CN111197153B - 金属网格的制备方法及金属网格片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属网格的制备方法，先在基底表面形成网格状的沟槽，再在基底的表面形成导电金属膜层。进一步的，对位于所沟槽范围内的区域进行蚀刻保护。由于对沟槽范围内的区域进行了蚀刻保护，故在对导电金属膜层进行蚀刻时，可保留其位于网格状的沟槽范围内的部分，从而得到金属网格。可见，金属网格是通过先在基底表面整体覆设膜层，再通过选择性蚀刻得到的，而无需进行传统技术中的银浆填充。而且，覆膜工艺及蚀刻工艺成熟度及可靠性高。因此，上述金属网格的制备方法可有效地提升金属网格的可靠性。此外，上述金属网格的制备方法还可有效地降低金属网格的制备成本并提升生产效率。本发明还提供一种金属网格片。

Description

金属网格的制备方法及金属网格片

技术领域

本发明涉及光电显示技术领域，特别涉及一种金属网格的制备方法及金属网格片。

背景技术

在触摸屏等领域，透明导电薄膜得到广泛的应用。而透明导电膜中的关键结构为起导电作用的金属网格。目前，透明导电膜的金属网格采用填充工艺成型，包括压印沟槽、填充导电银浆、填充黑色油墨及高温烧结固化等步骤。

为保证填充效果，导电银浆中的银粉必须为纳米级。因此，导电银浆需针对透明金属网格导电膜技术专门开发，除价格昂贵外还存在稳定性差的缺陷。对应的，填充导电银浆用的刮刀刀刃也需特殊加工处理，导致刮刀的成本升高且品质无法保证。因此，通过上述填充工艺得到的金属网格的良率不高，金属网格的可靠性也较差。

发明内容

基于此，有必要针对现有填充工艺形成的金属网格可靠性较差的问题，提供一种能提升金属网格可靠性的金属网格的制备方法及金属网格片。

一种金属网格的制备方法，包括步骤：

在基底的表面形成网格状的沟槽；

在所述基底的表面形成导电金属膜层；

对位于所述沟槽范围内的区域进行蚀刻保护；

采用蚀刻工艺对所述导电金属膜层进行蚀刻，以消蚀所述导电金属膜层位于所述沟槽范围外的部分并得到金属网格。

上述金属网格的制备方法，先在基底表面形成了导电金属膜层，由于对沟槽范围内的区域进行了蚀刻保护，故在对导电金属膜层进行蚀刻时可保留其位于网格状的沟槽范围内的部分，从而得到金属网格。可见，金属网格是通过先在基底表面整体覆设膜层，再通过选择性蚀刻得到的，而无需进行传统技术中的银浆填充。而且，覆膜工艺及蚀刻工艺成熟度及可靠性高。因此，上述金属网格的制备方法可有效地提升金属网格的可靠性。

