CN105568218A - 一种遮罩组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种遮罩组件，包括一精细金属遮罩和一金属框架。精细金属遮罩固定于金属框架且具有两个拉伸区与一图案区。拉伸区分别位于图案区的相对两侧，其中，每个拉伸区包括一半圆弧形的镂空部，藉由镂空部来改善拉伸过程中的应力分布。相比于现有技术，本发明在精细金属遮罩的拉伸区各切割形成一个半圆弧状的镂空部，藉由该镂空部可降低应力，使拉伸过程中的张力在精细金属遮罩的表面更加均匀的分布。此外，本发明还可减少或消除张网过程中的褶皱，提高对位量测的准确性，减少焊接过程中的焊点失败的可能。

Description

一种遮罩组件

技术领域

本发明涉及一种金属遮罩制程，尤其涉及一种包含精细金属遮罩与金属框架的遮罩组件。

背景技术

在现行的图案化制程中，往往通过多个遮罩条所组成的遮罩搭配镀膜制程来形成各种图案化膜层。在此，遮罩(mask)是金属薄板通过蚀刻(etching)的方式制作多条细长的金属线，利用这些金属线之间的空隙作为镀膜制程时的开口区。一般来说，由于金属线相当细长，易扭曲变形，因此在遮罩条的两侧往往设有拉伸区，当遮罩条被固定至框架上以构成遮罩组件时，于拉伸区施以预张力，使金属线横向绷紧。如此一来，可让金属线基本维持直线从而使开口区保持正确的形状与位置，并得以对抗镀膜时温度升高所引起的膨胀量，以及抵抗遮罩与欲镀膜的基板重量所造成的弯曲变形。然而，在施加上述预张力时，现有架构的拉伸区靠近施力点的位置在力量转换以及受力形变方面的自由度不够高，导致靠近拉伸区的开口区容易出现波浪状的褶皱(wrinkle)，使遮罩条无法服帖于欲镀膜的基板，造成开口区的位置偏移、镀膜厚度不均以及欲镀膜的目标位置走位等问题。

以有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode，OLED)的蒸镀过程为例，其所需的遮罩条为精细金属遮罩(FineMetalMask，FMM)。在遮罩组件的制程中，我们通常利用夹子(gripper)调节精细金属遮罩的位置以便做出的产品符合期望的设计规格。但是，精细金属遮罩的金属线细长以及夹子的拉伸力作用，在精细金属遮罩的表面容易呈现波浪形的褶皱，给后续的测量、焊接以及面板良率带来了不良影响。举例来说，褶皱意味着同一遮罩条的高低不平，则遮罩条并未很好地与框架贴合，而在没有贴合的部分，焊点就会失效。另外，幅度过大的褶皱还会造成在后续制程中，精细金属遮罩与阵列玻璃基板不能很好地贴合，造成混色(colormura)的困扰。

有鉴于此，如何设计一种新颖的遮罩组件，或对现有的遮罩组件进行有效改进，以克服现有技术中的上述缺陷或不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的遮罩组件所存在的上述缺陷，本发明提供一种可减少或消除褶皱的、包括精细金属遮罩与金属框架的遮罩组件。

依据本发明的一个方面，提供了一种遮罩组件，包括一精细金属遮罩(FineMetalMask，FMM)和一金属框架(MetalFrame)，所述精细金属遮罩固定于所述金属框架，其中，所述精细金属遮罩具有两个拉伸区与一图案区，所述拉伸区分别位于所述图案区的相对两侧，其中，每个拉伸区包括一半圆弧形的镂空部，藉由所述镂空部来改善拉伸过程中的应力分布。

在其中的一实施例，当所述精细金属遮罩固定于所述金属框架之后，所述图案区位于所述金属框架内。

在其中的一实施例，所述拉伸区还包括沿所述精细金属遮罩宽度方向的一焊接线，当所述精细金属遮罩焊接并固定于所述金属框架后，以所述焊接线为分界，移除所述拉伸区中的远离所述图案区的一侧。

在其中的一实施例，所述镂空部位于所述拉伸区的焊接线的、远离所述图案区的一侧。

在其中的一实施例，所述镂空部的直径大小随所述镂空部与所述焊接线间的距离缩短而增加。

在其中的一实施例，所述镂空部的直径比所述精细金属遮罩的宽度值小6mm。

在其中的一实施例，所述精细金属遮罩的厚度为30微米或40微米。

在其中的一实施例，所述遮罩组件适用于有机发光二极管的蒸镀制程。

采用本发明的遮罩组件，其包括一精细金属遮罩和一金属框架，精细金属遮罩固定于金属框架且具有两个拉伸区与一图案区，拉伸区分别位于图案区的相对两侧，其中，每个拉伸区包括一半圆弧形的镂空部，藉由该镂空部来改善拉伸过程中的应力分布。相比于现有技术，本发明在精细金属遮罩的拉伸区各切割形成一个半圆弧状的镂空部，藉由该镂空部可降低应力(stressreduction)，使拉伸过程中的张力在精细金属遮罩的表面更加均匀的分布。此外，本发明还可减少或消除精细金属遮罩在张网过程中的褶皱不良情形，提高对位量测的准确性，减少焊接过程中的焊点失败的可能。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，

