CN112921365A - 金属遮罩的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种金属遮罩的制造方法，包括提供成长基板，其具有导电面。接着，在导电面上形成遮盖图案，其具有至少一开口与接触导电面的绝缘表面。接着，以遮盖图案作为屏蔽，进行第一次电铸，在导电面上形成模具部。模具部填入于开口，并具有接触导电面的导电图案表面。导电图案表面与绝缘表面彼此切齐。在进行第一次电铸之后，移除成长基板，保留遮盖图案与模具部。在移除成长基板之后，对模具部的导电图案表面进行第二次电铸，以在导电图案表面上形成金属图案。之后，从金属图案移除模具部与遮盖图案。
Description
技术领域
本发明是有关于一种屏蔽的制造方法，特别是有关于一种利用电铸来制造屏蔽的方法。
背景技术
现今有的显示面板已使用精细金属遮罩(Fine Metal Mask，FMM)来制造。以有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)显示面板为例，目前有的有机发光二极管显示面板是采用蒸镀(evaporation)来制造。在蒸镀的过程中，精细金属遮罩会先放置在玻璃板上，并且紧邻玻璃板，以使蒸镀产生的镀料能依照精细金属遮罩的开口图案而沉积在开口图案所暴露的玻璃板上。
现有精细金属遮罩具有彼此相对的上表面与下表面以及多个从上表面延伸至下表面的开口，其中这些开口形成开口图案。各个开口的孔壁通常实质上垂直于上表面与下表面。因此，在进行蒸镀期间，从蒸镀源而来的镀料能沿着玻璃板法线而移动至玻璃板，从而沉积在开口图案所暴露的玻璃板上。
然而，由于各个开口的孔壁实质上垂直于上表面与下表面，因此其他不沿着玻璃板法线而朝向玻璃板移动的镀料很多会被开口周边的部分精细金属遮罩所阻挡，以至于沉积物难以完全覆盖开口图案在玻璃板上所暴露的区域，造成有机发光二极管显示面板发生画素缺色或画素颜色失真等问题，导致良率下降。
发明内容
本发明至少一实施例提出一种金属遮罩的制造方法，其能制造出具有外凸曲面的金属遮罩。
本发明至少一实施例所提出的金属遮罩的制造方法包括提供成长基板，其中成长基板具有导电面，而导电面具有法线。在导电面上形成遮盖图案，其中遮盖图案为绝缘体，并具有至少一开口以及接触导电面的绝缘表面，而开口从绝缘表面沿着法线而延伸。接着，以遮盖图案作为屏蔽，进行第一次电铸，以在导电面上形成模具部，其中模具部填入于至少一开口，并具有接触导电面的导电图案表面，其中导电图案表面与绝缘表面彼此切齐。在进行第一次电铸之后，移除成长基板，并保留遮盖图案与模具部。在移除成长基板之后，对模具部的导电图案表面进行第二次电铸，以在导电图案表面上形成金属图案。在进行第二次电铸之后，从金属图案移除模具部与遮盖图案。
在本发明至少一实施例中，形成遮盖图案的方法包括曝光与显影。
在本发明至少一实施例中，上述模具部的厚度大于或等于开口的深度。
在本发明至少一实施例中，上述模具部与金属图案两者材料不同。
在本发明至少一实施例中，上述金属图案具有多个镂空区，而镂空区的最小宽度介于10微米至50微米之间。
在本发明至少一实施例中，上述金属图案的厚度介于5微米至25微米之间。
在本发明至少一实施例中，上述金属图案的材料为镍铁合金，而金属图案中的铁成分介于50％至65％之间。
在本发明至少一实施例中，上述金属图案中的镍成分介于35％至50％之间。
