TW202223164A

TW202223164A - 金屬遮罩及其製造方法

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Publication number: TW202223164A
Application number: TW109143110A
Authority: TW
Inventors: 程維堂
Original assignee: 達運精密工業股份有限公司
Priority date: 2020-12-07
Filing date: 2020-12-07
Publication date: 2022-06-16
Also published as: CN112941580A; CN112941580B

Abstract

一種金屬遮罩的製造方法。首先，提供導電基板，其具有平面、一對彼此相對的第一側邊以及一對彼此相對的第二側邊。這些第一側邊與這些第二側邊圍繞平面。接著，在平面上形成圖案化絕緣層。之後，以圖案化絕緣層作為遮罩，在導電基板的平面上進行電鑄。在進行電鑄的期間，從這些第一側邊其中至少一者產生多道電鍍液噴流。各個電鍍液噴流流入至導電基板的平面，而鄰近第二側邊的電鍍液噴流的流速小於遠離第二側邊的電鍍液噴流的流速。

Description

金屬遮罩及其製造方法

本發明是有關於一種金屬遮罩的製造方法，且特別是有關於一種用於製作圖案化膜層的金屬遮罩的製造方法。

現今已有一些顯示面板採用金屬遮罩來製造，而為了製造現有高解析度的顯示面板，金屬遮罩必須要具有相當薄的厚度，以滿足目前顯示面板的高解析度發展趨勢。一般金屬遮罩在使用的時候，金屬遮罩須要焊接至製程設備（例如蒸鍍機）的治具上，以使金屬遮罩可以固定在要做成顯示面板的基板（例如玻璃板）上。然而，厚度薄的金屬遮罩不易於焊接至上述治具，導致金屬遮罩在高解析度顯示面板製程的應用方面遭遇到一些困難。

本發明至少一實施例提供一種金屬遮罩，其兩側邊緣部分的厚度大於中央部分的厚度。

本發明另一實施例提供一種金屬遮罩的製造方法，其採用電鑄與電鍍液噴流來製造上述金屬遮罩。

在本發明至少一實施例所提供的金屬遮罩的製造方法中，首先，提供導電基板，其具有平面、一對彼此相對的第一側邊以及一對彼此相對的第二側邊，其中這些第一側邊皆沿著第一方向延伸，而這些第二側邊皆沿著第二方向延伸。這些第一側邊與這些第二側邊圍繞平面。接著，在平面上形成圖案化絕緣層。之後，以圖案化絕緣層作為遮罩，在導電基板的平面上進行電鑄。在上述平面上進行電鑄的期間，從這些第一側邊其中至少一者產生多道電鍍液噴流，其中各個電鍍液噴流沿著平行於第二方向流入至導電基板的平面，並且沿著平面而流動，而鄰近第二側邊的電鍍液噴流的流速小於遠離第二側邊的電鍍液噴流的流速。

在本發明至少一實施例中，這些電鍍液噴流的最大流速與最小流速之間的差距在130公升/分以內。

在本發明至少一實施例中，上述導電基板更具有中心線，其沿著第二方向延伸。中心線至這些第二側邊的距離彼此相等，而這些電鍍液噴流的流速從各個第二側邊朝向中心線遞增。

在本發明至少一實施例中，在對平面進行電鑄的期間，從各個第一側邊產生這些電鍍液噴流，其中兩個電鍍液噴流的方向彼此相反。

在本發明至少一實施例中，位於中心線處且方向彼此相反的兩個電鍍液噴流具有不同的流速。

在本發明至少一實施例中，在平面上進行電鑄的期間，從各個第一側邊產生多個電鍍液噴流，其中兩個電鍍液噴流的方向彼此相反。

本發明至少一實施例所提供的金屬遮罩具有底平面，並包括一對邊緣條以及主體部。這對邊緣條各自具有第一平面以及位於第一平面與底平面之間的第一厚度。主體部連接於這些邊緣條之間，並具有第二平面、多個位於第二平面的開口以及位於第二平面與底平面之間的第二厚度，其中第一厚度大於第二厚度，且第一厚度與第二厚度之間的相差值在30微米以內。

