CN105543905B - 一种掩膜板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机光电领域，所述的一种掩膜板的制备方法，步骤简单，无需使用刻蚀工艺，工艺成本低；使用电铸法制备形成掩膜板，不但精度高，能够有效提高所述掩膜板的分辨率，而且工艺成熟，生产成本低。本发明所述的一种掩膜板，采用电铸工艺制备，精度高，分辨率高，能够有效提高使用其的显示设备的图像质量。

Description

一种掩膜板及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机光电领域，具体涉及一种殷瓦掩膜板及其制备方法。
背景技术
有机电致发光器件(英文全称Organic Light-Emitting Device，简称OLED)是主动发光器件，具有低功耗、色域广、体积更薄等优点，有望成为下一代主流照明和平板显示技术。当前高像素密度的OLED显示面板的生产需要采用厚度很薄、热膨胀系数小的精细金属掩膜板(Fine Metal Mask，FMM)来作为掩膜板(或称荫罩板)，用来蒸镀OLED显示面板像素单元内的有机发光体。
OLED用精细金属掩膜板通常使用殷瓦合金(INVAR，又称殷钢)一般通过湿法刻蚀的方法来制备，首先在殷瓦合金表面涂覆感光膜，通过曝光的方式将掩膜板的精细图案转移在感光膜上，再通过显影和湿法刻蚀的方式最后制成精细金属掩膜板。
因为Invar材质的掩膜板上的开孔都很小，湿法刻蚀的定位精准度较差，容易导致最后得到的开孔的位置和大小具有较大偏差，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。同时，如图1所示，刻蚀基于化学溶解，形成的开孔表面毛糙，孔壁不光滑，且孔壁两侧倾斜角度不一致，使得蒸镀阴影不一致，不利于发光材料完全转移。因此，再加上安装偏差，极易导致FMM方法无法实现高分辨率屏体的蒸镀，使得FMM方法制备得到的屏体的最高分辨率仅为320PPI(Pixels Per Inch，每英寸所拥有的像素数目)左右。
为此，如何提高精细金属掩膜板的分辨率，同时降低制造成本是业界亟待解决的问题。
发明内容
为此，本发明所要解决的是现有技术中精细金属掩膜板分辨率低、成本高的问题，进而提供一种分辨率高、成本低的复合掩膜板及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种掩膜板的制备方法，包括以下步骤：
在母版上形成第一光刻胶层，并图案化形成包括第一骨架与第一镂空区域的第一掩膜图案层；
以所述第一掩膜图案层为掩膜，在所述母版上形成嵌设在所述第一镂空区域中的第一电铸层；
在所述第一电铸层上形成第二光刻胶层，并图案化形成包括第二骨架与第二镂空区域的第二掩膜图案层；
以所述第二掩膜图案层为掩膜，在所述第一电铸层上直接形成嵌设在所述第二镂空区域中的第二电铸层；
去除所述第一掩膜图案层与所述第二掩膜图案层；
将所述第一电铸层与所述第二电铸层从所述母板上剥离，即得。
优选地，所述第二掩膜图案层在所述母版上的投影覆盖所述第一掩膜图案层在所述母版上的投影。
优选地，所述第二光刻胶层的图案化过程包括：曝光步骤、显影步骤以及加热塑形步骤。
优选地，沿所述第二骨架的所在平面的垂直方向，所述第二骨架的截面为不连续的若干倒置梯形。
优选地，所述母版为金属母版，所述第一电铸层和/或所述第二电铸层通过电化学沉积工艺形成。
优选地，所述第一电铸层和/或所述第二电铸层为殷瓦(invar)合金层。
优选地，所述第一电铸层厚度为5μm～20μm；所述第二电铸层厚度为10μm～35μm。
优选地，所述第一光刻胶层为正性光刻胶层，厚度为5μm～20μm。
