掩膜板、蒸镀装置及显示装置的制造方法与流程

文档序号:15457816发布日期:2018-09-15 01:40

本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种掩膜板、蒸镀装置及显示装置的制造方法。



背景技术:

随着显示技术的飞速发展,有机电致发光器件(Organic Light Emitting Diode,OLED)以其自发光、全固态、高对比度、可弯曲等优点,成为最具潜力的新型显示器件。OLED显示器件中的有机发光元件的结构一般包括阳极层、中间层和阴极层,所述中间层可包括能够发射红、绿、蓝或白光的有机发光层,还可以具有空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)以及电子注入层(EIL)中的至少一层,且通常空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、有机发光层、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)依次设置在阳极层和阴极层之间。另外,在OLED显示器件中,无论是有机发光层发白光的OLED元件(White OLED结构),还是有机发光层发红、绿、蓝光的OLED元件(RGB OLED结构),都具有一些相互连通的且具有电子传输功能的膜层,即这些膜层针对复数个有机发光元件共通的形成,因而称为共通层(common layer),例如可以是空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)及载子产生层(CGL)等,这些共通层均需要利用掩膜板(common metal mask,CMM)来制作。CMM的精度会影响共通层的蒸镀效果,蒸镀不良会造成共通层侧向漏电等问题,进而影响OLED的显示效果和产品良率等。随着OLED器件产品边框越来越窄,预留给其各膜层的空间越来越小,CMM的精度将直接影响蒸镀产品的质量,也因此对CMM开口的关键尺寸(CD)精度和位置尺寸(TP)的精度提出了更高的要求,但是受限于CMM制造工艺水平,CMM的CD、TP以及平坦度等技术规格已威胁到屏幕的生产良率以及OLED设计的窄边框工艺极限。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种掩膜板、蒸镀装置及显示装置的制造方法,能够在掩膜板制造工艺水平不变的前提下,提高掩膜板的开口尺寸和位置尺寸的实际精度,降低掩膜板褶皱,增加掩膜板与待蒸镀基板的贴合精度,提升生产良率。

为了实现上述目的,本发明提供一种掩膜板,所述掩膜板包括多个用于蒸镀材料的开口以及设置于每个所述开口周围的至少一个对位孔,所述对位孔用于确定一待蒸镀基板和掩膜板的对位,每个所述对位孔与所述开口之间无连通。

可选的,每个所述开口的形状为圆形、椭圆形、菱形、矩形或边数大于等于3的正多边形。

可选的,所有的所述开口呈阵列分布。

可选的,每个所述对位孔的形状是圆形、椭圆形、菱形、矩形或边数大于等于3的正多边形。

可选的,每个所述开口的四周布设四个对位孔,且每个所述对位孔设置在所述开口对应的开口间距的四等分位置,所述开口间距为所述开口与其对角相邻的开口之间的对角距离。

可选的,每个所述对位孔不穿透所述掩膜板,或者每个所述对位孔穿透所述掩膜板,或者每个所述开口周围的一部分对位孔穿透所述掩膜板而另一部分对位孔不穿透所述掩膜板。

可选的,所述对位孔在所述掩膜板中的延伸方向与所述掩膜板所在平面的垂直方向的夹角为10度至50度。

本发明还提供一种蒸镀装置,包括:上述之一的掩膜板;蒸镀源,间隔设置于所述掩膜板的一侧,用于提供蒸镀的材料,以形成膜层;以及,加热装置,用于加热所述蒸镀源。

可选的,所述蒸镀装置设置于真空且密闭的空间内,所述蒸镀的材料为具有电子传输功能的膜层材料。

本发明还提供一种显示装置的制造方法,包括:

提供一待蒸镀基板和一上述的蒸镀装置;

将所述蒸镀装置中的掩膜板设置在所述待蒸镀基板上,并根据所述掩膜板上的对位孔位置来调整所述掩膜板的位置,使所述待蒸镀基板与所述掩膜板对位;

通过所述蒸镀装置中的加热装置加热蒸镀源,以通过所述掩膜板的所述开口在所述待蒸镀基板上形成膜层。

与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下效果:

1、本发明的掩膜板和蒸镀装置,在掩膜板的各个用于蒸镀材料的开口的周边设置多个对位孔(例如为4个),能够通过控制每个开口周边的对位孔的位置来控制掩膜板的位置精度以及边框精度(即位置尺寸TP/开口尺寸CD),增加张网的可靠性;同时这些对位孔还可以分散开口间区域(即掩膜板的未开口区)处的应力,减少应变,降低掩膜板褶皱,提高掩膜板的平坦度,增加掩膜板与待蒸镀基板的贴合精度,从而提升蒸镀良率和生产良率,尤其是对于高PPI和窄边框产品提升非常明显。

2、本发明的显示装置的制造方法,采用本发明的蒸镀装置在待蒸镀基板蒸镀相应的具有电子传输功能的膜层(例如有机发光显示器中的共通层),能够提高形成的膜层的精度,提高OLED显示装置的显示效果和产品良率。

附图说明

图1A是一种掩膜板的结构示意图;

图1B是一种掩膜板的CD和TP测量示意图;

图2A是本发明具体实施例的掩膜板的结构示意图;

图2B是沿图2A中的LL’线的剖面结构示意图;

图2C是本发明具体实施例的掩膜板上的对位孔的位置示意图;

图2D是本发明具体实施例的掩膜板的CD和TP测量示意图;

图3是图1所示的掩膜板和本发明具体实施例的掩膜板的效果对比;

图4是本发明具体实施例的蒸镀装置的结构示意图。

具体实施方式

请参考图1A,一种已知的掩膜板10包括呈阵列排布且用于溅射的多个开口101,这种掩膜板10通过张网的方式设置在待蒸镀基板上,张网时,掩膜板10的开口间区域(即未刻蚀区域)受到较大的应力,不容易被分散掉,容易引起掩膜板上出现较大的褶皱,导致部分开口101的位置出现偏差(即掩膜板10自对位不准确),继而造成对OLED显示基板等待蒸镀基板进行蒸镀时,掩膜板10上的部分开口101无法与待蒸镀基板上的待蒸镀区域精准对位,降低了产品良率,增加了生产制造成本。此外,掩膜板10在张网时需要通过控制开口101的四个边的位置来卡控开口101的对位精度,即卡控掩膜板10和待蒸镀基板的对位精度,由此使得在蒸镀过程中,掩膜板10的开口尺寸CD和位置尺寸TP均要与待蒸镀基板的待蒸镀区域相对应,不允许超出误差范围内的偏移,否则会出现产品不良等问题。具体地,请参考图1B,通常取开口101四边上的四个位置1021(X1,Y1)、1022(X2,Y2)、1023(X3,Y3)、1024(X4,Y4),利用四个位置的横纵坐标来计算出需要进行开口的尺寸CD和位置尺寸TP,计算公式为:CD=(X2-X4,Y1-Y3);TP=[(X2+X4)/2,(Y1+Y3)/2]。这种量测方式,由于取四边上的位置,误差相对较大,出错率高,而且会导致掩膜板10和待蒸镀基板的对位精度相对较低。基于上述问题,若想要提高掩膜板10制膜的良率,在制造掩膜板10时对开口101成型的蚀刻工艺进行调整(即蚀刻影响大),从而增加的掩膜板10的制造成本和工艺难度。

基于此,本发明提出一种新的掩膜板技术方案,主要在原来的掩膜板制造工艺的基础上,在掩膜板的每个开口的四周加多个对位孔(例如为4个),在掩膜板张网时,以对位孔为基准,通过控制每个开口周边的多个对位孔的位置来控制掩膜板的位置精度以及边框精度(即TP/CD),增加了开口量测的精度,提高张网的可靠性;同时利用对位孔来分散未刻区域集中处(即开口间的区域)的应力,减少应变,降低褶皱,提高贴合度,从而提升蒸镀良率和生产良率。

为使本发明的目的、特征更明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明,然而,本发明可以用不同的形式实现,不应只是局限在所述的实施例。

