精密金属遮罩及其制造方法与流程

1.本发明是关于一种精密金属遮罩以及制造此精密金属遮罩的方法。


背景技术：

2.时至今日，随着人们的生活水平不断提高，电子产品的应用已成为了生活中不可或缺的部分，其中，具有显示屏幕的电子产品更是变得越来越普及。相对地，由于科技的日新月异，人们对电子产品的要求和期望也越来越高。
3.因此，如何能够在维持生产成本的情况下，有效提高显示装置的显示质量，无疑是业界相当关注的其中一个重要课题。


技术实现要素：

4.本发明的目的之一在于提供一种精密金属遮罩，其能使通过蒸镀而形成于显示器基板上的像素具有更清楚鲜明的形状，从而有效提高显示器的显示质量。
5.根据本发明的一实施方式，一种精密金属遮罩包含板体。板体包含相对的第一表面以及第二表面。第一表面具有至少一第一内缘，第一内缘围绕而定义第一开口。第二表面具有至少一第二内缘，第二内缘围绕而定义第二开口，第二开口对应并连通第一开口。板体还包含至少一第一弧面以及至少一第二弧面，第一弧面位于第一开口内并连接第一表面，第二弧面位于第二开口内并连接第二表面。板体具有至少一第三内缘，第一弧面与第二弧面连接于第三内缘，第三内缘围绕而定义第三开口，第三开口小于第一开口及第二开口。第三内缘包含第一直边、第二直边以及圆弧边，第一直边与第二直边共同形成夹角，圆弧边连接于第一直边与第二直边之间，圆弧边具有半径，半径小于或等于15微米。
6.在本发明一或多个实施方式中，上述的第二开口大于第一开口。第三内缘与第一内缘在垂直于第一表面的方向上具有高度，高度小于或等于3微米。第三内缘与第一内缘在平行于第一表面的方向上具有宽度，宽度小于或等于2微米。
7.在本发明一或多个实施方式中，上述的第三内缘相对第二表面更接近第一表面。
8.在本发明一或多个实施方式中，上述的第一表面与第二表面之间定义厚度，厚度的范围为20微米与50微米之间。
9.在本发明一或多个实施方式中，上述的第三内缘呈矩形。
10.在本发明一或多个实施方式中，上述的第三内缘呈多边形。
11.本发明的目的之一在于提供一种精密金属遮罩的制造方法，其能简单容易地制造出具有开口的精密金属遮罩，而开口于角落处的半径小于或等于15微米，有利于使精密金属遮罩可通过蒸镀而于显示器基板上形成形状更清楚鲜明的像素，从而有效提高显示器的显示质量。
12.根据本发明的一实施方式，一种精密金属遮罩的制造方法包含：提供板材，板材包含相对的第一表面以及第二表面；于第一表面设置第一抗蚀剂膜；于第一抗蚀剂膜设置第一曝光掩模，第一曝光掩模具有至少一第一图案，第一图案具有第一边缘，第一边缘围绕而
对应板材上的第一蚀刻范围，第一边缘包含第一直边、第二直边以及第三直边，第一直边与第二直边共同形成第一夹角，第三直边连接于第一直边与第二直边之间，第三直边具有长度，长度小于或等于8微米；于第二表面设置第二抗蚀剂膜；以及于第二抗蚀剂膜设置第二曝光掩模，第二曝光掩模具有至少一第二图案，第二图案大于第一图案且具有第二边缘，第二边缘围绕而对应板材上的第二蚀刻范围，第二蚀刻范围对应第一蚀刻范围，第二边缘包含第四直边、第五直边以及第六直边，第四直边与第五直边共同形成第二夹角，第六直边连接于第四直边与第五直边之间，并与第三直边彼此平行，第六直边与第三直边在平行于第一表面的方向上相隔距离，距离大于或等于5微米而小于或等于30微米。
13.在本发明一或多个实施方式中，上述的第一直边与第四直边彼此平行，第二直边与第五直边彼此平行。
14.在本发明一或多个实施方式中，上述的第一夹角相同于第二夹角。
15.在本发明一或多个实施方式中，上述的方法还包含：隔着第一曝光掩模对第一抗蚀剂膜进行曝光，以将第一抗蚀剂膜显影，并于第一抗蚀剂膜上形成第一图案，以暴露出第一蚀刻范围；以及隔着第二曝光掩模对第二抗蚀剂膜进行曝光，以将第二抗蚀剂膜显影，并于第二抗蚀剂膜上形成第二图案，以暴露出第二蚀刻范围。