优选地，所述第二光刻胶层为负性光刻胶层，厚度为10μm～35μm。
本发明实施例还提供一种所述的掩膜板的制备方法所制备的掩膜板。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1、本发明所述的一种掩膜板的制备方法，包括以下步骤：在母版上形成第一光刻胶层，并图案化形成包括第一骨架与第一镂空区域的第一掩膜图案层；以所述第一掩膜图案层为掩膜，在所述母版上形成嵌设在所述第一镂空区域中的第一电铸层；在所述第一电铸层上形成第二光刻胶层，并图案化形成包括第二骨架与第二镂空区域的第二掩膜图案层；以所述第二掩膜图案层为掩膜，在所述第一电铸层上直接形成嵌设在所述第二镂空区域中的第二电铸层；去除所述第一掩膜图案层与所述第二掩膜图案层；将所述第一电铸层与所述第二电铸层从所述母板上剥离，即得。所述掩膜板的制备方法步骤简单，无需使用刻蚀工艺，工艺成本低；优选使用电铸法制备形成掩膜板，不但精度高，能够有效提高所述掩膜板的分辨率，而且工艺成熟，生产成本低。
2、本发明所述的一种掩膜板，采用电铸工艺制备，精度高，分辨率高，能够有效提高使用其的显示设备的图像质量。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是现有技术中通过刻蚀工艺制得的掩膜板截面图；
图2a～2i是本发明所述的掩膜板的制备方法在制备过程中的剖视图；
图3是本发明所述的掩膜板的制备方法的流程图；
图中附图标记表示为：1-母版、2-第一光刻胶层、21-第一掩膜图案层、22-第一骨架、23-第一镂空区域、3-第一电铸层、4-第二光刻胶层、41-第二掩膜图案层、42-第二骨架、43-第二镂空区域、5-第二电铸层、6-掩膜板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。
下面将结合图2a～2i与图3详细说明根据本发明实施例的一种掩膜板及其制备方法。
所述的一种掩膜板的制备方法，如图3所示，包括以下步骤：
S1、如图2a所示，在母版1上形成第一光刻胶层2，如图2b、2c所示，通过曝光和显影工艺对所述第一光刻胶层2进行图案化形成包括第一骨架22与第一镂空区域23的第一掩膜图案层21；所述母版1为金属母版，所述第一光刻胶层2为厚度为5μm～20μm的正性光刻胶层，本实施例优选厚度为15μm。
S2、如图2d所示，以所述第一掩膜图案层21为掩膜，在所述母版1上形成嵌设在所述第一镂空区域23中的第一电铸层3；本实施例中，所述第一电铸层3通过电铸工艺形成。
所述第一电铸层3为殷瓦(invar)合金层。殷瓦合金(invar，也称为殷钢)是一种镍铁合金，其成分为镍36％，铁63.8％，碳0.2％，它的热膨胀系数极低，能在很宽的温度范围内保持固定长度，甚至接近零的膨胀系数，在蒸镀工艺的高温过程中能保持自身结构的稳定性，有效增加了所述掩膜板的使用精度。所述第一电铸层厚度为5μm～20μm，本是实施例中优选为15μm。
作为本发明的一个实施例，本实施例中，电铸液的成分参数为：
电铸材料为磁性镍或镍基合金材料。
S3、如图2e所示，在所述第一电铸层3上形成第二光刻胶层4，如图2f所示，对所述第二光刻胶层4进行图案化形成包括第二骨架42与第二镂空区域43的第二掩膜图案层41。所述第二光刻胶层4的图案化过程包括：曝光步骤、显影步骤以及加热塑形步骤，其中，曝光步骤中通过对曝光强度的调节、加热塑形步骤中调整母版1的加热温度，使得沿所述第二骨架42的所在平面的垂直方向，所述第二骨架42的截面为不连续的若干倒置梯形，优选为等腰梯形；所述倒置梯形的侧边与底边夹角小于90°不大于45°。
