CN105720083A - 一种高精度蒸镀用复合掩模板组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高精度蒸镀用复合掩模板组件，其包括掩模框架及设置在所述掩模框架上的至少一组掩模单元，所述掩模单元由掩模外形层、掩模开口层两层结构构成，通过合理设置掩模外形层、掩模开口层的两层结构，本发明提供的掩模板组件能够具有较高的位置精度，能够较好的满足后续OLED基板表面有机材料的沉积，有效提高OLED产品的质量。

Description

一种高精度蒸镀用复合掩模板组件

技术领域

本发明属于显示面板制作行业，具体涉及一种应用于OLED显示面板制作过程中的蒸镀用掩模板。

背景技术

由于有机电致发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode，OLED)同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异特性，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环节是将有机层按照驱动矩阵的要求蒸镀到基板上，形成关键的发光显示单元。OLED发光材料是一种固体材料，其高精度涂覆技术的发展是制约OLED产品化的关键。目前完成这一工作，主要采用真空沉积或真空热蒸发（VTE）的方法，其是将位于真空腔体内的有机物分子轻微加热（蒸发），使得这些分子以薄膜的形式凝聚在温度较低的基板上。在这一过程中需要与OLED发光显示单元精度相适应的精密掩模板组件作为媒介。

图1所示为OLED发光材料的蒸镀示意图，蒸镀用掩模板组件2固定在承载台3上，掩模板2的上方设置有待沉积的基板1，加热真空腔中的有机材料蒸镀源4，受热的有机材料通过掩模板组件2上的通孔沉积在基板1上的特定位置。图2所示为现有蒸镀模板的结构示意图，掩模板由掩模框架22和设置在掩模框架22上若干掩模单元21共同构成，掩模单元21一般为因瓦片材通过一定工艺制得。图3所示为现有技术中蒸镀用掩模板的制作示意图，将通过外部机构（图中未示出）绷紧的掩模单元21按一定顺序焊接到掩模框架22上。图4所示为现有技术中掩模单元21的机构示意图，掩模单元21包含蒸镀区211和非蒸镀区212，具体如图5所示（图5所示为图4中a区域放大示意图），蒸镀区211由通孔阵列构成，非蒸镀区212无通孔结构；在掩模单元21的长度方向（即相对图4所示X方向）上，掩模单元21的两端延伸的设置有外部夹持端210，外部夹持端210可通过半刻的凹槽与掩模单元的非蒸镀区212连接。图6所示为掩模板外部夹持端与掩模单元非蒸镀区连接处的截面放大示意图，外部夹持端210与掩模板非蒸镀区212通过半刻的凹槽200连接，在实际应用过程中，外部夹持端210、凹槽200、掩模板非蒸镀区212是一体成型，凹槽200可通过蚀刻工艺、激光切割工艺等方式形成，凹槽的深度可根据实际应用进行调节。

以上所述掩模板组件在组装时，按一定规则通过外部夹持机构（图中未示出）夹持掩模单元的两端外部夹持端210并对掩模单元21进行绷拉，使得掩模单元21绷平且构成蒸镀区211的通孔处于特定的位置，然后将掩模单元21通过焊接固定在掩模框架22上，最后通过外力撕除各掩模单元21两端的外部夹持端210（在一些现有技术中，掩模单元两端的外部夹持端与掩模单元的非蒸镀区直接连接，不存在半刻的凹陷区域，如此，则通过激光切割或机械切割的方式去除掩模单元两端的外部夹持端）。

然而，以上现有技术还存在一个无法避免的技术问题，由于掩模单元21上的蒸镀区域211和非蒸镀区212具有完全不同的结构（如图5所示，蒸镀区域211为通孔阵列结构，非蒸镀区212为非通孔阵列结构），掩模单元21在外部机构的绷拉（绷拉会使板面产生一定的变形）下，其表面上各区域的物理受力不均匀，故各区域的形变具有一定的差异，从而使得掩模单元上蒸镀区211上各用于沉积有机材料的通孔位置精度难以控制。而实际在OLED显示器的制作过程中，有机材料的蒸镀精度决定了最终产品的质量，鉴于此，业界一致致力于设计一种具有较为优异位置精度的掩模板组件。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高精度蒸镀用掩模板组件，本发明的掩模板组件能够有效克服以上问题，有效的提高掩模板上蒸镀区通孔的位置精度，其具体技术方案如下：

