CN104388893B - 一种oled掩模组件的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种OLED掩模组件的制备方法，包括：S1、掩模开口制作步骤：通过激光切割头发射的与掩模基板所在平面成锐角的激光束在掩模基板上按照预设的运行轨迹运行并在掩模基板的掩模本体上形成掩模开口，从而形成掩模板，掩模开口靠近激光切割头一侧的边缘围成的面积S1小于背离激光头一侧的边缘围成的面积S2；S2、掩模组装步骤：通过激光焊接工艺将通过掩模开口制作步骤形成的掩模板安装于外框，形成掩模组件。通过本发明提供的OLED掩模组件的制备方法，在满足环境友好的前提下，能够较好的满足掩模板高质量开口的要求，即通过激光切割工艺制作掩模开口不会产生环境污染，同时有效减小蒸镀时掩模板的掩模开口的遮蔽效应。

Description

一种OLED掩模组件的制备方法

技术领域

本发明属于平面显示行业，涉及OLED显示屏产业，尤其涉及一种OLED 掩模组件的制备方法。

背景技术

有机发光显示器（Organic Light-Emitting Diode，简称OLED）是下一代的显示技术，与目前使用的液晶显示器( Liquid Crystal Display ,简称LCD)显示技术相比，具有可视角大，色彩艳丽，功耗低等优点，会逐渐替代目前主流的液晶显示技术。

在OLED显示器面板的制作过程中，其中有机层的沉积会用到掩模板10，图1所示为采用掩模板10蒸镀有机材料的示意图。由于掩模板10比较薄，在蒸镀前会通过相关工艺固定在外框11上，图2所示为掩模板固定在外框11上的平面示意图。蒸镀时，掩模板10借助外框11固定在支撑台12上，蒸镀源13中的有机材料通过蒸发扩散至掩模板10下方，掩模板10上在一定的位置设置有掩模开口100，有机材料通过掩模开口100沉积在沉积基板14上对应的位置处形成有机沉积层。

在技术要求上，有机沉积层的沉积质量对后期产品质量有非常大的影响，故在蒸镀沉积过程中对沉积基板14上沉积区域的边缘精度及均匀性要求非常高。为了能够实现有机材料很好的蒸镀到沉积基板14上，必须减少掩模板开口100边缘对有机沉积层的影响，即减少如图3所示的遮蔽效应（由于掩模板开口100边缘对有机材料30沉积的遮挡影响，导致有机沉积层31边缘厚度不均匀），为减小掩模板开口对有机材料的遮蔽效应，掩模板的开口100截面往往设计成图4所示的“凹形”结构，该“凹形”结构一般是通过化学蚀刻工艺制得，然而蚀刻工艺的掩模板制作技术会对环境带来污染。

基于此，业界希望采用环境友好的工艺制作掩模板，以期在不损害环境的前提下制作能够满足OLED有机层沉积用的掩模板，通过激光切割工艺制作掩模板具有环境友好的优点，但传统激光设备切割薄材形成的掩模板10的开口形貌如图3所示，如此形貌的开口带来的缺陷如上所述，其不能满足OLED显示器面板有机层高质量沉积的要求。

韩国专利10-2011-0088212公开了一种采用激光切割掩模板开口的技术方案，具体如图5所示，激光头51发射的激光束与掩模基板成一定夹角θ1，通过激光头射出的激光可以在掩模板上形成如图5所示的“锥台形”开口结构，此种开口结构在蒸镀过程中可以避免图3所示的遮蔽效应。但是，在实际采用该方法制备掩模板时，由于制作掩模板的板材厚度不是绝对的一致，以及激光的特性等原因，掩模板的开口会存在以下缺陷：掩模板靠近激光头51的一面形成的大开口的开口边缘直线度比较好，而背离激光头51的一面形成的小开口的开口边缘直线度比较差。而在蒸镀过程中，掩模板背离激光头51形成的小开口面需要紧贴蒸镀沉积基板14，即掩模板的小开口面决定有机沉积层的外形结构，如此，开口边缘直线度不好的小开口面会间接的影响有机沉积层边缘质量。

