CN113416924B - 遮罩、遮罩的制造方法及用于制造遮罩的母模 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种遮罩，包括第一面、第二面与多个通孔。第二面相对于第一面，而第二面具有多个外凸曲面。这些通孔连通第一面与第二面，其中各个通孔具有外凸壁面，其连接于第一面与第二面之间。

Description

遮罩、遮罩的制造方法及用于制造遮罩的母模
技术领域
本发明是有关于一种遮罩、遮罩的制造方法及用于制造遮罩的母模，且特别是有关于一种采用电铸(electroforming)所制成的遮罩及其制造方法，以及用于制造此遮罩的母模。
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，并且紧邻或紧靠玻璃板，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像素缺色或像素颜色失真等问题，导致良率下降。
发明内容
本发明至少一实施例提供一种遮罩，其具有外凸曲面与外凸壁面，以帮助不沿着法线而移动的镀料也能顺利地沉积在被镀基板(例如玻璃板)上。
本发明至少一实施例还提供上述遮罩的制造方法以及用于制造此遮罩的母模。
本发明至少一实施例所提供的遮罩包括第一面、第二面与多个通孔。第二面相对于第一面，而第二面具有多个外凸曲面。这些通孔连通第一面与第二面，其中各个通孔具有外凸壁面，其连接于第一面与第二面之间。
在本发明至少一实施例中，各个外凸壁面不垂直于第一面。
在本发明至少一实施例中，上述第二面的各个外凸曲面的曲率半径大于各个通孔的外凸壁面的曲率半径。
在本发明至少一实施例中，上述遮罩还包括多个凸块。这些凸块分别形成于这些外凸曲面上，其中各个凸块凸出于外凸曲面。
在本发明至少一实施例中，上述遮罩的材料包括镍与铁，其中遮罩的镍重量百分比介于35至50％间，而遮罩的铁重量百分比介于50至65％间。
本发明至少一实施例所提供的母模，其用于制造上述遮罩，其中母模是由导电基板所制成，并包括第一平面、第二平面与凹刻图案。第二平面相对于第一平面。凹刻图案显露于第一平面，其中凹刻图案对应遮罩。凹刻图案具有多个凹洞，而各个凹洞具有内凹曲面。
在本发明至少一实施例中，各个凹洞的深度小于第一平面与第二平面之间的厚度。
在本发明至少一实施例中，上述导电基板的材料为不锈钢。
在本发明至少一实施例所提供的遮罩的制造方法中，首先，在导电基板上形成第一光阻层，其中导电基板具有第一平面与相对第一平面的第二平面，而第一光阻层局部覆盖第一平面。接着，以第一光阻层为遮罩，从未被第一光阻层覆盖的部分第一平面蚀刻导电基板，以形成具有多个凹洞的母模。接着，对母模进行电铸，以在各个凹洞内沉积金属材料。在对母模进行电铸之后，移除母模。
在本发明至少一实施例中，上述遮罩的制造方法还包括以下步骤。在从未被第一光阻层覆盖的部分第一平面蚀刻导电基板之后，移除第一光阻层。在移除第一光阻层之后，以及在对母模进行电铸之前，在母模上形成第二光阻层，其中第二光阻层覆盖这些凹洞，并具有多个电镀开口，而这些电镀开口分别位于这些凹洞内。
在本发明至少一实施例中，在对母模进行电铸的期间，保留第二光阻层。
在本发明至少一实施例中，各个凹洞的深度小于第一平面与第二平面之间的厚度。
在本发明至少一实施例中，在对母模进行电铸的期间，保留第一光阻层。
在本发明至少一实施例中，蚀刻导电基板的方法为湿蚀刻。
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像素缺色或像素颜色失真等问题，进而提升良率。
利用上述母模的内凹曲面，能形成具有外凸曲面与外凸壁面的遮罩，以使在进行蒸镀期间，遮罩能帮助不沿着法线移动的镀料可以顺利地沉积在被镀基板(例如玻璃板)上，有助于减少或避免发生像素缺色或像素颜色失真等问题，进而提升良率。
附图说明
图1A是本发明至少一实施例的遮罩的剖面示意图。
图1B是图1A中的金属遮罩应用于蒸镀的剖示意图。
图2A至图2D是图1A中的遮罩的制造方法的剖面示意图。
图3A至图3E是本发明另一实施例的遮罩的制造方法的剖面示意图。
其中，附图标记：
10：蒸镀源
11：镀料
20：导电基板
21：第一平面
22：第二平面
23：凹洞
23c：内凹曲面
31：法线
100、300：遮罩
101：被镀基板
110：第一面
120：第二面
121：外凸曲面
130：通孔
131：外凸壁面
200：母模
201：第一光阻层
202：第二光阻层
202h：电镀开口
