CN102241985A - 透明导电膜湿法蚀刻液组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种透明导电膜湿法蚀刻液组合物。该透明导电膜湿法蚀刻液组合物包含(1)0.5-10wt%的草酸;(2)0.1-40wt%的硫酸;(3)0.01-10wt%的铵盐;(4)0.001-10wt%的表面活性剂;(5)余量水。该蚀刻液组合物蚀刻速率均匀稳定,无残留,不腐蚀配线。
Description
技术领域
本发明涉及透明导电膜湿法蚀刻液组合物,尤其涉及一种可在等离子显示器(PDP),液晶显示器(LCD),有机发光二极管显示器(OLED)等中用作像素电极的透明导电膜如氧化铟锌(ITO)或氧化铟锌(IZO)图样化的湿法蚀刻液。
背景技术
在LCD、PDP、OLED等平面显示领域中,透明导电膜作为像素电极被广泛使用。氧化铟锌(ITO)由于具有,低电阻率、高可见光透过率、膜层硬度强且对基底附着力大、优良的化学稳定性等多种独特的性质,使用最为广泛。
目前,湿法蚀刻是ITO蚀刻的重要方法之一。主要是选择无机酸/盐或有机酸的水溶液组合物。其中,常用的有机酸有草酸、乙酸、柠檬酸等;常用的无机酸有盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、碘酸、氢溴酸等。蚀刻液体系主要有,(1)盐酸+硝酸体系。该体系优点是蚀刻速率快,缺点是生产中无法对蚀刻速率进行精确控制;盐酸、硝酸的易挥发性,也造成体系组分含量不恒定;以及环境的不友好性。(2)磷酸体系。主要缺点是蚀刻后有残渣。(3)三氯化铁+盐酸体系。优点是蚀刻速率快,缺点是侧蚀量大,且对环境污染大。(4)碘酸或氢溴酸体系。虽然蚀刻性好,但易游离出卤素单质或挥发,不稳定且毒性大。(5)草酸体系。优点是蚀刻均匀。缺点是蚀刻速率慢,需要较高温度条件,且低温时易析出草酸晶体。
发明内容
为了解决现有技术的不足,本发明提供一种新型的透明导电膜湿法蚀刻液组合物,该蚀刻液组合物蚀刻速率均匀稳定,无残留,不腐蚀配线,不含易挥发物质,不污染环境。
本发明的技术方案如下:
一种透明导电膜湿法蚀刻液组合物,该蚀刻液组合物为草酸和硫酸的水溶液,其中草酸含量为0.5-10wt%;硫酸含量为0.1-40wt%。这里所讲的酸的含量均是指其有效成分占蚀刻液组合物的质量分数。
本发明的蚀刻液组合物若还含有0.01-10wt%铵盐,效果较佳。
上述的铵盐优选硫酸铵、硫酸氢胺、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、溴化铵、甲酸铵、乙酸铵、丙酸铵、草酸铵、苯甲酸铵中的一种或两种。实际上,一般常用的铵盐均能够应用于本发明。
本发明的蚀刻液组合物若还含有0.001-10wt%表面活性剂,与上述草酸、硫酸配合使用,效果较佳;或者蚀刻液组合物若还含有0.001-10wt%表面活性剂,与上述草酸、硫酸、铵盐配合使用,效果更佳。
上述的表面活性剂优选阳离子型、阴离子型、非离子型、Gemini型和两性表面活性剂中的一种或两种。
上述蚀刻液组合物中,草酸含量为1-7wt%;硫酸含量为1-25wt%;铵盐含量为0.1-8wt%;表面活性剂含量为0.01-10wt%;余量为水;此种配比效果较佳。
上述的表面活性剂优选Gemini型表面活性剂。此时的蚀刻液组合物配比仍采用:草酸含量为1-7wt%;硫酸含量为1-25wt%;铵盐含量为0.1-8wt%;表面活性剂含量为0.01-10wt%;余量为水;则效果更佳。
