TW202223122A - 金屬遮罩的製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種金屬遮罩的製造方法，包括提供成長基板，其具有導電面。接著，在導電面上形成遮蓋圖案，其具有至少一開口與接觸導電面的絕緣表面。接著，以遮蓋圖案作為遮罩，進行第一次電鑄，在導電面上形成模具部。模具部填入於開口，並具有接觸導電面的導電圖案表面。導電圖案表面與絕緣表面彼此切齊。在進行第一次電鑄之後，移除成長基板，保留遮蓋圖案與模具部。在移除成長基板之後，對模具部的導電圖案表面進行第二次電鑄，以在導電圖案表面上形成金屬圖案。之後，從金屬圖案移除模具部與遮蓋圖案。
Description
本發明是有關於一種遮罩的製造方法，特別是有關於一種利用電鑄來製造遮罩的方法。
現今有的顯示面板已使用精細金屬遮罩（Fine Metal Mask，FMM）來製造。以有機發光二極體（Organic Light Emitting Diode，OLED）顯示面板為例，目前有的有機發光二極體顯示面板是採用蒸鍍（evaporation）來製造。在蒸鍍的過程中，精細金屬遮罩會先放置在玻璃板上，並且緊鄰玻璃板，以使蒸鍍產生的鍍料能依照精細金屬遮罩的開口圖案而沉積在開口圖案所暴露的玻璃板上。
現有精細金屬遮罩具有彼此相對的上表面與下表面以及多個從上表面延伸至下表面的開口，其中這些開口形成開口圖案。各個開口的孔壁通常實質上垂直於上表面與下表面。因此，在進行蒸鍍期間，從蒸鍍源而來的鍍料能沿著玻璃板法線而移動至玻璃板，從而沉積在開口圖案所暴露的玻璃板上。
然而，由於各個開口的孔壁實質上垂直於上表面與下表面，因此其他不沿著玻璃板法線而朝向玻璃板移動的鍍料很多會被開口周邊的部分精細金屬遮罩所阻擋，以至於沉積物難以完全覆蓋開口圖案在玻璃板上所暴露的區域，造成有機發光二極體顯示面板發生畫素缺色或畫素顏色失真等問題，導致良率下降。
本發明至少一實施例提出一種金屬遮罩的製造方法，其能製造出具有外凸曲面的金屬遮罩。
本發明至少一實施例所提出的金屬遮罩的製造方法包括提供成長基板，其中成長基板具有導電面，而導電面具有法線。在導電面上形成遮蓋圖案，其中遮蓋圖案為絕緣體，並具有至少一開口以及接觸導電面的絕緣表面，而開口從絕緣表面沿著法線而延伸。接著，以遮蓋圖案作為遮罩，進行第一次電鑄，以在導電面上形成模具部，其中模具部填入於至少一開口，並具有接觸導電面的導電圖案表面，其中導電圖案表面與絕緣表面彼此切齊。在進行第一次電鑄之後，移除成長基板，並保留遮蓋圖案與模具部。在移除成長基板之後，對模具部的導電圖案表面進行第二次電鑄，以在導電圖案表面上形成金屬圖案。在進行第二次電鑄之後，從金屬圖案移除模具部與遮蓋圖案。
在本發明至少一實施例中，形成遮蓋圖案的方法包括曝光與顯影。
在本發明至少一實施例中，上述模具部的厚度大於或等於開口的深度。
在本發明至少一實施例中，上述模具部與金屬圖案兩者材料不同。
在本發明至少一實施例中，上述金屬圖案具有多個鏤空區，而鏤空區的最小寬度介於10微米至50微米之間。
在本發明至少一實施例中，上述金屬圖案的厚度介於5微米至25微米之間。
在本發明至少一實施例中，上述金屬圖案的材料為鎳鐵合金，而金屬圖案中的鐵成分介於50%至65%之間。
在本發明至少一實施例中，上述金屬圖案中的鎳成分介於35%至50%之間。
基於上述，由於模具部的導電圖案表面與遮蓋圖案的絕緣表面彼此切齊，加上在進行第二次電鑄期間，金屬材料不會沉積在絕緣表面上，因此導電圖案表面與絕緣表面之間的邊界（boundary）能促使金屬圖案（即金屬遮罩）形成外凸曲面，以使鏤空區的寬度不是均勻的。如此，鍍料能從外凸曲面進入鏤空區，並且順利地沉積在鏤空區所暴露的被鍍基板（例如玻璃板）上，有助於減少或避免發生畫素缺色或畫素顏色失真等問題，進而提升良率。