一种高精度蒸镀用复合掩模板组件，其包括掩模框架及设置在所述掩模框架上的至少一组掩模单元，所述掩模单元由掩模外形层、掩模开口层两层结构构成，所述掩模开口层固定在掩模框架上，所述掩模外形层贴合的设置在掩模开口层的下表面；所述掩模外形层上设置有若干外形开口，所述掩模开口层上设置有连续的小开口构成的阵列孔图形区，所述掩模开口层上阵列孔图形区的覆盖范围能够完全覆盖所述掩模外形层上的外形开口，所述掩模外形层上的外形开口与所述掩模开口层上阵列孔图形区重合部分构成掩模板蒸镀区。

构成本发明的掩模单元由两层结构构成，掩模外形层及掩模开口层：其中，掩模外形层提供外形开口，限定掩模板组件的有机材料蒸镀沉积区域；设置在掩模外形层上方的掩模开口层设置有连续的阵列小开口构成的阵列孔图形区，阵列孔图形区上处于外形开口内部的小开口构成掩模板蒸镀区用于蒸镀沉积有机材料的通孔。由于掩模开口层上的小开口为连续的阵列结构（即掩模开口层板面上较大范围的设置为通孔结构），在对掩模开口层进行绷拉时，板面上各小开口的物理受力环境较为接近，从而使得掩模开口层板面的各区域形变具有相对一致性。基于此，工程人员在设计掩模板开口层结构时能够较为容易的实现开口位置补偿，从而制作出位置精度较高的掩模组件。

进一步，构成所述复合掩模板组件掩模单元的掩模外形层为高分子复合材料，所述掩模开口层为金属材料。

进一步，构成所述复合掩模板组件掩模单元的掩模外形层为高分子感光材料制成，所述掩模开口层为因瓦材料。

构成本发明掩模单元的掩模外形层为高分子复合材料，其可以是薄膜形态的材料直接压贴在掩模开口层下表面上，也可以是乳剂通过涂布的方式贴附在掩模开口层下表面。本发明的掩模外形层优选用高分子感光材料制成，以便于掩模外形层上外形开口的制作（适用于采用曝光、显影工艺制作外形开口）；本发明的掩模开口层采用因瓦材料制成，是由于因瓦材料具有较为优异的热膨胀系数，其在后续的有机材料蒸镀过程中受温度影响较小。

进一步，所述掩模开口层上构成所述阵列孔图形区的所述小开口尺寸均匀一致。如此设计，保证在掩模板组件组装过程中，掩模板开口层上的阵列孔图形区具有较为一致的形变，从而便于掩模板开口层制作时的统一补偿。

进一步，在所述掩模开口层的长度方向上，所述掩模开口层上阵列孔图形区的区域形状为矩形、两端为燕尾型或两端部为收缩型。

进一步，构成所述掩模板组件掩模单元的掩模开口层是通过激光工艺、电铸工艺、蚀刻工艺中的一种或多种工艺结合制作形成。

进一步，构成所述掩模板组件掩模单元的掩模外形层是通过曝光、显影工艺相结合的方式制作形成。

进一步，构成所述掩模板组件掩模单元的掩模开口层通过激光焊接工艺直接固定在所述掩模框架上，构成所述掩模单元的掩模外形层通过压贴工艺固定在所述掩模开口层下表面。

进一步，构成所述掩模单元的掩模开口层两端具有用于夹持的外部夹持端，所述外部夹持端是在所述掩模单元的长度方向上在掩模开口层两端延伸形成。

进一步，所述掩模开口层两端的外部夹持端与所述掩模开口层两端通过凹槽连接。

根据本专利背景技术中对现有技术所述，现有技术构成掩模组件的掩模单元结构难以进一步提高掩模蒸镀区内通孔的位置精度，从而对后续OLED基板上蒸镀沉积有机材料的位置精度带来局限。本发明所提供的以上技术方案掩模单元由两层结构构成，掩模外形层的外形开口与掩模开口层的小开口阵列共同构成掩模板蒸镀区，合理的设计可以有效的提高构成的掩模板组件掩模板蒸镀区内通孔的位置精度，从而制备出性能优异的OLED产品。

