CN105803389A - 掩膜板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掩膜板及其制作方法。其中，该掩膜板用于对显示基板进行蒸镀，包括：图案部，对应于显示基板的显示区域；应力缓冲部，对应于显示基板的至少部分非显示区域；所述应力缓冲部的一侧设置有多个第一凹槽，所述应力缓冲部的另一侧设置有多个第二凹槽，所述第一凹槽在所述掩膜板所在平面上的第一投影与所述第二凹槽在所述掩膜板所在平面上的第二投影不相交。通过本发明，保证了掩膜板在蒸镀过程中的质量，从而达到了提高AMOLED的产品品质的效果。

Description

掩膜板及其制作方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其是涉及一种掩膜板及其制作方法。

背景技术

OLED(OrganicLight-EmittingDiode，有机发光二极管)属于载流子双注入发光器件，其在外界电压的驱动下由电极注入的电子发光。通过调整外界电压可以改变每个红、绿、蓝LED的亮度，可以得到各种颜色的光。OLED具有以下优点：(1)结构简单，由于不需要背光源，所以可以做得像纸张一样薄；(2)真彩色，由于自身是发光体，所以发光的颜色能做到色饱和度纯正，而且在零下45摄氏度到零上80摄氏度之间的温度范围内，色彩不会变化，不像液晶技术，随着温度或视角的变化色彩都会发生变化；(3)低功耗，由于不需要彩膜，整个图像显示所需的功耗比较低；(4)响应速度快，反应时间可以达到微秒级甚至是毫秒级；(5)宽视角，全方位没有视角的问题；(6)高对比度，目前能达到1000000∶1。

AMOLED(ActiveMatrixOLED，主动矩阵有机发光二极管)作为OLED的一种，其具有OLED的所有优点，而且其还具有一定的柔韧性，相较于LCD(LiquidCrystalDisplay，液晶显示器)，其屏幕不易损坏。但是，AMOLED由于是自发光像素，其也具有像素结构复杂，背板良率不高，有机材料寿命短等缺点。

蒸镀工艺在AMOLED技术中的地位是非常重要的，尤其是在蒸镀发光层材料的过程中，需要用到FMM(FineMetalMask，精细金属掩膜板)，且蒸镀需要在高温环境下进行，FMM会发生热膨胀，导致其在重力的作用下发生下垂现象，FMM的几何形状会发生较大变化。为了防止FMM在高温环境下沿着重力方向下垂，可以先对FMM进行张网(拉伸)操作，然后再在蒸镀腔室中利用磁铁吸附FMM向上与玻璃基板贴合，从而完成材料的蒸镀过程。为便于理解，请参考图1A(图1A是根据现有技术的未拉伸的FMM在蒸镀前后的形状变化示意图)和图1B(图1B是根据现有技术的拉伸后的FMM在蒸镀前后的形状变化示意图)，在图1A中，FMM处于未拉伸状态，其在室温条件下形态表现正常，但是在加热后的高温条件下，则表现出明显的下垂形态，而在图1B中，FMM处于拉伸状态，其在室温条件下的形态表现正常，且在加热后的高温条件下形态仍然表现正常。

但是，由于FMM的厚度非常薄，所以在拉伸过程中容易发生褶皱，在蒸镀腔室中被磁场吸附的时候会使褶皱加剧，导致FMM的表面平坦度变差，尤其对于最靠近边框的Panel，其与玻璃基板的贴合度在不同的位置处的差异较大，最终导致有机材料没有蒸镀到应蒸镀的位置，导致Panel在点亮状态下发生混色现象。

可以看出，蒸镀过程中用到的FMM的质量是很难控制的，该缺点也成为制约AMOLED技术发展的主要瓶颈之一。因此，如何提高FMM的质量以提高AMOLED的产品品质成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可以提高精细金属掩膜板的质量以达到提高AMOLED的产品品质的技术方案。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种掩膜板，用于对显示基板进行蒸镀，该掩膜板包括：图案部，对应于显示基板的显示区域；应力缓冲部，对应于显示基板的至少部分非显示区域；所述应力缓冲部的一侧设置有多个第一凹槽，所述应力缓冲部的另一侧设置有多个第二凹槽，所述第一凹槽在所述掩膜板所在平面上的第一投影与所述第二凹槽在所述掩膜板所在平面上的第二投影不相交。

