掩膜板的制作方法.pdf

本发明提供一种掩膜板的制作方法，先采用电铸工艺或物理气相沉积工艺制作出初始掩膜板(3’)，该初始掩膜板(3’)具有多个呈阵列式排布的、开口尺寸等于蒸镀所需的设计开孔尺寸(W)的直孔通孔(31)；再采用化学刻蚀工艺，对初始掩膜板(3’)的下表面及直孔通孔(31)的内壁进行刻蚀，形成具有斜锥角(Φ)的曲线形凹槽(33)，该曲线形凹槽(33)的开口尺寸自下而上逐渐减小至蒸镀所需的设计开孔尺寸(W)，从而制作出掩膜板(3)，一方面能够提高蒸镀开孔的尺寸精度，一方面使蒸镀开孔具有设计需要的斜锥角，减少对蒸镀材料的遮挡，提高蒸镀效率，使掩膜板更符合制程要求。

权利要求书1.  一种掩膜板的制作方法，其特征在于，先采用电铸工艺或物理气相沉积工艺制作出初始掩膜板(3’)，该初始掩膜板(3’)具有多个呈阵列式排布的、开口尺寸等于蒸镀所需的设计开孔尺寸(W)的直孔通孔(31)；再采用化学刻蚀工艺，对初始掩膜板(3’)的下表面及直孔通孔(31)的内壁进行刻蚀，形成具有斜锥角(Φ)的曲线形凹槽(33)，该曲线形凹槽(33)的开口尺寸自下而上逐渐减小至蒸镀所需的设计开孔尺寸(W)，从而制作出掩膜板(3)。 2.  如权利要求1所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1、提供一金属基板(1)，在所述金属基板(1)上涂覆一层光刻胶(2’)； 步骤2、对所述光刻胶(2’)进行曝光、显影，形成光刻胶图案(2)； 所述光刻胶图案(2)包括多个呈阵列式排布的、相互间隔的直孔(21)，每相邻两个直孔(21)之间的间隔尺寸等于蒸镀所需的开孔设计尺寸(W)； 步骤3、采用电铸工艺或物理气相沉积工艺在所述金属基板(1)上于光刻胶图案(2)的直孔(21)内沉积一层掩膜材料； 步骤4、去除金属基板(1)和光刻胶图案(2)，得到初始掩膜板(3’)； 所述初始掩膜板(3’)具有多个呈阵列式排布的、开口尺寸等于蒸镀所需的设计开孔尺寸(W)的直孔通孔(31)、及位于每相邻两个直孔通孔(31)之间的挡墙(32)； 步骤5、在初始掩膜板(3’)的上、下表面分别形成上光致刻蚀层图案(41)、下光致刻蚀层图案(42)； 所述上光致刻蚀层图案(41)完全覆盖所述挡墙(32)的上表面，所述下光致刻蚀层图案(42)仅覆盖所述挡墙(32)的下表面的中间部分； 步骤6、采用化学刻蚀工艺对初始掩膜板(3’)的下表面及直孔通孔(31)的内壁进行刻蚀，形成具有斜锥角(Φ)的曲线形凹槽(33)； 该曲线形凹槽(33)的开口尺寸自下而上逐渐减小至蒸镀所需的设计开孔尺寸(W)； 步骤7、去除所述上、下光致刻蚀层图案(41、42)，得到掩膜板(3)。 3.  如权利要求2所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，所述步骤3中的 掩膜材料为镍、或镍铁合金。 4.  如权利要求2所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，所述步骤3采用电铸工艺，将所述金属基板(1)连接负极，将掩膜材料作为正极，将含有掩膜材料金属离子的溶液作为媒介。 5.  如权利要求2所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，所述掩膜板(3)的厚度为20微米～100微米。 6.  如权利要求5所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，所述掩膜板(3)的厚度为50微米。 7.  如权利要求2所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，所述曲线形凹槽(33)的斜锥角(Φ)小于63度。 8.  如权利要求7所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，所述曲线形凹槽(33)的斜锥角(Φ)为53度或56度。 9.  如权利要求2所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，所述曲线形凹槽(Φ)呈倒扣的碗状。 10.  如权利要求1所述的掩膜板的制作方法，其特征在于，所述掩膜板(3)应用于OLED显示器件中有机电致发光材料的真空热蒸镀。

