防静电TFT基板的生产工艺的制作方法

文档序号:12749621阅读:315来源:国知局

本发明涉及基板技术领域,特别是涉及一种防静电TFT基板的生产工艺。



背景技术:

目前,含有TFT(Thin-Film Transistor,薄膜场效应晶体管)基板的显示屏成为多种电子设备的主流显示设备,主要因为含有TFT基板的显示屏具有高响应度、高亮度、高对比度等优点。

而TFT式液晶显示屏应用在导航仪、交通工具上时,TFT式液晶显示屏需要有较强的应力,以达到防震、防撞的效果,所以TFT式液晶显示屏中的TFT基板的厚度一般在1mm~1.4mm之间。由于这种TFT基板没有经过薄化处理,表面氧化物、胶、油渍、灰尘残留较多,直接在TFT基板上加工防静电膜后,防静电膜容易脱落,导致TFT式液晶显示屏的防静电效果不好。



技术实现要素:

基于此,有必要提供一种防静电TFT基板的生产工艺,其制得的TFT基板的防静电效果较好。

一种防静电TFT基板的生产工艺,包括如下操作:

用UV胶对TFT基板的边缘进行封胶保护,再使所述UV胶固化,得到固化后的所述TFT基板;

用UV胶溶解剂对固化后的所述TFT基板进行擦拭,除去所述TFT基板的表面残留的所述UV胶,得到封胶后的所述TFT基板;

对封胶后的所述TFT基板依次进行酸溶液处理、第一次水洗、碱性溶液处理和第二次水洗,得到酸洗后的所述TFT基板,其中,碱性溶液为碱和流平剂的混合液;

对酸洗后的所述TFT基板依次进行第三次水洗、洗涤液洗涤、二流体喷淋、超纯水喷淋、高压喷淋、冷风干燥和热风干燥,得到待镀膜的所述TFT基板;以及

在待镀膜的所述TFT基板上磁控溅射沉积形成ITO薄膜,得到防静电TFT基板。

在其中一个实施例中,所述用再使所述UV胶固化的操作为,采用紫外线照射带有所述UV胶的所述TFT基板和所述UV胶,所述紫外线照射的时间为25min~60min。

在其中一个实施例中,所述酸溶液处理的操作为:制备所述酸溶液处理中的酸溶液,将封胶后的所述TFT基板浸泡在所述酸溶液中,并鼓泡搅拌所述酸溶液50min~70min。

在其中一个实施例中,所述制备所述酸溶液处理中的酸溶液的操作为:将质量浓度为70%的硫酸溶液与质量浓度为30%的氢氟酸按体积比300~1000:1的比例混合均匀。

在其中一个实施例中,所述碱性溶液中,所述碱的质量浓度为0.2%~1%,所述流平剂的体积百分比为2%~8%,所述碱性溶液的pH值为11~13。

在其中一个实施例中,所述碱为氢氧化钾或者氢氧化钠;所述流平剂为LX-3233B或BYC-5530。

在其中一个实施例中,所述洗涤液洗涤使用的洗涤液的pH为8~11。

在其中一个实施例中,所述高压喷淋的压力为1kg~2kg。

在其中一个实施例中,所述在待镀膜的所述TFT基板上磁控溅射沉积形成ITO薄膜中,所述TFT基板的温度为60℃~80℃;所述磁控溅射的电压为300V~380V,所述磁控溅射的功率为3000W~3600W;所述磁控溅射的真空度为2.5×10-1Pa~3.50×10-3Pa。

在其中一个实施例中,所述TFT基板的厚度为1mm~1.4mm。

通过上述防静电TFT基板的生产工艺,可以制备得到表面镀有防静电薄膜的TFT基板。首先,采用UV胶对TFT基板的边缘进行封胶保护,再经过酸溶液处理将快速地将TFT基板表面的杂质清除,以提高防静电膜的质量。然后,对TFT基板进行喷淋和干燥,再在TFT基板上磁控溅射沉积形成防静电的ITO膜层,降低TFT基板的表面电阻,使产生的静电迅速从基板表面流出,防止静电的聚集,提高防静电的效果。

附图说明

图1为一实施方式的防静电TFT基板的生产工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

如图1所示的一实施方式的防静电TFT基板的生产工艺,包括如下操作:

S110,用UV胶对TFT基板的边缘进行封胶保护,再使UV胶固化。

首先将贴合好的待处理的TFT基板的四条边缘用UV胶封起来,防止酸溶液处理时,酸从TFT基板的边缘进入TFT基板内部,腐蚀TFT基板的线路,导致TFT基板的损坏。接着,用紫外线照射带有UV胶的TFT基板和UV胶,使UV胶固化。

其中,TFT基板的厚度可以为1mm~1.4mm。对UV胶进行固化的操作可以是采用紫外线照射固化UV胶,紫外线照射的时间为25min~60min。

优选地,采用立式照射对封胶在TFT基板边缘的UV胶进行紫外线照射。将封胶后的TFT基板放入UV固化机内,使用紫外线照射UV胶。UV固化机的温度为55℃~60℃。采用立式照射,可以避免烧坏TFT基板中的液晶分子。

S120,用UV胶溶解剂S110得到的TFT基板进行擦拭,除去TFT基板的表面残留的UV胶。

采用沾有UV胶溶解剂的无尘布,在固化后的TFT基板的表面上擦拭,除去残留在固化后的TFT基板的表面上的UV胶,减少酸溶液处理时TFT基板表面的UV胶对TFT基板的影响。其中,UV胶溶解剂为丙酮或者乙酸乙酯。

S130,对S120得到的TFT基板依次进行酸溶液处理、第一次水洗、碱性溶液处理和第二次水洗,其中,碱性溶液为碱和流平剂的混合溶液。

操作S130中采用的酸溶液为硫酸与氢氟酸的混合溶液。酸溶液由质量浓度为70%的硫酸溶液和质量浓度为30%的氢氟酸溶液按照体积比300~1000:1的比例混合均匀后制得。其中,硫酸可以去除TFT基板表面的灰尘、油污和其他杂质,氢氟酸用于蚀刻TFT基板的表面,去除TFT基板表面氧化的玻璃粉尘。

酸溶液处理的操作为将封胶后的TFT基板浸泡在酸溶液中,并鼓泡搅拌酸溶液50min~70min,蚀刻速率为0.3μm/min~0.9μm/min。蚀刻速率为单位时间内氢氟酸腐蚀TFT基板的表面厚度。影响蚀刻速率的因素有:氢氟酸的浓度、蚀刻时的温度以及鼓泡管的均匀性等。其中,温度一般为20℃~30℃。

采用的碱性溶液的pH值为11~13,碱性溶液为碱和流平剂的混合溶液。其中,碱性溶液中的碱的质量浓度为0.2%~1%,流平剂的体积百分比为2%~8%,溶剂为水。碱可以是氢氧化钾、氢氧化钠等;流平剂可以是LX-3233B、BYC-5530等。

上述碱性溶液的配制,可以先用水为溶剂配制质量浓度为30%~50%的碱溶液,再与流平剂以体积比为1:4的比例混合均匀,得初始碱性溶液,然后用水按水与初始碱性溶液的体积比为10~30:1的比例混合均匀即得。例如,先用水为溶剂配制质量浓度为30%~50%的氢氧化钾,再与LX-3233B以体积比为1:4的比例混合均匀,得到初始碱性溶液,再用水按水与初始碱性溶液的体积比为10~30:1的比例混合均匀,即得到碱性溶液。其中,碱性溶液中的碱主要用于中和用硫酸清洗封胶后的TFT基板时残留的硫酸;碱性溶液中流平剂主要用于提高TFT基板表面的光滑度,降低溶液的残留。

优选地,将TFT基板放置在酸槽中,酸槽中装有硫酸和氢氟酸的混合溶液,温度为25℃~30℃。酸槽底部装有鼓泡管,鼓泡50min~70min,使酸洗加速、均匀,蚀刻速率为0.3μm/min~0.9μm/min;然后依次浸泡在流动的水槽中180s~300s;浸泡在装有质量浓度为0.2%~1%的碱和体积百分比为2%~8%的流平剂的混合液的碱槽内180s~300s,溶液pH为11~13;最后浸泡到流动的水槽中180s~300s。

直接贴合的TFT基板表面氧化物、胶、油渍、灰尘残留较多,一般的清洗设备较难清除,通过酸洗能快速将基板表面杂质清除。酸洗能彻底去除基板上的污垢,使在镀防静电的ITO薄膜后,防静电膜在基板上的附着力更强,提高防静电膜的质量。

