CN112941580B

CN112941580B - 金属遮罩及其制造方法

Info

Publication number: CN112941580B
Application number: CN202110142140.2A
Authority: CN
Inventors: 程维堂
Original assignee: Darwin Precisions Corp
Current assignee: Darwin Precisions Corp
Priority date: 2020-12-07
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2023-11-03
Anticipated expiration: 2041-02-02
Also published as: TW202223164A; CN112941580A

Abstract

一种金属遮罩的制造方法。首先，提供导电基板，其具有平面、一对彼此相对的第一侧边以及一对彼此相对的第二侧边。这些第一侧边与这些第二侧边围绕平面。接着，在平面上形成图案化绝缘层。之后，以图案化绝缘层作为遮罩，在导电基板的平面上进行电铸。在进行电铸的期间，从这些第一侧边其中至少一者产生多道电镀液喷流。各个电镀液喷流流入至导电基板的平面，而邻近第二侧边的电镀液喷流的流速小于远离第二侧边的电镀液喷流的流速。

Description

金属遮罩及其制造方法

技术领域

本发明是有关于一种金属遮罩的制造方法，且特别是有关于一种用于制作图案化膜层的金属遮罩的制造方法。

背景技术

现今已有一些显示面板采用金属遮罩来制造，而为了制造现有高分辨率的显示面板，金属遮罩必须要具有相当薄的厚度，以满足目前显示面板的高分辨率发展趋势。一般金属遮罩在使用的时候，金属遮罩须要焊接至制程设备(例如蒸镀机)的治具上，以使金属遮罩可以固定在要做成显示面板的基板(例如玻璃板)上。然而，厚度薄的金属遮罩不易于焊接至上述治具，导致金属遮罩在高分辨率显示面板制程的应用方面遭遇到一些困难。

发明内容

本发明至少一实施例提供一种金属遮罩，其两侧边缘部分的厚度大于中央部分的厚度。

本发明另一实施例提供一种金属遮罩的制造方法，其采用电铸与电镀液喷流来制造上述金属遮罩。

在本发明至少一实施例所提供的金属遮罩的制造方法中，首先，提供导电基板，其具有平面、一对彼此相对的第一侧边以及一对彼此相对的第二侧边，其中这些第一侧边皆沿着第一方向延伸，而这些第二侧边皆沿着第二方向延伸。这些第一侧边与这些第二侧边围绕平面。接着，在平面上形成图案化绝缘层。之后，以图案化绝缘层作为遮罩，在导电基板的平面上进行电铸。在上述平面上进行电铸的期间，从这些第一侧边其中至少一者产生多道电镀液喷流，其中各个电镀液喷流沿着平行于第二方向流入至导电基板的平面，并且沿着平面而流动，而邻近第二侧边的电镀液喷流的流速小于远离第二侧边的电镀液喷流的流速。

在本发明至少一实施例中，这些电镀液喷流的最大流速与最小流速之间的差距在130公升/分以内。

在本发明至少一实施例中，上述导电基板更具有中心线，其沿着第二方向延伸。中心线至这些第二侧边的距离彼此相等，而这些电镀液喷流的流速从各个第二侧边朝向中心线递增。

在本发明至少一实施例中，在对平面进行电铸的期间，从各个第一侧边产生这些电镀液喷流，其中两个电镀液喷流的方向彼此相反。

在本发明至少一实施例中，位于中心线处且方向彼此相反的两个电镀液喷流具有不同的流速。

在本发明至少一实施例中，在平面上进行电铸的期间，从各个第一侧边产生多个电镀液喷流，其中两个电镀液喷流的方向彼此相反。

本发明至少一实施例所提供的金属遮罩具有底平面，并包括一对边缘条以及主体部。这对边缘条各自具有第一平面以及位于第一平面与底平面之间的第一厚度。主体部连接于这些边缘条之间，并具有第二平面、多个位于第二平面的开口以及位于第二平面与底平面之间的第二厚度，其中第一厚度大于第二厚度，且第一厚度与第二厚度之间的相差值在30微米以内。

在本发明至少一实施例中，各个边缘条更具有斜面，而斜面从第一平面延伸至第二平面。边缘条在斜面的厚度从第一平面朝向第二平面递减，且斜面与第二平面之间定义锐夹角，其介于0.01度至0.2度之间。