16.在本发明一或多个实施方式中，上述的方法还包含：对第一表面进行蚀刻以于第一蚀刻范围形成第一开口；以及对第二表面进行蚀刻以于第二蚀刻范围形成第二开口，第一开口与第二开口彼此连通。
17.在本发明一或多个实施方式中，上述的第一表面与第二表面之间定义厚度，厚度的范围为20微米与50微米之间。
18.本发明上述实施方式至少具有以下优点：
19.(1)借由把板材上第一图案的第三直边的长度控制在小于或等于8微米，并把第二图案的第六直边与第三直边在平行于第一表面的方向上相隔的距离控制在大于或等于5微米而小于或等于30微米，使用者可简单容易地使板材在通过蚀刻的制程后，形成精密金属遮罩的板体，而板体对应第三开口角落的圆弧边的半径小于或等于15微米。
20.(2)由于对应第三开口角落的圆弧边的半径小于或等于15微米，因此，当精密金属遮罩被使用于蒸镀的制程，以于例如有机发光二极管显示器的基板上形成用以显示图像的像素时，可使得每一颗像素于其角落位置的形状变得更清楚鲜明，从而有效提高有机发光二极管显示器的显示质量。
21.为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合附图详细说明如下，但不作为对本发明的限定。
附图说明
22.图1为绘示依照本发明一实施方式的精密金属遮罩的上视图。
23.图2为绘示图1沿线段a-a的剖面图。
24.图3为绘示依照本发明另一实施方式的精密金属遮罩的上视图。
25.图4为绘示依照本发明一实施方式的精密金属遮罩的制造方法的流程图。
26.图5为绘示图4的精密金属遮罩的制造方法的过程示意图。
27.图6为绘示图5沿箭头b的上视图。
28.图7为绘示依照本发明另一实施方式的精密金属遮罩的制造方法的过程示意图。
29.图8为绘示图4的精密金属遮罩的制造方法的过程示意图，其中第一表面准备进行蚀刻。
30.图9为绘示图4的精密金属遮罩的制造方法的过程示意图，其中第一表面已完成蚀刻。
31.图10为绘示图4的精密金属遮罩的制造方法的过程示意图，其中第一开口已填充抗蚀材料，而第二表面准备进行蚀刻。
32.图11为绘示图4的精密金属遮罩的制造方法的过程示意图，其中第二表面已完成蚀刻。
33.其中，附图标记：
34.100:精密金属遮罩
35.110:板体
36.110’:板材
37.111:第一表面
38.112:第二表面
39.113:第一内缘
40.114:第二内缘
41.115:第一弧面
42.116:第二弧面
43.117:第三内缘
44.117a,117b:直边
45.117c:圆弧边
46.120:第一抗蚀剂膜
47.130:第一曝光掩模
48.131:第一边缘
49.131a:第一直边
50.131b:第二直边
51.131c:第三直边
52.140:第二抗蚀剂膜
53.150:第二曝光掩模
54.151:第二边缘
55.151a:第四直边
56.151b:第五直边
57.151c:第六直边
58.300:基板
59.400:抗蚀材料
60.500:制造方法
61.501-510:步骤
62.a-a:线段
63.b:箭头
64.h:高度
65.l:长度
66.op1:第一开口
67.op2:第二开口
68.op3:第三开口
69.p1:第一图案
70.p2:第二图案
71.r:半径
72.w:宽度
73.tk:厚度
74.x:距离
75.z1:第一蚀刻范围
76.z2:第二蚀刻范围
77.α:第一夹角
78.β:第二夹角
79.θ:夹角
具体实施方式
80.以下将以附图揭露本发明的复数个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些习知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示之，而在所有附图中，相同的标号将用于表示相同或相似的元件。且若实施上为可能，不同实施例的特征可以交互应用。
