CN101988181A - 金属加工方法、金属掩模制造方法以及有机el显示装置制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属加工方法、金属掩模制造方法以及有机EL显示装置制造方法。其中，在金属板(210)的两面涂布光抗蚀液，形成光抗蚀膜(220、230)(S102)，接着，进行光抗蚀膜的曝光及显像，以残留开孔的部分的光抗蚀膜的方式去除其它的光抗蚀膜(S103)。接着，在形成光抗蚀膜的金属板的两面形成金属薄膜(240、250)(S104)。然后，在去除光抗蚀膜的同时，去除在光抗蚀膜之上形成的金属薄膜(245、255)(S105)。最后，将该金属板浸入蚀刻液，进行蚀刻，在金属板上形成高精度的孔(S106)。

Description

金属加工方法、金属掩模制造方法以及有机EL显示装置制造方法
技术领域
本发明涉及金属加工方法、以及使用该金属加工方法的金属掩模制造方法和有机EL面板制造方法，更详细地说，涉及加工金属表面的金属加工方法、使用该金属加工方法的金属掩模制造方法以及使用该金属加工方法的有机EL显示装置的制造方法。 
背景技术
近年来，使用被称为有机EL元件(OLED：Organic Light EmittingDiode)的自发光体的图像显示装置(以下，称为“有机EL显示装置”)处于实用化阶段。该有机EL显示装置与以往的液晶显示装置比较，由于采用了自发光体，所以不仅是在视觉效果、响应速度这些点上有优势，还不需要背光这样的辅助照明装置，因此可以进一步的薄型化、省电化。 
作为该有机EL显示装置的像素排列的自发光体的低分子有机EL层，由RGB的各发光层构成，他们一般是利用真空蒸镀法在玻璃基板上形成膜(参照日本特开2003-68456公报)。这里，所形成的有机EL层，直接影响到显示画面的精细度，所以从有机EL显示装置的高分辨率化的观点以及有机EL显示装置的制造方法中的成品率改善的观点来看，稳定且高精度地形成该有机EL层，对于有机EL显示装置的制造而言成为重要的要素。 
为了进行高精度的真空蒸镀，以高精度地加工真空蒸镀所使用的金属掩模成为条件。以下，说明以往的金属掩模的制造方法。 
在图5中，使用剖面图示意性地示出以往的金属掩模950的制法。如该图所示，首先制造作为金属掩模950的基材的金属板910(步骤 S801)。例如，厚度50μm的Ni-Fe(镍-铁)合金等。接下来，在该金属板910的上表面和下表面涂布光抗蚀(photo resist)液，形成光抗蚀膜920以及930(步骤S802)，接下来，通过进行图案(pattern)曝光以及显像，从而去除多余的光抗蚀膜920以及930(步骤S803)。 
接着，将其浸在蚀刻液中，去掉没有光抗蚀膜920以及930的部分的金属(步骤S804)，形成孔(步骤S805)。最后，去除残留的光抗蚀膜920以及930，完成金属掩模950(步骤S806)。 
发明内容
但是，如上所述的金属掩模950的制法中的光抗蚀膜920以及930需要是能经受去掉金属板910的蚀刻处理的光抗蚀膜，所以光抗蚀膜920以及930的膜厚必须厚至3～5μm。因此，很难均匀地涂布光抗蚀膜920以及930，由此通过图案曝光以及显像所形成的光抗蚀膜920以及930的图案的精度变低，结果，成为使金属掩模950的加工精度劣化的原因。 
此外，金属板910的表面具有微小的起伏(平均粗度1.5μm)，所以广泛地存在与涂布光抗蚀膜920以及930的密接性不充分的地方。该密接性不充分的地方，在蚀刻处理中，由于蚀刻液的流入，会去掉本来不想去掉的部分，形成过蚀刻的原因。图6示出了过蚀刻940的样子。这里，图6作为图5的步骤S805的部分放大图而示出。如该图所示，在靠近孔的密接性不充分的地方容易发生过蚀刻940。因此，由于该过蚀刻940也会招致金属掩模950的加工精度的降低。 
本发明是鉴于上述情况完成的，目的在于提供高精度的金属加工方法、使用该金属加工方法的金属掩模制造方法以及使用该金属加工方法的有机EL显示装置制造方法。 
