CN107851716B - 用于使用混合加工方法来制造荫罩的方法以及由此制造的荫罩 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造金属荫罩的方法和荫罩，并且涉及一种用于制造具有其上形成的掩膜图案的荫罩的方法，本主题为用于使用混合加工方法来制造荫罩的方法以及由此制造的荫罩，用于制造荫罩的方法包括：用于在基底的上侧上照射激光束的激光加工步骤，由此在基底上形成激光加工图案；以及用于在其中形成激光加工的图案的基底的下侧或者上侧上执行湿法蚀刻的湿法蚀刻步骤，由此形成对激光加工的图案的延续的湿法蚀刻的图案。因此，激光加工和湿法蚀刻被混合使用，并且因此解决了由于传统激光加工工艺导致的生产力恶化问题，并且示出了能够借助于湿法蚀刻提供高质量荫罩的效果。

Description

用于使用混合加工方法来制造荫罩的方法以及由此制造的 荫罩
技术领域
本发明一般地涉及制造金属荫罩的方法和由该方法制造的荫罩。更具体地，本发明涉及制造金属荫罩的方法以及由该方法制造的荫罩，其中包括湿法刻蚀和激光加工的混合加工被用于形成荫罩上的包括湿法刻蚀的图案和激光加工的图案的掩模图案。
背景技术
金属掩模一般被用于在制造有机电致发光(EL)器件、有机半导体元件等时的真空沉积工艺。
此类金属掩模具有三维(3D)结构，其具有多个圆形孔或锥形结构。通过将金属掩模布置在衬底上并且向该衬底的特定区域沉积期望图案的发光层来制造诸如有机EL器件的半导体元件。
美国专利号5348825和5552662公开了用于制造金属掩模的常规湿法刻蚀方法，该方法包括制造荫罩的化学湿法刻蚀方法。应用于目前工业场所的荫罩是化学湿法刻蚀类型。
下面参照图1对常规湿法刻蚀的简要说明进行描述。
1.抗蚀剂涂覆：将光刻胶2涂覆在金属膜1的两个面上。
2.图案涂覆：通过使用玻璃掩模图案3(或石英掩模)在光刻胶2上执行曝光工艺。
3.显影：在玻璃掩模图案3(或石英掩模)转移到光刻胶2的上表面上之后，去除用于形成图案的玻璃掩模3并且通过执行显影工艺而选择性地去除光刻胶2。
4.第一次刻蚀：在其中形成有图案的光刻胶2的上表面上执行湿法刻蚀，以去除金属膜1的一部分，从而通过使用刻蚀液将光刻胶2去除(光刻胶2的孔)。
5.填充：在其中去除了其的一部分的金属膜1的上表面中填充抗刻蚀的填充材料。填充抗刻蚀的填充材料以在对金属膜1的下表面执行刻蚀时保护由第一次刻蚀所形成的金属掩模的上表面的形状。
6.第二次刻蚀：刻蚀金属膜1的下表面。
7.去除：将抗刻蚀填充材料和光刻胶去除，并且最终获得金属荫罩。
以上工艺列出了通过使用湿法刻蚀制造金属荫罩的典型工艺，并且根据以上工艺开发了各种修改。例如，可以跳过步骤“5.填充”，或者在同一时间对金属膜的两面进行刻蚀。然而，一般通过使用图1中所描述的化学湿法刻蚀的技术来制造金属掩模。
湿法刻蚀具有如图2中所示的各向同性特征。换言之，在金属膜被去除的同时金属膜在从光刻胶的孔的所有方向上同等地受到刻蚀液的影响。因此，金属膜的横截面形状被形成为具有半圆形状，如图3中所示。因此，在金属膜上最终形成的金属掩模包括其中孔的边缘(参见附图中圈出的部分)非常薄的孔。
因此，孔的边缘的厚度可能对精确且稳定地确保孔的尺寸或形状具有不利影响。
出于这个原因，一般不在金属膜的一面(上表面或下表面)上执行金属膜的湿法刻蚀，而是如图3中所示在金属膜的两面上执行。通过使用在美国专利号5348825、5552662等中公开的各种方法在金属膜的两面上执行湿法刻蚀。
通过使用常规方法形成其中在上表面上形成的掩模与在下表面上形成的掩模彼此相交的交叉线(横截面中的交叉点)。此外，可以通过在金属膜的任意一面上执行具有弱强度的湿法刻蚀来实现包括具有小尺寸的锥形结构(图3中的32)的金属膜。通过使用此类锥形结构可以确保孔的尺寸和形状。出于此原因，在现有技术中底切的高度(图3中的t)被声明为金属膜的整个厚度T的30％～40％。
然而，由湿法刻蚀的各向同性特征形成此类锥形结构，因此其可以被形成为具有底切形状。
当通过使用此类金属掩模向显示器件的衬底沉积电致发光材料时，具有此类底切形状的金属膜显示出了其限制。当通过金属掩模的孔沉积电致发光材料时，由于底切形状，电致发光材料被不均匀地沉积在衬底上。
换言之，底切形状导致在对应于该底切形状的衬底的位置上的电致发光材料的逐渐沉积。因此，当通过使用此类金属掩模进行制造时，发生显示器件的性能下降。
同时，已知当前湿法刻蚀可以被应用最高到300ppi(每英寸像素)。然而，难以使用常规湿法刻蚀方法来生产具有QHD(大概500ppi)或UHD(大概800ppi)的分辨率的显示器件。
图4是说明常规湿法刻蚀的各向同性形状的视图((1)、(2)和(3)的公式显示了形状(A，B，D，E，T，节距和刻蚀因数)的因数之间的相关性)，并且通过形状的因数之间的相互作用公式。