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OLED发光材料的蒸镀示意图；

图2所示为现有蒸镀模板的结构示意图；

图3所示为现有技术中蒸镀用掩模板的制作示意图；

图4所示为现有技术中掩模单元21的机构示意图；

图5所示为图4中a区域放大示意图；

图6所示为掩模板外部夹持端与掩模单元非蒸镀区连接处的截面放大示意图；

图7所示为本发明高精度蒸镀用复合掩模板组件的一种组装结构示意图；

图8所示为图7中掩模单元沿A-A′方向的截面示意图；

图9所示为本发明掩模开口层的一种平面示意图；

图10所示为图9中b区域的放大示意图；

图11所示为本发明掩模外形层的一种平面示意图；

图12所示为掩模单元的局部放大示意图；

图13所示为本发明掩模开口层的另一实施例平面示意图；

图14所示为本发明掩模开口层的第三种不同实施例平面示意图。

图1中，1为待沉积的基板，2为掩模板组件，21为掩模单元，22为掩模框架，3为承载台，4为有机材料蒸镀源；

图4中，200为凹槽，210为外部夹持端，211为蒸镀区211，212为非蒸镀区；

图7中，71为掩模外形层，72为掩模开口层，73为掩模框架；

图8中，711为外形开口，712为外形掩模区，721为阵列孔图形区，722为非开口区，80为掩模板蒸镀区；

图9中，701为凹槽，720为外部夹持端，7200为夹持端部，b为待放大区域；

图13中，7210为阵列孔图形区721的端部。

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，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“横”、“竖”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图7所示为本发明高精度蒸镀用复合掩模板组件的一种组装结构示意图，组装后的复合掩模板组件包括掩模框架73及设置在掩模框架73上的多组掩模单元，具体于本实施例中，掩模单元为9组。掩模单元由掩模外形层71、掩模开口层72两层结构构成，掩模开口层72固定在掩模框架73上，掩模外形层71贴合的设置在掩模外形层71下表面；掩模外形层71上设置有若干外形开口711，具体在本实施例中，掩模外形层71上设置有6个外形开口711，掩模开口层72上设置有连续的小开口构成的阵列孔图形区721，掩模开口层72上阵列孔图形区721的覆盖范围能够完全覆盖掩模外形层71上的外形开口711，掩模外形层71上的外形开口711与掩模开口层72上阵列孔图形区721重合部分构成掩模板蒸镀区80（参考图8）。

在一些实施例中，构成掩模组件的掩模单元也可以只有一组，即掩模单元由一片完整的掩模外形层71和一片完整的掩模开口层72构成；在另一些实施例中，掩模单元的数量为多组，但不局限于9组，其具体数量根据掩模板组件的尺寸进行适当调整。

另外，在一些实施例中，掩模外形层71上的外形开口的数量不局限于6个，其具体数量及位置分布均根据实际要求可作适当调整。

图8所示为图7中掩模单元沿A-A′方向的截面示意图，其展示的是掩模外形层71、掩模开口层72、掩模框架73构成掩模板组件的截面结构，阵列孔图形区721具有较大的覆盖范围，能够将掩模外形层71上外形开口711完全覆盖。在蒸镀时，有机材料先经过掩模外形层71上的外形开口711，再通过掩模开口层72上的处于掩模板蒸镀区80内的小开口，沉积在基板上的特定位置。

如图8所示，本发明的一些实施例中，掩模外形层71的长度小于掩模开口层72的长度，以便于掩模开口层72的两端直接固定在掩模框架73上。

在本发明的一实施例中，构成掩模开口层72所述阵列孔图形区721的小开口尺寸均匀一致。图9所示为本发明掩模开口层72的平面示意图，图10所示为图9中b区域的放大示意图，如图所示，掩模开口层72上阵列孔图形区721由一系列尺寸均匀的小开口阵列构成（具体开口的形状可以为圆形、矩形及其他多边形，图中不一一展示），阵列孔图形区721两侧为非开口区722。在本实施例中，构成阵列孔图形区721的小开口均匀等间距分布在掩模开口层72阵列孔图形区721上；当然，作为本实施例的变形，掩模开口层上处于掩模板蒸镀区80内的小开口的分布方式（如小开口的尺寸、相邻间距）与处于掩模板蒸镀区80外的小开口的分布方式不同(图中未示出)。

图11所示为本发明掩模外形层71的平面示意图，掩模外形层71上设置有6个按一定规律排布的外形开口711和设置在外形开口区711外围的外形掩模区712。在具体结构设计时，掩模外形层71上的外形开口的位置、大小尺寸需要与基板上待蒸镀沉积区域位置及尺寸相适应。