81.除非另有定义，本文所使用的所有词汇(包括技术和科学术语)具有其通常的意涵，其意涵能够被熟悉此领域者所理解。更进一步的说，上述的词汇在普遍常用的字典中的定义，在本说明书的内容中应被解读为与本发明相关领域一致的意涵。除非有特别明确定义，这些词汇将不被解释为理想化的或过于正式的意涵。
82.请参照图1～2。图1为绘示依照本发明一实施方式的精密金属遮罩100的上视图。图2为绘示图1沿线段a-a的剖面图。在本实施方式中，如图1～2所示，一种精密金属遮罩100包含板体110。在实务的应用中，板体110的材质可为铁镍合金。板体110包含相对的第一表面111以及第二表面112。板体110的第一表面111具有第一内缘113，第一内缘113围绕而定义第一开口op1。板体110的第二表面112具有第二内缘114，第二内缘114围绕而定义第二开口op2，第二开口op2对应并连通第一开口op1。板体110还包含第一弧面115以及第二弧面116，板体110的第一弧面115位于第一开口op1内并连接第一表面111，而板体110的第二弧面116则位于第二开口op2内并连接第二表面112。再者，板体110具有第三内缘117，第一弧面115与第二弧面116连接于第三内缘117，第三内缘117围绕而定义第三开口op3，第三开口op3小于第一开口op1及第二开口op2。进一步而言，第三内缘117包含直边117a、直边117b以
及圆弧边117c，直边117a与直边117b共同形成夹角θ，而圆弧边117c连接于直边117a与直边117b之间，因此圆弧边117c对应第三开口op3的角落。值得注意的是，在本实施方式中，圆弧边117c具有半径r，而圆弧边117c的半径r小于或等于15微米。
83.由于对应第三开口op3角落的圆弧边117c的半径r小于或等于15微米，因此，当精密金属遮罩100被使用于蒸镀的制程，以于例如有机发光二极管(organic light-emitting diode；oled)显示器的基板300上形成用以显示图像的像素时，可使得每一颗像素于其角落位置的形状变得更清楚鲜明，从而有效提高有机发光二极管显示器的显示质量。
84.另外，在本实施方式中，如图2所示，第二开口op2大于第一开口op1。第三内缘117与第一内缘113在垂直于第一表面111的方向上具有高度h，高度h小于或等于3微米。第三内缘117与第一内缘113在平行于第一表面111的方向上具有宽度w，宽度w小于或等于2微米。当进行蒸镀的制程时，板体110位于oled显示器的基板300的下方，而板体110的第一表面111配置以抵接oled显示器的基板300。
85.进一步而言，如图2所示，板体110的第一表面111与第二表面112之间定义厚度tk，厚度tk的范围为20微米与50微米之间。如上所述，由于高度h小于或等于3微米，因此，第三内缘117相对第二表面112更接近第一表面111。
86.在本实施方式，如图1所示，第三内缘117呈具有r角的矩形，亦即圆弧边117c定义此r角，而直边117a与直边117b所共同形成的夹角θ为90度，但本发明并不以此为限。
87.请参照图3。图3为绘示依照本发明另一实施方式的精密金属遮罩100的上视图。在本实施方式中，第三内缘117呈多边形，亦即直边117a与直边117b所共同形成的夹角θ并不等于90度。举例而言，如图3所示，第三内缘117呈具有r角的六边形，而圆弧边117c定义此r角，但本发明并不以此为限。在其他实施方式中，根据实际状况，第三内缘117亦可呈八边形以及任何封闭的几何图形。
88.请参照图4。图4为绘示依照本发明一实施方式的精密金属遮罩的制造方法500的流程图。在本实施方式中，如图4所示，制造方法500包含下列步骤(应了解到，在一些实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)：
