CN101250685A - 一种有机电致发光显示器掩膜板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机电致发光显示器掩膜板的制作方法,取一张导磁薄钢片,利用不锈钢刻蚀或者激光切割在薄钢片上开孔以形成图案;将丝网平铺在已有图案的薄钢片上,并在薄钢片的边缘涂上拉丝网用的胶水,再去除薄钢片图案区域的丝网,然后将丝网拉伸;取一框体,将其贴在拉伸丝网上形成网框,粘接稳固后,沿网框的外缘裁下;将另一块导磁钢板切割成所需的掩膜板外框,然后把掩膜板外框和网框中的导磁薄钢片连接在一起,再割开丝网,网框脱落,最后沿掩膜板外框的外缘切去多余钢片,完成掩膜板的制作。本发明利用丝网拉伸薄钢片,降低了制造成本且简化了工艺流程,网框与外框的连接更为稳固,操作也相对更加简单,精度得到很大提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种在显示器制作过程中用于真空镀膜部件,特别涉及一种有机电致发光显示器掩膜板的制作方法。
背景技术
有机电致发光显示器(OLED)行业的起步和发展,给我国在显示器行业在世界的地位带来了机遇。目前,用于OLED制作过程中真空镀膜的掩膜板基本上都是产自日、韩等国,国内的OLED掩膜板也大都是从日、韩等国进口,因为掩膜板加工精度要求很高,即指拉伸和焊接金属材料难度较大,造成制造工艺十分复杂,使得掩膜板的价格十分昂贵。
OLED镀膜掩膜板是由一种导磁性薄不锈钢片和导磁不锈钢外框构成。在现有技术中,薄钢片上预先开有各种矩形、圆形或其它类型的小孔,掩膜板在OLED制作中与玻璃基板通过磁铁吸附在一起,在真空环境下有机材料或者金属蒸汽会沉积在未被掩膜板挡住的区域而形成设计者所需的特定图案,被掩膜板盖住部分没有材料沉积而被保护起来。在真空中,玻璃基板与掩膜板通过磁铁吸附被悬于被蒸镀材料上方,由于玻璃基板上的图案精度很高,所以要求组成掩膜板的材料导磁性好,且开口线条非常平整、规则;玻璃基板与掩膜板贴合后,二者的相对位置不能移动,精度要求10μ级或以下,那么必然要求掩膜板上的薄钢片具有较强的张力(一般为20lbs左右)。
中国发明专利《有机真空镀膜掩膜板的制作方法》(0013136.0),公开了用焊锡将合金丝在铁条上进行固定的技术方案来保持张力,但是,掩膜板在真空镀膜以后,铁条上面的合金丝容易松塌,直接影响拉力,并且合金丝间的线距也不易控制;还有,中国发明专利《真空蒸镀线状掩膜的掩膜板》(0311675.9),公开的技术方案虽然可以实现合金丝的网状拉伸,但是由于是由许多平行排列的丝线组成,而每根线必须独立拉伸,这样就使得线间距和张力一致性很难控制,而且在拉伸完成后,固定架用螺钉进行固定,增加了真空腔室内的操作难度。而且,以上的两种方法不易控制精度,最高精度只能达到3线/mm,但是,对于OLED的像素(即一个R,G,B单元)而言,1mm的线宽就已经非常大了,而在实际所应用的线宽R,G,B三线总和在200μm左右,其精度远远高于1mm的单线宽。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够降低生产成本、简化工艺流程且产品结构更为稳固的有机电致发光显示器掩膜板的制作方法。
本发明的目的通过以下的技术方案来实现:一种有机电致发光显示器掩膜板的制作方法,包括以下步骤:(1)取一张导磁薄钢片,剪裁成所需的大小和形状,利用不锈钢刻蚀或者通过激光切割在薄钢片上开孔以形成图案,该图案按照OLED设计要求形状制作;(2)将面积大于薄钢片的丝网平铺在刻有图案的导磁薄钢片上,在导磁薄钢片的边缘涂上拉丝网用的胶水,再去除导磁薄钢片图案区域的丝网,然后将固定在导磁薄钢片边缘上的丝网进行拉伸,导磁薄钢片也被拉伸绷紧;(3)取一框体,将其贴在拉伸丝网上形成网框,粘接稳固后,沿网框的外缘裁下;(4)取另一块导磁钢板切割成所需的掩膜板外框,然后把掩膜板外框置于导磁薄钢片图案开孔区域的外围,再将该掩膜板外框与开孔区域外围的导磁薄钢片连接在一起,割开丝网,网框脱落,最后沿掩膜板外框的外缘切去多余钢片,完成掩膜板的制作。
