CN118028738A - 一种混排金属掩模板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混排金属掩模板及其制作方法，涉及金属制备领域，包括图案区和围绕所述图案区设置的边缘区，所述图案区内分布有多个沿所述金属掩模板厚度方向贯穿的贯通孔，所述图案区包括N种类型的子图案区，每种类型包括多个所述子图案区，且每种类型的多个所述子图案区排列为阵列；同种类型的子图案区面积相同，不同类型的子图案区面积不相同，N≥2。本发明具有利用率高、生产显示屏产能高的优点。

Description

一种混排金属掩模板及其制作方法

技术领域

本发明涉及金属制备技术领域，具体涉及一种混排金属掩模板及其制作方法。

背景技术

有机发光二极管(OLED，Organic Light Emitting Diode)相对于液晶显示器具有重量巧、视角广、响应时间快、耐低温和发光效率高等优点，被视为下一代新型显示技术。目前，一般通过在真空环境中加热有机半导体材料，使材料受热升华，通过具有特殊像素图案的金属掩模板在基板表面形成具有所设计形状的有机薄膜器件叠构，经历多种材料的连续沉积成膜，加上在叠构的两端各镀上阳极及阴极，即可形成具有多层薄膜的OLED发光器件结构。在上述工艺过程中需要使用精密金属掩模板(FMM，Fine Metal Mask)沉积OLED器件的发光层，精密金属掩模板的质量对最终OLED发光器件品质具有重要影响。

现在显示屏都朝着高精密、高清晰、高分辨率的方向发展，这就要求在OLED手机屏制作过程中的关键工具-----精密金属掩模板也同样向着高精密、高分辨率、高开口率及超薄方向发展。现如今随着手表、手机、平板、笔记本等市场需求不断增长，对于FMM的需求量大大增加。

相关技术中的掩模板用途单一、利用率不高，所以用于生产显示屏时产能较低。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提供了一种混排金属掩模板及其制作方法，具有利用率高、生产显示屏产能高的优点。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种混排金属掩模板，包括图案区和围绕所述图案区设置的边缘区，所述图案区内分布有多个沿所述金属掩模板厚度方向贯穿的贯通孔，所述图案区包括N种类型的子图案区，每种类型包括多个所述子图案区，且每种类型的多个所述子图案区排列为阵列；同种类型的子图案区面积相同，不同类型的子图案区面积不相同，N≥2。

可选的，N种类型的子图案区至少包括(N-1)种有效子图案区，所述有效子图案区与产品相对应。

可选的，N≥3，N种类型的子图案区包括虚设子图案区、以及(N-1)种有效子图案区。

可选的，N≥3，N种类型的子图案区均为所述有效子图案区。

可选的，所述金属掩模板具有沿厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，所述贯通孔具有位于所述第一表面的第一开口和位于所述第二表面的第二开口，不同的所述子图案区内的所述贯通孔的第一开口所述金属掩模板条长度方向的尺寸不同，不同的所述子图案区内的所述贯通孔的第二开口所述金属掩模板条长度方向的尺寸不同。

本发明还提供一种前述的混排金属掩模板的制作方法，包括如下步骤：

提供具有第一表面和第二表面的金属箔材，所述金属箔材上具有多个初始图案区；

对多个所述初始图案区进行构图，得到具有图案区和围绕所述图案区设置的边缘区的金属掩模板，所述金属掩模板为前述的金属掩模板；所述图案区内分布有多个沿所述金属掩模板厚度方向贯穿的贯通孔，所述图案区包括N种类型的子图案区，每种类型包括多个所述子图案区，且每种类型的多个所述子图案区排列为阵列；同种类型的子图案区面积相同，不同类型的子图案区面积不相同，N≥2。

可选的，所述对多个所述初始图案区进行构图，包括：

对所述金属箔材的第一表面的多个所述初始图案区进行构图工艺，得到多个第一开口，不同子图案区的所述第一开口沿所述金属箔材长度方向的尺寸不同；

对所述金属箔材的第二表面的多个初始图案区进行构图工艺，得到多个第二开口，不同子图案区的所述第二开口沿所述金属箔材长度方向的尺寸不同；

所述第一开口与所述第二开口一一对应，且相互对应的所述第一开口与所述第二开口连通形成所述贯通孔。

可选的，在进行所述构图工艺时，所述第一表面的所述初始图案区具有多个与所述第一开口对应的设计区域，对所述设计区域进行蚀刻，形成所述第一开口，不同子图案区的所述第一开口与所述设计区域的尺寸差值不同，所述第一开口宽度小的所述子图案区的所述尺寸差值大于所述第一开口宽度大的所述子图案区的所述尺寸差值。

