CN110373629A - 一种高精度金属掩膜板及制造方法、高精度金属掩膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种高精度金属掩膜板及制造方法、高精度金属掩膜装置。所述高精度金属掩膜板包括：至少一显示遮挡区，所述显示遮挡区包括多个开口以及环绕所述开口的非开口区；以及非显示遮挡区，环绕所述显示遮挡区，其中，所述非显示遮挡区包括至少一第一掩膜强化区，所述第一掩膜强化区的板厚大于所述非开口区的板厚。该高精度金属掩膜板可以使具有较高的精度的同时，兼具较高的强度，避免其在张网过程中出现褶皱的问题，提高其质量和精度。

Description

一种高精度金属掩膜板及制造方法、高精度金属掩膜装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种高精度金属掩膜板及其制造方法以及具有该高精度金属掩膜板的高精度金属掩膜装置。

背景技术

与诸多显示器相比，OLED显示面板具有主动发光、高对比度、无视角限制等其诸多优点，而高精度金属掩膜板(FMM)作为OLED面板蒸镀中的重要治具起到了关键作用。目前，其已知的生产工艺主要有刻蚀型、激光成形型以及电铸型。

电铸型高精度金属掩膜板(Electroforming Fine Mask、简称EFM)为使用电化学沉积方式、将需要的材料按照目标图形进行制造，其沉积的厚度将依照掩膜板的开口尺寸的需求而有所增减，厚度越薄则可形成的开口尺寸越小、开口尺寸越小的高精度金属掩膜板则可用于制造精度要求更高的显示面板中。

然而，高精度金属掩膜板的使用还需要经过张网工艺、将其固定于金属框架上后才可应用于蒸镀工艺中，厚度越薄的高精度金属掩膜板因其抗拉强度不足而会在张网过程中形成褶皱的问题，影响了高精度金属掩膜板的质量和精度，进而，还可能影响到后续显示面板制造的性能和良率。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高精度金属掩膜板及其制造方法以及具有该高精度金属掩膜板的高精度金属掩膜装置。该高精度金属掩膜板可以使具有较高的精度的同时，兼具较高的强度，避免其在张网过程中出现褶皱的问题，提高其质量和精度。

根据本发明的一个方面提供一种高精度金属掩膜板，所述高精度金属掩膜板包括：至少一显示遮挡区，所述显示遮挡区包括多个开口以及环绕所述开口的非开口区；以及非显示遮挡区，环绕所述显示遮挡区，其中，所述非显示遮挡区包括至少一第一掩膜强化区，所述第一掩膜强化区的板厚大于所述非开口区的板厚。

优选地，所述第一掩膜强化区覆盖所述非显示遮挡区。

优选地，所述非显示遮挡区还包括第二掩膜强化区，所述第二掩膜强化区的板厚大于所述非开口区的板厚、小于所述第一掩膜强化区的板厚。

优选地，所述非开口区的板厚为15～30μm。

优选地，所述掩膜强化区的板厚大于20μm。

优选地，所述高精度金属掩膜板由镍铁合金电铸而成。

优选地，所述镍铁合金中镍所占比例为35～42％，铁所占比例为58～65％。

根据本发明的另一个方面，还提供一种高精度金属掩膜板的制造方法，所述制造方法包括如下步骤：提供一基板，且在所述基板上涂布第一光阻层；曝光显影后去除部分所述第一光阻层、形成第一电铸区；在所述第一电铸区进行电铸、形成第一电铸层；去除所述第一光阻层；在所述第一电铸层之外的区域涂布第二光阻层，其中，所述第二光阻层的厚度小于所述第一光阻层的厚度；曝光显影后去除部分所述第二光阻层、形成第二电铸区；在所述第二电铸区进行电铸、形成第二电铸层，其中，所述第二电铸层的厚度小于所述第一电铸层的厚度；去除第二光阻层和基板。

