CN102591134A - 掩膜板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种掩膜板及其制备方法，其中，掩膜板包括母板，母板于一面设有通过电铸方式形成的若干呈阵列状排布的凹槽、及围绕凹槽的电铸层，母板还设有通过刻蚀方式形成的贯穿母板的若干狭槽，狭槽与凹槽部分或全部相通。这样不但可以满足高分辨率对掩模板高开口率的要求，而且可以更好地满足大尺寸掩膜板强度方面的需求。

Description

掩膜板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于蒸镀工艺中的掩膜板（Shadow Mask）及该掩膜板的制备方法。

背景技术

过去，用作显示设备的主要是阴极射线管（CRT）设备，但是，近几年，诸如等离子显示面板（PDP）设备、液晶显示（LCD）设备和有机电致发光显示（Organic Light Emitting Display，以下简称OLED）设备的平板显示设备得到了广泛研究和使用。

在这些平板显示设备中，由于OLED设备与液晶显示（LCD）设备不同，为自发光的且不需要额外光源，所以OLED设备具有厚度薄，重量轻，响应速度快，视角广、色彩饱和度高等优点并引起了人们广泛关注，越来越多的OLED被应用于显示和照明领域。

目前，制作OLED设备过程中，掩膜板(Shadow Mask)是其中不可缺少的一个辅助材料，对于小尺寸、低分辨率的OLED设备制备过程中使用的掩膜板，一般通过使用铁镍合金(InVar)材料进行刻蚀、或者电铸镍-钴或镍-铁合金的方式进行制造。采用这种方式所制作的掩膜板对于小尺寸(尤其是3英寸以下)、低分辨率（尤其是每英寸所拥有的像素(Pixels per inch, PPI)小于200）的显示设备来说还可以使用。

但是，随着生活水平的提高，人们对高清晰、大尺寸显示的需求变得越来越多。在此种情况下，依靠现有的工艺条件，继续采用现有的刻蚀、电铸方式制作的掩膜板就无法满足屏体制备所需要的高分辨率及大尺寸的需求。

对于使用刻蚀方式制作的掩膜板，如图1所示为一种现有的掩膜板经过一次刻蚀所形成的断面示意图，受限于刻蚀设备和工艺，目前无法实现较小的、均匀的线宽，从而导致经过一次刻蚀所形成的开口a的均匀性及批次间的稳定性较差。如图2所示为一种现有的掩膜板经过两次刻蚀即在掩膜板厚度方向上正反两面都进行刻蚀所形成的断面示意图，这种两次刻蚀的方法使得与玻璃基板接触面的刻蚀情况很难控制，如果控制不好将会影响到蒸镀品质和屏体的整体性能。再者对于大尺寸的掩膜板，为了增强其强度，考虑制作成凹槽形式，可是此种方式凹槽开口间的间距无法做的很小（>35um），这样无法满足高分辨率对高开口率顶发光的制作需求。

而对于使用电铸方式制作高精细的掩膜板虽然可以满足凹槽间的间距很小，但因电铸制作的很薄，无法满足大尺寸强度方面的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有改善强度的掩膜板及其制备方法。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种掩膜板，包括母板，所述母板于一面设有通过电铸方式形成的若干呈阵列状排布的凹槽、及围绕凹槽的电铸层，所述母板还设有通过刻蚀方式形成的贯穿母板的若干狭槽，所述狭槽与所述凹槽部分或全部相通。