在本发明至少一实施例中，上述第二厚度的最大值与最小值之间的相差值介于5微米至30微米之间。

利用上述电镀液喷流与电铸，能制造出较厚的边缘条与较薄的主体部，以使金属遮罩的两侧(即上述两条边缘条)有利于焊接至制程设备(例如蒸镀机)的治具，从而有助于制造显示面板。

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是本发明至少一实施例的金属遮罩的俯视示意图。

图1B是图1A中沿线1B-1B剖面而绘示的剖面示意图。

图2A至图2F是图1A中的金属遮罩的制造方法的示意图。

其中，附图标记：

10：导电基板

11：第一侧边

12：第二侧边

13：平面

19：中心线

20：图案化绝缘层

21：遮盖层

30：喷嘴装置

31：电镀液喷流

100：金属遮罩

101b：底平面

101t：顶表面

110：边缘条

111：第一平面

112：斜面

119：长轴

120：主体部

121：开口

122：第二平面

A12：锐夹角

D1：第一方向

D2：第二方向

T1：第一厚度

T2：第二厚度

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

在下文中，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普通技术人员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是本发明至少一实施例的金属遮罩的俯视示意图，而图1B是图1A中沿线1B-1B剖面而绘示的剖面示意图。请参阅图1A与图1B，金属遮罩100具有底平面101b与顶表面101t，其中底平面101b相对于顶表面101t，而金属遮罩100在底平面101b与顶表面101t之间的厚度并不一致。

具体而言，金属遮罩100包括一对边缘条110以及主体部120，其中主体部120连接于这些边缘条110之间。在图1A所示的实施例中，主体部120与这些边缘条110沿着第一方向D1排列，而各个边缘条110的长轴119实质上平行于第二方向D2。因此，这些边缘条110是沿着同一方向(例如第二方向D2)而延伸。换句话说，这些边缘条110的走向可以是实质上彼此相同。此外，第一方向D1可以垂直于第二方向D2，如图1A所示。不过，在其他实施例中，第一方向D1与第二方向D2两者可以彼此不垂直，也不平行，所以不限制第一方向D1与第二方向D2要彼此垂直。

这些边缘条110各自具有第一平面111，而主体部120具有第二平面122，其中顶表面101t包括这些第一平面111与第二平面122。所以，顶表面101t分布于主体部120与这些边缘条110的上表面。同样地，底平面101b也分布于主体部120与这些边缘条110的下表面。

这对边缘条110各自还具有位于第一平面111与底平面101b之间第一厚度T1。在图1B所示的实施例中，第一厚度T1相当于第一平面111与底平面101b之间的距离。主体部120还具有位于第二平面122与底平面101b之间的第二厚度T2，而第二厚度T2相当于第二平面122与底平面101b之间的距离。

第一厚度T1大于第二厚度T2，所以边缘条110的整体厚度会比主体部120的整体厚度厚。因此，金属遮罩100在底平面101b与顶表面101t之间的厚度不一致，即金属遮罩100的整体厚度不均匀。另外，第一厚度T1与第二厚度T2之间的相差值可以在30微米以内，即第一厚度T1与第二厚度T2之间的最大相差值可以是30微米。此外，第二厚度T2的最大值与最小值之间的相差值可以介于5微米至30微米之间。

由于边缘条110的整体厚度比主体部120的整体厚度厚，因此金属遮罩100两侧边缘部分(即边缘条110)的厚度(即第一厚度T1)会大于中央部分(即主体部120)的厚度(即第二厚度T2)，以使金属遮罩100的这些边缘条110有利于焊接至制程设备(例如蒸镀机)的治具上。如此，利用这些较厚的边缘条110，金属遮罩100能与制程设备结合，以顺利地制造显示面板，特别是高分辨率显示面板。

各个边缘条110可以更具有斜面112，而顶表面101t还包括这些边缘条110的斜面112。各个边缘条110的斜面112是从第一平面111延伸至主体部120的第二平面122。从图1B来看，各个边缘条110在斜面112的厚度从第一平面111朝向第二平面122递减。斜面112与第二平面122之间定义锐夹角A12，其中锐夹角A12可以介于0.01度至0.2度之间。不过，在其他实施例中，锐夹角A12的角度值也可落在上述角度范围以外，所以锐夹角A12不限制在上述角度范围内。