说明书掩膜板的制作方法
技术领域
本发明涉及显示器件的制作领域，尤其涉及一种掩膜板的制作方法。
背景技术
平板显示器件或者半导体的制作涉及到在基底上形成薄膜图案的过程。 随着显示技术及半导体技术的发展，为了适应高分辨率、高像素密度(Pixel Per  Inch)的要求，需要一种能够将高分辨率图案沉积或者转移至基底的沉积掩 膜板或光掩膜板。
平板显示器件具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。 现有的平板显示器件主要包括液晶显示器件(Liquid Crystal Display，LCD) 及有机电致发光显示器件(Organic Light Emitting Display，OLED)。其中， OLED显示器件不仅具有十分优异的显示性能，还具有自发光、结构简单、超 轻薄、响应速度快、宽视角、低功耗及可实现柔性显示等特性，被誉为“梦幻 显示器”，得到了各大显示器厂家的青睐，已成为显示技术领域中第三代显示 器件的主力军。
OLED显示器件通常由阳极、阴极、以及夹在阳极和阴极之间的有机电致 发光材料层构成，有机电致发光材料层又包括空穴注入层、空穴传输层、发光 层、电子传输层、及电子注入层。OLED显示器件的发光机理是从阴、阳两级 分别注入电子和空穴，被注入的电子和空穴经传输在发光层内复合，从而激发 发光层分子产生单态激子，单态激子辐射衰减而发光。
制作OLED显示器件通常需使用掩膜板将有机电致发光材料以真空热蒸 镀的方式成膜于ITO阳极上，再将金属阴极以真空热蒸镀的方式沉积上去。为 了实现OLED显示器件的高分辨率，需要减小有机电致发光材料层上各个像素 的尺寸，因而也需要减小用于制备该有机电致发光材料层的掩膜板的开孔尺 寸。一般情况下，上述开孔尺寸很小的掩膜板是使用一块厚度为20微米～100 微米的不锈钢(SUS)合金或者因瓦(INVAR)合金板材，通过化学刻蚀的方 式制作开孔。由于化学刻蚀的工艺条件限制，无法避免侧蚀现象的发生，且无 法达到将厚度大于20微米的金属板材的开孔尺寸精度控制在2微米以内。
与化学刻蚀工艺相比，电铸工艺可以避免侧蚀、改善开孔尺寸精度，未来 极有可能取代通过化学刻蚀金属板材来制作掩膜板的方法，但通过电铸工艺无 法具有斜锥角(Taper Angle)的掩膜板，容易造成蒸镀过程中对蒸镀材料的遮 挡，降低蒸镀效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种掩膜板的制作方法，一方面能够提高蒸镀开 孔的尺寸精度，一方面使蒸镀开孔具有设计需要的斜锥角，减少对蒸镀材料 的遮挡，提高蒸镀效率，使掩膜板更符合制程要求。
为实现上述目的，本发明提供一种掩膜板的制作方法，先采用电铸工艺或 物理气相沉积工艺制作出初始掩膜板，该初始掩膜板具有多个呈阵列式排布 的、开口尺寸等于蒸镀所需的设计开孔尺寸的直孔通孔；再采用化学刻蚀工艺， 对初始掩膜板的下表面及直孔通孔的内壁进行刻蚀，形成具有斜锥角的曲线形 凹槽，该曲线形凹槽的开口尺寸自下而上逐渐减小至蒸镀所需的设计开孔尺 寸，从而制作出掩膜板。
所述的掩膜板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供一金属基板，在所述金属基板上涂覆一层光刻胶；
步骤2、对所述光刻胶进行曝光、显影，形成光刻胶图案；
所述光刻胶图案包括多个呈阵列式排布的、相互间隔的直孔，每相邻两个 直孔之间的间隔尺寸等于蒸镀所需的开孔设计尺寸；
