CN102226087B - 透明导电膜湿法蚀刻液组合物 - Google Patents

透明导电膜湿法蚀刻液组合物 Download PDF

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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)0.1-50wt％的乙酸；(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

透明导电膜湿法蚀刻液组合物
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
由于透明导电膜如氧化铟锌(ITO)具有多种独特的性质，如低电阻率、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，因而，已经广泛地应用于LCD、PDP、OLED等平面显示领域。
目前，ITO蚀刻方法主要为湿法蚀刻，采用各种无机酸/盐或有机酸的水溶液组合物。常用的无机酸有盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、碘酸、氢溴酸，有机酸有草酸、乙酸、柠檬酸。其中，盐酸+硝酸体系，蚀刻反应剧烈，生产中无法精确控制；另外，盐酸、硝酸的挥发造成体系组分含量不恒定，以及对环境的污染。磷酸体系，蚀刻后有残渣。三氯化铁体系，蚀刻速率快，但是侧蚀量也大，且对环境污染大。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。草酸体系，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，本发明提供一种改良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。
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乙酸的水溶液，其中草酸含量为0.5-10wt％；乙酸含量为0.1-50wt％。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、乙酸配合使用，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、乙酸、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％；乙酸含量为1-30wt％；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也采用：草酸含量为1-7wt％；乙酸含量为1-30wt％；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％；乙酸含量为5-20wt％；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、0.1-50wt％乙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)0.1-50wt％的乙酸；
(3)余量水。
本发明中，草酸起均匀蚀刻的作用。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，乙酸起促进蚀刻速率、调节蚀刻速率平稳、浸润板面的作用。乙酸的含量为0.1-50wt％，优选1-30wt％，更优选5-20wt％.当含量小于0.1wt％时，起不到促进蚀刻速率、调节蚀刻速率平稳、浸润板面的作用；当含量大于50wt％时，得不到更好的促进蚀刻速率、调节蚀刻速率平稳、浸润板面的的效果。
本发明中，还可以添加铵盐。铵盐起辅助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，起不到辅助调节蚀刻速率作用；当含量大于10wt％时，得不到更好的辅助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。由于Gemini型表面活性剂和单链单头基表面括性剂相比较，具有高表面活性和优良的润湿性，所以为优选。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。
本发明中的水优选超纯水。
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.)
Figure BDA0000058384030000041
其中，A：表示铵盐；B：表示表面活性剂，具体可以采用以下试剂：
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℃，和60℃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℃   45℃   50℃   55℃   60℃
  实施例1   B   A   A   A   A
  实施例2   A   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   A   A   A   A   A
  实施例9   A   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   A   A   A   A   A
  实施例13   A   A   A   A   A
  实施例14   B   A   A   A   A
  实施例15   B   B   B   A   A
  实施例16   B   A   A   A   A
  实施例17   A   A   A   A   A
  实施例18   B   A   A   A   A
  实施例19   B   A   A   A   A
  实施例20   A   A   A   A   A
  比较例1   D   D   D   C   C
  比较例2   D   C   C   C   B
  比较例3   D   D   D   D   D
  比较例4   D   D   D   D   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 (8)

1.一种透明导电膜湿法蚀刻液组合物，其特征在于：该蚀刻液组合物为草酸和乙酸的水溶液，其中草酸含量为0.5-10wt%；乙酸含量为0.1-50wt%，所述酸的含量均是指其有效成分占蚀刻液组合物的质量分数；
该蚀刻液组合物还含有0.01-10wt%铵盐，所述的铵盐选自硫酸铵、硫酸氢铵、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。
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0.001-10wt%表面活性剂。
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。
4.根据权利要求3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。
5.根据权利要求3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%；乙酸含量为1-30wt%；铵盐含量为0.1-8wt%；表面活性剂含量为0.01-10wt%；余量为水。
6.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：该蚀刻液组合物中，草酸含量为1-7wt%；乙酸含量为1-30wt%；铵盐含量为0.1-8wt%；表面活性剂含量为0.01-10wt%；余量为水。
7.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2-4wt%；乙酸含量为5-20wt%；铵盐含量为0.5-5wt%；表面活性剂含量为0.1-5wt%；余量为水。
8.如权利要求1所述的透明导电膜湿法蚀刻液组合物，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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