CN112877640B - 蒸镀掩模及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蒸镀掩模及其制造方法。一方式的蒸镀掩模包括设置有多个开口的薄膜状的掩模主体,多个开口各自在掩模主体的厚度方向上从掩模主体的第一面贯穿到第二面,多个开口各自的第一面与第二面之间的侧壁具有45°以上且85°以下的锥形形状的部分。一方式的蒸镀掩模的制造方法中,准备第一基板,在第一基板的第一面上涂敷光致抗蚀剂,用包含第一波长和与第一波长不同的第二波长的光来照射光致抗蚀剂的一部分,通过将除曝光的光致抗蚀剂的一部分以外的其他部分去除来形成抗蚀剂图案,在第一基板的第一面上的从抗蚀剂图案露出的区域形成金属层,去除抗蚀剂图案,去除第一基板。根据本发明,能够提供具有锥形形状的蒸镀用的蒸镀掩模。
Description
技术领域
本发明的实施方式之一涉及一种蒸镀掩模。特别是,本发明的实施方式之一涉及具有锥形形状的蒸镀掩模及其制造方法。
背景技术
作为平板型显示装置的一例,可以列举液晶显示装置或OLED(Organic LightEmitting Diode:有机发光二极管)显示装置。这些显示装置是在基板上层叠有绝缘体、半导体、包含导体等多种材料的薄膜的结构体。通过适当地进行图案化和连接这些薄膜,能够实现作为显示装置的功能。
形成薄膜的方法大致分为气相法、液相法和固相法。气相法分为物理气相法和化学气相法。作为物理气相法的典型示例,已知蒸镀法。最简便的蒸镀法是真空蒸镀法。在真空蒸镀法中,将材料在高真空下加热以升华或蒸发该材料来产生材料的蒸气(在下文中,这些统称为气化)。在用于蒸镀该材料的区域(以下称为蒸镀区域)中,气化了的材料固化并沉积以获得该材料的薄膜。为了对于蒸镀区域有选择地形成薄膜,在其他区域(下文中,非蒸镀区域)不使材料沉积,使用掩模(蒸镀掩模)来进行真空蒸镀(参见专利文献1和专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开第2009-87840号公报。
专利文献2:日本特开第2013-209710号公报。
发明内容
专利文献1和专利文献2公开了一种蒸镀区域由薄膜形成的蒸镀掩模。为了确保在蒸镀工序中的余量,当从蒸镀源一侧观察时,蒸镀掩模优选具有锥形形状。为了将蒸镀掩模形成为锥形形状,需要在制造蒸镀掩模时使所使用的抗蚀剂图案具有锥角。然而,难以使用光掩模将抗蚀剂图案加工成锥形形状。
本发明的实施方式之一的一个目的在于提供一种具有锥形形状的蒸镀用的蒸镀掩模及其制造方法。
本发明的一实施方式的蒸镀掩模包括设置有多个开口的薄膜状的掩模主体,所述多个开口的每一个开口在所述掩模主体的厚度方向上从所述掩模主体的第一面贯穿到第二面,所述多个开口的每一个开口的所述第一面与所述第二面之间的侧壁具有45°以上且85°以下的锥形形状的部分。
本发明的一实施方式的蒸镀掩模的制造方法包括以下步骤:准备基板,在所述基板的第一面上涂敷光致抗蚀剂,用包含第一波长和与所述第一波长不同的第二波长的光来照射所述光致抗蚀剂的一部分,通过将除了被曝光的所述光致抗蚀剂的一部分以外的其他部分去除来形成抗蚀剂图案,在所述基板的所述第一面上的从所述抗蚀剂图案露出的区域形成金属层,去除所述抗蚀剂图案,去除所述基板。
根据本发明的一实施方式,能够提供具有锥形形状的蒸镀用的蒸镀掩模。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的蒸镀装置的俯视图。
图2是本发明的一实施方式的蒸镀装置的侧视图。
图3是本发明的一实施方式的蒸镀源的截面图。
图4是本发明的一实施方式的蒸镀掩模的俯视图。
图5是本发明的一实施方式的蒸镀掩模的放大图。
图6是本发明的一实施方式的蒸镀掩模的截面图。
图7是本发明的一实施方式的蒸镀掩模的截面图。
图8是本发明的一实施方式的蒸镀掩模的放大截面图。
图9是示出本发明的一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的截面图。
图10是示出本发明的一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的截面图。
图11是示出本发明的一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的平面图。
