CN111423883B - 一种有源矩阵有机发光二极体显示器用阳极蚀刻液 - Google Patents

一种有源矩阵有机发光二极体显示器用阳极蚀刻液 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有源矩阵有机发光二极体显示器用阳极蚀刻液，包括磷酸、醋酸、硝酸、表面活性剂、金属抑制剂、保护剂和水，上述蚀刻液的原料按重量百分比计算，磷酸含量为60～70％，醋酸含量为15～30％，硝酸含量为2～5％，表面活性剂含量为0.3～5％，金属抑制剂含量为0.1～5％，保护剂含量为0.1～5％，各组分重量百分比之和为100％，所述蚀刻液的PH值为1～2.5；所述金属抑制剂为钼酸盐、琥珀酸、柠檬酸、琥珀酸盐、聚环氧琥珀酸、苯并三氮唑钠盐、苯并三氮唑、有机胺、羧甲基菊粉、丙烯酰胺、亚甲基丙烯酰胺中的一种或几种的混合物。本发明提供一种腐蚀均匀、不同膜层之间腐蚀速率可控，性能稳定的蚀刻液。

Description

一种有源矩阵有机发光二极体显示器用阳极蚀刻液
技术领域
本发明涉及蚀刻液技术领域，具体涉及一种有源矩阵有机发光二极体显示器用阳极蚀刻液。
背景技术
液晶显示行业高速发展，产品也趋于大型化，高画质，高功能化方向发展，而现有LED/OLED已然渐渐不能满足行业发展的需求，随之而生的AMOLED(Active-matrix organiclight emitting diode，中文全称是有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体)液晶显示技术以其完美画质、卓越性能和创新性越来越为人所关注。
AMOLED液晶目前最常用的材料就是氧化铟锡(Indium Tin Oxides，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，因此被广泛应用于各类触摸屏上。ITO膜是利用例如溅射法等成膜方法制作在玻璃等基板上，形成氧化铟锡层，然后在氧化铟锡层上覆涂光刻胶，接着通过曝光和显影，形成所需图案，再将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，即可在基板上形成透明的电极图案。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种高品质、低成本的柔性面板用阳极蚀刻液，该腐蚀液对ITO/Ag/ITO金属层腐蚀均匀、不同膜层之间腐蚀速率可控，性能稳定，蚀刻选择比良好，蚀刻效率温度可控，且腐蚀液配方原料廉价易得。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种有源矩阵有机发光二极体显示器用阳极蚀刻液，包括磷酸、醋酸、硝酸、表面活性剂、金属抑制剂、保护剂和水，上述蚀刻液的原料按重量百分比计算，磷酸含量为60～70％，醋酸含量为15～30％，硝酸含量为2～5％，表面活性剂含量为0.3～5％，金属抑制剂含量为0.1～5％，保护剂含量为0.1～5％，各组分重量百分比之和为100％，所述蚀刻液的PH值为1～2.5；
所述金属抑制剂为钼酸盐、琥珀酸、柠檬酸、琥珀酸盐、聚环氧琥珀酸、苯并三氮唑钠盐、苯并三氮唑、有机胺、羧甲基菊粉、丙烯酰胺、亚甲基丙烯酰胺中的一种或几种的混合物。
每升蚀刻液中颗粒大于0.5μm的颗粒不超过25个；杂质阴离子不超过300ppb，杂质阳离子不超过100ppb。
由于蚀刻液在腐蚀金属膜层的时候会受到药液本身张力的影响，张力越大，蚀刻液对金属膜层的浸润性就较差，就无法较好地刻蚀到金属膜层，在加入金属抑制剂复配混合物后，大大降低蚀刻药液的张力，提高了药液对于金属膜层的浸润性，能够较快的腐蚀金属膜层。通过改变金属抑制剂复配混合物的量从而达到控制药液的的张力大小，最终实现对金属膜层刻蚀速率的控制。