可选的，在进行所述构图工艺时，所述第一表面的所述初始图案区具有多个与所述第一开口对应的设计区域，对所述设计区域进行蚀刻，形成所述第一开口，不同子图案区的所述第一开口与所述设计区域的尺寸差值不同，所述第一开口宽度小的所述子图案区的所述尺寸差值大于所述第一开口宽度大的所述子图案区的所述尺寸差值。

可选的，与所述第二开口对应的所述设计区域内设置有补偿区域，在对所述第二表面进行构图工艺时所述补偿区域涂布有用于阻止蚀刻的保护层。

在本发明中，混排金属掩模板包括图案区和边缘区，图案区包括N种类型的子图案区，不同类型的子图案区作用不同，在金属掩模板上占用的面积也不同。不同类型的子图案区可用于制作不同类型的显示屏幕，多种子图案区混合排列并汇集至同一金属掩模板上，降低了掩模板的制作成本和管理成本；另外，此种金属掩模板可在基板上形成多种不同的像素图案，即同时生产出多种分辨率及尺寸不同的显示屏，提高了基板的利用率，提高了产能。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3的结构示意图；

图4为本发明实施例4的结构示意图。

其中，1、虚设子图案区；2、第一有效子图案区；3、第二有效子图案区；4、第三有效子图案区；5、第四有效子图案区；6、第五有效子图案区；7、边缘区。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。基于实施方式中的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本专利公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。

本申请提供一种混排金属掩模板，包括图案区和围绕图案区设置的边缘区，图案区内分布有多个沿金属掩模板厚度方向贯穿的贯通孔，图案区包括N种类型的子图案区，每种类型包括多个子图案区，且每种类型的多个子图案区排列为阵列；同种类型的子图案区面积相同，不同类型的子图案区面积不相同，N≥2。

在本申请中，金属掩模板上设置有图案区和边缘区，图案区内分布有多个沿金属掩模板厚度方向贯穿的贯通孔，多个贯通孔在图案区内形成掩模图案，边缘区内未设置贯通孔，即图案区构造为镂空，边缘区构造为非镂空。金属掩模板用于显示屏的蒸镀工序时，发光材料穿过贯通孔并飞向待蒸镀的基板。图案区包括多种不同类型的子图案区，不同子图案区沿金属掩模板的长度方向阵列布置。不同类型的子图案区面积不相同，多种面积不同的子图案区汇集至同一金属掩模板上，降低了掩模板条的制造成本和管理成本；另外，此种金属掩模板可在基板上形成多种不同的像素图案，即可同时生产出多个适用于不同电子产品的显示屏，提高了基板的利用率，也提高了产能。例如，金属掩模板上设计有多个面积大的子图案区用于生产手机屏，此时金属掩模板上剩余的小面积区域可以设计用于生产手表屏等，使金属掩模板有限的面积能够生产更多的屏幕，提高产能。

N种类型的子图案区至少包括(N-1)种有效子图案区，有效子图案区与产品相对应。

在本申请中，图案区内分布有多种不同的子图案区，其中，能够用于生产产品的子图案区为有效子图案区，每个有效子图案区均能在基板上形成像素图案，生产出显示屏。其中，N可以为2、3、4、5或6等，N为正整数即可。具体地，本申请中的有效子图案区可以用于生产手机、平板电脑、手表等电子产品的显示屏。

N≥3，N种类型的子图案区包括虚设子图案区、以及(N-1)种有效子图案区。

在本申请中子图案区还可以包括具有虚设孔的虚设子图案区，虚设孔不用于形成像素，虚设子图案区与有效子图案区邻接，用于分散有效子图案区边缘的张力，提高了掩模板的应力分散效果，有益于保持有效子图案区贯通孔的张力平衡，防止贯通孔变形，使有效子图案区内贯通孔位置更加均匀，提高张网时有效子图案区的贯通孔的位置精度。

