CN115305439A - 一种高强度金属遮罩 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高强度金属遮罩，包括：金属板材，所述金属板材表面设有若干贯通孔，通过若干贯通孔在金属板材上形成若干遮罩块结构，所述遮罩块结构包括第一遮部，所述第一遮部的厚度T3与金属板材的厚度H1的比值小于等于1/5，本发明在不改变遮罩块结构厚度的情况下，通过提高第一遮部与遮罩块结构的厚度比来提高金属遮罩的强度。
Description
技术领域
本发明涉及显示屏蒸镀技术领域，具体涉及一种高强度金属遮罩。
背景技术
精密金属遮罩主要用于OLED蒸镀制程中，RGB三种颜色的蒸镀材料透过精密金属遮罩上的孔洞，准确地将位置形状大小定义在玻璃基板上。随着OLED需求分辨率越来越高，像素间距也就越来越近，精密金属遮罩的图形区结构从图1所示结构发展成图2所示结构。图1中的图形区结构厚度H2＝金属板材厚度H1；图2的图形区结构厚度H3<金属板材厚度H1。当图形区结构厚度<金属板材厚度的1/2时，精密金属遮罩结构强度过低易产生折痕，目前均是透过降低金属板材厚度，使图形区结构厚度≥金属板材厚度1/2,确保生产过程和使用过程不易产生折痕，但是，厚度越薄的金属板材在轧制工艺上越难控制其板型平整性及厚度均匀性等品质。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供了一种高强度金属遮罩，在不改变遮罩块结构厚度的情况下，通过提高第一遮部与遮罩块结构的厚度比来提高金属遮罩的强度。
本发明采用以下技术方案：
一种高强度金属遮罩，包括：金属板材，所述金属板材表面设有若干贯通孔，通过若干贯通孔在金属板材上形成若干遮罩块结构，所述遮罩块结构包括第一遮部，所述第一遮部的厚度T3与金属板材的厚度H1的比值小于等于1/5。
作为优选，所述遮罩块结构厚度小于金属板材厚度的1/2。
作为优选，所述第一遮部包括错位设置的上端点S1与下端点S2，且上端点S1与下端点S2形成的连线与遮罩块结构上表面之间的夹角θ为70度-90度。
作为优选，所述上端点S1与下端点S2之间的水平距离W2小于相邻两个遮罩块结构之间的距离W1的5％。
作为优选，所述上端点S1与下端点S2之间的水平距离为W2，且T3＝W2×tanθ。
作为优选，所述第一遮部的厚度T3为0.5～5um
作为优选，所述第一遮部的厚度T3为1～3um。
作为优选，所述第一遮部的上端点S1与下端点S2之间为弧形过渡。
作为优选，所述贯通孔包括相互连通的第一蚀刻孔、第二蚀刻孔，所述第一蚀刻孔、第二蚀刻孔开口尺寸不同，并致使遮罩块结构形成第一遮部和第二遮部。
作为优选，所述金属板材的材质为Fe-Ni合金。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：当图形区结构厚度<金属板材厚度的1/2时，精密金属遮罩结构强度过低易产生折痕，目前均是透过降低金属板材厚度，使图形区结构厚度≥金属板材厚度1/2,确保生产过程和使用过程不易产生折痕，但是，厚度越薄的金属板材在轧制工艺上越难控制其板型平整性及厚度均匀性等品质，故优选方案是不降低金属板材厚度。本发明提供了一种高强度金属遮罩，在不改变遮罩块结构厚度的情况下，通过提高第一遮部与遮罩块结构的厚度比来提高金属遮罩的强度。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图。
图2为现有技术的另一种结构示意图。
图3为本发明的金属遮罩的结构示意图。
图4为遮罩块结构的结构示意图。
图5为遮罩块结构的示意图。
图6为金属遮罩的使用状态示意图。
图7为金属遮罩与有机发光膜层的结构示意图。
图8为金属板材的结构示意图。
图9为金属板材拉伸量示意图。
图中，金属板材1、贯通孔11、第一蚀刻孔111、第二蚀刻孔112、遮罩块结构12、第一遮部121、第二遮部122、板壁13、有机发光膜层2、基板3。
具体实施方式
为了便于理解本发明技术方案，以下结合附图与具体实施例进行详细说明。
实施例1
如图1-2所示，为现有技术精密金属遮罩的发展情况。具体的，图1中图形区结构厚度H2＝金属板材厚度H1，随着OLED需求分辨率越来越高，像素间距也就越来越近，精密金属遮罩的图形区结构从图1发展成图2，图2中图形区结构厚度H3<金属板材厚度H1。