优选地，所述第一凹槽和所述第二凹槽的开口形状均为矩形。

优选地，多个所述第一投影与多个所述第二投影交替排列。

优选地，所述第一凹槽的深度与所述第二凹槽的深度相等。

优选地，所述第一凹槽和所述第二凹槽的深度之和小于所述掩膜板的厚度。

优选地，该掩膜板还包括：空白部，位于所述掩膜板的边缘与所述图案部之间，所述空白部不设置所述第一凹槽和/或所述第二凹槽。

优选地，所述掩膜板的边缘与所述应力缓冲部的边缘之间的最小距离为1.5mm～1.7mm。

优选地，所述掩膜板为精细金属掩膜板FMM。

根据本发明的另一个方面，提供了一种掩膜板制作方法，用于制作上述掩膜板，所述方法包括：在所述应力缓冲部的一侧形成多个第一凹槽，且在所述应力缓冲部的另一侧形成多个第二凹槽，所述第一凹槽在所述掩膜板所在平面上的第一投影与所述第二凹槽在所述掩膜板所在平面上的第二投影不相交。

优选地，形成多个第一凹槽，包括：采用半刻蚀工艺形成多个所述第一凹槽；形成多个第二凹槽，包括：采用半刻蚀工艺形成多个所述第二凹槽。

优选地，采用半刻蚀工艺形成所述第一凹槽和所述第二凹槽的过程中，先将所述第一凹槽/所述第二凹槽的目标刻蚀宽度值减去半刻蚀工艺宽度误差作为预设刻蚀宽度值，再根据预设刻蚀宽度值进行半刻蚀工艺。

与现有技术相比，本发明所述的掩膜板及其制作方法，在掩膜板上设置了应力缓冲部，该应力缓冲部有相对设置的两种凹槽结构组成，可以吸收或缓解掩膜板在蒸镀的高温条件下产生的应力，避免掩膜板在张网过程中产生褶皱，可以提高掩膜板的平坦度，保证了掩膜板在蒸镀过程中的质量，从而达到了提高AMOLED的产品品质的效果。

附图说明

图1A是根据现有技术的未拉伸的FMM在蒸镀前后的形状变化示意图；

图1B是根据现有技术的拉伸后的FMM在蒸镀前后的形状变化示意图；

图2A是根据现有技术的1/4个蒸镀基板上半刻蚀区域的分布示意图；

图2B是根据现有技术的半刻蚀区域的横截面示意图；

图2C是根据现有技术的条状半刻蚀区域的示意图；

图2D是根据现有技术的点状半刻蚀区域的示意图；

图3为根据本发明实施例的掩膜板的应力缓冲部的剖面示意图；

图4A是根据现有技术的掩膜板的图案区域的边缘处设置半刻蚀区域的结构示意图；

图4B是根据本发明实施例的掩膜板的图案部边缘处设置空白部的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的掩膜板制作方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了避免褶皱的出现，目前的做法是：针对FMM，在其对应于每个Panel的有效显示区域(ActiveArea)的区域周边，以及设置有组装区域的两端设计半刻蚀(HalfEtch)区域，为便于理解，请参考图2A(图2A是根据现有技术的1/4个蒸镀基板上半刻蚀区域的分布示意图)，由于半刻蚀区域的厚度较FMM厚度减少一半，其更柔韧度更强，FMM上的应力可以在半刻蚀区域得到缓冲和存储，从而能够避免或减少FMM褶皱的发生，从而可以保证FMM的质量，进而保证Panel有效显示区域的显示效果。