优选地，所述第一电铸层环绕所述第二电铸层。

优选地，在所述涂布第二光阻层的步骤之前，还包括如下步骤：在所述第一电铸层之外的区域涂布第三光阻层，其中，第三光阻层的厚度小于第一光阻层、大于第二光阻层；曝光显影后去除部分所述第三光阻层、形成第三电铸区；在所述第三电铸区进行电铸、形成第三电铸层，其中，所述第三电铸层的厚度大于所述第二电铸层的厚度、小于所述第一电铸层的厚度，且在形成第二光阻层的步骤中，所述第二光阻层形成于第一电铸层和第三电铸层之外的区域。

根据本发明的又一个方面，还提供一种高精度金属掩膜装置，所述高精度金属掩膜装置包括：上述的高精度金属掩膜板；以及边框，设置于所述高精度金属掩膜板外周，且与所述高精度金属掩膜板相连接。

本发明实施例提供的高精度金属对显示遮挡区和非显示遮挡区进行区分，且在非显示遮挡区设置第一掩膜强化区，使其显示遮挡区在厚度较薄、开口较小的情况下具有较高的精度，可用于制程像素较高的显示面板。同时，其非显示遮挡区的第一掩膜强化区又可以保证高精度金属掩膜板的强度，避免其在张网过程中出现褶皱的问题，提高其质量、保障其精度，进而，可以提升后续使用该高精度金属掩膜板所制造的显示面板的性能和良率。并且，该高精度金属掩膜板的制程方式也较为方便。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的一个实施例的高精度金属掩膜板的结构示意图；

图2为本发明的另一种实施例的高精度金属掩膜板的结构示意图；

图3为本发明的一个实施例的高精度金属掩膜板的制造方法的流程图；

图4为本发明的一个实施例的高精度金属掩膜板的制造方法中涂布第一光阻层后的截面结构示意图；

图5为本发明的一个实施例的高精度金属掩膜板的制造方法中对第一光阻层曝光显影、形成第一电铸区后的截面结构示意图；

图6为本发明的一个实施例的高精度金属掩膜板的制造方法中形成第一电铸层后的截面结构示意图；

图7为本发明的一个实施例的高精度金属掩膜板的制造方法中去除第一光阻层后的截面结构示意图；

图8为本发明的一个实施例的高精度金属掩膜板的制造方法中涂布第二光阻层后的截面结构示意图；

图9为本发明的一个实施例的高精度金属掩膜板的制造方法中对第二光阻层曝光显影、形成第二电铸区后的截面结构示意图；

图10为本发明的一个实施例的高精度金属掩膜板的制造方法中形成第二电铸层后的截面结构示意图；

图11为本发明的一个实施例的高精度金属掩膜板的制造方法中去除第二光阻层和基板后的截面结构示意图；以及

图12为本发明的另一种有机发光显示面板的制造方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术内容进行进一步地说明。

请参见图1，其示出了本发明的一个实施例的高精度金属掩膜板的结构示意图。在本发明的实施例中，所述高精度金属掩膜板包括：至少一显示遮挡区1和非显示遮挡区2。其中，显示遮挡区1用于在制程显示面板的过程中对应遮挡显示面板的显示区，非显示遮挡区2用于在制程显示面板的过程中对应遮挡显示面板的非显示区。图1中以具有一行四列的显示遮挡区1为例进行说明，但并不以此为限，显示遮挡区1的数量可以根据显示面板的制程需求制作，在此不赘述。

