CN108251791A - 一种精细金属掩膜板制作方法及其制作平台 - Google Patents

一种精细金属掩膜板制作方法及其制作平台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及蒸镀领域，公开了一种精细金属掩膜板制作平台，包括支撑平台及安装在所述支撑平台上的气浮平台，通过调节所述气浮平台的气浮大小，使掩膜板框架悬浮于所述气浮平台表面。采用该技术方案减少了掩膜板框架与支撑平台之间的摩擦，从而使得制作的掩膜板精度更高，更能符合设计要求，从而进一步改善了精密蒸镀金属掩膜板与衬底基板玻璃的对应吻合程度。

Description

一种精细金属掩膜板制作方法及其制作平台
技术领域
本发明涉及蒸镀领域，特别涉及一种精细金属掩膜板制作方法及其制作平台。
背景技术
近年来，有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)显示器已经成为国内外非常热门的新兴平板显示器产品，OLED显示器具有自发光、广视角、反应时间短、广色域、低工作电压、面板薄、易于做成柔性面板、工作温度范围广等优势。
OLED器件的制备通常采用真空蒸镀法，将镀料在真空中加热、蒸发，使蒸发出来的原子或原子基团在温度较低的衬底基板上析出并形成薄膜。蒸镀工艺的稳定性对成膜质量的好坏有很大影响。为了实现彩色化显示，在蒸镀工艺中需要分别蒸镀红、绿、蓝三基色对应的材料，常用的方法为掩膜法，即在衬底基板的前面设置一层很薄的金属掩膜板，只在金属掩膜板的开口处蒸镀红、绿、蓝三基色对应的有机材料。而用来蒸镀红、绿、蓝三基色对应的有机材料的位置(也即像素电极的位置)已经被精确的定义了出来，所以在蒸镀工艺中金属掩膜板的开口就要和像素电极位置对应吻合，不允许有超出误差范围之内的偏移，否则将会出现两种发光材料重合在一起的情况，发生混色。
对于智能显示高像素显示器生产厂家而言，采用目前的高精密蒸镀掩膜板来作为掩膜，采用真空蒸镀的方法是当今比较成熟可行的方法。所使用到的精密掩膜板要求苛刻，尤其是掩膜板上像素图案开口的精度要高，才能与衬底基板上像素电极较好的吻合。吻合差即会导致生产产品即显示屏混色等显示异常的问题。
掩膜板上像素开口的位置精度极其重要，如果都能满足设计误差要求，则掩膜板像素开口位置与像素电极位置的吻合程度就可以达到很高的水平，进而混色问题可以大大减弱。然而，在精密金属掩膜板的制作过程中，由于掩膜板组件上重量较大的掩膜板框架与制作设备上平台之间的摩擦的存在，导致制作过程中各项平衡参数的设置对制作精度的影响巨大，体现为摩擦力的存在使得施加在掩膜板框架上的平衡力不能按照设计值进行力度的平衡，从而导致设计的掩模基板上的像素不能按照设计位置固定下来，由于每条掩模基板上像素位置存在差异，导致整版精密金属掩膜板上像素的位置就不能按照设计值规律性阵列出来，这就与衬底基板上像素位置规律性阵列不符，导致吻合误差超出允许要求。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种精细金属掩膜板的制作平台，解决高精密蒸镀金属掩膜板在制作过程中受到掩膜板框架与制作平台之间的摩擦问题。
本发明实施例提供的一种精细金属掩膜板的制作平台，包括支撑平台及安装在所述支撑平台上的气浮平台，通过调节所述气浮平台的气浮大小，使掩膜板框架悬浮于所述气浮平台表面。
可选地，所述气浮平台各边设有气体注入口，所述气浮平台表面均匀分布有气体排出口。
可选地，还包括所述掩膜板框架的对位及定位机构和平衡力机构。
可选地，所述对位及定位机构固定安装在所述支撑平台上，围绕在所述气浮平台的四周，与所述气浮平台无接触。
可选地，所述对位及定位机构采用若干个伸缩结构对位及定位所述掩膜板框架。
可选地，所述平衡力机构固定安装在所述支撑平台上，用于平衡掩模基板对所述掩膜板框架的拉伸作用力，所述平衡力机构采用两个伸缩结构。
可选地，所述掩膜板框架上排列掩模基板，所述掩膜板框架上设有所述掩模基板的支撑及遮挡组件。
另外，本发明还提供了使用如上任一所述的制作平台制作金属掩膜板的方法，包括：