作为优选的技术方案，所述表面活性剂为脂肪酸甲酯乙氧基化物、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵中的一种或几种的混合物。脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)具有低泡沫、高浊点，冷水不宜凝胶，溶解迅速，特别是冬季不出现凝固，使用方便，且具有很好的润湿分散性能。
采用非离子型表面活性剂和金属蚀刻抑制剂复配型添加剂，用于调整蚀刻液的表面张力和调控不同金属膜层的选择性蚀刻比率，增加腐蚀液与不同金属膜层之间的浸润性和对于不同金属膜层的有效腐蚀选择比。
作为优选的技术方案，所述保护剂为烟酸、乙二胺四亚甲基磷酸、乙二胺四亚甲基磷酸钠、羟基乙叉二磷酸钠中的一种或几种混合。
蚀刻液中加入保护剂烟酸、多元磷酸后，在螯合和沉淀两种效应的协同作用，在金属表面能够形成较致密的隔膜，缓蚀效果较好，从而保护金属层或控制对金属的刻蚀效果。当镀有ITO/Ag/ITO叠层膜的柔性面板在蚀刻液的中作用时，加入的复合型金属抑制剂能提高蚀刻液的浸润性和渗透性，控制ITO蚀刻速率；加入保护剂能增加蚀刻液的黏度，保证蚀刻过程中蚀刻表面具有合理的反应物和生成物浓度梯度，降低Ag的蚀刻速率，实现均匀蚀刻。
作为优选的技术方案，所述金属抑制剂包括柠檬酸、丙烯酰胺和亚甲基丙烯酰胺，按金属抑制剂重量百分比计算，柠檬酸含量为2～5％，丙烯酰胺含量为13～18％，亚甲基丙烯酰胺含量为80～85％。
蚀刻液的配置方法：
第一步：将新蒸馏的醋酸、硝酸、磷酸、表面活性剂、金属抑制剂复配混合物和纯水六种原料按配比称重配置；
第二步：先加入所需纯水的1/3量至配料罐，在搅拌下加入所需量硝酸，搅拌混合均匀；
第三步：往混合液中在在搅拌下加入磷酸、醋酸混合均匀，然后加入所需1/3的纯水，充分搅拌；
第四步：往第三步所得的混合物中加入表面活性剂、金属抑制剂复配混合物，充分搅拌，加入最后1/3的纯水；所述1/2的金属抑制剂在配制过程中加入，剩余1/2的金属抑制剂在使用过程中加入；
第五步：将混合物通入过滤器中过滤，得到所述柔性面板用阳极蚀刻液。
第六步：剩余金属抑制剂添加过程，将第五步中的预混液加入蚀刻槽后，将待蚀刻的样品放入蚀刻槽内，首先添加柠檬酸，再加入丙烯酰胺，待溶液澄清后迅速加入亚甲基双丙烯酰胺，上述添加过程均进行搅拌。
作为优选的技术方案，所述金属抑制剂包括钼酸钠、琥珀酸和苯并三氮唑钠盐，按金属抑制剂重量百分比计算，钼酸钠的含量为40～60％，琥珀酸的含量为30～50％，苯并三氮唑钠盐的含量为5～10％。采用钼酸钠、琥珀酸和苯并三氮唑钠盐作为金属抑制剂可一次性加入蚀刻液中，无需分成两步加入。
作为优选的技术方案，所述金属抑制剂包括羧甲基菊粉和聚环氧琥珀酸，按金属抑制剂重量百分比计算，羧甲基菊粉的含量为70～90％，聚环氧琥珀酸色含量为10～30％。
本发明的优点和有益效果在于：本发明的有源矩阵有机发光二极体显示器用阳极蚀刻液通过非离子型表面活性剂和复配型金属抑制剂的使用，调整药液的表面张力和调控不同金属膜层的选择性蚀刻比率，增加蚀刻液与不同金属膜层之间的浸润性和对不同金属膜层的有效腐蚀选择比，通过不同金属抑制剂的搭配使用，以及调整金属抑制剂的使用方法经蚀刻后的ITO/Ag/ITO叠层结构未出现Ag层缩进及ITO凸起裸露问题，关键尺寸损失双边之和不超过1.5um，无微晶残渣残留。
附图说明
图1是本发明实施例1，除去光刻胶前蚀刻镀有ITO/Ag/ITO叠层膜的柔性面板扫描电子显微镜照片；
图2是本发明实施例1，除去光刻胶后蚀刻镀有ITO/Ag/ITO叠层膜的柔性面板扫描电子显微镜照片；
图3是本发明实施例2，除去光刻胶前蚀刻镀有ITO/Ag/ITO叠层膜的柔性面板扫描电子显微镜照片；
图4是本发明实施例2，除去光刻胶后蚀刻镀有ITO/Ag/ITO叠层膜的柔性面板扫描电子显微镜照片；
图5是本发明对照例，除去光刻胶前蚀刻镀有ITO/Ag/ITO叠层膜的柔性面板扫描电子显微镜照片；
图6是本发明对照例，除去光刻胶后蚀刻镀有ITO/Ag/ITO叠层膜的柔性面板扫描电子显微镜照片；