具体来说，如图1所示，显示遮挡区1包括多个开口11以及环绕开口11的非开口区12。其中，开口11即为用于显示面板制程的过程中供蒸镀材料沉积或者光刻的区域；非开口区12即为显示面板制程的过程中阻挡蒸镀材料或光刻的区域。在本发明的实施例中，非开口区12通过电铸沉积的方式形成。由于高精度金属掩膜板需要的开口11较多，且每个开口11的尺寸较小，而开口11尺寸越小，非开口区12的板厚就需要越薄，因此，在本发明的可选实施例中，非开口区12的板厚可以为15～30μm。进一步需要说明的是，在上述非开口区12板厚的尺寸范围内，针对不同像素的显示面板，因所需的开口数量和开口尺寸不同，所以，非开口区12的板厚也会进行进一步的区分。例如针对全高清显示面板(FHD，像素为1920×1080)，非开口区12的板厚可以为25～30μm；针对高清显示面板(WQHD，像素为2560×1440)，非开口区12的板厚可以为20～25μm；针对超高清显示面板(UHD，像素为3840×2160)，非开口区12的板厚可以为15～20μm。

如图1所示，非显示遮挡区2环绕每个显示遮挡区1。非显示遮挡区2用于高精度金属掩膜板张网的过程中进行分散张力并支撑显示遮挡区1。由于目前针对高像素的显示面板制程所使用的高精度金属掩膜板的非开口区12板厚较薄、在其张网过程中会因抗拉强度不足而出现褶皱的问题。因此，本发明的实施例中，为了提升高精度金属掩膜板的强度，非显示遮挡区2包括至少一第一掩膜强化区21。其中，第一掩膜强化区21的板厚大于非开口区12的板厚，通过在非显示遮挡区2形成第一掩膜强化区21可以在不影响显示遮挡区1精度的条件(非开口区12的板厚较薄)下，提高非显示遮挡区2的强度，避免出现褶皱的问题。在图1所示的实施例中，第一掩膜强化区21覆盖了整个非显示遮挡区2，即强化了高精度金属掩膜板的整个非显示遮挡区2，以此保证整个高精度金属掩膜板的强度。可选地，掩膜强化区21的板厚大于20μm。需要说明的是，在上述的板厚范围内，由于针对不同像素的显示面板、非开口区12的厚度会进行调整，因此，为了使第一掩膜强化区21的板厚大于非开口区12的板厚，掩膜强化区21的板厚也可以在此范围内进行相应的调整，以适应不同厚度非开口区12，在此不予赘述。

进一步地，在本发明的实施例中，高精度金属掩膜板由镍铁合金电铸而成。即高精度金属掩膜板的非开口区12和非显示遮挡区2(包括第一掩膜强化区21)均由镍铁合金通过电铸沉积的方式形成。其中，可选地，镍铁合金中镍所占比例为35～42％，铁所占比例为58～65％。

进一步地，虽然图1中以第一掩膜强化区21覆盖了整个非显示遮挡区2的结构为例进行说明，但并不以此为限，在本发明的另一些实施例中，也可以根据实际的易于出现褶皱的位置设置第一掩膜强化区。具体来说，请参见图2，其示出了本发明的另一种实施例的高精度金属掩膜板的结构示意图。图2中以显示遮挡去为两排四列的高精度金属掩膜板为例。与上述图1所示实施例中不同的是，在此实施例中，第一掩膜强化区21并不覆盖非显示遮挡区2，而是仅仅设置于多个显示强化区1之间，以此对非显示遮挡区2进行补强。如图2所示，沿着行方向上(图2中X轴方向)的一条第一掩膜强化区21与沿着列方向上(图2中Y轴方向)的三条第一掩膜强化区21相互交叉，大致呈多个十字形排布于非显示遮挡区2，对其进行强化。本领域技术人员理解，该实施例同样可以实现对高精度金属掩膜板进行强化的作用，并且由于第一掩膜强化区21覆盖区域的减少，因此，在高精度金属掩膜板的制程过程中可以节省其制造的时间和材料，提高制程的效率，尤其当制程一些尺寸较大的掩膜板时该优点尤为明显。

