CN103981485B - 掩膜板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种掩膜板及其制造方法，属于显示技术领域。其中，所述掩膜板，包括：金属基材，所述金属基材上设置有至少一个第一镂空区域；有机覆盖层，所述有机覆盖层上设置有至少一个第二镂空区域，所述第二镂空区域的投影位于所述第一镂空区域内；所述有机覆盖层部分或全部覆盖所述金属基材。本发明的技术方案能够利用激光切割机台制造出高精度掩膜板，并且制造出的高精度掩膜板具有较好的开口精度。

Description

掩膜板及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是指一种掩膜板及其制造方法。
背景技术
与传统的LCD(LiquidCrystalDisplay，液晶显示器)显示方式相比，OLED(OrganicElectroluminescenceDisplay，有机发光二极管)技术无需背光灯，其具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料膜层和玻璃基板，当有电流通过时，有机材料就会发光。因此OLED显示屏能够显著节省电能，可以做得更轻更薄，比LCD显示屏耐受更宽范围的温度变化，而且可视角度更大。其中，OLED屏体的发光层一般都是通过有机材料利用蒸镀成膜技术透过高精度金属掩膜板(finemetalmask，FMM)在阵列基板上相应的像素位置形成有机发光元器件。
随着OLED技术的发展，尤其是AMOLED(ActiveMatrix/OrganicLightEmittingDiode，有源矩阵有机发光二极体)技术的出现，OLED产品尺寸及玻璃基板尺寸都在不断增加，也要求高精度金属掩膜板的尺寸不断增大。现有的高精度金属掩模板一般是通过光刻工艺来制造，需要用到涂胶机台、高精度曝光机台、化学刻蚀机台等设备，最好的开口精度可以做到±3um。随着越来越大的AMOLED生产线投入使用，用于制造高精度金属掩膜板的相关机台严重滞后，需要对相关机台进行对应的研发和制造，但是研发和制造的价格高昂，投入较大；而且采用光刻工艺生产高精度金属掩膜板需要先制作光罩，如果高精度金属掩膜板布局改变，光罩就不能再使用，综上所述，采用光刻工艺制造高精度金属掩模板的制造周期长，生产成本高。
为了减少生产成本，缩短制造周期，可以采用激光切割机台来加工高精度金属掩膜板，激光切割机台本身加工精度很高，最好的可以达到±2-3um，该技术是通过激光热切割金属材质的薄片来形成高精度金属掩膜板，但是因为采用激光热切割时产生热量，很容易造成热形变，导致金属堆积的应力不能释放，在将金属薄片拉伸到掩膜板框架上时，金属薄片受到拉力很容易翘曲和褶皱，使高精度金属掩膜板的平整度和直线度受到不良影响，因此采用激光切割机台加工的高精度金属掩膜板实际的开口精度往往大于50um，甚至更差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种掩膜板及其制造方法，能够利用激光切割机台制造出高精度金属掩膜板，并且制造出的高精度金属掩膜板具有较好的开口精度。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种掩膜板，包括：
金属基材，所述金属基材上设置有至少一个第一镂空区域；
有机覆盖层，所述有机覆盖层上设置有至少一个第二镂空区域，所述第二镂空区域的投影位于所述第一镂空区域内；
所述有机覆盖层部分或全部覆盖所述金属基材。
进一步地，所述金属基材为采用殷钢或不锈钢。
进一步地，所述有机覆盖层为采用能够承受300度以上高温的光刻胶或平坦化胶。
进一步地，所述有机覆盖层的厚度为10-200um。
进一步地，所述有机覆盖层的平坦度不大于50um。
本发明实施例还提供了一种掩膜板的制造方法，包括：