89.(1)提供板材110’(步骤501)。请参照图5。图5为绘示图4的精密金属遮罩的制造方法500的过程示意图。在本实施方式中，如图5所示，板材110’包含相对的第一表面111以及第二表面112。第一表面111与第二表面112之间定义厚度tk，厚度tk的范围为20微米与50微米之间。在实务的应用中，板材110’的材质可为铁镍合金。
90.(2)于板材110’的第一表面111设置第一抗蚀剂膜120(步骤502)。如图5所示，第一抗蚀剂膜120已设置于板材110’的第一表面111。
91.(3)于第一抗蚀剂膜120设置第一曝光掩模130(步骤503)。如图5所示，第一曝光掩模130已设置于第一抗蚀剂膜120，而第一抗蚀剂膜120位于板材110’与第一曝光掩模130之间。再者，请参照图6。图6为绘示图5沿箭头b的上视图。如图6所示，第一曝光掩模130具有第一图案p1。举例而言，在本实施方式中，第一抗蚀剂膜120为正型光阻，亦即第一抗蚀剂膜120的曝光部分会溶于显影液，未曝光部分则不溶于显影液。因此，第一图案p1实质上镂空于第一曝光掩模130。当显影结束后，第一抗蚀剂膜120不溶于显影液的未曝光部分会保留在板材110’上，并把第一曝光掩模130的第一图案p1复制到板材110’上，以定义下述的第一
蚀刻范围z1。
92.请参照图7。图7为绘示依照本发明另一实施方式的精密金属遮罩的制造方法500的过程示意图。在本实施方式中，如图7所示，第一抗蚀剂膜120可根据实际状况而选用负型光阻，亦即第一抗蚀剂膜120的曝光部分不会溶于显影液，未曝光部分则溶于显影液。因此，第一图案p1由第一曝光掩模130的外形定义。当显影结束后，第一抗蚀剂膜120不溶于显影液的曝光部分会保留在板材110’上，并把第一曝光掩模130的第一图案p1复制到板材110’上，以定义下述的第一蚀刻范围z1。
93.请回到图6。更具体而言，第一图案p1具有第一边缘131，第一边缘131围绕而对应板材110’上的第一蚀刻范围z1(第一蚀刻范围z1请参照图5或图7)，第一边缘131包含第一直边131a、第二直边131b以及第三直边131c，第一直边131a与第二直边131b共同形成第一夹角α，第三直边131c连接于第一直边131a与第二直边131b之间，因此第三直边131c对应第一图案p1的角落。在本实施方式中，第三直边131c具有长度l，而长度l小于或等于8微米。
94.(4)于板材110’的第二表面112设置第二抗蚀剂膜140(步骤504)。如图5所示，第二抗蚀剂膜140已设置于板材110’的第二表面112。相似地，第二抗蚀剂膜140可根据实际状况而选用正型光阻或负型光阻。为方便阅读，在后续的描述中，第二抗蚀剂膜140以正型光阻为例作为解说。
95.(5)于第二抗蚀剂膜140设置第二曝光掩模150(步骤505)。如图5所示，第二曝光掩模150已设置于第二抗蚀剂膜140，而第二抗蚀剂膜140位于板材110’与第二曝光掩模150之间。如图6所示，第二曝光掩模150具有第二图案p2(由于第二曝光掩模150于图6中被板材110’等遮盖，故第二图案p2以虚线绘示)，第二图案p2大于第一图案p1且具有第二边缘151，第二边缘151围绕而对应板材110’上的第二蚀刻范围z2(第二蚀刻范围z2请参照图5或图7)，第二蚀刻范围z2对应第一蚀刻范围z1，第二边缘151包含第四直边151a、第五直边151b以及第六直边151c，第四直边151a与第五直边151b共同形成第二夹角β，第六直边151c连接于第四直边151a与第五直边151b之间，因此第六直边151c对应第二图案p2的角落。再者，第六直边151c与第三直边131c彼此平行，而第六直边151c与第三直边131c在平行于第一表面111的方向上相隔距离x。值得注意的是，在本实施方式中，距离x大于或等于5微米而小于或等于30微米。