本发明通过丝网拉伸薄钢片,再通过贴合外框、焊接掩膜板外框,使得薄钢片的张力得以保持,形成具有良好张力的掩模板,掩模板外框与具有张力的薄钢片能够稳固地连接在一起,以使掩膜板在真空镀膜过程中可以一直保持很好的张力,实现较好的蒸镀效果。
所述不锈钢刻蚀是指:把所需图案制作成掩模板的曝光基材,做好备用;将所需规格的薄钢片洗净并双面均匀涂抹光刻胶,然后在烘箱里按光刻胶的硬化温度热烘,再取出冷却,使用上述曝光基材在曝光机里单面曝光,再用碱液显影,便在薄钢片上获得所需刻蚀的图案,最后经酸刻液的刻蚀形成以开孔组成的图案。
本发明使用不锈钢刻蚀技术用曝光基材的曝光方法形成图案,由于曝光机的精度可到达1μ级,因而制作出的掩膜板精度很高,大大简化了制造掩模板的工序流程;用激光刻蚀形成图案的精度虽然稍低,但也能够满足实际需求。
所述曝光基材为菲林或者铬板。
所述掩膜板外框厚度为4~6mm,宽度为8~12mm;所述掩膜板外框的形状为多边形。
所述薄钢片的厚度范围是20~150μm。
所述步骤(4)中,焊接时掩膜板外框与薄钢片的相对位置通过夹具进行对准,焊接点在掩膜板外框上均匀分布。可以使得薄钢片不会变形,而且掩膜板外框在水平方向上受力均匀不会翘起,使用效果更好。
所述步骤(4)中,掩膜板外框和网框中导磁薄钢片的连接形式为激光焊接或者胶水粘合。
所述步骤(2)中,平铺在导磁薄钢片上的丝网边缘大于导磁薄钢片边缘8~12cm,在导磁薄钢片的边缘涂上宽度为4~5cm的胶水。
所述形成导磁薄钢片上图案的开孔为矩形状开孔或者线条状开孔。
所述步骤(4)中,是用线切割或者锉刀沿掩膜板外框的外缘切去多余钢片。
本发明与现有技术相比具有以下的优点:
(1)本发明借鉴拉丝网的过程制作OLED蒸镀掩膜板,把钢片与丝网粘接,间接拉伸钢片,从而解决了钢片难于拉伸及张力难以实现的问题,使得掩膜板的制造工艺大大简化,产品的生产成本降低。
(2)曝光机的精度可达1μ级,制作出的掩膜板精度很高,从而满足了对掩膜板的精度要求。
(3)薄钢片与掩膜板外框使用焊接连接方式,掩膜板结构牢固,经久耐用,焊接点在掩膜板外框上均匀分布,可使薄钢片不易变形且掩膜板外框在水平方向上受力均匀不会翘起,使用效果更好。
(4)利用丝网拉伸的钢片张力均匀性好,且表面张力可以自行控制并量化。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
图1为矩形状开孔掩膜板的导磁薄钢片示意图;
图2为线条状开孔掩膜板的导磁薄钢片示意图;
图3为图2单粒线条状开孔放大示意图;
图4为掩膜板外框示意图;
图5为导磁薄钢片被拉伸后固定在网框中并连接掩膜板外框时的示意图。
图中,12-矩形状开孔,11-对位开孔,21-对位孔,42-网框,43-掩膜板外框,44-薄钢片图案区域,45-丝网区域,41-丝网和薄钢片的连接区域,22-线条状开孔,31-单粒线条状开孔,10-具有矩形状开孔的导磁薄钢片,20-具有线条状开孔的导磁薄钢片
具体实施方式
如图1、图4及图5所示,本发明一种有机电致发光显示器掩膜板的制作方法,包括以下步骤:
(1)取一张导磁薄钢片,剪裁成所需的大小和形状,利用不锈钢刻蚀或者通过激光切割在薄钢片上开孔以形成图案,该图案按照OLED设计要求形状制作。