基于上述，由于模具部的导电图案表面与遮盖图案的绝缘表面彼此切齐，加上在进行第二次电铸期间，金属材料不会沉积在绝缘表面上，因此导电图案表面与绝缘表面之间的边界(boundary)能促使金属图案(即金属遮罩)形成外凸曲面，以使镂空区的宽度不是均匀的。如此，镀料能从外凸曲面进入镂空区，并且顺利地沉积在镂空区所暴露的被镀基板(例如玻璃板)上，有助于减少或避免发生画素缺色或画素颜色失真等问题，进而提升良率。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A至图1G是本发明至少一实施例的金属遮罩的制造方法的剖面示意图。
图2是图1G中的金属遮罩应用于蒸镀的剖示意图。
其中，附图标记：
11：成长基板
11a、31：法线
11s：导电面
12：遮盖图案
12a：绝缘表面
12h：开口
12i：光阻材料
12t：深度
12u、13u：上表面
13：模具部
13a：导电图案表面
13t、T10：厚度
20：蒸镀源
21：镀料
21d：沉积物
30：被镀基板
100：金属图案
101：外凸曲面
102：底面
109：镂空区
W10：最小宽度
W11：最大宽度
具体实施方式
以下的内文中，为了清楚呈现本案的技术特征，图式中的元件(例如层、膜、基板以及区域等)的尺寸(例如长度、宽度、厚度与深度)会以不等比例的方式放大。因此，下文实施例的说明与解释不受限于图式中的元件所呈现的尺寸与形状，而应涵盖如实际制程及/或公差所导致的尺寸、形状以及两者的偏差。例如，图式所示的平坦表面可以具有粗糙及/或非线性的特征，而图式所示的锐角可以是圆的。所以，本案图式所呈示的元件主要是用于示意，并非旨在精准地描绘出元件的实际形状，也非用于限制本案的申请专利范围。
其次，本案内容中所出现的「约」、「近似」或「实质上」等这类用字不仅涵盖明确记载的数值与数值范围，而且也涵盖发明所属技术领域中具有通常知识者所能理解的可允许偏差范围，其中此偏差范围可由测量时所产生的误差来决定，而此误差例如是起因于测量系统或制程条件两者的限制。此外，「约」可表示在上述数值的一个或多个标准偏差内，例如±30％、±20％、±10％或±5％内。本案文中所出现的「约」、「近似」或「实质上」等这类用字可依光学性质、蚀刻性质、机械性质或其他性质来选择可以接受的偏差范围或标准偏差，并非单以一个标准偏差来套用以上光学性质、蚀刻性质、机械性质以及其他性质等所有性质。
图1A至图1G是本发明至少一实施例的金属遮罩的制造方法的剖面示意图。请参阅图1A，在本实施例的金属遮罩的制造方法中，首先，提供成长基板11，其中成长基板11可以是导电板，例如不锈钢板等金属板材。或者，成长基板11也可以是具有导电性的非金属板，例如石墨板等其他由碳材料所制成的板材。此外，成长基板11也可以是复合板材，并包括至少一层导电层。例如，成长基板11可为覆盖至少一层透明导电层的玻璃板，其中此透明导电层的材料可为氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)。
成长基板11具有导电面11s，其具有法线11a。当成长基板11为金属板材或具有导电性的非金属板(例如石墨板)时，导电面11s可为成长基板11其中一面表面，例如上表面(如图1A所示)或下表面。当成长基板11为上述复合板材时，导电面11s为最外层导电层的外表面。例如，成长基板11为覆盖一层透明导电层的玻璃板，而导电面11s为此透明导电层的外表面。
请参阅图1B与图1C，接着，在导电面11s上形成遮盖图案12，其中形成遮盖图案12的方法可以包括曝光与显影，而遮盖图案12可以是经曝光与显影后的光阻图案。具体而言，请参阅图1B，在形成遮盖图案12的方法中，首先，在成长基板11的导电面11s上形成光阻材料12i，其中光阻材料12i为绝缘体，并且可以用涂布(coating)的方式形成在导电面11s，而此涂布的方式例如是旋转涂布(spin coating)或喷涂。
