金属遮罩及金属遮罩的制造方法与流程

1.本发明关于一种金属遮罩及金属遮罩的制造方法，尤指一种应用于制造萤幕面板时所使用的金属遮罩及金属遮罩的制造方法。


背景技术：

2.应用有机光二极管(organic light-emitting diode，oled)技术所生产的oled面板因为具有自发光、广视角、省电、高效率、反应时间及轻薄等优点，而成为目前市场上手机显示面板的主要元件。
3.在oled面板的结构中，包括了玻璃基板及玻璃基板上的有机发光材料层。有机发光材料层主要是由多个发光图案所组成，制造发光图案时主要是以精密金属遮罩(fine metal mask,fmm)搭配蒸镀而形成于玻璃基板上。其中，fmm上的贯孔不仅决定了发光图案于玻璃基板上的配置位置，还决定了发光图案的尺寸、精细度等，进而影响到oled面板的显示品质。


技术实现要素：

4.本发明提供一种金属遮罩，具有良好的贯孔形状，且蒸镀时阴影效应影响较小。
5.本发明另外提供了一种金属遮罩的制造方法，制造出的金属遮罩具有良好的贯孔形状，且蒸镀时阴影效应影响较小。
6.为达上述优点，本发明一实施例提供一种金属遮罩，包括：金属板材。金属板材具有相对的蒸镀面、背面以及从蒸镀面延伸至背面的多个贯孔，其中每一贯孔尺寸从蒸镀面朝向背面的方向逐渐缩减，每一贯孔于蒸镀面形成第一开口，第一开口包括主开口部以及多个副开口部，主开口部具有相对的二长边以及相对的二短边，二短边连接于二长边之间，副开口部连接于每一二长边的两端；其中，每一副开口部具有平行长边的长度，长度大于15μm并小于45μm，每一副开口部具有垂直于长边的宽度，宽度大于0μm并小于10μm之间。
7.在本发明的一实施例中，上述的贯孔于背面形成第二开口，并于蒸镀面及背面之间形成蚀刻开口，第二开口具有分别对应短边的第一对应边，蚀刻开口具有对应短边的第二对应边，在平行长边的方向上，相对应的第一对应边与第二对应边之间的距离小于5μm。
8.在本发明的一实施例中，上述的金属板材的厚度介于15～50μm。
9.在本发明的一实施例中，上述的长边与短边的长度比介于2到6之间。
10.本发明亦提供一种金属遮罩的制造方法，包括：提供金属板材，金属板材具有相对的蒸镀面与背面的步骤。于蒸镀面形成第一图案化光阻层，并于背面形成第二图案化光阻层的步骤。其中，第一图案化光阻层包括多个第一光阻开口，第二图案化光阻层包括多个第二光阻开口，第二光阻开口分别对应第一光阻开口的位置，且第二光阻开口的尺寸小于第一光阻开口，其中每一第一光阻开口包含主光阻开口部以及多个副光阻开口部，主光阻开口部具有相对的二长边与相对的二短边，二短边连接于二长边之间，副光阻开口部连接于每一长边的两端。以及对金属板材进行蚀刻，以形成多个贯孔的步骤。其中每一贯孔尺寸从
蒸镀面朝向背面的方向逐渐缩减，每一贯孔于蒸镀面形成第一开口，第一开口包括主开口部以及多个副开口部，主开口部具有相对的二长边以及相对的二短边，二短边连接于二长边之间，副开口部连接于每一二长边的两端；其中，每一副开口部具有平行长边的长度，长度大于15μm并小于45μm，每一副开口部具有垂直于长边的宽度，宽度大于0μm并小于10μm之间。
11.在本发明的一实施例中，上述的每一副光阻开口部包括梯形开口，梯形开口具有底边、顶边、第一腰边以及第二腰边，底边连接主光阻开口部，第一腰边平行并连接主光阻开口部的短边，第二腰边倾斜于二长边。
12.在本发明的一实施例中，上述的底边与顶边之间的距离小于10μm。
13.在本发明的一实施例中，上述的顶边于平行二长边的方向上具有第一长度，第一长度大于5μm且小于15μm；底边于平行长边的方向上具有第二长度，第二长度大于10且小于30μm。