图1A示出现有技术中的一种遮罩组件的精细金属遮罩和金属框架在固定之前的分解示意图；

图1B示出图1A的精细金属遮罩和金属框架在固定之后的状态示意图；

图2示出本发明的可改善张网过程中的褶皱现象的遮罩组件的第一实施例；以及

图3示出本发明的可改善张网过程中的褶皱现象的遮罩组件的第二实施例。

具体实施方式

为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。

下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。

图1A示出现有技术中的一种遮罩组件的精细金属遮罩和金属框架在固定之前的分解示意图。图1B示出图1A的精细金属遮罩和金属框架在固定之后的状态示意图。

参照图1A和图1B，精细金属遮罩(FineMetalMask，FMM)具有两个拉伸区10和12、位于两个拉伸区10和12之间的一图案区14。精细金属遮罩可通过焊接、锁固或其它方式被固定于金属框架20上。此外，精细金属遮罩所包括的遮罩条的数量可以大于1。换言之，通常一个精细金属遮罩由被固定在金属框架20上的多个遮罩条所构成，以便于进行大面积的蒸镀或其它制程。

一般来说，出于分辨率(resolution)的考虑，越薄的遮罩越能得到高分辨率的像素，因此现有制程往往采用30微米或40微米厚度的精细金属遮罩。在实务上，由于精细金属遮罩中的各条金属线十分细长，易扭曲变形，因此通过在拉伸区10和12施加预张力，使金属线绷紧并固定于金属框架20上，可避免于镀膜制程时欲镀膜位置走位，并提供足以承载镀膜时温度所造成的膨胀量以及遮罩与欲镀膜的基板的重量所造成的弯曲变形。

具体地，在左拉伸区10和右拉伸区12各自的拉伸位置102和122利用夹子(gripper)夹住精细金属遮罩，并且将其移动至设计位置附近。然后根据当前的像素坐标与设计坐标的差异值(PPA)，夹子会微调精细金属遮罩的位置，直至达到预期规格。这是因为，精细金属遮罩制程以及机台误差，我们并不能保证精细金属遮罩送进设计位置后马上就能够达到标准，因此需要利用PPA的值进行位置微调。PPA越小，表示精细金属遮罩越接近设计值。等精细金属遮罩到达我们想要的位置后，将精细金属遮罩固定焊接在金属框架20上。

在精细金属遮罩被固定焊接于金属框架20后，图案区14位于金属框架20内，拉伸区位于金属框架20外。若以数字104和124标识焊接线，则焊接结束以后，仅保留拉伸区10和12的各自靠近图案区14的一侧且移除远离图案区14的一侧，从而有利于蒸镀或其它制程的进行。以有机发光二极管的蒸镀制程为例，先将金属薄板通过蚀刻的方式在图案区14制作出多个重复的图案。其中，各图案包括多条细长的金属线，而各金属线之间的空隙可作为有机发光二极管蒸镀制程时欲形成图案化膜层的开口区。例如，用于形成OLED中各个像素区的有机发光材料层。于蒸镀制程中，将遮罩放置在蒸镀材料源与目标基板之间，并使各空隙对应各像素区。在蒸镀完成后，蒸镀材料源的材料只会沉积在各像素区中而不会超出范围。因此，通过调变空隙的尺寸、形状以及位置可控制蒸镀制程时欲沉积材料的区域的尺寸、形状以及位置。

然而，如背景技术部分所述，精细金属遮罩的金属线细长以及夹子的拉伸力作用，在精细金属遮罩的表面容易呈现波浪形的褶皱(wrinkle)，给后续的测量、焊接以及面板良率带来了不良影响。举例来说，褶皱意味着同一遮罩条的高低不平，则遮罩条并未很好地与框架贴合，而在没有贴合的部分，焊点就会失效。

为了解决现有技术中的上述缺陷或不足，本发明提供了一种新的遮罩组件。其中，图2示出本发明的可改善张网过程中的褶皱现象的遮罩组件的第一实施例。

参照图2，在该实施例中，本发明的遮罩组件包括一精细金属遮罩和一金属框架。精细金属遮罩固定于金属框架，其具有两个拉伸区10和12、一图案区14。拉伸区10和12分别位于图案区14的相对两侧，其中，每个拉伸区包括一半圆弧形的镂空部，藉由镂空部来改善拉伸过程中的应力分布。例如，拉伸区10包括镂空部106a，拉伸区12包括镂空部126a。镂空部106a和126a分别位于拉伸区10和12的焊接线104和124的远离图案区14的一侧。

