CN102382657A

CN102382657A - 一种透明导电膜用蚀刻液及其制备方法

Info

Publication number: CN102382657A
Application number: CN2011103063812A
Authority: CN
Inventors: 冯卫文
Original assignee: MIANYANG EXAX ELECTRONIC MATERIALS CO Ltd
Current assignee: MIANYANG EXAX ELECTRONIC MATERIALS CO Ltd
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2031-10-11
Also published as: CN102382657B

Abstract

本发明公开了一种透明导电膜用蚀刻液及其制备方法。本发明提供的透明导电膜用蚀刻液，包括草酸、邻氟苯甲酸、烷基酚聚氧乙烯醚、消泡剂和水。所述草酸占蚀刻液总重的0.5-10％，优选为1-5％；所述邻氟苯甲酸占蚀刻液总重的0.1-5％，优选0.5-2％；所述烷基酚聚氧乙烯醚占蚀刻液总重的0.01-5％，优选0.1-1％；所述消泡剂占蚀刻液总重的0.001-1％，优选0.01-0.1％；余量为所述水。该蚀刻液在蚀刻过程中完全不产生蚀刻残渣，有效抑制有效起泡，没有大量泡沫产生，且能够在温和的工作条件下对无定形ITO膜高效且高精度对ITO膜进行蚀刻，蚀刻效率和精度均满足现有要求，具有重要的应用价值。

Description

一种透明导电膜用蚀刻液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种透明导电膜用蚀刻液及其制备方法。

背景技术

OLED的结构简单来说就是由一层有机发光材料嵌在两个电极之间，输入电压时载流子运动，穿过有机层，直至电子空穴并重新结合，这样达到能量守恒并将过量的能量以光脉冲形式释放。这时其中一个电极是透明的，可以看到发出的光。透明电极目前最常用的材料就是氧化铟锡(Indium Tin Oxides)导电膜，简称ITO导电膜。由于ITO导电膜具有低电阻率，高可见光透过率、高红外反射、对衬底具有很好的附着性、抗擦伤等诸多优良的物理性能以及良好的化学稳定性等特点，因此被广泛应用于OLED等平板显示器上，受到越来越多用户的青睐。ITO膜是利用例如溅射法等成膜方法制作在玻璃等基板上的，通过曝光和显影，接着将ITO膜同作为掩膜的光致抗蚀剂一起用蚀刻液进行蚀刻(湿法蚀刻)，然后将剩余的光致抗蚀剂剥离除去，即可在基板上形成电极图案。

常见用于湿法蚀刻的蚀刻液有：①三氯化铁-水体系；②磷酸-水体系；③盐酸-硝酸体系；④草酸-水体系；⑤碘酸-水体系等。但上述蚀刻液存在以下问题：

蚀刻速度快，但对不必蚀刻的侧面蚀刻量大，比如三氯化铁-水体系；

蚀刻时有大量残渣，附着与表面，引起蚀刻面的不平整光滑，比如磷酸-水体系；

蚀刻过程过于剧烈，难以控制，比如盐酸-硝酸体系；

对蚀刻时的温度要求较高，比如草酸-水体系；

蚀刻液稳定性差，比如碘酸-水体系。

由于上述原因，随着OLED面板的大型化、高精度等的应用，目前对一种能够已高加工精度蚀刻显示器像素电极的蚀刻液的需求大大增加，为了解决上述问题，专利文献-日本特开平7-141932号公报中公开了一种将草酸、十二烷基苯磺酸和水进行混合得到的蚀刻液，该蚀刻液由于十二烷基苯磺酸表面活性剂的加入不易产生残渣，但是蚀刻液的起泡性也随着表面活性剂的加入而显著。泡沫的存在阻碍了基板与蚀刻液的接触，引起蚀刻精度差，蚀刻面粗糙等缺陷。目前还提出了一种使用无定形ITO并用弱酸特别是草酸水溶液湿法蚀刻的方法，但是该方法对蚀刻时产生的残渣仍没有有效地解决方法。在这种情况下，迫切希望开发出一种不产生蚀刻残渣和抑制起泡的ITO膜蚀刻液。