图12是示出本发明的一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的截面图。
图13是示出本发明的一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的截面图。
图14是示出本发明的一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的截面图。
图15是示出本发明的一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的截面图。
图16是示出本发明的一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的俯视图。
图17是抗蚀剂图案的SEM截面图。
图18是抗蚀剂图案的SEM截面图。
图19是抗蚀剂图案的SEM截面图。
图20是抗蚀剂图案的SEM截面图。
图21是抗蚀剂图案的SEM截面图。
图22是抗蚀剂图案的SEM截面图。
图23是抗蚀剂图案的SEM截面图。
图24是抗蚀剂图案的SEM截面图。
图25是本发明的一实施方式的显示装置的俯视图。
图26是本发明的一实施方式的显示装置的截面图。
图27是本发明的一实施方式的显示装置的截面图。
图28是本发明的一实施方式的显示装置的截面图。
图29是本发明的一实施方式的显示装置的截面图。
图30是本发明的一实施方式的显示装置的截面图。
图31是本发明的一实施方式的显示装置的截面图。
图32是本发明的一实施方式的显示装置的截面图。
附图标记说明
10:蒸镀装置,100:蒸镀腔室,102:负载锁定门,104:被蒸镀基板,108:保持件,110:移动机构,112:蒸镀源,114:开闭件,120:收纳容器,122:加热部,124:蒸镀保持件,126:加热器,128:金属板,130:开口部,132:引导板,148:下表面,150:上表面,160:临界面,200:显示装置,202:绝缘基板,204:像素,205:显示区域,206:驱动电路,207:端子,208:底涂层,210:驱动晶体管,212:半导体膜,212a:漏极区域,212b:源极区域,212c:沟道,214:栅极绝缘膜,216:栅极电极,218:层间绝缘膜,220:源极电极,222:漏极电极,230:保持电容,232:电容电极,240:平坦化膜,242:连接电极,250:附加电容,252:附加电容电极,254:电容绝缘膜,256:开口,258:分隔壁,260:发光元件,262:像素电极,264:EL层,266:空穴注入传输层,268:发光层,270:电子注入传输层,272:相对电极,300:蒸镀掩模,310:掩模主体,311、317:开口,313:第二外缘,315:面板区域,330:保持框,331、361、371:下表面,333、363、373:上表面,335、365、375:侧面,350:第一连接部件,353:第一外缘,360:第一层,367A:凹部,370:第二层,377:贯通孔,378:内壁,379:间隙,901:基板,1001:光致抗蚀剂,1201:光致抗蚀剂图案,1401:金属层。
具体实施方式
在下文中,将参考附图描述本发明的一个实施方式。然而,本发明可以在不背离其要旨的范围内以各种方式来执行,并且本发明不应被解释为限于以下例示出的实施方式的描述内容。
为了使说明更清楚,与实际方式相比,可以针对各部分的宽度,厚度,形状等示意性地表示附图。然而,附图中所示的示例仅是一例,并不限制本发明的解释。在本说明书和每个附图中,与以上针对之前的附图所描述的那些相同或相似的构造可以由相同的附图标记表示,并且可以省略其详细描述。
在本发明中,当通过用蚀刻或光照射某一膜来形成多个膜时,该多个膜可能具有不同的功能和作用。然而,该多个膜源自在相同工序中形成为相同层的膜,并且具有相同的层结构和相同的材料。因此,将该多个膜定义为存在于同一层中。
在本说明书和专利权利要求的范围中,当表示在某一结构体上配置另一结构体的方式时,当仅使用术语“上方”进行表述时,除非另外说明,否则定义为同时包含以下两者:以与某一结构体接触的方式在该结构体的正上方配置另一结构体的情况;在某一结构的上方隔着另一种结构体配置又一种结构体的情况。
<第一实施方式>
参照图1~图23描述本发明的一实施方式的蒸镀掩模和蒸镀掩模的制造方法,以及使用该蒸镀掩模的蒸镀装置。