14.藉以上说明，本发明金属遮罩，对于贯孔在蒸镀面形成的第一开口进行了形状设计，通过将第一开口分成主开口及多个位于主开口的长边的副开口，且针对副开口的尺寸进行调整，因此，制造出来的金属遮罩能具有良好形状的蚀刻开口，且同时，因为在背面的第二开口的边缘与蚀刻开口的边缘距离小于一定尺寸而能够降低阴影效应的影响。且本发明也提供了制造上述金属遮罩的制造方法。
15.为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，详细说明如下。
附图说明
16.图1为本发明一实施例的金属遮罩的示意图；
17.图2为图1实施例中贯孔的剖面示意图；
18.图3为图1实施例中由蒸镀面看过去第一开口、第一光阻开口与贯孔的示意图；
19.图4为图1实施例中副开口的放大示意图；
20.图5a、图5b为本发明一实施例金属遮罩的制造方法的流程示意图；
21.图6为图1实施例中副光阻开口部的放大示意图；
22.图7为本发明在延伸长度固定而改变延伸范围的不同实施例的贯孔比较图；
23.图8为本发明在延伸范围固定而改变延伸长度的不同实施例的贯孔比较图。
24.其中，附图标记：
25.1:金属遮罩
26.10:金属板材
27.11:夹持部
28.12:贯孔部
29.13:焊接部
30.2:蒸镀面
31.3:背面
32.4:贯孔
33.41:第一开口
34.411:主开口部
35.411a:长边
36.411b:短边
37.412:副开口部
38.d:长度
39.e:宽度
40.42:蚀刻开口
41.421:第二对应边
42.43:第二开口
43.431:第一对应边
44.5:光阻层
45.5a:第一图案化光阻层
46.51:第一光阻开口
47.511:主光阻开口部
48.511a:长边
49.511b:短边
50.512:副光阻开口部
51.512a:底边
52.512b:顶边
53.512c:第一腰边
54.512d:第二腰边
55.l1:第一长度
56.l2:第二长度
57.d1:距离
58.d2:距离
59.h:厚度
60.w:方向
61.5b:第二图案化光阻层
62.52:第二光阻开口
63.6:光阻涂料
64.7:保护层
65.s110:步骤
66.s120:步骤
67.s130:步骤
具体实施方式
68.于以下文章中，对于依据本发明的实施例的描述中所使用的用语，例如：“上”、“下”等指示的方位或位置关系的描述，是依据所用的图式中所示的方位或位置关系来进行描述，上述用语仅是为了方便描述本发明，并非是对本发明进行限制，即非指示或暗示提到
的元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造。此外，本说明书或申请专利范围中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
69.图1为本发明一实施例的金属遮罩的示意图。图2为图1实施例中贯孔的剖面示意图。图3为图1实施例中由蒸镀面看过去第一开口、第一光阻开口与贯孔的示意图。图4为图1实施例中副开口的放大示意图。
70.如图1所示，本发明金属遮罩1，包括：金属板材10。金属板材10包括相对的蒸镀面2及背面3以及从蒸镀面2延伸至背面3的多个贯孔4。如图2及图3所示，每一贯孔4的尺寸例如是从蒸镀面2朝向背面3的方向逐渐缩减，每一贯孔4于蒸镀面2形成第一开口41。第一开口41包括主开口部411以及多个副开口部412，主开口部411具有相对的二长边411a以及相对的二短边411b。二短边411b连接于二长边411a之间，副开口部412连接于每一二长边411a的两端。如图4所示，每一副开口部412具有平行长边411a的长度d，而每一副开口部412具有垂直于长边411a的宽度e，在本发明的不同实施例中，长度d例如是长度大于15μm并小于45μm，而宽度e例如是大于0μm并小于10μm之间。