230：凹刻图案
390：凸块
A13：轴心
D23：深度
H1：开口
T20：厚度
W11、W12：宽度
具体实施方式
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。
在以下的内文中，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是本发明至少一实施例的遮罩的剖面示意图。请参阅图1A，遮罩100包括第一面110与第二面120，其中第二面120相对于第一面110。以图1A为例，第一面110与第二面120可以分别是遮罩100的相对两面，其中第一面110为遮罩100的上表面，而第二面120为遮罩100的下表面。
第一面110可以是平面，但是第二面120则不是平面。举例而言，在图1A所示的实施例中，第二面120具有多个外凸曲面121。遮罩100可以是由金属材料所制成，其中此金属材料可以是单一种金属材料或合金材料。例如，遮罩100的材料可以包括镍与铁，其中遮罩100的镍重量百分比可以介于35至50％间，而遮罩100的铁重量百分比可以介于50至65％间。
遮罩100还包括多个通孔130，其中这些通孔130连通第一面110与第二面120。换句话说，这些通孔130是从第一面110延伸至第二面120，并且显露于第一面110与第二面120。这些通孔130可以呈阵列排列，而遮罩100的形状可以是网状，其中这些通孔130可以位于网状遮罩100的网格。
各个通孔130具有外凸壁面131，其连接于第一面110与第二面120之间。具体而言，在同一个通孔130中，外凸壁面131会朝向通孔130的轴心A13凸出，所以各个通孔130并不具有均匀的宽度。此外，各个外凸壁面131不垂直于第一面110，而各个通孔130的两端皆不具有最小的宽度。在本实施例中，第二面120的各个外凸曲面121的曲率半径可以大于各个通孔130的外凸壁面131的曲率半径。
图1B是图1A中的金属遮罩应用于蒸镀的剖示意图。请参阅图1B，由于遮罩100具有外凸曲面121与外凸壁面131，因此各个通孔130的宽度并非是均匀的。以图1B为例，各个通孔130在第一面110具有宽度W11，在第二面120具有宽度W12，其中宽度W12明显大于宽度W11。在蒸镀的过程中，遮罩100会紧邻或抵靠着被镀基板101，其中具有外凸曲面121的第二面120会面向蒸镀源10，而第一面110会面向被镀基板101。此外，被镀基板101可以是玻璃板，但不以此为限制。
各个通孔130的宽度并非是均匀的，以使从蒸镀源10而来的镀料11不论是否沿着被镀基板101的法线31而移动，可以从外凸曲面121进入这些通孔130，并顺利地沉积在这些通孔130所暴露的被镀基板101上，从而形成多个沉积物(未绘示)，其中这些沉积物可以形成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，遮罩100能帮助不沿着法线31而朝向被镀基板101移动的镀料11顺利地沉积在通孔130所暴露的被镀基板101区域内，以帮助减少或避免发生像素缺色或像素颜色失真等问题，从而提升良率。
图2A至图2D是图1A中的遮罩的制造方法的剖面示意图。请参阅图2A，在本实施例之遮罩的制造方法中，首先，在导电基板20上形成第一光阻层201。具体而言，导电基板20具有第一平面21与第二平面22，其中第一平面21相对于第二平面22。以图2A为例，第一平面21与第二平面22可以分别是导电基板20的相对两面，例如上表面与下表面。第一平面21可以是导电基板20的上表面，而第二平面22可以是导电基板20的下表面，其中第一光阻层201形成于第一平面21上。
第一光阻层201局部覆盖第一平面21。详细而言，第一光阻层201可以具有多个开口H1，而这些开口H1能暴露部分第一平面21。因此，第一光阻层201是局部覆盖而非全面覆盖第一平面21。第一光阻层201可以是经曝光与显影之后的图案化光阻层，而导电基板20可以是金属板，其材料可以是单一种金属材料或合金材料。例如，导电基板20的材料可以是不锈钢。此外，这些开口H1可以彼此相连，以形成网状开口，而第一光阻层201会对应后续完成后的遮罩100的这些通孔130。
请参阅图2A与图2B，接着，以第一光阻层201为遮罩，从未被第一光阻层201覆盖的部分第一平面21蚀刻导电基板20，以形成具有多个凹洞23的母模200。具体而言，母模200包括第一平面21、第二平面22与凹刻图案230，其中凹刻图案230具有这些凹洞23，并且对应后续完成后的遮罩100。