[蒸镀装置10的结构]
参照图1~图3描述本发明的一实施方式的蒸镀装置10的构造。蒸镀装置10包括具有各种功能的多个腔室。下面示出的示例是示出多个腔室中的一个蒸镀腔室100的示例。图1是本发明的一实施方式的蒸镀装置的俯视图。图2是本发明的一实施方式的蒸镀装置的侧视图。
如图1所示,蒸镀腔室100用负载锁定门102与相邻的腔室分隔开。蒸镀腔室100可以将蒸镀腔室100的内部维持在高真空减压状态或填充有诸如氮气或氩气的非活性气体的状态。因此,蒸镀腔室100与未示出的减压装置、进排气机构等连接。
蒸镀腔室100具有能够容纳形成有蒸镀膜的对象物的结构。在下文中,描述将板状的被蒸镀基板104用作该对象物的示例。如图1和图2所示,蒸镀源112配置在被蒸镀基板104下方。蒸镀源112具有大致矩形的形状,并且沿着被蒸镀基板104的一侧配置。这种蒸镀源112称为线性源型。当使用线性源型的蒸镀源112时,蒸镀腔室100具有使蒸镀基板104和蒸镀源112相对移动的构造。图1示出了蒸镀源112被固定并且蒸镀基板104在其上移动的示例。
蒸镀源112填充有可蒸镀的材料。蒸镀源112具有用于加热该材料的加热部122(参见稍后描述的图3)。当材料由蒸镀源112的加热部122加热时,被加热的材料气化而成为蒸气,该蒸气从蒸镀源112去往被蒸镀基板104。当材料的蒸气到达被蒸镀基板104的表面时,该蒸气被冷却并固化,材料沉积在被蒸镀基板104的表面上。以此方式,在被蒸镀基板104之上(在图2中的被蒸镀基板104的下侧的表面上)形成该材料的薄膜。
如图2所示,蒸镀腔室100还包括:用于保持被蒸镀基板104和蒸镀用的蒸镀掩模300的保持件108;用于使保持件108移动的移动机构110;开闭件114等。由保持件108维持被蒸镀基板104和蒸镀掩模300之间的位置关系。移动机构110使被蒸镀基板104和蒸镀掩模300在蒸镀源112上移动。开闭件114可移动地设置在蒸镀源112上。当开闭件114移动到蒸镀源112上方时,开闭件114屏蔽由蒸镀源112加热的材料的蒸气。通过将开闭件114移动到与蒸镀源112不重叠的位置,该材料的蒸气不被开闭件114遮挡地到达被蒸镀基板104。开闭件114的开闭由控制装置(未示出)控制。
在图1所示的示例中,示出了线性源型的蒸镀源112,但是蒸镀源112不限于上述形状,可以具有任何形状。例如,蒸镀源112的形状可以是所谓的点源类型,其中用于蒸镀的材料被有选择地配置在被蒸镀基板104的重心及其附近。在点源类型的情况下,被蒸镀基板104和蒸镀源112的相对位置是固定的,并且可以在蒸镀腔室100中设置用于旋转被蒸镀基板104的机构。此外,在图1和图2所示的示例中,示出了卧式蒸镀装置,其中基板被配置为使得基板的主面平行于水平方向,但是蒸镀掩模300也可以用在立式直蒸镀装置中,其中基板被配置为使得基板的主面垂直于水平方向。
图3是本发明的一实施方式的蒸镀源的截面图。蒸镀源112包括收纳容器120、加热部122、蒸镀保持件124、网状金属板128和一对引导板132。
收纳容器120是保持要蒸镀的材料的部件。作为收纳容器120,可以使用坩埚等部件。收纳容器120可移除地保持在加热部122的内部。收纳容器120可以容纳诸如钨、钽、钼、钛、镍等金属或其合金。或者,收纳容器120可包含无机绝缘物,例如氧化铝、氮化硼、氧化锆等。
加热部122可移除地保持在蒸镀保持件124的内部。加热部122具有通过电阻加热法加热收纳容器120的结构。具体来说,加热部122具有加热器126。通过使加热器126通电,加热部122被加热,收纳容器120中的材料被加热和气化。气化的材料从收纳容器120的开口部130被排放到收纳容器120的外部。配置成覆盖开口部130的网状金属板128抑制突然煮沸的材料被排放到收纳容器120的外部。加热部122和蒸镀保持件124可包含与收纳容器120相同的材料。
一对引导板132设置在蒸镀源112的上部。引导板132的至少一部分相对于收纳容器120的侧面或铅垂方向倾斜。利用引导板132的倾斜度控制材料的蒸气的扩散角度(以下称为射出角),使蒸气的飞散方向具有指向性。射出角由两个引导板132所形成的角θe(单位:°)确定。根据被蒸镀基板104的尺寸和蒸镀源112与被蒸镀基板104之间的距离等,来适当地调节角度θe。角度θe例如为40°以上且80°以下,50°以上且70°以下,典型的为60°。由引导板132的倾斜表面形成的面是临界面160a、160b。材料的蒸气大致在被夹于临界面160a、160b之间的空间中飞散。尽管未示出,但是当蒸镀源112是点源的情况下,引导板132可以是圆锥的表面的一部分。
