CN103668056A - 一种掩膜板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种掩膜板制作方法及采用该方法制作形成的掩膜板，所述掩膜板制作方法包括：提供基板；减薄所述基板的中部区域，形成掩膜区域，未减薄区域形成掩膜框；对掩膜区域中待形成掩膜图案块的区域进行刻蚀，形成掩膜通孔和掩膜线。由于本发明提供的掩膜板制作方法，采用一个整体的基板，通过多次减薄和刻蚀同时形成掩膜框和掩膜，由于所述掩膜框和掩膜为整体结构，无需再通过拉网和焊接工艺固定所述掩膜框和掩膜，从而简化了所述掩膜板的工艺流程，使掩膜板制作工艺更加简单。另外，本发明提供的掩膜板由于采用上述方法制作形成，避免了拉网和焊接过程中对掩膜通孔产生的损伤，因此能够提高掩膜板的质量。

Description

一种掩膜板及其制作方法

技术领域

本发明涉及蒸镀技术领域，更具体的说是涉及一种掩膜板及其制作方法。

背景技术

有机电致发光器件（OLED）以其低成本、高亮度、高对比度、响应快、低功耗、视角广、外观轻薄、可柔性显示等优点，被认为是下一代的平板显示装置，有望取代现阶段的液晶显示器（LCD）。OLED具有依次堆叠在玻璃基板上的阳极、有机发光层和阴极。有机发光层的材料一般分为大分子有机材料和小分子有机材料。对于小分子有机材料，通常利用真空蒸镀的方法，在阳极上形成各有机功能层，最后再形成器件的阴极。

在OLED中，为了实现全彩化，需要在发光层分别形成R、G、B发光区域，在采用蒸镀方法制作OLED薄膜的过程中，需要更换不同的掩膜板来形成不同颜色的区域，在蒸镀中对掩膜板的精度要求很高，如图1和图2所示，分别为现有掩膜板的爆炸图和剖面图，现有掩膜板的制作方法为：1、制作掩膜框20，所述掩膜框具有开口；2、用约0.03mm厚的超薄不锈钢基材，通过半刻蚀的方法对不锈钢基材进行两面刻蚀，刻蚀出掩膜图案12，形成掩膜通孔；3、将形成掩膜图案12的超薄不锈钢基材的四周11用其它物体黏住然后张网拉紧，保证掩膜图案12中的每根细线都拉直且受力均匀，形成条形通孔12b和掩膜线12a；4、将拉紧的掩膜通过激光焊接技术焊接到掩膜框20上，再沿着掩膜框20的周围激光切割掉多余的不锈钢，同时去掉之前的张网，形成完整的掩膜板（即图2中所示）。

但是发明人发现，现有技术中形成掩膜板的过程需要较多工艺，且工艺繁琐。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种掩膜板及其制作方法，仅在一块基板上经过多次刻蚀得到掩膜板，避免了现有技术中掩膜与掩膜框拉网和焊接的过程，从而使得掩膜板制作工艺流程更加简单，且采用一块基板制作的掩膜板，在各方向上所受应力均匀性好，能有效防止掩膜板尺寸增大引起的扭曲变形。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种掩膜板制作方法，包括以下步骤：

