平板显示用刻蚀液.pdf

本发明公开了一种平板显示用刻蚀液。该刻蚀液包括草酸、三氟甲基苯磺酸和水。草酸的使用量为刻蚀液总重的1～10％，三氟甲基苯磺酸的使用量为刻蚀液总重的0.5～5％，余量为水。本发明提供了一种高效、高刻蚀精度、无刺激气味的平板显示用刻蚀液。该刻蚀液是用来刻蚀ITO透明导电膜的，所选用的草酸和三氟甲基苯磺酸均为有机酸。由这两类有机酸组成的混合物不易挥发、浸润性好，当用于ITO导电膜刻蚀液时，该刻蚀液组成物具有刻蚀性能好、无残渣、环境污染小等特点。

1、  平板显示用刻蚀液，包括草酸、三氟甲基苯磺酸和水。

2、  根据权利要求1所述的刻蚀液，其特征在于：所述刻蚀液由草酸、三氟甲基苯磺酸和水组成。

3、  根据权利要求1或2所述的刻蚀液，其特征在于：所述草酸占所述刻蚀液总重的1～10％，所述三氟甲基苯磺酸占所述刻蚀液总重的0.5～5％，余量为水。

4、  根据权利要求3所述的刻蚀液，其特征在于：所述草酸占所述刻蚀液总重的1-5％，优选2～5％；所述三氟甲基苯磺酸占所述刻蚀液总重的1～5％，优选1～3％。

5、  一种制备权利要求2所述平板显示用刻蚀液的方法，是将草酸、三氟甲基苯磺酸和水混匀，得到所述刻蚀液。

6、  根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述草酸占所述刻蚀液总重的1～10％，优选1-5％，更优选2～5％；所述三氟甲基苯磺酸占所述刻蚀液总重的0.5～5％，优选1～5％，更优选1～3％；余量为水。