当然，半刻蚀区域设计的越合理，避免FMM褶皱发生的效果越明显。目前，HalfEtch区域的设计方式有两种：第一种是把HalfEtch区域整体刻蚀一半，为便于理解，请参考图2B(图2B是根据现有技术的半刻蚀区域的横截面示意图)，第二种是把HalfEtch区域刻蚀成条状或者点状，为便于理解，请参考图2C(图2C是根据现有技术的条状半刻蚀区域的示意图)和图2D(图2D是根据现有技术的点状半刻蚀区域的示意图)。但是，这两种刻蚀方式都存在弊端：第一种方法容易将半刻蚀区域刻蚀断裂且半刻蚀表面特别粗糙，第二种方法得到的半刻蚀区域由于是条状或点状，导致其面积太小，其缓冲和存储应力的效果不佳，最终导致某些半刻蚀区域起不到应有的作用。

为了克服以上两种设计方式的弊端，本发明实施例提供以下技术方案。

本发明实施例提供了一种掩膜板，用于对显示基板进行蒸镀，该掩膜板可以包括：图案部，对应于显示基板的显示区域；应力缓冲部，对应于显示基板的至少部分非显示区域；所述应力缓冲部的一侧设置有多个第一凹槽，所述应力缓冲部的另一侧设置有多个第二凹槽，所述第一凹槽在所述掩膜板所在平面上的第一投影与所述第二凹槽在所述掩膜板所在平面上的第二投影不相交。

在该掩膜板中，所述应力缓冲部位于部分非显示区域(也即现有技术中设置的半刻蚀区域)，其正反两面均设置有凹槽结构(即所述第一凹槽和所述第二凹槽)，这种凹槽结构能够很好地吸收掩膜板在蒸镀工艺中张网过程中所产生的应力，从而能够有效地避免褶皱的发生。

为便于理解，请参考图3(图3为根据本发明实施例的掩膜板的应力缓冲部的剖面示意图)，从图3中可以看出，所述第一凹槽和所述第二凹槽是采用正反两面刻蚀的工艺形成的，设置有所述第一凹槽和所述第二凹槽的区域即为半刻蚀区域。

作为一个优选示例，所述第一凹槽和所述第二凹槽的开口形状均可以为矩形，也就是说，从朝向所述第一凹槽的角度看过去，所述第一凹槽的开口是条状的，参考现有技术中的半刻蚀区域的形状，半刻蚀区域为矩形或半圆形或扇形的设计居多，对于矩形的半刻蚀区域，在其上刻蚀出的所述第一凹槽的开口可以是规则的矩形，对于半圆形或扇形的版刻蚀区域，在其上刻蚀出的所述第一凹槽的开口可以是规则的矩形，也可以大致呈矩形。同样地，对于所述第二凹槽的开口同样适用，当然，在实际应用中，该两种凹槽的开口设计可以相同，也可以不同，既可以是矩形，也可以是其他形状。

实际上，所述第一凹槽和所述第二凹槽的剖面形状可以进行多种设计的，例如梯形或倒梯形，平行四边形等，只要刻蚀工艺能够形成凹槽结构，且两种凹槽分别形成于两侧而形成最终的半刻蚀区域，两种凹槽的开口形状在本发明实施例中并不作出限定。

如图3所示，本发明实施例中，多个所述第一投影与多个所述第二投影交替排列，也就是说，所述第一凹槽和所述第二凹槽是间隔交替形成在掩膜板的两个面上，这样设计的好处在于得到半刻蚀区域的同时，最小程度上对掩膜板的自身硬度产生影响。如现有技术的完全半刻蚀设计，其由于整体厚度整体减薄，掩膜板在刻蚀方向上的硬度会由于整体减薄部分而大大减小，而容易产生折断，而本发明实施例这种交替排列方式，可以最大程度上保证掩膜板在刻蚀方向上的硬度而能够避免产生折断现象。

