CN104966588B - 一种制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法，包括如下步骤：1)在一基板上形成一层金属薄膜；2)在所述的金属薄膜上涂覆一层紫外光敏感的光刻胶，其中光刻胶中随机均匀分散有纳米线，其中纳米线对紫外光不透明；3)平行紫外光照射光刻胶表面，纳米线遮盖区域下的光刻胶未被曝光，而未被纳米线遮盖区域下的光刻胶被曝光，显影后，光刻胶形成随机网格；4)刻蚀掉曝光区域的光刻胶和金属膜，得到纳米级随机排列的金属网格，其中金属网格线相互连接，形成透明的导电薄膜。本发明利用纳米线作为掩模，克服了在大尺寸掩模板上制作纳米级图形的困难，实现了纳米级的随机网格的图形化，工艺简洁，有利于卷对卷大面积量产。
Description
技术领域
本发明涉及到纳米级光刻图形化的技术领域，特别涉及到一种制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法。
背景技术
随着电子技术的快速发展和成熟，以及人们对电子设备更轻更薄的极致化追求，迫切需要微加工技术制作出高速和高频的纳米量级的器件，而微结构图形化作为微加工技术中非常重要的一种也越来越受到重视。现有技术中，微结构图形化技术主要包括相位差增强成像技术、压印技术和光刻技术，其中光刻技术是最为常见的的金属薄膜图形化的加工技术。微结构光刻图形化金属薄膜主要采用电子书光刻的方法，是指在基板上沉积一层金属薄膜，再在金属薄膜上涂布光刻胶，利用图形掩模板掩模，使用经过扫描聚焦的电子束辐射，电子束会将会改变曝光区域的光刻胶的化学性质，然后再通过显影，刻蚀掉曝光区域或者曝光区域外的光刻胶及其掩盖下的金属，从而获得图形化的金属薄膜。为了在基板上得到微尺寸的金属图形，需要得到与图形尺寸偏差小的光刻胶微结构，这就要求掩模板的尺寸需与光刻胶微结构偏差小，这样才能保证刻蚀传递得到的图形的精度。
现有技术中，为了制作纳米量级的微结构图形，目前多是利用大幅度提高光刻技术的分辨率和使用具有纳米量级图形的掩模板得到。但由于衍射极限的限制，使得提高光刻技术的分辨率十分复杂，且投资成本高。同时需要在大尺寸掩模板图形的制作上达到纳米量级，制作工艺复杂且制作良率低。为解决上述问题，专利03123573.5公开了一种金属掩模板，由基板加上表面或者下表面或者上下表面图形相同的铬和金或者铜或者银或者铝金属薄层图形构成，借助光照射具有微细图形结构金属掩模板产生波长很短的等离子波，穿过纳米图形孔和缝传播性质，使一般波长或者长波长光穿过纳米金属掩模进行光刻。该发明虽然克服了现有掩模板的纳米量级图形制作工艺的复杂性的问题,同时又由于受衍射极限的限制，不能被一般波长或长波长光穿过，无法进行光刻的缺点。但该发明所述的掩模板的制备需要在基板表面形成具有纳米量级的微细图形结构的金属薄层，而在基板表面形成具有纳米量级的微细图形结构的金属薄层这一工艺依然需要通过使用具有纳米量级图形的掩模板得到，这从根本讲上并没有解决在大尺寸掩模板上制作纳米级图形的困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法，利用纳米线作为掩模，克服了在大尺寸掩模板上制作纳米级图形的困难，实现了纳米级的随机网格的图形化，工艺简洁，有利于卷对卷大面积量产。
为此，本发明采用以下技术方案：
一种制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法，包括如下步骤：
1)在一基板上形成一层金属薄膜；
2)在所述的金属薄膜上涂覆一层紫外光敏感的光刻胶；
3)在所述光刻胶上涂抹一层高透光树脂，其中所述高透光树脂中随机均匀分散有纳米线，其中纳米线对紫外光不透明；
4)平行紫外光照射高透光树脂表面，纳米线遮盖区域下的光刻胶未被曝光，而未被纳米线遮盖区域下的光刻胶被曝光，显影后，光刻胶形成随机网格；
5)去除高透光树脂，刻蚀掉曝光区域的光刻胶和金属膜，得到纳米级随机排列的金属网格，其中金属网格线相互连接，形成透明的导电薄膜。
优选的，所述基板为PET、PC、PEN、PP、PS或者PMMA；所述金属薄膜的材料为Cu、Ag、Al、Ti或者Ni，其厚度为10nm-500nm。
优选的，所述光刻胶为正性光刻胶，解析度小于200nm。
优选的，所述高透光树脂为水性纳米聚酯树脂。
优选的，所述纳米线的直径为100nm-500nm，长度为1um-1mm，包括纳米纤维、纳米银线、纳米铜线或者氧化硅纳米线。
本发明采用以上技术方案，在紫外光敏感的光刻胶中或者高透光树脂中随机均匀分散纳米线，其中纳米线对紫外光不透明，利用纳米线作为掩模，在平行紫外光照射下，纳米线遮盖区域下的光刻胶未被曝光，而未被纳米线遮盖区域下的光刻胶被曝光，显影后，光刻胶形成随机网格，再通过刻蚀得到纳米级随机排列的金属网格，其中金属网格线相互连接，形成透明的导电薄膜，本方案省略了掩模板的制作步骤，在大尺寸掩模板上制作纳米级图形的困难，实现了纳米级的随机网格的图形化，工艺简洁，有利于卷对卷大面积量产。
附图说明
图1为本发明制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法的实施例一的步骤流程图。
图2为本发明制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法的实施例一的立体结构流程图。
图3为本发明制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法的实施例一的平面结构流程图。
图4为本发明制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法的实施例一的光照显影示意图。
