导电薄膜的消影方法与流程

本发明涉及一种导电薄膜的消影方法。

背景技术：
目前，透明导电薄膜主要有金属氧化物薄膜、纳米金属薄膜、导电聚合物薄膜、碳纳米管或者石墨烯薄膜。其中铟锡氧化物(ITO)薄膜最为广泛应用，但铟资源面临紧缺的局面，而且ITO导电薄膜的真空溅镀的工艺较为复杂，工艺温度也较高。随着技术的发展，可以采用涂布工艺的纳米金属薄膜，例如纳米银透明导电薄膜成为ITO导电薄膜有力的替代材料。纳米银线透明导电薄膜包括银线和聚合物基质，银线在基质中散布或嵌入，形成导电的网格结构。采用涂布工艺的银线金属薄膜是将银线和聚合物混溶于溶剂中，然后以旋涂或者其他方式涂布于基材上。图案化导电薄膜是指将基材上的透明导电膜层进行线路化，如黄光蚀刻、激光刻蚀、丝印等，形成一系列的驱动元件，同时具有透明和导电性。图案化透明导电薄膜作为驱动电路广泛应用于各种器件中，如显示器、触摸屏以及薄膜光电池中的透明电极，也可以用作防静电层及电磁波屏蔽层。图案化导电薄膜分为电极区和非电极区，由于纳米金属薄膜的电极区和非电极区同时在透过率、雾度、折射率存在着光学差异，电极区的边缘易被人眼看到，当此薄膜应用于触摸屏及其他器件时，导致屏幕雾化及显示图像特别是文字时产生模糊感、颗粒感和扭曲感。因此，有必要对现有的技术进行改进，使电极边缘区域不可见(或者称为消影)。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种使电极区边缘区域不可见的导电薄膜的消影方法。为解决实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种导电薄膜的消影方法，所述导电薄膜包括基板、位于基板上的电极区及位于基板上的非电极区，所述电极区形成所述导电薄膜的图案，所述电极区包括基质及纳米金属，在形成所述导电薄膜的过程中，所述消影方法包括如下步骤：(a).利用光刻胶保护膜来保护所述电极区；(b).将填充液涂布于非电极区后，进行固化；所述填充液包括溶剂、基质物及纳米颗粒；所述溶剂为水或乙醇；所述基质物为聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯和聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚酯、聚氯乙烯、羟丙基甲基纤维素、或羧甲基纤维素钠；所述纳米颗粒为金属氧化物颗粒或金属纳米颗粒;所述纳米颗粒的大小为0.1μm~100μm；(c).用腐蚀液去除所述光刻胶保护膜，使所述非电极区和所述电极区的折射率相同或相近、雾度相差≤3%、透过率相差≤1%。作为本发明进一步改进的技术方案：所述溶剂的含量为95%~99%，所述基质物的含量为0.01%~3%。作为本发明进一步改进的技术方案：所述基质物的含量为0.05%~1%。作为本发明进一步改进的技术方案：所述金属氧化物颗粒为二氧化钛、氧化铁或氧化锌。作为本发明进一步改进的技术方案：所述纳米颗粒的大小为1μm~20μm。作为本发明进一步改进的技术方案：经过步骤(c)之后，所述非电极区具有与所述电极区同种基质的绝缘纳米金属网格；。作为本发明进一步改进的技术方案：所述纳米金属网格的方阻大于106Ω/□。作为本发明进一步改进的技术方案：所述填充液的配制在室温下进行，将大小为1μm~10μm、含量为10%的纳米银颗粒水溶液，取X1*20g溶于去离子水的混合溶液中，搅拌，再将X1*3g聚乙烯醇添加至上述溶液中，搅拌；所述X1为比例系数且数值相同。作为本发明进一步改进的技术方案：所述填充液的配制在室温下进行，将大小为1μm~10μm、含量为10%的纳米银颗粒水溶液，取X2*20g溶于去离子水的混合溶液中，搅拌，再将X2*0.1g羟丙基甲基纤维素(HPMC)添加至上述溶液中，搅拌；所述X2为比例系数且数值相同。作为本发明进一步改进的技术方案：步骤(b)中，将填充液涂布于非电极区后，在100℃的温度下烘烤10分钟进行固化；步骤(c)中，所述腐蚀液为5%的氢氧化钠的溶液，在去除所述光刻胶保护膜之后，在100℃的温度下烘烤10分钟。