掩膜板框架置于所述气浮平台上；
对位及定位机构对正所述掩膜板框架至预设位置，并对所述掩膜板框架定位；
所述平衡力机构对气浮于所述气浮平台上的所述掩膜板框架施加平衡力，所述平衡力数值为所述掩膜板框架上所有掩模基板对所述掩膜板框架中心点位作用力的等效合力；
引张机构对第一掩模基板进行引张，通过影像识别系统测量第一掩模基板的位置并对位，将第一掩模基板焊接固定在掩膜板框架上，对气浮于所述气浮平台上的所述掩膜板框架释放对应的平衡力，释放的平衡力为第一掩模基板对所述掩膜板框架中心点位即平衡机构作用点位的等效拉伸作用力；
引张机构对第二掩模基板进行引张，通过影像识别系统测量第二掩模基板的位置并对位，将第二掩模基板焊接固定在掩膜板框架上，对气浮于所述气浮平台上的所述掩膜板框架释放对应的平衡力，释放的平衡力为第二掩模基板对所述掩膜板框架中心点位即平衡机构作用点位的等效拉伸作用力；
重复上述步骤直至完成所有掩模基板的制作，此时，施加在所述掩膜板框架上的平衡力全部释放。
可选地，气浮作用力为掩膜板框架的自然重力或者低于掩膜板框架的自然重力，如果气浮作用力低于所述掩膜板框架的自然重力，确定不能抵消的自然重力所导致的摩擦力在允许范围内。
由上可见，应用本实施例技术方案，由于采用气浮平台，通过调节气浮大小，使得掩膜板框架悬浮于支撑平台表面，从而减少掩膜板框架与支撑平台之间的摩擦，从而使得制作的掩膜板精度更高，更能符合设计要求，从而进一步改善了精密蒸镀金属掩膜板与衬底基板玻璃的对应吻合程度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种精细金属掩膜板的制作平台结构示意图；
图2为本发明提供的另一种精细金属掩膜板的制作平台结构示意图；
图3为本发明提供的一种气浮平台结构示意图；
图4为本发明提供的一种掩膜板框架结构示意图。
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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
实施例1：
本实施例提供一种精细金属掩膜板的制作平台，如图1和2所示，包括支撑平台10及安装在所述支撑平台10上的气浮平台20，通过调节所述气浮平台20的气浮大小，使掩膜板框架30悬浮于所述气浮平台20表面。为保证气浮气压的可调控性，所述气浮平台20各边设有气体注入口21，所述气浮平台20表面均匀分布有气体排出口22，如图3所示。
可以但不限于，还包括所述掩膜板框架30的对位及定位机构40和平衡力机构50。所述对位及定位机构40固定安装在所述支撑平台10上，围绕在所述气浮平台20的四周，与所述气浮平台20无接触，所述对位及定位机构40采用若干个伸缩结构对位及定位所述掩膜板框架30，所述对位及定位机构40均可沿所述气浮平台20中心线伸缩，例如，所述对位及定位机构40是8个伸缩结构组成，可以采用8个所述伸缩结构对位及定位所述掩膜板框架30，或者采用8个所述伸缩结构将所述掩膜板框架位30位置摆正，然后采用左右或者前后4个伸缩结构定位所述掩膜板框架30，也可以采用8个伸缩结构同时定位所述掩膜板框架30，目的是为了使所述掩膜板框架30在平衡力施加时位置不会有移动。
所述平衡力机构50固定安装在所述支撑平台10上，置于所述气浮平台20长边两中心点处，用于平衡掩模基板对所述掩膜板框架30两长边的拉伸作用力，所述平衡力机构50采用两个伸缩结构，平衡力的伸缩方向也即是掩模基板的引张方向，所述平衡力机构50均可沿所述气浮平台20中心线伸缩。所述掩膜板框架30上排列掩模基板60，所述掩膜板框架30上设有所述掩模基板60的支撑条31及遮挡条32，如图4所示，所述支撑条31用于支撑各掩膜基板60，所述遮挡条32用于遮挡相邻掩膜基板60之间的缝隙，所述掩膜基板60上设有像素开口61。金属掩膜板是在具有支撑条和遮挡条的掩膜板框架下，依次阵列多张掩膜基板后的网状结构。
通过调节气浮平台的气浮大小，使得掩膜板框架悬浮于平台表面，从而减少掩膜板框架与平台之间的摩擦，减少制作过程中其余无法预知的外部力度对掩膜板框架的影响。
