CN113470890B - 一种透明导电薄膜结构及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透明导电薄膜结构及其制作方法，所述透明导电薄膜结构具有基板和金属网格；包括如下步骤：提供由玻璃或石英制成的基板；在所述基板的至少1个表面镀金属氧化物层；在所述金属氧化物层的表面制作光刻胶层，然后对光刻胶层进行刻蚀处理，使得光刻胶层内形成与所述金属网格匹配的凹槽；以所述金属氧化物层为阴极，镀层金属为阳极，电镀，在金属氧化物层的表面形成金属网格；然后，去除剩余的光刻胶层，获得透明导电薄膜结构成品。本发明的工艺简单，无需金属纳米粒子等电镀阴极材料，适合工业化生产，可以基于金属氧化物和金属网格得到更加优化的透明导电薄膜结构。

Description

一种透明导电薄膜结构及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种透明导电薄膜结构及其制作方法。

背景技术

透明导电材料广泛应用于光电子器件中，如触控屏、发光二极管、太阳能电池、电磁屏蔽膜、透明电加热膜和红外成像技术中，目前，用作透明导电材料主要还是以ITO为主的导电氧化物，然而ITO有一些缺点，包括成本高和它的易脆性，其中金属网格一直以低成本的优势被称为是可以代替ITO成为下一代商用的透明导电材料，由于金属网格需要做到小于5μm的线径才能消除莫瑞干涉效应，一般需要采用电镀、激光光刻或者纳米压印等技术来实现。

中国专利说明书CN201410464874.2公开了了一种基于微金属网格的电磁屏蔽罩及其制备方法，通过微纳压印的方法在柔性衬底上形成微金属网格沟槽，将纳米导电浆料通过刮涂方式填充到微金属网格沟槽中，并烧结形成微金属导电薄膜，通过电铸沉积后形成微金属网格。

现有技术《新型金属网格透明导电膜及应用研究》公开了一种透明导电膜的制作工艺，其先在清洁的玻璃衬底上旋涂光刻胶，接着进行曝光和显影得到所需的凹槽网格图案，在网格图案上进行银镜反应使表面形成导电薄银层，再置于电镀装置中电镀一层镍形成压印镍板，然后利用镍板在涂覆了一层液态紫外固化胶的PET上压印出凹槽结构，利用紫外灯固化，在PET表面的凹槽中填充金属纳米颗粒，使用光或者热的烧结方式使金属纳米颗粒导通，最后在填有金属纳米颗粒的网格上电镀一层金属。

由上可知，现有的透明导电薄膜结构的制作技术的缺点是需要采用纳米转印等复杂工艺，并需要使用金属纳米粒子作为电镀电极材料，增加了工艺复杂度与生产成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种透明导电薄膜结构的制作方法，以通过更为简单的工艺，获得高分辨率的金属网格；本发明的目的之二在于提供一种透明导电薄膜结构.

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种透明导电薄膜结构的制作方法，所述透明导电薄膜结构具有基板和金属网格；包括如下步骤：

