CN108796439A - 一种掩膜板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种掩膜板及其制作方法，属于显示技术领域，其可至少部分解决现有的掩膜板的精度低以及张网困难的问题。本发明的一种掩膜板的制作方法，包括：在第一掩膜图案的保护下对硬质材料的基板的第一表面进行刻蚀，形成包括多个微柱的图形，其中，刻蚀后形成的基板的无微柱的表面为第三表面，微柱对应掩膜板开口，且全部微柱分布于多个构图区中，相邻构图区间为无微柱的间隔区；在第三表面上形成金属层，硬质材料的硬度大于金属层的硬度；在第二掩膜图案的保护下对基板与第一表面相对的第二表面进行刻蚀，去除保留区外的全部基板，使金属层形成具有开口的掩膜板本体，使保留区的剩余基板形成位于间隔区中的与掩膜板本体连接的支撑结构。
Description
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种掩膜板及其制作方法。
背景技术
有源矩阵有机发光二极体(Active-matrix organic light emitting diode，AMOLED)器件可用作显示面板，在其生产制程中，最影响其良率的为蒸镀制程步骤。蒸镀制程的基本过程为：加热蒸发的有机材料以及阴极等材料通过高精度金属掩膜板(FMM)的开口蒸镀到玻璃基板上，形成发光结构。由于掩膜板是影响AMOLED器件像素密度(Pixels PerInch，PPI)的关键，因此通过掩膜板的制作工艺改善其精度是至关重要的。
现有技术中的高精度金属掩膜板中，通过对该金属材料进行湿刻，从而形成高精度金属掩膜板的蒸镀所需要的开口。湿刻是指把待刻蚀的材料浸泡在一定的化学试剂或试剂溶液中，使没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜表面与试剂发生化学反应而被除去，其优点是操作简便、对设备要求低、易于实现大批量生产等。然而，由于湿刻中化学反应的各向异性较差，形成的开口各处的横截面可能产生差异，而难以控制开口的精度。因此现有技术中为了获得高精度金属掩膜板采用双面曝光工艺以提高精度。采用该技术可以获得分辨率极限为600ppi的掩膜板。
随着虚拟显示技术AR以及增强显示技术VR的兴起，其对AMOLED器件的分辨率有的更高的要求，而现有掩膜板工艺限制了高分辨率AMOLED器件的制作，因此寻找新的蒸镀掩膜板具有重要意义。此外，当高精度金属掩膜板的开口小于一定值时，为了减少阴影效应(shadow effect)的影响，高精度金属掩膜板也应该尽可能薄，对于很薄的高精度金属掩膜板会给张网带来很大困难，例如在张网的过程中高精度金属掩膜板容易断裂，从而影响产品良率。
发明内容
本发明至少部分解决现有的掩膜板的精度低以及张网困难的问题，提供一种高精度的并且容易实现张网步骤的掩膜板及其制作方法。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种掩膜板的制作方法，包括：
在第一掩膜图案的保护下对硬质材料的基板的第一表面进行刻蚀，形成包括多个微柱的图形，其中，刻蚀后形成的基板的无微柱的表面为第三表面，所述微柱对应掩膜板开口，且全部微柱分布于多个构图区中，相邻所述构图区间为无微柱的间隔区；
在所述第三表面上形成金属层，所述硬质材料的硬度大于所述金属层的硬度；
在第二掩膜图案的保护下对基板与第一表面相对的第二表面进行刻蚀，去除保留区外的全部基板，使所述金属层形成具有开口的掩膜板本体，使保留区的剩余所述基板形成位于间隔区中的与所述掩膜板本体连接的支撑结构。
进一步优选的是，所述基板为硅基板。
进一步优选的是，所述在第一掩膜图案的保护下对硬质材料的基板的第一表面进行刻蚀包括：在所述第一掩膜图案的保护下对硬质材料的所述基板进行干刻。
进一步优选的是，所述在所述第三表面上形成金属层包括：采用电沉积方式在所述第三表面上沉积金属层。
进一步优选的是，所述采用电沉积方式在所述第三表面上沉积金属层包括：在所述第三表面上形成金属种子层；电沉积，在有所述金属种子层的位置沉积金属形成金属层。
进一步优选的是，所述第一掩膜图案和所述第二掩膜图案通过以下工艺形成：在所述基板的所述第一表面和所述第二表面上涂光刻胶；分别对位于所述第一表面和所述第二表面的光刻胶进行曝光和显影，分别形成所述第一掩膜图案和所述第二掩膜图案。
进一步优选的是，多个所述构图区阵列分布。
进一步优选的是，所述支撑结构呈条状或者网格状。