将待加工的金属基材放置到切割机台上，并拉伸所述金属基材；
对所述金属基材进行第一次切割，形成第一镂空区域；
在形成有第一镂空区域的金属基材上形成一有机覆盖层，所述有机覆盖层部分或全部覆盖所述金属基材；
对所述有机覆盖层进行第二次切割，形成第二镂空区域，其中，所述第二镂空区域的投影位于所述第一镂空区域内。
进一步地，所述拉伸所述金属基材之后，所述金属基材的平坦度不大于50um。
进一步地，所述在形成有第一镂空区域的金属基材上形成一有机覆盖层之前还包括：
去除掉所述金属基材上附着的杂质颗粒。
进一步地，所述在形成有第一镂空区域的金属基材上形成一有机覆盖层包括：
在形成有第一镂空区域的金属基材上涂布一层有机胶材，并对有机胶材进行固化形成所述有机覆盖层。
进一步地，所述对所述有机覆盖层进行第二次激光切割之前还包括：
对形成有所述有机覆盖层的金属基材进行拉伸。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，先对金属基材进行第一次切割，形成第一镂空区域，再在金属基材上形成一有机覆盖层，对有机覆盖层进行第二次切割，形成第二镂空区域，之后在蒸镀发光层时就可以利用覆盖在金属基材上的有机覆盖层作为掩膜。由于第二次切割是在切割有机覆盖层，因此下面的金属基材不会发生热形变，所以加工精度是由切割机台本身决定的，最好可以达到±2-3um，随着加工精度的提高，拉伸金属基材所需拉力就可以降低，金属基材受力发生翘曲和褶皱的可能也会降低，因此可以有效提高掩膜板的开口精度，相比采用光刻工艺制造高精度金属掩膜板，本发明的技术方案能够缩短制造周期，减少生产成本，并且只需要对现有设备进行简单改造就可以达成，可行性很高。
附图说明
图1为本发明实施例掩膜板的制造方法的流程示意图；
图2为本发明实施例掩膜板的俯视示意图；
图3为图2所示掩膜板沿AA’方向的截面示意图。
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例针对现有技术中采用激光加工的高精度金属掩膜板的开口精度较差的问题，提供一种掩膜板及其制造方法，能够利用激光切割机台制造出高精度掩膜板，并且制造出的高精度掩膜板具有较好的开口精度。
本发明实施例提供了一种掩膜板，包括：
金属基材，所述金属基材上设置有至少一个第一镂空区域；
有机覆盖层，所述有机覆盖层上设置有至少一个第二镂空区域，所述第二镂空区域的投影位于所述第一镂空区域内；
所述有机覆盖层部分或全部覆盖所述金属基材。
本发明的掩膜板中，实际上是将金属基材上的有机覆盖层的第二镂空区域作为掩膜图案，由于有机覆盖层在被切割时不会发生热形变，因此有机覆盖层的加工精度是由切割机台本身决定的，最好可以达到±2-3um，随着加工精度的提高，拉伸金属基材所需拉力就可以降低，金属基材受力发生翘曲和褶皱的可能也会降低，因此可以有效提高掩膜板的开口精度。
优选地，所述金属基材为采用殷钢或不锈钢。
进一步地，所述有机胶材可以为能够承受300度以上高温的光刻胶或平坦化胶，优选地，所述有机覆盖层的厚度为10-200um。
进一步地，为了保证掩膜板的开口精度，所述有机覆盖层的平坦度不大于50um。其中，有机覆盖层的平坦度即在有机覆盖层的截面方向上、最高点与最低点之间的垂直距离。
图1为本发明实施例掩膜板的制造方法的流程示意图，如图1所示，本实施例包括：
步骤a：将待加工的金属基材放置到切割机台上，并拉伸所述金属基材；
步骤b：对所述金属基材进行第一次切割，形成第一镂空区域；
步骤c：在形成有第一镂空区域的金属基材上形成一有机覆盖层，所述有机覆盖层部分或全部覆盖所述金属基材；
步骤d：对所述有机覆盖层进行第二次切割，形成第二镂空区域，其中，所述第二镂空区域的投影位于所述第一镂空区域内。
本方案中的切割工艺可以采用激光切割，也可以采用其他切割方式实现，以下均以激光切割为例进行说明。