此外，由于覆膜及蚀刻工艺成熟度高，故其流程简单且成本较低。因此，上述金属网格的制备方法还可有效地降低金属网格的制备成本并提升生产效率。

在其中一个实施例中，在基底的表面形成网格状的沟槽，其步骤为：采用压印的方式在所述基底的表面形成网格状的沟槽。

压印技术成熟度高，采用压印模具即可形成沟槽，无需利用化学试剂或其他设备。因此，有利于提高金属网格的制备效率。

在其中一个实施例中，所述沟槽的宽度0.5微米至5.0微米。

在其中一个实施例中，在所述基底的表面形成导电金属膜层，其步骤为：采用溅射或蒸镀工艺在所述基底的表面镀覆金属材料，以形成所述导电金属膜层。

溅射及蒸镀是工业上较为常见的镀膜方式。因此，在形成导电金属膜层时具有操作方便、成本较低的优势。

在其中一个实施例中，所述金属材料为铝、铜、钼铝钼及钼铜钼中任意一种。

导电银浆存在较高的电迁移风险，在苛刻环境条件下应用面临较高的可靠性风险。而上述金属材料的离子则较为稳定，从而有利于规避电迁移风险，提升金属网格的可靠性。

在其中一个实施例中，采用蚀刻工艺对所述导电金属膜层进行蚀刻，其步骤为：采用酸性蚀刻液对所述导电金属膜层进行化学蚀刻；

对位于所述沟槽范围内的区域进行蚀刻保护，其步骤为：向所述沟槽内填充耐酸填充剂，以形成耐酸层。

酸性蚀刻液可快速与金属反应，从而提升对导电金属膜层的蚀刻效率。而且，化学蚀刻的成本相对较低。

在其中一个实施例中，所述耐酸填充剂为耐酸胶水，所述方法还包括步骤：

利用剥膜液将所述沟槽内由耐酸胶水形成的所述耐酸层去除；

向所述沟槽内填充黑色油墨，以形成覆盖所述金属网格的黑色油墨层。

耐酸胶水易于获取且成本较低，故有利于进一步降低金属网格的制备成本。在实际应用场景中，金属网格常需要被遮挡，以改善设备的视觉效果。完成蚀刻后，耐酸层被黑色油墨层代替。黑色油墨层能起到较好的遮光效果，从而使得金属网格不可见。而且，黑色油墨层还可对金属网格及沟槽提供保护。

在其中一个实施例中，耐酸填充剂为耐酸黑色油墨。

耐酸黑色油墨可形成耐酸的黑色油墨层。在蚀刻时，耐酸的黑色油墨层起到蚀刻保护作用。而蚀刻完成后，耐酸的黑色油墨层无需去除，而可直接对金属网格及沟槽起到遮光及保护的作用。因此，可有效地简化金属网格的制备工艺。

在其中一个实施例中，所述耐酸层的厚度大于所述导电金属膜层的厚度。

此时，耐酸层即为耐酸的黑色油墨层，即黑色油墨层的厚度大于金属网格的厚度。因此，可有效地避免金属网格显色，黑化效果更佳。

此外，一种金属网格片，包括：

基底，表面形成有网格状的沟槽；及

覆设于所述沟槽内的金属网格，所述金属网格由镀设于所述基底表面的金属导电膜层蚀刻而成。

由于金属网格是通过基底表面的金属导电膜蚀刻而成，故金属网格的成型无需进行传统技术中的银浆填充。其中，镀膜工艺及蚀刻工艺成熟度及可靠性高。而且，由镀膜工艺得到的金属网格的膜层结构致密，不易脱落。因此，上述金属网格片的可靠性较高。

在其中一个实施例中，还包括覆设于所述金属网格表面的遮光层，且所述遮光层的厚度大于所述金属网格的厚度。

因此，遮光层的遮光效果更好，可有效地避免金属网格显色，黑化效果更佳。

附图说明

图1为本发明一个实施例中金属网格的制备方法的流程示意图；

图2为本发明一个实施例中金属网格的制备方法的场景示意图；

图3为本发明另一个实施例中金属网格的制备方法的场景示意图；

图4为本发明一个实施例中金属网格片的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图3，本发明一个实施例中的金属网格的制备方法包括步骤S110至S140：

步骤S110，在基底10的表面形成网格状的沟槽11。

具体的，金属网格40可存在于透明导电膜、薄膜式压感电阻等薄膜式电气元件内。相应的，上述金属网格的制备方法可应用于多种电气元件的生产工艺中。以透明导电膜为例，基底10可以是基材，也可以是两个透明导电层之间的基质层。

在本实施例中，上述步骤S110为：采用压印的方式在基底10的表面形成网格状的沟槽11。

压印方式一般针对质地较软的基底10。通常，需先在基材上涂布胶水；再通过固化操作使其处于半固化状态；最后采用模具压印便可形成沟槽。压印技术成熟度高，采用压印模具一次性压印即可在基底10表面形成所需形状的沟槽11，而无需利用化学试剂或其他设备。因此，有利于提高金属网格40的制备效率。

需要指出的是，在其他实施例中，也可通过化学蚀刻、激光镭雕等方式在基底10的表面形成沟槽11。

在本实施例中，沟槽11的宽度0.5微米至5.0微米，且沟槽11的深度与宽度的比例为0.8至1.2。沟槽11的宽度及深度与金属网格40的网格线的宽度及厚度相关，网格线的宽度及厚度又决定了金属网格40的电学性能。当沟槽11为上述宽度及深度时，得到的金属网格40具有较佳的电学性能。

步骤S120，在基底10的表面形成导电金属膜层20。

具体的，导电金属膜层20可覆盖沟槽11的底部及基底10表面未形成沟槽11的区域。因此，导电金属膜层20成型后，便可在沟槽11内填入金属材料。其中，导电金属膜层20可通过镀膜工艺、印刷、滚涂后固化等方式成型。具体在本实施例中，导电金属膜层20通过镀膜工艺成型。镀膜工艺可靠性及成熟度高，操作便捷，且可在基底10的表面形成致密的导电金属膜层20。