本发明中，掩模外形层71提供外形开口711，外形开口711限定掩模板组件的有机材料蒸镀沉积区域；掩模开口层72上设置有连续的阵列小开口构成的阵列孔图形区721，阵列孔图形区721上处于外形开口711内部的小开口构成掩模板蒸镀区80用于蒸镀沉积有机材料的通孔。在应用中，有机材料在基板上的沉积位置具有严格的要求，而有机材料的沉积位置是由掩模板组件蒸镀区域80内的小开口721的位置决定。由于掩模开口层72上的小开口为连续的阵列结构（即掩模开口层72板面上较大范围的设置为通孔结构），在对掩模开口层72进行绷拉时，板面上各小开口的物理受力环境较为接近，从而使得掩模开口层72板上面的各区域形变具有相对一致性。基于此，工程人员在设计掩模板开口层结构时能够较为容易的实现开口位置补偿，从而制作出位置精度较高的掩模组件。

图12所示为掩模单元的局部放大示意图，其所展示的是掩模外形层71与掩模开口层72贴合在一起的局部结构，掩模外形层71的外形掩模区712对掩模开口层72上阵列孔图形区721的局部小开口形成遮挡，掩模外形层71的外形开口711与阵列孔图形区721处于外形开口711内部的小开口共同构成掩模板蒸镀区80。在本实施例中，在掩模板蒸镀区80内部，掩模开口层71上的阵列小开口均为完整通孔结构，如图所示，即掩模外形层71外形开口711的边缘线与掩模开口层72上的小开口边缘线无交叉点。

作为本发明的一实施例，构成掩模开口层72上阵列孔图形区721的区域形状为矩形，如图9所示，即阵列孔图形区721是由小开口通过矩形阵列得到。

作为本发明的另一实施例，在掩模开口层72的长度方向上，掩模开口层72上阵列孔图形区721的两端部7210为燕尾型，如图13所示。其它一实施例中，在掩模开口层72的长度方向上，掩模开口层72上阵列孔图形区721的两端部7210为收缩型，如图14所示。阵列孔图形区721与非开口区722通过燕尾型或收缩型方式结合，能够使得在采用外力对掩模开口层72进行绷拉时，掩模开口层72上阵列孔图形区721的各区域形变方式趋于一致，具体模型在此不作展示。

作为本发明的一些实施例，构成掩模板组件掩模单元的掩模开口层72由金属材质制成，其具体通过激光工艺、电铸工艺、蚀刻工艺中的一种或多种工艺结合制作形成。在一些更为具体的实施例中，掩模开口层72由膨胀系数较小的因瓦材质构成，构成掩模板组件的掩模框架亦由相同材质构成，由于因瓦材料具有较为优异的热膨胀系数，其在后续的有机材料蒸镀过程中受温度影响较小。当然作为本实施例的延伸，构成本发明掩模开口层的制作材质不局限于金属材质。

本发明中掩模外形层71由高分子复合材料构成，在一具体实施例中，高分子复合材料为感光复合材料，其可以是薄膜形态的材料直接压贴在掩模开口层72下表面上，也可以是乳剂通过涂布的方式贴附在掩模开口层下表面。在掩模开口层下方的感光材料层通过曝光形成特定的曝光区域，然后通过化学显影等方式实现外形开口711的制作。一般在具体实施例中，高分子复合材料构成的掩模外形层为5um至30um的厚度。另外，本发明中采用高分子复合材料构成掩模单元的部分结构，可以相对的减少掩模单元的重量，从而弱化掩模板组件由于自身重量原因引起的下垂现象，从而提高掩模板组件上开口的位置精度。

作为以上实施例的进一步延伸，组装本发明的掩模板组件时，先将掩模外形层71压贴在掩模开口层72下表面并通过相关工艺形成完整的掩模单元，然后将掩模单元进行绷拉并通过激光焊接工艺固定在掩模框架73上。在具体焊接固定过程中多组掩模单元的焊接具有一定的顺序，一般是按照先将中间掩模单元焊接固定在掩模框架73上，然后依次焊接远离中间位置的掩模单元。

以上所公开复合掩模板组件的具体组装方式仅用以展示本发明的可行性，不作为对本发明的限制，本发明的掩模板组件还可以通过其它方式进行组装，比如采用胶粘、机械固定等方式，也可以采用其它组装顺序进行组装。

