CN103938154B - 一种掩膜板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种掩膜板，包括：至少一层支撑基板，其中支撑基板设有多个开口；至少一层定位层，设置在所述支撑基板上，其中所述定位层设有对应所述支撑基板开口的贯穿开口，并与所述支撑基板开口连通；所述支撑基板开口截面的宽度尺寸与所述定位层的贯穿开口截面的宽度尺寸沿支撑基板一侧到定位层一侧的方向上分别逐渐递减。

Description

一种掩膜板及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示工艺技术领域，特别涉及一种掩膜板及其制造方法。
背景技术
有机发光显示器（OLED），由于其具有宽视角、高对比度以及高响应速度等优点，得到了越来越多的关注。有机电致发光装置一般包括第一电极、有机发光层及第二电极。目前OLED制造工艺中，主要采用蚀刻法，即采用蒸镀工艺将有机发光材料沉积在基板上，形成有机发光层，该方法需要配套高分辨率掩膜板。为了降低制造成本，薄型掩膜板为较好的选择。为了实现高分辨率，提高控制精度，需要在掩膜板上制作小尺寸的开口。然而，蚀刻法具有以下缺陷：1.薄型掩膜板由于板材较薄，不容易精确地控制开口尺寸和开口位置，难以得到小尺寸开口；2.薄型掩膜板不易制作且成本高，使用的寿命也相对较短。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种掩膜板及其制造方法，其有效避免了由于现有技术的限制和缺陷导致的一个或更多的问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案之一为：
一种掩膜板，包括：至少一层支撑基板，其中支撑基板设有多个开口；至少一层定位层，设置在所述支撑基板上，其中所述定位层设有对应所述支撑基板开口的贯穿开口，并与所述支撑基板开口连通；所述支撑基板开口截面的宽度尺寸与所述定位层的贯穿开口截面的宽度尺寸沿支撑基板一侧到定位层一侧的方向上分别逐渐递减。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案之二为：
提供支撑基板，所述支撑基板具有两个相对的第一表面与第二表面；在所述支撑基板的第一表面形成光阻；在所述光阻上形成贯穿开口，以形成定位层；刻蚀所述支撑基板的第二表面形成与所述定位层开口对应的贯穿开口。
本发明提供了一种掩膜板及其制造方法。所述掩膜板包括支撑基板和定位层。支撑基板用于支撑定位层，并增强掩膜板张网时的强度，以提高掩膜板使用寿命。
另外，由于定位层设于支撑单元之上，该结构设计的掩膜板，只需增加一层膜厚，就能以更高的精度定义开孔尺寸、位置和开口角度，提高掩膜板的分辨率，因此在蒸镀时可以形成小尺寸的有机材料图型，提高了掩膜板的蒸镀精度。
附图说明
图1为本发明第一实施例中掩膜板的俯视图。
图2为图1中沿L1-L1线的剖面示意图。
图3为图1中掩膜板制造方法的流程示意图。
图4（a）为图1中掩膜板制造方法的示意图。
图4（b）为图1中掩膜板制造方法的示意图。
图4（c）为图1中掩膜板制造方法的示意图。
图4（d）为图1中掩膜板制造方法的示意图。
图4（e）为图1中掩膜板制造方法的示意图。
图4（f）为图1中掩膜板制造方法的示意图。
图5为本发明第二实施例中掩膜板的局部剖面示意图。
图6为本发明第三实施例中掩膜板的俯视图。
图7为图6中沿L2-L2线的剖面示意图。
图8为本发明第四实施例中掩膜板的局部剖面示意图。
附图标记说明：
掩膜板-100、100a；支撑基板-10、10a；支撑基板开口-12、12a；支撑基板实体部分-14、14a；支撑基板第一表面-A；支撑基板第二表面-B；定位层-20、20a；定位层贯穿开口-22、22’、22a、22a’；定位层实体部分-24、24’、24a、24a’；第一表面面光阻-30；光刻胶层-40；光栅-42；步骤-S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7；滚轮刷-R；光罩-M1、M2；显影装置-D；蚀刻装置-E；蚀刻线-e；高度差-H。