在本实施例中，上述步骤S120为：采用溅射或蒸镀工艺在基底10的表面镀覆金属材料，以形成导电金属膜层20。

具体的，利用溅射机或蒸镀机可完成镀膜过程，而需镀设的金属材料则作为靶材。通过控制镀膜时间，可控制导电金属膜层的厚度。溅射及蒸镀是工业上较为常见的镀膜方式，技术成熟且相关的设备及配件易于获取。因此，在用于形成导电金属膜层20时具有操作方便、成本较低的优势。

进一步的，在本实施例中，金属材料为铝、铜、钼铝钼及钼铜钼中任意一种。上述金属材料即为镀膜的靶材，决定了最终得到的金属网格40的材质。

由于导电银浆存在较高的电迁移风险。因此，传统的采用填充银浆工艺得到的金属网格40在苛刻环境条件下(如车载行业、工控行业显示面板上的投射式电容触控屏)应用面临较高的可靠性风险。而上述金属材料的离子则较为稳定，从而有利于规避电迁移风险，提升金属网格40的可靠性。

步骤S130，对位于沟槽11范围内的区域进行蚀刻保护。

具体的，进行蚀刻保护的区域可避免在薄膜蚀刻过程中被消蚀。因此，蚀刻保护的方式与蚀刻工艺的类型相对应。

步骤S140，采用蚀刻工艺对导电金属膜层进行蚀刻，以消蚀导电金属膜层位于沟槽11范围外的部分并得到金属网格40。

具体的，蚀刻工艺一般采用化学蚀刻法，可以为湿刻或干刻。由于沟槽11范围内的区域被进行了蚀刻保护，故导电金属膜层20位于沟槽11内的部分被保留，而其余部分则被蚀刻掉。进一步的，由于沟槽11呈网格状。因此，导电金属膜层20被保留的部分也呈网格状，即形成了上述金属网格40。

可见，金属网格40的成型是通过先在基底10的表面整体覆膜，再通过选择性的蚀刻工艺实现得到的，故无需进行传统技术中的银浆填充。因此，无需专门开发导电银浆及填充银浆所需的刮刀。而且，覆膜工艺及蚀刻工艺成熟度及可靠性高。因此，上述金属网格的制备方法可有效地提升金属网格40的可靠性。

此外，由于覆膜及蚀刻工艺成熟度高，故其流程简单且成本较低。因此，上述金属网格的制备方法还可有效地降低金属网格40的制备成本并提升生产效率。

在本实施例中，上述步骤S140为：采用酸性蚀刻液对导电金属膜层进行化学蚀刻。相应的，上述步骤S130为：向沟槽11内填充耐酸填充剂，以形成耐酸层。

具体的，沟槽11内的耐酸层则起到蚀刻保护的作用。而且，酸性蚀刻液可快速与金属反应，从而使得对导电金属膜层20的蚀刻效率得到有效提升。此外，化学蚀刻的成本相对较低。

需要指出的是，在其他实施例中，进行化学蚀刻的蚀刻液不一定为酸性。相应的，实现蚀刻保护的方式也需要对应调整。

形成金属网格40后，一般还需要在金属网格40的表面设置遮光保护层。譬如，在应用于触控屏的透明导电膜中，金属网格40需要被遮挡，以改善设备的视觉效果。

如图2所示，在一个实施例中，耐酸填充剂为耐酸黑色油墨。因此，在进行蚀刻保护时，在沟槽11内形成的耐酸层为耐酸黑色油墨层30。

具体的，其得到金属网格结构的流程如下：先基底10表面形成沟槽11，得到如图2(a)所示的结构；再在基底10的表面镀膜，得到如图2(b)所示的结构；然后，向沟槽11内填充耐酸黑色油墨以实现蚀刻保护，得到如图2(c)所示的结构；最后，进行薄膜蚀刻。由于耐酸黑色油墨层30起到蚀刻保护作用，防止沟槽11内的金属导电膜被消蚀，从而得到如图2(d)所示的最终产品。蚀刻完成后，耐酸黑色油墨层30无需去除，而是直接作为遮光保护层对金属网格40及沟槽11起到遮光及保护的作用。因此，可有效地简化金属网格40的制备工艺。