S140,对S130得到的TFT基板依次进行第三次水洗、洗涤液洗涤、二流体喷淋、超纯水喷淋、高压喷淋、冷风干燥和热风干燥。

其中,洗涤液主要用于对酸洗后的TFT基板的高精度清洗,pH值为8~11。洗涤液可以包括操作S130采用的碱性溶液的稀释液;采用水将上述碱性溶液稀释至pH值为8~11,即得到洗涤液。

二流体喷淋是指将一种高压气态流体与一种液态流体混合后,再通过一种喷嘴高速喷出。优选地,气态流体为空气,液态流体为水,喷淋压力为1kg~2kg。二流体喷淋可以去除吸附在TFT基板表面的超微小颗粒。

超纯水喷淋是指用电阻率10MΩ*cm~16MΩ*cm的超纯水对TFT基板的表面进行普通喷淋。

高压喷淋是指高压喷淋超纯水,压力为1kg~2kg,在能保障清洁效果的同时,不损伤TFT基板。

上述清洗操作可以在清洗机中进行,主要将TFT基板表面的脏污及灰尘清洗干净。检验清洗后的TFT基板的表面质量,等待镀膜。

S150,在S140得到的TFT基板上磁控溅射沉积形成ITO薄膜,得到防静电的TFT基板。

采用磁控溅射在待镀膜的TFT基板上沉积形成ITO薄膜中,TFT基板的温度为60℃~80℃,镀膜室基板的运行速度为0.8m/min~4m/min。磁控溅射的电压为300V~380V,磁控溅射的功率为3000W~3600W,镀膜时间为40s~60s。磁控溅射的真空度为2.5×10-1Pa~3.50×10-3Pa。

采用氧气作为反应气体,采用氩气所为工艺气体。优选地,反应气体的流量为180ccm2~220ccm2,工艺气体的流量为1000ccm2~1300ccm2。反应气体和工艺气体的纯度均为99.999%。

优选地,溅射室为两个,其中一个放置两个靶材,另一个放置一个靶材,采用三个靶材进行连续性镀膜制备层叠于TFT基板上的ITO薄膜,有利于提高膜层厚度的均匀性。

采用ITO靶材作为靶材,优选地,氧化铟(In2O3)和氧化锡(SnO2)的质量比为9:1。靶材与基板的距离为70mm~80mm。

采用磁控溅射在待镀膜的TFT基板上沉积形成ITO薄膜中,TFT基板的温度控制在60℃~80℃,防止高温下将TFT基板液晶烧坏。

优选地,上述采用磁控溅射制备层叠于待镀膜的TFT基板上的ITO薄膜之后,对得到的防静电TFT基板进行参数测试,参数包括防静电TFT基板的表面电阻、膜层厚度、膜透光率和膜层色差。

所制备得到的防静电TFT基板中,表面电阻应当不超过1000Ω/□,以满足TFT基板的使用需求;膜层厚度应当为150nm~250nm,以保证TFT基板的防ESD效果和透光率;膜透光率为镀膜后透过率与镀膜前透过率的比值,应当在95%以上,以满足TFT基板的使用需求;膜层色差△E≤0.5,以满足TFT基板的使用需求。

通过上述防静电TFT基板的生产工艺,可以制备得到表面镀有防静电薄膜的TFT基板。首先,采用UV胶对TFT基板的边缘进行封胶保护,再经过酸溶液处理将快速地将TFT基板表面的杂质清除,以提高防静电膜的质量。然后,对TFT基板进行喷淋和干燥,再在TFT基板上磁控溅射沉积形成防静电的ITO膜层,降低TFT基板的表面电阻,使产生的静电迅速从基板表面流出,防止静电的聚集,提高防静电的效果。

以下通过具体实施例进一步阐述。

实施例1

用UV胶对待处理的TFT基板的边缘进行封胶保护,再使UV胶固化。TFT基板的厚度为1mm,将封胶的TFT基板放入UV固化机内,温度为60℃,使用紫外线照射带有UV胶的TFT基板和UV胶,照射时间为30min。

采用沾有丙酮的无尘布,在固化后的TFT基板的表面上擦拭,除去残留在固化后的TFT基板的表面上的UV胶。

对封胶后的TFT基板依次进行酸溶液处理、第一次水洗、碱性溶液处理和第二次水洗。将TFT基板放置在装有70%硫酸溶液和30%氢氟酸溶液的混合溶液(体积比600:1)的酸槽内,浸泡60min,温度为30℃。酸槽底部装有鼓泡管,鼓泡使酸洗加速、均匀,蚀刻速率为0.6μm/min;然后依次浸泡在流动的水槽中300s;浸泡在装有pH为12的碱性溶液的碱槽内300s,其中,碱性溶液包括质量浓度为0.35%的氢氧化钾和体积百分比为8%的LX-3233B;最后浸泡到流动的水槽中300s。

