变形仿真模拟的示意图；
27.图6是本发明一实施例提供的掩模夹持模块之另一示范例的示意图；
28.图7是本发明一实施例提供的第一动块和第二动块的接触面的设置角的分析图；
29.图8是本发明一实施例提供的第一动块和第二动块的受力分析图。
30.附图中：
31.01-第一方向；02-第二方向；
32.100-第一动块；110-第一接触面；120-第一直线导轨；200-第二动块；210-第二接触面；300-驱动组件；310-电机；320-滚珠丝杆；321-螺杆；322-螺母；400-夹持组件；410-固定件；420-平移件；430-夹持端；500-框架；510-第二直线导轨；520-垫块。
具体实施方式
33.为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
34.如在本说明书中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本说明书中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。
35.本发明提供了一种掩模夹持模块及掩模拉伸装置，以解决现有技术中夹持精度易受影响的问题。
36.以下参考附图进行描述。
37.请参考图1至图8，其中，图1是本发明一实施例提供的掩模夹持模块的示意图，图2是本发明一实施例提供的掩模夹持模块于张开状态的示意图，图3是本发明一实施例提供的掩模夹持模块于夹紧状态的示意图，图4是本发明一实施例提供的掩模夹持模块的受力分析的示意图，图5a和图5b是本发明一实施例提供的掩模夹持模块的变形仿真模拟的示意图，图6是本发明一实施例提供的掩模夹持模块之另一示范例的示意图，图7是本发明一实施例提供的第一动块和第二动块的接触面的设置角的分析图，图8是本发明一实施例提供的第一动块和第二动块的受力分析图。
38.如图1所示，本发明一实施例提供一种掩模夹持模块，其包括：驱动组件300、第一动块100、第二动块200以及夹持组件400；所述第一动块100在所述驱动组件300的驱动下沿第一方向01平移运动；所述第一动块100包括第一接触面110，所述第二动块200包括与所述第一接触面110相对布置的第二接触面210，所述第一动块100与所述第二动块200通过所述第一接触面110与所述第二接触面210连接，且所述第一接触面110和所述第二接触面210被限制在垂直于所述第一接触面110和所述第二接触面210方向上的移动自由度，所述第二动块200在所述第一动块100平移运动的带动下沿第二方向02平移运动；所述夹持组件400与所述第二动块200连接，用于在所述第二动块200运动的带动下夹持掩模；其中，所述第一接触面110和所述第二接触面210与所述第一方向01不平行，且所述第一接触面110和所述第二接触面210与所述第二方向02不垂直。
39.以下结合图2和图3，对本实施例一示范例提供的掩模夹持模块进行分析说明。在
图1至图3示出的示范例中，第一方向01为水平向，第二方向02为垂向。其中，图2示意了掩模夹持模块处于张开状态时的形态，第一动块100受到来自驱动组件300的驱动力(沿图中向左的箭头方向)而处于沿第一方向01移动行程的左端，夹持组件400张开；图3示意了掩模夹持模块处于夹紧状态时的形态，第一动块100受到来自驱动组件300的驱动力(沿图中向右的箭头方向)而处于沿第一方向01移动行程的右端，夹持组件400夹紧；实际中，第一动块100可在驱动组件300的驱动下，在沿第一方向01移动行程的左端和右端之间平移运动。以由图2至图3的夹紧过程为例，第一动块100沿第一方向01向右端移动，由于第一接触面110和第二接触面210被限制在垂直于第一接触面110与第二接触面210方向上的移动自由度，第二动块200与第一动块100只能产生沿第一接触面110与第二接触面210的延伸方向上的相对滑动，在第二动块200相对第一动块100滑动的同时，第二动块200沿第二方向02向下平移，进一步带动与第二动块200连接的夹持组件400，以夹持掩模。更进一步的，可以限制第一动块100除沿第一方向01以外的各方向的移动自由度，以及限制第二动块200除沿第二方向02以外的各方向的移动自由度，以保证第一动块100与第二动块200仅可沿预期的传动方向移动，从而提高传动的精度。