本实施例在制造掩膜板时，先对金属基材进行第一次激光切割，形成第一镂空区域，再在金属基材上形成一有机覆盖层，对有机覆盖层进行第二次激光切割，形成第二镂空区域，之后在蒸镀发光层时就可以利用覆盖在金属基材上的有机覆盖层作为掩膜。由于第二次切割是激光在切割有机覆盖层，因此下面的金属基材不会发生热形变，所以加工精度是由激光切割机台本身决定的，最好可以达到±2-3um，随着加工精度的提高，拉伸金属基材所需拉力就可以降低，金属基材受力发生翘曲和褶皱的可能也会降低，因此可以有效提高采用激光加工的高精度掩膜板的开口精度，相比采用光刻工艺制造高精度金属掩膜板，本发明的技术方案能够缩短制造周期，减少生产成本，并且只需要对现有设备进行简单改造就可以达成，可行性很高。
进一步地，本发明另一实施例中，包括上述步骤a-d的基础上，所述步骤a拉伸所述金属基材之后，所述金属基材的平坦度不大于50um。
进一步地，本发明另一实施例中，包括上述步骤a-d的基础上，所述步骤c之前还包括：
去除掉所述金属基材上附着的杂质颗粒。
进一步地，本发明另一实施例中，包括上述步骤a-d的基础上，所述步骤c包括：
在形成有第一镂空区域的金属基材上涂布一层有机胶材，并对有机胶材进行固化形成所述有机覆盖层。具体地，所述有机胶材可以为能够承受300度以上高温的光刻胶或平坦化胶，优选地，所述有机覆盖层的厚度为10-200um。
进一步地，本发明另一实施例中，包括上述步骤a-d的基础上，所述对所述有机覆盖层进行第二次激光切割之前还包括：
对形成有所述有机覆盖层的金属基材进行拉伸。
下面结合附图以及具体的实施例对本发明的掩膜板及其制造方法进行详细介绍，本实施例的掩膜板的制造方法具体包括以下步骤：
步骤1：把需要加工的金属基材放在激光切割机台板上；
其中，金属基材的材质可以为殷钢或者不锈钢，金属基材的厚度优选在50-200um之间。
步骤2：对该金属基材进行拉伸，保证金属基材的平坦度小于50um或更好；
其中，金属基材的平坦度即在金属基材的截面方向上、最高点与最低点之间的垂直距离。
步骤3：利用激光对该金属基材进行第一次切割，如图2所示，其中2为第一次切割所得到的开口图形，切割后在金属基材上形成有多个开口，该多个开口与掩膜板所需开口一一对应，且每一开口的尺寸大于对应掩膜板所需开口的尺寸，具体的，每个开口的尺寸和形状可以根据金属基材的尺寸、厚度和需要进行设置，比如相应的掩膜板开口为5*5um的正方形，则金属基材上对应的开口可以为8*8um的正方形；
步骤4：去除金属基材上附着的杂质颗粒，具体地，可以采用清洗设备对金属基材进行清洗以去除金属基材上附着的杂质颗粒，进一步地，还可以利用风机吹去金属基材上附着的杂质颗粒。如果没有去除金属基材上附着的杂质颗粒，在接下来形成有机覆盖层时，杂质颗粒将对有机覆盖层的平坦度造成影响，从而影响最终的加工精度；
步骤5：在金属基材上形成有机覆盖层。具体地，可以通过涂胶机在金属基材上涂布一层有机胶材，并对有机胶材进行固化形成有机覆盖层。所选用的有机胶材要求可以耐受蒸镀工艺的温度，有一定的韧性和好的覆着性，不容易和金属基材剥离，具体地，有机胶材可以是现有的光刻胶或平坦化胶中；蒸镀工艺的温度一般在300摄氏度以上，现有的光刻胶或平坦化胶可以承受500摄氏度以上的高温，因此能够满足需求。有机覆盖层的厚度可以根据掩膜板所需开口的大小以及金属基材的厚度来设定，通过设定涂胶机的工作参数来控制有机胶材的厚度，优选地，有机覆盖层的厚度在10-200um之间；当然，此处也可以采用其他的沉积方式形成有机覆盖层。
步骤6：将形成有有机覆盖层的金属基材放置到激光切割机台上；
步骤7：对形成有有机覆盖层的金属基材进行拉伸，保证金属基材的平坦度小于50um或更好；
步骤8：利用激光对金属基材上的有机覆盖层进行第二次切割，如图2所示，其中3为第二次切割所得到的开口图形，切割后在有机覆盖层上形成有多个开口，该多个开口与掩膜板所需开口一一对应，且每一开口的尺寸基本等于对应掩膜板所需开口的尺寸，理论上讲，每一开口的尺寸应该与对应掩膜板所需开口的尺寸相等，但受加工精度的影响，每一开口的尺寸与对应掩膜板所需开口的尺寸稍有偏差，开口精度由激光切割机本身精度决定，与掩膜板所需开口尺寸的偏差基本在2-3um。
