一种高精度金属掩膜装置及其制造方法与流程

本发明涉及在制造有机发光二极体(Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)蒸镀过程中使用的高精度金属掩膜装置以其制造方法。

背景技术：

金属掩膜板(mask)作为AMOLED蒸镀中的重要治具起到了关键作用。金属掩膜板通常包括掩膜主体和框架。掩膜主体的制作一般是在一电铸基板上通过电铸的方式形成的。当掩膜主体电铸完成后，需要将掩膜主体与电铸基板分离进行后续张网等步骤。

目前，将掩膜主体与电铸基板分离可以使用手工分离以及剥离机分离两种方式，但无论是哪种方式进行分离都会出现如下问题：

1)掩膜主体发生变形；

2)电铸后有残留物粘在电铸基板上、难以处理，导致电铸基板报废、重复利用性低；

3)在电铸过程中进行丝网粘接时会导致掩膜主体的位置精度变化。

上述问题均会导致降低成品的合格率、尺寸精度、位置精度。

技术实现要素：

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装置及其制造方法，提高电铸的高精度金属掩膜装置的合格率、尺寸精度以及位置精度。

根据本发明的一个方面提供一种高精度金属掩膜装置，其特征在于，包括：电铸基板，所述电铸基板包括：基板主体；开口部，设置于所述基板主体上，且贯穿所述基板主体。掩膜主体，设置于所述电铸基板上，位于所述开口部，所述掩膜主体的边缘与所述电铸基板相连接。

优选地，所述开口部的长度为200～220mm，宽度为220～260mm。

优选地，所述基板主体的长度为1000mm，宽度为600mm。

优选地，所述基板主体的厚度为0.8～1.5mm。

根据本发明的另一个方面，还提供一种高精度金属掩膜装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：准备电铸基板，所述电铸基板具有一开口部；将填充材料填充于所述开口部；在所述电铸基板的开口部上进行电铸并形成掩膜主体；以及将所述填充材料从所述开口部去除。

优选地，在所述电铸基板上的开口部进行电铸形成所述掩膜主体之前还包括如下步骤：在所述电铸基板的表面形成干膜光阻。

优选地，在所述电铸基板的表面形成所述干膜光阻的步骤包括如下子步骤：对所述电铸基板和所述填充材料进行清洗；在所述电铸基板和所述填充材料的表面涂布光阻，并进行曝光、显影，以形成所述干膜光阻。

优选地，在所述电铸基板的开口部上进行电铸并形成所述掩膜主体之前还包括如下步骤：对所述填充材料进行活化处理。

优选地，对所述填充材料进行活化处理的步骤是在所述填充材料表面涂布胶态钯材料。

优选地，所述填充材料由石蜡或者沥青制成。

优选地，将所述填充材料从所述开口部去除的步骤中还包括如下子步骤：将所述电铸基板和所述填充材料的表面涂布的所述干膜光阻去除；对所述填充材料进行高温升华。

本发明的高精度金属掩膜装置通过在电铸基板上设置开口部，在电铸过程中掩膜主体对应位于开口部，开口部通过填充材料充满，电铸完成后将填充材料从开口部去除，从而形成高精度金属掩膜装置，所述高精度金属掩膜装置至少具有如下有益效果：

