CN103205677A

CN103205677A - 蒸镀用沟槽掩模板的制备方法

Info

Publication number: CN103205677A
Application number: CN2012100106897A
Authority: CN
Inventors: 魏志凌; 高小平; 孙倩
Original assignee: Kunshan Power Stencil Co Ltd
Current assignee: Kunshan Power Stencil Co Ltd
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2013-07-17

Abstract

本发明涉及一种蒸镀用沟槽掩模板的制备方法，主要解决现有OLED制造技术中，蒸镀时有机颗粒由于掩模板开口壁的遮蔽而无法达到基板的技术问题，本发明通过采用一种蒸镀用沟槽掩模板的制备方法，采用双面蚀刻工艺，包括如下几个步骤：从掩模板材料的ITO面蚀刻形成网格状开口(1)；从掩模板的蒸镀面刻蚀形成沟槽开口(2)，并使沟槽开口(2)与网格状开口(1)中心重合，且沟槽开口(2)中心对称；且开口孔壁具有一定凹弧度，形成了30～50°蒸镀锥角；通过蚀刻工艺，制得具有ITO面小尺寸网格状开口(1)与蒸镀面大尺寸沟槽开口(2)相贯通形成葫芦状开口的掩模板的技术方案，较好地解决了该问题，可用于有机发光二级管的工业生产中。

Description

蒸镀用沟槽掩模板的制备方法

技术领域

本发明涉及OLED制造过程中所需的蒸镀用沟槽掩模板的制备方法。

背景技术

一般地，OLED器件为一种发射显示器件，其通过电激发荧光有机化合物发光。依据可以排列为矩阵的N×M像素的驱动方式，OLED器件可以看作无源矩阵OLED（PMOLED）器件或有源矩阵OLED（AMOLED）器件。AMOLED器件与PMOLED器件相比，由于其低功耗和高分辨率，适合于大尺寸显示器。

依据光从有机化合物发出的方向，OLED器件可为顶发射OLED器件、底发射OLED器件或顶和底发射OLED器件。顶发射OLED器件在与设置有像素的衬底的相反方向上发光且与底发射OLED不同，其具有高开口率（Aperture ratio）。

对于既包含用于主要显示窗口的顶发射型又包含用于次要窗口的底发射型OLED器件的需求正在增长，因为此器件可以被小型化且其消耗很少的功率。这样的OLED器件可以主要用于包括外部次要显示窗口和内部主要显示窗口的移动电话。次要显示窗口消耗的功率少于主要显示窗口，且当移动电话处于呼叫等待状态时它可以保持开的状态，从而允许在任何时候观察接收状态、电池余量、时间等。

有机电致发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）是在一定电场驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到阴极修饰层和空穴注入层，并在发光层中相遇，形成的激子最终导致可见光的发射。对于有机电致发光器件，我们可按发光材料将其分成两种：小分子OLED和高分子OLED。

上述有机电致发光装置包括第一电极、有机发光层及第二电极。制造有机发光装置时，通过光刻法，通过腐蚀剂在ITO上构图。光刻法再用来制备第二电极时，湿气渗入有机发光层和第二电极之间，会显著地缩短有机发光装置的寿命，降低其性能。为了克服以上问题，采用蒸镀工艺将有机发光材料沉积在基板上，形成有机发光层，该方法需配套高精度蒸镀用荫罩。第二电极的制作同发光层的制作方法。

在蒸镀过程中，随着时间的延长，温度也在不断上升，高温可达到60℃，由于荫罩开口尺寸以微米级衡量，并且需要蒸镀到ITO玻璃上的有机材料的厚度很薄，以纳米级单位进行衡量，所以对开口尺寸精度、开口形貌以及板厚需严格要求。由于传统工艺使用的蒸镀用沟槽掩模板（也称为荫罩）的开口一般为单层的，荫罩上的开口也无具无锥度，所以会造成有机材料颗粒的遮挡，影响蒸镀层的均匀性，降低蒸镀质量，增加了制造成本。

传统工艺采用单层开口的OLED掩模板，且开口无锥度，如图1所示，有机材料颗粒从各个角度穿过掩模板并贴附于基板上，开口1无锥度，当颗粒倾斜射入角度小于或等于θ时，这部分颗粒会碰到开口壁而被遮蔽，无法到达基板。这种现象会产生以下问题：使倾斜射入的颗粒出现部分缺失，致使辉度下降，并且在基板上不能形成希望的厚度和形状。