本发明的蚀刻液组合物的最佳配比为:草酸含量为2-4wt%;硫酸含量为2-15wt%;铵盐含量为0.5-5wt%;表面活性剂含量为0.1-5wt%;余量为水。
经验证,以本发明的上述基础配方0.5-10wt%草酸、0.1-40wt%硫酸为基本方案制得的透明导电膜湿法蚀刻液组合物,能够用于等离子显示器(PDP)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)透明导电膜氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)图样化的湿法蚀刻。
本发明具有优秀并且稳定的蚀刻能力,蚀刻后无残渣,同时对铝、钼等金属配线无腐蚀,不含易挥发物质,不污染环境。
具体实施方式
本发明提供如下透明导电膜湿法蚀刻液组合物,其含有
(1)0.5-10wt%的草酸;
(2)0.1-40wt%的硫酸;
(3)余量水。
本发明中,草酸起着均匀蚀刻的作用。草酸的含量为0.5-10wt%,优选1-7wt%,更优选2-4wt%。当含量小于0.5wt%时,蚀刻速率小,蚀刻效果差;当含量大于10wt%时,得不到更好的蚀刻效果,且易结晶析出。
本发明中,硫酸起促进蚀刻速率,增加草酸溶解性,防止草酸低温析出的作用。硫酸的含量为0.1-40wt%,优选1-25wt%,更优选2-15wt%.当含量小于0.1wt%时,起不到促进蚀刻速率,增加草酸溶解性,防止草酸低温析出作用;当含量大于40wt%时,得不到更好的促进蚀刻速率,增加草酸溶解性,防止草酸低温析出的效果。
本发明中,添加铵盐可以使组合物性能更加优异。铵盐起调节蚀刻速率平稳的作用。铵盐的含量为0.01-10wt%,优选0.1-8wt%,更优选0.5-5wt%.当含量小于0.01wt%时,起不到调节蚀刻速率作用;当含量大于10wt%时,得不到更好的调节蚀刻速率的效果。作为具体例,可以选自铵盐选自硫酸铵、硫酸氢胺、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、溴化铵、甲酸铵、乙酸铵、丙酸铵、草酸铵、苯甲酸铵中的1种或2种。
本发明中,还可以添加表面活性剂。表面活性剂的含量为0.001-10wt%,优选0.01-10wt%,更优选0.1-5wt%.当含量小于0.001wt%时,起不到很好的润湿作用;当含量大于10wt%时,得不到更好的润湿的效果,并引起体系泡沫增多。表面活性剂可以选自阳离子型、阴离子型、非离子型、Gemini型和两性表面活性剂中的1种或2种。其中优选Gemini型表面活性剂,原因是Gemini型表面活性剂与传统的表面活性剂相比,具有更高表面活性和优秀润湿性。作为Gemini型表面活性剂具体例,可以选自硫酸酯盐型、磺酸盐型、羧酸盐型、季铵盐型Gemini型表面活性剂中的1种或2种。
本发明中的水为超纯水。
下面详细说明本发明的实施例。所述实施例用于对本发明进行进一步说明,但本发明并不限于以下实施例。
一、蚀刻液制备
室温搅拌条件下,在超纯水中加入乙酸、草酸,搅拌至完全溶解均匀,过滤,得到所需蚀刻液组合物。
二、蚀刻效果
本实验所用表面电阻8-10Ω,膜厚约150nm的ITO玻璃基板。对玻璃基板进行清洗,烘干处理。保持蚀刻液温度为45℃,将处理过的玻璃基板浸入蚀刻液中5分钟。取出清洗,烘干后,显微镜观察。
蚀刻效果:250倍显微镜观察蚀刻5分钟后的玻璃基板是否有残渣。
不同组分含量的蚀刻液实施例和比较例的蚀刻效果如表1所示。
A:示无残渣,
B:几处残渣,
C:少量残渣,
D:较多残渣。
表1不同浓度蚀刻液的蚀刻效果(45℃,5min.)
