CN105441949A

CN105441949A - 纳米银蚀刻液、制备图案化的纳米银导电膜的方法及触控传感器

Info

Publication number: CN105441949A
Application number: CN201610050472.7A
Authority: CN
Inventors: 李俊; 徐文涛; 潘克菲
Original assignee: SUZHOU NUOVO FILM Inc
Current assignee: SUZHOU NUOVO FILM Inc
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2016-03-30

Abstract

本发明提供了一种纳米银蚀刻液，具体包含：0.01%至50%的银蚀刻剂；50%至99.9%的溶剂；0%至10%的添加剂。本发明所述的纳米银蚀刻液能与银反应生成不导电的物质，从而达到蚀刻纳米银导电膜的目的。采用所述的纳米银蚀刻液及黄光或喷墨打印等工艺，能够制备图案化的纳米银导电膜，为纳米银导电膜在触控传感器、可穿戴设备、半导体显示及照明、太阳能电池面板等电子行业的应用提供了前提。

Description

纳米银蚀刻液、制备图案化的纳米银导电膜的方法及触控传感器

技术领域

本发明涉及一种纳米银蚀刻液，尤其涉及一种可直接蚀刻纳米银导电膜的纳米银蚀刻液及其在电子行业的应用，特别是采用该纳米银蚀刻液制备图案化的纳米银导电膜的方法，及采用该制备图案化的纳米银导电膜制备的触控传感器。

背景技术

触摸屏是一种透明的绝对定位系统，能够检测外界的触摸动作并定位触摸的位置。以GFF结构电容式触摸屏为例，其基本结构为发射层、OCA、接收层、OCA和盖板玻璃；其中发射层和接收层均为图案化的透明导电膜。

图案化的透明导电膜的制备工艺包括激光刻蚀、丝网印刷、黄光刻蚀等，其中黄光蚀刻需要采用特定的蚀刻液。现有的蚀刻液，主要是应用于铟锡氧化物（ITO）薄膜或ITO玻璃的蚀刻加工，尚未出现专门针对纳米银导电膜或纳米银导电玻璃的蚀刻液。

传统的黄光蚀刻工艺流程为：前清洗、涂光刻胶、曝光、显影、蚀刻、脱光刻胶、后清洗、烘干。传统的蚀刻工艺存在诸多缺点：首先，在生产过程中使用强酸和强碱，产生强烈的刺激性气味，腐蚀性强，污染环境、危害操作人员的健康、腐蚀设备；其次，工艺过于复杂、生产周期长，产品质量难以控制，每一个工序的要求都很苛刻，例如对酸碱度的调控要求较严，难于准确控制。

因此，有必要开发可直接用于蚀刻纳米银导电材料的蚀刻液，同时对现有的蚀刻工艺进行改进，采用改进的纳米银蚀刻液制备图案化的纳米银导电膜，进一步采用图案化的纳米银导电膜制备触控传感器，以克服以上技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可直接蚀刻纳米银导电膜的纳米银蚀刻液及其在电子行业的应用，采用该纳米银蚀刻液制备图案化的纳米银导电膜的方法，及采用该制备图案化的纳米银导电膜制备的触控传感器。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种纳米银蚀刻液，包含：

0.01%至50%的银蚀刻剂；

50%至99.9%的溶剂；

0%至10%的添加剂。

作为本发明的进一步改进，所述溶剂为水和/或醇类有机物，所述醇类有机物为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、中的一种或多种的混合。

作为本发明的进一步改进，所述蚀刻剂包括次氯酸、次氯酸盐、高锰酸、高锰酸盐、高氯酸、高氯酸盐、重铬酸、重铬酸盐、二价铜盐、三价铁盐、过氧化物、过氧化物与酸的混合物、过氧化物与络合剂的混合物、硫单质、有机多硫化物中的一种或多种的混合物。

作为本发明的进一步改进，所述添加剂包括表面活性剂、消泡剂、pH调节剂的一种或多种。

作为本发明的进一步改进，所述表面活性剂可以是阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂及非离子表面活性剂中的一种或几种的混合物。

作为本发明的进一步改进，所述纳米银蚀刻液包括0%至10%的所述pH调节剂，所述pH调节剂包括无机酸、有机酸及无机酸和有机酸的混合物；所述无机酸包括硫酸、硝酸、盐酸、磷酸中的一种或多种，所述有机酸包括甲酸、乙酸、丙酸、草酸、柠檬酸、乳酸中的一种或多种。