40.如此配置，第二动块200与第一动块100连接并被限制接触面方向上的移动自由度，由第二动块200与第一动块100构成的传动机构结构简单，减小了夹持力传动的误差，使得第二动块200与第一动块100的传动稳定可靠，其运动间隙小、运动精度高，从而可以提高夹持组件400的动作精度和可靠性，提高多个掩模夹持模块用于夹紧掩模时的同步性，提高对掩模的夹紧质量。需要理解的，上述示范例示意了第一方向01为水平向，第二方向02为垂向，且第一接触面110与第二接触面210朝向夹持组件400下倾(即靠近夹持组件400的一侧低于远离夹持组件400的一侧)，而在其它的一些实施例中，第一方向01与第二方向02的方向并不限于相垂直，第一接触面110与第二接触面210的设置角亦不限于朝向夹持组件400下倾，可以理解的，第一接触面110与第二接触面210的设置方向需避免与第一方向01平行，且第一接触面110与第二接触面210的设置方向需避免与第二方向02垂直，即可以实现利用第一动块100推动第二动块200运动。
41.优选的，所述第一方向01与所述第二方向02的夹角不为0
°
或180
°
，所述第一接触面110及所述第二接触面210与所述第一方向01的角度不大于所述第一方向01与所述第二方向02之夹角的二分之一。请参考图7和图8，图中，第一动块100沿第一方向01运动，第二动块200沿第二方向02运动，虚线示意了第一动块100和第二动块200的一种运动后的位置，第一方向01与第一接触面110及第二接触面210的夹角为β，第二方向02与第一接触面110及第二接触面210的夹角为γ，若假设以第一动块100受到来自驱动组件300的拉力n1进行受力分析，其受到拉力n1、来自第二接触面210对第一接触面110的拉力n2、以及来自框架或导轨对第一动块100的支撑力(该支撑力垂直于第一方向01，大小等于n2
·
cosβ，图中未示出)。由力的平衡条件可以知道，n2
·
sinβ＝n1。同样的对第二动块进行受力分析，其受到来自夹持组件400的反力n3、第一接触面110对第二接触面210的拉力n2、、以及来自框架或导轨对第二动块200的支撑力(图中未示出)。可以知道，n2
·
sinγ＝n3。从而可以得出，n3＝n1
·
sinγ/sinβ。
42.在第一方向01与第二方向02成角度(即不平行、不重合)时，第一接触面110相对于第二动块200而言是一个楔形的斜面，在第一方向01与第二方向02的夹角确定后，通过分配
γ与β的比例，可以获得不同的传力效果。具体的，当γ>β时，n3大于n1，驱动组件300通过较大的行程换取以较小的力推动夹持组件400，实现对夹持组件400的增力效果，且运动精度较高，符合掩模夹持模块提高夹持精度的需求。当γ＝β时，n3等于n1，即驱动组件300的出力以1：1的传动比传递到夹持组件400，第一动块100与第二动块200的行程亦相等。当γ<β时，n3小于n1，驱动组件300需要以较大的出力推动夹持组件400，特别的，当γ远小于β时，第一动块100与第二动块200的运动转换会出现卡住的状况，而无法实现传动。综上，β≤γ时，可以获得较好的夹持精度。
43.需要说明的，由于第一方向01与第二方向02只是两个动块的运动指向，第一方向01与第二方向02之间的夹角的取值应理解为在0
°
～180
°
之间。第一方向01与第二方向02之间的夹角为0
°
或180
°
时，第一方向01与第二方向02平行或重合，两个方向实质上是相同的。特别的，在图7所示的示例中，第一方向01与第二方向02之间的夹角还可以理解为γ β的补角α，此时根据上述分析可以知道，当第一接触面110及第二接触面210与第一方向01的角度不大于1/2