蒸镀材料可以选自各种材料,并且可以是有机化合物或无机化合物。作为有机化合物,例如可以使用发光材料或载流子传输性的有机化合物。作为无机化合物,可以使用金属、其合金、金属氧化物等。可以在一个收纳容器120中填充多种材料以形成膜。尽管未示出,但是蒸镀腔室100可以被构成为能够使用多个蒸镀源同时加热不同的材料。
[蒸镀掩模300的结构]
参照图4~图8描述本发明的一实施方式的蒸镀掩模300的构造。图4是本发明的一实施方式的蒸镀掩模的俯视图。蒸镀掩模300具有薄膜状的掩模主体310、保持框330和第一连接部件350。多个面板区域315配置在掩模主体310上。在每个面板区域315中,以显示装置的像素间距一致地设置有沿厚度方向从掩模主体310的上表面(第一面)贯通到下表面(第二面)的多个开口311。掩模主体310的除了开口311之外的区域被称为非开口部。非开口部包围各个开口311。掩模主体310的厚度可以为1μm以上且30μm以下。
在蒸镀时,进行蒸镀掩模300与被蒸镀基板104对位,以使蒸镀对象的被蒸镀基板104上的蒸镀区域与开口311重叠,并且使被蒸镀基板104上的非蒸镀区域与非开口部重叠。材料的蒸气通过开口311,在被蒸镀基板104的蒸镀区域沉积材料。
(掩模主体310的结构)
图5是掩模主体310的局部放大图,并且是从掩模主体310的下表面(第二面)310b一侧观察掩模主体310时的平面图。稍后描述掩模主体310的上表面(第一面)310a和下表面(第二面)310b。图6是沿图5所示的线B-B'截取的截面图。
掩模主体310是薄膜状的蒸镀掩模。掩模主体310由诸如铜(Cu)、铝(Al)、因瓦(Fe-Ni合金)、镍、镍-钴合金等的金属构成。如上所述,在配置于掩模主体310的多个面板区域315中均设置有从掩模主体310的上表面(第一面)310a贯通到下表面(第二面)310b的多个开口311。
多个开口311各自具有锥形形状部分。在多个开口311各自中,开口311的第一面310a侧的开口端的面积a1和第二面310b侧的开口端的面积a2不同,并且满足a1<a2的关系。这里,掩模主体310的上表面(第一面)310a是与被蒸镀基板104相对的面,下表面(第二面)310b是与蒸镀源112相对的表面。即,多个开口311各自中,随着从第一面310a侧去往第二面310b侧,开口端变宽。由包含下表面(第二面)310b的平面与开口311的内壁所成的角度(以下称为锥角)θt为45°以上且85°以下,优选为60°以上且70°以下。
在本实施方式中,设置于掩模主体310的多个开口311各自具有锥形形状,并且与被蒸镀基板104相对的第一面310a侧的开口端的面积a1小于与蒸镀源112相对的第二面310b侧的开口端的面积a2。由此,当从蒸镀源112气化的材料粘附到被蒸镀基板104上而形成薄膜层时,能够更可靠地确保像素间距之间的余量。
(保持框330的结构)
再次参考图4描述保持框330的构造。保持框330设置在掩模主体310的周围。第一连接部件350设置在掩模主体310与保持框330之间,将掩模主体310和保持框330连接。与保持框330接触的区域中的第一连接部件350的第一外边缘353配置在与第一连接部件350接触的区域中的掩模主体310的第二外边缘313的外周。即,俯视时,掩模主体310与保持框330不重叠。但是,掩模主体310和保持框330之间的位置关系不限于此,俯视时,掩模主体310和保持框330也可以重叠。
图7是本发明的一实施方式的蒸镀掩模的截面图。图7所示的截面图是沿图4的线A-A'截取的截面图。如图7所示,第一连接部件350沿着掩模主体310的端部设置在掩模主体310上方。第一连接部件350从掩模主体310的端部朝向掩模主体310的外侧突出。
保持框330设置在比掩模主体310的上表面更靠上方。即,在铅垂方向上,保持框330的下端(下表面331)设置在比掩模主体310的上端靠上方。此外,保持框330设置在比掩模主体310的第二外边缘313更靠外侧。即,在水平方向上,保持框330设置在比掩模主体310靠外侧。另外,上述铅垂方向是与掩模主体310的主面正交的方向。水平方向是与掩模主体310的主面平行的方向。
