CN104561894B - 一种掩膜板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掩膜板的制造方法，包括如下步骤：提供一矩形或方形形状的掩膜框和至少一带有开口的掩膜部；将所述掩膜部以在其长度方向上对其施加拉力T2的状态安装在所述掩膜框的正面上；所述拉力T2的计算公式为：T2=T1‑α×ΔT×A×E，其中，T1为镀膜的开口精度为±3~±5μm对掩膜部施加的拉力，α为掩模部材料的热膨胀系数，ΔT为蒸镀时增加的温度，A为掩模部横截面的面积，E为掩模部材料弹性模量。该掩膜板在张紧时提前施加预应变，而施加的预应变等于蒸镀过程中产生的热应变，蒸镀的过程中掩模板因为受热而膨胀，膨胀之后的掩模板因为预变力的施加整体基本不存在变形，避免掩模板产生的下垂度，也避免了诸多缺陷的产生，能大幅度地提高产品的良率。

Description

一种掩膜板的制造方法

技术领域

本发明涉及一种掩膜板的制造方法。

背景技术

由于有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）同时具备有自发光、不需要背光源、对比度高、厚度薄、视角光、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广等优异特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。

OLED生产过程中最重要的一个环节是将有机材料蒸镀到基板上，形成发光单元。目前OLED行业发光单元制作方法主要是通过利用真空热蒸镀的方法，将位于真空腔内的有机分子通过加热的方式，使得这些分子以膜层的形式沉积在温度较低的基板上。这一过程与OLED发光显示单元精度相适应的高精度掩模板密切相关。掩膜版上留有预先设计排版好的开口，在蒸镀时有机材料会通过掩膜版上的开口区域，淀积到基板上面。在蒸镀过程中，蒸镀腔中的温度高于室温，会使得掩模板产生变形，掩模板的变形在一定程度上增加了掩模板的下垂量，而掩模板下垂量的增加会导致掩模板与基板的贴合不紧，最终出现混色、shadow等诸多现象，掩膜板的掩膜部发生变形而无法保证镀膜开口精度且严重影响产品的良率，制约了OLED行业的发展。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种掩膜板的制造方法，该掩膜板在张紧时提前施加预应变，而施加的预应变等于蒸镀过程中产生的热应变，即将掩膜部在拉力T2的状态下安装在掩膜框上，蒸镀的过程中掩模板因为受热而膨胀，膨胀之后的掩模板因为预变力的施加整体基本不存在变形，避免掩模板产生的下垂度，也避免了诸多缺陷的产生，能大幅度地提高产品的良率。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种掩膜板的制造方法，包括：提供一矩形或方形形状的掩膜框和至少一带有开口的掩膜部；将所述掩膜部以在其长度方向上对其施加拉力T2的状态安装在所述掩膜框的正面上；所述拉力T2的计算公式为：T2=T1-α×ΔT×A×E，

其中，T1为镀膜的开口精度为±3~±5μm对掩膜部施加的拉力，α为掩模部材料的热膨胀系数，ΔT为蒸镀时增加的温度，A为掩模部横截面的面积，E为掩模部材料弹性模量。

进一步地，所述掩膜部通过焊接安装在所述掩膜框的正面上。

进一步地，所述焊接为钇铝石榴石激光焊接。

进一步地，所述焊接上的焊点间隙为3mm。

进一步地，所述掩膜部材料为镍、镍钴或镍铁合金。

进一步地，所述掩膜部上的开口通过蚀刻方法制得。所述蚀刻优选为激光蚀刻。

进一步地，相邻的所述掩膜部之间的间隙为0.01~1mm。

本发明具有如下有益效果：

通过给掩模板在张紧时提前施加预应变，施加的预应变等于蒸镀过程中产生的热应变，降低甚至避免掩模板因受热变形而产生的热应变，或抵消蒸镀产生的变形，减少下垂度，且保持良好的镀膜开口精度（±2μm），避免了诸多缺陷的产生，能大幅度地提高产品的良率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的说明。

一种掩膜板的制造方法，包括：提供一矩形或方形形状的掩膜框和至少一带有开口的掩膜部；将所述掩膜部以在其长度方向上对其施加拉力T2的状态安装在所述掩膜框的正面上；所述拉力T2的计算公式为：T2=T1-α×ΔT×A×E，

其中，T1为镀膜的开口精度为±3~±5μm对掩膜部施加的拉力，α为掩模部材料的热膨胀系数，ΔT为蒸镀时增加的温度，A为掩模部横截面的面积，E为掩模部材料弹性模量。