S1：提供基板；

S2：减薄所述基板的中部区域，形成掩膜区域，未减薄区域形成掩膜框；

S3：对掩膜区域中待形成掩膜图案块的区域进行刻蚀，形成掩膜通孔和掩膜线。

优选地，步骤S2和步骤S3之间还包括：

S21：减薄所述掩膜区域中待形成掩膜图案块的区域，以在未减薄区域形成支撑条。

优选地，步骤S21中的所述减薄的过程具体为对所述掩膜区域中待形成掩膜图案块的区域进行刻蚀，仅去除部分掩膜区域材料，以对待形成掩膜图案块区域进行减薄。

优选地，步骤S2中的减薄工艺为机械加工的切削工艺或磨切工艺。

优选地，步骤S3具体包括：在所述掩膜区域的第一表面进行第一次半刻蚀，在需要形成掩膜通孔的地方形成凹槽；

在所述掩膜区域与所述第一表面相对的第二表面进行第二次半刻蚀，将所述掩膜区域的第二表面上与所述凹槽对应的位置刻蚀至形成掩膜通孔。

本发明同时还提供一种掩膜板，包括：掩膜和位于所述掩膜外围的掩膜框，其中，所述掩膜板采用上面的掩膜板制作方法制作形成。

优选地，所述掩膜板的掩膜框厚度范围为5mm-20mm，包括端点值。

优选地，所述掩膜包括掩膜图案块和支撑条，其中所述支撑条位于所述掩膜图案块外的区域，且所述支撑条的厚度大于所述掩膜图案块的掩膜线厚度。

优选地，所述支撑条的厚度范围为1mm-2mm，包括端点值。

优选地，所述支撑条的边缘与所述掩膜图案块的边缘之间的距离大于0.5mm。

优选地，所述掩膜图案块中掩膜线的厚度范围为0.03mm-0.1mm，包括端点值。

优选地，所述掩膜板的材质为金属、或金属合金、或不锈钢。

经由上述的技术方案可知，本发明提供的掩膜板制作方法，采用一个整体的基板，通过减薄中部区域，形成边框厚度较大的掩膜框，再通过多次刻蚀，在减薄后的中心区域形成掩膜通孔和掩膜线，最终形成掩膜板。即本发明提供的掩膜板制作方法在一个整体的基板上多次刻蚀形成掩膜框和掩膜，通过该制作方法制作出来的掩膜框和掩膜是连在一起的整体，无需再通过拉网焊接过程将掩膜和掩膜板焊接在一起，即，本发明提供的掩膜板制作方法能够避免拉网和焊接的过程，从而简化了掩膜板的工艺流程，使得掩膜板制作工艺更加简单。

同时本发明中还提供了一种采用上述制作方法形成的掩膜板，由于所述掩膜板制作过程中无需拉网和焊接的过程，从而能够避免拉网和焊接过程中对掩膜通孔产生的损伤，提高了掩膜板的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中掩膜板的爆炸示意图；

图2为现有技术中掩膜板的剖面示意图；

图3为本发明提供的掩膜板制作方法流程图；

图4（a）～4（c）为本发明一个实施例提供的一种掩膜板制作工艺图；

图5（a）～5（c）为本发明一个实施例提供的另一种掩膜板制作工艺图；

图6为本发明实施例提供的一种带支撑条的掩膜板局部剖面图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中的掩膜板制作方法采用工艺较多，且工艺较繁琐。

发明人发现，出现上述现象的原因是，现有技术的掩膜板制作过程中，需要先分别制作掩膜框和掩膜，最后再通过拉网和焊接工艺将制作好的掩膜与掩膜框固定在一起。由于制作过程中涉及到多种工艺，如拉网工艺和焊接工艺，且每道工艺的过程较复杂，造成现有技术中掩膜板制作工艺繁琐。

基于此，发明人经过研究发现，一种掩膜板制作方法，包括以下步骤：

S1：提供基板；

S2：减薄所述基板的中部区域，形成掩膜区域，未减薄区域形成掩膜框；

S3：对掩膜区域中待形成掩膜图案块的区域进行刻蚀，形成掩膜通孔和掩膜线。

由上述的技术方案可知，本发明提供的掩膜板制作方法，采用一个整体的基板，通过减薄中部区域，形成边框厚度较大的掩膜框，再通过多次刻蚀，在减薄后的中心区域形成掩膜通孔和掩膜线，最终形成掩膜板。即本发明提供的掩膜板制作方法在一个整体的基板上多次刻蚀形成掩膜框和掩膜，通过该制作方法制作出来的掩膜框和掩膜是连在一起的整体，无需再通过拉网焊接过程将掩膜和掩膜板焊接在一起，即，本发明提供的掩膜板制作方法能够避免拉网和焊接的过程，从而简化了掩膜板的工艺流程，使得掩膜板工艺更加简单。

以上是本申请的核心思想，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

下面通过几个实施例具体描述。

本发明实施例公开的一种掩膜板的制作方法，用于真空蒸镀技术中，如图3所示，包括以下步骤：

步骤S1：提供基板30，如图4（a）所示；

所述掩膜板主要用于薄膜的蒸镀工艺中，所述基板30的尺寸需要根据蒸镀设备机台的具体要求进行设计，以使制作形成的掩膜板能够与所述蒸镀设备机台匹配使用，本实施例中对所述基板的具体尺寸不做限定，需要说明的是，为了能够得到机械强度较强，在应力作用下不容易发生扭曲的掩膜板，本实施例中优选的，所述基板30的厚度范围为5mm-20mm，包括端点值。且所述基板30的材料优选为金属、或金属合金、或不锈钢，更为优选的，所述基板为磁性金属薄板，以便后续利用磁性吸附在蒸镀设备机台上。

