CN110629156B - 一种掩膜板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种掩膜板及其制备方法，所述掩膜板包括支撑框、支撑网以及掩膜条；所述支撑网由多个支撑架拼接组成，每个支撑架包括开口区域以及支撑条；至少一开口区域，位于所述图形区域下方；彼此平行设置的两支撑条，突出于所述开口区域，分别被设置于所述凹槽内。本发明的技术效果在于，提供一种掩膜板及其制备方法，所述掩膜板为精密掩膜板，采取异形的支撑架，并将支撑架逐一安装在支撑框上表面，形成支撑网，该支撑网用于支撑掩膜条，可以避免现有技术中支撑条旋转导致精度差的技术问题，掩膜板的制备工艺简单，加工难度低，购买成本低廉。

Description

一种掩膜板及其制备方法

技术领域

本发明涉及掩膜结构领域，尤其是涉及一种掩膜板及其制备方法。

背景技术

随着智慧终端的迅速发展，对于显示面板的显示品质、耗能效率以及应用场合的要求越来越高。有机电致发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)显示器因具有色彩鲜艳、对比度高、功耗低、延展性佳等诸多优点，成为了显示领域的开发重点。随着OLED显示器制作工艺的日趋成熟，应用领域也越来越广。有机电致发光二极管显示器采用真空蒸镀技术制备OLED薄膜，真空环境(～10^-5Pa)中加热有机材料或者金属材料，材料受热升华，通过具有图案的金属掩膜板，在基板表面形成具有一定形状的有机薄膜或者金属薄膜。经历多种材料的连续沉积成膜，即可形成具有多层薄膜的OLED结构。

OLED面板厂开发一款OLED屏幕，必须购买金属掩膜板，包括通用型的金属金属掩膜板和精密型的金属掩膜板。其中，通用型的金属掩膜板和精密型的金属掩模板的结构都包括，支撑框和固定在支撑框上的支撑网，支撑网的厚度通常为10-100um。支撑网用激光焊接的方法固定在支撑框上表面。

现有技术中，精密型的金属掩模板的制备方法包括如下步骤。第一，在一支撑框上的Y方向焊接多条支撑条212，参照图1；第二，在X方向焊接多条支撑条212，参照图2；第三，在支撑条212上表面张网、焊接掩模条3，使得掩膜条3设于所述支撑条上表面，参照如图3；最后，将伸出支撑框1边缘的支撑网及掩膜条进行切割处理，即可制成用于真空蒸镀的精密金属掩模板。

但是，这种掩模板的X方向、Y方向的支撑条，在张网的过程中，容易导致掩膜条与支撑网对位不精确，影响掩膜板的制作精度。另外，采取这种掩膜板制作异形有机发光显示屏幕时，Y方向的支撑条在张网的过程中，因为本身对称性差，张网过程中极容易发生旋转，造成掩膜条与支撑网对位精度更差，特别是在大世代的面板厂产线(≥G6H)，掩膜板变大，不对称结构造成旋转更加明显。

现有技术中，还提供另一种精密型的金属掩模板的制备方法，第一，提供支撑框，该支撑框1与支撑网2一体成型，参照图4；第二，直接在支撑网2上表面张网、焊接掩模条3，参照图5；最后，将伸出支撑框边缘的支撑网及掩膜条进行切割处理，即可制成用于真空蒸镀的精密金属掩模板。

但是，这种掩膜板被供应商掌握独家技术和专利，从而被供应商垄断该技术，造成面板厂采购成本大幅提高，不利于面板厂中长期的降低运营成本策略。尤其是，在大世代的面板厂产线(≥G6H)，导致面板厂的采购成本更高。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种掩膜板及其制备方法，以解决现有技术存在的掩膜板在张网的过程中，掩膜条与支撑网对位的精度较差、价格昂贵的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种掩膜板，包括支撑框、支撑网以及掩膜条；所述支撑框具有多个凹槽；所述支撑网由多个支撑架拼接组成，设于所述支撑框上表面；所述掩膜条具有至少一图形区域，设于所述支撑网上表面；其中，每个支撑架包括至少一开口区域以及彼此平行设置的两支撑条，所述开口区域位于所述图形区域下方；两所述支撑条突出于所述开口区域，分别被设置于所述凹槽内。