当然，在实际应用中，也可以采用这样的方式：在掩膜板的一个面上刻蚀出M个连续排列的所述第一凹槽，再在掩膜板的另一面刻蚀出N个连续排列的所述第二凹槽，其中，M和N的值不能太大，因为越大越接近现有技术的完全半刻蚀方式，会导致效果不佳，M和N可以是相同的数值，例如，都是2，也可是不同的数值，例如M是2，N是3。需要什么的是，这种连续几个的间隔排列方式在保证掩膜板沿刻蚀方向的应力效果肯定不如上述一一交替排列的方式好。在实际工艺中，可根据实际的需求进行设计，本发明实施例对此并不作出限定。

进一步地，所述第一凹槽的深度与所述第二凹槽的深度可以是相等的，这样设计的好处在于，掩膜板在两个凹槽上的刻蚀方向上的应力保持均衡，更加提高了掩膜板在刻蚀方向上的硬度，即便是偶尔产生极个别的折断现象，也不至于所有折断的方向都是沿着所述第一凹槽的刻蚀方向或所述第二凹槽的刻蚀方向中的一个方向，而是具有两个方向的可能，实际上正式由于这种刻蚀方向的应力均衡，掩膜板发生折断的概率才变得更低。

作为本发明实施例的一个优选设计，所述第一凹槽和所述第二凹槽的深度之和小于所述掩膜板的厚度，也就是说，在掩膜板的刻蚀方向上，两中凹槽的底部之间要有距离，即便是相邻且间隔排布的第一凹槽和第二凹槽之间在刻蚀过程中产生排布方向上的错位，也不会在错位部分产生完全镂空的情况，这也是最大程度上保证掩膜板在刻蚀方向上的硬度。当然，所述第一凹槽和所述第二凹槽的深度也并不是越小越好，如果太小，则其缓冲应力的能力就会降低。因此，所述第一凹槽和所述第二凹槽的深度可以根据实际的工艺需求进行更改设计，对此本发明实施例并不作出限制。

在本发明实施例中，该掩膜板还可以包括：空白部，位于所述掩膜板的边缘与所述图案部之间，所述空白部不设置所述第一凹槽和/或所述第二凹槽。而且，所述掩膜板的边缘与所述应力缓冲部的边缘之间的最小距离可以设置在1.5mm～1.7mm之间。

现有技术中，非显示区域的边缘到掩膜板的边缘之间的区域是设置有半刻蚀区域的，图4A是根据现有技术的掩膜板的图案区域的边缘处设置半刻蚀区域的结构示意图，如图4A所示，由于有半刻区域的存在，与显示基板的显示区域(ActiveArea)对应的图案区域的边缘距离掩膜板(例如FMM)的边缘的距离为2.2mm以上，由于这个距离较大，张网过程中掩膜板的两侧会向下垂，当掩膜板被拉伸并焊接在边框(frame)上时容易出现褶皱现象。

对此情况，本发明实施例进行了改进，图4B是根据本发明实施例的掩膜板的图案部边缘处设置空白部的结构示意图，如图4B所示，图案部边缘处将现有的半刻蚀区域去除，而修改设计为空白部，这种设计方式可以将掩膜板(如FMM)的宽度变窄，图案部到掩膜板边缘的距离可以缩短到1.5mm到1.7mm的范围之内，通过实验验证，发现将图4A的设计方式修改为图4B的设计方式后，褶皱情况得到明显改善。

作为一个优选示例，所述掩膜板可以为精细金属掩膜板FMM。当然，实际应用中，所述掩膜板也可以其它容易产生褶皱问题的掩膜板，对此，本发明实施例并不作出限定。

对应于上述掩膜板，本发明实施例还提供了一种掩膜板制作方法，用于制作上述掩膜板，图5是根据本发明实施例的掩膜板制作方法流程图，如图5所示，该方法包括以下步骤(步骤S502)：

步骤S502，在所述应力缓冲部的一侧形成多个第一凹槽，且在所述应力缓冲部的另一侧形成多个第二凹槽，所述第一凹槽在所述掩膜板所在平面上的第一投影与所述第二凹槽在所述掩膜板所在平面上的第二投影不相交。