N≥3，N种类型的子图案区均为有效子图案区。

在本申请中，子图案区还可以均配置为用于生产显示屏的有效子图案区，提高金属掩模板的利用率及显示屏的生产效率。

金属掩模板具有沿厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，贯通孔具有位于第一表面的第一开口和位于第二表面的第二开口，不同的子图案区内的贯通孔的第一开口金属掩模板条长度方向的尺寸不同，不同的子图案区内的贯通孔的第二开口金属掩模板条长度方向的尺寸不同。

具体地，不同子图案区内的贯通孔的第一开口沿金属掩模板长度方向的尺寸可以相同也可以不同，不同子图案区内的贯通孔的第二开口沿金属掩模板长度方向的尺寸可以相同也可以不同，即不同类型子图案区在蒸镀工序中能够用于形成相同或不同分辨率的显示屏，但不同类型子图案区的面积不同，以提高金属掩模板的利用率。

本申请还提供一种前述的混排金属掩模板的制作方法，包括如下步骤：

提供具有第一表面和第二表面的金属箔材，金属箔材上具有多个初始图案区；

对多个初始图案区进行构图，得到具有图案区和围绕图案区设置的边缘区的金属掩模板，金属掩模板为前述的金属掩模板；图案区内分布有多个沿金属掩模板厚度方向贯穿的贯通孔，图案区包括N种类型的子图案区，每种类型包括多个子图案区，且每种类型的多个子图案区排列为阵列；同种类型的子图案区面积相同，不同类型的子图案区面积不相同，N≥2。

在本申请中，在具有第一表面和第二表面的金属箔材上预先设计多个初始图案区，对多个初始图案区进行构图形成图案区，得到前述的金属掩模板。对金属箔材的第一表面和第二表面分别蚀刻时，可以在同一时刻蚀刻第一表面和第二表面，也可以先蚀刻第一表面或第二表面，能够形成贯通的蒸镀孔即可。金属箔材可以为因瓦合金，也可以为铁镍合金等其他金属。

对多个初始图案区进行构图，包括：

对金属箔材的第一表面的多个初始图案区进行构图工艺，得到多个第一开口，不同子图案区的第一开口沿金属箔材长度方向的尺寸不同；

对金属箔材的第二表面的多个初始图案区进行构图工艺，得到多个第二开口，不同子图案区的第二开口沿金属箔材长度方向的尺寸不同；

第一开口与第二开口一一对应，且相互对应的第一开口与第二开口连通形成贯通孔。

在本申请中，对金属箔材的第一表面和第二表面采用蚀刻法进行构图工艺，在第一表面蚀刻形成多个第一开口，在第二表面蚀刻形成多个第二开口，第一开口与第二开口相对贯通形成贯通孔。不同子图案区的第一开口沿金属箔材长度方向的尺寸不同，不同子图案区的第二开口沿金属箔材长度方向的尺寸不同，以使不同子图案区贯通孔的分布密度、尺寸等产生区别，便于生产不同的显示屏幕。

在进行构图工艺时，第一表面的初始图案区具有多个与第一开口对应的设计区域，对设计区域进行蚀刻，形成第一开口，不同子图案区的第一开口与设计区域的尺寸差值不同，第一开口宽度小的子图案区的尺寸差值大于第一开口宽度大的子图案区的尺寸差值。

在本申请中，进行构图工艺时，先在第一表面的初始图案区划定多个与第一开口对应的用于蚀刻的设计区域，设计区域与第一开口一一对应。需要说明的是，设计区域的尺寸小于要形成的第一开口的目标尺寸，因此设计区域与第一开口之间存在尺寸差值。在对金属箔材进行蚀刻时，宽度大的第一开口比宽度小的第一开口更加开阔，蚀刻液里的离子与宽度大的第一开口的交换比大于与宽度小的第一开口的交换比，因此宽度大的第一开口会更快被蚀刻。因此第一开口宽度小的子图案区的尺寸差值大于第一开口宽度大的子图案区的尺寸差值，以平衡开口宽度不同的第一开口的蚀刻速度，使不同子图案区的第一开口同时完成蚀刻。

在进行构图工艺时，第二表面的初始图案区具有多个与第二开口对应的设计区域，对设计区域进行蚀刻，形成第二开口，不同子图案区的第二开口与设计区域的尺寸差值不同，第二开口宽度小的子图案区的尺寸差值大于第二开口宽度大的子图案区的尺寸差值。此处原理与前述第一开口的蚀刻方法原理一致，此处不再赘述。