对酸洗后的TFT基板依次进行水洗涤、洗涤液洗涤、二流体喷淋、超纯水喷淋和高压喷淋,再依次对高压喷淋后的TFT基板进行冷风干燥和热风干燥。其中,洗涤液的pH值为10,二流体喷淋的压力为1.5kg,高压喷淋的压力为1.5kg。

在待镀膜的TFT基板上磁控溅射沉积形成ITO薄膜。采用磁控溅射时,TFT基板的温度为80℃,镀膜室基板的运行速度为1.2m/min。磁控溅射的电压为380V,磁控溅射的功率为3600W,镀膜时间为50s。磁控溅射的真空度为2.5×10-1Pa。

采用氧气作为反应气体,采用氩气所为工艺气体。反应气体的流量为200ccm2,工艺气体的流量为1200ccm2。反应气体和工艺气体的纯度均为99.999%。

采用ITO靶材作为靶材,氧化铟(In2O3)和氧化锡(SnO2)的质量比为9:1。靶材与基板的距离为80mm。

制备完成后,对得到的防静电TFT基板进行参数测试。测试结果为,表面电阻400Ω/□~500Ω/□之间,膜层厚度210nm,膜透光率95.8%,色标值L=39.3,a=-1.7,b=-5,膜层色差△E≤0.5,产品合格。

实施例2

用UV胶对待处理的TFT基板的边缘进行封胶保护,再使UV胶固化。TFT基板的厚度为1.4mm,将封胶的TFT基板放入UV固化机内,温度为55℃,使用紫外线照射带有UV胶的TFT基板和UV胶,照射时间为25min。

采用沾有丙酮的无尘布,在固化后的TFT基板的表面上擦拭,除去残留在固化后的TFT基板的表面上的UV胶。

对封胶后的TFT基板依次进行酸溶液处理、第一次水洗、碱性溶液处理和第二次水洗。将TFT基板放置在装有70%硫酸溶液和30%氢氟酸溶液的混合溶液(体积比300:1)的酸槽内,浸泡70min,温度为25℃。酸槽底部装有鼓泡管,鼓泡使酸洗加速、均匀,蚀刻速率为0.9μm/min;然后依次浸泡在流动的水槽中180s;浸泡在装有pH为11的碱性溶液的碱槽内180s,其中,碱性溶液包括质量浓度为0.2%的氢氧化钾和体积百分比为2%的LX-3233B;最后浸泡到流动的水槽中180s。

对酸洗后的TFT基板依次进行水洗涤、洗涤液洗涤、二流体喷淋、超纯水喷淋和高压喷淋,再依次对高压喷淋后的TFT基板进行冷风干燥和热风干燥。其中,洗涤液的pH值为8,二流体喷淋的压力为1kg,高压喷淋的压力为1kg。

在待镀膜的TFT基板上磁控溅射沉积形成ITO薄膜。采用磁控溅射时,TFT基板的温度为60℃,镀膜室基板的运行速度为2m/min。磁控溅射的电压为300V,磁控溅射的功率为3000W,镀膜时间为40s。磁控溅射的真空度为3.5×10-3Pa。

采用氧气作为反应气体,采用氩气所为工艺气体。反应气体的流量为180ccm2,工艺气体的流量为1000ccm2。反应气体和工艺气体的纯度均为99.999%。

采用ITO靶材作为靶材,氧化铟(In2O3)和氧化锡(SnO2)的质量比为9:1。靶材与基板的距离为70mm。

制备完成后,对得到的防静电TFT基板进行参数测试。测试结果为,表面电阻450Ω/□~550Ω/□之间,膜层厚度200nm,膜透光率95.1%,色标值L=39.9,a=-1.6,b=-5,膜层色差△E≤0.5,产品合格。

实施例3

用UV胶对待处理的TFT基板的边缘进行封胶保护,再使UV胶固化。TFT基板的厚度为1.2mm,将封胶的TFT基板放入UV固化机内,温度为58℃,使用紫外线照射带有UV胶的TFT基板和UV胶,照射时间为28min。

