CN116736628A - 一种金属掩模板的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属掩模板的制备方法，涉及掩模板制备领域，包括如下步骤：选取金属箔材→施加光刻胶→曝光→显影→湿式蚀刻→去光刻胶→获得具有所需图案的金属箔材，其中，曝光时使用的光罩包括有效区和设置在有效区外侧的过渡区，过渡区的内边缘宽幅大于外边缘宽幅。本发明使用过渡区内边缘宽幅大于外边缘宽幅的光罩对带有光刻胶的金属箔材进行曝光，在金属箔材上也形成内边缘宽幅大于外边缘宽幅的过渡区，使得过渡区靠近有效区一侧的内边缘先被蚀刻，避免内边缘划伤有效区，提高金属掩模板的良品率。

Description

一种金属掩模板的制备方法

技术领域

本发明涉及掩模板制备技术领域，具体涉及一种金属掩模板的制备方法。

背景技术

OLED为有机发光二极管，相对于液晶显示器具有重量轻、视角广、响应时间快、耐低温和发光效率高等优点，被视为下一代新型显示技术。一般采用真空热蒸镀技术制备有机电致发光薄膜，即在真空环境中加热有机半导体材料，材料受热升华，通过具有特殊子画素图案的金属掩模板在基板表面形成具有所设计形状的有机薄膜器件叠构，经历多种材料的连续沉积成膜，加上在叠构的两端各镀上阳极及阴极，即可形成具有多层薄膜的OLED发光器件结构。在蒸镀过程中，需要使用金属掩模板来沉积OLED器件的发光层。

目前掩模板的制作方法有蚀刻法、电铸法等。其中，蚀刻法制作精密金属掩模板应用最为广泛。用此方法制作金属掩模板时，要通过蚀刻工艺将光罩上的图案形成到金属箔材上，因此光罩对于蚀刻法制作掩模板的工艺来说是一种重要的工具。

光罩上的有效区域内设置有要生成到金属箔材上的图案。将图案生成到金属箔材后(即形成金属箔材的有效区)，需要将带有图案的部分金属箔材分离以得到成品金属掩模板。而为了便于分离金属掩模板和金属箔材，相关技术中一般会在光罩有效区的外侧设置过渡区，制作金属掩模板时该过渡区也会形成在金属箔材有效区的外侧，当蚀刻掉金属箔材的过渡区后，即可分离金属箔材和带图案的金属掩模板。但在蚀刻金属箔材的过渡区的过程中，金属箔材的过渡区会由于蚀刻液流动而产生摆动，摆动时该过渡区靠近金属箔材有效区的一侧极易将有效区划伤，造成制得的金属掩模板成品的良品率低。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提供了一种金属掩模板的制备方法，具有良品率高的优点。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种金属掩模板的制备方法，包括如下步骤：

S100，选取金属箔材；对金属箔材表面进行处理，获得表面清洁的金属箔材；

S101，施加光刻胶；在表面处理后的金属箔材的两面均施加光刻胶，或者在金属箔材的一面施加光刻胶；

S102，曝光；将金属箔材放置在曝光机上，利用具有图案的光罩对金属箔材上的光刻胶进行曝光，曝光机所照射的光透过本申请中所述的光罩投影在光刻胶上，光罩上的图案转移至光刻胶上；该图案包括有效区和设置在有效区外侧的过渡区，过渡区的内边缘宽幅大于外边缘宽幅；

S103，显影；将曝光后的带有光刻胶的金属箔材进行显影，去除部分光刻胶，将所要的图案精确地制作在光刻胶上；当使用的光刻胶为负性光刻胶时，将曝光后带有负性光刻胶的金属箔材浸泡于显影液中，已受照光反应的部分会固化留存，而未经照光反应的部分被显影液溶解，所投影的图案显现在存留的负性光刻胶上；当使用的光刻胶为正性光刻胶时，将曝光后带有正性光刻胶的金属箔材浸泡于显影液中，未受照光反应的部分会固化留存，而已经照光反应的部分被显影液溶解，所投影的图案显现在存留的正性光刻胶上；