请参考图2A,本发明提供一种掩膜板20,所述掩膜板20包括多个用于蒸镀材料的开口(Cell)201以及设置于每个所述开口201周围的至少一个用于确定一待蒸镀基板(未图示,可参考图4中的21)和掩膜板对位的对位孔(即TP孔)202,每个所述对位孔202与所述开口201之间无连通。

本发明的掩膜板可以用于蒸镀OLED显示装置中复数个有机发光元件的共通层,此时掩膜板上的各个开口201对应OLED显示装置的相应的子像素区域及其这些子像素区域之间的间隔区域。由于OLED显示装置中的子像素通常呈阵列分布,以降低设计难度以及制造工艺难度,因此本发明的掩膜板的开口201也呈阵列分布。且开口201的形状取决于待形成的共通层的形状,优选为规则的形状,例如是圆形、椭圆形、菱形、矩形或边数大于等于3的正多边形(例如等边三角形、正方形、正五边形、正六边形等),以便于制造,降低工艺难度,节约工艺成本。

每个所述开口的四周的对位孔在掩膜板(CMM)张网时使用,控制每个开口201周边的对位孔的位置,就可以控制掩膜板20的位置精度(即TP)以及边框精度(即CD)。每个所述开口201的四周的对位孔可以均匀分布,每个所述对位孔202的形状优选为规则的形状,以便于制造,降低工艺难度,节约工艺成本,每个所述对位孔202的形状例如是圆形、椭圆形、菱形、矩形或边数大于等于3的正多边形。

为了不影响掩膜板20的刚性和开口率,同时能够最大化地分散未刻区域集中处(即相邻开口201之间的区域处)的应力,减少应变,提高掩膜板20的开口尺寸和位置尺寸的实际精度,降低掩膜板褶皱,增加掩膜板与待蒸镀基板的贴合精度,提升生产良率,请参考图2A和图2C,可以在每个开口201的四周布设四个对位孔202,且每个所述对位孔202设置在所述开口201对应的开口间距的四等分位置,所述开口间距为所述开口与其对角相邻的开口之间的对角距离。下面结合图2C中的四个开口201a、201b、201c和201d之间的区域来详细说明对位孔的设置,四个开口201a、201b、201c和201d对应OLED显示装置的四个共通层蒸镀区域,图2C中未将四个开口201a、201b、201c和201d全部区域示出,仅示出了四个开口相邻的角,其中,开口201a(图2C仅示出该开口的一个角)与其对角邻接的开口201c(图2C仅示出该开口的一个角)之间的对角距离(即开口201a和开口201c相邻的对角之间的距离,如图2C中连接201a和201c的虚线所示)定义为第一开口间距(例,该间距可以等于1个或1个以上的像素间距),开口201a的角上设置的对位孔202a设置在所述第一开口间距的靠近开口201a的四等分位置,开口201c的角上设置的对位孔202c设置在所述第一开口间距的靠近开口202c的四等分位置,开口201b(图2C仅示出该开口的一个角)与其对角邻接的开口201d(图2C仅示出该开口的一个角)之间的对角距离(即开口201b和开口201d相邻的对角之间的距离,如图2C中连接201b和201d的虚线所示)定义为第二开口间距,该第二开口间距可以和第一开口间距相等,也可以不相等,且开口201b的角上设置的对位孔202b设置在所述第二开口间距的靠近开口201b的四等分位置,开口201d的角上设置的对位孔202d设置在所述第二开口间距的靠近开口202d的四等分位置。这种对位孔的设置方式,可以分散未刻区域集中处(即相邻开口201之间的区域处)的应力,减少应变,从而降低掩膜板20上产生的褶皱,提高掩膜板20和待蒸镀基板之间的贴合度,保证在待蒸镀基板上蒸镀的膜层的质量,对制造掩膜板20上的开口201的蚀刻工艺的影响较小。