可以对在使用湿法刻蚀时实现显示器件的高分辨率的限制进行解释。因此，该图并没有示出在基底的两面上执行的湿法刻蚀。
一般地，要求的分辨率越高，则要求的图4中的节距的值越小，并且因此宽度B的值也应该越小。根据公式(3)，为了得到宽度B的较小值，则要求PR宽度A或深度D的较小值。
然而，PR宽度A的值不可以变成无限小的值，因为由于曝光工艺的特征难以获得PR宽度A的非常小的值。即使获得了无限小的值，其可以导致刻蚀因数的下降。
此外，对于将深度值D设置到小的值而言也存在限制。这是因为，尽管使用了对金属掩模的两面进行刻蚀的方法，但参照图3，当深度D值变得较小时底切的尺寸变得较大，因此电致发光材料被不均匀地沉积在衬底上。另外，由于存在在湿法刻蚀期间处理金属板所要求的最小厚度，所以金属掩模的厚度T不可以被减小。
此外，难以通过仅仅执行湿法刻蚀来实现具有高分辨率的显示器件。可以在俯视图中所显示的精细结构上找到原因。
不仅在掩模的横截面形状中也在掩模的俯视形状中显示了湿法刻蚀的各向同性特征。如图5中所示，掩模的实际加工的3D形状具有碗形状，因此掩模的四个边不是圆形的且不是锐利的。此类特征是难以应用于显示器件(要求锐利的四边形或多边形沉积区域)的特征。特别是，对于此类特征要被应用于具有诸如QHD或UHD的高分辨率的显示器件中而言是困难的。
因此，由于上述形状的因数之间的限制和相关性，难以通过使用常规湿法刻蚀来实现具有QHD(大概500ppi)或UHD(大概800ppi)的分辨率的显示器件。
此外，由于湿法刻蚀的各向同性特征，对于通过使用常规湿法刻蚀来实现具有湿法刻蚀的表面的曲率的一定半径的湿法刻蚀的图案存在限制，并且因此，难以实现具有各种形状的孔。
同时，近来，通过使用超短脉冲激光来制造金属荫罩。韩国专利申请公开号10-2013-0037482和10-2015-0029414是典型的技术，并且本发明的申请人还提交了针对相关发明的申请(韩国专利申请号10-2014-0182140和10-2015-0036810)。
图6是示出通过使用激光来制造金属荫罩的基本工艺的视图。
通过使用激光来制造金属荫罩的方法包括：
1.在沿着对应于掩模孔的形状的第一环形曲线移动激光束的同时将激光束照射到衬底上面的第一照射步骤；以及
2.在沿着设置在第一环形曲线内并且具有小于第一环形曲线的内部区域的第二环形曲线移动激光束的同时将激光束照射到衬底上面的第二照射步骤。
3.此外，通过使用激光来制造金属荫罩的另一种方法包括：将具有第一能量的激光束照射到其中在衬底上形成掩模孔的位置上面的第一照射步骤；以及将具有低于第一能量的第二能量的激光束照射到其上面照射了第一照射步骤的激光束的同一位置上面的第二照射步骤。
为了提高加工的金属掩模的精确度，通过使用此类激光来制造金属荫罩的方法一般使用超短脉冲激光。一般由通过使用超短脉冲激光的各种低强度脉冲的累积来对去除或加工金属基底。
使用激光的此类方法具有通过配置特定的光学系统或改变激光或脉冲调制的强度变化而指定在金属基底上所照射的激光束的能量分布或强度的效果。
例如，可以通过配置具有特定能量分布的光学系统和控制激光以及衬底的相对移动(参照图7)来制造具有适当锥形结构而不包括底切的金属掩模。
然而，上述方法的最大限制在于难以确保能够用于工业场所的生产力。
换言之，使用激光的金属加工方法以激光的脉冲序列连续地向金属基底施加能量，并且引起从金属基底的表面被逐渐地去除的基底的金属材料的去除。在这里，可以通过向金属基底施加增大的照射的激光的强度来增大加工速度(去除的材料的量)。然而，由于施加到金属基底的高能量引起的热不能够被充分地消散并且被累积在金属基底上，因此累积的热导致加工质量的下降。总之，为了确保高质量荫罩，应该通过施加具有用于加工所需的最小能量的多个激光脉冲来逐渐地加工金属材料。然而，难以通过使用此类方法来确保足够的生产力。
发明内容
技术问题
已经提出本发明以解决相关技术中的问题，并且本发明的目的是提供一种制造荫罩的方法以及使用该方法制造的荫罩，其中包括湿法刻蚀和激光加工的混合加工被用于形成荫罩上的包括激光加工的图案和湿法刻蚀的图案的掩模图案。
技术方案
为了实现以上目的，根据本发明的一个方面，提供了制造荫罩的方法，其中混合加工被用于在荫罩上形成掩模图案，该方法包括：通过从基底上方照射激光束而形成激光加工的图案；以及通过从其上形成有激光加工的图案的基底上方或从其下方执行湿法刻蚀来形成从激光加工的图案延续的湿法刻蚀的图案。
而且，形成激光加工的图案可以包括：在基底上设置单元加工区域的第一步；在沿着从单元加工区域的第一边界至第二边界的第一扫描路径移动激光束的同时执行激光加工以在单元加工区域内形成激光加工的图案的一部分的第二步；将激光束转到下一个方向、将激光束移动一个步距并且在沿着第二扫描路径移动激光束的同时执行激光加工以在单元加工区域内形成激光加工的图案的另一部分的第三步；以及在沿着第n扫描路径移动激光束的同时重复第二步和第三步直到完成激光加工的第四步，从而在单元加工区域的整个区域上完成激光加工。