进一步地，本发明还提供一种上述图1或图2所示的高精度金属掩膜板的制造方法。请一并参见图3至图11，图3示出了本发明的一个实施例的高精度金属掩膜板的制造方法的流程图。图4至图11分别示出了图3中各个步骤下的高精度金属掩膜板的截面结构示意图。需要说明的是，为了更清晰地对高精度金属掩膜板制程过程中的各个截面机构，图4至图11中以图1中一个显示遮挡区1及其两侧的非显示遮挡区2为例进行说明。具体来说，所述制造方法包括如下步骤：

步骤S10：提供一基板，并在基板上涂布第一光阻层。如图4所示，基板3作为制造高精度金属掩膜板的基底。第一光阻层51涂布于整个基板3上。

步骤S20：曝光显影后去除部分第一光阻层、形成第一电铸区。如图5所示，在此步骤中，是根据预先定义好的图形对第一光阻层51进行曝光显影。其中，经曝光显影后去除的部分第一光阻层51所在的位置即为第一电铸区61。该第一电铸区61同时与高精度金属掩膜板制程后的第一掩膜强化区21所在的位置相对应。

步骤S30：在第一电铸区进行电铸、形成第一电铸层。具体来说，第一电铸层由镍铁合金电铸而成。可选地，镍铁合金中镍所占比例为35～42％，铁所占比例为58～65％。第一电铸层的电铸沉积厚度大于20μm。如图6所示，形成后的第一电铸层即为高精度金属掩膜板的第一掩膜强化区21。

步骤S40：去除第一光阻层。具体来说，在上述步骤S30的基础上，去除基板3上所有的第一光阻层51后即形成如图7所示的结构。其中，当高精度金属掩膜板为图1中所示的第一掩膜强化区21覆盖非显示遮挡区2的结构时，则在此步骤中，第一光阻层51去除的位置即为高精度金属掩膜板的显示遮挡区1。

步骤S50：在第一电铸层之外的区域涂布第二光阻层。其中，第二光阻层的厚度小于第一光阻层的厚度。具体来说，在此步骤中，由于涂布第二光阻层是为了形成高精度金属掩膜板的显示遮挡区1的非开口区，而非开口区12所需的板厚较薄，因此，如图8所示，涂布于第一电铸层之外的区域第二光阻层52的厚度小于用于形成第一电铸层的第一光阻层51的厚度。

步骤S60：曝光显影后去除部分第二光阻层、形成第二电铸区。如图9所示，在此步骤中，是根据预先定义好的图形对第二光阻层52进行曝光显影。其中，经曝光显影后去除的部分第二光阻层52所在的位置即为第二电铸区62。结合上述图1所示的高精度金属掩膜板，该第二电铸区62与高精度金属掩膜板制程后的非开口区12所在的位置相对应。

步骤S70：在第二电铸区进行电铸、形成第二电铸层。其中，第二电铸层的厚度小于第一电铸层的厚度。具体来说，与上述步骤S30类似的，第二电铸层由镍铁合金电铸而成。可选地，镍铁合金中镍所占比例为35～42％，铁所占比例为58～65％。第二电铸层电铸沉积的厚度小于第一电铸层电铸沉积的厚度，其可以为15～30μm。如图10所示，形成后的第二电铸层即为高精度金属掩膜板中第一掩膜强化区21以外的区域。进一步结合图1所示的实施例来说，第一电铸层环绕第二电铸层，第一掩膜强化区21覆盖非显示遮挡区2，第二电铸层即为高精度金属掩膜板的非开口区12。

步骤S80：去除第二光阻层和基板。具体来说，在上述图10的基础上去除基板3上所有的第二光阻层52后，再将基板3剥离后即形成如图11所示的高精度金属掩膜板。其中，当高精度金属掩膜板为图1中所示的第一掩膜强化区21覆盖非显示遮挡区2的结构时，则在此步骤中，第二光阻层52去除的位置即为高精度金属掩膜板的开口11的位置。