第一连接部件350与保持框330的侧面335接触。另一方面,在保持框330的上表面333和下表面331没有设置第一连接部件350。第一连接部件350与保持框330的侧面335从下端到上端地接触。另外,第一连接部件350也可以与保持框330的上表面333和下表面331接触。
保持框330可以为具有第一层360和第二层370的层叠结构。第二层370设置在第一层360的上方。第一层360比第二层370靠近掩模主体310。
图8中示出了由图7中的虚线包围的区域的放大图。第一连接部件350与第一层360的侧面365和第二层370的侧面375接触。第一连接部件350不仅设置在侧面365、375上,还设置在第一层360与第二层370相对的区域。即,第一连接部件350与第二层370的下表面371的一部分接触。换句话说,第一连接部件350进入第二层370的铅垂下方。第一连接部件350进入设置在掩模主体310的第二外边缘313附近的多个开口317的内部。
在第一层360与第二层370之间设有粘接层500。即,第一层360和第二层370通过粘接层500连接。俯视时,粘接层500的图案与第二层370的图案大致相同。然而,粘接层500的图案位于第二层370的图案的稍微内侧。换句话说,第二层370的下表面的一部分从粘接层500露出。在图8中,第二层370的下表面371中的从粘接层500露出的区域的下表面371与第一连接部件350接触。
本实施方式的保持框330的构造不限于上述构造,只要具有能够保持掩模主体310的构造即可。
[蒸镀掩模300的制造方法]
参照图9~图16描述本发明的一实施方式的蒸镀掩模300的制造方法。图9~图15是示出本发明的一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的截面图。图16是示出本发明的一实施方式的蒸镀掩模的制造方法的平面图。以下特别是描述蒸镀掩模300的掩模主体310的制造方法
如图9所示,准备基板901。基板901可以是例如SUS基板。接下来,如图10所示,将光致抗蚀剂1001涂敷到基板901的一个面上。在该实施方式中,将负性抗蚀剂用作光致抗蚀剂1001。
接下来,如图11所示,使光致抗蚀剂1001曝光。此时,不使用掩模,而是使用直接将来自光源的光绘制在光致抗蚀剂1001上的直接绘制装置。将高压汞灯用作曝光光源。曝光所使用的光是包含第一波长和与第一波长不同的第二波长的混合波长的光。在此,第一波长是i线(波长365nm),第二波长是h线(波长405nm)。第二波长对于光致抗蚀剂1001的透射率高于第一波长对于光致抗蚀剂的透射率。混合波长中的第一波长和第二波长混合比优选为3∶1~3∶2。通过调整混合波长中的第一波长和第二波长的混合比例,可以调整后述的抗蚀剂图案的锥形形状。
接下来,如图12所示,进行显影以去除未曝光部分的光致抗蚀剂1001,形成抗蚀剂图案1201。图13是由图12中的虚线包围的部分的放大图。抗蚀剂图案1201各自具有随着去往基板901的表面侧,相对于基板901表面水平的截面积变小的锥形形状部分。基板901的表面与抗蚀剂图案1201的侧壁所成的角度θr为45°以上且85°以下,优选为60°以上且70°以下。可以通过调整曝光光致抗蚀剂1001时的第一波长和第二波长的混合比来调整角度θr。
具体来说,第一波长的i线使光致抗蚀剂1001的表面侧即曝光面侧固化。另一方面,第二波长的h线使光致抗蚀剂1001的里侧即基板901侧固化。也就是说,抗蚀剂图案1201的表面侧即曝光面侧的表面积取决于第一波长的强度。另一方面,抗蚀剂图案1201的里侧即基板901侧的表面积取决于第二波长的强度。由基板901的表面与抗蚀剂图案1201的侧壁所成的角度θr由抗蚀剂图案1201的里侧即基板901侧的表面积来确定。也就是说,角度θr取决于混合波长中的第一波长和第二波长的混合比。
接下来,如图14所示,通过电解镀覆法(或电铸镀覆法)在基板901上形成金属层。金属层1401可以包含例如因瓦(Fe-Ni合金)。在该情况下,作为镀液,可以使用含有镍化合物的溶液和含有铁化合物的溶液的混合溶液。例如,可以使用包含氨基磺酸镍、溴化镍的溶液和包含氨基磺酸亚铁的溶液的混合溶液。镀液可以包含各种添加剂。另外,金属层1401中包含的金属不限于镍铁合金,可以是镍、镍钴合金、铜(Cu)、铝(Al)等。金属层1401的厚度可以是3μm~20μm。
