CN114649195A - 一种光学基底表面ito薄膜的高效去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光学技术领域，具体涉及一种光学基底表面ITO薄膜的高效去除方法,该方法将将锌粉或铝粉大致均匀地撒在镀有ITO薄膜的光学基底表面；用软性耐腐蚀物蘸取盐酸对ITO薄膜表面反复均匀擦拭，然后将擦拭好的光学基底放在清水槽中用超声波清洗，去除表面水分。该方法对于光学基底表面镀制的ITO薄膜，能够有效、快速地实现去除ITO薄膜，不易损伤光学基底表面。该方法不仅适用于化学稳定性较好的k9玻璃、石英玻璃等光学材料，同时也适用于ZnS、ZnSe、蓝宝石、CaF2、BaF2等易腐蚀易损伤光学基底。
Description
技术领域
本发明属于光学技术领域，具体涉及一种光学基底表面ITO薄膜的高效去除方法。
背景技术
ITO(氧化铟锡)是一种复合材料，具有良好的导电性和透光性而常被用于制造光电器件。常用磁控溅射、离子束溅射、射频溅射以及离子辅助沉积等真空镀膜方式，在光学器件表面制备兼具良好导电性和良好透光性的薄膜，以实现光电器件所需的功能。然而，当在光学基底表面制备的ITO薄膜未达到指标或出现质量问题时，就需要将ITO薄膜去除掉，同时又不能损伤光学基底表面。
现有的去除ITO薄膜技术，主要有两大类，一是采用物理磨抛的方式，直接将ITO薄膜通过磨抛而去除；二是将光学器件浸泡在酸、碱等化学溶剂中，利用化学反应的方法使ITO薄膜被分解，再通过清洗的方式将ITO薄膜彻底清洁。目前，这两大类方式都存在一定的不足，其中，物理磨抛方式退膜效率低，而且磨抛可能会损伤光学基底表面、破坏基底的面型；而利用化学溶剂浸泡的方式，由于化学反应需要一定的时间，可能会腐蚀光学基底，破坏光学表面，尤其是对于ZnS、ZnSe、蓝宝石、CaF2、BaF2等易被化学溶剂腐蚀的基底材料，浸泡时间较长时，容易损伤光学基底。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：为了提高去除光学基底表面的ITO薄膜，同时又不易损伤光学基底，如何提出一种能够快速、高效、低成本、易操作、不易破坏光学基底的去除ITO薄膜的方法。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种光学基底表面ITO薄膜的高效去除方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：给将要去除的ITO薄膜表面撒适量的金属粉；
步骤2：使用柔性且耐酸的工具，蘸取盐酸液，在撒有金属粉的ITO薄膜表面反复轻擦，使ITO薄膜被快速分解，同时不损伤光学基底表面；
步骤3：使用清水超声波清洗去膜后的光学基底，并做脱水处理。
其中，所述步骤1中，所述金属粉为易与盐酸反应的金属粉材料。
其中，所述步骤1中，所述金属粉为铝粉或锌粉。
其中，所述铝粉或锌粉的颗粒小于0.1mm。
其中，所述光学基底包括石英、k9玻璃在内的各种耐酸碱腐蚀的光学基底。
其中，所述光学基底包括ZnS、ZnSe、CaF2、BaF2、蓝宝石在内的各种易被酸碱腐蚀、易损伤的光学基底。
其中，所述步骤2中，所述柔性且耐酸的工具为脱脂棉球。
其中，所述步骤2中，所述柔性且耐酸的工具为脱脂布。
其中，所述步骤2中，所述用蘸有盐酸的工具擦拭ITO薄膜表面的时间t由t＝(S×d)×(5000±1000)计算，单位为秒；其中，S为ITO薄膜的面积，单位为mm2；d为ITO薄膜的几何厚度,单位为mm。
其中，所述步骤3中，将所述去除ITO薄膜之后的光学基底在超纯水中用超声波清洗3分钟～5分钟；并将所述用超声波清洗之后的光学基底，使用包括无水乙醇、乙醚、丙酮在内的易挥发有机溶剂脱水处理；或者将所述用超声波清洗之后的光学基底，使用烘箱进行烘干处理。
(三)有益效果