请参阅图1B与图1C，接着，对光阻材料12i依序进行曝光与显影，以移除部分光阻材料12i，从而在导电面11s上形成具有至少一开口12h的遮盖图案12，如图1C所示。遮盖图案12为绝缘体，并更具有接触于导电面11s的绝缘表面12a，其中开口12h从绝缘表面12a沿着法线11a而延伸。此外，在图1C所示的实施例中，遮盖图案12具有多个开口12h，其中这些开口12h可以呈数组排列。不过，在其他实施例中，遮盖图案12可以只具有一个开口12h，所以图1C不限制遮盖图案12所具有的开口12h的数量。
请参阅图1D，在形成遮盖图案12之后，以遮盖图案12作为屏蔽，进行第一次电铸，以在导电面11s上形成模具部13。因此，模具部13可以是透过电铸(即第一次电铸)而形成，并且可以由沉积在导电面11s上的金属材料而形成。这些金属材料会沉积在这些开口12h内，所以模具部13会填入于这些开口12h，并且具有接触导电面11s的导电图案表面13a。此外，模具部13的金属材料可以是镍，而模具部13的材料可以不同于成长基板11的材料，例如不锈钢。
模具部13的厚度13t可以大于或等于开口12h的深度12t，其中开口12h的深度12t相当于遮盖图案12的厚度。因此，模具部13具有相对于导电图案表面13a的上表面13u，而遮盖图案12可位在上表面13u与成长基板11之间，如图1D所示。或者，当厚度13t等于深度12t时，模具部13的上表面13u可与遮盖图案12的上表面12u切齐，其中上表面12u相对于绝缘表面12a。
请参阅图1D与图1E，在进行第一次电铸之后，移除成长基板11，并保留遮盖图案12与模具部13，其中图1E所示的遮盖图案12与模具部13是翻转图1D而绘制。移除成长基板11的方法有多种。例如，移除成长基板11的方法可以是剥离(peeling)。举例来说，工作人员可用手直接剥离成长基板11，以移除成长基板11。
除了剥离之外，由于模具部13的材料(例如镍)可以不同于成长基板11的材料(例如不锈钢)，所以移除成长基板11的方法也可以是蚀刻。因此，移除成长基板11的方法不限制只能是剥离。在移除成长基板11之后，导电图案表面13a与绝缘表面12a两者会裸露出来，而原本接触同一导电面11s的导电图案表面13a与绝缘表面12a会彼此切齐，如图1E所示。
请参阅图1F，在移除成长基板11之后，由于模具部13的导电图案表面13a与遮盖图案12的绝缘表面12a两者会裸露出来。因此，导电图案表面13a与绝缘表面12a皆会裸露出来而能接触电镀液，从而能对导电图案表面13a进行第二次电铸，以在导电图案表面13a上形成金属图案100，其中金属图案100实质上为金属遮罩。
金属图案100具有多个镂空区109，而镂空区109为金属图案100(即金属遮罩)的开口，其中至少一个镂空区109的最小宽度W10可以介于10微米至50微米之间。在图1F的实施例中，各个镂空区109的最小宽度W10可以介于10微米至50微米之间，但在其他实施例中，至少一个镂空区109的最小宽度W10可在上述范围之外，所以最小宽度W10不以上述范围为限制。此外，模具部13与金属图案100两者材料不同。例如，模具部13的材料可为镍金属，而金属图案100的材料可以是单一种金属或合金，像是镍铁合金。
当金属图案100(即金属遮罩)的材料为镍铁合金时，金属图案100中的铁成分可以介于50％至65％之间，而金属图案100中的镍成分可以介于35％至50％之间。因此，金属图案100的成分基本上可以只有铁与镍，例如65％的铁与35％的镍。此外，金属图案100的厚度T10可以介于5微米至25微米之间。
在进行第二次电铸的过程中，导电图案表面13a与绝缘表面12a皆会裸露出来而能接触电镀液，以使金属材料能沉积在导电图案表面13a上，但不会沉积在绝缘表面12a。由于导电图案表面13a与绝缘表面12a彼此切齐，加上金属材料不会沉积在绝缘表面12a上，因此导电图案表面13a与绝缘表面12a之间的边界能促使金属图案100形成外凸曲面101，以至于镂空区109的宽度并非是均匀的，如图1F所示。