容易知晓，当精细金属遮罩固定于金属框架后，图案区14位于金属框架内，而图案区14两边的拉伸区各自的一部分区域保留下来，而另一部分区域被移除。例如，拉伸区设有沿精细金属遮罩宽度方向(即，图2的竖直方向)的一焊接线，当遮罩焊接并固定于金属框架后，以焊接线为分界，移除拉伸区中的远离图案区的一侧。在图2中，拉伸区10设有沿遮罩宽度方向的焊接线104，拉伸区12设有沿遮罩宽度方向的焊接线124。以焊接线104为分界，拉伸区10的位于焊接线104左侧的区域被移除。以焊接线124为分界，拉伸区12的位于焊接线124右侧的区域被移除。

为了更好地分析褶皱问题，比较常用的一种量测方式是通过量测精细金属遮罩在不同位置处的高度变化确定褶皱大小。例如，在精细金属遮罩的长度方向(即，图2的水平方向)每隔3毫米选取一个点来测量遮罩高度。若测试曲线存在多个山峰状的高点，这说明在这些峰状高点的位置，精细金属遮罩与金属框架并未充分贴合，容易导致诸如焊接、混色等多种不良情形。实验数据表明，在5.5英寸的设计中加入上述实施例的遮罩组件，通过量测数据分析，发现精细金属遮罩在拉伸过程中的褶皱现象有了极大地改善。同时焊接成功率和量测准确率也有一定程度的提高。

图3示出本发明的可改善张网过程中的褶皱现象的遮罩组件的第二实施例。

将图3与图2进行比较，其主要区别是在于，镂空部的位置发生了变化。例如，对于图2的遮罩组件来说，镂空部106a和126a的圆弧直径为69.94毫米，镂空部106a和126a对应于焊接线104和124的间隔距离为131.64毫米；对于图3的遮罩组件来说，镂空部106b和126b的圆弧直径为95毫米，镂空部106b和126b对应于焊接线104和124的间隔距离为81毫米。这意味着，镂空部的直径大小随镂空部与焊接线间的距离缩短而增加。

在一具体实施例，对于新的尺寸规格，镂空部的直径比精细金属遮罩的宽度值小6毫米。

类似地，在精细金属遮罩的长度方向(即，图3的水平方向)分别选取五个点来测量遮罩高度(每个点对应的竖直线标记为L1、L2、L3、L4和L5)。实验数据表明，在12.3英寸的设计中加入如图3所示的遮罩组件，通过量测数据分析，发现精细金属遮罩在拉伸过程中的褶皱现象有了极大地改善。同时焊接成功率和量测准确率也有一定程度的提高。

采用本发明的遮罩组件，其包括一精细金属遮罩和一金属框架，精细金属遮罩固定于金属框架且具有两个拉伸区与一图案区，拉伸区分别位于图案区的相对两侧，其中，每个拉伸区包括一半圆弧形的镂空部，藉由该镂空部来改善拉伸过程中的应力分布。相比于现有技术，本发明在精细金属遮罩的拉伸区各切割形成一个半圆弧状的镂空部，藉由该镂空部可降低应力(stressreduction)，使拉伸过程中的张力在精细金属遮罩的表面更加均匀的分布。此外，本发明还可减少或消除精细金属遮罩在张网过程中的褶皱不良情形，提高对位量测的准确性，减少焊接过程中的焊点失败的可能。

上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种遮罩组件，包括一精细金属遮罩和一金属框架，所述精细金属遮罩固定于所述金属框架，其特征在于，

所述精细金属遮罩具有两个拉伸区与一图案区，所述拉伸区分别位于所述图案区的相对两侧，其中，每个拉伸区包括一半圆弧形的镂空部，藉由所述镂空部来改善拉伸过程中的应力分布。

2.根据权利要求1所述的遮罩组件，其特征在于，当所述精细金属遮罩固定于所述金属框架之后，所述图案区位于所述金属框架内。

3.根据权利要求1所述的遮罩组件，其特征在于，所述拉伸区还包括沿所述精细金属遮罩宽度方向的一焊接线，当所述精细金属遮罩焊接并固定于所述金属框架后，以所述焊接线为分界，移除所述拉伸区中的远离所述图案区的一侧。

4.根据权利要求3所述的遮罩组件，其特征在于，所述镂空部位于所述拉伸区的焊接线的、远离所述图案区的一侧。

5.根据权利要求3所述的遮罩组件，其特征在于，所述镂空部的直径大小随所述镂空部与所述焊接线间的距离缩短而增加。

6.根据权利要求1所述的遮罩组件，其特征在于，所述镂空部的直径比所述精细金属遮罩的宽度值小6mm。

7.根据权利要求1所述的遮罩组件，其特征在于，所述精细金属遮罩的厚度为30微米或40微米。

8.根据权利要求1所述的遮罩组件，其特征在于，所述遮罩组件适用于有机发光二极管的蒸镀制程。