进一步的，在本实施例中，耐酸层的厚度大于导电金属膜层20的厚度。此时，耐酸层即为耐酸黑色油墨层30，即耐酸黑色油墨层30的厚度大于金属网格40的厚度。

现有通过导电银浆形成金属网格的方案中，填充银浆后沟槽的深度较浅，故起遮光作用的黑色油墨的厚度一般仅为沟槽深度的1/5。本实施例中，导电金属膜层20通过镀膜形成，而镀膜的厚度一般为纳米或微米级。因此，在沟槽11内形成导电金属膜层20后，沟槽11依然具有较大的深度。通常，耐酸黑色油墨层30的厚度为金属网格40厚度的2至5倍。厚度较大的黑色油墨层遮光作用更显著，故可有效地避免金属网格40显色，黑化效果更佳。

如图3所示，在另一个实施例中，耐酸填充剂为耐酸胶水。即，在进行蚀刻保护时，沟槽11内形成的是耐酸胶层50。相较于耐酸黑色油墨，耐酸胶水易于获取且成本较低，故有利于进一步降低金属网格40的制备成本。

具体的，图3(a)及图3(b)所示结构与上一个实施例中图2(a)及图2(b)所示结构相同。形成耐酸胶层50后，得到如图3(c)所示的结构；薄膜蚀刻后，得到如图3(d)所示的结构。但是，由于耐酸胶层50不具备遮光及保护的作用。

因此，为了对金属网格40实现遮光及保护，在本实施例中，金属网格的制备方法还包括步骤：利用剥膜液将沟槽11内由耐酸胶水形成的耐酸层去除；向沟槽11内填充黑色油墨，以形成覆盖金属网格40的黑色油墨层60。

完成蚀刻后，剥膜液可将沟槽11内的耐酸胶水即耐酸胶层50去除，从而得到如图3(e)所示的结构。进一步的，通过刮刀向沟槽11内填充黑色油墨，以使耐酸胶层50被黑色油墨层60代替，从而得到如图3(f)所示的结构。黑色油墨层60便能起到较好的遮光效果，从而使得金属网格40不可见。

上述金属网格的制备方法，先在基底表面形成了导电金属膜层20，由于对沟槽11范围内的区域进行了蚀刻保护，故在对导电金属膜层20进行蚀刻时可保留其位于网格状的沟槽11范围内的部分，从而得到金属网格40。可见，金属网格40是通过先在基底10表面整体覆设膜层，再通过选择性蚀刻得到的，而无需进行传统技术中的银浆填充。而且，覆膜工艺及蚀刻工艺成熟度及可靠性高。因此，上述金属网格的制备方法可有效地提升金属网格40的可靠性。

请参阅图4，本发明还提供一种金属网格片200。本发明一个实施例中的金属网格片200包括基底210及金属网格220。

具体的，基底210可以是基材，也可以是两个透明导电层之间的基质层。基底210表面的的网格状沟槽(图未标)可通过压印方式成型。压印方式一般针对质地较软的基底210，例如胶水固化形成的基质层。压印技术成熟度高，采用压印模具一次性压印即可在基底210表面形成所需形状的沟槽1，而无需利用化学试剂或其他设备，有利于提高金属网格片200的制备效率。

沟槽的宽度一般为0.5微米至5.0微米。而且，沟槽的深度与宽度的比例一般为0.8至1.2。沟槽的宽度及深度与金属网格220的网格线的宽度及厚度相关，网格线的宽度及厚度又决定了金属网格220的电学性能。当沟槽为上述宽度及深度时，得到的金属网格220具有较佳的电学性能。

金属网格220覆设于沟槽内。而且，金属网格220由镀设于基底210表面的金属导电膜层蚀刻而成。加工时，可先通过镀膜工艺在基底210的表面形成整面覆盖的金属导电膜层。具体的，可通过蒸镀或磁控溅射的方式得到金属导电膜层。进一步的，通过选择性蚀刻，将导电金属膜层位于沟槽外的部分消蚀，而位于沟槽内的部分被保留，便可得到呈网格状的金属网格220。

在本实施例中，形成导电金属膜层的金属材料可以为铝、铜、钼铝钼及钼铜钼中任意一种。上述金属材料即为镀膜的靶材，决定了最终得到的金属网格220的材质。由于导电银浆存在较高的电迁移风险。因此，传统的采用填充银浆工艺得到的金属网格220在苛刻环境条件下应用面临较高的可靠性风险。而上述金属材料的离子则较为稳定，从而有利于规避电迁移风险。