请参阅图1F与图1G，在进行第二次电铸之后，从金属图案100移除模具部13与遮盖图案12，其中移除模具部13与遮盖图案12的方法可以是剥离。例如，工作人员可以用手直接将金属图案100从模具部13剥离，以分离金属图案100与模具部13，从而移除遮盖图案12与模具部13。至此，一种金属遮罩(即金属图案100)基本上已完成制造，其中金属遮罩具有彼此相对的外凸曲面101与底面102。
图2是图1G中的金属遮罩应用于蒸镀的剖示意图，其中图2与下文仍以金属图案100来表示金属遮罩。请参阅图2，由于金属图案100具有外凸曲面101，以至于镂空区109的宽度并非是均匀的，其中各个镂空区109在外凸曲面101顶部具有最大宽度W11，但在底面102却具有最小宽度W10。在蒸镀的过程中，金属图案100会紧邻被镀基板30，而被镀基板30可以是玻璃板，但不以此为限制。
外凸曲面101会面向蒸镀源20，而底面102会面向被镀基板30，其中外凸曲面101顶部具有最大宽度W11，但在底面102却具有最小宽度W10。因此，从蒸镀源20而来的镀料21不论是否沿着被镀基板30法线31而移动，镀料21能从外凸曲面101进入这些镂空区109，并顺利地沉积在这些镂空区109所暴露的被镀基板30上，从而形成多个沉积物21d，其中这些沉积物21d可作为有机发光二极管显示面板内的多个发光层。
相较于现有精细金属遮罩，本发明至少一实施例所揭示的金属图案100(即金属遮罩)能帮助不沿着法线31而朝向被镀基板30移动的镀料21顺利地沉积在镂空区109所暴露的被镀基板30区域内，以帮助减少或避免发生画素缺色或画素颜色失真等问题，从而提升良率。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种金属遮罩的制造方法，其特征在于，包括：
提供一成长基板，其中该成长基板具有一导电面，而该导电面具有一法线；
在该导电面上形成一遮盖图案，其中该遮盖图案为绝缘体，并具有至少一开口以及接触该导电面的一绝缘表面，该至少一开口从该绝缘表面沿着该法线而延伸；
以该遮盖图案作为屏蔽，进行一第一次电铸，以在该导电面上形成一模具部，其中该模具部填入于该至少一开口，并具有接触该导电面的一导电图案表面，其中该导电图案表面与该绝缘表面彼此切齐；
在进行该第一次电铸之后，移除该成长基板，并保留该遮盖图案与该模具部；
在移除该成长基板之后，对该模具部的该导电图案表面进行一第二次电铸，以在该导电图案表面上形成一金属图案；以及
在进行该第二次电铸之后，从该金属图案移除该模具部与该遮盖图案。
2.根据权利要求1所述的金属遮罩的制造方法，其特征在于，形成该遮盖图案的方法包括曝光与显影。
3.根据权利要求1所述的金属遮罩的制造方法，其特征在于，该模具部的厚度大于或等于该开口的深度。
4.根据权利要求1所述的金属遮罩的制造方法，其特征在于，该模具部与该金属图案两者材料不同。
5.根据权利要求1所述的金属遮罩的制造方法，其特征在于，该金属图案具有多个镂空区，而至少一该镂空区的最小宽度介于10微米至50微米之间。
6.根据权利要求1所述的金属遮罩的制造方法，其特征在于，该金属图案的厚度介于5微米至25微米之间。
7.根据权利要求1所述的金属遮罩的制造方法，其特征在于，该金属图案的材料为镍铁合金，而该金属图案中的铁成分介于50％至65％之间。
8.根据权利要求7所述的金属遮罩的制造方法，其特征在于，该金属图案中的镍成分介于35％至50％之间。
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