发明内容

本发明的目的是提供一种透明导电膜用蚀刻液及其制备方法。

本发明提供的透明导电膜用蚀刻液，包括草酸、邻氟苯甲酸(简称OFBA)、烷基酚聚氧乙烯醚、消泡剂和水。

上述透明导电膜用蚀刻液也可只由上述组分组成。

其中，所述草酸占所述蚀刻液总重的0.5-10％，优选为1-5％；如果草酸的质量百分比过低，则会影响蚀刻速度，对导致蚀刻效率低；如果草酸的质量百分比过高，大于10％，并不会随着用量的增加提高蚀刻速率。

所述邻氟苯甲酸占所述蚀刻液总重的0.1-5％，优选0.5-2％；相对于常见的无机酸来说，有机酸如邻氟苯甲酸的加入可有效防止酸的挥发，从而对蚀刻液的操作温度有了更为广泛的选择。另外邻氟苯甲酸能够和铟形成水溶性的盐，能够有效防止草酸和铟形成的盐在蚀刻液组合物中析出，不产生残渣，提高蚀刻精度。

所述烷基酚聚氧乙烯醚选自式I所示壬基酚聚氧乙烯5醚和式II所示壬基酚聚氧乙烯10醚中的至少一种，优选壬基酚聚氧乙烯10醚；

式I

式II

所述烷基酚聚氧乙烯醚占所述蚀刻液总重的0.01-5％，优选0.1-1％；式I所示壬基酚聚氧乙烯5醚的商品名为NPE-5，式II所示壬基酚聚氧乙烯10醚的商品名为NPE-10，上述化合物均可从公开商业途径购买得到，如可购自江苏凌飞化工有限公司。烷基酚聚氧乙烯醚能有效增加蚀刻液和ITO膜的亲密性，克服水表面张力大导致蚀刻液组合物润湿性能不好的问题，从而有效提高蚀刻精度和蚀刻效率。

所述消泡剂为磷酸三丁酯(Tributyl Phosphate，TBP)。该消泡剂价格低廉，使用效果广泛，效果出众。所述消泡剂占所述蚀刻液总重的0.001-1％，优选0.01-0.1％；该类消泡剂对泡沫的抑制效果出色，而且价格低廉。

余量为所述水，所述水优选去离子水。

本发明提供的制备上述透明导电膜用蚀刻液的方法，包括如下步骤：将前述任一组分混匀，得到所述蚀刻液。

为了除去蚀刻液中粒径大于0.2μm的杂质粒子，所述制备蚀刻液的方法，还包括如下步骤：在所述混匀步骤之后，将所述蚀刻液过滤。所述过滤步骤中，滤网孔径不大于0.2μm，优选0.2μm。

上述本发明提供的透明导电膜用蚀刻液在蚀刻有机电致发光显示器件中用作像素电极的透明导电膜中的应用，也属于本发明的保护范围。其中，所述有机电致发光显示器件中用作像素电极的透明导电膜优选为ITO膜；所述蚀刻步骤中，温度为室温至50℃，蚀刻时间可根据ITO膜的膜厚等进行调节，一般而言为1-20分钟，蚀刻结束后，可根据实际需要进行清洗和干燥。

本发明提供的透明导电膜用蚀刻液，尤其适用于蚀刻ITO膜，在蚀刻过程中完全不产生蚀刻残渣，有效抑制有效起泡，没有大量泡沫产生，且能够在温和的工作条件下对无定形ITO膜高效且高精度对ITO膜进行蚀刻，蚀刻效率和精度均满足现有要求，具有重要的应用价值。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。

本发明中所涉及的原料均可从公开商业途径购买得到，实施例中所涉及的原料由以下厂家购得。

实施例1

将1重量份的草酸、2重量份的邻氟苯甲酸(OFBA)、0.5重量份的壬基酚聚氧乙烯10醚、0.05重量份的磷酸三丁酯(TBP)及96.45重量份的去离子水混匀后，用0.2μm孔径的滤网进行过滤，得到本发明提供的透明导电膜用蚀刻液。