本发明的金属加工方法是加工金属表面的金属加工方法，包括以下步骤：光刻(Photolithography)步骤，以在进行上述金属表面的加工的部分上残留光抗蚀膜的方式形成上述光抗蚀膜；金属薄膜形成步骤，在上述光刻步骤中形成的上述光抗蚀膜上、以及没有形成上述光 抗蚀膜的上述金属表面上，形成上述金属薄膜；抗蚀金属薄膜去除步骤，与上述光抗蚀膜一起，取除在上述光抗蚀膜上形成的上述金属薄膜；以及蚀刻步骤，对通过上述抗蚀金属薄膜去除步骤而露出的金属表面进行蚀刻。 
此处的光刻(Photolithography)步骤意味着由在半导体制造中使用的、被称为光抗蚀材料的感光性有机溶剂的涂布、曝光、显像的各步骤构成的光刻步骤，对于抗蚀材料可以使用酚醛尸(novolak)型和化学增宽型及其他的抗蚀材料。此外，蚀刻步骤也是在半导体制造等中使用的蚀刻步骤，可以是干法蚀刻以及湿法蚀刻中的某一种。此外，对于形成金属薄膜而言，通过形成金属薄膜，其结果包括在金属表面形成合金那样的情况。 
此外，具有上述金属表面的金属的形状是板状，本发明的金属加工方法可以设置从上述板状的金属的表和里两面进行加工。 
此外，本发明的金属加工方法，能够设计上述蚀刻步骤是在具有上述金属表面的金属上形成贯通孔的步骤。 
此外，本发明的金属加工方法，能够设计上述抗蚀薄膜去除步骤通过使上述光抗蚀膜膨胀而进行。 
此外，本发明的金属加工方法，能够设计具有上述金属表面的金属是以铁为主成分的合金。 
此外，本发明的金属加工方法，能够设计形成上述金属薄膜的金属是钛以及镍中的任意一种。 
此外，本发明的金属加工方法，能够设计上述金属薄膜是利用真空蒸镀法以及溅射法中的任意一种而形成的。 
此外，本发明的金属加工方法，能够设计在上述蚀刻步骤之后，还具有去除金属薄膜的金属薄膜去除步骤。 
本发明的金属掩模制造方法，具备：制备成为金属掩模的基材的金属板的步骤；以及通过上述金属加工方法中任意一项记载的金属加工方法，加工上述金属板的步骤。 
本发明的有机EL显示装置制造方法，具备：制备成为金属掩模 的基材的金属板的步骤；通过上述金属加工方法中任意一项记载的金属加工方法，加工上述金属板，制造金属掩模的步骤；以及使用上述制造的金属掩模，在玻璃基板上，蒸镀作为发光体的有机EL层的有机EL层蒸镀步骤。 
附图说明
图1是说明本发明的金属加工方法中的第1实施方式的图。 
图2A是示出由本发明的金属掩模的制造方法制造的金属掩模的图。 
图2B是放大地示出图2A的金属掩模的一部分的图。 
图3是示出由本发明的有机EL显示装置的制造方法制造的有机EL显示装置的图。 
图4是示出图3的有机EL显示装置的有机EL面板的部分剖面图的图。 
图5是示意性地示出以往的金属掩模的制法的图。 
图6是示出过蚀刻的样子的图。 
附图标记说明 
210：金属板；220、230：光抗蚀膜；240、245、250、255：金属薄膜；300：金属掩模；310：掩模有效部；315：孔；320：保持部；400：有机EL显示装置；410：上框架；420：下框架；430：挠性基板；440：电路基板；500：有机EL面板；510：密封基板；520：密封气体层；530：干燥材料；600：TFT基板；610：阴极；620：有机EL层；630：阳极；640：玻璃基板。 
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的第1至第3实施方式。另外，在附图中，对相同或等同的要素附以相同符号，省略重复的说明。 
[第1实施方式] 
图1是使用剖面图说明本发明的金属加工方法中的第1实施方式 的图。该金属加工方法，首先，在步骤S101中，制备要加工的金属板210。本实施方式中，使用材质为36％Ni-Fe合金、厚度为50μm的金属板210。接下来，在步骤S102中，在金属板210的两面涂布光抗蚀液，形成光抗蚀膜220以及230。 
此处，该光抗蚀膜220以及230，并不是像上述的以往例中那样，暴露在用于去掉金属板(钢板)的强酸性的蚀刻液中，所以，不需要形成得特别厚，对材质和制法也没有限定。接着，在步骤S103中，进行光抗蚀膜220以及230的曝光和显像，残留实施加工的部分、即本实施方式中形成孔的部分的光抗蚀膜220以及230，而去除其它的光抗蚀膜220以及230。 