71.如图1及图2所示，上述金属板材10例如是呈现长条状，于金属遮罩1的相对两端设有夹持部11，夹持部11适于在金属遮罩1使用时连接夹具(图未示)。并于两夹持部11之间设有贯孔部12，每一贯孔4位置于贯孔部12。此外，于两侧的夹持部11及贯孔部12之间例如还各自设有焊接部13，焊接部13适于在金属遮罩1使用时与框架(图未示)进行焊接。于贯孔部12，上述之金属板材10的厚度h例如是介于15～50μm，材料例如为镍铁合金。
72.如图2及图3所示，金属遮罩1的每一贯孔4于背面3形成第二开口43，并于背面3及蒸镀面2之间形成蚀刻开口42，第二开口43及蚀刻开口42的形状大致对应主开口部411的形状。在本发明的实施例中，主开口部411的长边411a与短边411b的长度比值例如是介于2到6之间。
73.图5a及图5b为本发明一实施例金属遮罩1的制造方法的流程示意图。图6为图1实施例中副光阻开口部的放大示意图。为制造出具有上述尺寸的金属遮罩1，请参考图4至图6所示，本发明提供一种金属遮罩1的制造方法，包括下列步骤。步骤s110：提供金属板材10，金属板材10具有相对的蒸镀面2与背面3。步骤s120：于蒸镀面2形成第一图案化光阻层5a，并于背面3形成第二图案化光阻层5b的步骤s120。步骤s130：对金属板材10进行蚀刻，以形成多个贯孔4。在步骤s120中第一图案化光阻层5a包括多个第一光阻开口51，第二图案化光阻层5b包括多个第二光阻开口52，第二光阻开口52分别对应第一光阻开口51的位置，且第二光阻开口52的尺寸小于第一光阻开口51。
74.如图5b所示，在步骤s120中，形成第一图案化光阻层5a及第二图案化光阻层5b的方式例如是先在金属板材10的蒸镀面2及背面3涂布光阻涂料6后，进行曝光及显影而于金属板材10的蒸镀面2形成第一图案化光阻层5a，并于背面3形成第二图案化光阻层5b。上述光阻涂料6例如为负型光阻，但不以此为限。此外，步骤s130例如是对金属板材10进行共两次的蚀刻，再去除第一图案化光阻层5a、第二图案化光阻层5b及过程中另外施加的保护层7而于金属板材10上形成贯孔4及贯孔部12。
75.由图5b可知，进行第一次蚀刻后，于金属板材10的蒸镀面2形成第一开口41，并于背面3形成第二开口43。接着，在进行第二次蚀刻时，是先于背面3形成保护层7，之后再从蒸
镀面2进行蚀刻，以形成贯穿金属板材10的贯孔4，且在经由第一开口41蚀刻至保护层7处形成蚀刻开口42。从蚀刻量的角度来说，从图5b可以看到在贯孔4的延伸方向上，第一开口41距离蚀刻开口42的距离，大于第二开口43距离蚀刻开口42的距离。
76.通过上述方法制造金属遮罩1的过程中，在进行第二次蚀刻时，由于贯孔4的长边的长度、短边长度差异较大，因此在蚀刻过程中会在不同的方向上产生不同的蚀刻量，且会对金属遮罩1的第一开口41、蚀刻开口42及第二开口43的形状造成不同影响。随着蚀刻时间的长短，可能导致两种情形如下：在蚀刻时间较长时，蚀刻开口42的长边产生变形，导致使用金属遮罩1于玻璃基板(图未示)进行蒸镀后所制成的发光图案将产生变形。在蚀刻时间较短时，虽然能形成形状良好的蚀刻开口42，但在背面3，因第二开口43的短边431(如图2)会产生较为大的缺口，使得蒸镀后产生的发光图案受到阴影效应(shadow effect)影响较为严重。为了对应上述状况，请参考如下结构说明。
