掩膜板、套裝掩膜板和蒸鍍系統

《掩膜板、套裝掩膜板和蒸鍍系統》是京東方科技集團股份有限公司、成都京東方光電科技有限公司於2017年6月5日申請的專利，該專利申請號為2017104143154，公布號為CN108977762A，公布日為2018年12月11日，發明人是丁渭渭、吳建鵬。該發明屬於顯示技術領域。

《掩膜板、套裝掩膜板和蒸鍍系統》包括掩膜圖形板，所述掩膜圖形板包括蒸鍍區以及位於所述蒸鍍區周邊的測試區，其中，所述測試區設定有至少兩組測試單元組，每一所述測試單元組包括至少一個測試孔。該掩膜板及其相應的套裝掩膜板，可以兼容同色OLED顯示器件中不同層的有機材料蒸鍍，節省掩膜板開模和加工費用，在使用時也僅需一張蒸鍍基板即可完成整個OLED器件各層結構的製備和測試，節省了工藝成本，有效解決了解決因像素位置對位造成的掩膜板資源浪費問題。

2021年11月，《掩膜板、套裝掩膜板和蒸鍍系統》獲得2020年度四川專利獎優秀獎。

（概述圖為《掩膜板、套裝掩膜板和蒸鍍系統》的摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：掩膜板、套裝掩膜板和蒸鍍系統
• 公布號：CN108977762A
• 公布日：2018年12月11日
• 申請號：2017104143154
• 申請日：2017年6月5日
• 申請人：京東方科技集團股份有限公司、成都京東方光電科技有限公司
• 地址：北京市朝陽區酒仙橋路10號
• 發明人：丁渭渭、吳建鵬
• 專利代理機構：北京天昊聯合智慧財產權代理有限公司
• 代理人：羅瑞芝、陳源
• Int.Cl.：C23C14/04(2006.01)I、C23C14/24(2006.01)I、H01L51/56(2006.01)I
• 類別：發明專利

專利背景

OLED（Organic Light-Emitting Diode）有機發光二極體是一種使用越來越廣泛的顯示器件，其利用電子和空穴的複合形成激子而產生光發射，通過調節驅動電流的大小可以得到不同的發光亮度。這種發光方式具有：結構簡單、自發光、無需背光源、顯示器件輕薄；回響時間短、速度快；具有接近180°的廣視角範圍；功耗低、對比度高、對溫度適應性好等顯著優勢。

截至2017年6月，OLED器件主要的製備方法為真空熱蒸鍍法，真空熱蒸鍍法製備工藝複雜性適中，且製得的OLED器件壽命較長，因此得到了廣泛套用。在該製備方法中，FMM（Fine Metal Mask，高精度金屬掩膜板）是保證有機發光材料精確蒸鍍到設計位置的關鍵結構，FMM包括對應著顯示區的蒸鍍開口，在蒸鍍過程中，加熱蒸發的有機材料分子會穿過FMM中的開口沉積到背板的像素定義層（Pixel Define Layer，簡稱PDL）開口處，從而形成預定圖形。

FMM結構精細，開口僅有數十微米，因而需要利用TEG（Test Element Group，測試單元組）來對蒸鍍圖形進行精確測試對位，杜絕因對位不良引起的混色不良，保證最終的顯示效果。在2017年6月之前的技術中，每一層的蒸鍍圖形通常都對應一個掩膜板，掩膜板中設定有像素位置對位測試單元組（Pixel Position Align TEG，簡稱PPATEG）。由於FMM的開模和加工成本較高，導致工藝成本較高。

可見，如何解決因像素位置對位造成的掩膜板資源浪費成為亟待解決的技術問題。

發明內容

專利目的

《掩膜板、套裝掩膜板和蒸鍍系統》所要解決的技術問題是針對2017年6月之前的技術中上述不足，提供一種掩膜板、套裝掩膜板和蒸鍍系統，有效解決了解決因像素位置對位造成的掩膜板資源浪費問題。