本发明所提供的去除光学基底表面ITO薄膜的方法，其对于光学基底表面镀制的ITO薄膜，能够有效、快速地实现去除ITO薄膜，不易损伤光学基底表面。该方法不仅适用于化学稳定性较好的k9玻璃、石英玻璃等光学材料，同时也适用于ZnS、ZnSe、蓝宝石、CaF2、BaF2等易腐蚀易损伤光学基底。
与现有技术相比较，本发明能够将光学基底表面的ITO薄膜快速的去除，同时不易损伤光学基底表面，适用于绝大多数的光学基底材料，尤其是针对去除ZnS、ZnSe、蓝宝石、CaF2、BaF2等易损伤、易被酸碱溶液腐蚀的光学基底材料表面镀制的ITO薄膜，本发明能够在不损失光学基底表面的情况下，快速去除ITO薄膜。
本发明技术方案所使用锌粉或铝粉相比于其他颗粒硬度较低，不易损伤光学基底表面。
本发明技术方案所使用锌粉或铝粉，与盐酸发生反应，释放的热量使局部发热而促进锌粉或铝粉和水发生反应，生产OH—离子。OH—离子与ITO中的SnO2反应，同时，盐酸中的H+离子与ITO中的In2O3反应，使得ITO薄膜被加速分解，形成易溶于水的物质。
在擦拭的过程中，微细的金属颗粒对光学表面少量残留的杂质有一定的复新去除效果，促进了ITO薄膜被快速、完全地去除。
由此，本发明所使用的材料简单，操作容易，能够在短时间内彻底去除ITO薄膜。
附图说明
图1为本发明实施方式中的去除ITO薄膜方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，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详细描述。
为解决上述技术问题，本发明提供一种光学基底表面ITO薄膜的高效去除方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：给将要去除的ITO薄膜表面撒适量的金属粉；
步骤2：使用柔性且耐酸的工具，蘸取盐酸液，在撒有金属粉的ITO薄膜表面反复轻擦，使ITO薄膜被快速分解，同时不损伤光学基底表面；使用盐酸液擦拭撒有金属粉的ITO薄膜表面，时间短、去除彻底，不用长时间浸泡，不用涂覆溶剂或膏，因而不易损伤光学基底表面；
步骤3：使用清水超声波清洗去膜后的光学基底，并做脱水处理。
其中，所述步骤1中，所述金属粉为易与盐酸反应的金属粉材料。
其中，所述步骤1中，所述金属粉为铝粉或锌粉。
其中，所述铝粉或锌粉的颗粒小于0.1mm。所述撒在ITO薄膜表面的铝粉或锌粉大致能够均匀地覆盖ITO表面。
其中，所述光学基底包括石英、k9玻璃在内的各种耐酸碱腐蚀的光学基底。
其中，所述光学基底包括ZnS、ZnSe、CaF2、BaF2、蓝宝石在内的各种易被酸碱腐蚀、易损伤的光学基底。
其中，所述步骤2中，所述柔性且耐酸的工具为脱脂棉球。
其中，所述步骤2中，所述柔性且耐酸的工具为脱脂布。
其中，所述步骤2中，所述用蘸有盐酸的工具擦拭ITO薄膜表面的时间t由t＝(S×d)×(5000±1000)计算，单位为秒；其中，S为ITO薄膜的面积，单位为mm2；d为ITO薄膜的几何厚度,单位为mm。
其中，所述步骤3中，将所述去除ITO薄膜之后的光学基底在超纯水中用超声波清洗3分钟～5分钟；并将所述用超声波清洗之后的光学基底，使用包括无水乙醇、乙醚、丙酮在内的易挥发有机溶剂脱水处理；或者将所述用超声波清洗之后的光学基底，使用烘箱进行烘干处理。
实施例1
本实施例提供的高效去除光学基底表面ITO薄膜的方法，包括以下步骤：
步骤S110、清除ITO薄膜表面的灰尘杂质。
优选的，使用蘸有无水乙醇、乙醚混合液的脱脂棉球对镀有ITO薄膜的光学基底表面进行简单地轻擦。
步骤S120、在ITO薄膜表面撒适量的铝粉或锌粉。
优选的，铝粉和锌粉颗粒小于0.1mm，锌粉能够大致均匀覆盖ITO薄膜表面即可。
步骤S130、使用脱脂棉球湛取盐酸液在撒有锌粉的ITO薄膜表面反复、均匀轻擦。
优选的，所使用盐酸液浓度为10％～38％。