但是，当图形区结构厚度<金属板材厚度的1/2时，精密金属遮罩结构强度过低易产生折痕，目前均是透过降低金属板材厚度，使图形区结构厚度≥金属板材厚度1/2，确保生产过程和使用过程不易产生折痕。
但是，厚度越薄的金属板材1在轧制工艺上越难控制其板型平整性及厚度均匀性等品质，目前品质符合生产精密金属遮罩的最薄金属板材1厚度约为0.02mm，其精密金属遮罩的分辨率约≤550ppi，一旦金属板材1厚度小于0.02mm，就会造成边缘翘曲或者表面不平整等情况。
如图3-4所示，本高强度金属遮罩，包括：金属板材1，所述金属板材1表面设有若干贯通孔11，通过若干贯通孔11在金属板材1上形成若干遮罩块结构12，遮罩块结构12厚度为H3，所述遮罩块结构12包括第一遮部121，所述第一遮部121包括错位设置的上端点S1与下端点S2，第一遮部121的厚度T3为上端点S1与下端点S2之间的竖直距离，所述第一遮部121的厚度T3与金属板材1的厚度H1的比值小于等于1/5。
其中，若干遮罩块结构12形成图形区结构，故本高强度金属遮罩在不改变遮罩块结构12厚度的情况下，通过提高第一遮部121与遮罩块结构12的厚度比来提高金属遮罩的强度，确保生产过程和使用过程不易产生折痕。
其中，第一遮部121的厚度T3大于现有技术中的精密金属遮罩的第一遮部121厚度数值1um～3um为优。
为了确保T3可以保持在一个相对较高的数值，本实施例将第一遮部121的上端点S1与下端点S2形成的连线与遮罩块结构12上表面之间的夹角θ控制为70度－90度，其中，该夹角越接近90度越好。
当θ越接近90度时，所述上端点S1与下端点S2之间的水平距离W2越小，在实际使用中，W2越小，效果越好，具体体现在：一旦W2过大，第一，会使得T3减小；第二，会影响蒸镀图形的有效发光面积。
故作为一种优选方案，W2小于相邻两个遮罩块结构12之间的距离W1的5％，可以有效的保证T3的高度同时还不会影响蒸镀图形的有效发光面积。
其中，所述上端点S1与下端点S2之间的水平距离为W2，且T3＝W2×tanθ。
例如，θ＝70，需求W1＝35um，W2≤1.5um，则T3≤4.1um。
所述第一遮部121的上端点S1与下端点S2之间为弧形过渡。
如图5-6所示，所述第一遮部的厚度T3为0.5～5um。
虽然，通过提高T3的数值可以提高金属遮罩的强度，但从蒸镀工艺来说，T3的提高伴随着蒸镀开口与基板3距离变远，严重影响有机发光膜层2的有效膜宽和形状，所述T3越大，会使得S1与S2之间的水平距离W2增大，故需要增大有机发光膜层2的膜宽来适配，但是，其中部的有效膜宽实际上是减小的(有机发光膜层2截面为梯形结构，膜宽增大则下顶角减小，整体趋于平缓，两端的无效发光面积增大)，故作为优选方式，所述第一遮部121的厚度T3为1～3um。如图7所示，T3的提高会导致金属遮罩的厚度H3提高(即材料堆积变厚)、水平距离W2增大，从而使得无效膜宽增加，致使有效膜宽减小。另外，如下表所示，本实施例进行了6组实验，主要是不同的θ角、T3厚度、水平距离W2对有效膜宽和金属遮罩的寿命的影响对进行了测试。通过该实验得出以下结论：
1.No1-2说明不同残厚(H3)，对Mask寿命的影响，残厚大，寿命短；
2.No2-3-4说明不同SW(W2)，对Shadow的影响，SW大，Shadow大；
3.No5-6说明在相同的θ夹角下，SH(T3)越大，SW(W2)也会跟着越大，导致Shadow变大。
其中，Shadow为无效膜宽，Mask寿命为金属遮罩使用次数。本实施例中，以开口间距17.2，单基板膜厚0.12，PS高度2.2，GAP0，蒸发角60°为例。Shadow的计算方式为：
Shadow总＝Shadow外+Shadow内＝SW+(PS+GAP)*tan(90-蒸发角)
+(PS+SH+GAP)+tan(90-蒸发角)
所述贯通孔11包括相互连通的第一蚀刻孔111、第二蚀刻孔112，所述第一蚀刻孔111、第二蚀刻孔112开口尺寸不同，并致使遮罩块结构12形成第一遮部121和第二遮部122。
如图4所示，其中，第一遮部121的上端点S1为遮罩块结构12上表面端部，下端点S2为第一蚀刻孔111与第二蚀刻孔112交界处的结构，即在金属板材1上通过两次蚀刻形成下端点S2。