在进行其他步骤之前，还可以通过抛光工艺对所述基板的表面进行打磨，使所述基板的表面平整。

步骤S2：减薄所述基板的中部区域，形成掩膜区域31，未减薄区域形成掩膜框32，如图4（b）所示；

需要说明的是，本步骤中减薄所述基板的中部区域采用的工艺主要是机械加工工艺，所述机械加工工艺主要包括切削工艺或磨切工艺，通过机械加工将所述基板的其中一个表面的中间部分挖掉，中间部分的厚度减薄，未减薄的区域形成掩膜框32，即本实施例中所述掩膜框32的厚度与所述基板30的厚度相同。

需要说明的是，掩膜区域31的厚度可以根据实际需要进行设计，本实施例中对此不做限定，在本发明的一个实施例中，减薄后得到的掩膜区域31的厚度为0.03mm-0.1mm，包括端点值。

步骤S3：对掩膜区域31中待形成掩膜图案块的区域进行刻蚀，形成掩膜通孔31b和掩膜线31a，如图4（c）所示。

对步骤S2中掩膜区域内待形成掩膜图案块的区域进行刻蚀得到掩膜，所述掩膜图案块内包括掩膜通孔31b和掩膜线31a。其中所述掩膜通孔31b用于在蒸镀过程中让蒸镀材料通过，沉积在需要形成薄膜图案的地方；所述掩膜线31a用于遮挡蒸镀材料，避免在不需要形成薄膜的地方蒸镀上蒸镀材料。

需要说明的是，对掩膜区域中待形成掩膜图案块的区域进行刻蚀，形成掩膜通孔和掩膜线的过程，可以通过一次全刻蚀工艺形成掩膜通孔，还可以通过两次半刻蚀工艺形成掩膜通孔。为了保证刻蚀出来的通孔的侧壁较光滑，使有机材料的蒸镀效果更好，本实施例中优选的采用两次半刻蚀形成所述掩膜通孔。所述半刻蚀工艺与全刻蚀工艺相比，仅在刻蚀时间上比所述全刻蚀工艺少，其他刻蚀条件均相同，从而能够只刻蚀掉一部分掩膜区域的材料，形成凹槽，而不形成通透的通孔。

所述两次半刻蚀工艺为在掩膜区域的两个表面进行的不刻蚀通透的刻蚀方法，具体包括：在所述掩膜区域的第一表面涂抹保护胶，采用带有掩膜通孔图案的光刻掩膜板遮挡所述保护胶，通过曝光，然后显影、刻蚀等工艺，在所述掩膜区域形成凹槽，即通过一次半刻蚀工艺，在需要形成掩膜通孔的地方形成凹槽；在所述掩膜区域与所述第一表面相对的第二表面进行第二次半刻蚀，将所述减薄后的区域的第二表面上与所述凹槽对应的位置同样采用半刻蚀工艺至形成贯穿的通孔，即通过两次半刻蚀在所述掩膜图案块区域形成掩膜通孔。

需要说明的是，所述掩膜通孔的形状可以是条状、块状或“品”字形等规则的形状或不规则的形状。所述通孔的形状可以根据镀膜的具体要求而设定，本实施例中对此不做限定。

至此，掩膜板制作完成。本实施例中采用一整块基板，然后通过减薄所述基板的中部区域，形成掩膜区域和掩膜框，然后再通过刻蚀工艺在掩膜区域形成掩膜通孔，从而完成掩膜板的制作，即本实施例中提供的掩膜板制作方法，在一个基板上直接制作出掩膜框和掩膜，相对于现有技术中先分别制作掩膜和掩膜框，然后再通过拉网、焊接等工艺将掩膜和掩膜框固定在一起，本实施例中提供的掩膜板的制作方法减少了将掩膜和掩膜框固定的环节，从而能够减少工艺流程，使掩膜板的制作工艺更加简单。

另外，由于减少了拉网和焊接的过程，还能够避免拉网过程中由于拉力不均匀造成的掩膜通孔变形或焊接过程中造成的虚焊等不良问题，进而提高了掩膜板的质量。

需要说明的是，在蒸镀过程中，当掩膜板固定在待形成薄膜层的基板下方时，由于掩膜板仅靠掩膜框支撑，中间区域会有一定程度的变形和下垂，这样会导致掩膜区域的边界存在偏差，有机材料在蒸镀时超出预定的区域，影响OLED显示屏的分辨率及色彩均匀性。随着基板尺寸的增大，所需要的掩膜尺寸也会随之增大，由于所受应力不均，掩膜板出现一定程度的扭曲及变形，严重影响产品的良率。

