CN104611669A - 一种掩膜板的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掩膜板的制作方法，包括以下步骤：（1）测量环境温度T1；（2）将遮挡掩膜板的两端张紧，然后固定在掩膜板框架上，计算出所述遮挡掩膜板的形变量；（3）在所述掩膜板框架的左部区域和右部区域分别固定一块掩膜板，掩膜板的边沿与遮挡掩膜板重叠的部分长度相同；计算出掩膜板的形变量；（4）将所述固定有遮挡掩膜板及掩膜板的掩膜板框架放入加热房中加热至温度T2进行热膨胀；（5）在温度T2的环境下，对掩膜板与遮挡掩膜板之间的重叠区域进行焊接固定；（6）将掩膜板框架从加热房中取出，冷却至温度T1。本发明可以有效的减少因张紧力引起的收缩变形问题，提高了掩膜板的品质，适用于制造高PPI显示屏产品的掩膜板要求。

Description

一种掩膜板的制作方法

技术领域

本发明属于有机发光显示器件制作领域，具体涉及一种掩膜板的制作方法。

背景技术

有机电激光二极管又称有机电激光显示器（Organic Light-Emitting Diodes，简称 OLED）是自发光器件，其不需要背光源，具有外观轻、薄等优点，而传统的液晶显示器（LCD）需要背光源才能工作，外观尺寸较厚。同时有机电激光显示器还具有功耗低，视角宽，屏幕响应快，是最能符合人们未来对显示器功能要求的技术。因此，有机电激光显示器有望在不久的将来取代液晶显示器，具有很高的市场潜力。

有机电激光显示器在制作过程中，目前较成熟的技术是采用真空蒸镀技术，在器件制备过程中，有机材料会淀积在位于蒸发源上方的基板上，为形成特有的图案，在基板下方紧贴有掩膜板，掩膜板上留有预先设计排版好的开口，最终有机材料会通过掩膜版上的开口区域，淀积到基板上面。而现在生产的掩膜板由于生产时先将掩膜板张紧然后固定在掩膜板框架内容易导致掩膜板发生形变，导致不良品的产生，影响掩膜板的品质。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种能够降低因张紧导致掩膜板变形不均匀问题的掩膜板的制作方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下方案实现：一种掩膜板的制作方法，包括以下步骤：

步骤1、测量环境温度T1；

步骤2、在温度T1的环境下，首先将遮挡掩膜板的两端张紧，然后将遮挡掩膜板的两端固定在掩膜板框架的中间位置上，计算出所述遮挡掩膜板由张紧力产生的形变量；

步骤3、在所述掩膜板框架的左部区域和右部区域分别固定一块掩膜板，掩膜板的两端张紧固定在掩膜板框架上位于遮挡掩膜板的左侧的左部区域内及位于遮挡掩膜板右侧的右部区域内，且位于掩膜板框架左部区域的掩膜板和位于掩膜板框架右部区域的掩膜板的边沿与遮挡掩膜板重叠的部分长度相同；计算出掩膜板由张紧力产生的形变量；

步骤4、将所述固定有遮挡掩膜板及掩膜板的掩膜板框架放入加热房中加热至温度T2进行热膨胀，其中，温度T2根据遮挡掩膜板和掩膜板的形变量计算得出；

步骤5、在温度T2的环境下，对掩膜板与遮挡掩膜板之间的重叠区域进行焊接固定；

步骤6、将掩膜板框架从加热房中取出，冷却至室温温度T1。

其中，所述的遮挡掩膜板和掩膜板采用相同的材料制成。

其中，所述的遮挡掩膜板和掩膜板的形变量包括长度方向的形变量△L和宽度方向的形变量△B；长度的形变量△L为△L= F×L/（E×A）, △B=△L× U1/U2，其中F为所述遮挡掩膜板或所述掩膜板沿其长度方向的作用力，L为遮挡掩膜板或掩膜板的原始长度，A为遮挡掩膜板或掩膜板的截面面积，E为弹性模量，U2为单位长度方向的变形量，U1为单位宽度方向的变形量，针对特定的材料U1、U2为一常数，U1、U2比值称为泊松比。