故此，业界亟需探索新的方式制作掩模板，以期在满足环境友好的前提下，能够较好的满足掩模板高质量开口的要求。

发明内容

有鉴于此，为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种掩模组件的制备方法，在满足环境友好的前提下，能够满足掩模板高质量掩模开口的要求。

根据本专利背景技术中对现有技术所述，目前OLED蒸镀用掩模板制作所使用的方法有两种：其一，通过蚀刻工制作横截面为“凹形”结构的开口，然而蚀刻工艺的掩模板制作技术会对环境带来污染；其二，通过激光切割工艺制作掩模板具有环境友好的优点，但传统激光设备切割薄材形成的开口会带来遮蔽效应。

本发明提供一种OLED掩模组件的制备方法，包括：

S1、掩模开口制作步骤：通过激光切割头发射的与掩模基板所在平面成锐角的激光束在所述掩模基板上按照预设的运行轨迹运行，在所述掩模基板的掩模本体上形成掩模开口，从而形成掩模板，所述掩模开口靠近所述激光切割头一侧的边缘围成的面积S1小于背离所述激光头一侧的边缘围成的面积S2；

S2、掩模组装步骤：通过激光焊接工艺将通过所述掩模开口制作步骤形成的所述掩模板安装于外框，形成所述掩模组件。

进一步地，在所述掩模开口制作步骤之前还包括绷网步骤，在所述绷网步骤中通过绷网机构的夹持机构夹持所述掩模基板的外边并对所述掩模基板进行绷拉使所述掩模基板表面平整且具有一定的张力。

进一步地，在所述掩模组装步骤之后还包括通过激光刻蚀方式或机械切除方式去除所述外边的步骤。

优选地，通过所述激光刻蚀方式去除所述外边的步骤包括外力撤消步骤、激光切除所述外边步骤，通过所述外力撤消步骤将所述绷网机构对所述外边的拉力部分或全部撤消，使所述夹持机构对所述外边的拉力减小或消除，通过所述激光切除所述外边步骤将所述夹持机构夹持的所述外边去除。

优选地，所述激光刻蚀方式去除所述外边的步骤包括激光半刻步骤、外边撕除步骤，通过所述激光半刻步骤沿所述外边与所述掩模本体邻接处形成半刻区，通过所述外边撕除步骤将所述外边沿所述半刻区撕除。

进一步地，在所述掩模开口制作步骤之前、所述绷网步骤之后或在所述掩模开口制作步骤之后、所述掩模组装步骤之前还包括通过激光半刻工艺在所述外边与所述掩模本体邻接处形成半刻区的步骤，在所述掩模组装步骤之后还包括将所述外边沿所述半刻区撕除的步骤。

进一步地，所述激光切割工艺中所述激光切割头发射的所述激光束与所述掩模基板所在平面所成的锐角为15°~85°。

优选地，所述激光切割工艺中所述激光切割头发射的所述激光束与所述掩模基板所在平面所成的锐角为30°~60°。

优选地，所述激光切割工艺中所述激光切割头发射的所述激光束与所述掩模基板所在平面所成的锐角为30°或45°或60°。

进一步地，所述掩模板为一体成型结构或由分立的掩模单元拼接组成。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1所示为采用掩模组件蒸镀有机材料的截面示意图；