本发明的另一个实施例中提供一种掩膜板的制作方法，在所述掩膜上设置支撑条以增强所述掩膜板的机械强度。所述支撑条的厚度可以与所述掩膜框的厚度相同，也可以小于所述掩膜框的厚度，但是所述支撑条的厚度大于所述掩膜图案块内掩膜线的厚度，从而所述支撑条能够为所述掩膜图案块提供支撑作用。

具体的，带有支撑条的掩膜板的制作方法为：

步骤S1：提供基板；

所述掩膜板主要用于薄膜的蒸镀工艺中，所述基板的尺寸需要根据蒸镀设备机台的具体要求进行设计，以使制作形成的掩膜板能够与所述蒸镀设备机台匹配使用，本实施例中对所述基板的具体尺寸不做限定，需要说明的是，为了能够得到机械强度较强，在应力作用下不容易发生扭曲的掩膜板，本实施例中优选的，所述基板的厚度范围为5mm-20mm，包括端点值。且所述基板的材料优选为金属、或金属合金、或不锈钢，更为优选的，所述基板为磁性金属薄板。

步骤S2：如图5（a）所示，减薄所述基板的中部区域，形成掩膜区域41，未减薄区域形成掩膜框42；

所述减薄过程采用的是机械加工工艺，未减薄区域形成掩膜框，也即所述掩膜板的掩膜框厚度与所述基板的厚度相同，优选的所述掩膜框的厚度范围为5mm-20mm，包括端点值。本实施例中优选的将所述中部区域减薄至厚度范围为1mm-2mm，包括端点值。

步骤S21：如图5（b）所示，减薄所述掩膜区域41中待形成掩膜图案块的区域，以在未减薄区域形成支撑条44。

该步骤中的减薄过程采用半刻蚀工艺形成，仅仅在所述掩膜区域41形成凹槽。所述掩膜区域减薄部分为后续工艺中形成掩膜图案块的区域43，而未减薄区域形成支撑条44，本实施例中所述支撑条44的厚度范围优选为1mm-2mm，包括端点值。

需要说明的是，本实施例中对所述支撑条的具体厚度不做限定，所述支撑条还可以与所述掩膜框的厚度相同，也可以小于所述掩膜框的厚度，只要大于所述掩膜图案块区域的厚度，能够为所述掩膜图案块提供支撑作用即可。

其中，所述支撑条位于所述掩膜图案块区域外的区域，所述支撑条的边缘与所述掩膜图案块区域的边缘可以重合，也可以相距一定距离。为方便蒸镀材料的通过，避免出现蒸镀形成的薄膜边界不清楚的问题，本实施例中优选的所述支撑条的边缘与所述掩膜图案块的边缘之间的距离大于0.5mm。需要说明的是，所述支撑条的边缘与所述掩膜图案块的边缘之间的距离可以根据所述支撑条的厚度进行更改，所述支撑条的厚度越大，所述距离也随之变大，本实施例中对此不作限定。

步骤S3：如图5（c）所示，对掩膜区域中待形成掩膜图案块的区域进行刻蚀，形成掩膜通孔43b和掩膜线43a。

本实施例中形成掩膜通孔和掩膜线同样可以采用一次全刻蚀工艺形成，也可以采用两次半刻蚀工艺形成，本实施例中优选的所述掩膜通孔采用两次半刻蚀工艺形成，以保证得到的掩膜通孔侧壁的光滑度。

本实施例中由于在所述掩膜区域的掩膜图案块外的区域设置有厚度大于所述掩膜图案块内掩膜线厚度的支撑条，由于所述支撑条厚度较厚，且连接所述掩膜图案块和掩膜边框，从而能够为所述掩膜图案块提供一定的支撑作用，提高所述掩膜板的机械强度，防止所述掩膜板在应力作用下出现扭曲和变形的现象，造成蒸镀形成薄膜边界不清楚，进而影响蒸镀质量。

本发明中还提供了一种由上面实施例中的制作方法得到的掩膜板，如图4（c）所示，包括连为一体的掩膜框32和位于掩膜框内部的掩膜31。所述掩膜板的材质为金属、或金属合金、或不锈钢。

其中，所述掩膜包括掩膜图案块，掩膜图案块内包括能够使蒸镀材料通过的掩膜通孔31b和阻止蒸镀材料通过的掩膜线31a，所述掩膜图案块中掩膜线的厚度范围为0.03mm-0.1mm，包括端点值。为保证所述掩膜板具有较好的机械强度，所述掩膜框的厚度范围优选为5mm-20mm，包括端点值。