优选但不限定，所述掩模部通过焊接安装固定在所述掩模框的正面上。而掩模部在焊接前通常要在至少相对两端施加一定的拉力使其处于张紧状态，之后保持张力不变焊接在掩模板边框上。此拉力的目的是为了能够让镀膜的开口精度在容许的范围内。若此时的拉力为T1，产生的拉伸变形量为ε1，其拉力与变形量的关系式为T1=ε1×A×E，其中A为掩模部横截面的面积，E为掩膜部材料的弹性模量。拉力T1为镀膜的开口精度为±3~±5μm对掩膜部施加的拉力，其中“±”的含义代表掩模部在拉伸时其开口相对开口坐标原点左右偏移的距离。

掩模板在蒸镀腔中产生的热应变可由以下公式计算：εT=α×ΔT，其中，εT为热应变，α为掩模部材料热膨胀系数，ΔT为蒸镀时增加的温度。如果掩模板的温度高于室温，应变将会增加热应变即α×ΔT；如果机械应变（εM，预应变）等于热应变，则总的应变为0，即εM-α×ΔT=0。

根据掩模部在蒸镀腔体中温度的变化得出在蒸镀腔体中的变形量ε2。由于该变形量ε2相比拉力T1时产生的拉伸变形量ε1小很多，可以通过补偿的方法来在第一次施加拉力时减少变形量，之后再蒸镀腔体中因为受热增加变形量，减小或避免掩膜部的下垂，且保证开口精度。

掩模部在焊接时候的补偿变形量ε3=ε2，则掩模部在焊接时所需的变形量为ε1-ε3。掩模部在经过补偿之后的拉力T2可由以下公式计算：T2=(ε1-ε3) ×A×E=T1-α×ΔT×A×E。

通过给掩模部在张紧时提前施加预应变，施加的预应变等于蒸镀过程中产生的热应变，进而降低甚至完全避免掩模部因受热变形而产生的热应变，减小或避免掩膜部的下垂，同时保证镀膜开口精度。

所述掩膜框为中空部的框形结构，优选方形或矩形形状，所述中空部为安装一个或多个掩膜部的区域。所述掩膜框为刚性掩膜框，即安装了处于承受拉力状态下的掩膜部后，该拉力不会使其翘曲从而避免掩膜部发生变形和松弛。

优选但不限定，所述掩膜部上的开口通过蚀刻等方法制得，所述蚀刻优选为激光蚀刻。所述开口用于蒸镀时有机材料通过该开口使得有机材料淀积在基板或衬底上。所述掩膜部材料为镍或镍钴合金或镍铁合金，优选镍钴合金，镍钴合金有助于形成精细的图形并且能够提供优异的表面粗糙度。优选但不限定，相邻的所述掩膜部之间的间隙为0.01~1mm。对于所述掩膜部的厚度、尺寸及其多个开口的尺寸并无特殊限制，可根据实际情况进行设计。

优选但不限定，所述焊接为钇铝石榴石激光焊接，可避免连接之后引起的精度盖板或者类似问题。焊接用的焊点间隙优选为3mm或者更小。

该制造方法可适用于精细掩模板，特别是OLED领域使用的精细掩膜板。

利用本发明制造方法制造的掩膜板与利用常用制造方法制造的掩模板，分别制造有机发光器件时所述掩膜板的镀膜效果及下垂度如下表所示：

	镀膜的开口精度	蒸镀时产生下垂度	产品良率
				T1	±3~±5μm	＜20μm	60%
T2	±2μm	＜5μm	75%

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种掩膜板的制造方法，其特征在于，包括：提供一矩形或方形形状的掩膜框和至少一带有开口的掩膜部；将所述掩膜部以在其长度方向上对其施加拉力T2的状态安装在所述掩膜框的正面上；所述拉力T2的计算公式为：T2=T1-α×ΔT×A×E，

其中，T1为镀膜的开口精度为±3~±5μm对掩膜部施加的拉力，α为掩模部材料的热膨胀系数，ΔT为蒸镀时增加的温度，A为掩模部横截面的面积，E为掩模部材料弹性模量;

相邻的所述掩膜部之间的间隙为0.01~1mm。

2.根据权利要求1所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，所述掩膜部通过焊接安装在所述掩膜框的正面上。

3.根据权利要求2所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，所述焊接为钇铝石榴石激光焊接。

4.根据权利要求2所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，所述焊接的焊点间隙为3mm。

5.根据权利要求1所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，所述掩膜部材料为镍、镍钴合金或镍铁合金。

6.根据权利要求1所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，所述掩膜部上的开口通过蚀刻方法制得。

7.根据权利要求6所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，所述蚀刻为激光蚀刻。