主体部120还具有多个位于第二平面122的开口121，其中这些开口121可以呈阵列排列，如图1A所示。当采用金属遮罩100来制造显示面板时，金属遮罩100可以用于沉积制程，其中前述沉积制程可以是物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)，例如蒸镀或溅镀。上述沉积制程所产生的镀料可以沉积在这些开口121内，从而按照这些开口121形成图案化膜层。

以有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)显示面板为例，金属遮罩100可以用于形成有机发光二极管显示面板的多个发光层，其中这些发光层可以用来作为多个次像素(sub-pixel)。因此，各个开口121的尺寸可以相当于一个次像素的尺寸。

图2A至图2F是图1A中的金属遮罩的制造方法的示意图，其中图2A至图2F所揭露的制造方法是采用电铸来制造金属遮罩100。请参阅图2A，在金属遮罩100的制造方法中，首先，提供导电基板10，其中图2A绘示导电基板10的俯视示意图。导电基板10具有平面13、一对彼此相对的第一侧边11以及一对彼此相对的第二侧边12，其中这些第一侧边11与这些第二侧边12围绕平面13。换句话说，这些第一侧边11以及这些第二侧边12可以是平面13的边缘。

在本实施例中，这些第一侧边11皆沿着第一方向D1延伸，而这些第二侧边12皆沿着第二方向D2延伸。由于第一方向D1可以垂直于第二方向D2，因此平面13的形状实质上可以是矩形，如图2A所示。此外，导电基板10更具有中心线19，其沿着第二方向D2延伸，其中中心线19至这些第二侧边12的距离实质上彼此相等。

导电基板10可以是一块金属板，其主要材料可包括至少一种金属或是合金。例如，导电基板10可以是具有多层不同金属层的金属板，或是主要是由单一种金属材料所制成的金属板。平面13为此金属板的平面，因此平面13具有导电性。此外，导电基板10可以是主要成分包含非金属材料的复合板材。例如，导电基板10可以是具有多层结构的板材，并包括一块承载板(未绘示)以及形成于此承载板上的导电层，而平面13为此导电层的表面。承载板可以是绝缘板材，例如玻璃板或塑胶板，而导电层可以是金属层、石墨层或是透明导电层。前述透明导电层的材料可以是透明金属氧化物，例如氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)。

请参阅图2B与图2C，接着，在导电基板10的平面13上形成图案化绝缘层20，其中图2B为导电基板10与图案化绝缘层20的俯视示意图，而图2C为图2B中沿着中心线19剖面而绘制的剖面示意图。图案化绝缘层20可由光阻材料所形成。换句话说，图案化绝缘层20可以是经曝光与显影之后的光阻层。另外，在本实施例中，图案化绝缘层20可以包括多个遮盖层21，其中这些遮盖层21可以呈阵列排列，并分别对应金属遮罩100的多个开口121。换句话说，图案化绝缘层20会决定这些开口121的形状与位置。

请参阅图2D与图2E，接着，以图案化绝缘层20作为遮罩，在导电基板10的平面13上进行电铸，以形成金属遮罩100，其中底平面101b可接触导电基板10的平面13。此外，图2D为导电基板10、图案化绝缘层20与金属遮罩100的俯视示意图，而图2E为图2D中沿着中心线19剖面而绘制的剖面示意图。

具体而言，在进行电铸的过程中，沉积物会沉积在没有被图案化绝缘层20覆盖的部分平面13上。以图2D为例，这些遮盖层21在平面13上呈阵列排列，因此平面13未被图案化绝缘层20所覆盖的区域的形状可以是网状，所以沉积物会沉积在这些遮盖层21以外的网状区域内，其中这些遮盖层21分别位于金属遮罩100的这些开口121内，如图2D与图2E所示。

在平面13上进行电铸的期间，可以从导电基板10的这些第一侧边11其中至少一者产生多道电镀液喷流31，其中这些电镀液喷流31可由至少一个喷嘴装置30产生，而各道电镀液喷流31可以沿着平行于第二方向D2流入至导电基板10的平面13，并沿着平面13而流动。因此，这些电镀液喷流31可以彼此并列。

在图2D所示的实施例中，可以从各个第一侧边11产生这些电镀液喷流31，其中从彼此相对的两个第一侧边11所分别产生的两道电镀液喷流31的方向是彼此相反。以图2D为例，从上方第一侧边11产生的电镀液喷流31是沿着第二方向D2往下流动，但从下方第一侧边11产生的电镀液喷流31却是沿着第二方向D2的相反方向往上流动。由此可知，从同一个第一侧边11而来的这些电镀液喷流31的方向可彼此相同。从不同第一侧边11而来的这些电镀液喷流31的方向可彼此相反。