77.如图4及图5b所示，第一光阻开口51的尺寸小于第一开口41，且其形状大致对应第一开口41的形状，换句话说，如同第一开口41具有主开口部411及副开口部412，每一第一光阻开口51包含有对应的主光阻开口部511以及多个副光阻开口部512，主光阻开口部511具有相对的二长边511a与相对的二短边511b，二短边511b连接于二长边511a之间，副光阻开口部512连接于每一长边511a的两端。
78.如图6所示，在本发明的实施例中，上述的每一副光阻开口部512包括一梯形开口，梯形开口具有底边512a、顶边512b、第一腰边512c以及第二腰边512d，底边512a连接主光阻开口部511，第一腰边512c平行并连接主光阻开口部511的短边511b，第二腰边512d倾斜于二长边511a。
79.为制造出具有前述副开口部412的尺寸的第一开口41，如图3及图6所示，在本发明的实施例中，副光阻开口部512的底边512a与顶边512b之间的距离d1例如是小于10μm，而顶边512b于平行长边511a的方向上具有第一长度l1，第一长度l1例如是大于5μm且小于15μm；底边512a于平行长边511a的方向上具有第二长度l2，第二长度l2例如是大于10μm且小于30μm。其中，由图6可知，在本实施例中，主光阻开口部511的短边511b边缘与副光阻开口部512的第一腰边512c的延伸方向例如是位于同一直线上。
80.请参考图2、图3及图5b所示，如此一来，通过上述制造方法所制造出来的金属遮罩1，第一开口41的轮廓形状可以大致等于第一光阻开口51的轮廓形状，且在第二次蚀刻时，于第一开口41内会产生侧向(不垂直于贯孔4的开口方向的方向)蚀刻，因此第一开口41的轮廓尺寸将会大于第一光阻开口51的轮廓尺寸(如图3)。由背面3观之，第二开口43将具有分别对应短边411b的第一对应边431，蚀刻开口42将具有对应短边411b的第二对应边421，在平行长边411a的方向w上，相对应的第一对应边431与第二对应边421之间的距离d2可以小于5μm。藉此，通过设置上述副开口部412由于第一对应边431与第二对应边421之间的距离d2小于5μm，因此在使用时可以减少阴影效应的影响。同样的，通过上述方法所制造的金属遮罩1于蒸镀时，因为副开口部412的存在，蒸镀材料能顺利的蒸镀于玻璃基板(图未示)对应蚀刻开口42的角落的位置，而能顺利的形成对应蚀刻开口42的图案。
81.图7为本发明在宽度固定而改变长度的不同实施例的贯孔比较图。图8为本发明在长度固定而改变宽度的不同实施例的贯孔比较图。如同前述段落的说明，在使用蚀刻法制造金属遮罩1时，当第二开口43的长宽比值较大(例如2～6)时，为了制造第一对应边431与
第二对应边421之间的距离d2小于5μm的贯孔4，需要调整副开口部412的尺寸，请参考如下的实际实验图式。图7为在固定副开口部412的宽度e(例如为10μm)而改变多种长度d的实际贯孔4的图。
82.请参考图2、图3及图7所示，在图7为由左到右分别为表示在相同加工时间下，长度d为8μm(介于0～15μm之间)、15μm、30μm(介于15～45μm之间)、45μm以及55μm的实施例的图组；其中，每一组图组可以分为两行，分别是表示由金属遮罩1的蒸镀面2所在的一侧所观察到的第一开口41与蚀刻开口42之间轮廓的图(位于上方一行)，下方一行的图组则是表示由金属遮罩1的背面3所在的一侧所观察到的蚀刻开孔42与第二开口43的图。因蚀刻开孔42、第二开口43两者的轮廓十分相近，故只标示蚀刻开口42的符号，并在蚀刻开口42与第二开口43之间距离d2较大时，对距离d2进行标注。