进一步地，所述凹槽的宽度大于或等于所述支撑条的宽度的两倍。

进一步地，所述支撑条包括第一支撑条和第二支撑条；其中，一支撑架的第二支撑条与另一支撑架的第一支撑条被放置于同一凹槽内。

进一步地，所述凹槽的深度为50um～200um。

进一步地，所述支撑条的厚度为20-100um。

为实现上述目的，本发明还提供一种掩膜板制备方法，包括如下步骤，支撑框提供步骤，提供一支撑框；支撑网设置步骤，在所述支撑框上表面设置一支撑网，所述支撑网由多个支撑架拼接组成；以及掩膜条设置步骤，在所述支撑网上表面设置一掩膜条。

进一步地，在所述支撑框提供步骤中，在所述支撑框上表面设置多个凹槽；所述凹槽的深度为50um～200um。

进一步地，在所述支撑网设置步骤中，将多个支撑架逐一设置在所述支撑框上表面；其中，每个支撑架包括至少一开口区域，位于所述图形区域下方；以及彼此平行设置的两支撑条，突出于所述开口区域，分别被设置于所述凹槽内。

进一步地，所述支撑条包括第一支撑条和第二支撑条；其中，一支撑架的第二支撑条与另一支撑架的第一支撑条被放置于同一凹槽内。

进一步地，在掩膜条设置步骤中，将多条掩膜条逐一安装在所述支撑网上表面；所述掩膜条具有至少一图形区域，至少一所述图形区域覆盖至少一所述支撑架的开口区域。

本发明的技术效果在于，提供一种掩膜板及其制备方法，所述掩膜板为精密掩膜板，采取异形的支撑架，并将支撑架逐一安装在支撑框上表面，形成支撑网，该支撑网用于支撑掩膜条，可以避免现有技术中支撑条旋转导致精度差的技术问题，掩膜板的制备工艺简单，加工难度低，购买成本低廉。

附图说明

图1为现有技术所述支撑条位于Y方向的结构示意图；

图2为现有技术所述支撑条位于X方向的结构示意图；

图3为现有技术所述掩膜板的结构示意图；

图4为现有技术所述支撑框的结构示意图；

图5为现有技术所述掩膜板的另一种结构示意图；

图6为本实施例所述支撑框的结构示意图；

图7为本实施例所述凹槽的结构示意图；

图8为本实施例所述支撑网的结构示意图；

图9为本实施例所述支撑架的结构示意图；

图10为本实施例掩膜板的结构示意图；

图11为本实施例掩膜条的结构示意图；

图12为本实施例所述支撑架的结构示意图；

图13为本实例所述支撑架张网位移和重力弯曲量关系；

图14为本实例所述支撑架张网开口区域短边框和形变量关系；

图15为本实例所述支撑架张网开口区域短边框和下垂量关系；

图16为本实例所述支撑架张网开口区域长边框和长边框的内缩量关系；

图17为本实例所述支撑架开口区域尺寸补偿示意图；

图18为本实例所述掩膜板的制备方法的流程图。

附图中部分标识如下：

1支撑框；2支撑网；3掩膜条；

11凹槽；111第一凹槽；112第二凹槽；

21支撑架；211开口区域；2111第一长边框；

2112第一长边框；2113第一短边框；2114第二短边框；2115凸起；

212支撑条；2121第一支撑条；2122第二支撑条；

31图形区域；311通孔；

100第一矩形环结构；200第二矩形环结构。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，用以举例证明本发明可以实施，这些实施例可以向本领域中的技术人员完整介绍本发明的技术内容，使得本发明的技术内容更加清楚和便于理解。然而本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

如图6～9所示，本实施例提供一种掩膜板，为精密金属掩膜板，包括支撑框1、支撑网2以及掩膜条3。

如图6～7所示，支撑框1包括第一矩形环结构100和第二矩形环结构200，其中，第二矩形环结构200的形状小于第一矩形环结构100的形状。支撑框1上表面设有多个凹槽11，凹槽11从外侧的第一矩形环结构100贯穿至内侧的第二矩形环结构200。本实施例中，凹槽11可以设于支撑框1的X方向或者Y方向，下文将以Y方向展开叙述。凹槽11包括第一凹槽111和第二凹槽112，参照图7。相邻的第二凹槽112与第一凹槽111的间距通常为80mm～120mm，但也可以更宽。第二凹槽112与第一凹槽111最短的间距为支撑架21的宽度。

如图8～9所示，支撑网2由多个支撑架21拼接组成，支撑架21设于支撑网2上表面。其中，每一支撑架21包括至少一开口区域211及两支撑条212。支撑条212包括彼此平行设置的第一支撑条2121及第二支撑条2122，第一支撑条2121及第二支撑条2122突出于开口区域211。本实施例中，一个支撑网2包括第一支撑架、第二支撑架……第n支撑架。一支撑架的第二支撑条2122与另一支撑架的第一支撑条2121被放置于同一凹槽11内。具体地，第一支撑架的的第二支撑条2122与第二支撑架的第一支撑条2121被放置于同一凹槽11内。

