CN106479504B - 一种用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液及其制备方法 - Google Patents
一种用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于ITO‑Ag‑ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液及其制备方法,其重量百分比组成如下:硝酸5~15%,硫酸5~15%,醋酸5~25%,添加剂0.01~1%,余量为水,所述添加剂为碱金属盐。该蚀刻液的制备方法为:按比例依次将电子级硫酸、电子级硝酸和电子级醋酸加入到混配釜中,然后加入添加剂和余量高纯水,搅拌循环后过滤。该蚀刻液蚀刻能力强,蚀刻精度高无残留。该蚀刻液以硫酸为原料,不含磷酸,蚀刻液黏度低,蚀刻过程中药液带出量少,蚀刻液寿命长,有利于降低蚀刻液的成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液及其制备方法,属于湿电子化学品领域。
背景技术
金属Ag具有高反射、高电导的性能,铟锡氧化物(ITO)导电膜具有电阻率低,透光性好,高温稳定性好及制备和图形加工工艺简单等诸多优点,是一种理想的透明电极材料。采用直流和射频磁控溅射技术,在透明有机薄膜材料上溅射透明氧化铟锡(ITO)导电薄膜镀层以及含银金属膜并经高温退火处理,能够得到性能优异的高电导ITO/Ag/ITO多层薄膜。其广泛地用于液晶显示器(LCD)、太阳能电池、微电子ITO导电膜玻璃、光电子和各种光学领域。为制备所需要的电极图形,就要对ITO/Ag/ITO导电膜进行蚀刻。
现有技术中,CN201510169007.0中公开了一种用于ITO/Ag/ITO多层薄膜的蚀刻液,该蚀刻液含有总重量5-20%的草酸、10-40%的磷酸,然而草酸不稳定,容易结晶,会影响到蚀刻液成分和蚀刻效果,储存较难,特别在温度较低地区。CN201510169664.5公开了一种用于ITO/Ag/ITO薄膜的低张力的蚀刻液,该蚀刻液含有总重量10%~30%的醋酸、1%~20%的硝酸、40%~70%的磷酸;CN201510619646.2公开了一种AM-OLED显示屏用ITO/Ag/ITO蚀刻液及制备方法,该蚀刻液含有磷酸50%~60%、醋酸10%~25%、硝酸3%~6%;CN201510832128.9公开了一种AMOLED用ITO-Ag-ITO蚀刻液,该蚀刻液含有3~10%重量的硝酸、10~25%重量的醋酸、30~60%重量的磷酸。以上三种蚀刻液在成分上都含有较高含量的磷酸,蚀刻液黏度大,在蚀刻过程中容易造成蚀刻残渣残留,而且药液带出量大,药液寿命低,另外,蚀刻液酸浓度高,原料成本高,因此蚀刻液成本高。因此研制出一种蚀刻性能优异、黏度低的低成本ITO/Ag/ITO多层薄膜蚀刻液对于ITO/Ag/ITO导电薄膜的应用将具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足,提供一种用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液。
一种用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液,其重量百分比组成如下:硝酸5~15%,硫酸5~15%,醋酸5~25%,添加剂0.01~1%,余量为水,所述添加剂为碱金属盐。
蚀刻液中磷酸的主要作用为协调ITO膜层和Ag膜层的蚀刻速率,用硫酸替换磷酸,需要同步解决ITO膜层和Ag膜层蚀刻速率的调节问题,硫酸替换磷酸后ITO层的蚀刻速率会加快,与Ag层蚀刻速率差别太大,会导致蚀刻不均匀,难以满足蚀刻要求。本发明采用硫酸替换磷酸后,通过加入添加剂形成协同效应来解决ITO膜层和Ag膜层蚀刻速率协调的问题,其中硫酸的替换使用及含量、添加剂的选取都从理论和实践上进行大量的实验工作获得。
优选的,所述碱金属盐选自硝酸锂、醋酸锂、硝酸钠、醋酸钠、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、醋酸钾、硫酸钾、磷酸二氢钾和焦磷酸钾中的任意一种。
一种用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)按比例在混配釜中加入电子级硫酸;
(2)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级硝酸,并循环30min;
(3)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级醋酸,并循环30min;
(4)在不断搅拌的条件下,按比例加入添加剂和余量水,并循环5h;
(5)将混合液体采用0.1μm过滤器进行过滤后得到ITO-Ag-ITO蚀刻液。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:该蚀刻液以硝酸、硫酸和醋酸为主要成分,工艺简单,性质稳定,易于储存。该蚀刻液蚀刻性能优异,蚀刻精度高且无残留。另外,该蚀刻液以硫酸为原料,不含磷酸,且酸浓度较低,蚀刻液黏度低,蚀刻过程中药液带出量少,蚀刻液寿命长,有利于降低蚀刻液的成本。