根据掩膜板20的设计要求,对位孔202可采用半刻方式形成,也可以采用全刻蚀方式形成。其中,采用半刻方式的所述对位孔202不穿透所述掩膜板20,能够增强掩膜板20的刚性,请参考图2B,对位孔202的深度H可以是掩膜板20的厚度的30%~70%,例如对位孔202的深度H为掩膜板20的厚度的一半(即50%)。此外,为了进一步增强对位孔202分散应力的能力,对位孔202沿其孔深方向(即所述对位孔201在所述掩膜板20中的延伸方向)上为向掩膜板20内部倾斜延伸的孔,且每个开口201周围的对位孔202在所述掩膜板20中的延伸方向(即对位孔201的孔深方向)是倾斜的,且每个对位孔202的底部与所述开口201的底部之间的距离大于该对位孔202的顶部与所述开口201的顶部之间的距离,优选的,所述对位孔201在所述掩膜板20中的延伸方向(即对位孔201的孔深方向)与所述掩膜板20所在平面的垂直方向的夹角θ为10度至50度,例如为30度或45度,由此即可以保证掩膜板20的机械强度,还可以增强对位孔202分散应力的能力。采用全刻方式形成的对位孔202穿透所述掩膜板20,能够降低工艺难度,使得张网时掩膜板20各处的受力相对均匀,采用全刻方式形成的对位孔202可以是垂直穿透掩膜板20,可以是倾斜穿透所述掩膜板20。为了既使得掩膜板20具有足够的刚性,有使得掩膜板20具有足够的韧性,可以使得每个所述开口201周围的一部分对位孔202穿透所述掩膜板20而另一部分对位孔202不穿透所述掩膜板20。

本实施例的掩膜板20通过张网的方式设置在待蒸镀基板上时,只需要通过控制开口201的四周的对位孔202的位置就可以控制开口201的对位精度,即控制掩膜板20和待蒸镀基板的对位精度,使得掩膜板20的开口201的尺寸CD和位置TP均与待蒸镀基板的待蒸镀区域(例如各个子像素区域)相对应,不会超出误差范围内的偏移,避免共通层侧向漏电等问题的发生,进而避免相邻子像素之间的发光影响以及产品不良等。具体地,请参考图2D,利用一个开口201四角上的对位孔2021(X1,Y1)、2022(X2,Y2)、2023(X3,Y3)、2024(X4,Y4)的横纵坐标来计算出进行掩膜板20的开口201的开口尺寸CD和位置尺寸TP,计算公式为:CD=(X2+X3-X1-X4,Y2+Y3-Y1-Y4);TP=[(X1+X2+X3+X4)/4,(Y1+以+Y3+Y4)/4]。请参考图3,图3示出了本发明的掩膜板20和图1A所示的掩膜板10的效果对比,其中本发明的量测方式,由于取每个开口201四周的对位孔202的位置来计算CD和TP,误差小,出错率非常低,且对位孔202能分散张网时的拉伸力,使得掩膜板20更平坦,保证开口201的形状,从而能够提高掩膜板20和待蒸镀基板的对位精度,进而提高产品良率,降低生产制造成本。

请参考图4,本发明还提供一种蒸镀装置,包括:本发明的掩膜板20、加热装置22以及蒸镀源23;掩膜板20通过张网的方式设置在所述待蒸镀基板21上,蒸镀源23间隔设置于所述掩膜板20的一侧,用于提供蒸镀的材料,以通过所述掩膜板20的开口201向所述待蒸镀基板21提供所需的成膜材料,以在所述待蒸镀基板21上形成所需的膜层,加热装置22用于加热所述蒸镀源23。所述掩膜板20、加热装置22、蒸镀源23均设置于一真空室24内,真空室24用于提供真空且密闭的空间。当所述蒸镀装置用于OLED显示装置的制造时,蒸镀源23可以提供具有电子传输功能的膜层材料。

综上所述,本发明的掩膜板和蒸镀装置,在掩膜板的各个用于蒸镀材料的开口的周边设置多个对位孔(例如为4个),能够通过控制每个开口周边的对位孔的位置来控制掩膜板的位置精度以及边框精度(即位置尺寸TP/开口尺寸CD),增加张网的可靠性;同时这些对位孔还可以分散开口间区域(即掩膜板未开口区)处的应力,减少应变,降低掩膜板褶皱,提高掩膜板的平坦度,增加掩膜板与待蒸镀基板的贴合精度,从而提升蒸镀良率和生产良率,尤其是对于高PPI和窄边框产品提升非常明显。