图2所示为掩模组件的平面示意图；

图3所示为采用传统掩模组件蒸镀时掩模板开口处的局部蒸镀沉积示意图；

图4所示为现有技术中采用蚀刻工艺制作的掩模板开口示意图；

图5所示为一种采用激光切割工艺制作掩模板开口示意图；

图6所示为本发明中掩模基板立体结构示意图；

图7所示为本发明在掩模开口制作步骤之前通过绷网组件绷拉掩模基板的示意图；

图8所示为本发明通过激光切割工艺制作掩模开口的示意图（立体图）；

图9所示为本发明通过激光切割工艺制作掩模开口的示意图（截面图）；

图10所示为本发明制作掩模开口的平面示意图（从背离激光切割头的一侧观察）；

图11所示为本发明完成掩模开口制作步骤之后绷网组件绷拉掩模板的示意图；

图12所示为本发明完成掩模开口制作步骤的掩模板结构示意图（立体图）；

图13所示为本发明通过激光焊接工艺焊接掩模板的截面示意图；

图14所示为本发明通过激光半刻制作半刻区的截面示意图；

图15所示为本发明完成激光半刻制作半刻区的截面示意图；

图16所示为图15中150部分放大示意图；

图17所示为本发明完成激光半刻制作半刻区的平面示意图；

图18所示为本发明完成外边撕除步骤后掩模组件的平面结构示意图；

图19所示为通过本发明方法制作的掩模板蒸镀OLED有机材料的局部放大结构示意图；

图20所示为绷网机构的夹持机构的一种实施例示意图；

图21所示为掩模板载台的立体结构示意图；

图22所示为安装掩模板载台的基台结构示意图。

图1中，10为掩模板，100为掩模开口，11为外框，12为支撑台，13为蒸镀源， 14为沉积基板；

图3中，30为有机材料，31为有机沉积层；

图5中，51为激光头，θ1为激光头51发射的激光束与掩模基板的夹角；

图6中，101为掩模基板的掩模本体，102为掩模基板的外边；

图7中，71为基台，72为绷网机构，721为夹持机构，722为安装夹持机构721的安装座，723为安装在安装座722上的安装轨道；

图8中，80为激光切割头；

图9中， 1001为掩模板靠近激光头一侧形成的小开口，1002为掩模板背离激光头一侧形成的大开口，θ2为激光切割头80发射的激光束与掩模基板所在平面的夹角；

图10中，S1为掩模板小开口的开口边缘围成的面积，S2为掩模板大开口的开口边缘围成的面积；

图13中，130为焊接掩模板的激光头；

图14中，140为激光半刻用的激光头；

图15中，150为待放大观测部分；

图16中，160为半刻区，161为焊点；

图20中，7211为夹持机构721的夹头，7212为夹持机构721的底板，7213为夹持机构721的夹头引轨，7214为夹持机构721的电机，7215为夹持机构721的底板滑块，7216为夹持机构721的拉力传感器，7217为夹持机构721的限位机构；

图21中，210为掩模板承载板，211为掩模板载台的底座，212为驱动电机，213为驱动丝杠，214为导向杆；

图22中，73为安装掩模板载台的凹槽。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “固定”、“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；“固定”可以是一体成型的固定，也可以是通过连接机构固定。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的发明构思如下：如技术背景所述，目前OLED蒸镀用掩模板制作所使用的方法有两种：其一，通过蚀刻工制作横截面为“凹形”结构的开口，然而蚀刻工艺的掩模板制作技术会对环境带来污染；其二，通过激光切割工艺制作掩模板具有环境友好的优点，但传统激光设备切割薄材形成的开口会带来遮蔽效应。鉴于此，本发明提供的OLED掩模组件的制备方法所制作的掩模组件，其能克服以上问题，能够较好的满足OLED显示屏蒸镀工序中对掩模开口高质量的要求。

下面将参照附图来描述本发明的OLED掩模组件的制备方法。

本发明公开了一种OLED掩模组件的制备方法，如图6~图18所示，其包括:

S1、掩模开口制作步骤：如图8~图10所示，通过激光切割头80发射的与掩模基板1000所在平面成锐角θ2的激光束在掩模基板1000上按照预设的运行轨迹运行，在掩模基板1000的掩模本体101上形成掩模开口100，从而形成掩模板10，掩模开口100靠近激光切割头80一侧的边缘围成的面积S1小于背离激光切割头80一侧的边缘围成的面积S2；