接下来,如图15所示,从基板901上去除抗蚀剂图案1201。被去除了各抗蚀剂图案1201的空间对应于掩模主体310的开口311。例如,能够使用诸如氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液等的碱性剥离液来去除抗蚀剂图案1201。多个开口311各自具有开口端的面积随着去往基板901的表面侧而增大的锥形形状的部分。最后,将金属层1401与基板901分离,如图16所示,可以形成具有多个开口311的掩模主体310。
与掩模主体310另外地形成保持框330。可以通过将掩模主体310安装到保持框330来制造蒸镀掩模300。对于保持框330的形成工序,尽管此处省略了详细描述,但是由于保持框330的板厚比掩模主体310大,因此,如上述的图7和图8所示,也可以作为薄板材料的叠层来形成。此外,由于要求保持框330具有高的平坦度,因此当使用轧制材料时,优选具有期望板厚的大约1/2的厚度的材料背对背层叠以抵消轧制材料的翘曲。
在本实施方式中,由基板901的表面与抗蚀剂图案1201的侧壁所成的角度θr取决于在曝光光致抗蚀剂1001时所使用的光的第一波长和第二波长的混合比。此处,由基板901的表面与抗蚀剂图案1201的侧壁所成的角度θr对应于掩模主体310的开口311的锥角θt。因此,能够通过调整光致抗蚀剂1001的曝光中所使用的光的第一波长和第二波长的混合比,来更精细地控制开口311的锥角θt。通过在形成薄膜时在蒸镀工序中使用本实施方式的蒸镀掩模300作为蒸镀掩模,能够确保像素间距之间的余量。
图17~图23是在使光致抗蚀剂曝光于包含第一波长和第二波长的光之后的抗蚀剂图案的SEM截面图。下表1示出了光致抗蚀剂的曝光中所使用的光的第一波长和第二波长的混合比、与开口的锥角θt对应的由基板的表面与抗蚀剂图案的侧壁所成的角度θr和结果。
[表1]
如图17~19所示,当曝光光致抗蚀剂时,如果光不包含第二波长(h线),则即使光致抗蚀剂的表面侧即曝光面侧(图17~19所示出的抗蚀剂图案的上侧)的固化足够,光致抗蚀剂的里侧即基板侧(图17~图19所示的抗蚀剂图案的下侧)的固化也不充分,因而抗蚀剂图案下侧的宽度不足。此外,如图20所示,当混合波长中的第一波长和第二波长混合比为3∶0.5时,角度θr为45°以上,但在光致抗蚀剂的里侧即基板侧(图20所示的抗蚀剂图案的下侧)的固化不充分,因而抗蚀剂图案的下侧的宽度不足。
另一方面,如图21~图23所示,当混合波长中的第一波长和第二波长混合比为3∶1~3∶2时,角度θr为50°以上,并且光致抗蚀剂的里侧即基板侧(图21~图23所示的抗蚀剂图案的下侧)的固化充分,适合作为制造本实施方式的蒸镀掩模300的掩模主体310时的抗蚀剂图案。
<第二实施方式>
在下文中,参照图24~图32描述应用了使用蒸镀掩模300的薄膜形成法的显示装置的制造方法。作为第二实施方式的显示装置200,描述OLED显示装置的制造方法,在该OLED显示装置中,在绝缘基板202上形成各自具有有机场致发光元件(以下,称为发光元件)的多个像素。另外,省略了对第一实施方式中描述的内容的重复说明。
图24是本发明的一实施方式的显示装置的俯视图。显示装置200具有绝缘基板202,并在其上设置有多个像素204和用于驱动像素204的驱动电路206(栅极侧驱动电路206a、源极侧驱动电路206b)。绝缘基板202例如是玻璃基板或树脂基板。多个像素204被周期性地配置,并且这些像素构成了显示区域205。如稍后描述,在各像素204设置有发光元件260。
驱动电路206被配置在显示区域205周围的周边区域中。由图案化的导电膜形成的各种配线(未示出)从显示区域205和驱动电路206向绝缘基板202的一侧延伸,并且在绝缘基板202的端部附近露出于表面,由此形成端子207。这些端子207电连接到未图示的柔性印刷电路板(FPC)。用于驱动显示装置200的各种信号经由端子207被输入到驱动电路206和像素204。尽管未示出,但是也可以进一步与驱动电路206一起或者代替其一部分而搭载具有集成电路的驱动IC。
图25是遍及相邻的两个像素204(204a和204b)的示意性截面图。在各像素204中形成像素电路。像素电路的结构是任意的,图25示出了驱动晶体管210、保持电容230、附加电容250和发光元件260。