1)能够电铸出厚度为30um以下的掩膜主体；

2)无需将掩膜主体从电铸基板上剥离进行后续丝网粘接张网等步骤，该高精度金属掩膜装置可直接安装至蒸镀设备中使用；

3)省略了张网的步骤，因此，掩膜主体的位置精度不受张网的控制；

4)解决因掩膜主体厚度较薄时在与框架焊接困难的问题；

5)节约成本，提高产品的合格率。

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为本发明的高精度金属掩膜装置的纵截面结构示意图；

图2为本发明的电铸基板的俯视图；

图3为本发明的电铸基板的纵截面结构示意图；

图4为应用本发明的高精度金属掩膜装置进行蒸镀的蒸镀设备的结构示意图；

图5为本发明的高精度金属掩膜装置制造方法的流程图；

图6为本发明的填充材料填充与开口部后形成的承载装置的纵截面结构示意图；

图7为在图6的承载装置上形成掩膜主体后的纵截面结构示意图；

图8为本发明的高精度金属掩膜装置过程中在电铸基板的表面形成薄膜的步骤的流程图；以及

图9为本发明的高精度金属掩膜装置过程中将填充材料从开口去除的步骤的流程图。

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。

请一并参见图1至图3，其分别示出本发明的高精度金属掩膜装置的纵截面结构示意图、电铸基板的俯视图以及纵截面结构示意图。如图1所示，所述高精度金属掩膜装置包括电铸基板1以及掩膜主体2。电铸基板1包括：基板主体11以及开口部12。

如图2所示，在本发明的优选实施例中，基板主体11呈矩形，其长度为1000mm，宽度为600mm。基板主体11的厚度为0.8～1.5mm。更优选地，基板主体11的厚度为1mm。基板主体11优选地由不锈钢材料支撑，具备强度高、热强度高、耐腐蚀性好、低温性能好、化学活性大、导热弹性小等特点。

开口部12设置于基板主体11上，且贯穿基板主体11。如图2所示，优选地，开口部12呈矩形，且开口部12设置与基板主体11的中心。开口部 12的长度为200～220mm，宽度为220～260mm。更优选地，开口部12的长度为208mm，宽度为240mm。虽然上述实施例中揭示了开口部12的一种尺寸，但需要说明的是，开口部12的尺寸并不仅限于此，具体来说，由于电铸基板1是用于制作掩膜主体的，开口部12与需要制作的掩膜主体相对应，因此，在开口部12的实际制作过程中，其尺寸需要根据掩膜主体的尺寸而定，而掩膜主体的实质上是应用于待蒸镀的基板(例如玻璃基板)的，进而，开口部12的尺寸是根据待蒸镀的基板的尺寸决定的。类似地，开口部12的形状也不局限于矩形一种，其同样可以根据待蒸镀的基板的形状进行变化，例如圆形等。

掩膜主体2设置于电铸基板1上，位于开口部11，掩膜主体2的边缘与电铸基板1相连接。掩膜主体2用于对待蒸镀基板进行遮挡以此在待蒸镀基板上定义并形成RGB像素点，其中，掩膜主体2上设有多个掩膜孔。所述掩膜孔的数量和排列方式可以根据产品的实际需求进行调整。在图3所示实施例中，掩膜主体2呈矩形，其与电铸基板1的开口部12形状相同，掩膜主体2的尺寸大于开口部12的尺寸，掩膜主体2的边缘附着于开口部12的边缘上。优选地，掩膜主体2由镍或镍铁合金材料通过电铸生长的方式制成。

需要说明的是，本发明的高精度金属掩膜装置可以直接应用蒸镀设备中，电铸基板1替代了现有技术的掩膜装置的框架。请参见图4，其示出了应用本发明的高精度金属掩膜装置进行蒸镀的蒸镀设备的结构示意图。如图4所示，所述蒸镀设备包括蒸镀腔室(图4中未示出)、蒸镀源3、基板固定装置4以及掩膜固定装置5。

如图4所示，蒸镀源3设置于所述蒸镀腔室内。基板固定装置4设置于所述蒸镀腔室内，且位于蒸镀源3的上方，用于固定待蒸镀基板6。掩膜固定装置5设置于所述蒸镀腔室内，且位于蒸镀源3与基板固定装置4之间，用于固定上述图1所示的高精度金属掩膜装置。其中，所述高精度金属掩膜装置的电铸基板1置于掩膜固定装置5的上方，开口部12以及掩膜主体2对应地位于蒸镀源3的上方，待蒸镀基板6对应地设置于掩膜主体2的上方。蒸镀源3依次穿过开口部12和掩膜主体2对待蒸镀基板6进行蒸镀。