S2、掩模组装步骤：如图13~图18所示，通过激光焊接工艺将通过掩模开口制作步骤形成的掩模板10安装于外框11，形成掩模组件。

图6所示为本发明中掩模基板立体结构图，掩模基板1000包括掩模基板的掩模本体101和掩模基板的外边102两部分，掩模本体101与外边通常为一体成型结构。通过掩模开口制作步骤在掩模本体101上形成掩模开口100，通过夹持机构721夹持外边102而不是夹持掩模本体101，如此可以防止掩模本体101变形同时方便绷网。

根据本发明的实施例，为保证在掩模开口制作步骤中掩模基板1000平整且具有一定的张力，在掩模开口制作步骤之前还包括绷网步骤，如图7所示，在绷网步骤中通过绷网机构的夹持机构721夹持掩模基板1000的外边102并对掩模基板1000进行绷拉使掩模基板1000表面平整且具有一定的张力。

参考图8~图10，图8所示为本发明通过激光切割工艺制作掩模开口的示意图（立体图），图9所示为本发明通过激光切割工艺制作掩模开口的示意图（截面图），图10所示为本发明制作掩模开口的平面示意图（从背离激光切割头的一侧观察），θ2为激光切割头80发射的激光束与掩模基板1000所在平面的夹角（所述夹角θ2是指激光束与掩模基板1000所成的锐角），S1为掩模板10小开口1001的开口边缘围成的面积，S2为掩模板10大开口1002的开口边缘围成的面积，且S2>S1，从而减小蒸镀过程中掩模开口侧壁的遮蔽效应，即掩模开口100具有一定的锥度，可以有效减小掩模开口100侧壁对有机材料的遮挡，从而提高蒸镀质量，如图19所示，为通过本发明方法制作的掩模板蒸镀OLED有机材料的局部放大结构示意图。

在本实施例中，掩模开口制作步骤之后进行掩模组装步骤，如图13~图18所示，通过激光头130发射的激光束将掩模板10焊接到外框11上，激光头130发射的激光束垂直于掩模板10所在的平面（如图13所示）。

在本发明的实施例中，如图14~图18所示，在掩模组装步骤之后还包括通过激光刻蚀方式或机械切除方式去除外边102的步骤，优选地，通过激光刻蚀方式去除外边102，通过激光刻蚀方式去除外边102后掩模本体101的边缘不会翘起。

根据本发明实施例，在掩模组装步骤之后包括通过激光刻蚀方式去除外边102步骤，通过激光刻蚀方式去除外边102的步骤包括外力撤消步骤、激光切除外边步骤，通过外力撤消步骤将绷网机构对外边102的拉力部分或全部撤消，使夹持机构721对外边102的拉力减小或消除，通过激光切除外边102步骤将夹持机构721夹持的外边102去除。

通过外力撤消步骤将夹持机构721对外边102的拉力部分或全部撤消，可有效防止在激光切除外边102步骤中因夹持机构721对外边的拉力过大导致撕破掩模本体101。在切除外边步骤中夹持机构721对外边的拉力较小或只起到夹持作用而没有对外边102的拉力作用。当外边102较宽时，外边会因自身重力下垂，通过夹持机构721对外边的夹持可以方便激光切割步骤的操作；当外边102比较窄时，不会因其自身重力产生下垂，在没有夹持机构721夹持的情况下能够很好的将外边102通过激光切除，则在激光切除外边步骤中夹持机构721可以释放外边102。

本实施例的另一种优选方案，如图14~18所示，在掩模组装步骤之后包括通过激光刻蚀方式去除外边102的步骤，激光刻蚀方式去除外边102的步骤包括激光半刻步骤、外边撕除步骤，通过激光半刻步骤沿外边102与掩模本体101邻接处形成半刻区160，通过外边撕除步骤将外边102沿半刻区160撕除。

