CN108796434A - 一种掩模版及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种掩模版及制备方法，掩模版，包括本体以及形成于本体上的掩模图形，本体采用硅基制备，还包括形成于本体上的多个支撑结构，多个支撑结构均匀布置在本体上、且位于掩模图形所围成的区域内，用于支撑本体及掩模图形，在上述掩模版中，通过在硅基制成的掩模版中增加支撑结构支撑本体及掩模图形，以增加硅基掩膜版的机械强度，使得硅基掩膜版在工作时的可靠性较好，多个支撑结构均匀布置且位于掩模图形所围成的区域内能够保证其对掩膜版的支撑力沿本体的延伸面分布均匀，进而保证掩膜版整体受力均匀，避免掩膜版某一位置因受力过大而破碎以及因受力不均而下垂的现象，进而保证掩膜版的可靠性较好。

Description

一种掩模版及制备方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种掩模版及制备方法。

背景技术

硅基AMOLED(有源矩阵有机发光二极体)微显示器,具有广色域、高对比度、超轻薄、能耗低、可制作柔性显示等优点，具有广阔的市场应用空间，特别适合应用于头盔显示器、立体显示镜以及眼睛式显示器等。

对于硅基AMOLED来说其彩色化是实现其高品质显示的重要一环，而现有的硅基AMOLED的彩色化大部分采用WOLED(白光有机发光二极管)+CF(彩色滤光片)的方式制备，但是由于CF的透过率较低，大约只有30～40％，导致大部分光效损失，增大显示器的功耗。目前出现了硅基AMOLED的彩色化是采用FMM(高精细掩模版)直接蒸镀RGB的方式，但是由于微显示器的像素较小，一般为几个微米，现有的FMM技术达不到微显示器的精度要求不能用在微显示器上，之前有专利提出了利用硅基直接制备FMM，但由于掩模版较薄，一般为10～40um，硅基在这么薄的前提下再进行处理如形成凹槽甚至挖空，会导致易碎、机械强度不足及下垂等众多问题，进而导致掩模版的可靠性下降甚至是丧失，不能满足生产需要。

因此，设计一种具有较好机械强度和可靠性的掩模版及其制备方法显得尤为重要。

发明内容

本发明提供了一种掩模版及制备方法，该掩模版通过增加支撑结构以提高掩膜版的机械强度以及可靠性，该掩模版的制备方法简单且方便。

一种掩模版，包括本体以及形成于所述本体上的掩模图形，所述本体采用硅基制备，还包括形成于所述本体上的多个支撑结构，所述多个支撑结构均匀布置在所述本体上、且位于所述掩模图形所围成的区域内，用于支撑所述本体及掩模图形。

在上述掩模版中，通过在硅基制成的掩模版中增加支撑结构支撑本体及掩模图形，以增加硅基掩膜版的机械强度，使得硅基掩膜版在工作时的可靠性较好，多个支撑结构均匀布置且位于掩模图形所围成的区域内能够保证其对掩膜版的支撑力沿本体的延伸面分布均匀，进而保证掩膜版整体受力均匀，避免掩膜版某一位置因受力过大而破碎以及因受力不均而下垂的现象，进而保证掩膜版的可靠性较好。

优选地，沿所述本体的厚度方向，所述支撑结构远离所述掩模图形的端面至多与所述本体的端面平齐。

优选地，所述支撑结构远离所述掩模图形的一端设有坡面，所述坡面与所述本体的厚度方向成设定角度。

优选地，所述设定角度满足下列公式：

tanθ＝H/(D₁+D₂)；

其中，所述θ为所述设定角度；

所述H为蒸发源到所述掩模版的距离；

所述D₁为蒸发源到蒸发腔室中心点的距离；

所述D₂为与所述支撑结构最近的掩模图形所对应的像素开口到蒸发腔室中心点的距离。

优选地，所述支撑结构的数目为N，N≥2。

优选地，所述支撑结构的宽度为0.4mm-0.725mm。

另外，本发明还提供了一种如上述技术方案任一项所述的掩模版的制备方法，包括：

沿本体的一个端面形成掩模图形；

沿本体的另一端面形成支撑结构。

在上述掩模版的制备方法中，通过在本体的一个端面上形成掩模图形，在本体的另一端面上形成支撑结构能够较为简单且方便地形成具有支撑结构的掩膜版，因通过上述制备方法形成的掩膜版的机械强度以及可靠性较好。

优选地，所述本体包括第一硅基和第二硅基，所述第一硅基和第二硅基键合而成。

优选地，所述掩模图形在所述第一硅基上刻蚀形成，所述支撑结构在所述第二硅基上刻蚀形成。

优选地，制备方法还包括研磨支撑结构以形成坡面，所述坡面与所述本体的厚度方向成设定角度，所述设定角度满足下列公式：

tanθ＝H/(D₁+D₂)；

其中，所述θ为所述设定角度；

所述H为蒸发源到所述掩模版的距离；

所述D₁为蒸发源到蒸发腔室中心点的距离；

所述D₂为与所述支撑结构最近的掩模图形所对应的像素开口到蒸发腔室中心点的距离。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种掩模版的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种掩模版中设定角度极限位置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的掩模版有无支撑结构时的下垂量对比示意图；