作为本发明的进一步改进，所述凹槽在母板长度方向上排列成若干竖向排，所述凹槽在母板宽度方向上排成若干横向排，每一竖向排中相邻的两凹槽之间的间距小于10um。

作为本发明的进一步改进，所述狭槽沿母板宽度方向延伸，每一狭槽对应一竖向排并与该竖向排中的所有凹槽相通。

作为本发明的进一步改进，所述电铸层的材料为铬或白金或金，或是含铬、白金、金其中一种元素的合金。

作为本发明的进一步改进，所述母板设有上表面，所述上表面除凹槽占据区域外，其它区域都覆盖有所述电铸层。

作为本发明的进一步改进，所述电铸层分为若干不连续的电铸部分，每一电铸部分环绕所述凹槽。

作为本发明的进一步改进，所述凹槽在母板宽度方向上的开口宽度大于在母板长度方向上的开口宽度。

作为本发明的进一步改进，所述电铸层的厚度为3-10um。

为实现前述目的，本发明也采用如下技术方案：一种掩膜板的制备方法，包括以下步骤：

S10，提供一母板，在母板一面上制作通过电铸方式形成的呈阵列状分布的若干凹槽、及围绕凹槽的电铸层；

S20，对母板的另一面进行刻蚀以形成贯穿母板的狭槽，所述狭槽与所述凹槽相通。

作为本发明的进一步改进，S10具体包括以下步骤：

在母板两面涂敷光刻胶；

对其中一面的光刻胶进行曝光和显影，形成若干胶条及待电铸区域；

将母板放置到电镀槽中进行电铸，在待电铸区域形成所述电铸层；

除去胶条，形成所述凹槽。

作为本发明的进一步改进，S20具体包括以下步骤：

在母板两面涂敷光刻胶，一面的光刻胶用以保护所制作的凹槽，另一面光刻胶用于刻蚀需要；

对另一面的光刻胶进行曝光、显影，露出刻蚀所需位置的母板；

对露出的母板进行刻蚀，形成所述与凹槽相通的狭槽。

作为本发明的进一步改进，所述刻蚀过程中使用的是氯化铁溶液。

作为本发明的进一步改进，所述凹槽在母板长度方向上排列成若干竖向排，所述凹槽在母板宽度方向上排成若干横向排，每一竖向排中相邻的两凹槽之间的间距小于10um。

作为本发明的进一步改进，所述电铸层的材料为铬或白金或金，或是含铬、白金、金其中一种元素的合金。

作为本发明的进一步改进，所述母板为厚度10-100um的铁镍合金平板。

作为本发明的进一步改进，所述电铸层的厚度为3-10um。

本发明的有益效果是：本发明的母板在一面设置有若干凹槽及环绕凹槽的电铸层，自另一面刻蚀有与凹槽相通的狭槽，这样不但可以满足高分辨率对掩模板高开口率的要求，而且可以更好地满足大尺寸掩膜板强度方面的需求。

附图说明

图1为现有的掩膜板经过一次刻蚀形成的断面示意图。

图2为现有的掩膜板经过两次刻蚀形成的断面示意图。

图3A为本发明实施方式一中母板的断面示意图。

图3B为本发明实施方式一中母板两面涂敷光刻胶后的断面示意图。

图3C为图3B一面光刻胶经过曝光显影后的断面示意图。

图3D为图3C一面镀上电镀层后的断面示意图。

图3E为图3D去掉光刻胶后的断面示意图。

图3F为图3E的俯视图。

图3G为图3E两面涂敷光刻胶后的断面示意图。

图3H为图3G电铸层相对一侧光刻胶经过曝光显影后的断面示意图。

图3I为图3H经过刻蚀后的断面示意图。

图3J为图3I去掉光刻胶后的断面示意图。

图3K为图3J的俯视图。

图4A为本发明实施方式二中母板经过电铸、刻蚀后的断面示意图。

图4B为图4A的断面示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

实施方式一：

如图3A至3K所示，本实施方式中掩膜板的制备方法包括如下步骤：

首先，提供一母板1，所述母板1的材质可以为任何适合的材料，并以具有高结构强度或低膨胀系数的材料为佳，举例而言，所述母板1的材质可为各式金属或合金材质，如Invar(铁镍合金)或SUS304不锈钢，但不以此为限。本实施方式中，所述母板1为厚度为10～100微米(um)的铁镍合金平板并具有上表面10及与上表面10相对的下表面20。对该母板1进行清洗、烘干后，在母板上、下表面上涂敷光刻胶2并进行硬化处理。对其中一表面，例如上表面10（也可以是下表面20）上的光刻胶2进行曝光和显影后，上表面10上的光刻胶2只留下若干胶条21，上表面10暴露在外部的区域为待电铸区域11（参图3C）。将该母板放置到电镀槽（未图示）中进行电铸，这样待电铸区域11形成一层电铸层3，电铸层的厚度为3-10um。另外，电铸材料可以为铬或白金或金，或是含铬、白金、金其中一种元素的合金。接着除去母板1上表面10上的胶条21及下表面20上的光刻胶2，在母板1的上表面10上通过电铸方式形成有沿母板长度、宽度方向上呈阵列状排布的若干凹槽4（如图3F所示，图中X方向定义为母板长度方向，Y方向定义为母板宽度方向），即所述凹槽4在母板长度方向上排列成若干竖向排，在母板宽度方向上排列成若干横向排。由于采用电铸方式，每一竖向排中相邻的两个凹槽4之间的间隙b可以做到很小（小于10um）。另外，每一凹槽4在母板1宽度方向上的尺寸（即开口宽度）大于在母板1长度方向上的尺寸（即开口宽度）。