其中,
A:表示铵盐;B:表示表面活性剂
A1:硫酸铵
A2:硫酸氢胺
A3:硝酸铵
A4:碳酸铵
A5:碳酸氢铵
A6:甲酸铵
A7:乙酸铵
A8:丙酸铵
A9:草酸铵
A10:苯甲酸铵
B1:十二烷基硫酸三乙醇胺
B2:月桂醇硫酸钠
B3:木质素磺酸铵
B4:十二烷基苯磺酸铵
B5:十八烷基二羟乙基甜菜碱
B6:AEO7(C12脂肪醇聚氧乙烯(7)醚)
B7:氯化十二烷基二甲基苄基铵
B8:聚氧乙烯聚氧丙烯丁基醚
B9:Gemini型
选择不同的蚀刻温度:40℃,55℃,60℃和70℃时,蚀刻时间:2分钟,测试不同组分含量的蚀刻液的蚀刻效果。如表2所示。
表2不同温度下的蚀刻效果
40℃ | 50℃ | 55℃ | 60℃ | 70℃ | |
实施例1 | A | A | A | A | A |
实施例2 | B | A | A | A | A |
实施例3 | A | A | A | A | A |
实施例4 | B | B | A | A | A |
实施例5 | A | A | A | A | A |
实施例6 | A | A | A | A | A |
实施例7 | A | A | A | A | A |
实施例8 | B | A | A | A | A |
实施例9 | B | A | A | A | A |
实施例10 | B | B | B | A | A |
实施例11 | B | B | A | A | A |
实施例12 | B | A | A | A | A |
实施例13 | A | A | A | A | A |
实施例14 | A | A | A | A | A |
实施例15 | B | B | B | B | A |
实施例16 | B | B | A | A | A |
实施例17 | B | A | A | A | A |
实施例18 | A | A | A | A | A |
实施例19 | A | A | A | A | A |
实施例20 | A | A | A | A | A |
比较例1 | D | D | C | C | C |
比较例2 | D | D | D | C | C |
比较例3 | D | D | D | D | C |
比较例4 | D | D | D | C | C |
根据上述铵盐、表面活性剂可选取的具体试剂的物理、化学性质,可理论推知,分别采用其在上述可选范围内的其他各种具体试剂及其混合物,依照上述配比取值范围,得到的剥离液组合物也能够起到基本相同的效果。
Claims (10)
1.一种透明导电膜湿法蚀刻液组合物,其特征在于:所述的蚀刻液组合物为草酸和硫酸的水溶液,其中草酸含量为0.5-10wt%;硫酸含量为0.1-40wt%。
2.根据权利要求1所述的透明导电膜湿法蚀刻液组合物,其特征在于:该蚀刻液组合物还含有0.01-10wt%铵盐。
3.根据权利要求2所述的透明导电膜湿法蚀刻液组合物,其特征在于:所述的铵盐选自硫酸铵、硫酸氢胺、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、溴化铵、甲酸铵、乙酸铵、丙酸铵、草酸铵、苯甲酸铵中的一种或两种。
4.根据权利要求1至3任一所述的透明导电膜湿法蚀刻液组合物,其特征在于:该蚀刻液组合物还含有0.001-10wt%表面活性剂。
5.根据权利要求4所述的透明导电膜湿法蚀刻液组合物,其特征在于:所述的表面活性剂选自阳离子型、阴离子型、非离子型、Gemini型和两性表面活性剂中的一种或两种。
6.根据权利要求5所述的透明导电膜湿法蚀刻液组合物,其特征在于:所述的表面活性剂为Gemini型表面活性剂。
7.根据权利要求5所述的透明导电膜湿法蚀刻液组合物,其特征在于:该蚀刻液组合物中,草酸含量为1-7wt%;硫酸含量为1-25wt%;铵盐含量为0.1-8wt%;表面活性剂含量为0.01-10wt%;余量为水。
8.根据权利要求6所述的透明导电膜湿法蚀刻液组合物,其特征在于:该蚀刻液组合物中,草酸含量为1-7wt%;硫酸含量为1-25wt%;铵盐含量为0.1-8wt%;表面活性剂含量为0.01-10wt%;余量为水。
9.根据权利要求8所述的透明导电膜湿法蚀刻液组合物,其特征在于:该蚀刻液组合物中,草酸含量为2-4wt%;硫酸含量为2-15wt%;铵盐含量为0.5-5wt%;表面活性剂含量为0.1-5wt%;余量为水。
10.根据权利要求1所述的蚀刻液组合物,用于等离子显示器(PDP)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)透明导电膜氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)图样化的湿法蚀刻。
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