技術方案

蒸鍍區周邊的測試區，其中，所述測試區設定有至少兩組測試單元組，每一所述測試單元組包括至少一個測試孔。

優選的是，同組的所述測試單元組中的所述測試孔的形狀相同，不同組的所述測試單元組中的所述測試孔的形狀不同。

優選的是，同組的所述測試單元組中的所述測試孔的形狀為矩形、圓形或三角形中的任一種。

優選的是，同組的所述測試單元組中的所述測試孔設定於相對所述蒸鍍區的一側或多側的所述測試區。

優選的是，同組中所述測試單元組中在一側所述測試區中開設有至少一個所述測試孔。

優選的是，所述掩膜板還包括框架以及遮擋條，所述遮擋條設定於所述框架的內部，所述掩膜圖形板設定於所述遮擋條和所述框架的上方，所述遮擋條使得所述掩膜圖形板有且僅有一組所述測試單元組中的所述測試孔處於通孔狀態。

優選的是，所述遮擋條在對應著同組的所述測試單元組的所述測試孔的區域開設有窗孔，所述窗孔的開孔尺寸大於所述測試孔的尺寸。

優選的是，所述遮擋條在對應著同組的所述測試單元組的所述測試孔的區域形成相對邊緣內凹的缺口，所述缺口使得同組所述測試單元組的所述測試孔裸露。

優選的是，所述掩膜圖形板分別與所述遮擋條和所述框架焊接連線。

一種套裝掩膜板，用於分別對同一器件結構中具有相同蒸鍍圖形的不同層進行掩膜，包括與具有相同蒸鍍圖形的層數相同數量的掩膜板，所述掩膜板為上述的掩膜板。 優選的是，每一所述掩膜板中設定有至少與具有相同蒸鍍圖形的層數相同組數的所述測試單元組。

優選的是，對應不同層的所述掩膜板中，所述蒸鍍區具有相同的蒸鍍掩膜圖形，所述測試區的所述測試單元組中僅有對應層的所述測試孔處於通孔狀態。

一種蒸鍍系統，包括上述的套裝掩膜板。

改善效果

《掩膜板、套裝掩膜板和蒸鍍系統》的有益效果是：該掩膜板及其相應的套裝掩膜板，可以兼容同色OLED顯示器件中不同層的有機材料蒸鍍，節省掩膜板開模和加工費用，在使用時也僅需一張蒸鍍基板即可完成整個OLED器件各層結構的製備和測試，節省了工藝成本。

附圖說明

圖1為《掩膜板、套裝掩膜板和蒸鍍系統》實施例1中掩膜圖形板的結構示意圖；

圖2為該發明實施例1中掩膜圖形板的局部結構示意圖；

圖3為該發明實施例1中掩膜板中開孔式遮擋條的結構示意圖；

圖4為該發明實施例1中掩膜板中延伸式遮擋條的結構示意圖。

附圖示識中：1-掩膜圖形板；2-抓持區；3-半刻區；4-蒸鍍區；5-通刻區；6-測試區；10-測試單元組；101-第一測試單元組；102-第二測試單元組；11-測試孔；111-第一測試孔；112-第二測試孔；12-遮擋條；121-窗孔；122-缺口。

權利要求

1.一種掩膜板，包括掩膜圖形板，所述掩膜圖形板包括蒸鍍區以及位於所述蒸鍍區周邊的測試區，其特徵在於，所述測試區設定有至少兩組測試單元組，每一所述測試單元組包括至少一個測試孔；所述掩膜板還包括框架以及遮擋條，所述遮擋條設定於所述框架的內部，所述掩膜圖形板設定於所述遮擋條和所述框架的上方，所述遮擋條使得所述掩膜圖形板有且僅有一組所述測試單元組中的所述測試孔處於通孔狀態。

2.根據權利要求1所述的掩膜板，其特徵在於，同組的所述測試單元組中的所述測試孔的形狀相同，不同組的所述測試單元組中的所述測試孔的形狀不同。

3.根據權利要求1所述的掩膜板，其特徵在於，同組的所述測試單元組中的所述測試孔的形狀為矩形、圓形或三角形中的任一種。

4.根據權利要求1所述的掩膜板，其特徵在於，同組的所述測試單元組中的所述測試孔設定於相對所述蒸鍍區的一側或多側的所述測試區。

5.根據權利要求4所述的掩膜板，其特徵在於，同組中所述測試單元組中在一側所述測試區中開設有至少一個所述測試孔。

6.根據權利要求1所述的掩膜板，其特徵在於，所述遮擋條在對應著同組的所述測試單元組的所述測試孔的區域開設有窗孔，所述窗孔的開孔尺寸大於所述測試孔的尺寸。

7.根據權利要求1所述的掩膜板，其特徵在於，所述遮擋條在對應著同組的所述測試單元組的所述測試孔的區域形成相對邊緣內凹的缺口，所述缺口使得同組所述測試單元組的所述測試孔裸露。