其中，步骤4中所述的温度T2的大小控制为T2=△L/（L×ξ）+T1，其中△L为膨胀长度，L为遮挡掩膜板或掩膜板的长度，ξ为遮挡掩膜板或掩膜板的热膨胀系数。

其中，步骤4中所述的遮挡掩膜板和掩膜板的热膨胀变形量大于或等于遮挡掩膜板和掩膜板的形变量。

与现有技术相比，本发明将张紧的遮挡掩膜板和掩膜板依次固定在掩膜板框架，然后对固定有遮挡掩膜板和掩膜板的掩膜板框架进行加热升温，加热到一定温度，遮挡掩膜板和掩膜板受热膨胀后尺寸变长，使遮挡掩膜板和掩膜板处于松弛状态，释放张紧引起的应力，减小了掩膜板的收缩变形，此时将掩膜板与遮挡掩膜板焊接或其他方法粘结一起，最后恢复至室温，掩膜板返回原有张紧状态，在遮挡掩膜板和掩膜板处于松弛状态下进行焊接，可以有效的减少因张紧力引起的收缩变形问题，提高了掩膜板的品质，适用于制造高PPI显示屏产品的掩膜板要求。

附图说明

图1 为本发明的遮挡掩膜板和掩膜板张紧固定在掩膜板框架上的结构示意图。

图2为本发明的遮挡掩膜板和掩膜板加热后固定的结构示意图。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

如图1和图2所示，一种掩膜板的制作方法，包括以下步骤：

步骤1、测量车间的环境温度，并记录车间内的环境温度T1；

步骤2、在温度T1的环境下，首先使用大小为F1的拉力将遮挡掩膜板2沿长度方向的两端张紧，然后将遮挡掩膜板2的两端固定在掩膜板框架1的中间位置上；由于遮挡掩膜板2的两端张紧，因此遮挡掩膜板2的两端受到张紧力与拉力相同，遮挡掩膜板2的两端因其长度方向受到张紧力作用而产生形变，此时根据遮挡掩膜板2长度方向的张紧力大小F1以及遮挡掩膜板2的长度和宽度，算出遮挡掩膜板2由张紧力产生的长度方向的形变量△L和宽度方向的形变量△B；其中长度的形变量△L1为△L= F1×L/（E×A）, 宽度方向的形变量△B为△B1=△L× U1/U2，其中F1为所述遮挡掩膜板沿其长度方向的张紧力，L为遮挡掩膜板的原始长度，A为遮挡掩膜板的截面面积，E为弹性模量，U2为单位长度方向的变形量，U1为单位宽度方向的变形量，针对特定的材料，U1、U2为一常数，U1、U2比值称为泊松比；

步骤3、将遮挡掩膜板2固定后，在掩膜板框架1的左部区域和右部区域分别固定一块掩膜板3；固定时，两块掩膜板3使用相同大小的拉力F2将掩膜板3沿长度方向的两端张紧，然后将掩膜板3分别固定在掩膜板框架1上位于遮挡掩膜板2左侧的左部区域和位于遮挡掩膜板2右侧的右部区域内，且位于掩膜板框架1左部区域的掩膜板3和位于掩膜板框架1右部区域的掩膜板3的边沿均与遮挡掩膜板2重叠，其中位于掩膜板框架1左部区域的掩膜板3和位于掩膜板框架1右部区域的掩膜板3的边沿与遮挡掩膜板重叠的部分长度相同，如图1所示；由于掩膜板3的两端张紧，因此掩膜板3的两端受到张紧力与拉力相同，掩膜板3的两端因其长度方向受到张紧力作用而产生形变，此时根据掩膜板3长度方向的张紧力大小也为F2以及掩膜板3的长度和宽度，算出掩膜板3由张紧力产生的长度方向的形变量△L2和宽度方向的形变量△B2；其中长度方向的形变量△L2为△L=F2×L/（E×A）, 宽度方向的形变量△B2为△B =△L× U1/U2，其中F2为所述掩膜板沿其长度方向的张紧力，L为掩膜板的原始长度，A为掩膜板的截面面积，E为弹性模量，U2为单位长度方向的变形量，U1为单位宽度方向的变形量，针对特定的材料，U1、U2为一常数，P= U1/ U2称为泊松比；