为了增加掩膜板的机械强度，防止所述掩膜板受应力作用产生扭曲变形，本实施例中优选的，所述掩膜还包括位于所述掩膜图案块区域外的支撑条，且所述支撑条的厚度范围优选为1mm-2mm，包括端点值。当然，在本发明的其他实施例中所述支撑条的厚度还可以为其他值，只要所述支撑条的厚度大于所述掩膜图案块内掩膜线的厚度，且所述支撑条与所述掩膜线均匀相连，对所述掩膜图案块起到支撑作用即可，本实施例中对此不做限定。为避免增加的支撑条对蒸镀过程产生影响，优选的所述支撑条的边缘与所述掩膜图案块的边缘之间的距离大于0.5mm。

需要说明的是，所述支撑条可以仅仅是通过掩膜的中心，连贯所述掩膜板长度的一条支撑条，也可以是多条平行的支撑条，还可以是相互交叉垂直设置的多条支撑条，如图6所示，该掩膜板包括掩膜框51、掩膜图案块52，其中掩膜图案块52包括掩膜通孔52b和掩膜线52a，本实施例中所述掩膜通孔52b为条形的，但在其他实施例中所述掩膜通孔还可以是其他形状的，本实施例中对此不作限定。另外，本实施例中掩膜图案块52之间还包括多个支撑条53，其中过个所述支撑53条相互垂直交叉分布。本实施例中对所述支撑条的个数和分布情况不做限定，只要所述支撑条能够对所述掩膜起到支撑作用，并加强所述掩膜的机械强度即可。

本实施例中提供的掩膜板，由于采用上面实施例中提供的掩膜板制作方法，在一个整体基板上同时制作形成掩膜框和掩膜，无需对掩膜和掩膜框再采用拉网和焊接工艺进行固定，使得所述掩膜通孔未受拉网或焊接的影响，掩膜通孔的形状较好，掩膜板的质量得到一定的保证。

另外，本实施例中提供的掩膜板上还可以设置支撑条，以增加所述掩膜板的机械强度，从而防止所述掩膜板在使用过程中出现扭曲和变形，同时本实施例中提供的带有支撑条的掩膜板由于机械强度增加，在保证其扭曲和变形较小的情况下，能够适当将掩膜尺寸增大，使得掩膜板的应用范围更广。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种掩膜板制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：提供基板；

S2：减薄所述基板的中部区域，形成掩膜区域，未减薄区域形成掩膜框；

S3：对掩膜区域中待形成掩膜图案块的区域进行刻蚀，形成掩膜通孔和掩膜线。

2.根据权利要求1所述的掩膜板制作方法，其特征在于，步骤S2和步骤S3之间还包括：

S21：减薄所述掩膜区域中待形成掩膜图案块的区域，以在未减薄区域形成支撑条。

3.根据权利要求2所述的掩膜板制作方法，其特征在于，步骤S21中的所述减薄的过程具体为对所述掩膜区域中待形成掩膜图案块的区域进行刻蚀，仅去除部分掩膜区域材料，以对待形成掩膜图案块区域进行减薄。

4.根据权利要求1所述的掩膜板制作方法，其特征在于，步骤S2中的减薄工艺为机械加工的切削工艺或磨切工艺。

5.根据权利要求1所述的掩膜板制作方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

在所述掩膜区域的第一表面进行第一次半刻蚀，在需要形成掩膜通孔的地方形成凹槽；

在所述掩膜区域与所述第一表面相对的第二表面进行第二次半刻蚀，将所述掩膜区域的第二表面上与所述凹槽对应的位置刻蚀至形成掩膜通孔。

6.一种掩膜板，其特征在于，包括：掩膜和位于所述掩膜外围的掩膜框，其中，所述掩膜板采用权利要求1-5任意一项所述的掩膜板制作方法制作形成。

7.根据权利要求6所述的掩膜板，其特征在于，所述掩膜板的掩膜框厚度范围为5mm-20mm，包括端点值。

8.根据权利要求7所述的掩膜板，其特征在于，所述掩膜包括掩膜图案块和支撑条，其中所述支撑条位于所述掩膜图案块外的区域，且所述支撑条的厚度大于所述掩膜图案块的掩膜线厚度。

9.根据权利要求8所述的掩膜板，其特征在于，所述支撑条的厚度范围为1mm-2mm，包括端点值。

10.根据权利要求9所述的掩膜板，其特征在于，所述支撑条的边缘与所述掩膜图案块的边缘之间的距离大于0.5mm。

11.根据权利要求8所述的掩膜板，其特征在于，所述掩膜图案块中掩膜线的厚度范围为0.03mm-0.1mm，包括端点值。

12.根据权利要求6-11任意一项所述的掩膜板，其特征在于，所述掩膜板的材质为金属、或金属合金、或不锈钢。

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