8.根據權利要求1,6-7任一項所述的掩膜板，其特徵在於，所述掩膜圖形板分別與所述遮擋條和所述框架焊接連線。

9.一種套裝掩膜板，用於分別對同一器件結構中具有相同蒸鍍圖形的不同層進行掩膜，其特徵在於，包括與具有相同蒸鍍圖形的層數相同數量的掩膜板，所述掩膜板為權利要求1-8任一項所述的掩膜板。

10.根據權利要求9所述的套裝掩膜板，其特徵在於，每一所述掩膜板中設定有至少與具有相同蒸鍍圖形的層數相同組數的所述測試單元組。

11.根據權利要求9所述的套裝掩膜板，其特徵在於，對應不同層的所述掩膜板中，所述蒸鍍區具有相同的蒸鍍掩膜圖形，所述測試區的所述測試單元組中僅有對應層的所述測試孔處於通孔狀態。

12.一種蒸鍍系統，其特徵在於，包括權利要求9-11任一項所述的套裝掩膜板。

實施方式

• 實施例1

《掩膜板、套裝掩膜板和蒸鍍系統》的技術構思在於：針對OLED等器件在蒸鍍具有相同圖形的掩膜板中，因對位測試標識的不同導致多次掩膜板開模成本或蒸鍍基板（key glass）資源浪費的現狀，在掩膜板中保留具有相同圖形的蒸鍍區的開口圖形相同，並在蒸鍍區的周邊設定多組對應不同層的測試孔，降低開模成本，從而降低工藝成本。

該實施例提供一種掩膜板以及相應的套裝掩膜板，該掩膜板通過設定多組可供選擇的測試單元組，並通過切換多組測試單元組中測試孔的使用，使得同一掩膜板的開模即可適用於具有相同蒸鍍圖形的多層結構的蒸鍍，極大的降低了掩膜板的開模和加工成本，降低了工藝成本。

該掩膜板包括掩膜圖形板，如圖1所示，掩膜圖形板1包括蒸鍍區4以及位於蒸鍍區4周邊的測試區6，在測試區6設定有至少兩組測試單元組10，每一測試單元組10包括至少一個測試孔11，該掩膜板在使用時有且僅有一組測試單元組10中的測試孔11處於通孔狀態。該掩膜板適用於蒸鍍具有相同圖形的多層器件結構，而且通過將對應不同層圖形的像素位置對位測試孔11集中在一起，從而可以有選擇的區別對待不同層結構的像素位置的測試孔11，降低開模成本。

圖1所示的高精度金屬掩膜板FMM中，掩膜圖形板1包括抓持區2、半刻區3、蒸鍍區4、通刻區5及測試區6等幾部分，抓持區2用於設備抓取，可將掩膜圖形板1焊接到框架上；蒸鍍區4開設有蒸鍍口用於供靶材材料穿過而到達背板圖形區；半刻區3和通刻區5分別形成不同的刻蝕程度和刻蝕區域以平衡掩膜板的應力形變；測試區6設定測試單元組進行膜層對位測試。在進行蒸鍍時，加熱蒸發的有機材料分子會穿過FMM上的蒸鍍區4的開口沉積到背板的像素定義層（Pixel Define Layer，簡稱PDL）開口處。設定在測試區6的多組測試單元組10即形成位置測試標識，用於對FMM蒸鍍形成的蒸鍍圖形進行精確測試對位，每一蒸鍍圖形均對應一組測試單元組10，以確保蒸鍍圖形的正確性和準確性。

其中，例如包括兩組測試單元組的圖2所示，同組的測試單元組10中的測試孔11（包括圖2中第一測試單元組101中的第一測試孔111和第二測試單元組102中的第二測試孔112）的形狀優選相同，不同組的測試單元組10中測試孔11的形狀優選不同。而且，多組測試單元組10各測試孔11之間的間距也可以相同或不同，對於是否均勻分布也不做限定，均可根據實際產品具體確定。