以下的內文中，為了清楚呈現本案的技術特徵，圖式中的元件（例如層、膜、基板以及區域等）的尺寸（例如長度、寬度、厚度與深度）會以不等比例的方式放大。因此，下文實施例的說明與解釋不受限於圖式中的元件所呈現的尺寸與形狀，而應涵蓋如實際製程及/或公差所導致的尺寸、形狀以及兩者的偏差。例如，圖式所示的平坦表面可以具有粗糙及/或非線性的特徵，而圖式所示的銳角可以是圓的。所以，本案圖式所呈示的元件主要是用於示意，並非旨在精準地描繪出元件的實際形狀，也非用於限制本案的申請專利範圍。
其次，本案內容中所出現的「約」、「近似」或「實質上」等這類用字不僅涵蓋明確記載的數值與數值範圍，而且也涵蓋發明所屬技術領域中具有通常知識者所能理解的可允許偏差範圍，其中此偏差範圍可由測量時所產生的誤差來決定，而此誤差例如是起因於測量系統或製程條件兩者的限制。此外，「約」可表示在上述數值的一個或多個標準偏差內，例如±30％、±20％、±10％或±5％內。本案文中所出現的「約」、「近似」或「實質上」等這類用字可依光學性質、蝕刻性質、機械性質或其他性質來選擇可以接受的偏差範圍或標準偏差，並非單以一個標準偏差來套用以上光學性質、蝕刻性質、機械性質以及其他性質等所有性質。
圖1A至圖1G是本發明至少一實施例的金屬遮罩的製造方法的剖面示意圖。請參閱圖1A，在本實施例的金屬遮罩的製造方法中，首先，提供成長基板11，其中成長基板11可以是導電板，例如不鏽鋼板等金屬板材。或者，成長基板11也可以是具有導電性的非金屬板，例如石墨板等其他由碳材料所製成的板材。此外，成長基板11也可以是複合板材，並包括至少一層導電層。例如，成長基板11可為覆蓋至少一層透明導電層的玻璃板，其中此透明導電層的材料可為氧化銦錫（Indium Tin Oxide，ITO）或氧化銦鋅（Indium Zinc Oxide，IZO）。
成長基板11具有導電面11s，其具有法線11a。當成長基板11為金屬板材或具有導電性的非金屬板（例如石墨板）時，導電面11s可為成長基板11其中一面表面，例如上表面（如圖1A所示）或下表面。當成長基板11為上述複合板材時，導電面11s為最外層導電層的外表面。例如，成長基板11為覆蓋一層透明導電層的玻璃板，而導電面11s為此透明導電層的外表面。
請參閱圖1B與圖1C，接著，在導電面11s上形成遮蓋圖案12，其中形成遮蓋圖案12的方法可以包括曝光與顯影，而遮蓋圖案12可以是經曝光與顯影後的光阻圖案。具體而言，請參閱圖1B，在形成遮蓋圖案12的方法中，首先，在成長基板11的導電面11s上形成光阻材料12i，其中光阻材料12i為絕緣體，並且可以用塗佈（coating）的方式形成在導電面11s，而此塗佈的方式例如是旋轉塗佈（spin coating）或噴塗。
請參閱圖1B與圖1C，接著，對光阻材料12i依序進行曝光與顯影，以移除部分光阻材料12i，從而在導電面11s上形成具有至少一開口12h的遮蓋圖案12，如圖1C所示。遮蓋圖案12為絕緣體，並更具有接觸於導電面11s的絕緣表面12a，其中開口12h從絕緣表面12a沿著法線11a而延伸。此外，在圖1C所示的實施例中，遮蓋圖案12具有多個開口12h，其中這些開口12h可以呈陣列排列。不過，在其他實施例中，遮蓋圖案12可以只具有一個開口12h，所以圖1C不限制遮蓋圖案12所具有的開口12h的數量。
請參閱圖1D，在形成遮蓋圖案12之後，以遮蓋圖案12作為遮罩，進行第一次電鑄，以在導電面11s上形成模具部13。因此，模具部13可以是透過電鑄（即第一次電鑄）而形成，並且可以由沉積在導電面11s上的金屬材料而形成。這些金屬材料會沉積在這些開口12h內，所以模具部13會填入於這些開口12h，並且具有接觸導電面11s的導電圖案表面13a。此外，模具部13的金屬材料可以是鎳，而模具部13的材料可以不同於成長基板11的材料，例如不鏽鋼。