其中，形成多个第一凹槽的过程可以包括：采用半刻蚀工艺形成多个所述第一凹槽。形成多个第二凹槽的过程可以包括：采用半刻蚀工艺形成多个所述第二凹槽。

由于半刻蚀区域采用正反面两面刻蚀形成的，两个面的刻蚀区域相反且均刻蚀为条状(其剖面如图3所示)，这种刻蚀方法要求工艺具有更好的可控性，因为刻蚀不仅沿厚度方向，也沿着横方向进行，一般称为“侧面刻蚀”或“钻蚀”，而由于存在侧面刻蚀，容易使刻蚀成出来的窗口(即所述第一凹槽和所述第二凹槽的开口宽度)通常比光刻胶刻蚀的窗口的尺寸大一些。

因此为了修正，就要从设计值中减去刻蚀余量。具体的，在采用半刻蚀工艺形成所述第一凹槽和所述第二凹槽的过程中，可以先将所述第一凹槽/所述第二凹槽的目标刻蚀宽度值减去半刻蚀工艺宽度误差作为预设刻蚀宽度值，再根据预设刻蚀宽度值进行半刻蚀工艺。

在实际应用中，刻蚀余量的大小与被加工材料、刻蚀液的种类及被加工材料的厚度等许多因素有关，须用实验来确定。侧面刻蚀越小，刻蚀系数越大，则刻蚀部分的侧面越陡，因此产品尺寸的精度就越稳定。

本发明实施例，采用双面刻蚀方式在掩膜板上形成半刻蚀区域，相比单面刻蚀，其侧面刻蚀量明显减少而达到提高掩膜板在刻蚀方向上的硬度，且还具有使刻蚀时间缩短一半的优点。通过这种双面刻蚀方式，既能保证防止褶皱的效果，又不会使掩膜板断裂，从而保证掩膜板在蒸镀过程中的质量，进而保证蒸镀得到的显示面板的显示效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种掩膜板，用于对显示基板进行蒸镀，其特征在于，包括：

图案部，对应于显示基板的显示区域；

应力缓冲部，对应于显示基板的至少部分非显示区域；

所述应力缓冲部的一侧设置有多个第一凹槽，所述应力缓冲部的另一侧设置有多个第二凹槽，所述第一凹槽在所述掩膜板所在平面上的第一投影与所述第二凹槽在所述掩膜板所在平面上的第二投影不相交。

2.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述第一凹槽和所述第二凹槽的开口形状均为矩形。

3.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，多个所述第一投影与多个所述第二投影交替排列。

4.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述第一凹槽的深度与所述第二凹槽的深度相等。

5.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述第一凹槽和所述第二凹槽的深度之和小于所述掩膜板的厚度。

6.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，还包括：

空白部，位于所述掩膜板的边缘与所述图案部之间，所述空白部不设置所述第一凹槽和/或所述第二凹槽。

7.根据权利要求6所述的掩膜板，其特征在于，所述掩膜板的边缘与所述应力缓冲部的边缘之间的最小距离为1.5mm～1.7mm。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的掩膜板，其特征在于，所述掩膜板为精细金属掩膜板FMM。

9.一种掩膜板制作方法，用于制作权利要求1至8中任一项所述的掩膜板，所述方法包括：

在所述应力缓冲部的一侧形成多个第一凹槽，且在所述应力缓冲部的另一侧形成多个第二凹槽，所述第一凹槽在所述掩膜板所在平面上的第一投影与所述第二凹槽在所述掩膜板所在平面上的第二投影不相交。

10.根据权利要求9所述的掩膜板制作方法，其特征在于：

形成多个第一凹槽，包括：采用半刻蚀工艺形成多个所述第一凹槽；

形成多个第二凹槽，包括：采用半刻蚀工艺形成多个所述第二凹槽。

11.根据权利要求10所述的掩膜板制作方法，其特征在于，采用半刻蚀工艺形成所述第一凹槽和所述第二凹槽的过程中，先将所述第一凹槽/所述第二凹槽的目标刻蚀宽度值减去半刻蚀工艺宽度误差作为预设刻蚀宽度值，再根据预设刻蚀宽度值进行半刻蚀工艺。