与现有技术相比，本发明能够使非电极区和电极区的折射率、雾度、透过率的差异降低，从而使电极区和非电极区具有相似的光学性质，最终使电极区边缘区域不易被人眼分辨。附图说明图1是本发明导电薄膜的消影方法于第一实施方式中的流程示意图。图2是非电极区未填充纳米金属线的图案化形貌。图3是非电极区填充纳米金属线的图案化形貌。图4是非电极区未填充图案化形貌。图5是非电极区填充基质后的图案化形貌。图6本发明导电薄膜的消影方法于第二实施方式中的流程示意图。图7是非电极区纳米金属完全被蚀刻掉图案化形貌。图8是非电极区纳米金属仅被氧化的图案化形貌。具体实施方式导电薄膜包括基板、位于基板上的电极区及位于基板上的非电极区，所述电极区形成所述导电薄膜的图案，所述电极区及非电极区均包括基质及纳米金属。经验证：纳米金属的网格的密度越小、线长线径越小，纳米金属薄膜的导电能力越弱；纳米金属的网格的表面氧化程度越高，导电能力越弱。本发明正是基于上述两种验证而分为两种实施方式。大体上，第一实施方式是通过在非电极区涂布和电极区具有同种基质的绝缘纳米金属网格，或者是通过在非电极区涂布和电极区的基质具有相同或者相近折射率和雾度的聚合物薄膜，使非电极区和电极区的折射率、雾度、透过率的差异降低，从而使电极区和非电极区具有相似的光学性质，最终使电极区边缘区域不易被人眼分辨。第二实施方式是通过在导电薄膜图案化阶段，不将非电极区的纳米金属和基质完全蚀刻掉，通过改善蚀刻液配方、蚀刻时间、蚀刻温度将部分纳米金属氧化粉化冲洗掉及部分被氧化绝缘，以及大部分基质继续附着在基板上，然后高温固化，从而使电极区和非电极区具有相似的光学性质，最终使电极区边缘区域不易被人眼分辨。以下就这两种实施方式进行详细说明。请参图1所示，本发明于第一实施方式中揭示了一种导电薄膜的消影方法，在形成所述导电薄膜的过程中，所述消影方法包括如下步骤：(a).利用光刻胶保护膜来保护所述电极区；(b).将填充液涂布于非电极区后，进行固化；(c).用腐蚀液去除所述光刻胶保护膜，使所述非电极区和所述电极区的折射率相同或相近、雾度相差≤3%、透过率相差≤1%。步骤(c)中具有保护光刻胶去除的作用。所述填充液包括两种配方，在第一种配方中，所述填充液包括溶剂、基质物及纳米颗粒；所述溶剂包括但不限于水或乙醇等；所述基质物包括但不限于聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯和聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚酯、聚氯乙烯、羟丙基甲基纤维素、或羧甲基纤维素钠等；所述纳米颗粒包括但不限于金属氧化物颗粒或金属纳米颗粒。优选地，在第一种配方中，所述溶剂的含量为95%~99%，所述基质物的含量为0.01%~3%。优选地，所述基质物的含量为0.05%~1%。所述金属氧化物颗粒为二氧化钛、氧化铁、或氧化锌。纳米金属包括但不限于金、银、铜等。所述纳米颗粒的大小为0.1μm~100μm，优选地，所述纳米颗粒的大小为1μm~20μm。图2及图3为使用第一种配方的填充液对非电极区进行处理前后的对比图。经过步骤(c)之后，在非电极区域填充散布于基质的纳米金属网格，并且所述非电极区具有与所述电极区同种基质的绝缘纳米金属网格。优选地，所述纳米金属网格的方阻大于106Ω/□，电路没有短路的现象。在第二种配方中，所述填充液包括溶剂、基质物及表面活性剂；所述溶剂包括但不限于水或乙醇等；所述基质物包括但不限于聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯和聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚酯、聚氯乙烯、羟丙基甲基纤维素、或羧甲基纤维素钠等。在第二种配方中，所述溶剂的含量为98%~99.9%，所述基质物的含量为0.1%~2%，所述表面活性剂的含量为1ppm~20ppm。