掩膜装置、制造该掩膜装置的系统以及方法
【专利摘要】本发明提供了掩膜装置、制造该掩膜装置的系统以及方法，其中掩膜装置包括一掩膜托架以及设置于所述掩膜托架一侧的多个掩膜板，所述掩膜托架包括多个支撑肋，所述多个支撑肋之间形成矩阵排列的多个格子开孔；每个所述掩膜板包括掩膜孔阵列以及自所述掩膜孔阵列向外延展出的多个固定部，所述固定部用于连接于所述掩膜托架的支撑肋，一个所述掩膜板的掩膜孔阵列对应于所述掩膜托架上的一个所述格子开孔。本发明同时对掩膜板以及掩膜托架进行了改进，将现行掩膜托架设计由大开孔形式改为中间有支撑肋形式的格子状，多片掩膜板与每个格子对应，分别进行张网，可排除因大张力所造成的微变形，可以更精准将掩膜板张网至正确位置。
【专利说明】掩膜装置、制造该掩膜装置的系统以及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示器制造过程中使用的掩膜，特别是一种OLED小片金属掩膜装置、制造该掩膜装置的系统以及方法。
【背景技术】
[0002]OLED (有机发光二极管,Organic Light-Emitting Diode)属于一种薪新的显示器件，是利用一种施加电压就能够进行自行发光的技术，是近年来在光电化学及材料科学领域内一个热门的研究课题，亦是当前国际显示技术上的一个研究热点，它将会成为LCD不可低估的强劲竞争对手，也是显示业界公认最有可能替代IXD的新一代显示技术。OLED器件所用材料可以是有机小分子或聚合物高分子，因而选择范围宽，通过对有机分子结构的设计、组装和剪裁，能够满足多方面不同的需要，可实现从红光到蓝光的任何颜色的显示，并易于实现大面积显示。有机发光显示还具有高亮度、高效率、宽视角、驱动电压低、低耗电、响应速度快、不出现残像，生产成本低、制备工艺简单、分辨率佳及可制成柔性器件等优点，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术，因此目前全球有多家厂商投入研发，被誉为“未来显示之星”。
[0003]早期的OLED的制作过程中，因为基板尺寸小，故张网方式为单张掩膜进行张网方式，此法无法有效将所有掩膜阵列孔完全张网至需求位置；随着基板尺寸不断提升放大，由于会受到混色良率及金属板材的限制，此法已无法再使用。显然，这类小世代OLED金属掩膜张网方式的缺点是:由于应力变形，采用单张掩膜进行张网的方式无法有效控制每个单元格位置，也不能将掩膜阵列孔完全张网至需求位置。如果将此法使用于大世代基板，会造成极大的张网误差。而且，制作这种掩膜所需的低于40um的金属板材取得不易。
[0004]而现今，大世代基板尺寸的OLED掩膜板张网技术发展成分割式掩膜的方式进行张网，但此法仍无法完全满足混色良率上的需求，并且过大的张网张力会让掩膜框架有细微形变发生；以及受限于掩膜制造商对整片分割式单片掩膜的制作精度，故并无法真正将掩膜张网到蒸镀机需要补偿的位置。大世代OLED金属掩膜张网方式的缺点是:分割式单片掩膜虽能比单张掩膜进行更精确的张网，但亦无法有效控制该片分割式单片掩膜内每个单元格的位置而将掩膜完全张网到需求位置。为预防分割式单片掩膜张网后下垂，常会使用较大的张网力量来对应，但过大的张网力量会使框架在张网后发生轻微形变。而且，同样地，制作这种掩膜所需的低于40um的金属板材取得不易。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种掩膜装置、制造该掩膜装置的系统以及方法，克服了现有技术的困难，同时对掩膜板以及掩膜托架进行了改进，将现行掩膜托架设计由大开孔形式改为中间有支撑肋形式的格子状，多片掩膜板与每个格子开孔对应，分别进行张网，可排除因大张力所造成的微变形，可以更精准将掩膜板张网至正确位置。
[0006]根据本发明的一个方面，提供一种掩膜装置，包括一掩膜托架以及设置于所述掩膜托架一侧的多个掩膜板，所述掩膜托架包括多个支撑肋，所述多个支撑肋之间形成矩阵排列的多个格子开孔；每个所述掩膜板包括掩膜孔阵列以及自所述掩膜孔阵列向外延展出的多个固定部，所述固定部用于连接于所述掩膜托架的支撑肋，一个所述掩膜板的掩膜孔阵列对应于所述掩膜托架上的一个所述格子开孔。