具体的，在加工过程中，在金属板材1表面涂覆光刻胶层，通过控制蚀刻药水配方等方式，对金属板材1上表面进行蚀刻时，提高第一蚀刻孔111一次蚀刻区域的蚀刻深宽比，使上端点S1与下端点S2两点夹角角度介于70°到90°直角之间，望大为优；在第一蚀刻孔111上设置保护涂层，对金属板材1下表面进行蚀刻形成第二蚀刻孔112时，控制蚀刻时间，实现第一遮部121的T3大于现有技术中的精密金属遮罩的第一遮部121厚度数值1um～3um。
作为一种实施方式，所述金属板材1的材质为Fe-Ni合金，板材厚度为30um。本实施例中，通过上述方法设置了三种尺寸规模的金属遮罩来进行试验，透过上述方法分别制作三种精密金属遮罩，一种为标准例中H30＝15um、T30＝2um，一种为比较例1中H31＝10um、T31＝2um，另一种为比较例2中H32＝10um、T32＝4um。
如图8-9所示，图形区结构沿张力方向的长度为800mm，透过对精密金属遮罩施加张力F并量测图形区结构沿张力方向的伸长量，其中，伸长量大代表结构强度弱。从标准例与比较例1的伸长量可以看出，比较例1的伸长量大于标准例，代表比较例1的结构强度低于标准例。比较例2的伸长量低于比较例1，甚至低于标准例，代表这三种精密金属遮罩之中，比较例2的结构强度最好。
下表为具体伸长量统计表。
面对OLED分辨率的提升，精密金属遮罩在结构厚度需小于金属板材1厚度的1/2时，目前的做法均是降低金属板材1厚度，如将金属板材1的厚度30um降低至20～25um，但此做法目前在金属板材版型平整性及厚度均匀性难以控制，使精密金属遮罩生产良率偏低。透过本发明所提出的方案，可有效地在高分辨率的精密金属遮罩生产上不易造成折损而提高良品率。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内作出的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高强度金属遮罩，其特征在于，包括：金属板材(1)，所述金属板材(1)表面设有若干贯通孔(11)，通过若干贯通孔(11)在金属板材(1)上形成若干遮罩块结构(12)，所述遮罩块结构(12)包括第一遮部(121)，所述第一遮部(121)的厚度T3与金属板材(1)的厚度H1的比值小于等于1/5。
2.根据权利要求1所述的一种高强度金属遮罩，其特征在于，所述遮罩块结构(12)厚度小于金属板材(1)厚度的1/2。
3.根据权利要求1所述的一种高强度金属遮罩，其特征在于，所述第一遮部(121)包括错位设置的上端点S1与下端点S2，且上端点S1与下端点S2形成的连线与遮罩块结构(12)上表面之间的夹角θ为70度－90度。
4.根据权利要求4所述的一种高强度金属遮罩，其特征在于，所述上端点S1与下端点S2之间的水平距离W2小于相邻两个遮罩块结构(12)之间的距离W1的5％。
5.根据权利要求4所述的一种高强度金属遮罩，其特征在于，所述上端点S1与下端点S2之间的水平距离为W2，且T3＝W2×tanθ。
6.根据权利要求1所述的一种高强度金属遮罩，其特征在于，所述第一遮部(121)的厚度T3为0.5～5um。
7.根据权利要求1所述的一种高强度金属遮罩，其特征在于，所述第一遮部(121)的厚度T3为1～3um。
8.根据权利要求4所述的一种高强度金属遮罩，其特征在于，所述第一遮部(121)的上端点S1与下端点S2之间为弧形过渡。
9.根据权利要求1所述的一种高强度金属遮罩，其特征在于，所述贯通孔(11)包括相互连通的第一蚀刻孔(111)、第二蚀刻孔(112)，所述第一蚀刻孔(111)、第二蚀刻孔(112)开口尺寸不同，并致使遮罩块结构(12)形成第一遮部(121)和第二遮部(122)。
10.根据权利要求1所述的一种高强度金属遮罩，其特征在于，所述金属板材(1)的材质为Fe-Ni合金。
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| GR01 | Patent grant | ||
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