一般蒸镀用荫罩的厚度在100μm左右，而蒸镀的有机材料膜厚只在100nm左右，荫罩上的开口尺寸最小可以是10μm，所以无锥度开口的侧壁势必会在蒸镀过程中产生遮挡，但另一方面，如果只减薄荫罩的厚度来降低有机材料的遮挡程度，又会影响荫罩的使用寿命，因为荫罩过薄，易变形，影响的荫罩的使用，降低蒸镀质量。

传统的蒸镀用沟槽掩模板的开口种类有三种：点状荫罩板（Invar-Shadow Mask）、栅格式/狭缝荫罩板（Aperture Grille Mask/Slit Mask）、狭槽荫罩板（Slot Mask）。都具有如图1开口11所述的单面无锥度的开口缺陷。

本发明提供一种OLED制造过程中所需的蒸镀用沟槽掩模板的制备方法，该方法制备的掩模板具有锥度开口设计，解决了有机颗粒由于开口壁的遮蔽而无法达到基板的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有OLED制造技术中，蒸镀时有机颗粒由于开口壁的遮蔽而无法达到基板的技术问题，提供一种新的蒸镀用沟槽掩模板的制备方法，使方法制备的掩模板具有有机材料的使用率高、成膜率高、掩模板使用寿命长、节约成本的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种蒸镀用沟槽掩模板的制备方法，采用双面蚀刻工艺，包括如下几个步骤：

a) 选取厚度为15～200μm金属或合金薄板作为掩模板材料，掩模板材料的一个面为和半导体玻璃接触的ITO面，另一个面作为蒸镀面；

b)从掩模板材料的ITO面蚀刻形成网格状开口(1)；

c) 从掩模板的蒸镀面刻蚀形成沟槽开口(2)，并使沟槽开口(2) 与网格状开口(1)中心重合，且沟槽开口(2)中心对称；且开口孔壁具有一定凹弧度，形成了30～50°蒸镀锥角；

d) 通过对ITO面和蒸镀面蚀刻时间的控制，得到所需要的沟槽开口(2)与网格状开口(1)的开口深度；网格状开口(1)深度为5～50μm，横向尺寸为50～70μm，网格状开口(1)的尺寸精度控制在±5μm；沟槽开口(2)深度为10～150μm，横向尺寸为80～140μm，

e) 通过蚀刻，制得具有ITO面小尺寸网格状开口(1)与蒸镀面大尺寸沟槽开口(2)相贯通形成葫芦状沟槽的掩模板；

其中，所述掩模板形状为四边形，ITO面的网格状开口(1) 横向和纵向之间均具有实桥；沟槽开口(2)横向之间具有实桥；所述掩模板上在ITO面上的网格状开口尺寸小于在蒸镀面上的沟槽的开口尺寸。

上述技术方案中，所述ITO面开口通过横向和纵向若干个实桥，将开口连接起来，形成网格状；蒸镀面上的沟槽开口通过横向实桥，将开口连接起来，沟槽在掩模板上呈规则分布；所述掩模板为矩形，厚度为10～150μm。ITO面网格状开口和蒸镀面的沟槽开口均具有倒锥角，ITO面的开口倒锥角的角度小于蒸镀面的沟槽开口倒锥角的角度。掩模板材料为不锈钢、纯镍、镍钴合金、镍铁合金、因瓦合金中的任意一种金属板。掩模板厚度为20～100μm；将其在掩模板的厚度方向上垂直剖开，其剖面图为葫芦状。ITO面和蒸镀面上的开口长尺寸边的方向为纵向，开口小尺寸边的方向为横向；ITO面开口横向尺寸小于蒸镀面网格开口的横向尺寸。ITO面沟槽开口横向上的尺寸精度在±5μm；ITO面的倒锥角开口的垂直深度在5～25μm。蒸镀面沟槽开口侧壁为光滑锥壁，锥度在30～50°。ITO面的倒锥角开口的垂直深度小于等于蒸镀面锥角开口的垂直深度；所述掩模板使用时，ITO面与蒸镀基板ITO玻璃紧密贴紧，有机材料通过ITO面开口和蒸镀面沟槽开口蒸镀到ITO玻璃基板上。ITO面的网格状开口侧壁为光滑倒锥角，锥度为0-8°