96.而且，在本实施方式中，如图6所示，第一直边131a与第四直边151a彼此平行，而第二直边131b与第五直边151b亦彼此平行，使得第一夹角α相同于第二夹角β。换句话说，第一图案p1与第二图案p2具有相同形状的轮廓。
97.进一步而言，制造方法500还包含以下步骤：
98.(6)隔着第一曝光掩模130对第一抗蚀剂膜120进行曝光，以将第一抗蚀剂膜120显影，并于第一抗蚀剂膜120上形成第一图案p1，以暴露出第一蚀刻范围z1(步骤506)。请参照图8。图8为绘示图4的精密金属遮罩的制造方法500的过程示意图，其中第一表面111准备进行蚀刻。在本实施方式中，如图8所示，第一曝光掩模130已被移除，而第一蚀刻范围z1已被暴露，且板材110’的第一表面111已准备进行蚀刻。
99.(7)对第一表面111进行蚀刻以于第一蚀刻范围z1形成第一开口op1(步骤507)。请参照图9。图9为绘示图4的精密金属遮罩的制造方法500的过程示意图，其中第一表面111已完成蚀刻。在本实施方式中，如图9所示，板材110’的第一表面111已通过蚀刻而形成第一开
口op1。
100.(8)隔着第二曝光掩模150对第二抗蚀剂膜140进行曝光，以将第二抗蚀剂膜140显影，并于第二抗蚀剂膜140上形成第二图案p2，以暴露出第二蚀刻范围z2(步骤508)。请参照图10。图10为绘示图4的精密金属遮罩的制造方法500的过程示意图，其中第一开口op1已填充抗蚀材料400，而第二表面112准备进行蚀刻。在本实施方式中，如图10所示，第二曝光掩模150已被移除，而第二蚀刻范围z2已被暴露，且板材110’的第二表面112已准备进行蚀刻。由于第一开口op1已填充抗蚀材料400，因此对第二表面112的蚀刻不会影响到第一开口op1。
101.(9)对第二表面112进行蚀刻以于第二蚀刻范围z2形成第二开口op2(步骤509)。请参照图11。图11为绘示图4的精密金属遮罩的制造方法500的过程示意图，其中第二表面112已完成蚀刻。在本实施方式中，如图11所示，板材110’的第二表面112已通过蚀刻而形成第二开口op2。
102.(10)移除抗蚀材料400、第一抗蚀剂膜120及第二抗蚀剂膜140(步骤510)。当抗蚀材料400被移除后，第一开口op1与第二开口op2将彼此连通，而当第一抗蚀剂膜120及第二抗蚀剂膜140被移除后，板材110’将形成精密金属遮罩100的板体110，如图2所示。
103.借由把板材110’上第一图案p1的第三直边131c的长度l控制在小于或等于8微米，并把第二图案p2的第六直边151c与第三直边131c在平行于第一表面111的方向上相隔的距离x控制在大于或等于5微米而小于或等于30微米，使用者可简单容易地使板材110’在通过蚀刻的制程后，形成精密金属遮罩100的板体110，而板体110对应第三开口op3角落的圆弧边117c的半径r小于或等于15微米。
104.综上所述，本发明上述实施方式所揭露的技术方案至少具有以下优点：
105.(1)借由把板材上第一图案的第三直边的长度控制在小于或等于8微米，并把第二图案的第六直边与第三直边在平行于第一表面的方向上相隔的距离控制在大于或等于5微米而小于或等于30微米，使用者可简单容易地使板材在通过蚀刻的制程后，形成精密金属遮罩的板体，而板体对应第三开口角落的圆弧边的半径小于或等于15微米。
106.(2)由于对应第三开口角落的圆弧边的半径小于或等于15微米，因此，当精密金属遮罩被使用于蒸镀的制程，以于例如有机发光二极管显示器的基板上形成用以显示图像的像素时，可使得每一颗像素于其角落位置的形状变得更清楚鲜明，从而有效提高有机发光二极管显示器的显示质量。
107.虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求的范围所界定者为准。