具体实施方式
本发明第一实施例所揭示的掩膜板100及其制造方法，请参考图1至图4（f）。
结合图1和图2所示，图1绘示了掩膜板100的整体结构。由于视图角度，图1中主要示出了定位层20。图2绘示了图1中沿L1-L1线的掩膜板100的剖视图，为掩膜板100的部分剖面结构示意图。
掩膜板100包括支撑基板10和定位层20。支撑基板10是因瓦合金（Invar，镍铁合金）层，厚度范围是30～60μm，优选的厚度为40μm。支撑基板10端面上设有多个开口12，支撑基板10上未设开口12的区域为实体部分14。开口12在截面上呈弧形。请参考图2，所述截面定义为沿着支撑基板10的顶面到底面的方向所剖示的图。
定位层20黏贴于支撑单元10之上。定位层20是高分子材料，能够耐受180℃以上的高温。例如采用聚酰亚胺，并将其厚度设为4～8μm。定位层20包括实体部分24和多个贯穿开口22。其中，定位层20端面在对应支撑基板开口12的位置上一一地设置贯穿开口22，这些贯穿开口在截面上呈梯形；定位层20上未设贯穿开口22的区域为实体部分24。所述截面定义为沿着定位层20顶面到底面的方向所剖示的面。
支撑基板开口12和定位层贯穿开口22的结构设计为：开口12和贯穿开口22的截面的宽度尺寸沿着从支撑基板10一侧到定位层20一侧的方向逐渐递减，并且开口12截面的最小宽度尺寸大于贯穿开口22截面的最大宽度尺寸。
支撑基板开口12的截面形状不限于弧形，还可以是梯形。同样的，定位层贯穿开口22的截面不限于为梯形，还可以设计为弧形。
虽然本发明第一实施例中的支撑基板10只有一层，但是不限于此，根据实际需求，可以是两层或者更多层。
本发明第一实施例所提供的掩膜板100，其包括支撑基板10和定位层20。支撑基板10采用因瓦合金，用于支撑定位层20，并增强掩膜板100张网时的强度，以提高使用寿命。定位层20设于支撑基板10之上。该结构设计的掩膜板，只需增加一层膜厚（4～8μm的定位层），就能以更高的精度定义开孔尺寸、位置和开口角度，提高了掩膜板100的分辨率，因此在蒸镀时可以形成小尺寸的有机材料图型，提高了掩膜板100的蒸镀精度。
请参考图3、图4（a）至图4（f），绘示了本发明第一实施例中掩膜板100的制造方法。虽然掩膜板100上设有多个相互贯通的开口12、贯穿开口22，但为了描述方便，图4（a）至图4（f）只绘示掩膜板上开设一对开口12和贯穿开口22时的示意图。
步骤S1，选取厚度40μm的因瓦合金作为支撑基板10，对其进行预处理。支撑基板10具有两个相对的第一表面A和第二表面B。
步骤S2，如图4（a）所示，清洗基板10的第一表面A，然后选取厚度为4～8μm的聚酰亚胺，使用滚轮刷R将所述聚酰亚胺涂布于支撑基板10的第一表面A，形成第一表面面光阻30。为了简化制程，将第一表面光阻30设为负性光阻。
步骤S3，图案化A面光阻30。请结合图4（b）和图4（c），利用了光罩M1、显影装置D和烘烤装置（图中未绘示），对第一表面光阻30依次进行曝光、显影和烘烤工序。由于第一表面光阻30是负性光阻，因此，在第一表面光阻30上对应光罩M1处形成了贯穿开口22，以形成定位层20。本制造方法中，贯穿开口22为梯形，因此其开口截面沿着从支撑基板10一侧到定位层20一侧的方向逐渐递减。
步骤S4，图4（d），清洗支撑基板10的第二表面B，在第二表面B上形成光刻胶层40。光刻胶层40为UV感光材料，并将其设为正性光阻。
步骤S5，图案化光刻胶层40。结合图4（d）和图4（e），利用光罩M2以及显影装置D，对涂布了光刻胶层40的第二表面B依次进行曝光和显影工序，以在第二表面B形成光栅结构，图中由4个光栅42形成一个光栅结构。实际使用中，可以根据具体需求，调整光栅32的参数，如尺寸、数量以及每两个相邻光栅32间距。