与第二开口对应的设计区域内设置有补偿区域，在对第二表面进行构图工艺时补偿区域涂布有用于阻止蚀刻的保护层。

在本申请中，第二开口涉及锥角的大小，所以不能像第一开口一样简单内缩。第二开口中间设计了不需要被蚀刻的补偿区域以减缓蚀刻速率，第二开口其余部分蚀刻完成后补偿区域会自然脱落，同时使开口和锥角达到目标值。例如，一种第二开口的设计区域的宽度为40μm，蚀刻完成后得到的此种第二开口的宽度为(40+c)μm(即c为蚀刻的外扩量)；另一种第二开口的设计区域的宽度为55μm，蚀刻完成后得到的此种第二开口的宽度为(55+c)μm(即c为蚀刻的外扩量)；由于尺寸大的设计区域蚀刻更快，则为了使这两种尺寸不同的第二开口同时完成蚀刻并达到相同的外扩量c，需要在尺寸大的第二开口的设计区域的中间位置预留出宽度为d的补偿区域，补偿区域边缘到设计区域边缘的距离为(55+c－d)/2，蚀刻时补偿区域不进行蚀刻，将补偿区域周围的设计区域蚀刻后，补偿区域自然脱落，减缓了尺寸大的第二开口的蚀刻速率，使其与尺寸小的第二开口同时完成蚀刻。

具体地，构图工艺包括步骤如下：

S100，提供金属箔材，在金属箔材表面上划分出多个初始图案区；

S101，对金属箔材表面进行处理，去除金属箔材表面的污染物和氧化层，获得表面清洁的金属箔材；

S102，在表面处理后的金属箔材的初始图案区施加光刻胶；

S103，对带有光刻胶的金属箔材进行曝光，将所要制作的图案成像在光刻胶上；具体地，可以选择曝光机将所要制作的图案投影在光刻胶上，将带有光刻胶的金属箔材放置在曝光机上，曝光机所照射的光透过光掩模板的开孔，将所需图案投影在光刻胶上；或者利用激光照射将所需图案直接刻写在光刻胶上；光刻胶可以为干膜光刻胶或湿膜光刻胶，各类型的光刻胶均可适用于本申请的制作方法，可根据所采用光刻胶类型选用相应的施加工艺，如采用干膜光刻胶时可采用贴附、热压等方式施加光刻胶，采用湿膜光刻胶时可采用湿法涂布工艺施加光刻胶。

S104，将曝光后的带有光刻胶的金属箔材进行显影，将所要的图案精确地制作在光刻胶上；

S105，对金属箔材进行蚀刻以在子图案区形成蒸镀用贯通孔，并在虚设子图案区形成虚设孔；光刻胶上的图案刻蚀在金属箔材上；

S106，完成蚀刻后去除光刻胶；

S107，获得具有所需图案的金属掩模板。

实施例1：

如图1所示，在本实施例中混排金属掩模板包括3种不同类型的子图案区，分别为：第一有效子图案区2、第二有效子图案区3及虚设子图案区1，第一有效子图案区2的面积大于第二有效子图案区3的面积，第一有效子图案区2可以用于生产手机屏幕，第二有效子图案区3可以用于生产手表屏幕。

实施例2：

如图2所示，在本实施例中混排金属掩模板包括4种不同类型的子图案区，分别为：第一有效子图案区2、第二有效子图案区3、第三有效子图案区4及虚设子图案区1，第一有效子图案区2的面积大于第二有效子图案区3的面积，第二有效子图案区3和第三有效子图案区4的面积相等，第一有效子图案区2可以用于生产手机屏幕，第二有效子图案区3和第三有效子图案区4可以用于生产不同分辨率的手表屏幕。

实施例3：

如图3所示，在本实施例中混排金属掩模板包括5种不同类型的子图案区，分别为：第一有效子图案区2、第二有效子图案区3、第三有效子图案区4、第四有效子图案区5及虚设子图案区1，第一有效子图案区2的面积大于第二有效子图案区3的面积，第一有效子图案区2的面积等于第四有效子图案区5的面积，第二有效子图案区3、第三有效子图案区4的面积相等，第一有效子图案区2和第四有效子图案区5可以用于生产手机屏幕，第二有效子图案区3、第三有效子图案区4可以用于生产不同分辨率的手表屏幕。