具体实施方式:
下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施方法:将玻璃基板在45℃下用制备的蚀刻液进行蚀刻,蚀刻结束后,进行清洗和干燥,然后在扫描电镜(SEM)下观察样品蚀刻后的残留,以及蚀刻均匀性、蚀刻角度等。
蚀刻效果评价:具体的在扫描电镜(SEM)下观察样品并对蚀刻后的残渣进行评价,评价标准见表格1,对蚀刻进行统计观察的结果见表2。
表1蚀刻液效果评价标准
评价等级 | 蚀刻残留情况 |
A | 无残留 |
B | 少量残留 |
C | 大量残留或基本不蚀刻 |
表2蚀刻液配置、蚀刻时间、SEM观察和黏度测量结果
注明:黏度对比组成分:10wt%的硝酸,55wt%的磷酸,25wt%的醋酸,0.5wt%的硝酸钾和余量水。
实施例1:
该蚀刻液组分按重量百分比计包括:5wt%的硝酸,5wt%的硫酸,25wt%的醋酸,0.5wt%的硝酸锂和余量水。
本发明用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液的制备方法,包括如下步骤:
(1)按比例在混配釜中加入电子级硫酸;
(2)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级硝酸,并循环30min;
(3)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级醋酸,并循环30min;
(4)在不断搅拌的条件下,按比例加入添加剂硝酸锂和余量水,并循环5h;
(5)将混合液体采用0.1μm过滤器进行过滤后得到ITO-Ag-ITO蚀刻液。
实施例2:
该蚀刻液组分按重量百分比计包括:12wt%的硝酸,5wt%的硫酸,15wt%的醋酸,0.01wt%的磷酸钠和余量水。
本发明用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液的制备方法,包括如下步骤:
(1)按比例在混配釜中加入电子级硫酸;
(2)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级硝酸,并循环30min;
(3)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级醋酸,并循环30min;
(4)在不断搅拌的条件下,按比例加入添加剂磷酸钠和余量水,并循环5h;
(5)将混合液体采用0.1μm过滤器进行过滤后得到ITO-Ag-ITO蚀刻液。
实施例3:
该蚀刻液组分按重量百分比计包括:5wt%的硝酸,15wt%的硫酸,20wt%的醋酸,1wt%的醋酸钾和余量水。
本发明用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液的制备方法,包括如下步骤:
(1)按比例在混配釜中加入电子级硫酸;
(2)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级硝酸,并循环30min;
(3)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级醋酸,并循环30min;
(4)在不断搅拌的条件下,按比例加入添加剂醋酸钾和余量水,并循环5h;
(5)将混合液体采用0.1μm过滤器进行过滤后得到ITO-Ag-ITO蚀刻液。
实施例4:
该蚀刻液组分按重量百分比计包括:15wt%的硝酸,5wt%的硫酸,5wt%的醋酸,0.1wt%的磷酸钾和余量水。
本发明用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液的制备方法,包括如下步骤:
(1)按比例在混配釜中加入电子级硫酸;
(2)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级硝酸,并循环30min;
(3)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级醋酸,并循环30min;
(4)在不断搅拌的条件下,按比例加入添加剂磷酸钾和余量水,并循环5h;
(5)将混合液体采用0.1μm过滤器进行过滤后得到ITO-Ag-ITO蚀刻液。
实施例5:
该蚀刻液组分按重量百分比计包括:8wt%的硝酸,10wt%的硫酸,20wt%的醋酸,0.5wt%的硝酸钠和余量水。
本发明用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液的制备方法,包括如下步骤:
(1)按比例在混配釜中加入电子级硫酸;
(2)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级硝酸,并循环30min;
(3)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级醋酸,并循环30min;
(4)在不断搅拌的条件下,按比例加入添加剂硝酸钠和余量水,并循环5h;
(5)将混合液体采用0.1μm过滤器进行过滤后得到ITO-Ag-ITO蚀刻液。