优选的，所述使用盐酸和金属粉轻擦ITO薄膜表面的时间控制在t＝(S×d)×(5000±1000)范围内，单位为秒；其中，S为ITO的面积，单位为mm2；d为ITO薄膜的几何厚度,单位换算为mm。
优选的，所述使用盐酸和金属粉轻擦ITO薄膜在通风良好的环境下进行。
锌粉或铝粉和盐酸发生反应，释放热量，这些热量使得局部发热而促进锌粉或铝粉和水发生反应，生产OH—离子。OH—离子与ITO中的SnO2反应，同时，盐酸中的H+离子与ITO中的In2O3反应，使得ITO薄膜被分解，形成易溶于水的物质。在擦拭的同时，微细的金属颗粒能够起到对光学表面少量残留的杂质进行复新去除，同时，盐酸与铝粉或锌粉反应释放热量促进了ITO薄膜被反应分解，以达到能够快速、完全地去除ITO薄膜的效果。
步骤S140、将轻擦之后的光学基底放置于超声波清洗槽中，使用清水超声清洗。
优选的，超声清洗时间为3分钟～5分钟。
步骤S150、将清洗干净的光学基底使用无水乙醇、乙醚、丙酮等易挥发溶剂进行脱水处理。
优选的，使用脱脂棉球湛取无水乙醇、乙醚溶液或丙酮溶液轻擦光学基底完整表面，使其表面水分挥发干净。
实施例2
本实施例2的光学基底表面ITO薄膜的方法包括以下步骤：
(1)使用蘸有无水乙醇、乙醚混合液的脱脂棉球轻擦表面镀有ITO薄膜的蓝宝石光学基底，面积约3000mm2，ITO薄膜几何厚度约150nm＝1.5×10-5mm，以去除表面的灰尘杂质。
(2)将颗粒小于0.1mm的铝粉较为均匀地撒在ITO薄膜表面，使铝粉大致能够覆盖ITO薄膜表面即可。
(3)使用蘸有20％盐酸的脱脂棉球在撒有铝粉的ITO薄膜表面均匀擦拭，持续擦拭约270秒。
(4)将擦拭后的蓝宝石光学基底放在超声波清水槽中，使用超声波清洗5分钟。
(5)将清洗之后的蓝宝石光学基底从清水槽中取出，使用蘸有无水乙醇、乙醚混合液的脱脂棉球完整地轻擦蓝宝石光学基底表面，以去除表面的水分。
(6)在日光灯下人眼观察光学基底，表面清洁无ITO及其他杂质，无明显损伤，无明显腐蚀印迹；通过四探针方块电阻测试仪测试蓝宝石基底表面电阻，显示为无限大。
实施例3
本实施例3的光学基底表面ITO薄膜的方法包括以下步骤：
(1)使用蘸有无水乙醇、乙醚混合液的脱脂棉球轻擦表面镀有ITO薄膜的ZnS光学基底，面积约3000mm2，ITO薄膜几何厚度约150nm＝1.5×10-5mm，以去除表面的灰尘杂质。
(2)将颗粒小于0.1mm的锌粉较为均匀地撒在ITO薄膜表面，使锌粉大致能够覆盖ITO薄膜表面即可。
(3)使用蘸有38％盐酸的脱脂布在撒有锌粉的ITO薄膜表面均匀擦拭，持续擦拭约180秒。
(4)将擦拭后的ZnS光学基底放在超声波清水槽中，用超声波清洗4分钟。
(5)将清洗之后的ZnS光学基底从清水槽中取出，使用蘸有丙酮的脱脂棉球完整地轻擦ZnS基底表面，以去除表面的水分。
(6)在日光灯下人眼观察ZnS基底，表面清洁无ITO及其他杂质，无明显损伤，无明显腐蚀印迹；通过四探针方块电阻测试仪测试基底表面电阻，显示为无限大。
实施例4
实施例4的光学基底表面ITO薄膜的方法包括以下步骤：
(1)使用蘸有无水乙醇、乙醚混合液的脱脂棉球轻擦表面镀有ITO薄膜的石英光学基底，面积约3000mm2，ITO薄膜几何厚度约150nm＝1.5×10-5mm，以去除表面的灰尘杂质。
(2)将颗粒小于0.1mm的铝粉较为均匀地撒在ITO薄膜表面，使锌粉大致能够覆盖ITO薄膜表面即可。
(3)使用蘸有10％盐酸的脱脂布在撒有铝粉的ITO薄膜表面均匀擦拭，持续擦拭约220秒。
(4)将擦拭后的石英基底放在超声波清水槽中，用超声波清洗3分钟。
(5)将清洗之后的石英基底从清水槽中取出，使用蘸有无水乙醇、乙醚混合液的脱脂棉球完整地轻擦石英基底表面，以去除表面的水分。
(6)在日光灯下人眼观察石英基底，表面清洁无ITO及其他杂质，无明显损伤，无明显腐蚀印迹；通过四探针方块电阻测试仪测试基底表面电阻，显示为无限大。