·
α时，可以获得较好的夹持精度。因此接触面的设置角(即第一接触面110及第二接触面210与第一方向01的角度)可取的范围如图7中的阴影部分所示。
44.请参考图6，优选的，当第一方向01与第二方向02之间的夹角为0
°
或180
°
(即第一方向01与第二方向02相同)时，所述第一接触面110及所述第二接触面210与所述第一方向01的角度β的范围在45
°
～135
°
之间。由于当第一方向01与第二方向02相同时，第一接触面110及所述第二接触面210可不存在相对滑移，因此当β的范围在45
°
～135
°
之间时，第一接触面110与第二接触面210之间的力传递，对于垂直于第一方向01的分力较小，从而使得框架或导轨对第一动块100和第二动块200的支撑力较小。较佳的，β＝90
°
时，第一动块100和第二动块200的力传递相对于垂直于第一方向01无分力，n3等于n1，也可以取得较好的夹持精度。
45.基于上述分析，在图1至图3所示的示范例中，第一方向01与第二方向02之间的夹角为90
°
，第一方向01为水平向，第二方向02为垂向。第一方向01与第二方向02相垂直的布置方式，适应于对掩模垂向夹持并对其进行水平向拉伸。结合图4的受力分析，其中，第一接触面110及第二接触面210与第一方向01的角度为θ，驱动组件300的出力为n1，夹持组件400的夹紧力为n3，第一接触面110及第二接触面210的拉力为n2，根据向量法可以得出，n3＝n1*tanθ。为保证较好的夹持进度，结合两个动块运动行程的需求，优选0
°
<θ≤45
°
。
46.请继续参考图1至图3，优选的，所述第一方向01与所述第二方向02的夹角不为0
°
或180
°
时，所述掩模夹持模块还包括第一直线导轨120，所述第一接触面110与所述第二接触面210通过所述第一直线导轨120连接。可以理解的，当第一方向01与第二方向02成角度时，第一动块100与第二动块200之间的力传递过程会产生沿第一接触面110与第二接触面210的相对滑移，第一直线导轨120的设置可以减小第一接触面110与第二接触面210之间的摩擦力，并为第一接触面110与第二接触面210提供垂直于接触面方向上的限位，使第一动块100与第二动块200可靠地实现传动。可选的，第一直线导轨120可选用高精度等级的自润滑滚动导轨、气浮导轨或导杆等能够径向直线运动的导向机构。
47.进一步的，所述掩模夹持模块包括框架500及第二直线导轨510，所述第一动块100和/或所述第二动块200通过所述第二直线导轨510设置于所述框架500上。第二直线导轨
510的设置，可以减小第一动块100或第二动块200沿各自的运动方向的摩擦力，同时限制第一动块100或第二动块200的沿移动方向以外的方向产生偏移或扭转，提高第一动块100或第二动块200的移动精度。更进一步的，所述第一动块100通过至少两个所述第二直线导轨510设置于所述框架500上，其中，至少两个所述第二直线导轨510垂直于所述第一方向01间隔布置。在图1示出的示范例中，第一动块100沿水平向移动，第一动块100沿垂向的上下两端分别通过一个第二直线导轨510与框架500连接；第二动块200水平向的左侧通过一个第二直线导轨510与框架500连接。当然在其它的实施例中，第一动块100还可以通过更多数量的第二直线导轨510与框架500连接，第二直线导轨510的设置位置也不限于第一动块100沿垂向的上下两端。可选的，第二直线导轨510可选用高精度等级的自润滑滚动导轨、气浮导轨或导杆等能够径向直线运动的导向机构。
48.更进一步的，所述掩模夹持模块还包括垫块520，所述第一动块100通过所述垫块520与所述第二直线导轨510连接。垫块520能够对第一动块100的垂向尺寸进行修模调整，以进一步提高第一动块100的运动精度。