进一步优选的是，所述基板在形成所述微柱前的厚度为50um至200um，所述微柱的高为10um至30um，相邻所述微柱间的距离为3um至6um，所述微柱在平行于所述第三表面的任意方向上的尺寸为2um至20um。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种掩膜板，所述掩膜板根据上述所述的制作方法形成。
附图说明
图1为本发明的实施例的一种掩膜板的制作方法中的涂覆光刻胶的示意图；
图2为本发明的实施例的一种掩膜板的制作方法中的形成第一掩膜图案以及第二掩膜图案的示意图；
图3为本发明的实施例的一种掩膜板的制作方法中的形成微柱的示意图；
图4为本发明的实施例的一种掩膜板的制作方法中的形成金属层的示意图；
图5为本发明的实施例的一种掩膜板的制作方法中的形成支撑结构的示意图；
图6a为本发明的实施例的一种掩膜板的剖面结构图；
图6b为本发明的实施例的一种掩膜板的仰视结构图
其中，附图标记为：10基板；11第一表面；12第二表面；13第三表面；14微柱；15支撑结构；20金属层；21开口；31第一掩膜图案；32第二掩膜图案。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
如图1至图6所示，本实施例提供一种掩膜板的制作方法，包括：
S10，如图1所示，在硬材料的基板10的第一表面11和第二表面12上涂光刻胶。
其中，这里所说基板10的第一表面11与第二表面12相对。在第一表面11和第二表面12上涂光刻胶之前应该对基板10表面进行清洗，以消除基板10表面的杂质，从而形成均匀的光刻胶层。硬质材料是具有高硬度的材料，具体的，硬材料的基板10的硬度应该比后续金属材料的硬度大。
优选的硬材料的基板10为硅基板10。
其中，硅基板与金属相比活性较差因此在以下的步骤S40中可更加容易的在其第三表面13上沉积金属层20；硅基板的硬度可以比一些金属的硬度大，这样可以在以下的步骤S50保证支撑结构15的支撑性能。
S20，如图2所示，对位于第一表面11和第二表面12的光刻胶进行曝光和显影，分别形成第一掩膜图案31和第二掩膜图案32。
其中，第一掩膜图案31形成在基板10的第一表面11，用于在后续形成所需的微柱14；以及第二掩膜图案32形成在基板10的第二表面12，用于在后续形成所需的支撑结构15。
对基板10两个表面曝光和显影而形成第一掩膜图案31和第二掩膜图案32，可以减少掩膜板的制作步骤，从而提高工作效率。
S30，如图3所示，在第一掩膜图案31的保护下对硬质材料的基板10的第一表面11进行刻蚀，形成包括多个微柱14的图形。其中，刻蚀后形成的基板10的无微柱14的表面为第三表面13，微柱14对应掩膜板开口21，且全部微柱14分布于多个构图区中，相邻所述构图区间为无微柱14的间隔区。
其中，这里所说的第一掩膜图案31的形状可以是经过刻蚀工艺形成具有多个分离的块状，该块状位于基板10的第一表面11并且与形成的微柱14的上表面对应。各个微柱14的底面与基板10的第三表面13在同一平面上。微柱14对应掩膜板开口21也就是说微柱14是作为形成掩膜板多个开口21的掩膜图案，掩膜板的开口21的形状于微柱14的横截面对应。全部微柱14分布于多个构图区中也就是说全部微柱14是分为多个组，每一个组内包括有多个微柱14，相邻组之间的间隔远远大于每一个组内相邻微柱14之间的距离。不同微柱14之间是互相平行的，并且每一个微柱14可以是圆柱体、长方体或者是其他适合的柱状。其中，每个构图区可以对应一个AMOLED器件(显示基板)，也就是说用该掩膜板可以同时的形成多个AMOLED器件，这种批量生产可以提高工作效率，提高产能，减少生产成本。
微柱14在掩膜板的制备过程中可起到近似于刻蚀工艺中掩膜图案的作用，避免了化学反应的各向异性对掩膜板开口21精度的影响；同时，微柱14在本刻蚀步骤中是保留下来的部分，其尺寸相对被去除的部分可更小，但其最终对应的是掩膜板的开口21，故本方法可很好的控制掩膜板开口21的精度，使得生产出的掩膜板可以达到更高分辨率，符合市场的需求。
优选的，多个微柱14的多个构图区阵列分布。
这样多个构图区的分布比较规则，利于形成后续的支撑结构15。
这种批量生产可以提高工作效率，提高产能，减少生产成本。
优选的，基板10在形成微柱14前的厚度为50um至200um，微柱14的高为10um至30um，相邻微柱14的距离为3um至6um，微柱14在平行于第三表面13的任意方向上的尺寸为2um至20um。
其中，以上尺寸的基板10以及微柱14，可以更加精准的形成高精度的掩膜板，以满足市场对高精度掩膜板的需求。
