CN103887285B - 防静电tft基板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防静电TFT基板的制备方法,包括提供TFT基板;采用磁控溅射制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品;及将所述中间产品加热至150℃~160℃,并于150℃~160℃下保温10钟~30分钟,自然冷却,得到所述防静电TFT基板的步骤。经实验表明,该方法所制备的防静电TFT基板的防ESD性能较为稳定。
Description
技术领域
本发明涉及TFT基板技术领域,特别是涉及一种防静电TFT基板的制备方法。
背景技术
目前,一般在TFT(Thin-Film Transistor)基板上制备IITO(氧化铟锡)薄膜得到防静电TFT基板,以对TFT基板进行防ESD(Electro-Static discharge)。
防静电TFT基板在市场上的份额越来越大,产品库存的积累也越来越大,产品的保存期是目前市场最大的难题。产品保存环境费用昂贵,时间大约在3~6个月,一旦产品碰到酸、碱,温湿度超标,容易造成ITO膜层脱落,防ESD失效,最直接的解决方法:去掉膜层,重新镀上一层ITO膜层,费时、费工、环境污染,二次破片,加大加工成本。
发明内容
基于此,有必要提供一种防静电TFT基板的制备方法,以制备防ESD性能较为稳定的TFT基板。
一种防静电TFT基板的制备方法,包括如下步骤:
提供TFT基板;
采用磁控溅射制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品;及
将所述中间产品加热至150℃~160℃,并于150℃~160℃下保温10钟~30分钟,自然冷却,得到所述防静电TFT基板。
在其中一个实施例中,所述采用磁控溅射制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品的步骤中,所述TFT基板的温度为60℃~80℃。
在其中一个实施例中,所述采用磁控溅射制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品的步骤中,所述磁控溅射的电压为300V~380V,功率为2500W~3500W。
在其中一个实施例中,所述采用磁控溅射制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品的步骤中,所述磁控溅射的真空度为2.5×10-1Pa~3.50×10-3Pa。
在其中一个实施例中,所述采用磁控溅射制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品的步骤中,所述TFT基板与靶材的距离为70mm~80mm。
在其中一个实施例中,所述采用磁控溅射制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品的步骤中,所述TFT基板的运行速度为1.0m/min~1.2m/min。
在其中一个实施例中,所述采用磁控溅射制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品的步骤中,反应气体的流量为180sccm~220sccm,工艺气体的流量为1000sccm~1300sccm。
在其中一个实施例中,所述采用磁控溅射制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品的步骤中,所述磁控溅射是采用三个靶材进行连续性镀膜制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜。
在其中一个实施例中,所述将所述中间产品加热至150℃~160℃的操作中,升温速率为5℃/min~30℃/min。
在其中一个实施例中,所述采用磁控溅射制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品的步骤之前,还包括对所述TFT基板进行清洗和干燥的步骤,所述清洗和干燥的步骤具体为:依次用纯水和碱液对所述TFT基板进行洗涤,然后再依次进行二流体喷淋、超纯水喷淋和高压喷淋,然后依次经过冷风和热风干燥。
上述防静电TFT基板的制备方法在TFT基板上制备ITO薄膜后,在加热至150℃~160℃,并于150℃~160℃下保温10钟~30分钟,自然冷却得到防静电TFT基板。经实验表明,该方法所制备的防静电TFT基板的防ESD性能较为稳定。
附图说明
图1为一实施方式的防静电TFT基板的制备方法流程图;
图2为图1所示的防静电TFT基板的制备方法的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参阅图1,一实施方式的防静电TFT基板的制备方法,包括如下步骤S110~步骤S130。
步骤S110:提供TFT基板。
为了保证TFT基板的结净度,首先对TFT基板进行清洗和干燥。清洗和干燥的步骤具体为:依次用纯水和碱液对TFT基板进行洗涤,然后再依次进行二流体喷淋、超纯水喷淋和高压喷淋,然后依次经过冷风和热风干燥。
碱液为碱性洗涤剂,如洗衣粉溶液、洗洁精溶液等。
高压喷淋是指高压喷淋超纯水,压力优选为1.5kg/cm2,以充分除去TFT基板上的灰尘、油污等污染物,但又不损伤TFT基板。