接下来，在步骤S104中，在形成光抗蚀膜220以及230的金属板210的两面，形成金属薄膜240以及250。在本实施方式中，通过真空蒸镀法按照膜厚300nm形成Ti(钛)的薄膜。接着，在步骤S105中，在通过膨胀去除光抗蚀膜220以及230的同时，去除在光抗蚀膜220以及230之上形成的金属薄膜245以及255。 
由此，得到被金属薄膜240以及250掩模化后的金属板210，所以在步骤S106中，将该金属板210浸入蚀刻液中，进行蚀刻，在金属板210上形成高精度的孔。这里，蚀刻液例如可以使用三氯化铁。 
在本实施方式中，光抗蚀膜220以及230不需要像以往那样具备耐酸性的特性，所以光抗蚀膜220以及230能变薄，结果能使光抗蚀膜220以及230的精度提高。进而，将光抗蚀膜220以及230作为掩模进行蒸镀的金属薄膜240以及250的图案化精度也提高，能够高精度地加工金属板210。 
此外，金属薄膜240以及250密接性高，没有蚀刻液的流入，所以能抑制过蚀刻，作为结果，能够高精度地加工金属板210。 
[第2实施方式] 
参照图2A以及图2B说明本发明的金属掩模的制造方法中的第2实施方式。图2A示出了由本发明的金属掩模的制造方法制造的金属掩模300。金属掩模300在蒸镀有机EL显示装置的像素电极即有机 EL层时使用的，本发明的有机EL层分别蒸镀RGB这三色，所以也需要三种金属掩模300。此处，示出了该三种中的一种。 
金属掩模300如图2A所示，具备掩模有效部310和用于安装在固定器具上的保持部320，其中该掩模有效部310具有用于蒸镀的孔的。图2B是放大地示出图2A的金属掩模300的一部分的图。如该图所示，在掩模有效部310上排列着用于蒸镀有机EL层的孔315。 
作为金属掩模300的基材的金属板，与第1实施方式相同，材质为36％Ni-Fe合金、厚度为50μm。金属掩模300由利用图1所示的第1实施方式的金属加工方法在该金属板上形成孔315而制造。本实施方式中的实施例的测定结果在表1中示出。 
[表1] 
此外，表中的以往例是通过图5所示的以往的处理而制造的金属掩模的例子。如表1所示可知，根据本发明的金属掩模的制造方法，平均的开口直径，以往是45μm，现在变为41μm，进一步接近了作为设计值的40μm。此外可知，开口直径的偏差，从以往的5μm减小为1μm，达成更稳定且高精度地进行的加工。 
因此，在第2实施方式中，与第1实施方式相同，在金属掩模300的制造中，能使光抗蚀膜变薄，作为结果，能提高光抗蚀膜的精度，所以，使将光抗蚀膜作为掩模蒸镀的金属薄膜的图案化精度也提高，能够高精度地加工金属掩模300。 
此外，金属薄膜的密接性高，没有蚀刻液的进入，所以能抑制过 蚀刻，能够高精度地加工金属掩模300。 
此外，由于提高开口直径的精度，金属掩模300的间隔精度也提高。进而，由于该加工精度的提高，金属掩模被施加了张力(tension)时，应力均匀地分散，所以在掩模的强度提高的同时，能够实现长寿命化。 
[第3实施方式] 
参照图3以及图4说明本发明的有机EL显示装置制造方法的第3实施方式。 
图3示出了由本发明的有机EL显示装置的制造方法制造的有机EL显示装置400。如该图所示，有机EL显示装置400由以下部分构成：上框架410以及下框架420，夹持有机EL面板500而固定；电路基板440，具备用于生成要显示的信息的电路元件；挠性基板430，将在该电路基板440中生成的信息传给有机EL面板500。 
图4中示出了有机EL面板500的部分剖面图。如该图所示，有机EL面板500具备：用于将后述的有机EL层620从空气中阻断的密封基板510、填充了N2(氮)的密封玻璃层520、放入密封玻璃层520中的干燥材料530和TFT基板600。 
此处，TFT基板600具备：由Al(铝)形成的阴极610、使用第2实施方式的金属掩模300进行蒸镀的有机EL层620、由ITO(铟锡氧化物)形成的透明的阳极630、作为基材的玻璃基板640、以及作为用于使有机EL层620发光的开关而实现功能的TFT650。如该图中所示，有机EL面板500是从有机EL层620对玻璃基板640侧发光的底部发光(Bottom Emission)型。 