像素电路中包含的各元件隔着底涂层208设置在绝缘基板202上。驱动晶体管210包含半导体膜212、栅极绝缘膜214、栅极电极216、源极电极220和漏极电极222。栅极电极216被配置为隔着栅极绝缘膜214与半导体膜212的至少一部分相交叉。半导体膜212具有漏极区域212a、源极区域212b和沟道212c。沟道212c是半导体膜212和栅极电极216重叠的区域。沟道212c设置在漏极区域212a与源极区域212b之间。
电容电极232与栅极电极216存在于同一层,并且隔着栅极绝缘膜214与漏极区域212a重叠。在栅极电极216和电容电极232之上设置有层间绝缘膜218。在层间绝缘膜218和栅极绝缘膜214分别形成有到达源极区域212b和漏极区域212a的开口。在这些开口的内部配置有源极电极220和漏极电极222。漏极电极222隔着层间绝缘膜218与电容电极232重叠。由漏极区域212a、电容电极232和它们之间的栅极绝缘膜214、以及电容电极232、漏极222和它们之间的层间绝缘膜218形成保持电容230。
在驱动晶体管210和保持电容230之上设置有平坦化膜240。平坦化膜240具有到达漏极电极222的开口。覆盖该开口和平坦化膜240的上表面的一部分的连接电极242以与漏极222接触的方式设置。在平坦化膜240上设置有附加电容电极252。以覆盖连接电极242和附加电容电极252的方式设置电容绝缘膜254。电容绝缘膜254在平坦化膜240的开口处使连接电极242的一部分露出。由此,发光元件260的像素电极262和漏极电极222经由连接电极242电连接。在电容绝缘膜254设置有开口256。设置在电容绝缘膜254之上的分隔壁258和平坦化膜240经由开口256而接触。根据该构成,能够通过开口256来去除平坦化膜240中的杂质,并且能够提高像素电路和发光元件260的可靠性。另外,连接电极242和开口256的形成是任意的。
在电容绝缘膜254上以覆盖连接电极242和附加电容电极252的方式设置像素电极262。电容绝缘膜254设置在附加电容电极252与像素电极262之间。通过该结构来构成附加电容250。像素电极262由附加电容250和发光元件260共用。在像素电极262之上设置有覆盖像素电极262的端部的隔壁258。从绝缘基板202和底涂层208到分隔壁258的结构可以称为阵列基板。由于阵列基板的制造可以通过应用已知的材料或方法来进行,因此省略其描述。
[发光元件260的结构]
如图25所示,发光元件260包括像素电极262、EL(电致发光)层264和相对电极272。EL层264和相对电极272以覆盖像素电极262和分隔壁258方式设置。在图25所示的例子中,EL层264具有空穴注入传输层266、发光层268(发光层268a、268b)以及电子注入传输层270。空穴注入传输层266和电子注入传输层270在多个像素204中共同设置,被多个像素204共用。同样地,相对电极272覆盖多个像素204并且被多个像素204共用。另一方面,发光层268对于每个像素204分别单独地设置。
作为像素电极262、相对电极272和EL层264各自的结构和材料,可以应用已知的。例如,除了以上构造之外,EL层264还可以具有空穴阻挡层、电子阻挡层和激子阻挡层等各种功能层。
EL层264的结构可以在多个像素204之间相同,或者在相邻的像素204之间结构的一部分可以不同。例如,也可以以在相邻的像素204之间发光层268的结构或材料不同,而其他层具有相同的结构的方式构成像素204。
[发光元件260的形成方法]
EL层264和相对电极272可以通过使用第一和第二实施方式的蒸镀掩模来形成。在下文中,参照图26~图32描述EL层264和相对电极272的形成方法。在这些图中,EL层264和相对电极272形成在分隔壁258和像素电极262上。然而,在EL层264和相对电极272的蒸镀时,在绝缘基板202的下方配置蒸镀源112,并且以蒸镀区域与蒸镀源112相对的方式配置绝缘基板202。即,分隔壁258和像素电极262以比绝缘基板202更靠近蒸镀源112的方式配置。
如图26和27所示,使用蒸镀法在阵列基板上形成空穴注入传输层266。由于空穴注入传输层266由所有像素204共有,因此空穴注入传输层266的蒸镀中所使用的蒸镀掩模300具有与整个显示区域205重叠的一个开口311。尽管省略了细节,但是以该开口311与显示区域205重叠的方式将蒸镀掩模300配置在阵列基板与蒸镀源112之间,并且通过使空穴注入传输层266中包含的材料在蒸镀源112中气化,来形成空穴注入传输层266。