图5为本发明制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法的实施例二的步骤流程图。
图6为本发明制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法的实施例二的立体结构流程图。
图7为本发明制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法的实施例二的平面结构流程图。
图8为本发明制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法的实施例二的光照显影示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、特征和优点更加的清晰，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式做出更为详细的说明，在下面的描述中，阐述了很多具体的细节以便于充分的理解本发明，但是本发明能够以很多不同于描述的其他方式来实施。因此，本发明不受以下公开的具体实施的限制。
实施例一：
一种制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法，如图1、图2、图3、图4所示，包括如下步骤：
1)在一基板1上形成一层金属薄膜2；
2)在所述的金属薄膜2上涂覆一层紫外光敏感的光刻胶3，其中光刻胶3中随机均匀分散有纳米线0，其中纳米线0对紫外光不透明；
3)平行紫外光照射光刻胶3表面，纳米线0遮盖区域下的光刻胶3未被曝光，而未被纳米线0遮盖区域下的光刻胶3被曝光，显影后，光刻胶形成随机网格；
4)刻蚀掉曝光区域的光刻胶和金属膜，得到纳米级随机排列的金属网格，其中金属网格线5相互连接，形成透明的导电薄膜，。
其中，所述基板为PET、PC、PEN、PP、PS或者PMMA；所述金属薄膜的材料为Cu、Ag、Al、Ti或者Ni，其厚度为10nm-500nm。
其中，所述光刻胶为正性光刻胶，解析度小于200nm。
其中，所述纳米线的直径为100nm-500nm，长度为1um-1mm，包括纳米纤维、纳米银线、纳米铜线或者氧化硅纳米线。
实施例二
一种制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法，如图5、图6、图7、图8所示，包括如下步骤：
1)在一基板1上形成一层金属薄膜2；
2)在所述的金属薄膜2上涂覆一层紫外光敏感的光刻胶3；
3)在所述光刻胶3上涂抹一层高透光树脂4，其中所述高透光树脂4中随机均匀分散有纳米线0，其中纳米线0对紫外光不透明；
4)平行紫外光照射高透光树脂4表面，纳米线0遮盖区域下的光刻胶3未被曝光，而未被纳米线0遮盖区域下的光刻胶3被曝光，显影后，光刻胶3形成随机网格；
5)去除高透光树脂4，刻蚀掉曝光区域的光刻胶3和金属膜2，得到纳米级随机排列的金属网格，其中金属网格线5相互连接，形成透明的导电薄膜。
其中，所述基板为PET、PC、PEN、PP、PS或者PMMA；所述金属薄膜的材料为Cu、Ag、Al、Ti或者Ni，其厚度为10nm-500nm。
其中，所述光刻胶为正性光刻胶，解析度小于200nm。
其中，所述高透光树脂为水性纳米聚酯树脂。
其中，所述纳米线的直径为100nm-500nm，长度为1um-1mm，包括纳米纤维、纳米银线、纳米铜线或者氧化硅纳米线。
本发明所述的制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法，在紫外光敏感的光刻胶中或者高透光树脂中随机均匀分散纳米线，其中纳米线对紫外光不透明，利用纳米线作为掩模，在平行紫外光照射下，纳米线遮盖区域下的光刻胶未被曝光，而未被纳米线遮盖区域下的光刻胶被曝光，显影后，光刻胶形成随机网格，再通过刻蚀得到纳米级随机排列的金属网格，其中金属网格线相互连接，形成透明的导电薄膜，本方案省略了掩模板的制作步骤，在大尺寸掩模板上制作纳米级图形的困难，实现了纳米级的随机网格的图形化，工艺简洁，有利于卷对卷大面积量产。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在一基板上形成一层金属薄膜；
2)在所述的金属薄膜上涂覆一层紫外光敏感的光刻胶；
3)在所述光刻胶上涂抹一层高透光树脂，其中所述高透光树脂中随机均匀分散有纳米线，其中纳米线对紫外光不透明；
4)平行紫外光照射高透光树脂表面，纳米线遮盖区域下的光刻胶未被曝光，而未被纳米线遮盖区域下的光刻胶被曝光，显影后，光刻胶形成随机网格；
5)去除高透光树脂，刻蚀掉曝光区域的光刻胶和金属膜，得到纳米级随机排列的金属网格，其中金属网格线相互连接，形成透明的导电薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法，其特征在于，所述基板为PET、PC、PEN、PP、PS或者PMMA；所述金属薄膜的材料为Cu、Ag、Al、Ti或者Ni，其厚度为10nm-500nm。
3.根据权利要求1所述的一种制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法，其特征在于，所述光刻胶为正性光刻胶，解析度小于200nm。
4.根据权利要求1所述的一种制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法，其特征在于，所述高透光树脂为水性纳米聚酯树脂。
5.根据权利要求1所述的一种制备纳米级金属网格透明导电薄膜的方法，其特征在于，所述纳米线的直径为100nm-500nm，长度为1um-1mm，包括纳米纤维、纳米银线、纳米铜线或者氧化硅纳米线。
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