综上，本发明属于光学技术领域，具体涉及一种光学基底表面ITO薄膜的高效去除方法,该方法使用锌粉或铝粉、盐酸共同作用于ITO薄膜表面，短时间的擦拭和清洗，对于包括ZnS、ZnSe、CaF2、BaF2、蓝宝石等易腐蚀光学基底在内的各类光学基底不易损伤，并具有较高的清洁效率。操作流程包括：将镀有ITO薄膜的光学基底表面去除灰尘杂质，将颗粒小于0.1mm的锌粉或铝粉大致均匀地撒在ITO薄膜表面；用脱脂棉球或脱脂布等软性耐腐蚀物蘸取浓度为10％～38％的盐酸对ITO薄膜表面反复均匀擦拭，擦拭持续时间控制在t＝(S×d)×(5000±1000)秒内，其中，S为ITO的面积，单位为mm2；d为ITO薄膜的几何厚度,单位换算为mm。然后将擦拭好的光学基底放在清水槽中用超声波清洗3分钟～5分钟，取出光学基底，用无水乙醇、乙醚混合液或丙酮等易挥发有机溶剂擦拭表面，去除表面水分。
当用蘸有盐酸的脱脂棉或棉布擦拭撒有锌粉或铝粉的光学基底表面时，盐酸与锌粉或铝粉发生化学反应而释放热量，这些热量使得局部发热而促进锌粉或铝粉和水发生反应，生产OH—离子。OH—离子与ITO中的SnO2反应，同时，盐酸中的H+离子与ITO中的In2O3反应，使得ITO薄膜被分解，形成易溶于水的物质。在擦拭的同时，微细的金属颗粒能够起到对光学表面少量残留的杂质进行复新去除，同时，盐酸与铝粉或锌粉反应释放热量促进了ITO薄膜被反应分解，达到高效去除ITO薄膜的效果。
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变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种光学基底表面ITO薄膜的高效去除方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1：给将要去除的ITO薄膜表面撒适量的金属粉；
步骤2：使用柔性且耐酸的工具，蘸取盐酸液，在撒有金属粉的ITO薄膜表面反复轻擦，使ITO薄膜被快速分解，同时不损伤光学基底表面；
步骤3：使用清水超声波清洗去膜后的光学基底，并做脱水处理。
2.如权利要求1所述的光学基底表面ITO薄膜的高效去除方法，其特征在于，所述步骤1中，所述金属粉为易与盐酸反应的金属粉材料。
3.如权利要求2所述的光学基底表面ITO薄膜的高效去除方法，其特征在于，所述步骤1中，所述金属粉为铝粉或锌粉。
4.如权利要求3所述的光学基底表面ITO薄膜的高效去除方法，其特征在于，所述铝粉或锌粉的颗粒小于0.1mm。
5.如权利要求1所述的光学基底表面ITO薄膜的高效去除方法，其特征在于，所述光学基底包括石英、k9玻璃在内的各种耐酸碱腐蚀的光学基底。
6.如权利要求1所述的光学基底表面ITO薄膜的高效去除方法，其特征在于，所述光学基底包括ZnS、ZnSe、CaF2、BaF2、蓝宝石在内的各种易被酸碱腐蚀、易损伤的光学基底。
7.如权利要求1所述的光学基底表面ITO薄膜的高效去除方法，其特征在于，所述步骤2中，所述柔性且耐酸的工具为脱脂棉球。
8.如权利要求1所述的光学基底表面ITO薄膜的高效去除方法，其特征在于，所述步骤2中，所述柔性且耐酸的工具为脱脂布。
9.如权利要求1所述的光学基底表面ITO薄膜的高效去除方法，其特征在于，所述步骤2中，所述用蘸有盐酸的工具擦拭ITO薄膜表面的时间t由t＝(S×d)×(5000±1000)计算，单位为秒；其中，S为ITO薄膜的面积，单位为mm2；d为ITO薄膜的几何厚度,单位为mm。
10.如权利要求1所述的光学基底表面ITO薄膜的高效去除方法，其特征在于，所述步骤3中，将所述去除ITO薄膜之后的光学基底在超纯水中用超声波清洗3分钟～5分钟；并将所述用超声波清洗之后的光学基底，使用包括无水乙醇、乙醚、丙酮在内的易挥发有机溶剂脱水处理；或者将所述用超声波清洗之后的光学基底，使用烘箱进行烘干处理。
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