实施例6:
该蚀刻液组分按重量百分比计包括:10wt%的硝酸,8wt%的硫酸,10wt%的醋酸,0.1wt%的醋酸锂和余量水。
本发明用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液的制备方法,包括如下步骤:
(1)按比例在混配釜中加入电子级硫酸;
(2)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级硝酸,并循环30min;
(3)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级醋酸,并循环30min;
(4)在不断搅拌的条件下,按比例加入添加剂醋酸锂和余量水,并循环5h;
(5)将混合液体采用0.1μm过滤器进行过滤后得到ITO-Ag-ITO蚀刻液。
实施例7:
该蚀刻液组分按重量百分比计包括:6wt%的硝酸,12wt%的硫酸,15wt%的醋酸,0.5wt%的硫酸钾和余量水。
本发明用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液的制备方法,包括如下步骤:
(1)按比例在混配釜中加入电子级硫酸;
(2)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级硝酸,并循环30min;
(3)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级醋酸,并循环30min;
(4)在不断搅拌的条件下,按比例加入添加剂硫酸钾和余量水,并循环5h;
(5)将混合液体采用0.1μm过滤器进行过滤后得到ITO-Ag-ITO蚀刻液。
对比例1:
该蚀刻液组分按重量百分比计包括:15wt%的硫酸,15wt%的醋酸,0.5wt%的硫酸钾和余量水。
本发明用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液的制备方法,包括如下步骤:
(1)按比例在混配釜中加入电子级硫酸;
(2)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级醋酸,并循环30min;
(3)在不断搅拌的条件下,按比例加入添加剂硫酸钾和余量水,并循环5h;
(4)将混合液体采用0.1μm过滤器进行过滤后得到ITO-Ag-ITO蚀刻液。
对比例2:
该蚀刻液组分按重量百分比计包括:15wt%的硝酸,20wt%的醋酸,0.5wt%的硫酸钾和余量水。
本发明用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液的制备方法,其特征是,包括如下步骤:
(1)按比例在混配釜中加入电子级硝酸;
(2)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级醋酸,并循环30min;
(3)在不断搅拌的条件下,按比例加入添加剂硫酸钾和余量水,并循环5h;
(4)将混合液体采用0.1μm过滤器进行过滤后得到ITO-Ag-ITO蚀刻液。
对比例3:
该蚀刻液组分按重量百分比计包括:10wt%的硝酸,15wt%的硫酸,0.5wt%的硫酸钾和余量水。
本发明用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液的制备方法,其特征是,包括如下步骤:
(1)按比例在混配釜中加入电子级硫酸;
(2)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级硝酸,并循环30min;
(3)在不断搅拌的条件下,按比例加入添加剂硫酸钾和余量水,并循环5h;
(4)将混合液体采用0.1μm过滤器进行过滤后得到ITO-Ag-ITO蚀刻液。
Claims (2)
1.一种用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液,其特征在于:其重量百分比组成如下: 硝酸8~15%,硫酸5~15%,醋酸5%或15-20%,添加剂0.01~1%,余量为水,所述添加剂选自硝酸锂、醋酸锂、硝酸钠、醋酸钠、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、醋酸钾、硫酸钾、磷酸二氢钾和焦磷酸钾中的任意一种。
2.一种权利要求1所述的用于ITO-Ag-ITO导电薄膜的低黏度蚀刻液的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括如下步骤:
(1)按比例在混配釜中加入电子级硫酸;
(2)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级硝酸,并循环30 min;
(3)在不断搅拌的条件下,按比例加入电子级醋酸,并循环30 min;
(4)在不断搅拌的条件下,按比例加入添加剂和余量水,并循环5h;
(5)将混合液体采用0.1μm过滤器进行过滤后得到ITO-Ag-ITO蚀刻液。
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