模具部13的厚度13t可以大於或等於開口12h的深度12t，其中開口12h的深度12t相當於遮蓋圖案12的厚度。因此，模具部13具有相對於導電圖案表面13a的上表面13u，而遮蓋圖案12可位在上表面13u與成長基板11之間，如圖1D所示。或者，當厚度13t等於深度12t時，模具部13的上表面13u可與遮蓋圖案12的上表面12u切齊，其中上表面12u相對於絕緣表面12a。
請參閱圖1D與圖1E，在進行第一次電鑄之後，移除成長基板11，並保留遮蓋圖案12與模具部13，其中圖1E所示的遮蓋圖案12與模具部13是翻轉圖1D而繪製。移除成長基板11的方法有多種。例如，移除成長基板11的方法可以是剝離（peeling）。舉例來說，工作人員可用手直接剝離成長基板11，以移除成長基板11。
除了剝離之外，由於模具部13的材料（例如鎳）可以不同於成長基板11的材料（例如不鏽鋼），所以移除成長基板11的方法也可以是蝕刻。因此，移除成長基板11的方法不限制只能是剝離。在移除成長基板11之後，導電圖案表面13a與絕緣表面12a兩者會裸露出來，而原本接觸同一導電面11s的導電圖案表面13a與絕緣表面12a會彼此切齊，如圖1E所示。
請參閱圖1F，在移除成長基板11之後，由於模具部13的導電圖案表面13a與遮蓋圖案12的絕緣表面12a兩者會裸露出來。因此，導電圖案表面13a與絕緣表面12a皆會裸露出來而能接觸電鍍液，從而能對導電圖案表面13a進行第二次電鑄，以在導電圖案表面13a上形成金屬圖案100，其中金屬圖案100實質上為金屬遮罩。
金屬圖案100具有多個鏤空區109，而鏤空區109為金屬圖案100（即金屬遮罩）的開口，其中至少一個鏤空區109的最小寬度W10可以介於10微米至50微米之間。在圖1F的實施例中，各個鏤空區109的最小寬度W10可以介於10微米至50微米之間，但在其他實施例中，至少一個鏤空區109的最小寬度W10可在上述範圍之外，所以最小寬度W10不以上述範圍為限制。此外，模具部13與金屬圖案100兩者材料不同。例如，模具部13的材料可為鎳金屬，而金屬圖案100的材料可以是單一種金屬或合金，像是鎳鐵合金。
當金屬圖案100（即金屬遮罩）的材料為鎳鐵合金時，金屬圖案100中的鐵成分可以介於50%至65%之間，而金屬圖案100中的鎳成分可以介於35%至50%之間。因此，金屬圖案100的成分基本上可以只有鐵與鎳，例如65%的鐵與35%的鎳。此外，金屬圖案100的厚度T10可以介於5微米至25微米之間。
在進行第二次電鑄的過程中，導電圖案表面13a與絕緣表面12a皆會裸露出來而能接觸電鍍液，以使金屬材料能沉積在導電圖案表面13a上，但不會沉積在絕緣表面12a。由於導電圖案表面13a與絕緣表面12a彼此切齊，加上金屬材料不會沉積在絕緣表面12a上，因此導電圖案表面13a與絕緣表面12a之間的邊界能促使金屬圖案100形成外凸曲面101，以至於鏤空區109的寬度並非是均勻的，如圖1F所示。
請參閱圖1F與圖1G，在進行第二次電鑄之後，從金屬圖案100移除模具部13與遮蓋圖案12，其中移除模具部13與遮蓋圖案12的方法可以是剝離。例如，工作人員可以用手直接將金屬圖案100從模具部13剝離，以分離金屬圖案100與模具部13，從而移除遮蓋圖案12與模具部13。至此，一種金屬遮罩（即金屬圖案100）基本上已完成製造，其中金屬遮罩具有彼此相對的外凸曲面101與底面102。