此外,请参考图2A和图4,本发明还提供一种显示装置的制造方法,包括以下步骤:

首先,提供一待蒸镀基板21和一图4所示的蒸镀装置,所述蒸镀装置包括掩膜板20、加热装置22以及蒸镀源23,所述掩膜板20包括多个用于蒸镀具有电子传输功能的膜层材料的开口201以及设置于每个所述开口201周围的至少一个用于确定一待蒸镀基板21和掩膜板20对位的对位孔202,每个所述对位孔202与所述开口201之间无连通;所述待蒸镀基板20上可以设置有对位标记,用于建立坐标系,确定掩膜板20上每个对位孔202的位置坐标,所述蒸镀源23可以提供有机发光材料;

然后,通过张网的方式将所述掩膜板20设置在所述待蒸镀基板21上,并根据所述掩膜板20上的对位孔202位置来调整所述掩膜板20的位置,使所述掩膜板20上的开口201的位置与所述待蒸镀基板21上的待蒸镀区域的位置对应,实现所述待蒸镀基板21与所述掩膜板20对位;

接着,将对位好的待蒸镀基板21与所述掩膜板20,连同加热装置22、蒸镀源23等放入真空室24中,通过所述加热装置22加热持续蒸镀源23,蒸镀源23在达到一定温度后蒸发出具有电子传输功能的膜层材料粒子,一部分的具有电子传输功能的膜层材料粒子穿过掩膜板20的开口201,并在接触到温度较低的待蒸镀基板21后以结晶状态沉积,从而在真空且密闭的空间内,通过所述掩膜板20的开口201向所述待蒸镀基板21提供有机发光材料,以在所述待蒸镀基板21上形成具有电子传输功能的膜层,即形成了某一共通层。

当OLED显示装置有多种共通层时,可以根据所述掩膜板20上的对位孔202位置来分别实现所述掩膜板20和所述待蒸镀基板21的不同对位,每次对位后,所述掩膜板20上的开口201的位置与所述待蒸镀基板21上某一共通层的待蒸镀区域的位置对应,从而在所述待蒸镀基板21上蒸镀形成所需的共通层。例如当OLED显示装置有空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)及载子产生层(CGL)中的两种以上的共通层且这些共通层的位置不完全相同时,首先,根据所述掩膜板20上的对位孔202的位置来调整所述掩膜板20的位置,使所述掩膜板20上的开口201的位置与所述待蒸镀基板21上第一位置的共通层的待蒸镀区域对应,进而通过加热装置22加热蒸镀源23,在所述待蒸镀基板21上蒸镀形成第一位置的共通层;接着,根据所述掩膜板20上的对位孔202的位置再次调整所述掩膜板20的位置,使所述掩膜板20上的开口的位置与所述待蒸镀基板21上第二位置的共通层的待蒸镀区域对应,再通过加热装置22加热蒸镀源23,在所述待蒸镀基板21上蒸镀形成第二位置的共通层;……,依次类推,直到所有位置和所有层的共通层蒸镀完成。需要说明的是,当相邻两层共通层的位置相同时,可以不移动掩膜板20,而是通过更换蒸镀源23中的蒸镀材料的方法,来形成位置相同的相邻两层共通层。

本发明的显示装置的制造方法,由于采用本发明的蒸镀装置在待蒸镀基板蒸镀相应的膜层(即共通层),其中的掩膜板和待蒸镀基板贴合精度高,能够提高形成的共通层的精度,避免造成共通层侧向漏电等问题,提高OLED显示装置的显示效果和产品良率。

需要说明的是,上述实施例所述的显示装置的制造方法中,主要以OLED显示装置中的具有电子传输功能的膜层的蒸镀为例来说明,但本发明的显示装置的制造方法的技术方案并不仅仅限定于此,本领域的技术人员可以根据需要进行蒸镀源中的材料的替换,以在待蒸镀基板制造所需的具有其他功能的膜层。

显然,本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

再多了解一些
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