S104，湿式蚀刻；显影后部分光刻胶被去除，金属箔材上未被光刻胶覆盖部分与蚀刻液接触会被蚀刻，将光刻胶上的有效区和过渡区蚀刻在金属箔材上，并通过蚀刻去除金属箔材上形成的过渡区以分离有效区和金属箔材；

S105，去光刻胶；完成蚀刻后去除光刻胶；

S106，获得具有所需图案的有效区，即金属掩模板。

在本发明中，进行曝光步骤时，曝光机所照射的光透过光罩并将光罩上的图案投影在光刻胶上。光罩的图案包括有效区和设置在有效区外侧的过渡区，经过蚀刻之后，光罩上的有效区和过渡区形成在带有光刻胶的金属箔材上，金属箔材的有效区即要制得的金属掩模板。金属箔材的尺寸会大于要制得的金属掩模板的尺寸，所以除了有效区和过渡区之外，金属箔材还包括多余的无效区。无效区形成在过渡区的外侧，将过渡区通过蚀刻从金属箔材上分离之后，有效区自然也从金属箔材上分离，即可得到成品金属掩模板。

本发明中所使用的光罩，其过渡区的内边缘宽幅大于外边缘宽幅，则将光罩图案投影到金属箔材后，金属箔材上也会形成内边缘宽幅大于外边缘宽幅的过渡区。过渡区的内边缘与金属箔材的有效区连接，过渡区的外边缘与金属箔材的无效区连接。过渡区被构造为，其内边缘和外边缘被蚀刻后，整个过渡区会脱离金属箔材，进而得到所需的有效区(即金属掩模板)。具体地，如图2所示，金属箔材的过渡区与有效区接壤的部分定义为内边缘，金属箔材的过渡区与无效区接壤的部分定义为外边缘。

另外，光罩过渡区内边缘的宽幅大于外边缘的宽幅，所以金属箔材上形成的过渡区也是内边缘的宽幅大于外边缘的宽幅。在对金属箔材进行蚀刻时，由于内边缘宽幅大于外边缘宽幅，所以内边缘区域比外边缘区域更加开阔，蚀刻液里的离子与内边缘的交换比大于与外边缘的交换比，宽幅大的内边缘会优先被蚀刻。所以过渡区的内边缘一侧会先与有效区分离，而此时外边缘一侧仍与金属箔材的无效区保持连接，过渡区脱离了有效区但并未脱离无效区。在无效区的干涉下，过渡区不会因为蚀刻液流动而剐蹭有效区，防止损伤有效区的边缘。且大宽幅的内边缘使得内边缘被蚀刻后，过渡区和有效区之间存在较大间隙，进一步避免了过渡区边缘接触到有效区边缘，提高了金属掩模板生产的良品率。

可选的，在步骤S102中，过渡区的内边缘宽幅为80～150μm,外边缘宽幅为10～50μm。外边缘的宽度小于内边缘的宽度，内边缘会先被蚀刻，也增大了蚀刻后过渡区与有效区的间隙，有效区不易被过渡区划伤，提高了制得的金属掩模板的良率。

可选的，过渡区内还形成有若干分隔线，该分隔线的两端分别与过渡区的外边缘和内边缘连接。分隔线将过渡区划分为若干个小区域，只需蚀刻分隔线部分，即可将若干小区域全部从金属箔材上分离，无需蚀刻全部过渡区，使过渡区更快的与金属箔材分离。需要说明的是，分隔线是指与外边缘和内边缘均相交的蚀刻线，并非单指沿某一方向的蚀刻线，只要是两端分别连接外边缘和内边缘并将过渡区分隔成多个小区域的蚀刻线，均应涵盖在本申请的范围内。

可选的，过渡区构造为跑道环形，内边缘和外边缘围合成过渡区。跑道环形的两端具有弧形结构，跑道环形的中间部分构造为平直。内边缘与外边缘在过渡区的两端相交并围合成封闭的过渡区。当然，过渡区也可以构造为矩形，此时过渡区的两端具有矩形结构，内边缘和外边缘的端部通过纵向蚀刻线连接并围合成封闭过渡区，内边缘和外边缘平行设置。另外，当过渡区与金属箔材的长度相等时可以只存在平行的内边缘和外边缘，无需围合成封闭的待蚀刻区域。