步骤S6，图4（e），预设合适的蚀刻速率，根据光栅32的尺寸、数量及间距等参数，设计出蚀刻线e。蚀刻装置E沿着蚀刻线e对第二表面B进行蚀刻，形成基板10的开口12。在掩膜板100的整体结构中，每个开口12的位置均一一对应并连通第一表面A定位层的各个贯穿开口22，开口12位于贯穿开口22之下。为了避免过度蚀刻，以影响对定位层20对基板10的附着力，将开口12截面的最小宽度尺寸设为小于贯穿开口22截面的最大宽度尺寸。开口12的截面形状为弧形，其沿着从基板10一侧到定位层20一侧的方向逐渐递减。由于视图角度，图4（f）中仅绘示一组对应的贯穿开口22和开口12。
步骤S7，去除附着在基板10上光栅结构的光刻胶，以得到掩膜板100。
为了增强定位层20与第一表面A的附着力，可以采用高温烘烤（100℃以上）将定位层20更紧密地黏贴于第一表面A。
本发明所提供的掩膜板100的制造方法，采用聚酰亚胺材料作为光阻涂布于基板10的第一表面A，以及UV感光材料作为光刻胶层40设于基板10的第二表面B。首先，将第一表面面光阻30经过曝光显影后制成定位单元。然后，将第二表面光刻胶40经过曝光显影后形成光栅结构42，进而在第二表面B蚀刻而成连通第一表面定位层贯穿开口22的开口12。工艺简单，有利于掩膜板100的大规模量产。
本发明第二实施例还提供了一种掩膜板，如图5所示，它与第一实施例掩膜板100的主要结构相同，在此不赘述。不同之处在于，定位层20为两层结构：即包括第一层实体部分24和相应贯穿开口22以及第二层实体部分24’和相应贯穿开口22’。贯穿开口22连通贯穿开口22’，贯穿开口22’位于贯穿开口22之上，且截面宽度尺寸小于开口22截面的宽度尺寸。因此，在蒸镀工艺中，有机发光材料通过更小尺寸的贯穿开口22’，以得到相应尺寸的发光材料图型，提高发光器件制造中的蒸镀精度。
本发明还可以作如下合理延伸：定位层20的层数不限于图5中的两层，根据实际需求，将定位层设置为两层以上的结构。各层定位层开口相互连通，且贯穿开口截面的宽度尺寸沿着从远离所述支撑基板一侧到接近所述支撑基板一侧逐层递增。这样设计具有如下优点：控制掩膜板厚度在合理范围的同时，设计出尽可能小尺寸的贯穿开口，以得到相应尺寸的发光材料图型，进而提高掩膜板的蒸镀精度。
本发明第三实施例所揭示的掩膜板100a，请参考图6和图7。
结合图6和图7所示，图6绘示了掩膜板100a的整体结构。图7绘示了图6中沿L2-L2线的掩膜板100a的剖视图，为掩膜板100a的部分剖面结构。
本发明第三实施例掩膜板100a的主要结构与第一、二实施例的掩膜板相同，在此不赘述。不同之处在于，第一、二实施例的掩膜板中，定位层20为没有断开的结构，而第三实施例的掩膜板100a具有多个分离间隔的定位层20a。并且，定位层20a顶面与支撑基板10a顶面在轴向上形成高度差H。高度差H能够避免蒸镀时，有机膜层可能被掩膜板压伤的问题。
掩膜板100a制造方法与第一实施例掩膜板100的制造方法主要步骤相同，不同之处仅在于图案化基板10a上光阻时，为了制造出分离的多个定位层20a，首先预设多个定位层20a的间距，然后增设多个光罩（图中未绘示），这些光罩间隔设置，位置对应多个定位层20a之间的间隙。当对基板10上的光阻进行曝光和显影时，先利用增设的多个光罩将基板10上的光阻设为分离的多个光阻，再于每个分离的光阻上分别设置贯穿开口22a，以形成分离的多个定位层20a。
本发明第三实施例掩膜板100a，提出了一种改进的结构。定位层20a是分离间隔的多个结构设于支撑基板10a之上，使得定位层20a顶面与支撑基板10a顶面在轴向上形成高度差H。高度差H能够避免蒸镀时，有机膜层可能被掩膜板压伤的问题。
本发明第四实施例还揭示了一种掩膜板，请参考图8。它与第三实施例掩膜板100a的主要结构相同，在此不赘述。不同之处在于，定位层20a为两层结构：即包括第一层实体部分24a和相应贯穿开口22a以及第二层实体部分24a’和相应贯穿开口22a’。贯穿开口22a连通贯穿开口22a’，贯穿开口22a’位于贯穿开口22a之上，且截面宽度尺寸小于贯穿开口22a截面的宽度尺寸，以得到更小尺寸的贯穿开口，提高发光器件制造中的蒸镀精度。