[0007]优选地，每个所述掩膜板还包括自所述多个固定部向外延展出的多个连接部，用于被多个张网机夹头夹持，张紧所述掩膜板。
[0008]优选地，所述多个固定部布置成环绕所述掩膜孔阵列，且四个所述连接部自环绕的所述多个固定部向四个方向呈十字型延展出。
[0009]优选地，所述连接部的外端设有至少一向内凹陷的防皱缺口。
[0010]优选地，所述防皱缺口为圆弧形。
[0011]优选地，所述掩膜板的长度范围为IOOmm至500mm，宽度范围为IOOmm至500mm。
[0012]优选地，相邻的两个所述掩膜板分别连接于所述掩膜托架上的同一个支撑肋的两侧。
[0013]根据本发明的另一个方面，还提供一种制造上述掩膜装置的系统，包括:
[0014]多个张网机夹头，夹持自所述多个固定部向外延展出的多个连接部，使所述掩膜孔阵列对准所述掩膜托架的格子开孔，并使所述掩膜板张紧时靠近但不接触所述掩膜托架；
[0015]一抵压装置，将所述掩膜板的掩膜孔阵列对应压向所述掩膜托架的格子开孔，使所述掩膜板的固定部抵接所述掩膜托架的支撑肋；
[0016]一焊接装置，焊接所述固定部与支撑肋；以及
[0017]一切割装置，用于在焊接完成后，切除所述连接部。
[0018]优选地，所述焊接装置是一激光装置。
[0019]优选地，所述切割装置是一激光装置。
[0020]优选地，所述焊接装置和切割装置是同一激光装置。
[0021]优选地，还包括:
[0022]一第一感测装置，测量张网位置的精确度；和/或
[0023]一第二感测装置，测量所述格子开孔的平整度，
[0024]所述抵压装置根据张网位置的精确度和/或所述格子开孔的平整度，调整压合高度及角度。
[0025]根据本发明的另一个方面，还提供一种制造上述掩膜装置的方法，包括以下步骤:
[0026]利用多个张网机夹头夹持自所述多个固定部向外延展出的多个连接部，使所述掩膜孔阵列对准所述掩膜托架的格子开孔，并使所述掩膜板张紧时靠近但不接触所述掩膜托架；
[0027]将所述掩膜板的掩膜孔阵列对应压向所述掩膜托架的格子开孔，使所述掩膜板的固定部抵接所述掩膜托架的支撑肋；
[0028]焊接所述固定部与所述支撑肋；以及
[0029]切除所述连接部。
[0030]优选地，当所述掩膜板压向所述掩膜托架时，所述张网机夹头的位置不变。[0031 ] 优选地，通过一抵压装置抵压所述固定部，将所述掩膜板压向所述掩膜托架。
[0032]优选地，还包括:
[0033]通过一第一感测装置测量张网位置的精确度；和/或
[0034]通过一第二感测装置测量所述格子开孔的平整度，
[0035]所述抵压装置根据张网位置的精确度和/或所述格子开孔的平整度，调整压合高度及角度。
[0036]优选地，通过一激光装置对所述固定部与所述支撑肋进行点焊。
[0037]优选地，通过一激光装置切除所述连接部。
[0038]与现有技术相比，由于使用了以上技术，本发明的掩膜装置、制造该掩膜装置的系统以及方法同时对掩膜以及掩膜托架进行了改进，将现行掩膜托架设计由大开孔形式改为中间有支撑肋形式的格子状，现行的一张掩膜板变更为多片掩膜板，多片掩膜板与每个格子对应，分别进行张网。由此，一方面，可以更精准将掩膜板张网至正确位置，能够更加灵活地针对每一个格子开孔的平整度进行精确的测量和压下高度调整，提高了掩膜对位的精确度；另一方面，不需要大张力来克服下垂现象，不会导致掩膜托架有微变形现象，更加适用于大尺寸的大世代基板。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]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:
[0040]图1示出根据本发明实施例的掩膜装置的局部分解示意图；
[0041]图2示出根据本发明实施例的掩膜板的俯视图；
[0042]图3示出根据本发明实施例的制造掩膜装置的系统的结构图；
[0043]图4示出根据本发明实施例的制造掩膜装置的方法的流程图；
[0044]图5示出根据本发明实施例的掩膜板被张网机夹取的示意图；
[0045]图6示出根据本发明实施例的制造掩膜装置的方法中测量张网位置的高度的示意图；