请一并参见图5至图9，其分别示出本发明的高精度金属掩膜装置制造方法的流程图以及制造过程中对应各步骤的高精度金属掩膜装置的结构示 意图。具体来说，本发明还提供一种上述图1所示的高精度金属掩膜装置的制造方法。如图5所示，所述制造方法包括如下步骤：

步骤S100：准备图2和图3所示的电铸基板1，电铸基板1具有一开口部12。电铸基板1可以使用模具进行铸造成型等方式制作。

步骤S200：将填充材料7填充于电铸基板1的开口部12，形成一承载装置(可参考图6)。在本发明的优选实施例中，填充材料7由石蜡材料制成，石蜡材料具有高熔点和高硬度，良好的硬度可以保证在掩膜主体电铸的过程中不变形。此外，石蜡材料容易由液态变化为固态，因此，在制作所述承载装置的过程中可以将液态的石蜡材料浇注于电铸基板1的开口部2，当完全填充满开口部2时通过冷却的方式将液态的石蜡材料变为固态，以此形成图6所示的承载装置。进一步地，在一些变化例中，填充材料7还可以选用其他材料，例如沥青材料，沥青材料同样较为容易由液态变为固态，因此，便于填充材料7的填充与成型，这些变化例均可予以实现，在此不予赘述。

步骤S300：在电铸基板1的开口部12上电铸并形成掩膜主体2，可参见图7。其中，电铸的过程和方式可以为现有技术中的任一种，在此不予赘述。

步骤S400：将填充材料7从开口部12去除。

进一步地，如图5所示，在本发明的优选实施例中，所述制造方法还把包括步骤S500：对所述高精度金属掩膜装置进行清洗、烘干。

进一步地，在本发明的优选实施例中，所述制造方法还包括在电铸基板的表面形成干膜光阻的步骤。具体来说，如图8所示，在电铸基板的表面形成干膜光阻的步骤包括如下子步骤：

步骤S601：检查所述承载装置的电铸基板1和填充材料7的表面平整度，若出现二者表面不平整的情况，则使用精密铣床将填充材料7与电铸基板1铣到同一平面，使二者平整。

步骤S602：对所述承载装置进行清洗。

步骤S603：在所述承载装置的表面涂布干膜光阻，并进行曝光、显影。

进一步地，如图9所示，步骤S400还包括如下子步骤：

步骤S401：将之前步骤S603中承载装置的表面涂布的干膜光阻去除。优选地，干膜光阻是通过将步骤S300完成后形成的承载装置和掩膜主体2 浸泡于氢氧化钠内或者将氢氧化钠喷淋于承载装置和掩膜主体2的表面去除的。

步骤S402：对填充材料7进行高温升华。去除填充材料7之后则形成图3所示的高精度金属掩膜装置。

进一步地，在本发明的优选实施例中，所述制造方法还包括对填充材料7进行活化处理的步骤。具体来说，在本发明的优选实施例中，由于填充材料7选用石蜡材料，石蜡材料并不导电，因此，为了使电铸过程中填充材料7的表面导电，该步骤是通过将胶态钯涂布于填充材料7的表面(即钯处理)形成一由钯材料制成的金属层(图中未示出)，使填充材料7的表面导电，进而使整个承载装置的表面都可以导电。进一步地，若填充材料7选用导电材料，则该步骤可以省略。

综上，本发明的电铸基板以及高精度金属掩膜装置通过在电铸基板上设置开口部，在电铸过程中掩膜主体对应位于开口部，开口部通过填充材料充满，电铸完成后将填充材料从开口部去除，从而形成高精度金属掩膜装置。所述高精度金属掩膜装置至少具有能够电铸出厚度为30um以下的掩膜主体；无需将掩膜主体从电铸基板上剥离进行后续丝网粘接张网等步骤，高精度金属掩膜装置可直接安装至蒸镀设备中使用；省略了张网的步骤，因此，掩膜主体的位置精度不受张网的控制；解决因掩膜主体厚度较薄时在与框架焊接困难的问题；节约成本，提高产品的合格率等有益效果。

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。