另外，形成激光加工的图案可以进一步包括为扫描路径中的每一个设置加工深度。
此外，可以通过为每个扫描路径设置激光束的强度、通过为一个扫描路径内的激光束源的每个脉冲设置能量强度或通过设置该两种的组合而由沿着扫描路径移动的激光束的重叠率[重叠率＝{(激光束的尺寸-扫描节距)/激光束的尺寸}×100，扫描节距＝v/f，v：激光束与由操作部件操作的基底的相对速度，f：施加到基底的激光束源的脉冲频率]、由扫描路径的重叠数目来确定加工深度，或者可以由以下各项中的两个或更多个的组合来确定加工深度：激光束的重叠率[重叠率＝{(激光束的尺寸-扫描节距)/激光束的尺寸}×100，扫描节距＝v/f，v：激光束与由操作部件操作的基底的相对速度，f：施加到基底的激光束源的脉冲频率]；扫描路径的重叠数目；以及针对每个扫描路径的激光束的强度的设置，或针对激光束源的每个脉冲的能量强度的设置。
而且，可以通过设置第一至第n扫描路径和第一至第m扫描路径来形成激光加工的图案，第一至第m扫描路径与第一至第n扫描路径垂直。
在这里，可以通过根据扫描路径将累积的能量分布设置到激光束的强度的序列而将激光加工的图案形成为锥形的。
而且，形成激光加工的图案可以进一步包括：在单元激光加工区域内的激光加工的图案区域上设置多个能量区域；以及通过根据激光束的强度序列由能量区域设置累积的能量分布来设置能量区域中的每个的加工深度。
在这里，可以通过扫描路径的重叠数目、或者通过设置针对沿着扫描路径移动的激光束源中的每个脉冲的能量强度变化来由能量区域设置累积的能量分布。
另外，可以通过顺序地设置扫描路径的重叠数目或者通过顺序地设置沿着扫描路径移动的激光束源中的每个脉冲的能量强度来由能量区域设置累积的能量分布而将激光加工的图案形成为锥形的。
此外，从第n-1扫描路径转向第n扫描路径的激光束的步距可以等于或小于第n-1扫描路径的激光束的尺寸。
而且，第n扫描路径的激光束可以在与第n-1扫描路径的方向相同的方向或相反的方向移动。
而且，可以根据激光加工的图案的形状将第n-1扫描节距和第n扫描节距设置为具有不同的值(扫描节距＝v/f，v：激光束与由操作部件操作的基底的相对速度，f：施加到基底的激光束源的脉冲频率)。
同时，形成湿法刻蚀的图案可以包括：在基底的上表面上形成光刻胶图案以形成湿法刻蚀的图案，并且在基底上沿着光刻胶被去除的区域执行湿法刻蚀。
在这里，在形成湿法刻蚀的图案时，可以在与激光加工方向相同或相反的方向在基底的一个表面上执行湿法刻蚀。
而且，可以在与激光加工方向相同或相反的方向形成由湿法刻蚀形成的湿法刻蚀的图案以从激光加工的图案的激光加工的表面延续。
此外，在与激光加工方向相反的方向形成的从激光加工的图案的激光加工的表面延续的湿法刻蚀的图案可以被形成为直到或小于基底的整个厚度的40％。
而且，湿法刻蚀的图案可以具有湿法刻蚀的图案的湿法刻蚀的表面的曲率的半径，该曲率的半径小于湿法刻蚀的图案的加工深度。
有益效果
本发明使用包括湿法刻蚀和激光加工的混合加工用于制造荫罩。该方法产生解决常规激光加工的生产力下降的效果，并且使用湿法刻蚀提供具有高质量的荫罩。
此外，通过使用包括湿法刻蚀和激光加工的混合加工解决了由湿法刻蚀的各向同性特征导致的底切问题。相应地，防止了沉积在衬底上的电致发光材料的逐渐沉积，其中沉积电致发光材料的边界部分变得清晰，并且因此存在提升了显示器件的性能的效果。
而且，在使用混合加工的本发明中，通过激光加工形成孔形状的大部分，并且通过调整每个位置的激光束的能量水平来将湿法蚀刻的图案的湿法蚀刻的表面的曲率的半径值实现在湿法蚀刻的限制值之下。而且，湿法蚀刻的图案的湿法蚀刻的表面的曲率的半径值可以被调整为低于限制值的某一值。因此，存在实现各种形状的孔的效果。
而且，通过使用包括湿法刻蚀和激光加工的混合加工，用于形成荫罩的形状的因数不局限于其限制，并且因此本发明的荫罩可以被用于实现具有QHD(大概500ppi)或UDH(大概800ppi)的分辨率的显示器件。
附图说明
图1是根据常规化学湿法刻蚀制造荫罩的方法的示意图。
图2是通过常规化学湿法刻蚀制造的荫罩的示意图。
图3是通过常规双面湿法刻蚀制造的荫罩的示意图。
图4是说明常规湿法刻蚀的各向同性形状的视图(对示出形状(A，B，D，E，T，节距和刻蚀因数)的因数之间的相关性的公式(1)、(2)和(3)的说明)。
图5是示出常规湿法刻蚀的以俯视图绘制的各向同性形状的视图。
图6是通过常规激光加工制造荫罩的方法的示意图。
图7是示出通过使用常规激光加工形成的荫罩的照片的视图。
图8是根据本发明的实施例制造荫罩的方法的示意图。
图9是根据本发明的另一实施例制造荫罩的方法的示意图。
图10至图16是根据本发明的各种实施例的激光加工的示意图。
具体实施方式