图14所示为通过激光头140沿外边102与掩模本体101邻接处进行激光半刻的截面示意图，图15所示为完成激光半刻制作半刻区的截面示意图，图16所示为图15中150部分放大示意图，其中160为半刻区，161为掩模组装步骤中形成的焊点，图17所示为完成激光半刻制作半刻区的掩模板平面示意图，图18所示为完成外边撕除步骤后掩模组件的平面结构示意图。

在完成激光半刻步骤后，夹持机构721释放外边102，然后将外边102沿半刻区160撕除，通过半刻区160很容易将外边102撕除，如图18所示为本发明完成外边撕除步骤后掩模组件的平面结构示意图。

根据本发明的实施例，在掩模开口制作步骤之前、绷网步骤之后或在掩模开口制作步骤之后、掩模组装步骤之前还包括通过激光半刻工艺在外边102与掩模本体101邻接处形成半刻区160的步骤，在掩模组装步骤之后还包括将外边102沿半刻区160撕除的步骤。在将外边102沿半刻区撕除之前还包括夹持机构721释放外边102的步骤，以方便将外边102撕除。

根据本发明的实施例，如图8~9所示，激光切割工艺中激光切割头80发射的激光束与掩模基板1000所在平面所成的锐角θ2为15°~85°。

优选地，激光切割工艺中激光切割头80发射的激光束与掩模基板1000所在平面所成的锐角θ2为30°~60°。

优选地，激光切割工艺中激光切割头80发射的激光束与掩模基板1000所在平面所成的锐角θ2为30°或45°或60°。

根据本发明的实施例，掩模板10为一体成型结构或分立的掩模单元拼接组成。

根据本发明的一些实施例，在制作掩模开口步骤中，可以是一个激光切割头80切割制作掩模开口，也可以是两个激光切割头80同时切割制作掩模开口，两个激光切割头80工作效率会提高。

上述在激光焊接工艺进行掩模组装步骤、激光切除外边步骤、激光半刻步骤中的激光头140可以是一个激光头工作，也可以使两个激光头140同时工作以提高工作效率。

如图7所示的绷网组件，包括基台71，绷网机构72，夹持机构721，安装夹持机构721的安装座722，安装在安装座722上的安装轨道723。掩模基板1000在绷网步骤之前置于基台71的掩模板10承载板210上。

如图21~图22所示，掩模板载台包括掩模板承载板210，底座211，驱动电机212，驱动丝杠213，导向杆214，掩模板载台的底座211安装于图22中所示的掩模板载台的凹槽73中，掩模板或掩模基板1000在未绷网的时候放置于掩模板载台210上，掩模板载台通过电机212驱动丝杠213控制上升或下降，驱动丝杠213与掩模板承载板210和电机直接或间接连接固定，导向杆214可以起到导向的作用，使掩模板承载台210在电机212的驱动控制下沿确定的方向运动。

绷网机构由若干夹持机构组成，图20所示为夹持机构721的一种实施例示意图，夹持机构721包含夹头7211、底板7212、夹头引轨7213、电机7214、底板滑块7215，夹头引轨7213固定设置在底板7212上，夹头7211下端通过与夹头引轨7213相匹配的滑块（图中未标识）滑动的设置在夹头引轨7213上，夹持机构整体通过设置在底板7212下部的底板滑块7215与绷网组件72的安装座722上安装轨道723相匹配。夹头7211在电机7214的带动下可在夹头引轨7213上往返运动，从而实现对掩模板或掩模基板进行绷网的功能；另外，夹头7211自身通过气缸驱动实现夹紧与放松掩模板的外边102动作。在本发明的一些实施例中，底板7212上设置有若干个螺纹通孔，与之匹配的设置有若干长度合适的螺杆，通过旋转螺杆可以实现螺杆与安装座722上表面顶紧，从而实现每一个夹持机构721固定在安装轨道723上某一确定位置（图中未示出）。