实施例4：

如图4所示，在本实施例中混排金属掩模板包括5种不同类型的子图案区，分别为：第一有效子图案区2、第二有效子图案区3、第三有效子图案区4、第四有效子图案区5、第五有效子图案区6，第一有效子图案区2的面积大于第二有效子图案区3的面积，第一有效子图案区2的面积等于第四有效子图案区5的面积，第二有效子图案区3、第三有效子图案区4及第五有效子图案区6的面积相等，第一有效子图案区2、第四有效子图案区5可以用于生产手机屏幕，第二有效子图案区3、第三有效子图案区4及第五有效子图案区6可以用于生产不同分辨率的手表屏幕。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种混排金属掩模板，包括图案区和围绕所述图案区设置的边缘区，所述图案区内分布有多个沿所述金属掩模板厚度方向贯穿的贯通孔，其特征在于，所述图案区包括N种类型的子图案区，每种类型包括多个所述子图案区，且每种类型的多个所述子图案区排列为阵列；同种类型的子图案区面积相同，不同类型的子图案区面积不相同，N≥2。

2.根据权利要求1所述的混排金属掩模板，其特征在于，N种类型的子图案区至少包括(N-1)种有效子图案区，所述有效子图案区与产品相对应。

3.根据权利要求2所述的混排金属掩模板，其特征在于，N≥3，N种类型的子图案区包括虚设子图案区、以及(N-1)种有效子图案区。

4.根据权利要求2所述的混排金属掩模板，其特征在于，N≥3，N种类型的子图案区均为所述有效子图案区。

5.根据权利要求1所述的混排金属掩模板，其特征在于，所述金属掩模板具有沿厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，所述贯通孔具有位于所述第一表面的第一开口和位于所述第二表面的第二开口，不同的所述子图案区内的所述贯通孔的第一开口所述金属掩模板条长度方向的尺寸不同，不同的所述子图案区内的所述贯通孔的第二开口所述金属掩模板条长度方向的尺寸不同。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的混排金属掩模板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供具有第一表面和第二表面的金属箔材，所述金属箔材上具有多个初始图案区；

对多个所述初始图案区进行构图，得到具有图案区和围绕所述图案区设置的边缘区的金属掩模板，所述金属掩模板为权利要求1至5任一项所述的金属掩模板；所述图案区内分布有多个沿所述金属掩模板厚度方向贯穿的贯通孔，所述图案区包括N种类型的子图案区，每种类型包括多个所述子图案区，且每种类型的多个所述子图案区排列为阵列；同种类型的子图案区面积相同，不同类型的子图案区面积不相同，N≥2。

7.根据权利要求6所述的混排金属掩模板的制作方法，其特征在于，所述对多个所述初始图案区进行构图，包括：

对所述金属箔材的第一表面的多个所述初始图案区进行构图工艺，得到多个第一开口，不同子图案区的所述第一开口沿所述金属箔材长度方向的尺寸不同；对所述金属箔材的第二表面的多个初始图案区进行构图工艺，得到多个第二开口，不同子图案区的所述第二开口沿所述金属箔材长度方向的尺寸不同；

所述第一开口与所述第二开口一一对应，且相互对应的所述第一开口与所述第二开口连通形成所述贯通孔。

8.根据权利要求7所述的混排金属掩模板的制作方法，其特征在于，在进行所述构图工艺时，所述第一表面的所述初始图案区具有多个与所述第一开口对应的设计区域，对所述设计区域进行蚀刻，形成所述第一开口，不同子图案区的所述第一开口与所述设计区域的尺寸差值不同，所述第一开口宽度小的所述子图案区的所述尺寸差值大于所述第一开口宽度大的所述子图案区的所述尺寸差值。

9.根据权利要求7所述的混排金属掩模板的制作方法，其特征在于，在进行所述构图工艺时，所述第二表面的所述初始图案区具有多个与所述第二开口对应的设计区域，对所述设计区域进行蚀刻，形成所述第二开口，不同子图案区的所述第二开口与所述设计区域的尺寸差值不同，所述第二开口宽度小的所述子图案区的所述尺寸差值大于所述第二开口宽度大的所述子图案区的所述尺寸差值。

10.根据权利要求9所述的混排金属掩模板的制作方法，其特征在于，与所述第二开口对应的所述设计区域内设置有补偿区域，在对所述第二表面进行构图工艺时所述补偿区域涂布有用于阻止蚀刻的保护层。