第二次切割是激光在切割有机覆盖层，激光并不接触下面的金属基材，因此下面的金属基材不会发生热形变，不会影响到加工精度，随着加工精度的提高，拉伸金属基材所需拉力就可以降低，金属基材受力发生翘曲和褶皱的可能也会降低，因此可以有效提高采用激光加工的高精度金属掩膜板的开口精度。
经过上述步骤1-8即可形成本实施例的掩膜板，如图2和图3所示，本实施例的掩膜板1由两部分组成，分别为金属基材4和有机覆盖层5，金属基材4包括有多个开口，金属基材4的多个开口与掩膜板所需开口一一对应，且每一开口的尺寸略大于对应掩膜板所需开口的尺寸；有机覆盖层5包括有与掩膜板所需开口一一对应的多个开口，每一开口的尺寸基本等于对应掩膜板所需开口的尺寸，实际上金属基材4是作为掩膜的载体，在蒸镀发光层时是利用覆盖在金属基材4上的有机覆盖层5作为掩膜。
本实施例先对金属基材进行第一次激光切割，再在金属基材上形成一有机覆盖层，对有机覆盖层进行第二次激光切割，形成包括有掩膜板所需开口的有机覆盖层，之后在蒸镀发光层时就可以利用覆盖在金属基材上的有机覆盖层作为掩膜。由于第二次切割是激光在切割有机覆盖层，因此下面的金属基材不会发生热形变，所以加工精度是由激光切割机台本身决定的，最好可以达到±2-3um，随着加工精度的提高，拉伸金属基材所需拉力就可以降低，金属基材受力发生翘曲和褶皱的可能也会降低，因此可以有效提高采用激光加工的高精度掩膜板的开口精度，相比采用光刻工艺制造高精度金属掩膜板，本实施例能够缩短制造周期，减少生产成本，并且只需要对现有设备进行简单改造就可以达成，可行性很高。
在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，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，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。
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 (5)

1.一种掩膜板的制造方法，其特征在于，包括：
将待加工的金属基材放置到切割机台上，并拉伸所述金属基材；
对所述金属基材进行第一次切割，形成第一镂空区域；
在形成有第一镂空区域的金属基材上形成一有机覆盖层，所述有机覆盖层部分或全部覆盖所述金属基材；
对所述有机覆盖层进行第二次切割，形成第二镂空区域，其中，所述第二镂空区域的投影位于所述第一镂空区域内。
2.根据权利要求1所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，所述拉伸所述金属基材之后，所述金属基材的平坦度不大于50um。
3.根据权利要求1所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，所述在形成有第一镂空区域的金属基材上形成一有机覆盖层之前还包括：
去除掉所述金属基材上附着的杂质颗粒。
4.根据权利要求1所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，所述在形成有第一镂空区域的金属基材上形成一有机覆盖层包括：
在形成有第一镂空区域的金属基材上涂布一层有机胶材，并对有机胶材进行固化形成所述有机覆盖层。
5.根据权利要求1所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，对所述有机覆盖层进行第二次激光切割之前还包括：
对形成有所述有机覆盖层的金属基材进行拉伸。
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