對於測試單元組10中同組的測試孔11的形狀不做限定，只要便於工藝人員和測試設備辨識即可。優選的是，同組的測試單元組10中的測試孔11的形狀為矩形、圓形或三角形中的任一種，以區別不同組的測試單元組10的測試孔11，甚至同組的測試單元組10中的測試孔11形狀也包括但不限於矩形、圓形、三角形等，提高工藝人員的工作效率。例如，圖2中第一測試孔111的形狀為圓形，第二測試孔112的形狀為矩形。

其中，該實施例的掩膜板對於測試單元組中測試孔的設定位置也不做限定，優選同組的測試單元組10中的測試孔11設定於相對蒸鍍區4的一側或多側的測試區6，在實際工藝過程中便於工藝人員選擇測試。

優選的是，同組中測試單元組10中在一側測試區6中開設有至少一個測試孔11，以在多個位置對位測試來保證測試精度。不同組測試單元組10中的測試孔11也單一或混合布置於蒸鍍區4的上側、下側、左側或右側的至少一側或多側，每側的測試孔11的數量可為1、2、3……不限。

在實際套用中，掩膜板通常是固定在腔室中，掩膜板的下方設定有靶材，待蒸鍍的背板設定於掩膜板的上方，通過設定腔室內適當的工藝條件，保證靶材材料通過掩膜板中的蒸鍍區4蒸鍍到背板上的預定位置。該實施例的掩膜板還包括框架（附圖中未示出）以及遮擋條12（請參閱圖3和圖4），遮擋條12設定於框架的內部，掩膜圖形板1設定於遮擋條12和框架的上方，遮擋條12使得掩膜圖形板1有且僅有一組測試單元組10中的測試孔11處於通孔狀態。該掩膜板的整體結構中，框架用於與腔室固定，遮擋條12用於對掩膜圖形板1進行更好的支撐、同時還能對掩膜圖形板1中的不同組的測試孔11進行選擇性的遮擋或暴露，通過遮擋條12實現僅有一組測試單元組10的測試孔11為通孔。

如圖3所示，遮擋條12實現測試孔11遮擋的一種方式為，遮擋條12在對應著同組的測試單元組10的測試孔11的區域開設有窗孔121，窗孔121的開孔尺寸大於測試孔11的尺寸。圖3所示的開孔式的遮擋條12，其實質是將使用的第二測試單元組102的第二測試孔112通過開孔露出，而未用第一測試單元組101的第一測試孔111是通過遮擋條12遮擋（以虛線示出被遮擋的第一測試孔111）。

如圖4所示，遮擋條12實現測試孔11遮擋的另一種方式為，遮擋條12在對應著同組的測試單元組10的測試孔11的區域形成相對邊緣內凹的缺口122，缺口122使得同組測試單元組10的測試孔11裸露。圖4所示的延伸式的遮擋條12，其實質是將未用的第一測試單元組101的第一測試孔111通過遮擋條12遮擋（以虛線示出被遮擋的第一測試孔111），而使用的第二測試單元組102的第二測試孔112直接露出。

框架內部中空，框架在對應設定遮擋條12的區域開設有可容置遮擋條12的端部的凹槽，使得遮擋條12設定於框架內部時，遮擋條12的上表面與框架的上表面齊平。優選的是，掩膜圖形板1分別與遮擋條12和框架焊接連線。通過焊接方式使得掩膜板中的各部件固定連線，保證蒸鍍不變形，從而保證蒸鍍圖形的正確性和準確性。

根據如圖1所示的掩膜圖形板1的結構，其可對一塊大玻璃母板中的多個子基板進行蒸鍍，從而提高工藝效率。對於在蒸鍍過程中形成在測試區6的位置測試標識，可在後續的基板切割過程去除或者保留，這裡不做限定。

相應的，該實施例還提供一種基於上述的掩膜板的套裝掩膜板，用於分別對同一器件結構中具有相同蒸鍍圖形的不同層進行掩膜，該套裝掩膜板包括與具有相同蒸鍍圖形的層數相同數量的掩膜板。這樣，在蒸鍍具有相同圖形的掩膜板中，由於蒸鍍區具有相同蒸鍍圖形，並在測試區設定相同的多組測試孔，因此一次開模即可，極大的降低開模成本。 優選的是，每一掩膜板中設定有至少與具有相同蒸鍍圖形的層數相同組數的測試單元組。該套裝掩膜板中設定不同的掩膜圖形板的數量，以區別對應不同層的掩膜板。 容易理解的是，對應不同層的掩膜板中，蒸鍍區具有相同的蒸鍍掩膜圖形，測試區的測試單元組中僅有對應層的測試孔處於通孔狀態。