在本發明至少一實施例中，各個邊緣條更具有斜面，而斜面從第一平面延伸至第二平面。邊緣條在斜面的厚度從第一平面朝向第二平面遞減，且斜面與第二平面之間定義銳夾角，其介於0.01度至0.2度之間。

在本發明至少一實施例中，上述第二厚度的最大值與最小值之間的相差值介於5微米至30微米之間。

利用上述電鍍液噴流與電鑄，能製造出較厚的邊緣條與較薄的主體部，以使金屬遮罩的兩側（即上述兩條邊緣條）有利於焊接至製程設備（例如蒸鍍機）的治具，從而有助於製造顯示面板。

在以下的內文中，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是本發明至少一實施例的金屬遮罩的俯視示意圖，而圖1B是圖1A中沿線1B-1B剖面而繪示的剖面示意圖。請參閱圖1A與圖1B，金屬遮罩100具有底平面101b與頂表面101t，其中底平面101b相對於頂表面101t，而金屬遮罩100在底平面101b與頂表面101t之間的厚度並不一致。

具體而言，金屬遮罩100包括一對邊緣條110以及主體部120，其中主體部120連接於這些邊緣條110之間。在圖1A所示的實施例中，主體部120與這些邊緣條110沿著第一方向D1排列，而各個邊緣條110的長軸119實質上平行於第二方向D2。因此，這些邊緣條110是沿著同一方向（例如第二方向D2）而延伸。換句話說，這些邊緣條110的走向可以是實質上彼此相同。此外，第一方向D1可以垂直於第二方向D2，如圖1A所示。不過，在其他實施例中，第一方向D1與第二方向D2兩者可以彼此不垂直，也不平行，所以不限制第一方向D1與第二方向D2要彼此垂直。

這些邊緣條110各自具有第一平面111，而主體部120具有第二平面122，其中頂表面101t包括這些第一平面111與第二平面122。所以，頂表面101t分布於主體部120與這些邊緣條110的上表面。同樣地，底平面101b也分布於主體部120與這些邊緣條110的下表面。

這對邊緣條110各自還具有位於第一平面111與底平面101b之間第一厚度T1。在圖1B所示的實施例中，第一厚度T1相當於第一平面111與底平面101b之間的距離。主體部120還具有位於第二平面122與底平面101b之間的第二厚度T2，而第二厚度T2相當於第二平面122與底平面101b之間的距離。

第一厚度T1大於第二厚度T2，所以邊緣條110的整體厚度會比主體部120的整體厚度厚。因此，金屬遮罩100在底平面101b與頂表面101t之間的厚度不一致，即金屬遮罩100的整體厚度不均勻。另外，第一厚度T1與第二厚度T2之間的相差值可以在30微米以內，即第一厚度T1與第二厚度T2之間的最大相差值可以是30微米。此外，第二厚度T2的最大值與最小值之間的相差值可以介於5微米至30微米之間。

由於邊緣條110的整體厚度比主體部120的整體厚度厚，因此金屬遮罩100兩側邊緣部分（即邊緣條110）的厚度（即第一厚度T1）會大於中央部分（即主體部120）的厚度（即第二厚度T2），以使金屬遮罩100的這些邊緣條110有利於焊接至製程設備（例如蒸鍍機）的治具上。如此，利用這些較厚的邊緣條110，金屬遮罩100能與製程設備結合，以順利地製造顯示面板，特別是高解析度顯示面板。