步骤4、由于遮挡掩膜板2和掩膜板3采用相同的材料制成，因此遮挡掩膜板2和掩膜板3的弹性模量和泊松比相同，根据步骤2和步骤3中计算出遮挡掩膜板2和掩膜板3的形变量，选择遮挡掩膜板和掩膜板的形变量较大的作为参考形变量，然后将固定有遮挡掩膜板和掩膜板的掩膜板框架放入加热房中进行加热，将加热房内的温度控制为T2，此时遮挡掩膜板和掩膜板因温度升高发生膨胀变形，同时加热房加热时，使得遮挡掩膜板和掩膜板的热膨胀变形量大于或等于遮挡掩膜板和掩膜板的形变量，此时遮挡掩膜板和掩膜板释放张紧力；其中所述的加热房内的加热温度T2的大小控制为T2=△L/（L×ξ）+T1，其中△L为遮挡掩膜板2或掩膜板3的膨胀长度，L为遮挡掩膜板2或掩膜板3的长度，ξ为遮挡掩膜板2或掩膜板3的热膨胀系数。

步骤5、在温度T2的环境下，由于在此温度环境下遮挡掩膜板和掩膜板处理松弛状态，此时对掩膜板与遮挡掩膜板之间的重叠区域进行焊接固定，可以减少形变，如图2所示；使遮挡掩膜板和掩膜板牢固结合，提高了掩膜板质量；适用于制造高PPI显示屏产品的掩膜板要求；所述的PPI为pixels per inch的简称，是图像分辨率的单位，在次所表示的是每英寸所拥有的像素（pixel）数目。因此PPI数值越高，即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。当然，显示的密度越高，拟真度就越高。

步骤6、将掩膜板框架从加热房中取出，冷却至室温温度T1。

  实施例1

选用超低膨胀系数的特殊的低膨胀铁镍合金Invar36材料制成遮挡掩膜板和掩膜板，遮挡掩膜板和掩膜板的大小均为：厚度为30um，宽为60mm，长为1000mm。在车间温度为25℃的环境中，采用20N的拉力将遮挡掩膜板和掩膜板分别张紧固定在掩膜板框架上，而铁镍合金Invar36的弹性模量为E=1.48×10¹¹N/㎡，热膨胀系数为ξ=1.2×10^-6m/℃,则遮挡掩膜板和掩膜板的长度变形量△L= F×L/（E×A）=20N×1m/(1.48×10¹¹N/㎡×6×10^-2m×3×10^-5m)=0.75×10^-4m=75um; △B=△L×U1/U2=△L×P=0.75×10^-4m ×0.3=22.5×10^-6m =22.5um;此时车间的温度应该控制为：T2=△L/（L×ξ）+T1=0.75×10^-4m/（1m×1.2×10^-6m/℃）+25℃=62.5℃+25℃=87.5℃,将固定有遮挡掩膜板和掩膜板的掩膜板框架放置在87.5℃的环境中，则膨胀形变量与遮挡掩膜板和掩膜板的形变量相同。为了完成消除遮挡掩膜板和掩膜板的形变量，则应该增加温度，使得遮挡掩膜板和掩膜板的热膨胀变形量大于或等于遮挡掩膜板和掩膜板的形变量，即将固定有遮挡掩膜板和掩膜板的掩膜板框架放置在87.5℃以上的加热房中进行焊接固定才能消除形变量。