图4为本发明实施例提供的一种掩模版的制备方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种掩模版的制备方法的过程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种掩模版，包括本体1以及形成于本体1上的掩模图形2，本体1采用硅基制备，还包括形成于本体1上的多个支撑结构3，多个支撑结构3均匀布置在本体1上、且位于掩模图形2所围成的区域内，用于支撑本体1及掩模图形2。

在上述掩模版中，通过在硅基制成的掩模版中增加支撑结构3支撑本体1及掩模图形2，以增加硅基掩膜版的机械强度，使得硅基掩膜版在工作时的可靠性较好，多个支撑结构3均匀布置且位于掩模图形2所围成的区域内能够保证其对掩膜版的支撑力沿本体1的延伸面分布均匀，进而保证掩膜版整体受力均匀，避免掩膜版某一位置因受力过大而破碎以及因受力不均而下垂的现象，进而保证掩膜版的可靠性较好。

一种优选实施方式中，沿本体1的厚度方向，支撑结构3远离掩模图形2的端面至多与本体1的端面平齐。

在上述掩模版中，通过在本体1上直接刻蚀形成支撑结构3，沿本体1的厚度方向，支撑结构3远离掩模图形2的端面可以与本体1的端面平齐，以保证支撑结构3对掩膜版的支撑作用力较大，进而增大掩膜版的机械强度，制作工艺简单；通过在本体1上深硅刻蚀形成支撑结构3，沿本体1的厚度方向，支撑结构3远离掩模图形2的端面也可以不与本体1的端面平齐、且位本体1的内部，在保证支撑结构3对掩膜版的支撑作用力较大，进而增大掩膜版的机械强度的基础上减少支撑结构3的厚度，进而对蒸镀工艺造成的影响。

在上述掩膜版的基础上，为了保证蒸镀的均匀性，具体地，如图以及图4所示，支撑结构3远离掩模图形2的一端设有坡面，坡面与本体1的厚度方向成设定角度。

在上述掩模版中，通过将支撑结构3远离掩模图形2的一端设置成坡面，即具有一定的角度，能够避免支撑结构3在蒸镀过程中遮挡有机材料的蒸镀，进而能够保证蒸镀时蒸镀材料能够均匀地透过掩膜图形，从而保证了蒸镀的均匀性，而为了进一步保证均匀蒸镀，支撑结构3远离掩模图形2的一端对称设有坡面，且对称坡面与本体1的厚度方向所称设定角度相同，支撑结构3远离掩模图形2的一端可以为圆柱形、梯形、三角形，具体的形状可以根据掩膜版的实际情况进行确定。

在上述掩膜版的基础上，为了进一步保证蒸镀的均匀性，更具体地，如图2所示，设定角度满足下列公式：

tanθ＝H/(D₁+D₂)；

其中，θ为设定角度；

H为蒸发源4到掩模版的距离；

D₁为蒸发源4到蒸发腔室中心点O的距离；

D₂为与支撑结构3最近的掩模图形2所对应的像素开口21到蒸发腔室中心点O的距离。

在上述掩模版中，蒸发源4在蒸发腔室内沿圆周方向排布，以蒸发源4、与支撑结构3最近的掩模图形2所对应的像素开口21这两点的连线为斜边的直角三角形中，为了保证蒸发源4喷出的蒸镀材料能够通过与支撑结构3最近的掩模图形2，需要保证对应的支撑结构3不会阻挡蒸镀材料的喷射，即极限情况是直角三角形的斜边正好与坡面相接触，且设定角度与直角三角形中直角边与本体1厚度方向的夹角相同，且此时的设定角度θ可以根据公式tanθ＝H/(D₁+D₂)计算出，通过上述公式计算出的θ为最大的设定角度，在设定角度满足以上条件时，对蒸镀的材料不遮挡，具体的掩模版设计时具体的设定角度可以小于根据公式tanθ＝H/(D₁+D₂)，具体的设定角度值可以根据掩膜版的实际情况进行确定。

一种优选实施方式中，支撑结构3的数目为N，N≥2。

在上述掩模版中，多个支撑结构3均匀布置在本体1上，支撑结构3的数目可以为2、3、4、5、以及更多，随着支撑结构3数目的增多，能够进一步提高掩膜版的机械强度，支撑结构3的具体数目以及布置方式根据掩膜版的实际情况进行确定。

如图3所示，在直径为200mm的硅基掩膜版上设置了3个支撑结构3，通过ansys模拟可知，无支撑结构3时，掩膜版5的下垂量为200um，增加支撑结构3后，掩膜版的下垂量减小到46um，且增加了机械强度，不易碎，因此，通过增加支撑结构3不仅能够增加掩膜版的机械强度，同时还能够减少掩膜版的下垂以及破碎情况的发生，提高掩膜版的各项性能。