本发明一般地涉及制造用于沉积工艺的金属荫罩同时制造有机EL器件或有机半导体的方法。更具体地，本发明涉及制造金属荫罩的方法，其中包括湿法刻蚀和激光加工的混合加工被用于在荫罩上形成具有激光加工的图案和湿法刻蚀的图案的掩模图案。
因此，可以解决常规激光加工的生产力下降，并且通过执行湿法刻蚀提供了具有高质量的荫罩。
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施例。图8是根据本发明的实施例的制造荫罩的方法的示意图，图9是根据本发明的另一实施例的制造荫罩的方法的示意图，并且图10至图16是根据本发明的各种实施例的激光加工的示意图。
如图8和图9中所示，在根据本发明的一个实施例的制造荫罩的方法中，混合加工被用于在荫罩上形成掩模图案。该方法包括：通过从基底110上方照射激光束而在基底110上形成激光加工的图案120；并且通过从其上形成有激光加工的图案120的基底110上方或从其下方执行湿法刻蚀而形成从激光加工的图案120延续的湿法刻蚀的图案130。
换言之，本发明的方法制造包括具有湿法刻蚀的图案130和激光加工的图案120的掩模图案的荫罩。
在这里，形成在荫罩上的多个掩模图案具有对应于要沉积在衬底上的薄膜图案的形状的形状。掩模图案是沉积材料穿透其的区域，并且在基底110上除多个掩模图案区域以外的区域是沉积材料不能穿透其的阻挡区域。
换言之，荫罩被配置为具有包括沉积材料不能穿透其的阻挡区域和被形成为彼此间隔开的多个掩模图案的掩模图案以及阻挡区域。如上所述，荫罩的掩模图案是指多个掩模图案的布置的形状或布置的配置。
本发明公开了用于制造具有此类掩模图案的荫罩的方法，并且公开了制造荫罩的方法，其中使用混合加工形成具有由激光加工形成的激光加工的图案和由湿法刻蚀形成的湿法刻蚀的图案的掩模图案。
图8是根据本发明的实施例的制造荫罩的方法的示意图。通过从基底110上方(基底110的上表面)照射激光束L而在基底110上形成激光加工的图案120，并且通过从其上形成有激光加工的图案120的基底110上方(基底110的上表面)执行湿法刻蚀而形成从激光加工的图案120延续的湿法刻蚀的图案130。
图9是示出根据本发明的另一实施例的制造荫罩的方法的视图。通过从基底110上方(基底110的上表面)照射激光束L而在基底110上形成激光加工的图案120，并且通过从其上形成有激光加工的图案120的基底110下方(基底100的下表面)执行湿法刻蚀而在基底110上形成从激光加工的图案120延续的湿法刻蚀的图案130。
在这里，优选通过激光加工使得内直径朝着主体110的下表面逐渐锥形化而形成激光加工的图案120。在完成此类激光激光的图案120之后，在与激光加工方向相同或相反的方向通过湿法刻蚀形成湿法刻蚀的图案130。
由激光加工在基底110上形成激光加工的图案120，并且因此首先执行荫罩的精细结构的形状加工。
在本发明中，与常规激光加工相比，将高强度的激光束施加到基底上，并且因此金属材料的表面的加工质量由热累积效应而被最小程度地降低，而在基底上快速地形成精细结构的近似形状。
在这里，由于接近孔的下部分的累积的能量脉冲变得较大而导致激光加工的图案的质量变得较差。因此，在激光加工的图案120的表面上由湿法刻蚀形成湿法刻蚀的图案130，使得获得掩模图案的光滑表面。因此，可以形成具有良好质量的金属荫罩。
由激光加工形成激光加工的图案的方法包括：在基底上设置单元加工区域的第一步；沿着从单元激光加工区域的第一边界向第二边界的第一扫描路径移动激光束的同时执行激光加工以在单元加工区域内形成激光加工的图案的一部分的第二步；将激光束转到下一个方向、将激光束移动一个步距并在沿着第二扫描路径移动激光束的同时执行激光加工以在单元加工区域内形成激光加工的图案的另一部分的第三步；以及在沿着第n扫描路径移动激光束的同时重复第二步和第三步直到完成激光加工的第四步，从而在单元加工区域的整个区域上完成激光加工。
从基底的表面以凹雕形状形成激光加工的图案，并且本发明的单元加工区域是指其中通过一次设置激光加工装置而形成激光加工图案的区域。可替选地，用户可以通过在基底上随机地指定一个特定区域来设置单元加工区域。此类单元加工区域可以包括一个或多个激光加工的图案。考虑到加工速度而优选将单元加工区域设置为大的。
可以一次或多次设置此类单元加工区域。从湿法刻蚀的图案延续的激光加工的图案在单元加工区域被完全加工时完成。
如图10中所示，在根据本发明在基底上由激光加工形成激光加工的图案的方法中，首先，在其上形成有湿法刻蚀的图案的基底上设置单元加工区域(第一步)。
单元加工区域可以包括一个或多个激光加工的图案，并且在基底上被设置为虚拟区域。
详细地，单元加工区域的长度是指其中激光束能够沿着一个扫描路径移动而不用调转其方向的长度。单元加工区域的宽度一般被设置为稍后将描述的其中激光束调转其方向的步距。