[0046]图7示出根据本发明实施例的制造掩膜装置的方法中将掩膜板的中部压合至掩膜托架的示意图；
[0047]图8示出根据本发明实施例的制造掩膜装置的方法中对掩膜孔阵列周围的固定部与掩膜托架的进行点焊的示意图；
[0048]图9示出根据本发明实施例的制造掩膜装置的方法中切除连接部的示意图；
[0049]图10示出根据本发明实施例的掩膜装置的俯视图；以及
[0050]图11示出根据本发明实施例的掩膜装置的局部剖面图。
[0051]其中，附图标记说明如下:
[0052]10 掩膜板
[0053]11 掩膜孔
[0054]12 连接部
[0055]13 防皱缺口 [0056]14 固定部[0057]20张网机
[0058]30抵压装置
[0059]40掩膜托架
[0060]41格子开孔
[0061]42支撑肋
[0062]50测量装置
[0063]60激光装置
[0064]61激光焊点
【具体实施方式】
[0065]下文将结合附图来说明本发明的掩膜装置、制造掩膜装置的系统及方法的实施例。需说明的是，下述关于实施例的说明仅为阐释本发明主旨精神，而非用以直接限制本发明。同时，在下述实施例及附图中，与本发明非直接相关的元件均已省略而未绘示；且附图中各元件间的尺寸关系以及元件 数量仅为求容易了解，非用以限制实际比例、实际大小及
实际数量。
[0066]图1示出根据本发明实施例的掩膜装置的局部分解示意图。如图1所示，本发明的掩膜装置包括一掩膜托架40以及设置于掩膜托架40 —侧的多个掩膜板10,掩膜托架40包括多个支撑肋42，多个支撑肋42之间形成矩阵排列的多个格子开孔41，每个格子开孔41上对应安装一个掩膜板10。为清楚起见，图1中仅显示出一个掩膜板10，但不以此为限。根据工艺需要，每个格子开孔41也可以安装带有不同掩膜孔阵列的掩膜板10。
[0067]图2示出根据本发明实施例的掩膜板的俯视图。如图2所示，每个掩膜板10包括掩膜孔阵列11以及自掩膜孔阵列11向外延展出的多个固定部14。掩膜孔阵列11的整体形状可以为矩形，但不以此为限。固定部14用于连接于掩膜托架40的支撑肋42，一个掩膜板10的掩膜孔阵列11对应于掩膜托架40上的一个格子开孔41 (参见图1)。每个掩膜板10还包括自多个固定部14向外延展出的多个连接部12，用于被多个张网机夹头20夹持，张紧掩膜板10。本实施例中，多个固定部14布置成环绕掩膜孔阵列11 ;但本发明不以此为限，多个固定部14之间也可以相互断开。图2中的虚线框至掩膜孔阵列11之间的“回”字形区域就是由环绕掩膜孔阵列11的四个固定部14构成。在本实施例中，四个连接部12自环绕的四个固定部14向四个方向呈十字型延展出。连接部12的数量、伸展方向和长度可以根据实际需要来确定，不以此为限。
[0068]每个连接部12的外端设有至少一向内凹陷的圆弧形防皱缺口 13，防皱缺口 13能够有效防止掩膜板10四周的连接部12被拉紧后，掩膜板10产生皱褶，避免皱褶对张网的干扰。
[0069]掩膜板10的长度范围为IOOmm至500mm,宽度范围为IOOmm至500mm,小于常规掩
膜的尺寸。
[0070]图3示出根据本发明实施例的制造掩膜装置的系统的结构图。如图3所示，本发明的制造掩膜装置的系统包括:多个张网机夹头20、抵压装置30、第一感测装置50、第二感测装置(未示出)以及激光装置60。张网机夹头20分别夹持自多个固定部14向外延展出的多个连接部12，使掩膜孔阵列11对准掩膜托架40的格子开孔41，并使掩膜板10张紧时靠近但不接触掩膜托架40。抵压装置30将掩膜板10的掩膜孔阵列11对应压向掩膜托架40的格子开孔41，使掩膜板10的固定部14压接掩膜托架40的支撑肋42。在本实施例中，激光装置60既用于焊接固定部14与支撑肋42，又用于在焊接完成后切除连接部12 ;也即，激光装置60作为焊接装置和切割装置。期间，第一感测装置50用于测量张网位置的精确度，第二感测装置用于测量格子开孔的平整度，抵压装置30根据张网位置的精确度和/或格子开孔的平整度，调整压合高度及角度。
[0071]图4示出根据本发明实施例的制造掩膜装置的方法的流程图。如图4所示，本发明的制造掩膜装置的方法，采用上述的制造装置，包括以下步骤:
[0072]步骤SlOl:利用多个张网机夹头夹持自多个固定部向外延展出的多个连接部，使掩膜孔阵列对准掩膜托架的格子开孔，并使掩膜板张紧时靠近但不接触掩膜托架。
[0073]步骤S102:将掩膜板的掩膜孔阵列对应压向掩膜托架的格子开孔，使掩膜板的固定部抵接掩膜托架的支撑肋。
[0074]步骤S103:焊接固定部与支撑肋。以及
[0075]步骤S104:切除连接部。
[0076]图5示出根据本发明实施例的掩膜板被张网机夹取的示意图。图6示出根据本发明实施例的制造掩膜装置的方法中测量张网位置的高度的示意图。以下结合图5和6来进一步说明图4的步骤SlOl。
[0077]如图5所示，步骤SlOl的夹取掩膜板的过程中，通过若干张网机夹头20分别拉紧掩膜板10上掩膜孔阵列 11周围的所有连接部12，将掩膜板10的整体张紧使其靠近但不接触掩膜托架。在本实施例图6所显示的方位中，“靠近但不接触掩膜托架”亦即掩膜板10位于掩膜托架40上方的一定高度处，此高度即为下文所称张网位置的高度H、压合高度H。
[0078]如图6所示，步骤SlOl中通过激光测高装置(图中未示出)测量张网位置的高度H，并且对每个格子开孔41的平整度进行测量。例如:采用CCD定位。CCD需要先在支撑肋42上测量对位孔位置，并计算出中心点位置，之后于张网时再测量掩膜开孔位置的(X，y)座标，藉以比对中心点及设定值位置(但不以此为限)，以保证掩膜板10上的掩膜孔阵列11位于掩膜托架40的格子开孔41上方，准确对位。
[0079]图7示出根据本发明实施例的制造掩膜装置的方法中将掩膜板的中部压合至掩膜托架的示意图。在图4的步骤S102，参考附图7，通过抵压装置30抵压掩膜板10周围的固定部14，将掩膜板10压合在掩膜托架40上，使得固定部14与掩膜托架40的支撑肋42压接。抵压装置30根据每个格子开孔41的平整度，调整压合高度及角度。
[0080]抵压装置30在压合过程中始终不接触掩膜孔阵列11，不对掩膜孔阵列11造成任何压伤或变形。将掩膜板10向掩膜托架40压合的过程中，掩膜板10保持紧绷，张网机夹头20的位置保持不变。
[0081]图8示出根据本发明实施例的制造掩膜装置的方法中对掩膜孔阵列周围的固定部与掩膜托架的进行点焊的示意图。在图4的步骤S103，参考附图8，通过激光装置60对掩膜孔阵列11周围的固定部14与掩膜托架40的支撑肋42进行激光电焊。激光焊点61排列在固定部14的范围内。此时，张网机20的位置高于掩膜板10的点焊位置。
[0082]图9示出根据本发明实施例的制造掩膜装置的方法中切除连接部的示意图。在图4的步骤S104，参考附图9，通过激光装置60切除连接部12。优选地，激光切割线位于激光焊点61与抵压装置30之间，但不以此为限。
[0083]图10示出根据本发明实施例的掩膜装置的俯视图。通过这种制造掩膜装置的方法，对掩膜托架40的每一个格子开孔41上进行掩膜板10张网，最后得到如图10的状态。掩膜板10布满掩膜托架40的所有格子开孔41，得到可用于蒸镀的掩膜装置。
[0084]图11示出根据本发明实施例的掩膜装置的局部剖面图。如图11所示，此时，两块相邻的掩膜板10分别与掩膜托架40上的同一条支撑肋42的两侧点焊，在该支撑肋42上留下两排激光焊点61。
[0085]综上可知，本发明的掩膜装置、制造该掩膜装置的系统以及方法同时对掩膜以及掩膜托架进行了改进，将现行掩膜托架设计由大开孔形式改为中间有支撑肋形式的格子状，现行的一张掩膜板变更为多片掩膜板，多片掩膜板与每个格子对应，分别进行张网。由此，一方面，可以更精准将掩膜板张网至正确位置，能够更加灵活地针对每一个格子开孔的平整度进行精确的测量和压下高度调整，提高了了掩膜对位的精确度；另一方面，不需要大张力来克服下垂现象，不会导致掩膜托架有微变形现象，更加适用于大尺寸的大世代基板。
[0086]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容 。
【权利要求】