本发明中所涉及的掩模基板1000是掩模板10形成之前的金属基板，在掩模基板1000的掩模本体101上完成激光切割掩模开口步骤后即成为掩模板10。在本发明中掩模板的开口简称为掩模开口。

本发明提供的用于OLED掩模组件的制备方法，通过激光切割工艺制作掩模板的掩模开口100不会产生环境污染，由于在掩模开口制作步骤中，激光切割头80发射的激光束与掩模基板1000所在平面成锐角（图9中所示夹角θ2），从而掩模开口100具有一定的锥度，即如图9、图10所示，靠近激光切割头80一侧形成的小开口1001的开口边缘围成的面积S2小于背离激光切割头80一侧形成的大开口1002的开口边缘围成的面积S1，如此可以有效减小蒸镀时掩模板的遮蔽效应，如图19所示，在很大程度上提高了蒸镀质量。

尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种OLED掩模组件的制备方法，其特征在于，包括：

S1、掩模开口制作步骤：通过激光切割头发射的与掩模基板所在平面成锐角的激光束在所述掩模基板上按照预设的运行轨迹运行，在所述掩模基板的掩模本体上形成掩模开口，从而形成掩模板，所述掩模开口靠近所述激光切割头一侧的边缘围成的面积S1小于背离所述激光切割头一侧的边缘围成的面积S2；

S2、掩模组装步骤：通过激光焊接工艺将通过所述掩模开口制作步骤形成的所述掩模板安装于外框，形成所述掩模组件。

2.根据权利要求1所述的OLED掩模组件的制备方法，其特征在于，在所述掩模开口制作步骤之前还包括绷网步骤，在所述绷网步骤中通过绷网机构的夹持机构夹持所述掩模基板的外边并对所述掩模基板进行绷拉使所述掩模基板表面平整且具有一定的张力。

3.根据权利要求2所述的OLED掩模组件的制备方法，其特征在于，在所述掩模组装步骤之后还包括通过激光刻蚀方式或机械切除方式去除所述外边的步骤。

4.根据权利要求3所述的OLED掩模组件的制备方法，其特征在于，通过所述激光刻蚀方式去除所述外边的步骤包括外力撤消步骤、激光切除所述外边步骤，通过所述外力撤消步骤将所述绷网机构对所述外边的拉力部分或全部撤消，使所述夹持机构对所述外边的拉力减小或消除，通过所述激光切除所述外边步骤将所述夹持机构夹持的所述外边去除。

5.根据权利要求3所述的OLED掩模组件的制备方法，其特征在于，所述激光刻蚀方式去除所述外边的步骤包括激光半刻步骤、外边撕除步骤，通过所述激光半刻步骤沿所述外边与所述掩模本体邻接处形成半刻区，通过所述外边撕除步骤将所述外边沿所述半刻区撕除。

6.根据权利要求2所述的OLED掩模组件的制备方法，其特征在于，在所述掩模开口制作步骤之前、所述绷网步骤之后或在所述掩模开口制作步骤之后、所述掩模组装步骤之前还包括通过激光半刻工艺在所述外边与所述掩模本体邻接处形成半刻区的步骤，在所述掩模组装步骤之后还包括将所述外边沿所述半刻区撕除的步骤。

7.根据权利要求1所述的OLED掩模组件的制备方法，其特征在于，所述激光切割工艺中所述激光切割头发射的所述激光束与所述掩模基板所在平面所成的锐角为15°~85°。

8.根据权利要求1所述的OLED掩模组件的制备方法，其特征在于，所述激光切割工艺中所述激光切割头发射的所述激光束与所述掩模基板所在平面所成的锐角为30°~60°。

9.根据权利要求1所述的OLED掩模组件的制备方法，其特征在于，所述激光切割工艺中所述激光切割头发射的所述激光束与所述掩模基板所在平面所成的锐角为30°或45°或60°。

10.根据权利要求1所述的OLED掩模组件的制备方法，其特征在于，所述掩模板为一体成型结构或由分立的掩模单元拼接组成。