可选的，光罩有效区和过渡区为一体成型，有效区和过渡区为同种材质。当然，过渡区也可通过焊接等方式固定在有效区外侧。

可选的，有效区构造为矩形，过渡区分布在有效区的两侧。用该光罩制作金属掩模板，则带有光刻胶的金属箔材上也形成矩形的有效区，且有效区两侧配置有过渡区，蚀刻掉过渡区后得到矩形的金属掩模板。

可选的，光罩上具有透光区域和不透光区域。曝光机所照射的光通过透光区域照射在光罩上，而不透光区域则会挡住光线，以在带有光刻胶的金属箔材上形成图案。

可选的，在步骤S104中，金属箔材上还包括位于过渡区外侧的无效区，无效区为多余材料，蚀刻过程中需要去除该无效区以分离出所需的有效区。

可选的，在步骤S106中获得的金属掩模板具有若干贯通孔。贯通孔通过蚀刻生成，在后续使用金属掩模板来生产显示器等设备时，蒸镀的发光材料透过贯通孔沉积形成发光层。

可选的，所述光罩采用包括如下步骤的工艺制备而得：

S200，选取具有透光性的基板，对基板的表面进行清洁；

S201，在基板上镀上铬金属层；

S202，在铬金属层上形成具有有效区和过渡区的图案，铬金属层遮蔽部分基板；

S203，获得所需光罩。

具体地，基板的材质为石英玻璃或苏打玻璃等。该制备光罩的方法步骤简单，成本低，生产出的光罩良率较高。

可选的，在步骤S202中，通过描绘机在铬金属层上描绘出具有有效区和过渡区的图案。当然，也可以通过蚀刻等方式在铬金属层上形成具有有效区和过渡区的图案。

1.本发明中所使用的光罩具有有效区和过渡区，在生产金属掩模板时可在带有光刻胶的金属箔材上也形成有效区和过渡区。金属箔材的尺寸大于要制得的金属掩模板的尺寸，所以金属箔材上还具有位于过渡区外侧的无效区，即金属箔材上的过渡区位于有效区和无效区之间，蚀刻掉位于中间的过渡区即可分离金属箔材的有效区和无效区，有效区即要制得的金属掩模板。

2.光罩上的过渡区具有内边缘和外边缘，所以金属箔材上的过渡区也具有内边缘和外边缘。其中，金属箔材过渡区的内边缘与金属箔材的有效区连接，外边缘与金属箔材无效区连接。将内边缘与外边缘蚀刻掉即可使过渡区脱离金属箔材。

3.由于内边缘宽幅大于外边缘宽幅，内边缘与蚀刻液离子反应的概率更大，所以内边缘优先被蚀刻，过渡区内边缘一侧与有效区分离时，外边缘一侧仍与无效区连接，在无效区的干涉下过渡区不会接触到有效区，提高了制得的金属掩模板的良率。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中制作金属掩模板的工艺流程图；

图2为本发明中光罩和金属箔材的配合图；

图3为本发明中光罩的结构示意图；

图4为图3中A处的结构示意图。

其中，1.光罩；11.本体；111.有效区；112.过渡区；1121.内边缘；1122.外边缘；1123.分隔线；2.金属箔材。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。基于实施方式中的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本专利公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。

实施例1：

本实施例提供如图1所示的一种金属掩模板的制备方法，包括如下步骤：

S100，选取平整度高的金属箔材2；对金属箔材2表面进行处理，获得表面清洁的金属箔材2；

S101，施加光刻胶；在表面处理后的金属箔材2的两面均施加光刻胶；

S102，曝光；将金属箔材2放置在曝光机上，如图2所示，利用具有图案的光罩1对金属箔材2上的光刻胶进行曝光，光罩1包括矩形本体11，曝光机所照射的光透过本体11投影在光刻胶上，光罩1上的图案转移至光刻胶上；如图3和图4所示，该图案包括有效区111和设置在有效区111外侧的过渡区112，过渡区112的内边缘1121宽幅大于外边缘1122宽幅，具体的，内边缘1121宽幅为100μm，外边缘1122宽幅为10μm；另外，光罩1过渡区112的内边缘1121与外边缘1122之间形成有多个分隔线1123，分隔线1123的两端分别与内边缘1121和外边缘1122连接，将过渡区112分割成若干小区域；