优选的，在第一掩膜图案31的保护下对硬质材料的基板10的第一表面11进行刻蚀包括：在第一掩膜图案31的保护下对硬质材料的基板10进行干刻。
其中，干刻的刻蚀剂是等离子体，其主要是利用等离子体和基板10表面薄膜反应，形成挥发性物质，或者直接轰击基板10表面使之被腐蚀的工艺。通过调节刻蚀剂、钝化剂、气体流量等因素来控制微柱14的尺寸以及位置之间的距离。
与湿刻工艺相比干刻能实现各向异性刻蚀，从而保证基板10表面形成图案的精度。同时对于微柱14的尺寸以及微柱14之间的距离也是较容易控制的，从而容易形成更高精度的掩膜板。
S40，如图4所示，在第三表面13上形成金属层20，硬质材料的硬度大于金属层20的硬度。
其中，这也就是说在第三表面13以及接近于第三表面13的微柱14之间形成金属层20。
形成的金属层20由微柱14而形成开口21，并且可以通过控制微柱14的形状、大小以及数量等因素来控制金属层20开口21的精度，因此可以更容易准确的控制金属层20开口21的精度，从而降低控制掩膜板精度的工艺难度。例如，利用上述步骤形成的金属层20的可以满足分辨率为1000ppi的AMOLED器件的需求。
优选的，在第三表面13上形成金属层20包括：
S41，在第三表面13上形成金属种子层。
其中，金属种子层是在形成金属层20之前在第三表面13形成的很薄的种子层，之后再基于已经形成的金属种子层电沉积形成金属层20。
金属种子层的作用主要是在基体第三表面13上形成很多的沉积的中心，即沉积的初始位置，可以避免沉积的金属层20出现岛状分布，从而保证后续形成的金属层20的均匀性，进而保证掩膜板的性能。
S42，电沉积，在有金属种子层的位置沉积金属形成金属层20。
其中，电沉积(例如电镀或电铸)是指金属或合金从其化合物水溶液、非水溶液或熔盐中电化学沉积的过程。
电沉积的可以的得到更薄精度更高的金属掩膜板，以适应市场需求。
此外，金属层20可以是Ni或Cu。电沉积得到的金属层20厚度可以是5～20um。
其中，当采用电沉积工艺时，以上基板10的硬质材料优选为导电硬质材料。
S50，如图5所示，在第二掩膜图案32的保护下对基板10与第一表面11相对的第二表面12进行刻蚀，去除保留区外的全部基板10，使金属层20形成具有开口21的掩膜板本体，使保留区的剩余基板10形成位于间隔区中的与掩膜板本体连接的支撑结构15。
也就是说，从第二表面12对基板10进行刻蚀(例如湿刻)，将全部无第二掩膜图案32保护的位置的基板10都除去(包括微柱14)，而由于金属层20的材料与基板10不同，故其不会被除去，而是能保留下来。由此，如图6所示，在除去第二掩膜图案32后，金属层20形成具有开口21的掩膜板本体(开口21的形状是与微柱14横截面积对应的方形、六边形的等)，而剩余的基板10则形成与掩膜板本体连接的支撑结构15。
其中，支撑结构15实际就是硬质材料基板10的一部分，其位于金属层20与第三表面13接触的一侧并且位于构图区之间的间隔区。硬质材料的硬度大于金属层20的硬度，从而可保证支撑结构15能够起到有效的支撑作用。
当掩膜板的开口21小于一定值时，为了减少阴影效应(shadow effect)的影响，掩膜板也应该尽可能薄，对于很薄的掩膜板会给张网带来很大困难，并且在张网的过程中掩膜板容易断裂。而支撑结构15可以在张网的过程中将整个掩膜板支撑起来，从而提高掩膜板的机械强度，避免在张网过程中由于机械强度差而对断裂，不仅使得张网过程更加便捷，而且可以更好地保证产品性能。
优选的，支撑结构15呈条状或网格状。
其中，由于多个构图区阵列分布，位于多个构图区的间隔区的支撑结构15可以是条状或网格状。
这样可以增大对掩膜板的支撑面积，可以更加有利于掩膜板的张网过程，不仅使得掩膜板的制作简便，而且可以进一步保证掩膜板的性能。
实施例2：
如图6a和图6b所示，其中图6b为图6a中A-A处的剖面结构图，本实施例提供一种掩膜板，其由实施例1的方法制作而成，包括掩膜板本体以及与掩膜板本体连接的支撑结构15。
其中，掩膜板本体上设有开口21，开口21分布于多个区域中，相邻区域间为无开口21的间隔区，多个区域可以阵列分布。每个开口21的任意方向的尺寸可以是2um至10um，相邻开口21的距离为3um至6um。掩膜板可以由金属制成，例如Ni或Cu。
其中，支撑结构15位于掩膜板一侧的间隔区中，用于增加掩膜板的机械强度，避免在张网过程中掩膜板的断裂。支撑结构15为硬质材料制成，例如硅。