将TFT基板清洗干净后,依次经过冷风和热风干燥,然后检查TFT基板表面清洁质量,合格,备用。依次用冷风和热风干燥,有利于减少TFT基板破裂风险,保护TFT基板。
步骤S120:采用磁控溅射制备层叠于TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品。
请同时参阅图2,结晶干燥的TFT基板依次经过进片室、过渡室和缓冲室后进入溅射室进行镀膜。
镀膜过程中,TFT基板的温度为60℃~80℃。磁控溅射的真空度为2.5×10-1Pa~3.50×10-3Pa。磁控溅射的电源为300V~380V,功率为2500W~3500W。TFT基板的运行速度为1.0m/min~1.8m/min。
采用ITO靶材作为靶材,其中,氧化铟(In2O3)和氧化锡(SnO2)的摩尔比为9:1。
优选地,TFT基板与靶材的距离为70mm~80mm。
采用氧气作为反应气体,采用氩气作用工艺气体。优选地,反应气体的流量为180sccm~220sccm,工艺气体的流量为1000sccm~1300sccm。
上述采用磁控溅射制备层叠于TFT基板上的ITO薄膜中,TFT基板的温度仅为60℃~80℃,能耗较低。同时,通过合理设置磁控溅射的真空度、电源、功率、TFT基板的运行速度及反应气体和工艺气体的流量,以能够在较低的TFT基板温度下制备致密性好、附着力高且厚度均匀性好的ITO薄膜。
所制备的ITO薄膜的厚度150nm~250nm,以保证TFT基板的防ESD效果和透光率。透光率控制在95%或95%以上,以满足TFT基板的使用需求。
优选地,溅射室为两个,其中一个放置两个靶材,另一个放置一个靶材,用三个靶材进行连续性镀膜制备层叠于TFT基板上的ITO薄膜,有利于提高膜层厚度均匀性。
步骤S130:将中间产品加热至150℃~160℃,并于150℃~160℃下保温10钟~30分钟,自然冷却,得到所述防静电TFT基板。
优选地,将中间产品加热至150℃~160℃的操作中,升温速率为5℃/min~30℃/min,采用该升温速率,有利于提高ITO薄膜的结晶性能,提高防ESD性能。
中间产品于150℃~160℃下保温10钟~30分钟,自然冷却,得到防静电TFT基板。于上述条件进行退火后,ITO薄膜在TFT的基板上的附着力提高,硬度也有所提高,抗氧化能力增强,对空气中的水分及灰尘吸附能力下降,耐弱酸和弱碱性能好,使得ITO薄膜较为稳定,从而提高了TFT基板的防ESD性能。
请再次参阅图2,优选地,镀好ITO薄膜的TFT基板后进入缓冲室,然后再从缓冲室进入加热室进行热处理。优选地,缓冲室有四个,四个缓冲室呈直线式排列。加热室有三个,三个加热室呈直线式排列。
ITO薄膜的TFT基板在加热室中升温至150℃~160℃后,于150℃~160℃下保温10钟~30分钟,然后进入出片室,在出片室中自然冷却至室温,得到防静电TFT基板。
通过设置四个缓冲室和三个加热室,能够同时对多个镀好ITO薄膜的TFT基板进行加热和保温,有利于减小能耗和提高效率。四个缓冲室能够较好地进行缓冲,提高连续生产的有序性。
上述防静电TFT基板的制备方法所形成的ITO薄膜的附着力和硬度较高,且抗氧化能力增强,对空气中的水分及灰尘吸附能力下降,使得ITO薄膜本身的稳定性较高,且不易从TFT基板上脱落,从而使得TFT基板的防ESD性能较为稳定,其储存时间可达2年之久,且对储存环境要求较低,降低了储存成本。
上述防静电TFT基板的制备方法能耗低,且由于再放置较长时间后,仍能保持较好的防ESD性能,无需进行返工工艺再镀ITO膜,低碳环保。
以下通过具体实施例进一步阐述。
实施例1
制备防静电TFT基板
1、提高TFT基板,依次用纯水和碱液对TFT基板进行洗涤,然后再依次进行二流体喷淋、超纯水喷淋和高压喷淋,然后依次经过冷风和热风干燥,备用,其中,高压喷淋的压力为1.5kg/cm2;
2、采用磁控溅射制备层叠于TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品;镀膜过程中,TFT基板的温度为80℃,磁控溅射的真空度为2.5×10-1Pa,电源为300V,功率为2500W,TFT基板的运行速度为1.0m/min,TFT基板与ITO靶材(In2O3:SnO2=9:1)的距离为70mm,氧气的流量为180sccm,氩气的流量为1000sccm;
3、将中间产品加热至150℃,升温速率为5℃/min,将中间产品于150℃上保温30分钟,自然冷却,得到防静电TFT基板。
其中,制备完成后即进行测试,TFT基板表面电阻500Ω/□,ITO薄膜的厚度为210nm,ITO薄膜的透光率为96%。附着力5B(百格实验0-5B,3B或3B以上为合格),棉签粘醋酸擦拭ITO薄膜表面30秒无膜层脱落,膜层硬度9H(6H或6H以上为合格),将该防静电TFT基板于质量浓度为4%的氢氧化钠水溶液中浸泡5分钟,ITO薄膜的表面电阻的变化率在30%以内,合格。
将该防静电TFT基板储存于温度为25±10℃、湿度为10%~90%和洁净度为万级-十万级的仓库中,24个月后,进行测试,TFT基板表面电阻510Ω/□,附着力5B,棉签粘醋酸擦拭ITO薄膜表面30秒无膜层脱落,膜层硬度7H,说明该防静电TFT基板的ITO薄膜的稳定性较好,使得防静电TFT基板的防ESD性能较为稳定。
实施例2
制备防静电TFT基板
1、提高TFT基板,依次用纯水和碱液对TFT基板进行洗涤,然后再依次进行二流体喷淋、超纯水喷淋和高压喷淋,然后依次经过冷风和热风干燥,备用,其中,高压喷淋的压力为1.5kg/cm2;