S103，显影；将曝光后的带有光刻胶的金属箔材2进行显影，去除部分光刻胶，将所要的图案精确地制作在光刻胶上；具体地，使用的光刻胶为负性光刻胶，将曝光后带有负性光刻胶的金属箔材2浸泡于显影液中，已受照光反应的部分会固化留存，而未经照光反应的部分被显影液溶解，所投影的图案显现在存留的负性光刻胶上；

S104，湿式蚀刻；显影后部分光刻胶被去除，金属箔材2上未被光刻胶覆盖部分与蚀刻液接触会被蚀刻，将光刻胶上的有效区111和过渡区112蚀刻在金属箔材2上，并通过蚀刻去除金属箔材2上形成的过渡区112以分离有效区111和金属箔材2；由于光罩1过渡区112内边缘1121宽幅大于外边缘1122宽幅，所以金属箔材2过渡区112内边缘1121宽幅也大于外边缘1122宽幅，内边缘1121先于外边缘1122被蚀刻，当内边缘1121被蚀刻完成时，外边缘1122仍与金属箔材2无效区连接，能够防止过渡区112随蚀刻液流动而划伤有效区111边缘；

S105，去光刻胶；完成蚀刻后去除光刻胶；

S106，获得具有所需图案的金属掩模板。

对制得的金属掩模板的良率进行测试，测试结果如表1所示。

对比例1：

本对比例提供一种金属掩模板的制备方法，本实施例与实施例1的区别在于使用的光罩1结构不同，其他步骤基本相同。本实施例包括如下步骤：

S100，选取金属箔材2；对金属箔材2表面进行处理，获得表面清洁的金属箔材2；

S101，施加光刻胶；在表面处理后的金属箔材2的两面均施加光刻胶；

S102，曝光；将金属箔材2放置在曝光机上，利用具有图案的光罩1对金属箔材2上的光刻胶进行曝光，光罩1包括矩形本体11，曝光机所照射的光透过本体11投影在光刻胶上，光罩1上的图案转移至光刻胶上；该图案包括有效区111和设置在有效区111外侧的过渡区112，过渡区112的内边缘1121宽幅等于外边缘1122宽幅，具体地，内边缘1121宽幅为10μm，外边缘1122宽幅为10μm；另外，光罩1过渡区112的内边缘1121与外边缘1122之间形成有多个分隔线1123，分隔线1123的两端分别与内边缘1121和外边缘1122连接，将过渡区112分割成若干小区域；

S103，显影；将曝光后的带有光刻胶的金属箔材2进行显影，去除部分光刻胶，将所要的图案精确地制作在光刻胶上；

S104，湿式蚀刻；将光刻胶上的有效区111和过渡区112蚀刻在金属箔材2上，并通过蚀刻去除金属箔材2上形成的过渡区112以分离有效区111和金属箔材2；由于光罩1过渡区112内边缘1121宽幅等于外边缘1122宽幅，所以金属箔材2过渡区112内边缘1121宽幅也等于外边缘1122宽幅，内边缘1121和外边缘1122同时被蚀刻；

S105，去光刻胶；完成蚀刻后去除光刻胶；

S106，获得具有所需图案的金属掩模板。

对制得的金属掩模板的良率进行测试，测试结果如表1所示。

对比例2：

本对比例提供一种金属掩模板的制备方法，本实施例与对比例1的区别在于使用的光罩1过渡区112内边缘1121和外边缘1122的宽幅不同，其他步骤基本相同。本实施例包括如下步骤：