进一步地，凹槽11的宽度大于或等于支撑条212的宽度的两倍，确保凹槽11能容纳两支撑条。优选地，当第一支撑架的第二支撑条2122与第二支撑架的第一支撑条2121被放置于同一凹槽11内时，第一支撑架的第二支撑条2122与第二支撑架的第一支撑条2121之间的间距为80um～120um，可以防止支撑架在受到碰撞时，避免相邻的支撑架同时发生旋转。本实施例中，凹槽11的深度为50um～200um，支撑条212的厚度为20-100um，确保支撑条212完全设置于凹槽11内，以及不会超出凹槽11的深度。开口区域211的大小和形状根据实际需求进行设定，例如可以根据用户预设的蒸镀图案进行设计开口区域211的大小和形状，例如，该预设的蒸镀图案是根据有机发光显示面板的发光区大小进行设计。具体地，可以包括但不限于矩形、圆角矩形、椭圆形、星形、正多边形或者其他异形图形。可选的，开口区域211在待蒸镀的基板上的正投影与预设的蒸镀图案的中心重合。在一实施例中，开口区域21包括彼此相对设置的第一长边框2111和第二长边框2112，以及彼此相对设置的第一短边框2113和第二短边框2114，其中，开口区域211具有一凸起2115，突出于第一短边框2113的内周，该凸起2115可以使得掩膜板用于异形屏的蒸镀中，异形屏的形状如刘海屏、水滴屏等，本实施例不做限定。与现有技术的支撑条相比，本实施例中的支撑架21的宽度较大，且其结构对称。当支撑架21的材质与现有技术的支撑条的材质相同时，本实施例支撑架21的重量较大。因此，在支撑架21自身的重力下，不会在支撑框1表面发生旋转。

如图10～11所示，掩膜条3被安装支撑网2的上表面，并切割伸出支撑框1边缘的支撑网2及掩膜条3。其中，掩膜条3具有至少一图形区域31，设于支撑网2上表面。图形区域31位于开口区域211上方，至少一图形区域31覆盖至少一开口区域211。图形区域31是由多个通孔311间隔构成的网格。在蒸镀的过程中，支撑网2对掩膜条3起到支撑作用；同时，蒸镀材料通过图形区域31、开口区域211在蒸镀基板上形成蒸镀图案。

在工作中，用户将支撑架21逐一焊接在支撑框1的凹槽11内，凹槽11为支撑架21提供定位功能，使得第一支撑架的第二支撑条2122与第二支撑架的第一支撑条2121被放置于同一凹槽11内，防止支撑架21在安装的过程中会出现Y方向轴旋转的问题，从而使得掩膜条3被安装于支撑网2上表面时，避免出现对位不精确的问题。在实际生产过程中，用户可以根据显示面板的大小，从而决定焊接支撑架21的总数量。进一步地，掩膜条3被张网、焊接在支撑网2之上时，图形区域31与开口区域211相互重合，保证了掩膜条3与支撑网2的对位精确度。

如图12所示，为了进一步说明所述支撑网包括多个所述支撑架21，并应用于所述掩膜板的实际情况，将支撑架21对称切割一半，并张网进行软件模拟，得到以下数据：

如图13所示，在进行软件模拟之前，定义所述支撑架21的厚度为100um，长度为650mm，材料为铁镍合金(Invar36)，采用两种拉伸力对图12的支撑架21进行拉伸，其中位移量＝180um的拉力为46N，位移量＝200um的拉伸力为51N。具体地，所述支撑架21在拉伸后，重力引起的下垂量。例如，当拉伸位移量为180um时(从支撑架21左侧拉伸力＝46N)，所述支撑架21的下垂量最大值为160um；当在拉伸位移量为200um时(从所述支撑架21左侧拉伸力＝51N)，所述支撑架21的下垂量最大值为145um。当前下垂量的数值与现有技术中价格较昂贵的金属掩模板的下垂量接近。因此，本实施例提供一种掩膜板，将支撑条逐一安装在支撑框上表面，形成支撑网，一方面，可以避免现有技术中支撑条旋转导致精度差的技术问题，另一方面，本实施的掩膜板加工难度低，购买成本低廉。