本发明通过该发明的有益效果如下：该种制备工艺制得的掩模板具有锥度开口，即ITO面开口尺寸小于蒸镀面开口尺寸，解决了有机颗粒由于开口壁的遮蔽而无法达到基板的问题；在保证ITO面开口位置精度的同时提高了有机材料的成膜率；提高了有机材料的使用率，节约了成本。提高了蒸镀薄膜的均匀度；开口葫芦形的设计，保证了掩模板与ITO玻璃基板紧贴面（即ITO面）的开口尺寸精度控制在要求范围内；掩模板具有大开口设计的一定厚度的蒸镀面，保证在不影响蒸镀的情况下，对掩模板进行了加厚稳固的作用；扩大了荫罩的厚度范围，避免由于掩模板过薄导致的板面变形，提高了荫罩使用寿命，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为现有技术中掩模板结构示意图。

图2为本发明实施例1中掩模板结构示意图。

图3为掩模板和ITO玻璃基板配合示意图。

图4为掩模板沟槽示意图。

图5为沟槽掩模板蒸镀面俯视图。

图1中，1为掩模板的无锥度开口，2为ITO玻璃，3为单层掩模板，4为ITO面，5为蒸镀面。

图2中，1为ITO面小尺寸开口，2为蒸镀面大尺寸开口，3为单层掩模板，4为ITO面，5为蒸镀面。

图3中，1为ITO面小尺寸开口，2为蒸镀面大尺寸开口，3为掩模板，4为ITO面，5为蒸镀面。

图4中，111为蒸镀面大尺寸开口，222为ITO面小尺寸开口，333为掩模板ITO面实桥。

图5中，111为蒸镀面大尺寸开口，222为ITO面小尺寸开口，333为掩模板ITO面实桥，5为蒸镀面。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

【实施例1】

一种蒸镀用沟槽掩模板，如图2所示，厚为50μm，形状为四边形金属板，包括ITO面4和蒸镀面5，所述掩模板上具有贯通ITO面和蒸镀面的沟槽，沟槽在ITO面上的开口1的尺寸小于在蒸镀面上的开口2的尺寸。选取因瓦合金为掩模板材料，采用双面蚀刻工艺，图3为掩模板和ITO面配合示意图。

从掩模板的ITO面4蚀刻形成如图2中掩模板的ITO面开口1，开口1深度为15μm，横向尺寸为70μm，从掩模板的蒸镀面5刻蚀形成如图2中蒸镀面上的开口2，并保证蒸镀面上的开口2与模板的ITO面开口1中心重合，且蒸镀面上的开口2中心对称，深度为35μm，横向尺寸为140μm，且蒸镀面上的开口2的开口孔壁具有一定凹弧度，形成了如图3中的蒸镀角度50°。通过对ITO面和蒸镀面蚀刻时间的分开控制，得到所需要的ITO面开口1和蒸镀面上的开口2的开口深度。如图4所示，实桥3将开口连接在一起；通过上述蚀刻工艺制得的开口剖视图如图3所示，15μm深70μm宽的ITO面小尺寸开口1与35μm深140μm宽的蒸镀面大尺寸开口2相贯通形成葫芦状沟槽开口，开口具有50°的蒸镀锥角，开口1的尺寸精度控制在±5μm；上述双面蚀刻也可以采用单面分两次蚀刻。

【实施例2】

一种蒸镀用沟槽掩模板，厚为35μm，形状为四边形金属板，包括ITO面和蒸镀面两个面，所述掩模板上具有贯通ITO面和蒸镀面的沟槽，沟槽在ITO面上的开口的尺寸小于在蒸镀面上的开口的尺寸。

所述蒸镀用沟槽掩模板为四边形镍钴合金金属板，掩模板的ITO面开口深度为10μm，横向尺寸为50μm，蒸镀面上的槽状开口与掩模板的ITO面开口中心重合，且两开口中心对称，，且蒸镀面上的开口孔壁具有一定凹弧度，形成了蒸镀角度30°。通过对ITO面和蒸镀面蚀刻时间的分开控制，得到10μm深50μm宽的ITO面小尺寸开口与25μm深120μm宽的蒸镀面大尺寸开口相贯通形成葫芦状沟槽开口，开口具有30°的蒸镀锥角，实桥将开口连接在一起；通过蚀刻工艺制得的开口， ITO面开口的尺寸精度控制在±5μm；上述双面蚀刻也可以采用单面分两次蚀刻。ITO面的网格状开口侧壁为光滑倒锥角，锥度为2°。