当设置此类单元加工区域时，通过设置其中将激光加工的图案的整个区域包括在其内的单元加工区域而对单元加工区域进行整个地加工而不用对单元加工区域进行划分并加工若干次。由通过使用常规扫描装置将加工对象的整个区域划分并加工成若干数目而导致的拼接问题可以被消除。
此外，可以在通过将单元加工区域设置为与大尺寸的基底相同来加工大尺寸的基底时消除拼接效应。
然后，激光束沿着从单元加工区域的第一边界到单元加工区域的第二边界的第一扫描路径移动，并且激光束对单元加工区域内所包括的激光加工图案的一部分进行加工(第二步)。
换言之，第一扫描路径被设置为从单元加工区域的一个边界到单元加工区域的另一边界，并且激光束在沿着第一扫描路径移动的同时对单元加工区域内所包括的激光加工图案中的一部分或整体进行加工。
当激光束通过沿着第一扫描路径移动而到达单元加工区域的另一边界时，然后激光束将其方向转到下一步，移动一个步距并且在沿着第二扫描路径移动的同时对激光加工的图案中的另一部分进行加工(第三步)。
换言之，当激光束到达单元加工区域的另一边界时，激光束被关闭，转到下一步，并且移动一个步距。然后，设置第二扫描路径，并且在这里将激光束开启。
步距是指相邻扫描路径之间的距离，例如第一扫描路径与第二扫描路径之间的距离，并且是指从沿着第一扫描路径移动的激光束的中心到沿着第二扫描路径移动的激光束的中心的距离。
在这里，如图10中所示，第一扫描路径和第二扫描路径可以被设置为具有相同方向，可替选地，可以被设置为具有相反的方向。换言之，激光束可以被设置为以相反方向移动。换言之，第n-1扫描路径和第n扫描路径可以被设置为使得激光束以彼此相同或相反的方向移动。然而，其并不限于此，并且可以将多个扫描路径设置为特定方向、或为与该特定方向相反的方向或者为所述两种的组合。
此外，其中激光束将其方向从第一扫描路径转到第二扫描路径的步距被设置为等于或小于第一扫描路径的激光束的尺寸，使得均匀的图案刻蚀被加工。换言之，其中激光束将其方向从第n-1扫描路径转到第n扫描路径的步距等于或小于第n-1扫描路径的激光束的尺寸。
此外，可以根据激光加工的图案的形状将第n-1扫描节距和第n扫描节距设置为彼此不同。在这里，扫描节距遵循公式：扫描节距＝v/f(v：激光束与由操作部件操作的基底的相对速度，f：施加到基底的激光束源的脉冲频率)。扫描节距是指连贯的激光束之间的距离并且通过考虑激光束与基底的相对速度和激光束源的脉冲频率来确定。
此类扫描节距被用于参考以设置稍后将描述的激光束的重叠率(overlap rate)，并且当扫描节距变得较窄时，重叠率增大。重叠率对设置激光加工的图案的加工深度具有影响。
接下来，在将激光束沿着第n扫描路径移动的同时重复第一步和第二步直至完成激光加工，从而完成对单元加工区域的整个区域上的激光加工(第四步)。
如图10中所示，激光束在沿着第一扫描路径移动的同时从单元加工区域的第一边界对第一扫描路径内的激光加工的图案的一部分进行加工。当激光束到达单元加工区域的第二边界时，激光束将其方向转到下一步，移动一个步距，在沿着第二扫描路径移动的同时对激光加工的图案的另一部分进行加工并到达返回至单元加工区域的第一边界。重复上述过程直至设置第n扫描路径，并且之后激光束在沿着第n扫描路径移动的同时对激光加工的图案进行加工并到达单元加工区域的边界中的一个，从而激光束在单元加工区域的整个区域上完成激光加工。
因此，在激光加工期间出现的激光束的方向调转的数目被显著地减小(通过沿着扫描路径移动来加工->转向下一步并移动)。通过重复执行简单的加工过程而对激光加工的图案进行加工。因此，激光加工的图案的生产力得到了提升。
因此，本发明公开了通过使用激光束在基底上形成从湿法刻蚀的图案延续的激光加工的图案的方法。在基底上设置单元加工区域，并且通过将其中激光束沿着扫描路径移动的扫描路径设置到单元加工区域上的特定扫描节距距离而在单元加工区域中的每一个上执行激光加工。相应地，避免了热能量累积，因此基底得到了保护并且可以在基底上形成精细图案。
此外，在加工区域内包括的激光加工的图案包括多个扫描路径。因此，为了完成激光加工的图案的激光加工，在激光加工的图案内的整个扫描路径上执行激光加工。因此，在形成激光加工的图案的同时通过间歇地加工并给予激光加工停顿时间而避免了在基底上的热能量累积，因此基底得到了保护并且在基底上形成精细图案。
同时，当激光束沿着扫描路径移动时，可以为每个扫描路径设置加工深度。换言之，可以将第一扫描路径的加工深度设置为特定值，可以将第二扫描路径的加工深度设置为其他特定值，并且可以将第n扫描路径的加工深度设置为另一特定值或为与大部分位于加工区域的中心的扫描路径对称的值。可以根据激光加工的图案的形状对加工深度进行各种设置，并且可以通过控制激光束的累积的能量分布来实现设置此类加工深度。