如图14所示，所述支撑架21在拉伸的状态下，所述开口区域211的短边框(第一短边框2113与第二短边框2114)在X方向的形变量。在拉伸位移量为180um和200um(对应拉伸力为46N和51N)的情况下，X方向变形量都＜16.5um，表示所述开口区域211短边框(第一短边框2113与第二短边框2114)的水平方向形变比较小。

如图15所示，所述支撑架21在拉伸的状态下，所述开口区域211短边框(第一短边框2113与第二短边框2114)在Z方向的形变量。在拉伸位移量为180um和200um(对应拉伸力为46N和51N)的情况下，Z方向重力引起的变形量在320um附近的水平。

如图16所示，所述支撑架21的所述开口区域211非线性三点补偿后，拉伸时所述开口区域211长边框(第一长边框2111和第一长边框2112)的形变量。在拉伸位移量为180um(对应拉伸力为46N)的情况下，Y方向的收缩量为28um，在拉伸位移量为200um(对应拉伸力为51N)的情况下，Y方向的收缩量为30um。总的分析，Y方向张网拉伸所述支撑架21，造成所述支撑架21的开口区域211的Y方向的形变量，形变量可以达到＜30um的水平，进一步优化补偿的方法，比如多点非线性补偿和开口尺寸设计补偿量，可以进一步优化内缩量。

如图17所示，H1为设计开口区域211尺寸，H2为开口区域211尺寸补偿后的尺寸，按照H2的大小制作支撑架21，在张网后，H2的边缘内缩，内缩一定幅度(比如前文所述的模拟值内缩＜30um)，使得张网后开口区域211的开口尽量接近开口H1的大小。

特别地，在另一实施例中，为了进一步减少金属掩膜板在Z方向的下垂量，参见图16。优选地，在支撑框1的Y方向张网、焊接1条或者3条(焊接数量根据需求决定)普通型的支撑架21(见图1，Y方向的支撑架采用直线形，而不是图1的异形结构)形成支撑网2，支撑网2的材质可以采用铁镍合金，也可以采用不锈钢304，厚度范围在30-200um之间，其中，支撑网2的平坦度达到一定的要求。第4.5代的支撑架21的Z方向平坦度＜100um，即可有效平缓开口区域211短边框(第一短边框2113与第二短边框2114)的下垂量，参照图15。然后，在支撑网2上表面焊接掩模条3(焊接数量由可以根据需求决定)。采用支撑架21之后，减小在Z方向的下垂量，参照图13。因为Y方向的支撑架21不存在不对称的结构，因此本身在重力作用下，没有旋转效应。而且在焊接之前，增加支撑网2的张网力量，可以有效拉伸，使得表面更加平整。完成前述动作之后，在支撑网2上表面焊接掩模条3，形成精密金属掩模板。

本实施例提供一种掩膜板，将支撑架逐一安装在支撑框上表面，形成支撑网，一方面，可以避免现有技术支撑条旋转导致精度差的技术问题，另一方面，本实施的掩膜板加工难度低，购买成本低廉。

如图18所示，本实例还提供一种掩膜板的制备方法，包括如下步骤S1～S4。

S1支撑框提供步骤，提供一支撑框。在所述支撑框提供步骤中，在所述支撑框上设置多个凹槽，所述凹槽设于所述支撑框的内周，所述凹槽可以设于所述支撑框的X方向或者Y方向。其中，所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述凹槽的宽度大于或等于所述支撑条的宽度的两倍，确保所述凹槽能容纳两支撑条。所述第二凹槽与所述第一凹槽最短的间距为支撑架的宽度。

S2支撑网设置步骤，在所述支撑框上表面设置一支撑网，所述支撑网由多个支撑架拼接组成。将多个支撑架逐一安装在所述支撑框上表面，每个支撑架包括彼此平行设置的第一支撑条和第二支撑条。一支撑架的第二支撑条与另一支撑架的第一支撑条被放置于同一凹槽内。优选地，当第一支撑架的第二支撑条与第二支撑架的第一支撑条被放置于同一凹槽内时，所述第一支撑架的第二支撑条与所述第二支撑架的第一支撑条之间的间距为80um～120um，可以防止支撑架在受到碰撞时，避免相邻的支撑架同时发生旋转。本实施例中，所述凹槽的深度为50um～200um，所述支撑条的厚度为20-100um，确保所述支撑条完全设置于所述凹槽内，以及不会超出所述凹槽的深度。所述支撑架还包括至少一开口区域，所述开口区域的大小和形状根据时间需求进行设定，例如可以根据用户预设的蒸镀图案进行设计，例如，该预设的蒸镀图案是根据有机发光显示面板的发光区大小进行设计。具体地，可以包括但不限于矩形、圆角矩形、椭圆形、星形、正多边形或其他异形图形。可选的，所述开口区域在待蒸镀的基板上的正投影与预设的蒸镀图案的中心重合。在一实施例中，所述开口区域包括彼此相对设置的第一长边框和第二长边框，以及彼此相对设置的第一短边框和第二短边框，其中，所述开口区域具有一凸起，突出于所述第一短边框的内周，该凸起可以使得掩膜板用于异形屏的蒸镀中，异形屏的形状如刘海屏、水滴屏等，本实施例不做限定。与现有技术的支撑条相比，本实施例中的所述支撑架的宽度较大，且其结构对称。当所述支撑架的材质与现有技术的支撑条的材质相同时，本实施例中的所述支撑架的重量较大。因此，在所述支撑架自身的重力下，不会在所述支撑框表面发生旋转。