另外，以下是对本发明以上实施例的进一步补充，如图9（或图13、图14）所示，构成本发明掩模单元的掩模开口层72两端具有用于夹持的外部夹持端720，外部夹持端720是在掩模开口层72两端延伸形成，外部夹持端720一般设置有多个由于夹持的夹持端部7200。一般，掩模开口层72两端的外部夹持端720与掩模开口层两端的非开口区722通过凹槽701连接。在一些具体实施例中，掩模开口层72两端的外部夹持端720与掩模开口层两端的非开口区722之间也可以不具有凹槽701，如此设计在后续的掩模板组装过程中，需要采用机械切除或激光切割的方式去除掩模开口层72两端的外部夹持端720。

根据本专利背景技术中对现有技术所述，现有技术构成掩模组件的掩模单元结构难以进一步提高掩模蒸镀区内通孔的位置精度，从而对后续OLED基板上蒸镀沉积有机材料的位置精度带来局限。本发明所提供的以上技术方案掩模单元由两层结构构成，掩模外形层的外形开口与掩模开口层的小开口阵列共同构成掩模板蒸镀区，合理的设计可以有效的提高构成的掩模板组件掩模板蒸镀区内通孔的位置精度，从而制备出性能优异的OLED产品。

本发明中说明书中“掩模板组件”与“复合掩模板组件”含义相同；任何提及“一个实施例”、“实施例”、“示意性实施例”等意指结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处的该示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点均落在本领域技术人员的范围之内。

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)

1.一种高精度蒸镀用复合掩模板组件，其包括掩模框架及设置在所述掩模框架上的至少一组掩模单元，

其特征在于，所述掩模单元由掩模外形层、掩模开口层两层结构构成，所述掩模开口层固定在掩模框架上，所述掩模外形层贴合的设置在掩模开口层的下表面；所述掩模外形层上设置有若干外形开口，所述掩模开口层上设置有连续的小开口构成的阵列孔图形区，所述掩模开口层上阵列孔图形区的覆盖范围能够完全覆盖所述掩模外形层上的外形开口，所述掩模外形层上的外形开口与所述掩模开口层上阵列孔图形区重合部分构成掩模板蒸镀区。

2.根据权利要求1所述的高精度蒸镀用复合掩模板组件，其特征在于，构成所述复合掩模板组件掩模单元的掩模外形层为高分子复合材料，所述掩模开口层为金属材料。

3.根据权利要求2所述的高精度蒸镀用复合掩模板组件，其特征在于，构成所述复合掩模板组件掩模单元的掩模外形层为高分子感光材料制成，所述掩模开口层为因瓦材料。

4.根据权利要求1、2或3所述的高精度蒸镀用复合掩模板组件，其特征在于，所述掩模开口层上构成所述阵列孔图形区的所述小开口尺寸均匀一致。

5.根据权利要求1、2或3所述的高精度蒸镀用复合掩模板组件，其特征在于，在所述掩模开口层的长度方向上，所述掩模开口层上阵列孔图形区的区域形状为矩形、两端为燕尾型或两端部为收缩型。

6.根据权利要求1、2、3所述的高精度蒸镀用复合掩模板组件，其特征在于，构成所述掩模板组件掩模单元的掩模开口层是通过激光工艺、电铸工艺、蚀刻工艺中的一种或多种工艺结合制作形成。

7.根据权利要求6所述的高精度蒸镀用复合掩模板组件，其特征在于，构成所述掩模板组件掩模单元的掩模外形层是通过曝光、显影工艺相结合的方式制作形成。

8.根据权利要求1、2或3所述的高精度蒸镀用复合掩模板组件，其特征在于，构成所述掩模板组件掩模单元的掩模开口层通过激光焊接工艺直接固定在所述掩模框架上，构成所述掩模单元的掩模外形层通过压贴工艺固定在所述掩模开口层下表面。

9.根据权利要求1所述的高精度蒸镀用复合掩模板组件，其特征在于，构成所述掩模单元的掩模开口层两端具有用于夹持的外部夹持端，所述外部夹持端是在所述掩模单元的长度方向上在掩模开口层两端延伸形成。

10.根据权利要求9所述的高精度蒸镀用复合掩模板组件，其特征在于，所述掩模开口层两端的外部夹持端与所述掩模开口层两端通过凹槽连接。