各個邊緣條110可以更具有斜面112，而頂表面101t還包括這些邊緣條110的斜面112。各個邊緣條110的斜面112是從第一平面111延伸至主體部120的第二平面122。從圖1B來看，各個邊緣條110在斜面112的厚度從第一平面111朝向第二平面122遞減。斜面112與第二平面122之間定義銳夾角A12，其中銳夾角A12可以介於0.01度至0.2度之間。不過，在其他實施例中，銳夾角A12的角度值也可落在上述角度範圍以外，所以銳夾角A12不限制在上述角度範圍內。

主體部120還具有多個位於第二平面122的開口121，其中這些開口121可以呈陣列排列，如圖1A所示。當採用金屬遮罩100來製造顯示面板時，金屬遮罩100可以用於沉積製程，其中前述沉積製程可以是物理氣相沉積（Physical Vapor Deposition，PVD），例如蒸鍍或濺鍍。上述沉積製程所產生的鍍料可以沉積在這些開口121內，從而按照這些開口121形成圖案化膜層。

以有機發光二極體（Organic Light Emitting Diode，OLED）顯示面板為例，金屬遮罩100可以用於形成有機發光二極體顯示面板的多個發光層，其中這些發光層可以用來作為多個次畫素（sub-pixel）。因此，各個開口121的尺寸可以相當於一個次畫素的尺寸。

圖2A至圖2F是圖1A中的金屬遮罩的製造方法的示意圖，其中圖2A至圖2F所揭露的製造方法是採用電鑄來製造金屬遮罩100。請參閱圖2A，在金屬遮罩100的製造方法中，首先，提供導電基板10，其中圖2A繪示導電基板10的俯視示意圖。導電基板10具有平面13、一對彼此相對的第一側邊11以及一對彼此相對的第二側邊12，其中這些第一側邊11與這些第二側邊12圍繞平面13。換句話說，這些第一側邊11以及這些第二側邊12可以是平面13的邊緣。

在本實施例中，這些第一側邊11皆沿著第一方向D1延伸，而這些第二側邊12皆沿著第二方向D2延伸。由於第一方向D1可以垂直於第二方向D2，因此平面13的形狀實質上可以是矩形，如圖2A所示。此外，導電基板10更具有中心線19，其沿著第二方向D2延伸，其中中心線19至這些第二側邊12的距離實質上彼此相等。

導電基板10可以是一塊金屬板，其主要材料可包括至少一種金屬或是合金。例如，導電基板10可以是具有多層不同金屬層的金屬板，或是主要是由單一種金屬材料所製成的金屬板。平面13為此金屬板的平面，因此平面13具有導電性。此外，導電基板10可以是主要成分包含非金屬材料的複合板材。例如，導電基板10可以是具有多層結構的板材，並包括一塊承載板（未繪示）以及形成於此承載板上的導電層，而平面13為此導電層的表面。承載板可以是絕緣板材，例如玻璃板或塑膠板，而導電層可以是金屬層、石墨層或是透明導電層。前述透明導電層的材料可以是透明金屬氧化物，例如氧化銦錫（Indium Tin Oxide，ITO）或氧化銦鋅（Indium Zinc Oxide，IZO）。

請參閱圖2B與圖2C，接著，在導電基板10的平面13上形成圖案化絕緣層20，其中圖2B為導電基板10與圖案化絕緣層20的俯視示意圖，而圖2C為圖2B中沿著中心線19剖面而繪製的剖面示意圖。圖案化絕緣層20可由光阻材料所形成。換句話說，圖案化絕緣層20可以是經曝光與顯影之後的光阻層。另外，在本實施例中，圖案化絕緣層20可以包括多個遮蓋層21，其中這些遮蓋層21可以呈陣列排列，並分別對應金屬遮罩100的多個開口121。換句話說，圖案化絕緣層20會決定這些開口121的形狀與位置。

請參閱圖2D與圖2E，接著，以圖案化絕緣層20作為遮罩，在導電基板10的平面13上進行電鑄，以形成金屬遮罩100，其中底平面101b可接觸導電基板10的平面13。此外，圖2D為導電基板10、圖案化絕緣層20與金屬遮罩100的俯視示意圖，而圖2E為圖2D中沿著中心線19剖面而繪製的剖面示意圖。