实施例2:
本实施例提供了一种利用实施例1中制作平台制作金属掩膜板的方法，包括：
1、对位及定位机构40、平衡力机构50后退至等待位置，为所述掩膜板框架30放置在气浮平台20上预留空间，避免所述掩膜板框架30放置时可能碰撞所述对位及定位机构40、平衡力机构50；
2、气浮平台20的气体注入口21通入气体，均匀分布在所述气浮平台20表面的气体排出口22排出气体，所述掩膜板框架30气浮于所述气浮平台20上，调控气浮压力使气浮作用力为掩膜板框架30的自然重力或者低于掩膜板框架30的自然重力，如果气浮作用力低于所述掩膜板框架30的自然重力，需要保证不能抵消的自然重力所导致的摩擦力在允许范围内。
3、四周所述对位及定位机构40同时向所述掩膜板框架30伸出靠近以对正所述掩膜板框架30，将所述掩膜板框架30对中到设计位置，其中对位及定位机构40顶点的位置为常数，以保证可以使得每个掩膜板框架30的对正位置均是同一位置。例如，所述对位及定位机构40是8个伸缩结构组成，可以采用8个所述伸缩结构对位及定位所述掩膜板框架30，或者采用8个所述伸缩结构将所述掩膜板框架位30位置摆正，然后采用左右或者前后4个伸缩结构定位所述掩膜板框架30，也可以采用8个伸缩结构同时定位所述掩膜板框架30，目的是为了使所述掩膜板框架30在平衡力施加时位置不会有移动，且所述对位及定位机构40对掩膜板框架30的作用尽量小，范围控制在Fn≈0.5～1.5N。因为气浮存在情况下，会导致掩模基板60焊接固定后释放平衡力时，掩膜板框架30发生位移，从而导致后续制作的掩模基板60不能与先前制作的掩模基板60保持一致性，所以制作过程中引入对位及定位机构，将掩膜板框架30四周定位，避免平衡力释放时，掩膜板框架30发生位移。
4、所述平衡力机构50对气浮于所述气浮平台20上的所述掩膜板框架30施加平衡力，所述平衡力数值为所述掩膜板框架30上所有掩模基板60对所述掩膜板框架30中心点位作用力的等效合力；第一次施加的平衡力力度是很大的，随着掩模基板的固定，其对所述掩膜板框架30的拉伸作用力会越来越小，每固定一个掩模基板就释放其对应的平衡力，所以平衡力度也会越来越小。
5、引张机构对第一掩模基板进行引张，通过影像识别系统测量第一掩模基板的位置并对位，将第一掩模基板焊接固定在掩膜板框架上，对气浮于所述气浮平台上的所述掩膜板框架释放对应的平衡力，释放的平衡力为第一掩模基板对所述掩膜板框架中心点位即平衡机构作用点位的等效拉伸作用力。
引张机构对第二掩模基板进行引张，通过影像识别系统测量第二掩模基板的位置并对位，将第二掩模基板焊接固定在掩膜板框架上，对气浮于所述气浮平台上的所述掩膜板框架释放对应的平衡力，释放的平衡力为第二掩模基板对所述掩膜板框架中心点位即平衡机构作用点位的等效拉伸作用力；重复上述步骤引张→测量→焊接→引张结束→平衡力释放→引张→测量→焊接→引张结束→平衡力释放，直至完成所有掩模基板的制作，此时，施加在所述掩膜板框架上的平衡力全部释放结束，即平衡力度为0；
6、将所述对位及定位机构40退回到等待位置，同时停止气体注入，完成金属掩膜板的制作。
在每个掩模基板60上施加引张力并焊接固定在掩膜板框架30上后，所述掩模基板60会对所述掩膜板框架30具有向内的拉伸力，即后续掩膜基板60的引张和焊接会对先前焊接固定在掩膜板框架30上的掩模基板60造成向内缩的趋势，导致所述掩模基板60上的像素开口图案向内偏移，随着掩模基板60焊接数量的增多，对先前制作的掩模基板60造成的影响会越来越大，为了克服该情况，我们需要在先于掩模基板60焊接前对所述掩膜板框架30施加平衡力，其大小根据引张力采用ANSYS软件模拟得出，每焊接固定一张掩模基板60后，就释放相应的平衡力，以平衡所述掩模基架板60对掩膜板框架30向内的拉伸影响力。以上情况是在理想的情况下，由于掩膜板框架30重量大，如果将所述掩膜板框架30直接放置于支撑平台10上，必然会与支撑平台10之间产生摩擦力，导致每次释放的平衡力不能按照预期效果平衡所述掩模基板60对所述掩膜板框架30的向内的拉伸影响力，导致每条焊接固定的掩模基板60上的像素图案变化无规律，为此采用气浮平台20的气浮方式以克服所述掩膜板框架30的外界摩擦力。