S100，选取金属箔材2；对金属箔材2表面进行处理，获得表面清洁的金属箔材2；

S101，施加光刻胶；在表面处理后的金属箔材2的两面均施加光刻胶；

S102，曝光；将金属箔材2放置在曝光机上，利用具有图案的光罩1对金属箔材2上的光刻胶进行曝光，光罩1包括矩形本体11，曝光机所照射的光透过本体11投影在光刻胶上，光罩1上的图案转移至光刻胶上；该图案包括有效区111和设置在有效区111外侧的过渡区112，过渡区112的内边缘1121宽幅等于外边缘1122宽幅，具体地，内边缘1121宽幅为100μm，外边缘1122宽幅为100μm；另外，光罩1过渡区112的内边缘1121与外边缘1122之间形成有多个分隔线1123，分隔线1123的两端分别与内边缘1121和外边缘1122连接，将过渡区112分割成若干小区域；

S103，显影；将曝光后的带有光刻胶的金属箔材2进行显影，去除部分光刻胶，将所要的图案精确地制作在光刻胶上；

S104，湿式蚀刻；将光刻胶上的有效区111和过渡区112蚀刻在金属箔材2上，并通过蚀刻去除金属箔材2上形成的过渡区112以分离有效区111和金属箔材2；由于光罩1过渡区112内边缘1121宽幅等于外边缘1122宽幅，所以金属箔材2过渡区112内边缘1121宽幅也等于外边缘1122宽幅，内边缘1121和外边缘1122同时被蚀刻；

S105，去光刻胶；完成蚀刻后去除光刻胶；

S106，获得具有所需图案的金属掩模板。

对制得的金属掩模板的良率进行测试，测试结果如表1所示。

表1：实施例1、对比例1及对比例2中光罩1内外边缘宽幅及金属掩模板良品率测试结果

由表1可看出，实施例1中，当光罩1过渡区112内边缘1121宽幅大于外边缘1122宽幅时，生成在金属箔材2上的过渡区112内边缘1121先被蚀刻，金属箔材2过渡区112在蚀刻时不易划伤有效区111，金属掩模板的良品率大大提高；对比例1中，光罩1内边缘1121宽幅和外边缘1122宽幅相等且数值较小，即生成在金属掩模板上的过渡区112内边缘1121离有效区111较近，且过渡区112内边缘1121和外边缘1122同时被蚀刻，则金属掩模板的良品率降低；对比例2中，光罩1内边缘1121宽幅和外边缘1122宽幅相等且数值较大，即生成在金属掩模板上的过渡区112内边缘1121和外边缘1122同时被蚀刻，所以金属掩模板良品率低于实施例1制得的金属掩模板良品率，但由于过渡区112内边缘1121离有效区111较远，所以对比例2的良品率仍大于对比例1中的金属掩模板的良品率。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种金属掩模板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100，选取金属箔材；

S101，施加光刻胶；

S102，曝光；利用具有图案的光罩对金属箔材上的光刻胶进行曝光，使图案转移至光刻胶上；该图案包括有效区和设置在有效区外侧的过渡区，过渡区的内边缘宽幅大于外边缘宽幅；

S103，显影；将曝光后的带有光刻胶的金属箔材进行显影，去除部分光刻胶，将所要的图案精确地制作在光刻胶上；

S104，湿式蚀刻；将光刻胶上的有效区和过渡区蚀刻在金属箔材上，并通过蚀刻去除金属箔材上形成的过渡区以分离有效区和金属箔材；

S105，去光刻胶；完成蚀刻后去除光刻胶；

S106，获得具有所需图案的金属掩模板。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S102中，过渡区的内边缘宽幅为80～150μm,外边缘宽幅为10～50μm。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，过渡区内还形成有若干分隔线，该分隔线的两端分别与过渡区的外边缘和内边缘连接。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，过渡区构造为跑道环形，内边缘和外边缘围合成过渡区。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述过渡区构造为矩形，内边缘和外边缘平行设置。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，有效区构造为矩形，过渡区分布在有效区的两侧。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S104中，金属箔材上还包括位于过渡区外侧的无效区。

8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S106中获得的金属掩模板具有若干贯通孔。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光罩采用包括如下步骤的工艺制备而得：

S200，选取具有透光性的基板；

S201，在基板上镀上铬金属层；

S202，在铬金属层上形成具有有效区和过渡区的图案；

S203，获得所需光罩。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在步骤S202中，通过描绘机或蚀刻在铬金属层上形成具有有效区和过渡区的图案。