CN104404446B - 一种超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板及其制作方法。所述的精细金属掩膜板包括上、下两磁性膜层及石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层，所述的上、下两磁性膜层与石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层间依次层叠形成三明治结构；或者，上、下两磁性膜层对石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层形成包封结构。本发明通过采用上、下两磁性膜层与石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层形成掩膜板，可实现制作更精细的通孔，可大幅度提高单位面积上的通孔密度，以致可显著提高掩膜板蒸镀分辨率，可使制作的OLED显示屏的分辨率超过400PPI，具有显著的工业化应用价值。

Description

一种超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板及其制作方法
技术领域
本发明是涉及一种超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板及其制作方法，属于发光二极管显示器制造技术领域。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，简称为OLED)是下一代新型显示技术和照明技术，应用前景巨大。一般情况下，OLED屏体的发光层是通过有机材料经精细金属掩膜板(简称为FMM)蒸镀而成。FMM通常由30～50微米厚的因瓦合金片(英语为invarsheet或invar，因瓦合金即为含有35.4％镍的铁合金，环境温度在－20℃～20℃时，其热膨胀系数平均值约为1.6×10-6/℃)，通过湿法刻蚀出狭缝(英语为slit)或狭槽(英语为slot)型开口图案，然后绑定到金属掩膜板框架(英语为mask frame)上。由于湿法刻蚀工艺的限制，掩膜板(英语为mask sheet或mask)开口不能做到非常小，一般情况下最小只能做到25～40μm，以致限制了FMM制作OLED显示屏的分辨率，使目前FMM分辨率极限只能达到320～340PPI(Pixels Per Inch，像素密度，即每英寸所拥有的像素数目)左右。
目前，日本的V-technology公司采用精细杂化掩膜板(英语为Fine Hybridmask)，即：在invar sheet上涂布一层薄的聚酰亚胺(英语为Polyimide或简称PI)层，invar层用湿法刻蚀刻孔，Polyimide层用激光打孔，他们宣称可使掩膜板分辨率达到450PPI。该技术中需使用因瓦合金肋(英语为Invar rib)作为mask的支撑，且PI层厚度为6～10μm，由于Invar rib的存在限制了PI mask sheet的开孔大小，从而限制了掩膜板的分辨率。此外，由于PI膜很薄，打孔时极易破裂。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板及其制作方法，实现掩膜板的分辨率高于400PPI，满足OLED显示屏的应用要求。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板，包括上、下两磁性膜层及石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层，所述的上、下两磁性膜层与石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层间依次层叠形成三明治结构；或者，上、下两磁性膜层对石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层形成包封结构。
所述的上、下两磁性膜层可独立选自因瓦合金膜或添加有软磁金属粉的聚酰亚胺膜，上、下两磁性膜层可相同材质，也可不同材质。
作为优选方案，所述的软磁金属粉选自Fe、Co、Ni金属粉中的至少一种。
作为优选方案，上、下两磁性膜层的厚度均为3～15μm，上、下两磁性膜层与中间层的三层总厚度为6～30μm。
本发明所述的超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板的制作方法，包括如下步骤：
a)制板，即：在下磁性膜的上表面涂敷石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层，再将上磁性膜贴合在石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层的上表面，然后将上磁性膜与下磁性膜的两端进行粘接或焊接为一体；
b)打孔，即：采用激光打孔或激光打孔与湿法刻蚀相结合工艺制作通孔。
作为优选方案，石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层采用激光打孔。
作为优选方案，所述的石墨烯和/或石墨烯衍生物采用化学气相沉积法或层压法涂敷在下磁性膜的上表面。
所述通孔的形状可以为矩形(一般带有圆角)、菱形、圆形、多边形等规则形状，也可以为不规则形状，优选为规则形状，有利于制作更精细的通孔；且所述通孔可以为狭缝(slit)或狭槽(slot)型，优选为狭槽(slot)型，有利于掩膜板张网(英语为mask tension)。
由于采用本发明技术制作的掩膜板超薄(总厚度不超过30μm)，因此，可实现采用激光打孔或激光打孔与湿法刻蚀相结合工艺制作更精细的通孔，且由于激光精度高，现有技术中，激光精度可以控制在2μm左右，并且由于石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层具有超强韧性，因而可以保证掩膜板张网时不易破裂，因此可极大提高掩膜板上通孔的密度，从而大幅度提高了掩膜板蒸镀分辨率。例如，如果开孔尺寸＝10μm，则OLED显示屏分辨率可以做到25400÷30＝846PPI；如果开孔尺寸＝20μm，则OLED显示屏分辨率则为25400÷60＝423PPI。
另外，由于本发明制作的掩膜板超薄，尽管掩膜板上的通孔上下大小一样，而采用本发明制作的掩膜板蒸镀OLED材料时，阴影效应(shadow效应)也会不明显，不会影响蒸镀效果。
综上所述，与现有技术相比，本发明通过采用上、下两磁性膜层与石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层形成掩膜板，可实现制作更精细的通孔，可大幅度提高单位面积上的通孔密度，以致可显著提高掩膜板蒸镀分辨率，可使制作的OLED显示屏的分辨率超过400PPI，具有显著的工业化应用价值。
附图说明
图1为实施例1提供的一种超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板的结构示意图；
图2为实施例1提供的掩膜板在开孔后的截面结构示意图；
图3为实施例2提供的一种超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板的结构示意图；