以下將以適用於OLED器件蒸鍍中的掩膜板作為示例，對上述的掩膜板和套裝掩膜板進行詳細說明。

在該示例的OLED器件中，紅色（Red）像素結構中的發光層（Emission Layer，簡稱EML）和空穴傳輸層（HoleTransport Layer，簡稱HTL）具有相同的蒸鍍圖形，綠色（Green）像素結構中的發光層和空穴傳輸層具有相同的蒸鍍圖形，紅色像素結構的蒸鍍圖形與綠色像素結構的蒸鍍圖形互不相同。因此，在高精度金屬掩膜板的設計中，紅色像素結構的發光層和空穴傳輸層共用一套裝掩膜板進行蒸鍍，該套裝掩膜板中包括兩塊掩膜板，在每一掩膜板中均設定有第一測試單元組101和第二測試單元組102，第一測試單元組101適用於紅色發光層（R-EML）的位置對位測試，第二測試單元組102適用於紅色空穴傳輸層（R-HTL）的位置對位測試，其測試單元組10中測試孔11形狀可為矩形、圓形、三角形等。同理，綠色像素結構的發光層和空穴傳輸層共用一套裝掩膜板，該套裝掩膜板中包括兩塊掩膜板進行蒸鍍，在每一掩膜板中均設定有第一測試單元組101和第二測試單元組102，第一測試單元組101適用於綠色發光層（G-EML）的位置對位測試，第二測試單元組102適用於綠色空穴傳輸層（G-HTL）的位置對位測試，其測試單元組10中測試孔11形狀可為矩形、圓形、三角形等。 當使用第一測試單元組101時，為避免材料通過第二測試單元組102中的第二測試孔112蒸鍍到背板上，需將其通過遮擋條12遮擋。當使用第二測試單元組102時，需將第一測試單元組101中的第一測試孔111通過遮擋條12遮擋。遮擋條12的方式可以採用圖3或圖4示意的任意一種，在掩膜板各部件固定時可靈活選用。

容易理解的是，該實施例中的掩膜板中，不僅可以為示例的FMM高精度金屬掩膜板，對於蒸鍍區圖形相對較大的open mask（開放式掩膜板）也是同樣適用的，這裡不做限制。

2017年6月之前的OLED器件中，雖然有部分圖形是相同的，例如為發光層EML或空穴傳輸層HTL；但由於對應不同顏色（例如為紅色R、藍色B或綠色G）需採用不同的有機材料或設定不同的厚度，因此需在不同層的蒸鍍工藝中使用FMM進行蒸鍍完成，且需要分別設定測試單元組進行測試對位，導致FMM重複開模設計，例如對應同一OLED器件中的R-EML、R-HTL、G-EML、G-HTL、B-EML需要五張掩膜板，一張蒸鍍基板。據報導，2017年6月之前也有將具有相同圖形的掩膜板集中在一起蒸鍍的方式，如將R-EML層的FMM掩膜板直接用於R-HTL層材料的蒸鍍，以及將G-EML層的FMM掩膜板直接用於G-HTL層材料的蒸鍍，這種蒸鍍方式在實際生產時需要使用多張蒸鍍基板（Key Glass）進行測試，其中一部分用於R-EML層和G-EML層材料的蒸鍍對位效果測試，另一部分用於R-HTL層和G-HTL層材料的蒸鍍對位效果測試。針對上述的示例，雖然節約了兩張掩膜板的開模和加工成本，但是顯著增加了蒸鍍基板的浪費。

而採用該實施例的可兼容式多用途掩膜板及其相應的套裝掩膜板，針對上述的示例，由於其可以兼容同色OLED顯示器件中不同層的有機材料蒸鍍，只需採用三塊掩膜板開模和加工，在使用時也僅需一張蒸鍍基板即可完成整個OLED器件各層結構的製備和測試，節省了工藝成本。

• 實施例2

該實施例提供一種蒸鍍系統，包括實施例1中的掩膜板及其套裝掩膜板。

榮譽表彰

2021年11月，《掩膜板、套裝掩膜板和蒸鍍系統》獲得2020年度四川專利獎優秀獎。