按照与上完全相同的步骤，仅将上述各原料按照表1所示进行替换，得到实施例2-10和比较例1-5提供的透明导电膜用蚀刻液。

按照如下方法对上述透明导电膜用蚀刻液进行ITO膜的蚀刻效果评价：

·玻璃基板上残渣除去能力：

在玻璃基板上采用溅射法形成ITO膜，涂布抗蚀涂层，形成抗蚀涂层图案。蚀刻处理时间为有蚀刻速率计算出的恰好蚀刻时间的1.2倍。然后进行水洗、风刀干燥处理后，在扫描电子显微镜下观察处理后的样品并对蚀刻后的残渣进行评价。在该评价中残渣除去能力不合格的样品未进行铟溶解度和起泡性的测定。需要说明的是，合格的以◎和△表示。

◎：无残渣

△：有极少量残渣

×：有明显残渣

·铟溶解度：

将通过残渣除去能力的ITO膜蚀刻液添加到圆底烧瓶中，并向瓶内加入足量的氧化铟。加热至回流并保持回流6小时。停止加热，使其自然降至25℃并在25℃条件下静置24小时。经过0.2μm的过滤器过滤后，对ITO膜蚀刻液的滤液取样，用电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma，ICP)发光法测定溶解于滤液中的铟浓度，评价结果按照以下基准进行标记。需要说明的是，合格的以◎和△表示。

◎：铟溶解量1000mg/L以上

△：铟溶解量999-400mg/L

×：铟溶解量399mg/L以下

·消泡性：

将30mL ITO膜蚀刻液盛放于100mL试管中，垂直震荡10分钟，停止1分钟后测量泡沫高度。需要说明的是，合格的以◎和△表示。

◎：表示泡沫高度在0.5cm以下

△：表示泡沫高度在0.5-1.0cm之间

×：表示泡沫高度大于1.0cm

表1、蚀刻液组成及蚀刻效果列表

从上述实施例1-10中可以看出，本发明提供的ITO膜蚀刻液，对玻璃基板上的ITO膜蚀刻过程中没有残渣，同时有效的抑制泡沫的产生，在OLED生产中能够满足高效高精度对ITO膜的蚀刻。

Claims

1.一种透明导电膜用蚀刻液，包括草酸、邻氟苯甲酸、烷基酚聚氧乙烯醚、消泡剂和水。

2.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于：所述透明导电膜用蚀刻液由所述草酸、邻氟苯甲酸、烷基酚聚氧乙烯醚、消泡剂和水组成。

3.根据权利要求1或2所述的蚀刻液，其特征在于：所述烷基酚聚氧乙烯醚选自式I所示壬基酚聚氧乙烯5醚和式II所示壬基酚聚氧乙烯10醚中的至少一种，优选壬基酚聚氧乙烯10醚；

式I

式II

所述消泡剂为磷酸三丁酯。

4.根据权利要求1-3任一所述的蚀刻液，其特征在于：所述草酸占所述蚀刻液总重的0.5-10％，优选为1-5％；

所述邻氟苯甲酸占所述蚀刻液总重的0.1-5％，优选0.5-2％；

所述烷基酚聚氧乙烯醚占所述蚀刻液总重的0.01-5％，优选0.1-1％；

所述消泡剂占所述蚀刻液总重的0.001-1％，优选0.01-0.1％；

余量为所述水。

5.根据权利要求1-4任一所述的蚀刻液，其特征在于：所述水为去离子水。

6.一种制备权利要求1-5任一所述透明导电膜用蚀刻液的方法，包括如下步骤：将权利要求1-5任一所述蚀刻液的组分混匀，得到所述透明导电膜用蚀刻液。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述制备权利1-5任一所述蚀刻液的方法，还包括如下步骤：在所述混匀步骤之后，将所述蚀刻液过滤。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述过滤步骤中，滤网孔径不大于0.2μm，优选0.2μm。

9.权利要求1-5任一所述蚀刻液在蚀刻有机电致发光显示器件中用作像素电极的透明导电膜中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述有机电致发光显示器件中用作像素电极的透明导电膜为ITO膜；

所述蚀刻步骤中，温度为室温至50℃，蚀刻时间为1-20分钟。