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种有源矩阵有机发光二极体显示器用阳极蚀刻液，按照重量百分比，分别量取65％的磷酸，20％的醋酸，5％的硝酸，3％的表面活性剂和6％的金属抑制剂和1％的保护剂；其中，表面活性剂包括2％的脂肪酸甲酯乙氧基化物和1％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵；其中，金属抑制剂包括4.8％的亚甲基丙烯酰胺、0.9％的丙烯酰胺和0.3％的柠檬酸；其中保护剂为0.3％的烟酸和0.7％的乙二胺四亚甲基磷酸钠。
配制蚀刻液：
第一步：将新蒸馏的醋酸、硝酸、磷酸、表面活性剂、金属抑制剂复配混合物和纯水六种原料按配比称重配置；
第二步：先加入所需纯水的1/3量至配料罐，在搅拌下加入所需量硝酸，搅拌混合均匀；
第三步：往混合液中在在搅拌下加入磷酸、醋酸混合均匀，然后加入所需1/3的纯水，充分搅拌；
第四步：往第三步所得的混合物中加入表面活性剂、金属抑制剂复配混合物，充分搅拌，加入最后1/3的纯水；所述1/2的金属抑制剂在配制过程中加入，剩余1/2的金属抑制剂在使用过程中加入；
第五步：将混合物通入过滤器中过滤，得到所述柔性面板用阳极蚀刻液。
第六步：剩余金属抑制剂添加过程，将第五步中的预混液加入蚀刻槽后，将待蚀刻的样品放入蚀刻槽内，首先添加柠檬酸，再加入丙烯酰胺，待溶液澄清后迅速加入亚甲基双丙烯酰胺，上述添加过程均进行搅拌。
蚀刻温度为45℃，蚀刻的时间为30～50s。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：所述表面活性剂为1.5％的脂肪酸甲酯乙氧基化物和1.5％的脂肪醇聚氧乙烯醚；所述金属抑制剂为3％的钼酸钠、2.6％的琥珀酸和0.4％的苯并三氮唑钠盐，所述金属抑制剂一次性加入蚀刻液中；所述保护剂为1％的烟酸。
对照例
对照例与实施例1的区别在于，所述表面活性剂为3％的脂肪醇聚氧乙烯醚，金属抑制剂为6％的钼酸钠，保护剂为1％的烟酸。
测试所述钼铝兼容蚀刻液蚀刻效果：将镀有ITO/Ag/ITO叠层膜的柔性面板在45℃下使用上述实施例1-2和对照例制备的蚀刻液中，蚀刻完成后，通过扫描电镜放大45k倍，观察蚀刻后的效果，结果如下表：
Figure BDA0002398325970000061
通过对比发明，采用复配的金属抑制剂后，能够显著改善ITO/Ag/ITO叠层膜的外观，并且关键尺寸损失双边之和小于1.5um，柔性面板表面无残留。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种有源矩阵有机发光二极体显示器用阳极蚀刻液，其特征在于，包括磷酸、醋酸、硝酸、表面活性剂、金属抑制剂、保护剂和水，上述蚀刻液的原料按重量百分比计算，磷酸含量为60~70%，醋酸含量为15~30%，硝酸含量为2~5%，表面活性剂含量为0.3~5%，金属抑制剂含量为0.1~5%，保护剂含量为0.1~5%，各组分重量百分比之和为100%，所述蚀刻液的PH值为1~2.5；
所述金属抑制剂为柠檬酸、丙烯酰胺和亚甲基丙烯酰胺，按金属抑制剂重量百分比计算，柠檬酸含量为2~5%，丙烯酰胺含量为13~18%，亚甲基丙烯酰胺含量为80~85%；
所述表面活性剂为脂肪酸甲酯乙氧基化物、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵中的一种或几种的混合物；
所述保护剂为烟酸、乙二胺四亚甲基磷酸、乙二胺四亚甲基磷酸钠、羟基乙叉二磷酸钠中的一种或几种混合。
2.根据权利要求1所述的一种有源矩阵有机发光二极体显示器用阳极蚀刻液，其特征在于，所述金属抑制剂或为钼酸钠、琥珀酸和苯并三氮唑钠盐，按金属抑制剂重量百分比计算，钼酸钠的含量为40~60%，琥珀酸的含量为30~50%，苯并三氮唑钠盐的含量为5~10%。
3.一种如权利要求1或2所述的有源矩阵有机发光二极体显示器用阳极蚀刻液在液晶显示面板中的应用。
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