各个凹洞23的深度D23可以小于第一平面21与第二平面22之间的厚度T20。所以，这些凹洞23并不是贯穿导电基板20(或母模200)而形成。以图2B为例，这些凹洞23可以显露于第一平面21，但不显露于第二平面22，所以凹刻图案230会显露于第一平面21。此外，在本实施例中，蚀刻导电基板20的方法可以是湿蚀刻。所以，这些凹洞23可以是通过等向性蚀刻而形成，以使各个凹洞23具有内凹曲面23c。
请参阅图2C，接着，对母模200进行电铸，以在各个凹洞23内沉积金属材料，从而形成遮罩100。因此，图2C所示的遮罩100是由沉积后的金属材料所形成，并且形成于这些凹洞23内。由此可知，由导电基板20所制成的母模200可以用来制造遮罩100。此外，在对母模200进行电铸来形成遮罩100的期间，第一光阻层201会被保留，以减少或避免金属材料沉积在第一平面21上。
由于遮罩100的材料可以包括镍与铁，所以上述电铸所采用的电镀液可以包括镍离子与铁离子，其中前述的铁离子可以包括3价的铁离子与2价的亚铁离子其中至少一种。此外，遮罩100的材料可以包括镍与铁，而导电基板20的材料可为不锈钢，所以遮罩100与导电基板20两者材料可以彼此不同。
凹刻图案230会对应遮罩100，其中遮罩100的这些外凸壁面131与这些外凸曲面121分别与这些内凹曲面23c配合(fitting)。换句话说，外凸壁面131与外凸曲面121两者能与内凹曲面23c完全接触。因此，外凸壁面131与外凸曲面121两者的形状(例如曲率半径)可由内凹曲面23c来决定。此外，由于凹洞23可通过等向性蚀刻(例如湿蚀刻)而形成，因此凹洞23的内凹曲面23c可利用调整蚀刻导电基板20的速率(rate)与时间来控制。换句话说，遮罩100的外凸壁面131与外凸曲面121也可利用调整蚀刻导电基板20的速率与时间来控制。
请参阅图2D，在对母模200进行电铸之后，移除母模200，其中移除母模200的方法可以是剥离(peeling)。例如，工作人员可以用手直接剥离母模200与遮罩100，从而移除母模200。至此，遮罩100基本上已完成制造。此外，在移除母模200以前，可以先移除第一光阻层201，其中第一光阻层201可用去光阻剂移除。
由于母模200的凹洞23具有内凹曲面23c，所以由母模200所制成的遮罩100得以具有外凸曲面121以及外凸壁面131，以使遮罩100具有多个非均匀宽度的通孔130。由此可知，通过母模200而制成的遮罩100有利于进行蒸镀，以帮助不沿着法线31而移动的镀料11能顺利地沉积在遮罩100所暴露的被镀基板101上(请参阅图1B)，从而提升良率。
图3A至图3E是本发明另一实施例的遮罩的制造方法的剖面示意图，其中本实施例的制造方法与前述实施例的制造方法相似，因此以下主要叙述本实施例与前述实施例两者之间的差异，而两者相同技术特征与功效基本上不再重复叙述及绘示。
请参阅图3A与图3B，在本实施例之遮罩的制造方法中，在以第一光阻层201为遮罩，从未被第一光阻层201覆盖的部分第一平面21蚀刻导电基板20(可参考图2A)之后，具有多个凹洞23的母模200得以形成。接着，移除第一光阻层201，以暴露第一平面21，如图3B所示。
请参阅图3C，之后，在母模200上形成第二光阻层202，其中第二光阻层202覆盖这些凹洞23，并覆盖部分内凹曲面23c。第二光阻层202具有多个电镀开口202h，而这些电镀开口202h分别位于这些凹洞23内，并分别局部暴露这些内凹曲面23c。以图3C为例，这些电镀开口202h可一对一地形成在这些凹洞23的底部。第二光阻层202可以相同于第一光阻层201。也就是说，第二光阻层202可以是经曝光与显影之后的图案化光阻层，因此这些电镀开口202h可以是利用曝光与显影而形成。
请参阅图3D，接着，对母模200进行电铸，以在各个凹洞23内沉积金属材料，从而形成遮罩300。因此，图3D所示的遮罩300是由沉积后的金属材料所形成。遮罩300的材料可相同于遮罩100的材料，所以电铸所采用的电镀液可以包括镍离子与铁离子(包括3价的铁离子与2价的亚铁离子其中至少一种)。在对母模200进行电铸的期间，保留第二光阻层202，以减少或避免金属材料沉积在第一平面21上。在进行电铸期间，金属材料会延伸至这些电镀开口202h内，以形成多个凸块390。
遮罩300具有这些凸块390，而这些凸块390可以分别直接接触这些凹洞23的内凹曲面23c。不过，遮罩300的其他部分会接触第二光阻层202，不接触内凹曲面23c。换句话说，第二光阻层202基本上是被夹置在遮罩300与这些内凹曲面23c之间，其中遮罩300可以经由这些电镀开口202h穿过第二光阻层202。