1.一种掩膜装置,其特征在于:包括一掩膜托架(40)以及设置于所述掩膜托架(40) —侧的多个掩膜板(10); 所述掩膜托架(40)包括多个支撑肋(42)，所述多个支撑肋(42)之间形成矩阵排列的多个格子开孔(41)； 每个所述掩膜板(10 )包括掩膜孔阵列(11)以及自所述掩膜孔阵列(11)向外延展出的多个固定部(14)，所述固定部(14)用于连接于所述掩膜托架(40)的支撑肋(42)，一个所述掩膜板(10)的掩膜孔阵列(11)对应于所述掩膜托架(40)上的一个所述格子开孔(41)。
2.如权利要求1所述的掩膜装置，其特征在于:每个所述掩膜板(10)还包括自所述多个固定部(14)向外延展出的多个连接部(12)，用于被多个张网机夹头(20)夹持，张紧所述掩膜板(10)。
3.如权利要求2所述的掩膜装置，其特征在于:所述多个固定部(14)布置成环绕所述掩膜孔阵列(11)，且四个所述连 接部(12)自环绕的所述多个固定部(14)向四个方向呈十字型延展出。
4.如权利要求2或3所述的掩膜装置，其特征在于:所述连接部(12)的外端设有至少一向内凹陷的防皱缺口(13)。
5.如权利要求4所述的掩膜装置，其特征在于:所述防皱缺口(13)为圆弧形。
6.如权利要求1至3中任一项所述的掩膜装置，其特征在于:所述掩膜板(10)的长度范围为IOOmm至500mm,宽度范围为IOOmm至500mm。
7.如权利要求1至3中任一项所述的掩膜装置，其特征在于:相邻的两个所述掩膜板分别连接于所述掩膜托架上的同一个支撑肋的两侧。
8.—种制造如权利要求1所述的掩膜装置的系统，其特征在于，包括: 多个张网机夹头(20)，夹持自所述多个固定部(14)向外延展出的多个连接部(12)，使所述掩膜孔阵列(11)对准所述掩膜托架(40)的格子开孔(41)，并使所述掩膜板(10)张紧时靠近但不接触所述掩膜托架(40)； 一抵压装置(30)，将所述掩膜板(10)的掩膜孔阵列(11)对应压向所述掩膜托架(40)的格子开孔(41)，使所述掩膜板(10)的固定部(14)抵接所述掩膜托架(40)的支撑肋(42); 一焊接装置，焊接所述固定部(14)与支撑肋(42)；以及 一切割装置，用于在焊接完成后，切除所述连接部(12)。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括: 一第一感测装置(50)，测量张网位置的精确度；和/或 一第二感测装置，测量所述格子开孔的平整度， 所述抵压装置(30)根据张网位置的精确度和/或所述格子开孔的平整度，调整压合高度及角度。
10.一种制造如权利要求1所述的掩膜装置的方法，其特征在于，包括以下步骤: 利用多个张网机夹头夹持自所述多个固定部向外延展出的多个连接部，使所述掩膜孔阵列对准所述掩膜托架的格子开孔，并使所述掩膜板张紧时靠近但不接触所述掩膜托架； 将所述掩膜板的掩膜孔阵列对应压向所述掩膜托架的格子开孔，使所述掩膜板的固定部抵接所述掩膜托架的支撑肋； 焊接所述固定部与所述支撑肋；以及切除所述连接部。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于:当所述掩膜板压向所述掩膜托架时，所述张网机夹头的位置不变。
12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于:通过一抵压装置抵压所述固定部，将所述掩膜板压向所述掩膜托架。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于:还包括: 通过一第一感测装置测量张网位置的精确度；和/或 通过一第二感测装置测量所述格子开孔的平整度， 所述抵压装置根据张网位置的精确度和/或所述格子开孔的平整度，调整压合高度及角度。
14.如权利要求10或11所述 的方法，其特征在于:通过一激光装置对所述固定部与所述支撑肋进行点焊。
15.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于:通过一激光装置切除所述连接部。
【文档编号】B23K26/22GK103757589SQ201410033130
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】黄俊允 申请人:上海和辉光电有限公司