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

防静电TFT基板的制备方法
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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