83.由图7可知，当宽度e为10μm，而长度d小于15μm时，虽然蚀刻开口42的呈现矩形，但于第二开口43的第一对应边431及蚀刻开口42的第二对应边421(见图2)的距离d2会大于5μm。当在同宽度e的情况下将长度d调整为15μm时，虽然蚀刻开口42的一样呈现矩形，且第一对应边431及蚀刻开口42的第二对应边421的距离d2会逐渐缩短，但第一对应边431及第二对应边421的距离d2会大致位于4.5～5.5μm的范围中，因此在制作时将会将长度d的值取为大于15μm的范围。如图7所示，当宽度e为10μm，而长度d为30μm时(介于15～45μm之间)，蚀刻开口42一样呈现矩形，且第一对应边431及第二对应边421的距离d2会小于5μm而能减少阴影效应的影响。当长度d逐渐加大而来到45μm时，虽然第一对应边431及第二对应边421的距离d2仍小于5μm，但可观察到蚀刻开口42的长边产生扭曲，因此将长度d的最大值取为小于45μm。最后，在宽度e为10μm，而长度d为55μm(大于45μm时)，可以观察到虽然第一对应边431及第二对应边421的距离d2小于5μm，但蚀刻开口42的长边已扭曲。
84.请参考图2、图3及图8所示，图8为由左到右分别为表示在相同加工时间下，宽度e为0μm、3μm(介于0～10μm之间)、8μm(介于0～10μm之间)、10μm(介于0～10μm之间)以及15μm(大于10μm)的实施例的图组。如图8所示，当长度d为30μm，而宽度e为0μm时，虽然蚀刻开口42的呈现矩形，但于第二开口43的第一对应边431及蚀刻开口42的第二对应边421(见图2)的距离d2大于5μm而可以观察到较粗的黑色边缘。当在同长度d的情况下将宽度e调整为3μm时，虽然蚀刻开口42的一样呈现矩形，但第一对应边431及蚀刻开口42的第二对应边421的距离d2已缩短而小于5μm，能减少阴影效应的影响，因此在制作时将会将宽度e的值取为大于0μm的范围。如图所示，当长度d保持为30μm，而宽度e为8μm时(介于0～10μm之间)，蚀刻开口42一样呈现矩形，且第一对应边431及第二对应边421的距离d2一样会小于5μm。当宽度e逐渐加大而来到10μm时，虽然第一对应边431及第二对应边421的距离d1仍小于5μm，但可观察到蚀刻开口42的长边产生扭曲，因此将宽度e的最大值取为小于10μm。如图8，当长度d保持为30μm，而宽度e来到15μm时(大于10μm)，可以观察到虽然第一对应边431及第二对应边421的距离d2小于5μm，但蚀刻开口42的长边已产生扭曲。
85.由以上图7及图8配合图2、图3可知，即使在金属遮罩1的贯孔4上设有具有主开口部411及副开口部412，仍需要针对副开口部412的尺寸进行调整才能产生整体形状较佳的贯孔4，以便在玻璃基板上形成形状良好的发光图案。
86.通过上述形状及尺寸的贯孔设计，通过将第一开口分成主开口及多个位于主开口的长边的副开口，且针对副开口的尺寸进行调整，因此，制造出来的金属遮罩能有良好形状
的蒸镀开口，且同时，因为第二开口的边缘与蒸镀开口的边缘距离小于一定尺寸而能够降低阴影效应的影响
87.藉以上说明，本发明金属遮罩，对于贯孔在蒸镀面形成的第一开口进行了形状设计，通过将第一开口分成主开口及多个位于主开口的长边的副开口，且针对副开口的尺寸进行调整，因此，制造出来的金属遮罩能具有良好形状的蚀刻开口，且同时因为在背面的二开口的边缘与蚀刻开口的边缘距离小于一定尺寸而能够降低阴影效应的影响。且本发明也提供了制造上述金属遮罩的制造方法。
88.虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

技术特征：
