CN100590232C - 一种有机发光显示器蒸镀用掩膜的电铸制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机发光显示器蒸镀用掩膜的电铸制作方法，依次有以下步骤：芯模准备→芯模前处理→贴膜→曝光→显影→除油→水洗，其特征在于：还依次有以下后续步骤：活化/钝化→水洗→电铸掩膜→水洗→褪膜→剥膜→丝网粘接→成品检测→成品包装。本发明采用电铸技术可以制作厚度在0.05mm以下的OLED蒸镀用高精度掩膜，由于是基于应用电化学的电沉积原理，通过在芯模上电沉积某一金属或合金，因此掩膜板开孔均匀一致，孔壁光滑无毛刺，无侧向腐蚀，有利于发光材料完全转移到ITO表面，显著提高制品精度，开孔公差达到±0.005mm，幅面为370mm×470mm的掩膜板的孔间位置公差仅为±0.008mm。
Description
技术领域
本发明涉及有机发光显示器的制作，尤其是涉及一种有机发光显示器蒸镀用掩膜的电铸制作方法。
背景技术
有机发光显示器(Organic Light Emitting Display，简称OLED)不但具备CRT显示器的亮度高、消耗能源少以及LCD显示器的轻巧薄的特点，还具有不受环境的限制、无需背光灯的突出优点。即便在阳光下也能轻松看清图案文字，并具有卷折的功能。OLED显示屏可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。OLED的组成包括1片约1.3mm的玻璃基板、小于0.3mm的高纯度金属材料和ITO导电玻璃，总厚度小于2mm。OLED的制造关键环节是，将有机发光材料涂布到ITO表面，其涂布质量直接决定了OLED的质量，制作中需要用到两种掩膜版：一种是光学掩膜版，用于对ITO导电玻璃进行光刻，制取透明的导电阳极，通常采用CRT荫罩制版技术制作铬光学掩膜版，其方法依次有以下步骤：光刻铬版、显影、蚀刻、脱膜、清洗、干燥、成品；另一种是金属掩膜版，用作蒸镀掩膜在器件上蒸镀金属条状阴极，一般采用CRT荫罩精细蚀刻技术制作金属掩膜版，其方法依次有以下步骤：钢带清洗、涂感光胶、双面掩膜光刻、双面腐蚀、剥膜、清洗、干燥、成品。这种制作方法的缺陷主要有：(1)必需要在一定厚度的金属箔上进行，制成掩模厚度至少在0.05mm以上；(2)存在侧向腐蚀；(3)蚀刻基于化学溶解，形成的开孔表面毛糙，孔壁不太光滑，不利于发光材料完全转移到ITO表面；(4)精度比较低高，开孔公差达到±0.005mm，幅面为370mm×470mm的掩膜板的孔间位置公差高达±0.008mm；(5)蚀刻掩模板开孔尺寸公差为±(0.010mm～0.015mm)
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提出一种有机发光显示器OLED蒸镀用掩膜的电铸制作方法。通过用电铸制作的掩膜将小分子的有机发光材料蒸镀到ITO玻璃上。
本发明的技术问题是这样加以解决的：
这种OLED蒸镀用掩膜的电铸制作方法，依次有以下步骤：
芯模准备→芯模前处理→贴膜→曝光→显影→除油→水洗。
这种OLED蒸镀用掩膜的电铸制作方法的特点是：还依次有以下后续步骤：
活化/钝化→水洗→电铸掩膜→水洗→褪膜→剥膜→丝网粘接→成品检测→成品包装。
本发明的技术问题是这样择优加以解决的：
所述活化步骤是将金属基板浸没在活化液中活化，浸没时间为5分钟～10分钟，所述活化液是浓度30％的盐酸溶液，该步骤适用于容易从芯模脱落的电铸镍层。
所述钝化步骤是将金属基板浸没在钝化液中钝化，浸没时间为1.8分钟～2.2分钟，所述钝化液是浓度10％的重铬酸钾溶液，该步骤适用于难以从芯模剥离的电铸镍层。