实施例2

选用超低膨胀系数的特殊的低膨胀铁镍合金Invar36材料制成遮挡掩膜板和掩膜板，遮挡掩膜板和掩膜板的大小均为：厚度为30um，宽为60mm，长为1000mm。在车间温度为25℃的环境中，采用50N的拉力将遮挡掩膜板和掩膜板分别张紧固定在掩膜板框架上，而铁镍合金Invar36的弹性模量为E=1.48×10¹¹N/㎡，热膨胀吸收为ξ=1.2×10^-6m/℃,则遮挡掩膜板和掩膜板的长度变形量△L= F×L/（E×A）=50N×1m/(1.48×10¹¹N/㎡×6×10^-2m×3×10^-5m)=1.877×10^-4m=187.7um; △B=△L× U1/U2=△L×P=1.877×10^-4m ×0.3=56.31×10^-6m =56.31um;此时车间的温度应该控制为：T2=△L/（L×ξ）+T1=1.877×10^-4m/（1m×1.2×10^-6m/℃）+25℃=156.4℃+25℃=181.4℃,将固定有遮挡掩膜板和掩膜板的掩膜板框架放置在181.4℃的环境中，则膨胀形变量与遮挡掩膜板和掩膜板的形变量相同。为了完成消除遮挡掩膜板和掩膜板的形变量，则应该增加温度，使得遮挡掩膜板和掩膜板的热膨胀变形量大于或等于遮挡掩膜板和掩膜板的形变量，即将固定有遮挡掩膜板和掩膜板的掩膜板框架放置在181.4℃以上的加热房中进行焊接固定才能消除形变量。

上述实施例仅为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种掩膜板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、测量环境温度T1；

步骤2、在温度T1的环境下，首先将遮挡掩膜板（2）的两端张紧，然后将遮挡掩膜板（2）的两端固定在掩膜板框架（1）的中间位置上，计算出所述遮挡掩膜板（2）由张紧力产生的形变量；

步骤3、在所述掩膜板框架（1）的左部区域和右部区域分别固定一块掩膜板（3），掩膜板（3）的两端张紧固定在掩膜板框架（1）上位于遮挡掩膜板（2）的左侧的左部区域内及位于遮挡掩膜板（2）右侧的右部区域内，且位于掩膜板框架（1）左部区域的掩膜板（3）和位于掩膜板框架（1）右部区域的掩膜板（3）的边沿与遮挡掩膜板重叠的部分长度相同；计算出掩膜板（3）由张紧力产生的形变量；

步骤4、将所述固定有遮挡掩膜板（2）及掩膜板（3）的掩膜板框架（1）放入加热房中加热至温度T2进行热膨胀，其中，温度T2根据遮挡掩膜板（2）和掩膜板（3）的形变量计算得出；

步骤5、在温度T2的环境下，对掩膜板（3）与遮挡掩膜板（2）之间的重叠区域进行焊接固定；

步骤6、将掩膜板框架（1）从加热房中取出，冷却至室温温度T1。

2.根据权利要求1所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，所述的遮挡掩膜板（2）和掩膜板（3）采用相同的材料制成。

3.根据权利要求2所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，所述的遮挡掩膜板（2）和掩膜板（3）的形变量包括长度方向的形变量△L和宽度方向的形变量△B；长度的形变量△L为△L= F×L/（E×A）, △B=△L× U1/U2，其中F为所述遮挡掩膜板或所述掩膜板沿其长度方向的作用力，L为遮挡掩膜板或掩膜板的原始长度，A为遮挡掩膜板或掩膜板的截面面积，E为弹性模量，U2为单位长度方向的变形量，U1为单位宽度方向的变形量，针对特定的材料U1、U2为一常数，U1、U2比值称为泊松比。

4.根据权利要求3所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，步骤4中所述的温度T2的大小控制为T2=△L/（L×ξ）+T1，其中△L为膨胀长度，L为遮挡掩膜板（2）或掩膜板（3）的长度，ξ为遮挡掩膜板（2）或掩膜板（3）的热膨胀系数。

5.根据权利要求4所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，步骤4中所述的遮挡掩膜板（2）和掩膜板（3）的热膨胀变形量大于或等于遮挡掩膜板和掩膜板的形变量。