首先，为了设置加工深度，由沿着扫描路径移动的激光束的重叠率来控制加工深度[重叠率＝{(激光束的尺寸-扫描节距)/激光束的尺寸}×100，扫描节距＝v/f，v：激光束与由操作部件操作的基底的相对速度，f：施加到基底的激光束源的脉冲频率]。
根据激光束的重叠率的加工深度可以通过固定激光束源的脉冲频率值并改变用于每个扫描路径的激光束的相对速度来设置，或者可以通过固定激光束的相对速度并改变用于每个扫描路径的脉冲频率值来设置。
换言之，可以通过根据激光束的尺寸控制扫描节距来设置激光束的重叠率。根据公式：扫描节距＝v/f，通过调整激光束的相对速度和脉冲频率的值来控制用于每个扫描路径的激光束的重叠率的程度。通过控制重叠率的程度来设置加工深度，因此设置越深的加工深度，则设置越大的激光束的重叠率。
图11是由激光束的重叠率的程度控制加工深度的示意图，并且示出了通过控制用于每一个扫描路径的激光束的重叠率来形成具有一定深度的激光加工的图案的方法。
第二，可以通过控制扫描路径的重叠数目来设置加工深度。换言之，可以根据同一扫描路径内的激光束的移动的数目来控制累积的能量分布而设置激光加工的图案的加工深度。
详细地，用于每个扫描路径的激光束的相对速度和脉冲频率值是固定的(换言之，扫描节距是固定的)，并且通过选择性地设置单元加工区域内的扫描路径的重叠数目来设置加工深度。
图12是由扫描路径的重叠数目来控制加工深度的示意图，通过对用于每个扫描路径的激光束的重叠数目进行控制来形成激光加工的图案。
第三，可以通过为每个扫描路径设置激光束的强度、通过为同一扫描路径内的激光束源的每个脉冲设置激光束的强度、或者通过设置该两种的组合来设置激光加工深度。换言之，可以通过根据同一扫描路径内的激光束的能量强度的调整来控制激光束的累积的能量分布而对激光加工的图案的加工深度进行设置。
详细地，用于每个扫描路径的激光束的相对速度和脉冲频率值是固定的(换言之，扫描节距是固定的)，并且在激光束沿着每个扫描路径移动的同时改变用于每个脉冲的激光束源的能量强度，或者改变用于每个扫描路径的激光束源的能量强度。
图13是通过在激光束沿着每个扫描路径移动的同时改变用于每个脉冲的激光束源的能量强度来控制加工深度的示意图。通过根据每个扫描路径来控制激光束源的能量强度而形成具有一定深度的激光加工的图案。
为了设置加工深度，可以由在沿着扫描路径移动时激光束的重叠率、扫描路径的重叠数目以及在沿着扫描路径移动时激光束的能量强度中的任何一个、或者两个或更多个的组合来确定加工深度。
同时，可以通过设置第一至第n扫描路径(第一方向)和第一至第m扫描路径(第二方向)而形成激光加工的图案，第二方向与第一方向垂直)。
为了形成此类激光加工的图案，可以通过根据激光束的强度的序列由扫描路径来设置累积的能量分布而形成锥形的激光加工的图案。换言之，虽然以互相垂直的两个方向设置扫描路径，但根据激光束的强度的序列通过扫描路径来设置累积的能量分布，使得形成锥形的激光加工的图案的加工深度得以实现。
详细地，如图14中所示，第一方向的第一扫描路径、第一方向的第n扫描路径、第二方向的第一扫描路径以及第二方向的第m扫描路径的加工深度被设置为是相同的。通过使用相同的方法来设置用于其他扫描路径的加工深度。
例如，第一方向的第二扫描路径(＝第一方向的第n-1扫描路径＝第二方向的第二扫描路径＝第二方向的第m-1扫描路径)的加工深度等于或大于第一方向的第一扫描路径(＝第一方向的第n扫描路径＝第二方向的第一扫描路径＝第二方向的第m扫描路径)的加工深度。通过使用相同的方法来设置用于其他扫描路径的加工深度。
此外，在形成另一锥形激光加工的图案的方法中，在单元加工区域内的激光加工的图案区域上设置多个能量区域。可以通过根据激光束的强度的序列由能量区域设置累积的能量分布而设置针对锥形的激光加工的图案的加工深度。
详细地，分配给第二能量区域的累积的能量分布等于或大于分配给第一能量区域的累积的能量分布，并且根据激光束的强度的序列由能量区域来设置累积的能量分布。
通过设置扫描路径的重叠数目或者通过设置沿着扫描路径移动的激光束的强度来执行由能量区域设置累积的能量分布。
图15是示出由扫描路径的重叠数目来控制能量区域的累积的能量分布的视图。尽管激光束的相对速度和激光束的脉冲频率和强度的值是固定的，但针对不被包括在第一能量区域与第二能量区域之间的交叉区域中的第一能量区域中的区域设置扫描路径的特定重叠数目。
不被包括在第二能量区域与第三能量区域之间的交叉区域中的第二能量区域的扫描路径的重叠数目被设置为等于或大于扫描路径的特定重叠数目。通过由使用相同的方法来控制其余能量区域的累积的能量分布而形成锤形的激光加工的图案。
图16示出了其中由沿着扫描路径移动的激光束源的每个脉冲的能量强度变化来控制每个能量区域的累积的能量分布的视图。每个能量区域的能量脉冲的强度被设置为相同的值。换言之，对第一扫描路径和第n扫描路径设置相同的脉冲能量波。