具體而言，在進行電鑄的過程中，沉積物會沉積在沒有被圖案化絕緣層20覆蓋的部分平面13上。以圖2D為例，這些遮蓋層21在平面13上呈陣列排列，因此平面13未被圖案化絕緣層20所覆蓋的區域的形狀可以是網狀，所以沉積物會沉積在這些遮蓋層21以外的網狀區域內，其中這些遮蓋層21分別位在金屬遮罩100的這些開口121內，如圖2D與圖2E所示。

在平面13上進行電鑄的期間，可以從導電基板10的這些第一側邊11其中至少一者產生多道電鍍液噴流31，其中這些電鍍液噴流31可由至少一個噴嘴裝置30產生，而各道電鍍液噴流31可以沿著平行於第二方向D2流入至導電基板10的平面13，並沿著平面13而流動。因此，這些電鍍液噴流31可以彼此並列。

在圖2D所示的實施例中，可以從各個第一側邊11產生這些電鍍液噴流31，其中從彼此相對的兩個第一側邊11所分別產生的兩道電鍍液噴流31的方向是彼此相反。以圖2D為例，從上方第一側邊11產生的電鍍液噴流31是沿著第二方向D2往下流動，但從下方第一側邊11產生的電鍍液噴流31卻是沿著第二方向D2的相反方向往上流動。由此可知，從同一個第一側邊11而來的這些電鍍液噴流31的方向可彼此相同。從不同第一側邊11而來的這些電鍍液噴流31的方向可彼此相反。

須說明的是，在圖2D所示的實施例中，是採用兩個噴嘴裝置30來從兩相對的第一側邊11產生多道電鍍液噴流31。然而，在其他實施例中，也可以只設置一個噴嘴裝置30，並只在其中一側第一側邊11產生電鍍液噴流31。也就是說，圖2D所示的其中一個噴嘴裝置30以及其所產生的多道電鍍液噴流31可以被省略。因此，這些電鍍液噴流31可以只從單一側第一側邊11產生，不限制從兩側第一側邊11產生。

這些電鍍液噴流31的流速可不彼此相同。在本實施例中，鄰近第二側邊12的電鍍液噴流31的流速可小於遠離第二側邊12的電鍍液噴流31的流速，其中這些電鍍液噴流31的流速可從各個第二側邊12朝向中心線19遞增。換句話說，離第二側邊12越近，電鍍液噴流31的流速越慢。離這些第二側邊12越遠，電鍍液噴流31的流速越快。此外，這些電鍍液噴流31的最大流速與最小流速之間的差距可控制在130公升/分以內，而位於中心線19處且方向彼此相反的兩道電鍍液噴流31可具有不同的流速。

流速快的電鍍液噴流31具有較慢的沉積速率，而流速快的電鍍液噴流31具有較快的沉積速率。因此，鄰近第二側邊12的電鑄沉積速率會比遠離第二側邊12（例如中心線19及其附近的區域）的電鑄沉積速率快，以形成較厚的邊緣條110與較薄的主體部120，從而形成整體厚度不一致的金屬遮罩100。

請參閱圖2F，其中圖2F依據圖2D中的線2F-2F剖面而繪製的剖面示意圖。在進行上述電鑄之後，移除圖案化絕緣層20，其中圖案化絕緣層20可用去光阻劑移除。之後，移除導電基板10，以形成如圖1A與圖1B所示的金屬遮罩100，其中移除導電基板10的方法可以是剝離或是蝕除導電基板10。

綜上所述，利用上述電鍍液噴流與電鑄，可以製造出兩側邊緣部分（即邊緣條110）厚度大於中央部分（即主體部120）厚度的金屬遮罩，以使金屬遮罩的兩側有利於焊接至製程設備（例如蒸鍍機）的治具，從而有助於製造顯示面板，特別是高解析度顯示面板。