步骤3、采用电铸工艺或物理气相沉积艺在所述金属基板上于光刻胶图案 的直孔内沉积一层掩膜材料；
步骤4、去除金属基板和光刻胶图案，得到初始掩膜板；
所述初始掩膜板具有多个呈阵列式排布的、开口尺寸等于蒸镀所需的设计 开孔尺寸的直孔通孔、及位于每相邻两个直孔通孔之间的挡墙；
步骤5、在初始掩膜板的上、下表面分别形成上光致刻蚀层图案、下光致 刻蚀层图案；
所述上光致刻蚀层图案完全覆盖所述挡墙的上表面，所述下光致刻蚀层图 案仅覆盖所述挡墙的下表面的中间部分；
步骤6、采用化学刻蚀工艺对初始掩膜板的下表面及直孔通孔的内壁进行 刻蚀，形成具有斜锥角的曲线形凹槽；
该曲线形凹槽的开口尺寸自下而上逐渐减小至蒸镀所需的设计开孔尺寸；
步骤7、去除所述上、下光致刻蚀层图案，得到掩膜板。
所述步骤3中的掩膜材料为镍、或镍铁合金。
所述步骤3采用电铸工艺，将所述金属基板连接负极，将掩膜材料作为正 极，将含有掩膜材料金属离子的溶液作为媒介。
所述掩膜板的厚度为20微米～100微米。
所述掩膜板的厚度为50微米。
所述曲线形凹槽的斜锥角小于63度。
所述曲线形凹槽的斜锥角为53度或56度。
所述曲线形凹槽呈倒扣的碗状。
所述掩膜板应用于OLED显示器件中有机电致发光材料的真空热蒸镀。
本发明的有益效果：本发明提供的一种掩膜板的制作方法，先采用电铸 工艺或物理气相沉积工艺制作出初始掩膜板，在初始掩膜板形成多个呈阵列 式排布的、开口尺寸等于蒸镀所需的设计开孔尺寸的直孔通孔；再采用化学 刻蚀工艺，对初始掩膜板的下表面及直孔通孔的内壁进行刻蚀，形成具有斜 锥角的曲线形凹槽，且使曲线形凹槽的开口尺寸自下而上逐渐减小至蒸镀所 需的设计开孔尺寸，从而制作出掩膜板，一方面能够提高蒸镀开孔的尺寸精 度，一方面使蒸镀开孔具有设计需要的斜锥角，减少对蒸镀材料的遮挡，提 高蒸镀效率，使掩膜板更符合制程要求。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明 的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限 制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技 术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明掩膜板的制作方法的流程图；
图2为本发明掩膜板的制作方法的步骤1的剖面示意图；
图3为本发明掩膜板的制作方法的步骤2的剖面示意图；
图4为本发明掩膜板的制作方法的步骤3的剖面示意图；
图5为本发明掩膜板的制作方法的步骤4的剖面示意图；
图6为本发明掩膜板的制作方法的步骤5的剖面示意图；
图7为本发明掩膜板的制作方法的步骤6的剖面示意图；
图8为本发明掩膜板的制作方法的步骤7的剖面示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的 优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明提供一种掩膜板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、如图2所示，提供一金属基板1，在所述金属基板1上涂覆一层光刻 胶2’。
所述金属基板1的表面比较光滑，如不锈钢基板。
步骤2、如图3所示，对所述光刻胶2’进行曝光、显影，形成光刻胶图案2。
具体的，所述光刻胶图案2包括多个呈阵列式排布的、相互间隔的直孔21， 所述直孔21暴露出金属基板1的表面，每相邻两个直孔21之间的间隔尺寸等于 蒸镀所需的设计开孔尺寸W。
步骤3、如图4所示，采用电铸工艺或物理气相沉积(Physical Vapor  Deposition，PVD)工艺在所述金属基板1上于光刻胶图案2的直孔21内沉积一 层掩膜材料。
具体的，所述掩膜材料优选为镍、或镍铁合金。