S1、提供由玻璃或石英制成的基板；

S2、在S1所述基板的至少1个表面镀金属氧化物层；

其中，所述金属氧化物层包含AZO、ITO、FTO中的一种或几种；

S3、在所述金属氧化物层的表面制作光刻胶层，然后对光刻胶层进行刻蚀处理，使得光刻胶层内形成与所述金属网格匹配的凹槽；

其中，所述凹槽贯通光刻胶层的两个表面；

S4、以所述金属氧化物层为阴极，镀层金属为阳极，电镀，在金属氧化物层的表面形成金属网格；然后，去除剩余的光刻胶层，获得透明导电薄膜结构成品；

其中，所述镀层金属包括Ag、Au、Cu、Al、Ni中的一种或几种。

进一步地，S1和S2之间，还包括对基板进行清洗的步骤，优选地，对基板进行超声清洗。

进一步地，所述金属氧化物层的厚度为30-300nm，进一步为50-280nm，更进一步为80-250nm。

进一步地，S3中，在所述金属氧化物层的旋涂光刻胶，然后烘烤去除溶剂，在所述金属氧化物层的表面形成光刻胶层。

进一步地，S3中，所述光刻胶层的厚度为500-700nm，进一步为550-650nm。

一般地，金属网格的厚度为500-700nm，进一步为550-650nm。

进一步地，S3中，所述凹槽的宽度小于5μm。

进一步地，所述镀层金属包括Ag、Au、Cu、Al、Ni中的几种，可选地，根据需要依次以不同金属为阳极，进行电镀，形成具有多种金属的金属网格。

一种透明导电薄膜结构，由如上所述的制作方法制作而成。

本发明先在基板上制作金属氧化物层，直接采用金属氧化物层直接作为电镀电极材料，无需另外增加电镀导电层，可以在简化工艺的同时，在金属氧化物层上形成线径为2μm的高分辨的金属网格，结合金属氧化物与金属网格两者的光学与导电性特性，可以得到更优化的透明导电指标，不考虑基底的影响复合导电薄膜的导电性和透光性可达到0.6Ω/sq和88.7%，远优于金属氧化物和5μm线径金属网格在同样透光性水平下15Ω/sq与2.1Ω/sq的导电性能。

本发明的工艺简单，无需金属纳米粒子等电镀阴极材料，制作成本低，适合工业化生产，可以基于金属氧化物和金属网格得到方阻和透光性达0.6Ω/sq、88.7%的高性能透光导电薄膜。

附图说明

图1是本发明的一种透明导电薄膜结构的制作方法。

图中，1-基板，2-金属氧化物层，3-金属网格。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

实施例1

本实施例中，透明导电薄膜结构的制作方法如下：

将玻璃基板通过抛光处理后获得表面粗糙度为0.5nm、平面度为±10μm的高质量表面；

将抛光后的基板通过超声波清洗去除表面脏污；

将超声清洗后的基板通过磁控或电子束或蒸发镀膜等方式在基板表面镀一层厚度为30nm 的AZO层，作为金属氧化物层；

在金属氧化物层上旋涂光刻胶，光刻胶厚度700nm，将涂胶后的基片烘烤去除溶剂，形成光刻胶层；

将匀胶烘烤后的基板进行曝光、显影得到与金属网格匹配的凹槽，凹槽宽度小于5μm；

以金属氧化物层为阴极，镀层金属Ag为阳极，进行电镀，形成金属网格；

清洗后放入去胶液去胶，得到方块电阻和平均透光性为0.6Ω/sq、88.7%的高性能透光导电薄膜。

实施例2

重复实施例1，区别之处仅在于：采用ITO制作金属氧化物层，得到的复合透光导电薄膜的方块电阻和平均透光性为0.5Ω/sq、86.4%。

实施例3

重复实施例1，区别之处仅在于：采用FTO制作金属氧化物层，得到的复合透光导电薄膜的方块电阻和平均透光性为0.7Ω/sq、85.9%。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.一种透明导电薄膜结构的制作方法，所述透明导电薄膜结构具有基板（1）和金属网格（3）；其特征在于，包括如下步骤：

S1、提供由玻璃或石英制成的基板（1）；

S2、在S1所述基板的至少1个表面镀金属氧化物层（2）；

其中，所述金属氧化物层（2）包含AZO、ITO、FTO中的一种或几种；

S3、在所述金属氧化物层（2）的表面制作光刻胶层，然后对光刻胶层进行曝光显影处理，使得光刻胶层内形成与所述金属网格（3）匹配的凹槽；

其中，所述凹槽贯通光刻胶层的两个表面；

S4、以所述金属氧化物层（2）为阴极，镀层金属为阳极，电镀，在金属氧化物层（2）的表面形成金属网格（3）；然后，去除剩余的光刻胶层，获得透明导电薄膜结构成品；

其中，所述镀层金属包括Ag、Au、Cu、Al、Ni中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，S1和S2之间，还包括对基板进行清洗的步骤。

3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，对基板进行超声清洗。

4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述金属氧化物层（2）的厚度为30-300nm。

5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，S3中，在所述金属氧化物层（2）的旋涂光刻胶，然后烘烤去除溶剂，在所述金属氧化物层（2）的表面形成光刻胶层。

6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，S3中，所述光刻胶层的厚度为500-700nm。

7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，S3中，所述凹槽的宽度小于5μm。

8.一种透明导电薄膜结构，其特征在于，由如权利要求1-7任一项所述的制作方法制作而成。

Images