进一步地，结合上述图1至图11所示实施例，本发明的高精度金属对显示遮挡区和非显示遮挡区进行区分，且在非显示遮挡区设置第一掩膜强化区，使其显示遮挡区在厚度较薄、开口较小的情况下具有较高的精度，可用于制程像素较高的显示面板。同时，其非显示遮挡区的第一掩膜强化区又可以保证高精度金属掩膜板的强度，避免其在张网过程中出现褶皱的问题，提高其质量、保障其精度，进而，可以提升后续使用该高精度金属掩膜板所制造的显示面板的性能和良率。并且，该高精度金属掩膜板的制程方式也较为方便。

进一步地，请参见图12，其示出了本发明的另一个实施例的高精度金属掩膜板的结构示意图。与上述图1所示实施例中不同的是，在此实施例中，第一掩膜强化区21并不覆盖非显示遮挡区2，非显示遮挡区2还包括第二掩膜强化区22。第二掩膜强化区22的板厚大于非开口区12的板厚、小于第一掩膜强化区21的板厚。具体来说，在图12所示的实施例中，同样以显示遮挡区1呈一行四列排布的高精度金属掩膜板为例进行说明。如图12所示，非显示遮挡区2包括了两个第一掩膜强化区21和一个第二掩膜强化区22。其中，一个第一掩膜强化区21位于左侧的两个显示遮挡区1之间；另一个第一掩膜强化区21位于右侧的两个显示遮挡区1之间；第二掩膜强化区22位于中间的两个显示遮挡区1中间。以此对非显示遮挡区2进行补强。

进一步地，在此实施例中，为了形成上述第二掩膜强化区，因此，该高精度金属掩膜板的制造方法中，在涂布第二光阻层的步骤之前，还包括如下步骤：

在第一电铸层之外的区域涂布第三光阻层。其中，由于涂布的第三光阻层是为了制程板厚大于非开口区12、小于第一掩膜强化区21的第二掩膜强化区，因此，相应地，涂布的第三光阻层的厚度小于第一光阻层、大于第二光阻层。

曝光显影后去除部分第三光阻层、形成第三电铸区。具体来说，在此步骤中，是根据预先定义好的图形对第三光阻层进行曝光显影。其中，经曝光显影后去除的部分第三光阻层所在的位置即为第三电铸区。该第三电铸区同时与图12中高精度金属掩膜板制程后的第二掩膜强化区22所在的位置相对应。

在第三电铸区进行电铸、形成第三电铸层。其中，第三电铸层的厚度大于第二电铸层的厚度、小于第一电铸层的厚度。第三电铸层类似地由镍铁合金电铸而成。可选地，镍铁合金中镍所占比例为35～42％，铁所占比例为58～65％。第三电铸层的电铸沉积厚度大于20μm，但在该厚度范围内小于第一电铸层的厚度。形成后的第三电铸层即为图12中高精度金属掩膜板的第二掩膜强化区22。需要说明的是，由于在此实施例中需要形成第三电铸层，因此，相应地，在形成第二光阻层的步骤中(即上述图3中步骤S50)，第二光阻层需要形成于第一电铸层和第三电铸层之外的区域。

在此实施例中，由于第二掩膜强化区22的板厚大于非开口区12的板厚、小于第一掩膜强化区21的板厚，因此，相比上述图1所示的实施例来说，可以在提高高精度金属掩膜板强度的基础上，进一步节省所需的制程材料。此外，需要说明的是，第一掩膜强化区21和第二掩膜强化区22在非显示遮挡区2内的排布方式并不限于此，在实际的制造和应用中，可以根据高精度金属掩膜板各处的强度实际的需求进行调整。