本实施例提供的掩膜板，不仅具有高精度，例如可以足分辨率为1000ppi的AMOLED器件的需求，而且可以避免由于掩膜板薄而在张网过程出现的掩膜板断裂的现象，从而保证AMOLED器件制程的顺利进行。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种掩膜板的制作方法，其特征在于，包括：
在第一掩膜图案的保护下对硬质材料的基板的第一表面进行刻蚀，形成包括多个微柱的图形，其中，刻蚀后形成的基板的无微柱的表面为第三表面，所述微柱对应掩膜板开口，且全部微柱分布于多个构图区中，相邻所述构图区间为无微柱的间隔区；
在所述第三表面上形成金属层，所述硬质材料的硬度大于所述金属层的硬度；
在第二掩膜图案的保护下对基板与第一表面相对的第二表面进行刻蚀，去除保留区外的全部基板，使所述金属层形成具有开口的掩膜板本体，使保留区的剩余所述基板形成位于间隔区中的与所述掩膜板本体连接的支撑结构。
2.根据权利要求1所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，所述基板为硅基板。
3.根据权利要求1所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，所述在第一掩膜图案的保护下对硬质材料的基板的第一表面进行刻蚀包括：
在所述第一掩膜图案的保护下对硬质材料的所述基板进行干刻。
4.根据权利要求1所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，
所述在所述第三表面上形成金属层包括：采用电沉积方式在所述第三表面上沉积金属层。
5.根据权利要求4所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，所述采用电沉积方式在所述第三表面上沉积金属层包括：
在所述第三表面上形成金属种子层；
电沉积，在有所述金属种子层的位置沉积金属形成金属层。
6.根据权利要求1所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，所述第一掩膜图案和所述第二掩膜图案通过以下工艺形成：
在所述基板的所述第一表面和所述第二表面上涂光刻胶；
分别对位于所述第一表面和所述第二表面的光刻胶进行曝光和显影，分别形成所述第一掩膜图案和所述第二掩膜图案。
7.根据权利要求1所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，多个所述构图区阵列分布。
8.根据权利要求1所述的掩膜板的制作方法，其特征在于
所述支撑结构呈条状或者网格状。
9.根据权利要求1所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，所述基板在形成所述微柱前的厚度为50um至200um，所述微柱的高为10um至30um，相邻所述微柱间的距离为3um至6um，所述微柱在平行于所述第三表面的任意方向上的尺寸为2um至20um。
10.一种掩膜板，其特征在于，所述掩膜板根据权利要求1至9中任意一项所述的制作方法形成。
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| CN201810833914.4A Pending CN108796439A (zh) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 一种掩膜板及其制作方法 |
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| CN (1) | CN108796439A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN1647268A (zh) * | 2002-04-11 | 2005-07-27 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 载体、制造载体和电子器件的方法 |
| CN1738927A (zh) * | 2003-01-17 | 2006-02-22 | 凸版印刷株式会社 | 金属光蚀刻制品及该制品的制造方法 |
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-
2018
- 2018-07-26 CN CN201810833914.4A patent/CN108796439A/zh active Pending
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