如图16中所示，相比于第一扫描路径(＝第n扫描路径)的脉冲能量波，第二扫描路径(＝第n-1扫描路径)的脉冲能量波的每个脉冲的能量强度由能量区域分别确定。
在这里，可以通过设置扫描路径的重叠数目的序列或者通过设置沿着扫描路径移动的激光束源的脉冲强度的序列来设置根据激光束的强度的序列经由能量区域的累积的能量分布。
因此，本实施例公开了通过为扫描路径设置加工深度而简单地形成激光加工的图案并且通过控制特定扫描路径或能量区域的总的累积的能量分布而容易地形成锥形的激光加工的图案的方法。
同时，形成湿法刻蚀的图案包括在基底110的上表面或下表面上形成光刻胶图案以形成湿法刻蚀的图案130，和在基底110上沿着光刻胶被去除的区域执行湿法刻蚀。
在这里，作为第四实施例，当光刻胶被用于掩模部分时，形成湿法刻蚀的图案可以不需要额外的显影过程。
如图8中所示，在与激光加工方向相同的方向(基底的上表面->基底的上表面)执行形成湿法刻蚀的图案。可替选地，如图9中所示，在与激光加工方向相反的方向(基底的上表面->基底的下表面)执行形成湿法刻蚀的图案。根据需要，在基底的两面上顺次地或同时地执行湿法刻蚀。
如图8中所示，从由激光加工形成的激光加工的图案120的激光加工的表面延续而形成由湿法刻蚀形成的湿法刻蚀的图案130。可替选地，如图9中所示，通过在与激光加工方向相反的方向执行湿法刻蚀从激光加工的图案120的激光加工的表面延续而形成湿法刻蚀的图案130。
在与激光加工方向相反的方向形成的从激光加工的图案120的激光加工表面延续的湿法刻蚀的图案130被形成为直到或少于基底110的整个厚度的40％。由湿法刻蚀的图案的厚度(图9中的t)来确保荫罩的孔的规格和形状的稳定性。
此外，湿法刻蚀的图案130的湿法刻蚀的表面的曲率半径小于湿法刻蚀的图案130的加工深度。
如图5中所示，当由湿法刻蚀形成掩膜图案时，根据湿法刻蚀的各向同性特征，湿法刻蚀的图案的湿法刻蚀的表面的曲率半径R等于湿法刻蚀的图案的横截面的加工深度，换言之，湿法刻蚀的图案的加工深度d。然而，根据使用混合加工的本发明，由激光加工形成孔的大部分，并且在这里，通过调整每个位置的激光束的能量水平而将湿法刻蚀的图案的湿法刻蚀的表面的曲率半径R实现为小于湿法刻蚀的图案的加工深度d，换言之，R＜d。另外，湿法刻蚀的图案的湿法刻蚀的表面的曲率半径R可以被调整为低于加工深度d的范围内的某一值。
相应地，本发明的制造荫罩的方法使用湿法刻蚀和激光加工两者以解决常规激光加工的生产力下降，并且通过湿法刻蚀提供荫罩的高质量。
此外，通过使用包括湿法刻蚀和激光加工的混合加工解决了由湿法刻蚀的各向同性特征引起的底切问题。相应地，防止了沉积在衬底上的电致发光材料的逐渐沉积，沉积的电致发光材料的边界部分变得清晰，并且因此提升了显示器件的性能。
另外，在使用混合加工的本发明中，由激光加工形成孔形状的大部分，并且通过调整每个位置的激光束的能量水平而将湿法刻蚀的图案的湿法刻蚀的表面的曲率的半径值实现在湿法刻蚀的限制值之下。另外，湿法刻蚀的图案的湿法刻蚀的表面的曲率的半径值可以被调整为低于限制值的某一值。相应地，存在实现孔的各种形状的效果。
而且，通过使用包括湿法刻蚀和激光加工的混合加工，用于形成掩模图案的形状的因数不局限于其限制，并且因此本发明的荫罩被用于实现具有QHD(大概500ppi)或UDH(大概800ppi)的分辨率的显示器件。

Claims (21)

1.一种制造荫罩的方法，其中，混合加工被用于在所述荫罩上形成掩模图案，所述方法包括：
通过从基底上方照射激光束而形成激光加工的图案，其横截面具有锥形形状，其中，所述锥形形状的底部深度小于所述基底的厚度，使得在形成所述激光加工的图案之后所述基底保持在所述锥形形状的底部；以及
通过从其上形成有激光加工的图案的基底上方或从其上形成有激光加工的图案的基底下方执行湿法刻蚀而形成从所述激光加工的图案延续的湿法刻蚀的图案，从而产生穿过所述基底的开口。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述湿法刻蚀的图案包括：
在基底的上表面上形成光刻胶图案以形成所述湿法刻蚀的图案，并且在基底上沿着光刻胶被去除的区域执行湿法刻蚀。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在形成所述湿法刻蚀的图案时，在与激光加工方向相同或相反的方向在基底的一个表面上执行湿法刻蚀，或者在基底的两个表面上顺次或同时执行湿法刻蚀。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在与激光加工方向相同或相反的方向形成由湿法刻蚀形成湿法蚀刻的图案以从所述激光加工的图案的激光加工的表面延续。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在与激光加工方向相反的方向形成的以从所述激光加工的图案的激光加工的表面延续的湿法刻蚀的图案被形成为直到或少于基底的整个厚度的40％。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述湿法刻蚀的图案具有湿法刻蚀的图案的湿法刻蚀的表面的曲率的半径，所述曲率的半径小于所述湿法刻蚀的图案的加工深度。