同理，定位层20a的层数不限于图8中的两层，根据实际需求，将定位层设置为两层以上的结构。各层定位层贯穿开口相互连通，并且贯穿开口截面的宽度尺寸沿着从远离所述支撑基板一侧到接近所述支撑基板一侧逐层递增，以得到尽可能小尺寸的贯穿开口，从而提高掩膜板的蒸镀精度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种掩膜板，包括：
至少一层支撑基板，其中支撑基板设有多个开口；
至少一层定位层，设置在所述支撑基板上，其中所述定位层设有对应所述支撑基板开口的贯穿开口，并与所述支撑基板开口连通；
所述支撑基板开口截面的宽度尺寸与所述定位层的贯穿开口截面的宽度尺寸沿支撑基板一侧到定位层一侧的方向上分别逐渐递减，且所述支撑基板开口截面的最小宽度尺寸大于所述定位层贯穿开口截面的最大宽度尺寸；
所述定位层为分离间隔的多个，分别对应设置于所述支撑基板各个开口的位置上；
所述定位层的顶面与支撑基板顶面在垂直中心轴线上形成高度差。
2.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述支撑基板开口的截面的宽度尺寸大于所述定位层的贯穿开口截面的宽度尺寸。
3.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述定位层具有多层，其中，多层所述定位层的贯穿开口相互贯穿，且所述定位层的贯穿开口截面的宽度尺寸沿远离所述支撑基板一侧到接近所述支撑基板一侧的方向上逐层递增。
4.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述支撑基板和定位层开口的截面呈梯形或弧形。
5.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述支撑基板为因瓦合金。
6.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述支撑基板厚度为30～60μm。
7.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述定位层厚度为4～8μm。
8.根据权利要求7所述的掩膜板，其特征在于，所述定位层为聚酰亚胺 材料。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的掩膜板的制造方法，其包括以下步骤：
提供支撑基板，所述支撑基板具有两个相对的第一表面与第二表面；
在所述支撑基板的第一表面形成光阻；
在所述光阻上形成贯穿开口，以形成定位层；
刻蚀所述支撑基板的第二表面形成与所述定位层开口对应的贯穿开口。
10.根据权利要求9所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，在所述光阻上形成贯穿开口以形成定位层步骤包括：图案化所述支撑基板第一表面的光阻，刻蚀、烘烤所述光阻，形成至少一个贯穿开口。
11.根据权利要求10所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，所述图案化的第一表面光阻为分离间隔的多个光阻。
12.根据权利要求11所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，刻蚀所述支撑基板的第二表面形成与所述定位层开口对应的贯穿开口步骤包括：在所述支撑基板的第二表面形成光刻胶层，图案化所述光刻胶层，刻蚀所述支撑基板第二表面形成贯穿开口。
13.根据权利要求12所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，图案化的光刻胶层为光栅结构。
14.根据权利要求12所述的掩膜板的制造方法，其特征在于，刻蚀所述支撑基板第二表面形成贯穿开口步骤之后，还包括：去除所述支撑基板第二表面的光刻胶层。
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