具体地，支撑结构3的宽度为0.4mm-0.725mm。

在上述掩模版中，支撑结构3的宽度可以为0.4mm、0.425mm、0.45mm、0.475mm、0.5mm、0.525mm、0.55mm、0.575mm、0.6mm、0.625mm、0.65mm、0.675mm、0.7mm、0.725mm，支撑结构3的具体宽度可以根据掩膜版的实际情况进行确定。

另外，如图4以及图5所示，本发明还提供了一种如上述技术方案任一项的掩模版的制备方法，包括：

步骤S401，沿本体1的一个端面形成掩模图形2；

步骤S402，沿本体1的另一端面形成支撑结构3。

在上述掩模版的制备方法中，通过步骤S401形成掩模图形2，通过步骤S402形成支撑结构3，采用上述制备方法能够较为简单且方便地形成具有支撑结构3的掩膜版，因通过上述制备方法形成的掩膜版的机械强度以及可靠性较好。

一种优选实施方式中，如图5所示，本体1包括第一硅基11和第二硅基12，第一硅基11和第二硅基12键合而成。

在上述掩模版的制备方法中，本体1可以为一个整体，通过步骤S401和步骤S402分别在本体1的两个端面上进行刻蚀，本体1也可以由两部分组成，第一硅基11和第二硅基12键合而成一个本体1，分别通过步骤S401在第一硅基11上进行刻蚀、步骤S402在第二硅基12上进行刻蚀，本体1的具体结构可以根据掩膜版的实际情况进行确定。

具体地，掩模图形2在第一硅基11上刻蚀形成，支撑结构3在第二硅基12上刻蚀形成。

在上述掩模版的制备方法中，当本体1由第一硅基11和第二硅基12键合而成时，如图5所示，50um的第一硅基11和300um的第二硅基12后形成1um的氧化硅13，通过步骤S401在第一硅基11上进行深硅刻蚀形成掩模图形2，然后通过步骤S402在第二硅基12上进行深硅刻蚀形成支撑结构3。

更具体地，如图5所示，制备方法还包括研磨支撑结构3以形成坡面，坡面与本体1的厚度方向成设定角度，设定角度满足下列公式：

tanθ＝H/(D₁+D₂)；

其中，θ为设定角度；

H为蒸发源4到掩模版的距离；

D₁为蒸发源4到蒸发腔室中心点O的距离；

D₂为与支撑结构3最近的掩模图形2所对应的像素开口21到蒸发腔室中心点O的距离。

在上述掩模版的制备方法中，通过研磨支撑结构3以形成坡面，并通过上述公式计算出设定角度的最大值，在进行研磨时可以根据掩膜版的实际情况选择小于θ的具体设定角度以保证支撑结构3对蒸镀的材料不遮挡，进而保证通过上述制备方法制备的掩膜版在进行蒸镀时蒸镀的均匀性。

显然，本领域的技术人员可以对本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。

Claims (10)

1.一种掩模版，包括本体以及形成于所述本体上的掩模图形，所述本体采用硅基制备，其特征在于，还包括形成于所述本体上的多个支撑结构，所述多个支撑结构均匀布置在所述本体上、且位于所述掩模图形所围成的区域内，用于支撑所述本体及掩模图形。

2.根据权利要求1所述的掩模版，其特征在于，沿所述本体的厚度方向，所述支撑结构远离所述掩模图形的端面至多与所述本体的端面平齐。

3.根据权利要求2所述的掩模版，其特征在于，所述支撑结构远离所述掩模图形的一端设有坡面，所述坡面与所述本体的厚度方向成设定角度。

4.根据权利要求3所述的掩模版，其特征在于，所述设定角度满足下列公式：

tanθ＝H/(D₁+D₂)；

其中，所述θ为所述设定角度；

所述H为蒸发源到所述掩模版的距离；

所述D₁为蒸发源到蒸发腔室中心点的距离；

所述D₂为与所述支撑结构最近的掩模图形所对应的像素开口到蒸发腔室中心点的距离。

5.根据权利要求1所述的掩模版，其特征在于，所述支撑结构的数目为N，N≥2。

6.根据权利要求5所述的掩模版，其特征在于，所述支撑结构的宽度为0.4mm-0.725mm。

7.一种权利要求1-6任一项所述的掩模版的制备方法，其特征在于，包括：

沿本体的一个端面形成掩模图形；

沿本体的另一端面形成支撑结构。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述本体包括第一硅基和第二硅基，所述第一硅基和第二硅基键合而成。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述掩模图形在所述第一硅基上刻蚀形成，所述支撑结构在所述第二硅基上刻蚀形成。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，还包括研磨支撑结构以形成坡面，所述坡面与所述本体的厚度方向成设定角度，所述设定角度满足下列公式：

tanθ＝H/(D₁+D₂)；

其中，所述θ为所述设定角度；

所述H为蒸发源到所述掩模版的距离；

所述D₁为蒸发源到蒸发腔室中心点的距离；

所述D₂为与所述支撑结构最近的掩模图形所对应的像素开口到蒸发腔室中心点的距离。