其次，在所述母板1具有凹槽4的一面及下表面20分别涂敷光刻胶2。对下表面20上的光刻胶2进行曝光、显影，露出刻蚀所需位置的母板，对露出的母板通过氯化铁溶液进行刻蚀以形成沿母板1宽度方向延伸的若干狭槽5，所述狭槽5贯穿母板1并与凹槽4相通，该两者连通方式可以采用部分或全部相通。具体地，每一狭槽5与一个竖向排对应并与这个竖向排中的所有凹槽4相通。另外，沿该母板长度方向，所述狭槽5在下表面20上的尺寸c（即开口宽度）大于其在上表面10上的尺寸d（即开口宽度）。所述母板1带有凹槽4一侧上的光刻胶2不曝光显影，以保护前期形成的凹槽4不被损坏，完成刻蚀後去除光刻胶，以形成所需的罩板。

最后，将所述罩板固定到到相应的框架上，以形成所需要的高分辨率的掩膜板。

实施方式二：

如图4A,4B所示，与实施方式一不同的是，在对上表面10上的光刻胶2进行曝光、显影后图4A中的e区域中的光刻胶2仍然存在，这样导致在后续的电铸过程中，形成的电铸层3分为若干不连续的电铸部分，每一电铸部分环绕凹槽4，这样可以节约电铸材料。

综上所述，本发明的母板1在一面设置有若干凹槽4及环绕凹槽4的电铸层3，这样可以更好地满足大尺寸掩膜板强度方面的需求，并且每一竖向排中相邻的两凹槽4之间的间距可以做到很小（小于10um），因此，对于要求制作高精细的掩膜板，即使电铸材料制作得很薄，仍然可以满足大尺寸显示设备强度方面的需求。另外，在对所述母板1另一侧的光刻胶2进行刻蚀时，所述母板1带有凹槽4的一侧上的光刻胶2不曝光显影，从而可以保护前期形成的凹槽4不被损坏。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种掩膜板，包括母板，其特征在于：所述母板于一面设有通过电铸方式形成的若干呈阵列状排布的凹槽、及围绕凹槽的电铸层，所述母板还设有通过刻蚀方式形成的贯穿母板的若干狭槽，所述狭槽与所述凹槽部分或全部相通。

2.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述凹槽在母板长度方向上排列成若干竖向排，所述凹槽在母板宽度方向上排成若干横向排，每一竖向排中相邻的两凹槽之间的间距小于10um。

3.根据权利要求2所述的掩膜板，其特征在于，所述狭槽沿母板宽度方向延伸，每一狭槽对应一竖向排并与该竖向排中的所有凹槽相通。

4.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述电铸层的材料为铬或白金或金，或是含铬、白金、金其中一种元素的合金。

5.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述母板设有上表面，所述上表面除凹槽占据区域外，其它区域都覆盖有所述电铸层。

6.根据权利要求 1所述的掩膜板，其特征在于，所述电铸层分为若干不连续的电铸部分，每一电铸部分环绕所述凹槽。

7.根据权利要求 1至6中任一项所述的掩膜板，其特征在于，所述凹槽在母板宽度方向上的开口宽度大于在母板长度方向上的开口宽度。

8.根据权利要求7所述的掩膜板，其特征在于，所述电铸层的厚度为3-10um。

9.一种掩膜板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10，提供一母板，在母板一面上制作通过电铸方式形成的呈阵列状分布的若干凹槽、及围绕凹槽的电铸层；

S20，对母板的另一面进行刻蚀以形成贯穿母板的狭槽，所述狭槽与所述凹槽部分或全部相通。

10.根据权利要求9所述的掩膜板的制备方法，其特征在于，S10具体包括以下步骤：

在母板两面涂敷光刻胶；

对其中一面的光刻胶进行曝光和显影，形成若干胶条及待电铸区域；

将母板放置到电镀槽中进行电铸，在待电铸区域形成所述电铸层；

除去胶条，形成所述凹槽。

11.根据权利要求9所述的掩膜板的制备方法，其特征在于，S20具体包括以下步骤：

在母板两面涂敷光刻胶，一面的光刻胶用以保护所制作的凹槽，另一面光刻胶用于刻蚀需要；

对另一面的光刻胶进行曝光、显影，露出刻蚀所需位置的母板；

对露出的母板进行刻蚀，形成所述与凹槽相通的狭槽。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的掩膜板的制备方法，其特征在于，所述刻蚀过程中使用的是氯化铁溶液。

13.根据权利要求9所述的掩膜板的制备方法，其特征在于，所述凹槽在母板长度方向上排列成若干竖向排，所述凹槽在母板宽度方向上排成若干横向排，每一竖向排中相邻的两凹槽之间的间距小于10um。

14.根据权利要求9所述的掩膜板的制备方法，其特征在于，所述电铸层的材料为铬或白金或金，或是含铬、白金、金其中一种元素的合金。

15.根据权利要求9所述的掩膜板的制备方法，其特征在于，所述母板为厚度10-100um的铁镍合金平板。

16.根据权利要求9所述的掩膜板的制备方法，其特征在于，所述电铸层的厚度为3-10um。

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