优选的，该步骤3采用电铸工艺，将所述金属基板1连接负极，将掩膜材料 如镍、或镍铁合金作为正极，将含有掩膜材料金属离子的溶液如硫酸镍、氯化 镍、与硫酸亚铁等盐溶液作为媒介，通以直流电，经电解反应在所述金属基板 1上于光刻胶图案2的直孔21内沉积一层掩膜材料。
步骤4、如图5所示，去除金属基板1和光刻胶图案2，得到初始掩膜板3’。
由于掩膜材料沉积在所述光刻胶图案2的直孔21内，且每相邻两个直孔21 之间的间隔尺寸等于蒸镀所需的设计开孔尺寸W，相应的，经电铸工艺或PVD 工艺形成的所述初始掩膜板3’具有多个呈阵列式排布的、开口尺寸等于蒸镀所 需的设计开孔尺寸W的直孔通孔31、及位于每相邻两个直孔通孔31之间的挡墙 32。
由于采用电铸工艺或PVD工艺不存在侧蚀现象，能够减少直孔通孔31开口 尺寸与蒸镀所需的设计开孔尺寸W之间的偏差，提高所述直孔通孔31的尺寸精 度。
步骤5、将初始掩膜板3’靠近待蒸镀面一侧的表面定义为上表面，另一侧 表面定义为下表面，如图6所示，在初始掩膜板3’的上、下表面分别形成上光 致刻蚀层图案41、下光致刻蚀层图案42。所述上、下光致刻蚀层图案41、42 为后续步骤6的化学刻蚀提供保护层。
具体的，所述上、下光致刻蚀层图案41、42均通过涂覆光刻胶、再对光刻 胶进行曝光、显影制得。所述上光致刻蚀层图案41完全覆盖所述挡墙32的上表 面，所述下光致刻蚀层图案42仅覆盖所述挡墙32的下表面的中间部分，即所述 下光致刻蚀层图案42的尺寸小于所述上光致刻蚀层图案41的尺寸。
步骤6、如图7所示，采用化学刻蚀工艺对初始掩膜板3’的下表面及直孔通 孔31的内壁进行刻蚀，形成具有斜锥角Φ的曲线形凹槽33。
所述曲线形凹槽33呈倒扣的碗状，其开口尺寸自下而上逐渐减小直至与剩 余的部分直孔通孔31相交，共同构成蒸镀开孔，即所述曲线形凹槽33的开口尺 寸自下而上逐渐减小至蒸镀所需的设计开孔尺寸W。
值得一提的是，所述曲线形凹槽33能够减少对蒸镀材料的遮挡，提高蒸镀 效率，且所述剩余的部分直孔通孔31的高度越小越有利于减少对蒸镀材料的遮 挡，最理想的状态是所述曲线形凹槽33直接与初始掩膜板3’的上表面相交。
进一步的，所述曲线形凹槽33的斜锥角Φ小于63度，优选的，所述曲线形 凹槽33的斜锥角Φ为53度或56度。
步骤7、如图8所示，去除所述上、下光致刻蚀层图案41、42，得到掩膜板 3。
具体的，所述掩膜板3的厚度为20微米～100微米，优选的，所述掩膜板3 的厚度为50微米。
由于所述掩膜板3的蒸镀开孔由曲线形凹槽33与直孔通孔31相交得到。所 述直孔通孔31经电铸工艺或PVD工艺形成，尺寸精度高，与蒸镀所需的设计开 孔尺寸W之间的偏差小；所述曲线形凹槽33经化学刻蚀工艺形成，其具有斜锥 角Φ，且开口尺寸自下而上逐渐减小至蒸镀所需的设计开孔尺寸W，能够减少 对蒸镀材料的遮挡，提高蒸镀效率。
由该方法制作的掩膜板3可应用于OLED显示器件中有机电致发光材料的 真空热蒸镀，包括有机材料及氟化锂(LiF)等无机材料；也可应用于其它真 空热蒸镀领域。
综上所述，本发明的掩膜板的制作方法，先采用电铸工艺或物理气相沉 积工艺制作出初始掩膜板，在初始掩膜板形成多个呈阵列式排布的、开口尺 寸等于蒸镀所需的设计开孔尺寸的直孔通孔；再采用化学刻蚀工艺，对初始 掩膜板的下表面及直孔通孔的内壁进行刻蚀，形成具有斜锥角的曲线形凹槽， 且使曲线形凹槽的开口尺寸自下而上逐渐减小至蒸镀所需的设计开孔尺寸， 从而制作出掩膜板，一方面能够提高蒸镀开孔的尺寸精度，一方面使蒸镀开 孔具有设计需要的斜锥角，减少对蒸镀材料的遮挡，提高蒸镀效率，使掩膜 板更符合制程要求。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方 案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应 属于本发明权利要求的保护范围。