其中,不锈钢刻蚀具体过程是:首先根据产品型号尺寸和排版方式的要求设计图案,制作一张菲林,也可以使用铬板等曝光基材;取一张导磁薄钢片,比如型号为SUS430、INVAR36等导磁不锈钢,该导磁薄钢片的厚度20~150μm,将导磁薄钢片剪裁成设备规格所需的大小,然后用酒精和去离子水(清水)洗净,且干燥后,在其两面上均匀涂布光刻胶,再将已被双面涂布完光刻胶的导磁薄钢片在烘箱里热烘,该热烘温度以所涂布的光刻胶的硬化温度为准,热烘以后取出冷却;用已制作好的菲林在曝光机里单面曝光,然后用浓度很低的碱液(如用体积比0.4%NaOH)显影,在此过程中,由于涂布于导磁薄钢片上的光刻胶被曝光的部分会与碱液作用脱落,而没有被曝光的部分就被光刻胶保护起来,这样,导磁薄钢片上需要刻蚀成图案的部分就裸露出来;要根据导磁薄钢片的材质,再结合所需精度的要求,配制酸刻液,例如:普通的SUS430不锈钢可以利用稀盐酸加入适量双氧水配成的酸刻液来进行刻蚀。完成导磁薄钢片上由开孔组成的图案刻蚀后,将导磁薄钢片清洗干净,并用高出显影液浓度数倍的碱液把导磁薄钢片上的保护光刻胶脱去。由此,掩膜板的薄钢片上的图案制作完成,该掩膜板的薄钢片可以是具有矩形状开孔的导磁薄钢片10,还可以是具有线条状开孔的导磁薄钢片20(参见图2)。
在上述刻蚀过程中,也可以通过激光切割机用激光打印的方法在薄钢片上切出图案。
上述开孔可以为矩形状开孔12、线条状开孔22及圆形等其它类型的小孔形状,矩形状开孔掩膜板(参见图1)称为大开孔的蒸镀掩膜板,指示整个OLED发光屏区域,在OLED制做过程中,用于蒸镀单色产品的有机层和电极层,也可用于蒸镀全彩产品中的部分有机层和电极层,此类开孔可依据玻璃基板上的图案而设计;线条状开孔掩膜板(参见图2)称为全彩型蒸镀掩膜板,指示整个OLED发光屏区域,在OLED制作过程中,用于分别独立蒸镀全彩产品的红色、绿色和蓝色独立发光层,如图3所示为线条状开孔22的放大示意图,其中,单粒线条状开孔31实际上也是矩形状开孔,精度一般在100μ以下,其排列成梳状,单粒线条状开孔31对应于一种红色、绿色或蓝色发光单元,用于全彩型OLED器件的制作。
上述两种刻蚀方法都可以实现矩形及线条状开孔的掩膜板图案制作,但是由于线条状开孔掩膜板的单粒线条状开孔31较小,所以线条状开孔的制作一般采取利用高价铁与不锈钢的氧化还原刻蚀,能够达到更高的图案精度。
对位开孔11能够保证掩膜板与玻璃基板贴合时通过CCD对位,使得开孔中心与玻璃基板上的对位标中心重合;21为线条状掩膜板的对位孔,与对位开孔11作用相同。
(2)将丝网平铺在刻有图案的导磁薄钢片上,该丝网边缘大于导磁薄钢片边缘8~12cm,在导磁薄钢片的边缘涂上宽度为4~5cm用于粘接丝网和薄钢片的胶水带41,再去除覆盖在导磁薄钢片图案区域44的丝网,在制作丝网的拉网机上将固定在导磁薄钢片边缘上的丝网进行拉伸,导磁薄钢片也被拉伸绷紧。
所涂胶水的宽度以能够固定住薄钢片使之不脱落松动,且不盖过图案为准,去除薄钢片图案区域的丝网,丝网和钢片已经连成整体,所以,当丝网受力拉伸时,薄钢片同样会被拉伸绷紧,可以根据薄钢片所要达到的表面张力值,对丝网进行拉伸。
(3)取一框体,将其贴在拉伸的丝网区域45上形成网框42,框体与拉伸的丝网粘接稳固后,沿网框42的外缘裁下。
对该外框体的机械强度要求比较高,必须是不易变形的,在拉网设备上薄钢片被拉伸,贴上外框并被裁下之后,薄钢片就被固定在网框42中间,薄钢片由于网框42的作用而使其张力得以保持,不会减小。
(4)取另一块如导磁SUS430型号的钢板切割成所需的掩膜板外框43(参见图4),所用钢板厚度为4~6mm,宽度为8~12mm,形状为四边倒角的正方形;然后把掩膜板外框43放置于导磁薄钢片图案区域44的开孔区的外围,再把掩膜板外框43和导磁薄钢片按照焊接区域(即图5中所示掩模板外框43叠放位置)激光焊接在一起,割开丝网区域45中的丝网,网框42脱落,最后沿掩膜板外框43的外缘切去多余钢片,完成掩膜板的制作。