2、采用磁控溅射制备层叠于TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品;镀膜过程中,TFT基板的温度为60℃,磁控溅射的真空度为3.50×10-3Pa,电源为380V,功率为3500W,TFT基板的运行速度为1.8m/min,TFT基板与ITO靶材(In2O3:SnO2=9:1)的距离为80mm,氧气的流量为220sccm,氩气的流量为1300sccm;
3、将中间产品加热至160℃,升温速率为30℃/min,将中间产品于160℃下保温10分钟,自然冷却,得到防静电TFT基板。
其中,制备完成后即进行测试,TFT基板表面电阻400Ω/□,ITO薄膜的厚度为250nm,ITO薄膜的透光率为96%。附着力5B(百格实验0-5B,3B或3B以上为合格),棉签粘醋酸擦拭ITO薄膜表面30秒无膜层脱落,膜层硬度9H(6H或6H以上为合格),将该防静电TFT基板于质量浓度为4%的氢氧化钠水溶液中浸泡5分钟,ITO薄膜的表面电阻的变化率在30%以内,合格。
将该防静电TFT基板储存于温度为25±10℃、湿度为10%~90%和洁净度为万级-十万级的仓库中,24个月后,进行测试,TFT基板表面电阻500Ω/□,附着力5B,棉签粘醋酸擦拭ITO薄膜表面30秒无膜层脱落,膜层硬度7H,说明该防静电TFT基板的ITO薄膜的稳定性较好,使得防静电TFT基板的防ESD性能较为稳定。
实施例3
制备防静电TFT基板
1、提高TFT基板,依次用纯水和碱液对TFT基板进行洗涤,然后再依次进行二流体喷淋、超纯水喷淋和高压喷淋,然后依次经过冷风和热风干燥,备用,其中,高压喷淋的压力为1.5kg/cm2;
2、采用磁控溅射制备层叠于TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品;镀膜过程中,TFT基板的温度为70℃,磁控溅射的真空度为3.00×10-3Pa,电源为350V,功率为3000W,TFT基板的运行速度为1.2m/min,TFT基板与ITO靶材(In2O3:SnO2=9:1)的距离为75mm,氧气的流量为200sccm,氩气的流量为1200sccm;
3、将中间产品加热至155℃,升温速率为15℃/min,将中间产品于155℃下保温20分钟,自然冷却,得到防静电TFT基板。
其中,制备完成后即进行测试,TFT基板表面电阻450Ω/□,ITO薄膜的厚度为250nm,ITO薄膜的透光率为96%。附着力5B(百格实验0-5B,3B或3B以上为合格),棉签粘醋酸擦拭ITO薄膜表面30秒无膜层脱落,膜层硬度9H(6H或6H以上为合格),将该防静电TFT基板于质量浓度为4%的氢氧化钠水溶液中浸泡5分钟,ITO薄膜的表面电阻的变化率在30%以内,合格。
将该防静电TFT基板储存于温度为25±10℃、湿度为10%~90%和洁净度为万级-十万级的仓库中,24个月后,进行测试,TFT基板表面电阻500Ω/□,附着力5B,棉签粘醋酸擦拭ITO薄膜表面30秒无膜层脱落,膜层硬度7H,说明该防静电TFT基板的ITO薄膜的稳定性较好,使得防静电TFT基板的防ESD性能较为稳定。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种防静电TFT基板的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
提供TFT基板;
采用磁控溅射制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品,其中,所述采用磁控溅射制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品的步骤中,所述TFT基板的温度为60℃~80℃,所述磁控溅射的电压为300V~380V,功率为2500W~3500W,所述磁控溅射的真空度为2.5×10-1Pa~3.50×10-3Pa,所述TFT基板与靶材的距离为70mm~80mm,所述TFT基板的运行速度为1.0m/min~1.8m/min,反应气体的流量为180sccm~220sccm,工艺气体的流量为1000sccm~1300sccm;及
将所述中间产品加热至150℃~160℃,并于150℃~160℃下保温10钟~30分钟,自然冷却,得到所述防静电TFT基板;其中,所述将所述中间产品加热至150℃~160℃的操作中,升温速率为5℃/min~30℃/min。
2.根据权利要求1所述的防静电TFT基板的制备方法,其特征在于,所述采用磁控溅射制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品的步骤中,所述磁控溅射是采用三个靶材进行连续性镀膜制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜。
3.根据权利要求1所述的防静电TFT基板的制备方法,其特征在于,所述采用磁控溅射制备层叠于所述TFT基板上的ITO薄膜,得到中间产品的步骤之前,还包括对所述TFT基板进行清洗和干燥的步骤,所述清洗和干燥的步骤具体为:依次用纯水和碱液对所述TFT基板进行洗涤,然后再依次进行二流体喷淋、超纯水喷淋和高压喷淋,然后依次经过冷风和热风干燥。
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