1.一种金属遮罩，其特征在于，包括：一金属板材，具有相对的一蒸镀面与一背面以及从该蒸镀面延伸至该背面的多个贯孔，其中每一该些贯孔的一尺寸从该蒸镀面朝向该背面的方向逐渐缩减，每一该些贯孔于该蒸镀面形成一第一开口，该第一开口包括一主开口部以及多个副开口部，该主开口部具有相对的二长边以及相对的二短边，该二短边连接于该二长边之间，该些副开口部连接于每一该二长边的两端；其中，每一该些副开口部具有平行该二长边的一长度，该长度大于15μm并小于45μm，每一该些副开口部具有垂直于该长度的一宽度，该宽度大于0μm并小于10μm之间。2.如权利要求1所述的金属遮罩，其特征在于，每一该些贯孔于该背面形成一第二开口，并于该蒸镀面及该背面之间形成一蚀刻开口，该第二开口具有分别对应该二短边的二第一对应边，该蚀刻开口具有对应该二短边的第二对应边，在平行该二长边的方向上，相对应的该第一对应边与该第二对应边之间的距离小于5μm。3.如权利要求1所述的金属遮罩，其特征在于，该金属板材的一厚度介于15～50μm。4.如权利要求1所述的金属遮罩，其特征在于，每一该二长边与每一该二短边的长度比介于2到6之间。5.一种金属遮罩的制造方法，其特征在于，包括：提供一金属板材，该金属板材具有相对的一蒸镀面与一背面；于该蒸镀面形成一第一图案化光阻层，并于该背面形成一第二图案化光阻层，其中该第一图案化光阻层包括多个第一光阻开口，该第二图案化光阻层包括多个第二光阻开口，该些第二光阻开口分别对应该些第一光阻开口的位置，且该些第二光阻开口的尺寸小于该些第一光阻开口，其中每一该些第一光阻开口包含一主光阻开口部以及多个副光阻开口部，该主光阻开口部具有相对的二长边与相对的二短边，该二短边连接于该二长边之间，该些副光阻开口部连接于每一该二长边的两端；以及对该金属板材进行蚀刻，以形成多个贯孔；其中每一该些贯孔的一尺寸从该蒸镀面朝向该背面的方向逐渐缩减，每一该些贯孔于该蒸镀面形成一第一开口，该第一开口包括一主开口部以及多个副开口部，该主开口部具有相对的二长边以及相对的二短边，该二短边连接于该二长边之间，该些副开口部连接于每一该二长边的两端；且每一该些副开口部具有平行该二长边的一长度，该长度大于15μm并小于45μm，每一该些副开口部具有垂直于该长度的一宽度，该宽度大于0μm并小于10μm之间。6.如权利要求5所述金属遮罩的制造方法，其特征在于，每一该些副光阻开口部包括一梯形开口，该梯形开口具有一底边、一顶边、一第一腰边以及一第二腰边，该底边连接该主光阻开口部，该第一腰边平行并连接该主光阻开口部的该二短边其中之一，该第二腰边倾斜于该二长边。7.如权利要求6所述金属遮罩的制造方法，其特征在于，该底边与该顶边之间的距离小于10μm。8.如权利要求6所述金属遮罩的制造方法，其特征在于，该顶边于平行该二长边的方向上具有一第一长度，该第一长度大于5μm且小于15μm；该底边于平行该二长边的方向上具有一第二长度，该第二长度大于10μm且小于30μm。

技术总结
本发明公开了一种金属遮罩，包括：金属板材，具有相对的蒸镀面与背面以及从蒸镀面延伸至背面的多个贯孔，每一贯孔的尺寸从蒸镀面朝向背面的方向逐渐缩减，每一贯孔于蒸镀面形成一第一开口，第一开口包括主开口部以及多个副开口部，主开口部具有相对的二长边以及相对的二短边，二短边连接于二长边之间，副开口部连接于长边的两端；副开口部具有平行长边的长度，长度大于15μm并小于45μm，每一副开口部具有垂直于长度的宽度，宽度大于0μm并小于10μm之间。此外，亦提供金属遮罩的制造方法。亦提供金属遮罩的制造方法。亦提供金属遮罩的制造方法。


技术研发人员：刘康翔 林启维
受保护的技术使用者：达运精密工业股份有限公司
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/8/28