须说明的是，在图2D所示的实施例中，是采用两个喷嘴装置30来从两相对的第一侧边11产生多道电镀液喷流31。然而，在其他实施例中，也可以只设置一个喷嘴装置30，并只在其中一侧第一侧边11产生电镀液喷流31。也就是说，图2D所示的其中一个喷嘴装置30以及其所产生的多道电镀液喷流31可以被省略。因此，这些电镀液喷流31可以只从单一侧第一侧边11产生，不限制从两侧第一侧边11产生。

这些电镀液喷流31的流速可不彼此相同。在本实施例中，邻近第二侧边12的电镀液喷流31的流速可小于远离第二侧边12的电镀液喷流31的流速，其中这些电镀液喷流31的流速可从各个第二侧边12朝向中心线19递增。换句话说，离第二侧边12越近，电镀液喷流31的流速越慢。离这些第二侧边12越远，电镀液喷流31的流速越快。此外，这些电镀液喷流31的最大流速与最小流速之间的差距可控制在130升/分以内，而位于中心线19处且方向彼此相反的两道电镀液喷流31可具有不同的流速。

流速快的电镀液喷流31具有较慢的沉积速率，而流速慢的电镀液喷流31具有较快的沉积速率。因此，邻近第二侧边12的电铸沉积速率会比远离第二侧边12(例如中心线19及其附近的区域)的电铸沉积速率快，以形成较厚的边缘条110与较薄的主体部120，从而形成整体厚度不一致的金属遮罩100。

请参阅图2F，其中图2F依据图2D中的线2F-2F剖面而绘制的剖面示意图。在进行上述电铸之后，移除图案化绝缘层20，其中图案化绝缘层20可用去光阻剂移除。之后，移除导电基板10，以形成如图1A与图1B所示的金属遮罩100，其中移除导电基板10的方法可以是剥离或是蚀除导电基板10。

综上所述，利用上述电镀液喷流与电铸，可以制造出两侧边缘部分(即边缘条110)厚度大于中央部分(即主体部120)厚度的金属遮罩，以使金属遮罩的两侧有利于焊接至制程设备(例如蒸镀机)的治具，从而有助于制造显示面板，特别是高分辨率显示面板。

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当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所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种金属遮罩的制造方法，其特征在于，包括：

提供一导电基板，其具有一平面、一对彼此相对的第一侧边以及一对彼此相对的第二侧边，其中该些第一侧边皆沿着一第一方向延伸，而该些第二侧边皆沿着一第二方向延伸，该些第一侧边与该些第二侧边围绕该平面；

在该平面上形成一图案化绝缘层；

以该图案化绝缘层作为遮罩，在该导电基板的该平面上进行电铸；以及

在该平面上进行电铸的期间，从该些第一侧边其中至少一者产生多道电镀液喷流，其中各该电镀液喷流沿着平行于该第二方向流入至该导电基板的该平面，并且沿着该平面而流动，而邻近该第二侧边的该电镀液喷流的流速小于远离该第二侧边的该电镀液喷流的流速使得临近该第二侧边的电铸沉积速率大于远离该第二侧边的电铸沉积速率。

2.如权利要求1所述的金属遮罩的制造方法，其特征在于，其中该些电镀液喷流的最大流速与最小流速之间的差距在130升/分以内。

3.如权利要求1所述的金属遮罩的制造方法，其特征在于，其中该导电基板更具有一中心线，该中心线沿着该第二方向延伸，且该中心线至该些第二侧边的距离彼此相等，该些电镀液喷流的流速从各该第二侧边朝向该中心线递增。

4.如权利要求3所述的金属遮罩的制造方法，其特征在于，其中在该平面进行电铸的期间，从各该第一侧边产生该些电镀液喷流，其中两该电镀液喷流的方向彼此相反。

5.如权利要求4所述的金属遮罩的制造方法，其特征在于，其中位于该中心线处且方向彼此相反的两该电镀液喷流具有不同的流速。

6.如权利要求1所述的金属遮罩的制造方法，其特征在于，其中在该平面上进行电铸的期间，从各该第一侧边产生多个该电镀液喷流，其中两该电镀液喷流的方向彼此相反。