S3掩膜条设置步骤，在所述支撑网上表面设置一掩膜条。将多个掩膜条逐一安装在所述支撑网上表面，所述掩膜条包括至少一图形区域，至少一所述图形区域覆盖至少一所述支撑架的开口区域。所述图形区域是由多个通孔间隔构成的网格。在蒸镀的过程中，所述支撑网对所述掩膜条起到支撑作用；同时，蒸镀材料通过所述图形区域、所述开口区域在蒸镀基板上形成蒸镀图案。

S4切割步骤，采用激光切割的方式切割伸出所述支撑框边缘的所述支撑网及所述掩膜条，使得所述支撑网、所述掩膜条的宽度小于或等于所述支撑框的宽度，形成精密的掩膜板，避免掩膜板在工作的过程中，所述支撑网及所述掩膜条伸出所述支撑框边缘的部分，容易与其他物体发生碰撞，或者影响用户的操作。

本发明提供一种掩膜板及其制备方法，所述掩膜板为精密掩膜板，采取异形的支撑架，并将支撑架逐一安装在支撑框上表面，形成支撑网，该支撑网用于支撑掩膜条，并且使得蒸镀材料通过图形区域、开口区域在蒸镀基板上形成蒸镀图案。本发明提供的掩膜板，在发生局部损坏时，可以更换损坏部位的支撑架、掩膜条，而现有技术的掩膜板只能整张更换，导致价格昂贵，因此，本发明提供的掩膜板的采购成本低，制备工艺简单，面板厂可以自行制作普通型OLED显示面板、异常的OLED显示面板的掩膜板。另外，本发明提供的掩膜板，可以避免现有技术支撑条旋转导致精度差的技术问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种掩膜板，其特征在于，包括：

支撑框，具有多个凹槽；

支撑网，由多个支撑架拼接组成，设于所述支撑框上表面；以及

掩膜条，具有至少一图形区域，设于所述支撑网上表面；

其中，每个支撑架包括：

至少一开口区域，位于所述图形区域下方；以及

彼此平行设置的两支撑条，突出于所述开口区域，分别被设置于所述凹槽内；

所述凹槽的宽度大于或等于所述支撑条的宽度的两倍，用以容纳两支撑条；

所述凹槽的深度为50um-200um；所述支撑条的厚度为20-100um；

所述支撑条包括第一支撑条和第二支撑条；

其中，一支撑架的第二支撑条与另一支撑架的第一支撑条被放置于同一凹槽内。

2.一种掩膜板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

支撑框提供步骤，提供一支撑框；

支撑网设置步骤，在所述支撑框上表面设置一支撑网，所述支撑网由多个支撑架拼接组成；以及

掩膜条设置步骤，在所述支撑网上表面设置一掩膜条；

在所述支撑框提供步骤中，在所述支撑框上表面设置多个凹槽；所述凹槽的深度为50um-200um；

在所述支撑网设置步骤中，将多个支撑架逐一设置在所述支撑框上表面；

其中，所述掩膜条具有至少一图形区域，至少一所述图形区域覆盖至少一所述支撑架的开口区域，每个支撑架包括

至少一开口区域，位于所述图形区域下方；以及

彼此平行设置的两支撑条，突出于所述开口区域，分别被设置于所述凹槽内；其中，所述支撑条包括第一支撑条和第二支撑条，一支撑架的第二支撑条与另一支撑架的第一支撑条被放置于同一凹槽内；所述支撑条的厚度为20-100um；

在掩膜条设置步骤中，将多条掩膜条逐一安装在所述支撑网上表面。

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