49.如图1所示，可选的，所述夹持组件400包括相对布置的固定件410与平移件420，所述固定件410固定设置于所述框架500上，所述平移件420与所述第二动块200连接，并沿所述第二方向02可移动地设置于所述框架500上。优选的，平移件420与第二动块200固定连接。较佳的，夹持组件400还包括夹持端430，夹持端430设置于平移件420之用于接触和夹持掩模的一侧，夹持端430优选由弹性材料制成，或通过开槽等方式形成具有弹性结构的形态，以在夹持掩模时能够形成缓冲，从而能够增加夹持的均匀性，有利于提升夹持精度，进而提升张拉精度。可选的，固定件410之朝向掩模的一面也具有一定的弹性，以避免对掩模造成伤害。
50.可选的，所述驱动组件300包括电机310及滚珠丝杆320，所述电机310与所述滚珠丝杆320的螺杆321连接，所述第一动块100与所述滚珠丝杆320的螺母322连接。如图1至图3所示，在一个示例中，电机310安装于框架500上，电机310的输出轴与滚珠丝杆320的螺杆321固定连接，第一动块100上适配于螺杆321的位置开设通孔以供螺杆321穿设，滚珠丝杆320的螺母322与第一动块100固定连接，如此配置，电机310带动螺杆321转动，驱动螺母322沿第一方向01平移而带动第一动块100运动。较佳的，电机310具有自锁功能，以在夹持组件400实现对掩模夹持后，能够保持夹持力。当然驱动组件300并不限于如上的配置，在其它的一些实施例中，所述驱动组件300包括气缸或直线电机，所述气缸或直线电机与所述第一动块100连接。气缸或直线电机可以直接对第一动块100进行直线形驱动。可选的，驱动组件300还可以包括凸轮机构、同步带传动机构或齿轮组传动机构等，本领域技术人员可根据电机的运动性能参数选配合适的传动机构。利用滚珠丝杆、气缸或直线电机等直线形驱动的形式，可以提高驱动第一动块100的精度，提升夹持精度，进而提升张拉精度。
51.请参考图5a和图5b，其是图1所示的示范例在掩模夹持装置夹紧一掩模、电机310输出预定的力后进行仿真分析的结果示意图，图中以不同的色阶表示了掩模夹持装置各个部分的变形量，图中数值的单位为毫米(mm)。在掩模夹持模块于夹紧状态时，夹持组件400夹紧的状况下，夹持端430的变形量约为数十微米，夹持精度较高。
52.基于上述掩模夹持模块，本实施例还提供一种掩模拉伸装置，其包括如上所述的掩模夹持模块以及与所述掩模夹持模块连接的拉伸模块，所述拉伸模块用于驱动所述掩模
夹持模块移动，以拉伸所述掩模夹持模块所夹持的掩模。进一步的，本实施例还提供一种张网机，其用于张拉掩模。所述张网机包括如上述的掩模拉伸装置。本领域技术人员可根据现有技术对掩模拉伸装置和张网机进行适当的配置，以实现对掩模的拉伸和张拉。由于本实施例提供的掩模拉伸装置和张网机包括如上所述的掩模夹持模块，其也具备由上述掩模夹持模块所带来的有益效果，这里对掩模拉伸装置和张网机的其它模块的结构和原理不再赘述。
53.综上所述，本发明提供的掩模夹持模块、掩模拉伸装置及张网机中，掩模夹持模块包括驱动组件、第一动块、第二动块以及夹持组件；所述第一动块在所述驱动组件的驱动下沿第一方向平移运动；所述第一动块包括第一接触面，所述第二动块包括与所述第一接触面相对布置的第二接触面，所述第一动块与所述第二动块通过所述第一接触面与所述第二接触面连接，且所述第一接触面和所述第二接触面被限制在垂直于所述第一接触面和所述第二接触面方向上的移动自由度，所述第二动块在所述第一动块平移运动的带动下沿第二方向平移运动；所述夹持组件与所述第二动块连接，并随所述第二动块运动，用于夹持掩模。如此配置，第二动块与第一动块连接并被限制接触面方向上的移动自由度，由第二动块与第一动块构成的传动机构结构简单，减小了夹持力传动的误差，使得第二动块与第一动块的传动稳定可靠，其运动间隙小、运动精度高，从而可以提高夹持组件的动作精度和可靠性，提高多个掩模夹持模块用于夹紧掩模时的同步性，提高对掩模的夹紧质量。
54.上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。