所述电铸掩膜步骤是将芯模安装在夹具框架上并与电源负极相连，然后将框架放入电铸槽中，以镍板为阳极，电铸过程中框架及金属基板都可以独立转动。通电后芯模周围的电铸液浓度场使金属镍经电铸液在有相反图形的金属基板上均匀沉积上一层金属镍掩膜，其厚度由电铸液浓度、电流密度和电铸时间调节，电铸层与金属基板的结合力太小，电铸过程中会起泡，结合力太大又无法剥离或使剥离变形。
优选的方案是，所述电铸掩膜步骤是采用阴极移动加气体搅拌方式使金属镍沉积在金属基板上。这样形成的金属镍掩膜会更加均匀。
所述电铸液的组分和含量分别是：
氨基磺酸镍浓缩液(180g/l) 333.0ml/l～389.0ml/l
氯化镍浓缩液(500g/l) 25.0ml/l～35.0ml/l
1，4丁二醇 0.30g/l～0.50g/l
湿润剂 0.05g/l～0.80g/l
光亮剂 0.60g/l～1.00g/l
pH值缓冲剂 35.00g/l～45.00g/l
所述湿润剂是十二烷基硫酸钠。
所述光亮剂是糖精。
所述pH值缓冲剂是硼酸。
所述电铸液的pH值是3.8～5.4、温度是45℃～60℃，电铸电流密度是2A/dm2～10A/dm2，电铸时间由掩膜板要求的厚度和采用的电流密度决定。
所述褪膜步骤是先将已形成的金属镍掩膜的芯模浸没在温度为50℃～55℃的浓度8％～10％的氢氧化钠溶液中浸没时间为30分钟～35分钟，然后，将金属基板置于内有温度为45℃～50℃的浓度8％～12％的GC-001的超声波褪膜缸中超声波褪膜1.8分钟～2.2分钟。
所述剥膜步骤是，用机械方法将沉积的金属镍掩膜与金属基板分离。
所述丝网粘接步骤是，将分离出的带有图形的沉积金属通过胶水固定在金属外框上。掩膜对位置要求非常严格，而位置是由丝网张力决定的，张力大小影响位置精度，所述丝网张力是9N/cm～11N/cm。
所述成品检测步骤是对掩膜厚度、开孔数量与尺寸、位置精度进行检测。
本发明的技术问题是这样进一步加以解决的：
所述芯模准备步骤是，选择金属基板，优选的选择是不锈钢基板。
所述芯模前处理步骤是，依次有以下几个分步骤：化学除油→电解除油→热水洗→冷水洗→中和→冷水洗→风干；其中
化学除油分步骤是，将金属基板浸没在温度为70℃～90℃的除油剂中除油，浸没时间为25分钟～30分钟，所述除油剂的组分包括氢氧化钠、碳酸钠和磷酸三钠，它们的重量比为(6～10)∶(2～4)∶(5～7)；
电解除油分步骤是，将金属基板浸没在温度为60℃～70℃的电解液中除油，浸没时间为0.8分钟～1.2分钟，所述电解液是含量为60g/l的电解除油粉(UDYPREP283)的电解液。
中和分步骤是，将金属基板浸没在中和液中中和，浸没时间为0.3分钟～0.4分钟，所述中和液是浓度15％的盐酸溶液。
所述贴膜步骤是，用贴膜机将厚度大于掩膜的感光干膜平整地贴在金属基板表面。所述感光干膜的型号包括日立公司出品的RY3225或杜邦公司出品的FX925，其能分辨的最小平行线条宽度为10μm。
所述曝光步骤是，将其上有与掩膜相反图形的负片铬版药膜面贴紧感光干膜表面，用平行曝光机将负片铬版上的图形完整转移到感光干膜表面。
优选的方案是，所述曝光步骤是用平行紫外线曝光机将负片铬版上的图形完整转移到感光干膜表面。
所述显影步骤是，将曝光后的金属基板浸没在显影液中显影，清除金属基板上未曝光的干膜显现出图形，在金属基板上制作与掩膜相反图形，所述显影液是浓度0.2％～1.0％的碳酸钠溶液。
本发明采用电铸技术可以制作厚度在0.05mm以下的OLED蒸镀用高精度掩膜，由于是基于应用电化学的电沉积原理，通过在芯模上电沉积某一金属或合金，因此掩膜板开孔均匀一致，孔壁光滑无毛刺，无侧向腐蚀，有利于发光材料完全转移到ITO表面，显著提高制品精度，开孔公差达到±0.005mm，幅面为370mm×470mm的掩膜板的孔间位置公差仅为±0.008mm。