所述第二光刻胶层4为负性光刻胶层，厚度为10μm～35μm；作为本发明的一个实施例，本实施例中厚度为15μm。
S4、如图2g所示，以所述第二掩膜图案层41为掩膜，在所述第一电铸层3上形成嵌设在所述第二镂空区域43中的第二电铸层5；所述第二电铸层5通过电铸工艺形成，优选为为殷瓦(invar)合金层，其制备方法同步骤S2。所述第二电铸层厚度为10μm～35μm，本实施例优选为15μm。
所述第二掩膜图案层41在所述母版1上的投影覆盖所述第一掩膜图案层21在所述母版1上的投影，且，所述第二掩膜图案层41与所述第一掩膜图案层21的接触面完全重叠，使得所述第二骨架42能够与所述第一骨架22精确对位，其沿所述第一骨架22所在平面的垂直方向，所述第二骨架42能够垂直对应设置在所述第一骨架22上。
同时，由于所述第二骨架42的截面为不连续的若干倒置梯形，这就使得所述第二电铸层5的截面为设置在方形所述第一电铸层3上的正梯形，且所述方形与所述正梯形接触边重叠；使得所述第一电铸层3与所述第二电铸层5形成一体的下宽上窄结构。
S5、如图2h所示，通过灰化(stripper)工艺去除所述第一掩膜图案层21与所述第二掩膜图案层41。
S6、如图2i所示，将所述第一电铸层3与所述第二电铸层5从所述母板1上剥离，即得所述掩膜板6。去胶前所述第一骨架22、第二骨架42所占区域为所述掩膜板6的开口区域。
作为本发明的其他实施例，所述掩膜板的材料、厚度、光刻胶的材料与厚度不限于此，本实施例所述的掩膜板的材料、厚度、光刻胶的材料与厚度仅为了将本发明的构思充分传达给本领域技术人员。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种掩膜板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在母版上形成第一光刻胶层，并图案化形成包括第一骨架与第一镂空区域的第一掩膜图案层；
以所述第一掩膜图案层为掩膜，在所述母版上形成嵌设在所述第一镂空区域中的第一电铸层；
在所述第一电铸层上形成第二光刻胶层，并图案化形成包括第二骨架与第二镂空区域的第二掩膜图案层；
沿所述第二骨架的所在平面的垂直方向，所述第二骨架的截面为不连续的若干倒置梯形；
以所述第二掩膜图案层为掩膜，在所述第一电铸层上直接形成嵌设在所述第二镂空区域中的第二电铸层；
去除所述第一掩膜图案层与所述第二掩膜图案层；
将所述第一电铸层与所述第二电铸层从所述母版 上剥离，即得。
2.根据权利要求1所述的掩膜板的制备方法，其特征在于，所述第二掩膜图案层在所述母版上的投影覆盖所述第一掩膜图案层在所述母版上的投影。
3.根据权利要求1或2所述的掩膜板的制备方法，其特征在于，所述第二光刻胶层的图案化过程包括：曝光步骤、显影步骤以及加热塑形步骤。
4.根据权利要求1或2所述的掩膜板的制备方法，其特征在于，所述母版为金属母版。
5.根据权利要求1或2所述的掩膜板的制备方法，其特征在于，所述第一电铸层和/或所述第二电铸层为殷瓦(invar)合金层。
6.根据权利要求1或2所述的掩膜板的制备方法，其特征在于，所述第一电铸层厚度为5μm～20μm；所述第二电铸层厚度为10μm～35μm。
7.根据权利要求1或2所述的掩膜板的制备方法，其特征在于，所述第一光刻胶层为正性光刻胶层，厚度为5μm～20μm。
8.根据权利要求1或2所述的掩膜板的制备方法，其特征在于，所述第二光刻胶层为负性光刻胶层，厚度为10μm～35μm。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的掩膜板的制备方法所制备的掩膜板。
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