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。

10:導電基板 11:第一側邊 12:第二側邊 13:平面 19:中心線 20:圖案化絕緣層 21:遮蓋層 30:噴嘴裝置 31:電鍍液噴流 100:金屬遮罩 101b:底平面 101t:頂表面 110:邊緣條 111:第一平面 112:斜面 119:長軸 120:主體部 121:開口 122:第二平面 A12:銳夾角 D1:第一方向 D2:第二方向 T1:第一厚度 T2:第二厚度

圖1A是本發明至少一實施例的金屬遮罩的俯視示意圖。圖1B是圖1A中沿線1B-1B剖面而繪示的剖面示意圖。圖2A至圖2F是圖1A中的金屬遮罩的製造方法的示意圖。

11:第一側邊

12:第二側邊

19:中心線

20:圖案化絕緣層

21:遮蓋層

30:噴嘴裝置

31:電鍍液噴流

100:金屬遮罩

110:邊緣條

120:主體部

121:開口

D1:第一方向

D2:第二方向

Claims

一種金屬遮罩的製造方法，包括：提供一導電基板，其具有一平面、一對彼此相對的第一側邊以及一對彼此相對的第二側邊，其中該些第一側邊皆沿著一第一方向延伸，而該些第二側邊皆沿著一第二方向延伸，該些第一側邊與該些第二側邊圍繞該平面；在該平面上形成一圖案化絕緣層；以該圖案化絕緣層作為遮罩，在該導電基板的該平面上進行電鑄；以及在該平面上進行電鑄的期間，從該些第一側邊其中至少一者產生多道電鍍液噴流，其中各該電鍍液噴流沿著平行於該第二方向流入至該導電基板的該平面，並且沿著該平面而流動，而鄰近該第二側邊的該電鍍液噴流的流速小於遠離該第二側邊的該電鍍液噴流的流速。
如請求項1所述的金屬遮罩的製造方法，其中該些電鍍液噴流的最大流速與最小流速之間的差距在130公升/分以內。
如請求項1所述的金屬遮罩的製造方法，其中該導電基板更具有一中心線，該中心線沿著該第二方向延伸，且該中心線至該些第二側邊的距離彼此相等，該些電鍍液噴流的流速從各該第二側邊朝向該中心線遞增。
如請求項3所述的金屬遮罩的製造方法，其中在對該平面進行電鑄的期間，從各該第一側邊產生該些電鍍液噴流，其中兩該電鍍液噴流的方向彼此相反。
如請求項4所述的金屬遮罩的製造方法，其中位於該中心線處且方向彼此相反的兩該電鍍液噴流具有不同的流速。
如請求項1所述的金屬遮罩的製造方法，其中在該平面上進行電鑄的期間，從各該第一側邊產生多個該電鍍液噴流，其中兩該電鍍液噴流的方向彼此相反。
一種金屬遮罩，具有一底平面，並包括：一對邊緣條，各自具有一第一平面以及一位於該第一平面與該底平面之間的第一厚度；以及一主體部，連接於該些邊緣條之間，並具有一第二平面、多個位於該第二平面的開口以及一位於該第二平面與該底平面之間的第二厚度，其中該第一厚度大於該第二厚度，且該第一厚度與該第二厚度之間的相差值在30微米以內。
如請求項7所述的金屬遮罩，其中各該邊緣條更具有一斜面，該斜面從該第一平面延伸至該第二平面，而該邊緣條在該斜面的厚度從該第一平面朝向該第二平面遞減，且該斜面與該第二平面之間定義一銳夾角，而該銳夾角介於0.01度至0.2度之間。
如請求項7所述的金屬遮罩，其中該第二厚度的最大值與最小值之間的相差值介於5微米至30微米之間。