请参阅图3E，在对母模200进行电铸之后，移除母模200。例如，工作人员可用手直接剥离母模200与遮罩300，以移除母模200。至此，遮罩300基本上已完成制造。此外，在移除母模200以后，可以移除第二光阻层202，其中第二光阻层202可用去光阻剂移除。在第二光阻层202移除之后，仅遮罩300的多个凸块390与母模200连接，以易于分离遮罩300与母模200。
遮罩300与前述遮罩100相似。具体而言，虽然遮罩300形成在第二光阻层202上，而非直接在凹洞23的内凹曲面23c上形成，但遮罩300与100两者具有相同的功效，且在结构与形状方面，遮罩300实质上也包括第一面110、第二面120与多个通孔130。其次，由于遮罩300的材料可相同于遮罩100的材料，所以遮罩300的材料也可包括镍与铁，其中遮罩300的镍重量百分比可介于35至50％间，而铁重量百分比可介于50至65％间。
由此可知，遮罩300与100相似。然而，不同于遮罩100，遮罩300还包括这些凸块390，其中这些凸块390形成于第二面120上。以图3E为例，这些凸块390分别形成于第二面120的这些外凸曲面121上，其中各个凸块390会凸出于外凸曲面121。例如，这些凸块390可以是一对一地凸出于这些外凸曲面121，如图3E所示。
综上所述，利用上述母模的内凹曲面，可形成具有外凸曲面与外凸壁面的遮罩，其中遮罩的各个通孔的宽度并非是均匀的，以使蒸镀所产生的镀料能从遮罩的第二面(具有多个外凸曲面)进入通孔中，并顺利地沉积在通孔所暴露的被镀基板(例如玻璃板)上。相较于现有精细金属遮罩，以上实施例所揭示或教示的遮罩有助于减少或避免发生像素缺色或像素颜色失真等问题，进而提升良率。
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。

Claims (12)

1.一种遮罩，其特征在于，包括：
一第一面；
一第二面，相对于该第一面，并具有多个外凸曲面；
多个通孔，连通该第一面与该第二面，其中各该通孔具有一外凸壁面，其连接于该第一面与该第二面之间；以及
多个凸块，分别形成于该些外凸曲面上，其中各该凸块凸出于该外凸曲面。
2.如权利要求1所述的遮罩，其特征在于，各该外凸壁面不垂直于该第一面。
3.如权利要求1所述的遮罩，其特征在于，该第二面的各该外凸曲面的曲率半径大于各该通孔的该外凸壁面的曲率半径。
4.如权利要求1所述的遮罩，其特征在于，该遮罩的材料包括镍与铁，该遮罩的镍重量百分比介于35至50％间，而该遮罩的铁重量百分比介于50至65％间。
5.一种母模，用于制造如权利要求1所述的遮罩，其特征在于，该母模是由一导电基板所制成，并包括：
一第一平面；
一第二平面，相对于该第一平面；以及
一凹刻图案，显露于该第一平面，其中该凹刻图案对应该遮罩，该凹刻图案具有多个凹洞，而各该凹洞具有一内凹曲面。
6.如权利要求5所述的母模，其特征在于，各该凹洞的深度小于该第一平面与该第二平面之间的厚度。
7.如权利要求5所述的母模，其特征在于，该导电基板的材料为不锈钢。
8.一种遮罩的制造方法，其特征在于，包括：
在一导电基板上形成一第一光阻层，其中该导电基板具有一第一平面与一相对该第一平面的第二平面，而该第一光阻层局部覆盖该第一平面；
以该第一光阻层为遮罩，从未被该第一光阻层覆盖的部分该第一平面蚀刻该导电基板，以形成具有多个凹洞的一母模；
对该母模进行电铸，以在各该凹洞内沉积一金属材料；以及
在对该母模进行电铸之后，移除该母模；
还包括在从未被该第一光阻层覆盖的部分该第一平面蚀刻该导电基板之后，移除该第一光阻层；
在移除该第一光阻层之后，以及在对该母模进行电铸之前，在该母模上形成一第二光阻层，其中该第二光阻层覆盖该些凹洞，并具有多个电镀开口，而该些电镀开口分别位于该些凹洞内。
9.如权利要求8所述的遮罩的制造方法，其特征在于，在对该母模进行电铸的期间，保留该第二光阻层。
10.如权利要求8所述的遮罩的制造方法，其特征在于，各该凹洞的深度小于该第一平面与该第二平面之间的厚度。
11.如权利要求8所述的遮罩的制造方法，其特征在于，在对该母模进行电铸的期间，保留该第一光阻层。
12.如权利要求8所述的遮罩的制造方法，其特征在于，蚀刻该导电基板的方法为湿蚀刻。
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