优选地，所述基质物的含量为0.1%~1%。图4及图5为使用第二种配方的填充液对非电极区进行处理前后的对比图。经过步骤(c)之后，所述非电极区具有与所述电极区的基质相同或相近折射率和雾度的聚合物薄膜。以下就填充液的配置举例说明：第一种情形下，所述填充液的配制在室温下进行，将大小为1μm~10μm、含量为10%的纳米银颗粒水溶液，取X1*20g溶于去离子水的混合溶液中，搅拌，再将X1*3g聚乙烯醇添加至上述溶液中，搅拌；所述X1为比例系数且数值相同。第二种情形下，所述填充液的配制在室温下进行，将大小为1μm~10μm、含量为10%的纳米银颗粒水溶液，取X2*20g溶于去离子水的混合溶液中，搅拌，再将X2*0.1g羟丙基甲基纤维素(HPMC)添加至上述溶液中，搅拌；所述X2为比例系数且数值相同。第三种情形下，所述填充液为单纯的羟丙基甲基纤维素(HPMC)溶液或者聚酯(Vylon)溶液。步骤(b)中，将填充液涂布于非电极区后，在100℃的温度下烘烤10分钟进行固化；步骤(c)中，所述腐蚀液为5%的氢氧化钠的溶液，在去除所述光刻胶保护膜之后，在100℃的温度下烘烤10分钟。本发明于第一实施方式中的导电薄膜的消影方法，其中填充液中的基质材料与电极区中的基质材料相同或相近，具有相同或相近的折射率，而填充液中的纳米金属可以使光发散，降低与电极区的差异，从而使电极区和非电极区具有相似的光学性质，最终使电极区边缘区域不易被人眼分辨。请参图6所示，本发明于第二实施方式中揭示了一种导电薄膜的消影方法，在形成所述导电薄膜的过程中，所述消影方法包括如下步骤：(a).利用光刻胶保护膜来保护所述电极区；(b).利用刻蚀液使所述非电极区的纳米金属氧化，而不完全蚀刻掉所述非电极区的纳米金属和基质，使所述非电极区和所述电极区的折射率相同或相近、雾度相差≤3%、透过率相差≤1%。优选地，所述刻蚀液包括但不限于硝酸、高锰酸钾、氯化铁、双氧水溶液、或者这些物质的混合溶液，氧化组分的含量为1%~60%，蚀刻时间在1~10分钟之间。在步骤(b)中，所述导电薄膜被浸入所述刻蚀液中一段时间；当所述非电极区的纳米金属被氧化之后，对所述导电薄膜进行加热、固化，使非电极区的纳米金属的网格绝缘化。以下就刻蚀液的配置举例说明：第一种情形下，所述刻蚀液的配制在室温下进行，取Y1*50g高锰酸钾溶于Y1*445g去离子水中，再取Y1*5g20%的硝酸溶液加入以上配制的溶液中；在步骤(b)中，将所述导电薄膜浸入所述刻蚀液中5~500s，使所述非电极区被绝缘化失去导电性，再放入烘箱100℃烘烤10分钟；所述Y1为比例系数且数值相同。第二种情形下，所述刻蚀液的配制在室温下进行，取Y2*50g氯化铁溶于Y2*450g去离子水中；在步骤(b)中，将所述导电薄膜浸入所述刻蚀液中5~1000s，使所述非电极区被绝缘化失去导电性，再放入烘箱100℃烘烤10分钟；所述Y2为比例系数且数值相同。第三种情形下，所述刻蚀液的配制在室温下进行，取Y3*250g氯化铁溶于Y3*250g去离子水中；在步骤(b)中，将所述导电薄膜浸入所述刻蚀液中5~500s，使所述非电极区被绝缘化失去导电性，再放入烘箱100℃烘烤10分钟；所述Y3为比例系数且数值相同。第四种情形下，所述刻蚀液的配制在室温下进行，取Y4*125g氯化铁溶于Y4*325g去离子水中；在步骤(b)中，将所述导电薄膜浸入所述刻蚀液中10~600s，使所述非电极区被绝缘化失去导电性，再放入烘箱100℃烘烤10分钟；所述Y4为比例系数且数值相同。图7及图8为非电极区纳米金属完全被蚀刻掉及仅被氧化的对比图。优选地，在步骤(b)之后，所述非电极区的纳米金属的网格的方阻大于106Ω/□，电路没有短路的现象。本发明于第二实施方式中的导电薄膜的消影方法，其中，经过步骤(b)之后，蚀刻液使非电极区的纳米金属氧化，而不完全蚀刻掉纳米金属和基质，从而使电极区和非电极区具有相似的光学性质，最终使电极区边缘区域不易被人眼分辨。需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。