接下来,在空穴注入传输层266上形成发光层268。在全色显示的情况下,在显示区域205中发出红光的像素204a、发出蓝光的像素204b和发出绿光的像素204c分别配置有多个。当不特别区分像素204a、204b和204c时,将它们简称为像素204。当将像素204排列成矩阵状时,通常将具有不同发光颜色的像素204按顺序周期性地排列。发光层268按每种发光颜色,以不同的工序形成。例如,当形成发出红光的像素204a时,如图28所示,蒸镀掩模300以蒸镀掩模300(掩模主体310)的开口311与像素204a重叠,而非开口部与像素204b和204c重叠的方式配置。
以此方式,在开口311与像素204a重叠,非开口部与其他像素204b和204c重叠的位置,将设置有开口311的蒸镀掩模300以其下表面148比上表面150更靠近绝缘基板202的方式配置(图28和29),对像素204a蒸镀发光层268a的材料。由此,发光层268a有选择地形成在像素204a的像素电极262上(图30)。在图31中,在蒸镀时蒸镀掩模300(掩模主体310)被配置成与空穴注入传输层266接触,但是蒸镀掩模300也可以被配置成与隔壁258接触,或者可以将其配置成与隔板258和空穴注入传输层266分隔开。
接下来,以与形成发光层268a同样的方式形成发光层268b。如图31和图32所示,在开口311与像素204b重叠,非开口部与其他像素204a和204c重叠的位置,将蒸镀掩模300以其下表面148比上表面150更靠近绝缘基板202的方式配置(图31),对像素204b蒸镀发光层268b的材料。由此,在像素204b的像素电极262上有选择地形成发光层268b(图32)。像素204c上的发光层268c的形成也以同样的方式进行。
接下来,形成电子注入传输层270和相对电极272。由于电子注入传输层270和相对电极272由所有像素204共有,因此它们可以通过使用与空穴注入传输层266的蒸镀同样的蒸镀掩模300来形成。由此,可以获得图25所示的结构。尽管未示出,但是可以在相对电极272上设置用于调整来自发光层268的光的光学调整层和偏振板,以及用于保护发光元件260的保护膜和相对基板。
作为本发明的实施方式的上述实施方式可以适当地组合来实施,只要它们彼此不冲突即可。此外,基于各实施方式的蒸镀掩模,本领域技术人员可以适当地进行构成要件的增加、删除或改变设计,或者进行工序的增加、省略或改变工艺条件等,只要具备本发明公开的精神,就都包含在本发明的范围内。
在本说明书中,主要示出了OLED显示装置的情况作为显示装置的示例,但是作为另一应用示例,也可以应用于其他显示装置。另外,可以从中小型到大型尺寸地应用,而没有任何特别限制。
Claims (6)
1.一种蒸镀掩模的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
准备基板,
在所述基板的第一面上涂敷光致抗蚀剂,
用包含第一波长和与所述第一波长不同的第二波长的光来照射所述光致抗蚀剂的一部分,以使抗蚀剂图案的至少一部分为锥形形状,
通过将除了被曝光的所述光致抗蚀剂的一部分以外的其他部分去除来形成抗蚀剂图案,
在所述基板的所述第一面上的从所述抗蚀剂图案露出的区域形成金属层,
去除所述抗蚀剂图案,
去除所述基板,
所述光中的所述第一波长与所述第二波长的混合比为3∶1〜3∶2。
2.根据权利要求1所述的蒸镀掩模的制造方法,其特征在于:
所述第一波长为365nm,所述第二波长为405nm。
3.根据权利要求1所述的蒸镀掩模的制造方法,其特征在于:
所述锥形形状的锥角为45°以上且85°以下。
4.根据权利要求1所述的蒸镀掩模的制造方法,其特征在于:
所述锥形形状的锥角为60°以上且70°以下。
5.根据权利要求1所述的蒸镀掩模的制造方法,其特征在于:
所述抗蚀剂图案的所述至少一部分具有随着靠近述基板的所述第一面而截面积减小的锥形形状。
6.根据权利要求1所述的蒸镀掩模的制造方法,其特征在于:
所述金属层的形成是将所述基板的第一面作为导体并通过电铸法来进行的。
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