图4为实施例3提供的一种超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板的结构示意图；
图5为实施例4提供的一种超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板的结构示意图；
图6为实施例5提供的一种超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板的结构示意图；
图7为本发明提供的开有slit型通孔的金属掩膜板的俯视结构示意图；
图8为本发明提供的开有slot型通孔的金属掩膜板的俯视结构示意图。
图中：1、上磁性膜层；2、下磁性膜层；3、石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层；4、通孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供的一种超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板，包括上磁性膜层1及下磁性膜层2和石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层3，上磁性膜层1与石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层3及下磁性膜层2间依次层叠形成三明治结构。
所述的石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层3可以采用卷对卷(英语为roll toroll，简称为R2R)方法层压在下磁性膜层2的表面上，上磁性膜层1也可以通过层压方式贴合到石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层3的表面上，然后将上磁性膜层1与下磁性膜层2的端部进行粘接或焊接为一体，再采用激光打孔或激光打孔与湿法刻蚀相结合工艺制作通孔4，开孔后的掩膜板的截面结构如图2所示。
上磁性膜层1与下磁性膜层2可为相同材质，也可为不同材质；均可独立选自因瓦合金膜或添加有软磁金属粉的聚酰亚胺膜，所述的软磁金属粉选自Fe、Co、Ni金属粉中的至少一种。本实施例中的上磁性膜层1与下磁性膜层2均选用因瓦合金膜。在制作通孔时，上下金属磁性膜采用湿法刻蚀工艺打孔，石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层采用激光打孔。
上、下两磁性膜层的厚度均为3～15μm，上、下两磁性膜层与中间层的三层总厚度为6～30μm。
实施例2
如图3所示，本实施例与实施例1的不同之处仅在于：上磁性膜层1与下磁性膜层2为不同材质；上磁性膜层1为添加有软磁金属粉的聚酰亚胺膜，下磁性膜层2为因瓦合金膜，所述的软磁金属粉选自Fe、Co、Ni金属粉中的至少一种。在制作通孔时，上下磁性膜层与石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层均采用激光打孔。
实施例3
如图4所示，本实施例与实施例1的不同之处仅在于：上磁性膜层1与下磁性膜层2为不同材质；上磁性膜层1为因瓦合金膜，下磁性膜层2为添加有软磁金属粉的聚酰亚胺膜，所述的软磁金属粉选自Fe、Co、Ni金属粉中的至少一种。在制作通孔时，上磁性膜层1采用湿法刻蚀打孔，下磁性膜层与石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层均采用激光打孔。
实施例4
如图5所示，本实施例与实施例1的不同之处仅在于：上磁性膜层1与下磁性膜层2为相同材质，均采用添加有软磁金属粉的聚酰亚胺膜，所述的软磁金属粉选自Fe、Co、Ni金属粉中的至少一种。在制作通孔时，上下磁性膜层与石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层均采用激光打孔。
实施例5
如图6所示，本实施例与实施例1的不同之处仅在于：上磁性膜层1与下磁性膜层2对石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层3形成包封结构；所述的石墨烯和/或石墨烯衍生物采用化学气相沉积法涂敷在下磁性膜层2的上表面，上磁性膜层1与下磁性膜层2的端部进行粘接或焊接为一体；这种结构有利于掩膜板张网，可使中间石墨烯和/或石墨烯衍生物层不易剥离。
图7为本发明提供的开有slit型通孔的金属掩膜板的俯视结构示意图；图8为本发明提供的开有slot型通孔的金属掩膜板的俯视结构示意图；由图7和图8可见：本发明提供的掩膜板可制作狭缝(slit)或狭槽(slot)型通孔，但通孔的形状可以为矩形(一般带有圆角)、菱形、圆形、多边形等规则形状，也可以为不规则形状，优选为规则形状，有利于制作更精细的通孔。
最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板，其特征在于：包括上、下两磁性膜层及石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层，所述的上、下两磁性膜层与石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层间依次层叠形成三明治结构；或者，上、下两磁性膜层对石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层形成包封结构，上、下两磁性膜层的厚度均为3～15μm，上、下两磁性膜层与中间层的三层总厚度为6～30μm。
2.如权利要求1所述的超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板，其特征在于：上、下两磁性膜层为相同材质或不同材质。
3.如权利要求2所述的超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板，其特征在于：所述的上、下两磁性膜层独立选自因瓦合金膜或添加有软磁金属粉的聚酰亚胺膜。
4.如权利要求3所述的超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板，其特征在于：所述的软磁金属粉选自Fe、Co、Ni金属粉中的至少一种。
5.一种权利要求1所述的超高分辨率蒸镀用精细金属掩膜板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)制板，即：在下磁性膜的上表面涂敷石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层，再将上磁性膜贴合在石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层的上表面，然后将上磁性膜与下磁性膜的两端进行粘接或焊接为一体；
b)打孔，即：采用激光打孔或激光打孔与湿法刻蚀相结合工艺制作通孔。
6.如权利要求5所述的制作方法，其特征在于：石墨烯和/或石墨烯衍生物中间层采用激光打孔。
7.如权利要求5所述的制作方法，其特征在于：所述的石墨烯和/或石墨烯衍生物采用化学气相沉积法或层压法涂敷在下磁性膜的上表面。
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