具体实施方式
一种小分子OLED蒸镀用高精度掩膜的电铸制作方法
这种OLED蒸镀用掩膜的电铸制作方法，依次有以下步骤：
芯模准备→芯模前处理→贴膜→曝光→显影→除油→水洗→活化/钝化→水洗→电铸掩膜→水洗→褪膜→剥膜→丝网粘接→成品检测→成品包装。
所述芯模准备步骤是，选择不锈钢基板。
所述芯模前处理步骤是，依次有以下几个分步骤：化学除油→电解除油→热水洗→冷水洗→中和→冷水洗→风干。其中化学除油分步骤是，将金属基板浸没在温度为80℃的除油剂中除油，浸没时间为28分钟，所述除油剂的组分包括氢氧化钠、碳酸钠和磷酸三钠，它们的重量比为8∶3∶6；电解除油分步骤是，将金属基板浸没在温度为65℃的电解液中除油，浸没时间为1.0分钟，所述电解液是60g/l的UDYPREP 283；中和分步骤是，将金属基板浸没在中和液中中和，浸没时间为0.3分钟，所述中和液是浓度15％的盐酸溶液。
所述贴膜步骤是，用贴膜机将厚度大于掩膜的感光干膜平整地贴在金属基板表面。所述感光干膜是日立公司出品的RY3225，其能分辨的最小平行线条宽度为10μm。
所述曝光步骤是，将负片铬版药膜面贴紧感光干膜表面，用平行紫外线曝光机将负片铬版上的图形完整转移到感光干膜表面。
所述显影步骤是，将曝光后的金属基板浸没在显影液中显影，清除金属基板上未曝光的干膜显现出图形，在金属基板上制作与掩膜相反图形，所述显影液是浓度0.8％的碳酸钠溶液。
所述活化步骤是将金属基板浸没在活化液中活化，浸没时间为8分钟，所述活化液是浓度30％的盐酸溶液，该步骤适用于容易从芯模脱落的电铸镍层。
所述钝化步骤是将金属基板浸没在钝化液中钝化，浸没时间为2分钟，所述钝化液是浓度10％的重铬酸钾溶液，该步骤适用于难以从芯模剥离的电铸镍层。
所述电铸掩膜步骤是采用阴极移动加气体搅拌方式使金属镍沉积在金属基板上，将芯模安装在夹具框架上并与电源负极相连，然后将框架放入电铸槽中，以镍板为阳极，电铸过程中框架及金属基板都可以独立转动，通电后芯模周围的电铸液浓度场使金属镍经电铸液在有相反图形的金属基板上均匀沉积上一层金属镍掩膜，其厚度由电铸液浓度、电流密度和电铸时间调节。
所述电铸液的组分和含量分别是：
氨基磺酸镍浓缩液(180g/l) 350.0ml/l
氯化镍浓缩液(500g/l) 30.0ml/l
添加剂PC-3 7.5ml/l
湿润剂NAW-4 0.7ml/l
光亮剂NI-22 0.7ml/l
硼酸 40.0g/l
所述电铸液的pH值是4.5、温度是55℃，电铸电流密度是6A/dm2，电铸时间由掩膜板要求的厚度和采用的电流密度决定。
所述褪膜步骤是先将已形成的金属镍掩膜的芯模浸没在温度为52℃的浓度9％的氢氧化钠溶液中浸没时间为32分钟，然后，将金属基板置于内有温度为48℃的浓度10％的GC-001的超声波褪膜缸中超声波褪膜2.0分钟。
所述剥膜步骤是，用机械方法将沉积的金属镍掩膜与金属基板分离。
所述丝网粘接步骤是，将分离出的带有图形的沉积金属通过胶水固定在金属外框上。掩膜对位置要求非常严格，而位置是由丝网张力决定的，张力大小影响位置精度，所述丝网张力是10N/cm。
所述成品检测步骤是对掩膜厚度、开孔数量与尺寸、位置精度进行检测。检测结果如下：电铸制作的开孔公差达到±0.005mm，幅面为370mm×470mm的掩膜板的孔间位置公差仅为±0.008mm，与其它方法制作的成品对比有明显的提高与改进。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (5)