为实现上述发明目的，本发明还提供了一种制备图案化的纳米银导电膜的方法，包括：

S1：提供一种具有导电膜的基板，所述导电膜由具有纳米银线和/或纳米银颗粒的导电材料在基板上涂布形成；

S2：在所述导电膜上涂布一层图案化的能够阻碍上述纳米银蚀刻液蚀刻导电膜的阻碍层；

S3：将纳米银蚀刻液涂布于该导电膜基板表面或将该导电膜基板浸渍于所述纳米银蚀刻液中，以使得所述纳米银蚀刻液与未涂布阻碍层的导电膜进行蚀刻反应。

S2：在所述导电膜上不形成图案的区域采用喷墨打印或丝网印刷的方式涂布一层上述纳米银蚀刻液；

S3：待纳米银蚀刻液与导电膜反应后用去离子水清洗，气枪干燥形成图案化的纳米银导电膜。

为实现上述发明目的，本发明还提供了一种触控传感器，所述触控传感器包括由上述图案化方法制备的图案化的纳米银导电膜。

本发明的有益效果是：本发明提供的纳米银蚀刻液能够蚀刻纳米银导电膜，填补了纳米银导电膜湿法蚀刻的技术空白。通过严格控制蚀刻液组分，所述纳米银蚀刻液能够更加精确的控制蚀刻速率，从而更加有效地蚀刻纳米银导电膜，形成所需要的特定图案。

所述纳米银蚀刻液能够制备图案化的纳米银导电膜，为其在触控传感器、可穿戴设备、半导体显示及照明、太阳能电池面板等电子行业的应用提供了前提。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

所述蚀刻液包括与所述纳米银导电膜反应生成不导电物质的蚀刻剂、用于溶解或分散蚀刻剂的溶剂以及改善蚀刻液性能的添加剂。所述蚀刻液中的所述蚀刻剂占0.01%~50%，所述溶剂占50%~99%，所述添加剂占0%~10%。

所述蚀刻剂包括但不仅限于次氯酸及其次氯酸钠、次氯酸钾、次氯酸钙等次氯酸盐；高锰酸及其高锰酸钾等高锰酸盐；高氯酸及其高氯酸钾、高氯酸钠等高氯酸盐；重铬酸及其重铬酸钾等重铬酸盐；氯化铜、硝酸铜、硫酸铜、醋酸铜等二价铜盐；氯化铁、硫酸铁、硝酸铁等三价铁盐；过氧化氢、有机过氧化物、过氧化钠、过氧化钾、过氧化钙等过氧化物；过氧化物与酸的混合物，酸为盐酸、硫酸、磷酸等无机酸和甲酸、乙酸、乙二酸、酒石酸等有机酸；过氧化物与络合剂的混合物，所述络合剂为氨水、铵盐、有机胺化合物、EDTA及其盐等；硫单质，包括纳米级硫磺分散液以及硫磺的溶液；多硫化物，包括无机和有机多硫化物。

所述溶剂为水和/或醇类有机物，所述醇类有机物包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或多种的混合。

所述添加剂包括表面活性剂、消泡剂、pH调节剂的一种或多种。

所述表面活性剂是阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂及非离子表面活性剂中的一种或几种的混合物。

所述纳米银蚀刻液包括0%至10%的所述pH调节剂，所述pH调节剂包括无机酸、有机酸及无机酸和有机酸的混合物；所述无机酸包括硫酸、硝酸、盐酸、磷酸的一种或多种，所述有机酸包括甲酸、乙酸、丙酸、草酸、柠檬酸、乳酸的一种或多种。

所述蚀刻剂、溶剂和添加剂可以根据要求合成或者购于市面。将蚀刻剂、溶剂和添加剂均匀混合即得到纳米银蚀刻液，如下：

蚀刻液1：将1g次氯酸钠溶解到80g去离子水中，然后加入10g乙醇、10g乙二醇并混合均匀，即得到纳米银蚀刻液。

蚀刻液2：将1g高锰酸钾溶解到98.5g去离子水中，0.5g的TritonX-100作为表面活性剂并混合均匀，即得到纳米银蚀刻液。

蚀刻液3：将0.5g高氯酸钠溶解到99.5g去离子水中，即得到纳米银蚀刻液。

蚀刻液4：将1g重铬酸钠溶解到93g去离子水中，然后加入5g乙醇、1g的TritonX-100作为表面活性剂并混合均匀，即得到纳米银蚀刻液。

蚀刻液5：将2g氯化铜溶解到90g去离子水中，8g乙醇并混合均匀，即得到纳米银蚀刻液。

蚀刻液6：将2g氯化铜溶解到60g去离子水中，然后加入30g乙醇、8g浓盐酸并混合均匀，即得到纳米银蚀刻液。

蚀刻液7：将2g氯化铜溶解到48g去离子水中，然后加入50g乙醇并混合均匀，即得到纳米银蚀刻液。

蚀刻液8：将2g硝酸铁溶解到50g去离子水中，然后加入45g乙醇、2g硝酸、1gTritonX-100表面活性剂并混合均匀，即得到纳米银蚀刻液。

蚀刻液9：将1gEDTA-二钠盐加入到20g质量分数为30%的双氧水中，然后加入78g去离子水1g的Triton并混合均匀，即得到纳米银蚀刻液。

蚀刻液10：将1g醋酸加入到20g质量分数为30%的双氧水中，然后加入78g去离子水1g的TritonX-100并混合均匀，即得到纳米银蚀刻液。

蚀刻液11：将1g碳酸铵加入到10g质量分数为30%的双氧水中，然后加入88g去离子水0.5g表面活性剂TritonX-100、0.5g消泡剂并混合均匀，即得到纳米银蚀刻液。