由于金属网格220是通过基底210表面的金属导电膜蚀刻而成，故金属网格220的成型无需进行传统技术中的银浆填充。其中，镀膜工艺及蚀刻工艺成熟度及可靠性高。而且，由镀膜工艺得到的金属网格220的膜层结构致密，不易脱落。

在本实施例中，金属网格片200还包括覆设于金属网格220表面的遮光层230，且遮光层230的厚度大于金属网格220的厚度。

具体的，遮光层230一般为黑色油墨层。现有通过导电银浆形成金属网格的方案中，填充银浆后沟槽的深度较浅，故起遮光作用的黑色油墨的厚度一般仅为沟槽深度的1/5。而本实施例中，导电金属膜层通过镀膜形成，而镀膜的厚度一般为纳米或微米级。因此，在沟槽内形成导电金属膜层后，沟槽依然具有较大的深度。

通常，遮光层230的厚度为金属网格220厚度的2至5倍。厚度较大的遮光层230遮光作用更显著，故可有效地避免金属网格220显色，黑化效果更佳。

上述金属网格片200，由于金属网格220是通过基底210表面的金属导电膜蚀刻而成，故金属网格220的成型无需进行传统技术中的银浆填充。其中，镀膜工艺及蚀刻工艺成熟度及可靠性高。而且，由镀膜工艺得到的金属网格220的膜层结构致密，不易脱落。因此，上述金属网格片200的可靠性较高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种金属网格的制备方法，其特征在于，包括步骤：

在基底的表面形成网格状的沟槽；

在所述基底的表面形成导电金属膜层；

对位于所述沟槽范围内的区域进行蚀刻保护；

采用蚀刻工艺对所述导电金属膜层进行蚀刻，以消蚀所述导电金属膜层位于所述沟槽范围外的部分并得到金属网格。

2.根据权利要求1所述的金属网格的制备方法，其特征在于，在基底的表面形成网格状的沟槽，其步骤为：采用压印的方式在所述基底的表面形成网格状的沟槽。

3.根据权利要求1所述的金属网格的制备方法，其特征在于，所述沟槽的宽度0.5微米至5.0微米。

4.根据权利要求1所述的金属网格的制备方法，其特征在于，在所述基底的表面形成导电金属膜层，其步骤为：采用溅射或蒸镀工艺在所述基底的表面镀覆金属材料，以形成所述导电金属膜层。

5.根据权利要求4所述的金属网格的制备方法，其特征在于，所述金属材料为铝、铜、钼铝钼及钼铜钼中任意一种。

6.根据权利要求1至5任一项所述的金属网格的制备方法，其特征在于，采用蚀刻工艺对所述导电金属膜层进行蚀刻，其步骤为：采用酸性蚀刻液对所述导电金属膜层进行化学蚀刻；

对位于所述沟槽范围内的区域进行蚀刻保护，其步骤为：向所述沟槽内填充耐酸填充剂，以形成耐酸层。

7.根据权利要求6所述的金属网格的制备方法，其特征在于，所述耐酸填充剂为耐酸胶水，所述方法还包括步骤：

利用剥膜液将所述沟槽内由耐酸胶水形成的所述耐酸层去除；

向所述沟槽内填充黑色油墨，以形成覆盖所述金属网格的黑色油墨层。

8.根据权利要求6所述的金属网格的制备方法，其特征在于，所述耐酸填充剂为耐酸黑色油墨。

9.根据权利要求8所述的金属网格的制备方法，其特征在于，所述耐酸层的厚度大于所述导电金属膜层的厚度。

10.一种金属网格片，其特征在于，包括：

基底，表面形成有网格状的沟槽；及

覆设于所述沟槽内的金属网格，其中，所述金属网格的制备方法包括以下步骤：

在所述基底的表面形成导电金属膜层；

对位于所述沟槽范围内的区域进行蚀刻保护；

采用蚀刻工艺对所述导电金属膜层进行蚀刻，以消蚀所述导电金属膜层位于所述沟槽范围外的部分并得到金属网格。

11.根据权利要求10所述的金属网格片，其特征在于，还包括覆设于所述金属网格表面的遮光层，且所述遮光层的厚度大于所述金属网格的厚度。

Images