采用沾有丙酮的无尘布,在固化后的TFT基板的表面上擦拭,除去残留在固化后的TFT基板的表面上的UV胶。

对封胶后的TFT基板依次进行酸溶液处理、第一次水洗、碱性溶液处理和第二次水洗。将TFT基板放置在装有70%硫酸溶液和30%氢氟酸溶液的混合溶液(体积比1000:1)的酸槽内,浸泡50min,温度为28℃。酸槽底部装有鼓泡管,鼓泡使酸洗加速、均匀,蚀刻速率为0.3μm/min;然后依次浸泡在流动的水槽中250s;浸泡在装有pH为13的碱性溶液的碱槽内250s,其中,碱性溶液包括质量浓度为1%的氢氧化钾和体积百分比为5%的LX-3233B;最后浸泡到流动的水槽中250s。

对酸洗后的TFT基板依次进行水洗涤、洗涤液洗涤、二流体喷淋、超纯水喷淋和高压喷淋,再依次对高压喷淋后的TFT基板进行冷风干燥和热风干燥。其中,洗涤液的pH值为9,二流体喷淋的压力为2kg,高压喷淋的压力为2kg。

在待镀膜的TFT基板上磁控溅射沉积形成ITO薄膜。采用磁控溅射时,TFT基板的温度为70℃,镀膜室基板的运行速度为4m/min。磁控溅射的电压为340V,磁控溅射的功率为3300W,镀膜时间为60s。磁控溅射的真空度为3.0×10-2Pa。

采用氧气作为反应气体,采用氩气所为工艺气体。反应气体的流量为220ccm2,工艺气体的流量为1300ccm2。反应气体和工艺气体的纯度均为99.999%。

采用ITO靶材作为靶材,氧化铟(In2O3)和氧化锡(SnO2)的质量比为9:1。靶材与基板的距离为75mm。

制备完成后,对得到的防静电TFT基板进行参数测试。测试结果为,表面电阻450Ω/□~600Ω/□之间,膜层厚度250nm,膜透光率95.2%,色标值L=39.2,a=-1.9,b=-5.1,膜层色差△E≤0.5,产品合格。

实施例4

用UV胶对待处理的TFT基板的边缘进行封胶保护,再使UV胶固化。TFT基板的厚度为1mm,将封胶的TFT基板放入UV固化机内,温度为60℃,使用紫外线照射带有UV胶的TFT基板和UV胶,照射时间为60min。

采用沾有乙酸乙酯的无尘布,在固化后的TFT基板的表面上擦拭,除去残留在固化后的TFT基板的表面上的UV胶。

对封胶后的TFT基板依次进行酸溶液处理、第一次水洗、碱性溶液处理和第二次水洗。将TFT基板放置在装有70%硫酸溶液和30%氢氟酸溶液的混合溶液(体积比330:1)的酸槽内,浸泡60min,温度为30℃。酸槽底部装有鼓泡管,鼓泡使酸洗加速、均匀,蚀刻速率为0.6μm/min;然后依次浸泡在流动的水槽中300s;浸泡在装有pH为12的碱性溶液的碱槽内300s,其中,碱性溶液包括质量浓度为0.3%的氢氧化钠和体积百分比为2.7%的BYC-5530;最后浸泡到流动的水槽中300s。

对酸洗后的TFT基板依次进行水洗涤、洗涤液洗涤、二流体喷淋、超纯水喷淋和高压喷淋,再依次对高压喷淋后的TFT基板进行冷风干燥和热风干燥。其中,洗涤液的pH值为11,二流体喷淋的压力为1.5kg,高压喷淋的压力为1.5kg。

在待镀膜的TFT基板上磁控溅射沉积形成ITO薄膜。采用磁控溅射时,TFT基板的温度为80℃,镀膜室基板的运行速度为0.8m/min。磁控溅射的电压为380V,磁控溅射的功率为3600W,镀膜时间为40s。磁控溅射的真空度为2.5×10-1Pa。

采用氧气作为反应气体,采用氩气所为工艺气体。反应气体的流量为200ccm2,工艺气体的流量为1200ccm2。反应气体和工艺气体的纯度均为99.999%。

采用ITO靶材作为靶材,氧化铟(In2O3)和氧化锡(SnO2)的质量比为9:1。靶材与基板的距离为80mm。

制备完成后,对得到的防静电TFT基板进行参数测试。测试结果为,表面电阻750Ω/□~850Ω/□之间,膜层厚度180nm,膜透光率96.1%,色标值L=39.1,a=-1.7,b=-4.9,膜层色差△E≤0.5,产品合格。

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。

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