【实施例3】

一种蒸镀用沟槽掩模板，厚为100μm，形状为四边形金属板，包括ITO面和蒸镀面两个面，所述掩模板上具有贯通ITO面和蒸镀面的沟槽，沟槽在ITO面上的开口的尺寸小于在蒸镀面上的开口的尺寸。

所述蒸镀用沟槽掩模板为四边形镍钴合金金属板，掩模板的ITO面开口深度为35μm，横向尺寸为70μm，蒸镀面上的沟槽状开口与模板的ITO面开口中心重合，且与ITO面上的开口中心对称。蒸镀面上的开口孔壁具有一定凹弧度，形成了蒸镀角度30°。通过对ITO面和蒸镀面蚀刻时间的分开控制，得到35μm深50μm宽的ITO面小尺寸开口与65μm深70μm宽的蒸镀面沟槽状开口，二者相贯通形成葫芦状沟槽开口，开口具有50°的蒸镀锥角。实桥将开口连接在一起；通过蚀刻工艺制得的开口， ITO面开口的尺寸精度控制在±5μm；上述双面蚀刻也可以采用单面分两次蚀刻。ITO面的网格状开口侧壁为光滑倒锥角，锥度为8°

采用所述掩模板进行有机电致发光二极管蒸镀的方法，包括如下几个步骤：把掩模板的ITO面和ITO半导体玻璃面结合，把掩模板的蒸镀面对应有机蒸镀源；蒸发有机材料，使有机材料通过掩模板上的沟槽，附着到和ITO半导体玻璃面上；分离掩模板和ITO半导体玻璃，完成蒸镀。

Claims

1.一种蒸镀用沟槽掩模板的制备方法，采用双面蚀刻工艺，包括如下几个步骤：

b)从掩模板材料的ITO面蚀刻形成网格状开口(1)；

c) 从掩模板的蒸镀面刻蚀形成沟槽开口(2)，并使沟槽开口(2) 与网格状开口(1)中心重合；且蒸镀面的槽状开口（2）孔壁具有一定凹弧度，形成了30～50°蒸镀锥角；

2.根据权利要求1所述的蒸镀用沟槽掩模板的制备方法，其特征在于所述掩模板为矩形，厚度为10～150μm。

3.根据权利要求1所述的蒸镀用沟槽掩模板的制备方法，其特征在于沟槽状开口在掩模板的厚度方向上垂直剖面图为葫芦状，ITO面开口和蒸镀面的槽状开口均具有倒锥角，ITO面开口的倒锥角角度小于蒸镀面的槽状开口的倒锥角的角度；蒸镀面沟槽开口的锥角在30～50°，且沟槽开口(2)中心对称。

4.根据权利要求1所述的蒸镀用沟槽掩模板的制备方法，其特征在于所述的ITO面的横向尺寸精度控制在±5μm；在ITO面开口为矩形网孔。

5.根据权利要求3所述的蒸镀用沟槽掩模板的制备方法，其特征在于ITO面的倒锥角开口的垂直厚度小于等于蒸镀面锥角开口的垂直厚度。

6.根据权利要求1所述的蒸镀用沟槽掩模板的制备方法，其特征在于掩模板材料为不锈钢、纯镍、镍钴合金、镍铁合金、因瓦合金中的任意一种金属板；掩模板厚度为10～100μm。

7.根据权利要求3所述的蒸镀用沟槽掩模板的制备方法，其特征在于ITO面的倒锥角开口的垂直深度在5～25μm。

8.根据权利要求1所述的蒸镀用沟槽掩模板的制备方法，其特征在于蒸镀面槽状开口侧壁为光滑锥壁。

9.根据权利要求1所述的蒸镀用沟槽掩模版的制备方法，其特征在于ITO面的网格状开口侧壁为光滑倒锥角，锥度为0-8°。

10.根据权利要求1所述的蒸镀用沟槽掩模板的制备方法，其特征在于所述掩模板使用时，ITO面与蒸镀基板ITO玻璃紧密贴紧，有机材料通过蒸镀面面槽状开口和ITO面网格状开口蒸镀到ITO玻璃基板上。