圖2是圖1G中的金屬遮罩應用於蒸鍍的剖示意圖，其中圖2與下文仍以金屬圖案100來表示金屬遮罩。請參閱圖2，由於金屬圖案100具有外凸曲面101，以至於鏤空區109的寬度並非是均勻的，其中各個鏤空區109在外凸曲面101頂部具有最大寬度W11，但在底面102卻具有最小寬度W10。在蒸鍍的過程中，金屬圖案100會緊鄰被鍍基板30，而被鍍基板30可以是玻璃板，但不以此為限制。
外凸曲面101會面向蒸鍍源20，而底面102會面向被鍍基板30，其中外凸曲面101頂部具有最大寬度W11，但在底面102卻具有最小寬度W10。因此，從蒸鍍源20而來的鍍料21不論是否沿著被鍍基板30法線31而移動，鍍料21能從外凸曲面101進入這些鏤空區109，並順利地沉積在這些鏤空區109所暴露的被鍍基板30上，從而形成多個沉積物21d，其中這些沉積物21d可作為有機發光二極體顯示面板內的多個發光層。
相較於現有精細金屬遮罩，本發明至少一實施例所揭示的金屬圖案100（即金屬遮罩）能幫助不沿著法線31而朝向被鍍基板30移動的鍍料21順利地沉積在鏤空區109所暴露的被鍍基板30區域內，以幫助減少或避免發生畫素缺色或畫素顏色失真等問題，從而提升良率。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本發明保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
11:成長基板
11a、31:法線
11s:導電面
12:遮蓋圖案
12a:絕緣表面
12h:開口
12i:光阻材料
12t:深度
12u、13u:上表面
13:模具部
13a:導電圖案表面
13t、T10:厚度
20:蒸鍍源
21:鍍料
21d:沉積物
30:被鍍基板
100:金屬圖案
101:外凸曲面
102:底面
109:鏤空區
W10:最小寬度
W11:最大寬度
圖1A至圖1G是本發明至少一實施例的金屬遮罩的製造方法的剖面示意圖。
圖2是圖1G中的金屬遮罩應用於蒸鍍的剖示意圖。
12:遮蓋圖案
12a:絕緣表面
13:模具部
13a:導電圖案表面
T10:厚度
100:金屬圖案
101:外凸曲面
102:底面
109:鏤空區
W10:最小寬度
Claims (8)
- 一種金屬遮罩的製造方法，包括： 提供一成長基板，其中該成長基板具有一導電面，而該導電面具有一法線； 在該導電面上形成一遮蓋圖案，其中該遮蓋圖案為絕緣體，並具有至少一開口以及接觸該導電面的一絕緣表面，該至少一開口從該絕緣表面沿著該法線而延伸； 以該遮蓋圖案作為遮罩，進行一第一次電鑄，以在該導電面上形成一模具部，其中該模具部填入於該至少一開口，並具有接觸該導電面的一導電圖案表面，其中該導電圖案表面與該絕緣表面彼此切齊； 在進行該第一次電鑄之後，移除該成長基板，並保留該遮蓋圖案與該模具部； 在移除該成長基板之後，對該模具部的該導電圖案表面進行一第二次電鑄，以在該導電圖案表面上形成一金屬圖案；以及 在進行該第二次電鑄之後，從該金屬圖案移除該模具部與該遮蓋圖案。
- 如請求項1所述的金屬遮罩的製造方法，其中形成該遮蓋圖案的方法包括曝光與顯影。
- 如請求項1所述的金屬遮罩的製造方法，其中該模具部的厚度大於或等於該開口的深度。
- 如請求項1所述的金屬遮罩的製造方法，其中該模具部與該金屬圖案兩者材料不同。
- 如請求項1所述的金屬遮罩的製造方法，其中該金屬圖案具有多個鏤空區，而至少一該鏤空區的最小寬度介於10微米至50微米之間。
- 如請求項1所述的金屬遮罩的製造方法，其中該金屬圖案的厚度介於5微米至25微米之間。
- 如請求項1所述的金屬遮罩的製造方法，其中該金屬圖案的材料為鎳鐵合金，而該金屬圖案中的鐵成分介於50%至65%之間。
- 如請求項7所述的金屬遮罩的製造方法，其中該金屬圖案中的鎳成分介於35%至50%之間。
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