可见，通过调节气浮大小，使得掩膜板框架悬浮于平台表面，从而减少掩膜板框架与平台之间的摩擦，进而有效减少金属掩膜板制作过程中因掩膜板框架与平台之间的摩擦而导致的掩膜板框架变形无规律问题，从而使得掩膜板的制作能够符合理论设计，减少制作过程中其余无法预知的外部力度对掩膜板框架的影响，进而达到较高的制作水平及符合要求的掩膜板上像素位置精度，同时也可以减少因为吻合差导致的混色问题。
实施例3：
本实施例又提供了一种利用实施例1中制作平台制作金属掩膜板的方法，本实施例与实施例2的不同之处在于，所述掩膜板框架30气浮于所述气浮平台20上不需要全程使用，在平衡力的施加及释放过程中使所述掩膜板框架30气浮于所述气浮平台20上，主要解决平衡力施加和释放时摩擦力的影响。当平衡力施加及释放时，所述气浮平台20的气体注入口21通入气体，均匀分布在所述气浮平台20表面的气体排出口22排出气体，所述掩膜板框架30气浮于所述气浮平台20上，平衡力施加及释放结束停止气体注入即关闭气浮，同样也可以减少平衡力施加和释放时摩擦力的影响。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种精细金属掩膜板的制作平台，其特征在于，包括支撑平台及安装在所述支撑平台上的气浮平台，通过调节所述气浮平台的气浮大小，使掩膜板框架悬浮于所述气浮平台表面。
2.如权利要求1所述的一种精细金属掩膜板的制作平台，其特征在于，所述气浮平台各边设有气体注入口，所述气浮平台表面均匀分布有气体排出口。
3.如权利要求2所述的一种精细金属掩膜板的制作平台，其特征在于，还包括所述掩膜板框架的对位及定位机构和平衡力机构。
4.如权利要求3所述的一种精细金属掩膜板的制作平台，其特征在于，所述对位及定位机构固定安装在所述支撑平台上，围绕在所述气浮平台的四周，与所述气浮平台无接触。
5.如权利要求4所述的一种精细金属掩膜板的制作平台，其特征在于，所述对位及定位机构采用若干个伸缩结构对位及定位所述掩膜板框架。
6.如权利要求3或4所述的一种精细金属掩膜板的制作平台，其特征在于，所述平衡力机构固定安装在所述支撑平台上，用于平衡掩模基板对所述掩膜板框架的拉伸作用力，所述平衡力机构采用两个伸缩结构。
7.如权利要求6所述的一种精细金属掩膜板的制作平台，其特征在于，所述掩膜板框架上排列掩模基板，所述掩膜板框架上设有所述掩模基板的支撑及遮挡组件。
8.使用如权利要求1至7中任一所述的制作平台制作金属掩膜板的方法，其特征在于，包括：
掩膜板框架置于所述气浮平台上；
对位及定位机构对正所述掩膜板框架至预设位置，并对所述掩膜板框架定位；
所述平衡力机构对气浮于所述气浮平台上的所述掩膜板框架施加平衡力，所述平衡力数值为所述掩膜板框架上所有掩模基板对所述掩膜板框架中心点位作用力的等效合力；
引张机构对第一掩模基板进行引张，通过影像识别系统测量第一掩模基板的位置并对位，将第一掩模基板焊接固定在掩膜板框架上，对气浮于所述气浮平台上的所述掩膜板框架释放对应的平衡力，释放的平衡力为第一掩模基板对所述掩膜板框架中心点位即平衡机构作用点位的等效拉伸作用力；
引张机构对第二掩模基板进行引张，通过影像识别系统测量第二掩模基板的位置并对位，将第二掩模基板焊接固定在掩膜板框架上，对气浮于所述气浮平台上的所述掩膜板框架释放对应的平衡力，释放的平衡力为第二掩模基板对所述掩膜板框架中心点位即平衡机构作用点位的等效拉伸作用力；
重复上述步骤直至完成所有掩模基板的制作，此时，施加在所述掩膜板框架上的平衡力全部释放。
9.如权利要求8所述的制作金属掩膜板的方法，其特征在于，气浮作用力为掩膜板框架的自然重力或者低于掩膜板框架的自然重力，如果气浮作用力低于所述掩膜板框架的自然重力，确定不能抵消的自然重力所导致的摩擦力在允许范围内。
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