掩膜板外框43的材质要求导磁且机械加工强度较好,且不易变形扭曲,掩膜板外框43的形状还可以根据图纸设计成其它多边形和所需的尺寸大小。在进行焊接之前,将薄钢片与掩膜板外框43的连接区域打磨平整,并用酒精将薄钢片图案开孔外围需焊接的区域及掩膜板外框43上连接面擦拭干净,使得薄钢片与掩膜板外框连接得更为稳固。
除了激光焊接方式,还可以使用粘贴等连接方式,如使用AB胶等强力胶水进行粘贴,粘贴方法比较简单,且成本低,但其粘接牢固性稍弱;而用激光焊接的方法操作性好,而且生产效率高。在焊接时掩膜板外框与薄钢片的相对位置需通过夹具对准,焊接点应该在掩膜板外框上均匀分布,这样,掩膜板外框在水平方向上受力均匀而不会翘起;最后,可以采用线切割或锉刀沿掩膜板外框的外缘切去多余钢片,蒸镀掩膜板制作完成。
Claims (10)
1、一种有机电致发光显示器掩膜板的制作方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)取一张导磁薄钢片,剪裁成所需的大小和形状,利用不锈钢刻蚀或者通过激光切割在薄钢片上开孔以形成图案,该图案按照OLED设计要求形状制作;
(2)将面积大于薄钢片的丝网平铺在刻有图案的导磁薄钢片上,在导磁薄钢片的边缘涂上拉丝网用的胶水,再去除导磁薄钢片图案区域的丝网,然后将固定在导磁薄钢片边缘上的丝网进行拉伸,导磁薄钢片也被拉伸绷紧;
(3)取一框体,将其贴在拉伸丝网上形成网框,粘接稳固后,沿网框的外缘裁下;
(4)取另一块导磁钢板切割成所需的掩膜板外框,然后把掩膜板外框置于导磁薄钢片图案开孔区域的外围,再将该掩膜板外框与开孔区域外围的导磁薄钢片连接固定在一起,割开丝网,网框脱落,最后沿掩膜板外框的外缘切去多余钢片,完成掩膜板的制作。
2、根据权利要求1所述的有机电致发光显示器掩膜板的制作方法,其特征在于:所述不锈钢刻蚀是指:把所需图案制作成掩模板的曝光基材,做好备用;将所需规格的薄钢片洗净并双面均匀涂抹光刻胶,然后在烘箱里按光刻胶的硬化温度热烘,再取出冷却,使用上述曝光基材在曝光机里单面曝光,再用碱液显影,便在薄钢片上获得所需刻蚀的图案,最后经酸刻液的刻蚀形成以开孔组成的图案。
3、根据权利要求2所述的有机电致发光显示器掩膜板的制作方法,其特征在于:所述曝光基材为菲林或者铬板。
4、根据权利要求1所述的有机电致发光显示器掩膜板的制作方法,其特征在于:所述掩膜板外框厚度为4~6mm,宽度为8~12mm;所述掩膜板外框的形状为多边形。
5、根据权利要求1所述的有机电致发光显示器掩膜板的制作方法,其特征在于:所述导磁薄钢片的厚度范围是20~150μm。
6、根据权利要求1所述的有机电致发光显示器掩膜板的制作方法,其特征在于:所述步骤(4)中,焊接时掩膜板外框与薄钢片的相对位置通过夹具进行对准,焊接点在掩膜板外框上均匀分布。
7、根据权利要求1所述的有机电致发光显示器掩膜板的制作方法,其特征在于:所述步骤(4)中,掩膜板外框和网框中导磁薄钢片的连接形式为激光焊接或者胶水粘合。
8、根据权利要求1所述的有机电致发光显示器掩膜板的制作方法,其特征在于:所述步骤(2)中,平铺在导磁薄钢片上的丝网边缘大于导磁薄钢片边缘8~12cm,在导磁薄钢片的边缘涂上宽度为4~5cm的胶水。
9、根据权利要求1所述的有机电致发光显示器掩膜板的制作方法,其特征在于:所述形成导磁薄钢片上图案的开孔为矩形状开孔或者线条状开孔。
10、根据权利要求1所述的有机电致发光显示器掩膜板的制作方法,其特征在于:所述步骤(4)中,是用线切割或者锉刀沿掩膜板外框的外缘切去多余钢片。
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