有机EL显示装置400使用根据第2实施方式制造的金属掩模300，利用真空蒸镀法形成有机EL层620，然后，使用形成了该有机EL层620的TFT基板600，组装图4所示那样的有机EL面板500，进而，通过组装成图3所示的有机EL显示装置400而制造该有机EL面板500。 
因此，根据第3实施方式，使用高精度的金属掩模300，制造有 机EL显示装置400，所以在能提高有机EL显示装置400的分辨率的同时，能提高制造时的质量，并使成品率提高。 
另外，在第1实施方式中，作为金属薄膜，使用了Ti，但也可以使用Ni(镍)和其他的金属。 
此外，在第1实施方式中，使用了金属蒸镀法作为形成金属薄膜的方法，但也可以使用包含溅射等物理蒸镀法的其他蒸镀法。 
此外，在第1实施方式中，将金属薄膜的膜厚设为300nm，但也可以是任何厚度，优选为300nm～3μm。此外，在第1实施方式中，通过膨胀去除在光抗蚀膜及其上形成的金属薄膜，但也可以采用溶解等其他方法来去除。 
此外，在第2实施方式中，设置了三色的用于有机EL层的蒸镀的掩模，但也可以设置单色的有机EL显示装置用的金属掩模，也可以是无源矩阵(Passive Matrix)方式的有机EL显示装置用的金属掩模。 
另外，在第2实施方式中，设置了有机EL显示装置的有机EL层的蒸镀用的金属掩模，但也可以是其它蒸镀用金属掩模，可以是蚀刻用、电铸法用、激光切断用等其他用途的金属掩模。 
另外，在第3实施方式中，没有特别记载，但有机EL层所使用的发光材料可以是低分子也可以是高分子。此外，在第3实施方式中，设为底部发光方式，但也可以是顶部发光(Top Emission)方式。 
虽然描述了一些现在认为是本发明的特定实施方式的内容，但应当理解，可以做出各种变更，其意图是，所附权利要求书能够覆盖所有落在本发明的真实精神和范围内的那些变更。 

Claims (10)

1.一种加工金属表面的金属加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
光刻步骤，以在进行上述金属表面的加工的部分上残留光抗蚀膜的方式形成上述光抗蚀膜；
金属薄膜形成步骤，在上述光刻步骤中形成的上述光抗蚀膜上、以及没有形成上述光抗蚀膜的上述金属表面上，形成上述金属薄膜；
抗蚀金属薄膜去除步骤，与上述光抗蚀膜一起，去除在上述光抗蚀膜上形成的上述金属薄膜；以及
蚀刻步骤，对通过上述抗蚀金属薄膜去除步骤而露出的金属表面进行蚀刻。
2.根据权利要求1所述的金属加工方法，其特征在于，
具有上述金属表面的金属的形状是板状，从上述板状的金属的表和里两面进行加工。
3.根据权利要求1所述的金属加工方法，其特征在于，
上述蚀刻步骤是在具有上述金属表面的金属上形成贯通孔的步骤。
4.根据权利要求1所述的金属加工方法，其特征在于，
上述抗蚀薄膜去除步骤通过使上述光抗蚀膜膨胀而进行。
5.根据权利要求1所述的金属加工方法，其特征在于，
具有上述金属表面的金属是以铁为主成分的合金。
6.根据权利要求1所述的金属加工方法，其特征在于，
形成上述金属薄膜的金属是钛以及镍中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的金属加工方法，其特征在于，
上述金属薄膜是利用真空蒸镀法以及溅射法中的任意一种而形成的。
8.根据权利要求1所述的金属加工方法，其特征在于，
在上述蚀刻步骤之后，还具有去除金属薄膜的金属薄膜去除步骤。
9.一种金属掩模制造方法，其特征在于，具备：
制备成为金属掩模的基材的金属板的步骤；以及
通过权利要求1～8中任意一项记载的金属加工方法，加工上述金属板的步骤。
10.一种有机EL显示装置制造方法，其特征在于，具备：
制备成为金属掩模的基材的金属板的步骤；
通过权利要求1～8中任意一项记载的金属加工方法，加工上述金属板，制造金属掩模的步骤；以及
使用上述制造的金属掩模，在玻璃基板上，蒸镀作为发光体的有机EL层的有机EL层蒸镀步骤。
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