7.一种制造荫罩的方法，其中，混合加工被用于在所述荫罩上形成掩模图案，所述方法包括：
通过从基底上方照射激光束而形成激光加工的图案，和
通过从其上形成有激光加工的图案的基底上方或从其上形成有激光加工的图案的基底下方执行湿法刻蚀而形成从所述激光加工的图案延续的湿法刻蚀的图案，
其中，所述形成激光加工的图案包括：
在基底上设置单元加工区域的第一步；
在沿着从所述单元加工区域的第一边界至第二边界的第一扫描路径移动激光束的同时执行激光加工以在所述单元加工区域内形成所述激光加工的图案的一部分的第二步；
将激光束转到下一个方向、将激光束移动一个步距并且在沿着第二扫描路径移动激光束的同时执行激光加工以在所述单元加工区域内形成所述激光加工的图案的另一部分的第三步；以及
在沿着第n扫描路径移动激光束的同时重复所述第二步和第三步直到完成激光加工的第四步，从而在所述单元加工区域的整个区域上完成激光加工。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述形成激光加工的图案进一步包括：
设置扫描路径中的每个的加工深度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，由沿着扫描路径移动的激光束的重叠率来确定所述加工深度[重叠率＝{(激光束的尺寸-扫描节距)/激光束的尺寸}×100，扫描节距＝v/f，v：激光束与由操作部件操作的基底的相对速度，f：施加到基底的激光束源的脉冲频率]。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，由扫描路径的重叠数目来确定所述加工深度。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，通过设置针对每个扫描路径的激光束的强度、通过设置一个扫描路径内的激光束源中的每个脉冲的能量强度、或者通过设置上述两种的组合来确定所述加工深度。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，由以下各项中的两个或更多个的组合来确定所述加工深度：
激光束的重叠率[重叠率＝{(激光束的尺寸-扫描节距)/激光束的尺寸}×100，扫描节距＝v/f，v：激光束与由操作部件操作的基底的相对速度，f：施加到基底的激光束源的脉冲频率]；
扫描路径的重叠数目；以及
针对每个扫描路径的激光束的强度的设置或针对激光束源中的每个脉冲的能量强度的设置。
13.根据权利要求7所述的方法，其中，通过设置第一至第n扫描路径和第一至第m扫描路径来形成所述激光加工的图案，所述第一至第m扫描路径与所述第一至第n扫描路径垂直。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，通过根据扫描路径将累积的能量分布设置为激光束的强度的序列而将所述激光加工的图案形成为锥形。
15.根据权利要求7所述的方法，其中，形成激光加工的图案进一步包括：
在所述单元加工区域内的激光加工的图案区域上设置多个能量区域；以及
通过根据激光束的强度的序列由所述能量区域设置累积的能量分布而设置所述能量区域中的每个的加工深度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，通过扫描路径的重叠数目或者通过设置针对沿着扫描路径移动的激光束源中的每个脉冲的能量强度变化而由能量区域设置累积的能量分布。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，通过顺序地设置扫描路径的重叠数目或者通过顺序地设置针对沿着扫描路径移动的激光束源中的每个脉冲的能量强度来由能量区域设置累积的能量分布而将所述激光加工的图案形成为锥形的。
18.根据权利要求7所述的方法，其中，从第n-1扫描路径转向第n扫描路径的激光束的步距等于或小于第n-1扫描路径的激光束的尺寸。
19.根据权利要求7所述的方法，其中，第n扫描路径的激光束在与第n-1扫描路径的方向相同或相反的方向移动。
20.根据权利要求7所述的方法，其中，根据所述激光加工的图案的形状将第n-1扫描节距和第n扫描节距设置为具有不同的值(扫描节距＝v/f，v：激光束与由操作部件操作的基底的相对速度，f：施加到基底的激光束源的脉冲频率)。
21.由权利要求1至20中的任何一个的方法制造的荫罩。
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