1.一种有机发光显示器蒸镀用掩膜的电铸制作方法，依次有以下步骤：
芯模准备→芯模前处理→贴膜→曝光→显影→除油→水洗，
所述芯模准备步骤是，选择金属基板，
所述曝光步骤是，将负片铬版药膜面贴紧感光干膜表面，所述负片铬版上有与掩膜相反的图形，用平行曝光机将负片铬版上的图形完整转移到感光干膜表面，还依次有以下后续步骤：
活化/钝化→水洗→电铸掩膜→水洗→褪膜→剥膜→丝网粘接→成品检测→成品包装，
所述活化步骤是将金属基板浸没在活化液中活化，浸没时间为5分钟～10分钟，活化液是浓度为30％的盐酸溶液，
所述钝化步骤是将金属基板浸没在钝化液中钝化，浸没时间为1.8分钟～2.2分钟，钝化液是浓度为10％的重铬酸钾溶液，
所述电铸掩膜步骤是将芯模安装在夹具框架上并与电源负极相连，然后将框架放入电铸槽中，以镍板为阳极，电铸过程中框架及金属基板都可以独立转动，所述电铸掩膜步骤是采用阴极移动加气体搅拌方式使金属镍沉积在金属基板上，其特征在于：
所述电铸槽中的电铸液的组分和含量分别是：
每升浓缩液含有180g氨基磺酸镍的氨基磺酸镍浓缩液333.0ml/l～389.0ml/l
每升浓缩液含有500g氯化镍的氯化镍浓缩液 25.0ml/l～35.0ml/l
添加剂PC-3 5.0ml/l～10.0ml/l
湿润剂NAW-4 0.5ml/l～1.0ml/l
光亮剂NI-22 0.5ml/l～1.0ml/l
pH值缓冲剂 35.0g/l～45.0g/l
电铸液的pH值是3.8～5.4、温度是45℃～60℃，电铸电流密度是2A/dm2～10A/dm2。
2.按照权利要求1所述的有机发光显示器蒸镀用掩膜的电铸制作方法，其特征在于：
所述褪膜步骤是先将已形成的金属镍掩膜的芯模浸没在温度为50℃～55℃的浓度为8％～10％的氢氧化钠溶液中浸没时间为30分钟～35分钟，然后，将金属基板置于内有温度为45℃～50℃的浓度为8％～12％的GC-001的超声波褪膜缸中超声波褪膜1.8分钟～2.2分钟。
3.按照权利要求1或2所述的有机发光显示器蒸镀用掩膜的电铸制作方法，其特征在于：
所述剥膜步骤是，用机械方法将沉积的金属镍掩膜与金属基板分离。
4.按照权利要求3所述的有机发光显示器蒸镀用掩膜的电铸制作方法，其特征在于：
所述丝网粘接步骤是，将分离出的带有图形的沉积金属通过胶水固定在金属外框上，丝网张力是9N/cm～11N/cm。
5.按照权利要求4所述的有机发光显示器蒸镀用掩膜的电铸制作方法，其特征在于：
所述芯模前处理步骤是，依次有以下几个分步骤：化学除油→电解除油→热水洗→冷水洗→中和→冷水洗→风干；
其中化学除油分步骤是，将金属基板浸没在温度为70℃～90℃的除油剂中除油，浸没时间为25分钟～30分钟，除油剂的组分包括氢氧化钠、碳酸钠和磷酸三钠，它们的体积比为(6～10)∶(2～4)∶(5～7)；
电解除油分步骤是，将金属基板浸没在温度为60℃～70℃的电解液中除油，浸没时间为0.8分钟～1.2分钟，电解液是60g/l的UDYPREP 283；
中和分步骤是，将金属基板浸没在中和液中中和，浸没时间为0.3分钟～0.4分钟，中和液是浓度为15％的盐酸溶液；
所述贴膜步骤是，用贴膜机将厚度大于掩膜的感光干膜平整地贴在金属基板表面，感光干膜能分辨的最小平行线条宽度为10μm；
所述显影步骤是，将曝光后的金属基板浸没在显影液中显影，清除金属基板上未曝光的干膜显现出图形，在金属基板上制作与掩膜相反图形，显影液是浓度为0.2％～1.0％的碳酸钠溶液。
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