进一步地，本发明还提供一种高精度金属掩膜装置。该高精度金属掩膜装置包括上述图1至图12所示的高精度金属掩膜板以及一边框，其中，边框设置于高精度金属掩膜板外周，高精度金属掩膜板通过张网的方式与边框相连接。由于高精度金属掩膜装置使用了上述高精度金属掩膜板，因此，该高精度金属掩膜装置同样可以使具有较高的精度的同时，兼具较高的强度，避免其在张网过程中出现褶皱的问题，提高其质量和精度，进而，提升使其该高精度金属掩膜装置所制造的显示面板的性能和良率。

综上，本发明实施例提供的高精度金属对显示遮挡区和非显示遮挡区进行区分，且在非显示遮挡区设置第一掩膜强化区，使其显示遮挡区在厚度较薄、开口较小的情况下具有较高的精度，可用于制程像素较高的显示面板。同时，其非显示遮挡区的第一掩膜强化区又可以保证高精度金属掩膜板的强度，避免其在张网过程中出现褶皱的问题，提高其质量、保障其精度，进而，可以提升后续使用该高精度金属掩膜板所制造的显示面板的性能和良率。并且，该高精度金属掩膜板的制程方式也较为方便。

虽然本发明已以优选实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种高精度金属掩膜板，其特征在于，所述高精度金属掩膜板包括：

至少一显示遮挡区，所述显示遮挡区包括多个开口以及环绕所述开口的非开口区；以及

非显示遮挡区，环绕所述显示遮挡区，其中，所述非显示遮挡区包括至少一第一掩膜强化区，所述第一掩膜强化区的板厚大于所述非开口区的板厚。

2.根据权利要求1所述的高精度金属掩膜板，其特征在于，所述第一掩膜强化区覆盖所述非显示遮挡区。

3.根据权利要求1所述高精度金属掩膜板，其特征在于，所述非显示遮挡区还包括第二掩膜强化区，所述第二掩膜强化区的板厚大于所述非开口区的板厚、小于所述第一掩膜强化区的板厚。

4.根据权利要求1所述的高精度金属掩膜板，其特征在于，所述非开口区的板厚为15～30μm。

5.根据权利要求1所述的高精度金属掩膜板，其特征在于，所述掩膜强化区的板厚大于20μm。

6.根据权利要求1所述的高精度金属掩膜板，其特征在于，所述高精度金属掩膜板由镍铁合金电铸而成。

7.根据权利要求6所述的高精度金属掩膜板，其特征在于，所述镍铁合金中镍所占比例为35～42％，铁所占比例为58～65％。

8.一种高精度金属掩膜板的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步骤：

提供一基板，且在所述基板上涂布第一光阻层；

曝光显影后去除部分所述第一光阻层、形成第一电铸区；

在所述第一电铸区进行电铸、形成第一电铸层；

去除所述第一光阻层；

在所述第一电铸层之外的区域涂布第二光阻层，其中，所述第二光阻层的厚度小于所述第一光阻层的厚度；

曝光显影后去除部分所述第二光阻层、形成第二电铸区；

在所述第二电铸区进行电铸、形成第二电铸层，其中，所述第二电铸层的厚度小于所述第一电铸层的厚度；

去除第二光阻层和基板。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述第一电铸层环绕所述第二电铸层。

10.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，在所述涂布第二光阻层的步骤之前，还包括如下步骤：

在所述第一电铸层之外的区域涂布第三光阻层，其中，第三光阻层的厚度小于第一光阻层、大于第二光阻层；

曝光显影后去除部分所述第三光阻层、形成第三电铸区；

在所述第三电铸区进行电铸、形成第三电铸层，其中，所述第三电铸层的厚度大于所述第二电铸层的厚度、小于所述第一电铸层的厚度，且在形成第二光阻层的步骤中，所述第二光阻层形成于第一电铸层和第三电铸层之外的区域。

11.一种高精度金属掩膜装置，其特征在于，所述高精度金属掩膜装置包括：

如权利要求1至7中任一项所述的高精度金属掩膜板；以及

边框，设置于所述高精度金属掩膜板外周，且与所述高精度金属掩膜板相连接。