蚀刻液12：将2克纳米级硫磺分散到70g水中，然后加入20g乙醇、10g乙二醇并混合均匀，即得到纳米银蚀刻液。

蚀刻液13：将3g硫代硫酸钠加入到80g水中，然后加入17g异丙醇、并混合均匀，即得到纳米银蚀刻液。

本发明还提供一种所述纳米银蚀刻液的应用，所述纳米银蚀刻液可直接蚀刻纳米银导电薄膜或纳米银导电玻璃，以形成图案化的纳米银导电膜或纳米银导电玻璃。

具体地，本发明提供一种制备图案化的纳米银导电膜的方法，包括：

S2：在所述导电膜上涂布一层图案化的能够阻碍上述纳米银蚀刻液蚀刻导电膜的阻碍层；具体地，在导电膜上涂布光刻胶或附上负光阻干膜，采用黄光工艺步骤依次完成曝光、显影的步骤。

S3：将纳米银蚀刻液涂布于该导电膜基板表面或将该导电膜基板浸渍于所述纳米银蚀刻液中，常温下静置10s~600s；然后再用去离子水漂洗10s~200s，通过脱膜的步骤将残留的光刻胶或负光阻干膜清除干净，即形成图案化的纳米银导电膜。

本发明还提供另一种制备图案化的纳米银导电膜的方法，包括：

S2：在所述导电膜上不形成图案的区域采用喷墨打印的方式涂布一层上述纳米银蚀刻液，静置一段时间达到所需的蚀刻效果；

在上述两个制备图案化的纳米银导电膜的方法中，所述基板为刚性的玻璃或柔性的高分子膜，如PET、PC、PMMA以及PI等。

通过严格控制蚀刻液组分，所述纳米银蚀刻液能够更加精确的控制蚀刻速率，能够更加有效地蚀刻纳米银导电膜，形成所需要的特定图案。

本发明还提供一种采用上述触控传感器的制备方法制备的触控传感器，所述触控传感器可用于大尺寸显示器、平板电脑、智能手机以及可穿戴设备等领域。

综上所述，本发明的纳米银蚀刻液可直接蚀刻纳米银导电膜从而得到图案化的纳米银导电膜，为纳米银导电膜在触控传感器、可穿戴设备、半导体显示及照明、太阳能电池面板等电子行业的应用提供了前提。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种纳米银蚀刻液，其特征在于：包含：

0.01%至50%的银蚀刻剂；

50%至99.9%的溶剂；

0%至10%的添加剂。

2.根据权利要求1所述的纳米银蚀刻液，其特征在于：所述溶剂为水和/或醇类有机物，所述醇类有机物为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或多种的混合。

3.根据权利要求1所述的纳米银蚀刻液，其特征在于：所述蚀刻剂包括次氯酸、次氯酸盐、高锰酸、高锰酸盐、高氯酸、高氯酸盐、重铬酸、重铬酸盐、二价铜盐、三价铁盐、过氧化物、过氧化物与酸的混合物、过氧化物与络合剂的混合物、硫单质、有机多硫化物中的一种或多种的混合物。

4.根据权利要求1所述的纳米银蚀刻液，其特征在于：所述添加剂包括表面活性剂、消泡剂、pH调节剂的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的纳米银蚀刻液，其特征在于：所述表面活性剂是阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂及非离子表面活性剂中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求4所述的纳米银蚀刻液，其特征在于：所述纳米银蚀刻液包括0%至10%的所述pH调节剂，所述pH调节剂包括无机酸、有机酸及无机酸和有机酸的混合物；所述无机酸包括硫酸、硝酸、盐酸、磷酸中的一种或多种，所述有机酸包括甲酸、乙酸、丙酸、草酸、柠檬酸、乳酸中的一种或多种。

7.一种制备图案化的纳米银导电膜的方法，其特征在于，包括：

S2：在所述导电膜上涂布一层图案化的能够阻碍纳米银蚀刻液蚀刻导电膜的阻碍层，所述纳米银蚀刻液为权利要求1~6中任意一项所述的纳米银蚀刻液；

8.一种制备图案化的纳米银导电膜的方法，其特征在于，包括：

S2：在所述导电膜上不形成图案的区域采用喷墨打印的方式涂布一层纳米银蚀刻液，所述纳米银蚀刻液为权利要求1~6中任意一项所述的纳米银蚀刻液；

9.一种触控传感器，其特征在于：所述触控传感器包括由权利要求7~8中任意一项所述的图案化的纳米银导电膜的方法制备的图案化的纳米银导电膜。