7、  根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述混匀的温度为20-30℃。

8、  权利要求1所述刻蚀液在刻蚀平板显示中氧化铟锡ITO导电薄膜中的应用。

平板显示用刻蚀液
技术领域
本发明涉及一种平板显示用刻蚀液。
背景技术
在平板显示领域中，包括等离子体显示(PDP)、液晶显示(LCD)及有机电致发光(OLED)等制备工艺过程中，通常使用氧化铟锡(ITO)作为导电膜，因为ITO膜具有低电阻率、高可见光透过率、膜层牢固坚硬，耐碱耐热耐潮湿等优良性能。在制备过程中，为获得所需要的各种像素的精细图像，需要对ITO形成的透明导电膜进行刻蚀。
目前，在平板显示领域所采用的ITO刻蚀法主要为湿法刻蚀，通常所采用的溶液为各种酸性溶液。如在高鸿锦、董友梅主编的《液晶与平板显示技术》(北京邮电大学出版社，2007年)一书中指出，ITO刻蚀液采用的是盐酸和硝酸的混合溶液，其配比为HCl∶HNO₃∶H₂O＝1∶0.1∶1，在40℃下，其刻蚀速率为150nm/min；在王大巍等编著的《薄膜晶体管液晶显示器件的制造、测试于技术发展》(机械工业出版社，2007)中介绍了ITO湿法刻蚀所采用的刻蚀液为HCl+FeCl₃或H₃PO₄+HI等。但是随着显示技术的不断发展，对透明导电膜的刻蚀速度的要求越来越高，对刻蚀后形成的导电电极的精度要求也越来越精细，对酸性物质产生的刺激性气味所成为的环境污染的要求也越来越严格。在日本专利特开平5-102122号中，报导了由氟酸、硝酸、醋酸和水构成的酸性刻蚀液组合物，可以提高刻蚀效率，但醋酸具有一定得刺激性气味。在此基础上，日本专利特开平10-130870号公开了使用柠檬酸代替混酸中醋酸而形成的刻蚀液组合物，但由于柠檬酸没有提高侵润性的效果，因此较难获得精细的图案边缘形状，造成显示像素的精细性不够。在中国专利CN1511338A中，提出了一种使用含全氟烷基磷酸化合物、草酸和水的刻蚀液组合物，使用该刻蚀液组合物可以精度良好的对ITO透明电极进行刻蚀，且不易产生残渣，但该专利没有给出刻蚀速度。在中国专利CN1253526C中，提出了在草酸中加入聚磺酸化合物和聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物中的一种或两种以上的化合物以改善该刻蚀液的发泡性，并且改善刻蚀后的残渣产生。此外，中国专利CN101033549A和中国专利CN101003736A也提出了一些新型刻蚀液组合物。
发明内容
本发明的目的是提供一种平板显示用刻蚀液。
本发明提供的平板显示用刻蚀液，包括草酸、三氟甲基苯磺酸和水。
该刻蚀液可只由上述三种组分组成。
本发明使用草酸，不仅具有酸性，还具有一定的还原性和络合能力，可有效抑制刻蚀过程中ITO薄膜的过度刻蚀，抑制氧化物残渣的生成。在本发明中，草酸的使用量为1～10％的重量比，优选1～5％，更优选2～5％。当低于1％重量比时会造成刻蚀速度低，刻蚀不充分，图形毛刺较多；当高于10％重量比时草酸容易析出，不利于运输和存储。
本发明中，三氟甲基苯磺酸由于三氟甲基的存在，不仅酸性强，而且对ITO玻璃的浸润性好，有利于提高刻蚀速度。三氟甲基苯磺酸的重量比为0.5～5％，优选1～5％，更优选1～3％。当低于0.5％重量比时，刻蚀效果不佳，容易有膜渣产生；当高于5％重量比时，会造成刻蚀过度，图形边缘毛刺增加。
另外，通常情况下，显影液均用水作为溶剂，其特点是低毒性、无可燃性、废液处理简便且成本低廉。
本发明提供的制备上述平板显示用刻蚀液的方法，是将草酸、三氟甲基苯磺酸和水在20～30℃混匀，得到所述刻蚀液。
本发明提供的刻蚀液在刻蚀平板显示中氧化铟锡ITO导电薄膜中的应用，也属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种高效、高刻蚀精度、无刺激气味的平板显示用刻蚀液。该刻蚀液是用来刻蚀ITO透明导电膜的，该刻蚀液所选用草酸和三氟甲基苯磺酸均为有机酸。由这两类有机酸组成的混合物不易挥发、浸润性好，当用于ITO导电膜刻蚀液时，该刻蚀液组成物具有刻蚀性能好、无残渣、环境污染小等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
本发明中，按照下述方法对刻蚀液进行评价：
一、刻蚀效果：
以玻璃基片为例，按照常规方法对玻璃基片依次进行如下处理，即可在玻璃基片上获得所需图像：1)清洗、烘干；2)用Freehand软件设计图形，微通道图形宽度设计为80um，激光高分辨打印掩模备用；3)将该玻璃基片置于KW-4A型均胶机中，以3500r/min的匀胶速度均匀涂一层光刻胶；4)将涂好胶的玻璃片烘干冷却致室温待用。将掩模置于光胶保护的玻璃片上，用500W的紫外光源曝光25sec；5)将曝光后的涂有光刻胶的玻璃基板投入显影液中显影至曝光部分光胶完全脱落，蒸馏水冲洗，吹干后，获得所需图像；6)将显影后的玻璃基本投入到刻蚀液中进行刻蚀，将没有光刻胶覆盖的ITO玻璃刻蚀后得到所需的电极图案。
处理完毕后用50倍显微镜观察基板上的图形边缘经过刻蚀后是否平整。
○：表示为图形边缘干净，平整无毛边
×：表示为图形边缘不干净，不平整且有毛边
二、残渣：
用250倍显微镜观察上述基板刻蚀完后的图形部位是否有残渣。
○：表示为无残渣，
△：残渣量少
×：残渣量多
实施例1、
以玻璃基片为例，按照常规方法对ITO玻璃基片依次进行如下处理，即可在玻璃基片上获得所需图像：
1)清洗、烘干；
2)用Freehand软件设计图形，微通道图形宽度设计为80um，激光高分辨打印掩模备用；
3)将该玻璃基片片置于KW-4A型均胶机中，以3500r/min的匀胶速度均匀涂一层光刻胶；
4)将涂好胶的玻璃片烘干冷却致室温待用。将掩模置于光胶保护的玻璃片上，用500W的紫外光源曝光25sec；
5)将曝光后的涂有光刻胶的玻璃基板投入显影液中显影至曝光部分光胶完全脱落，蒸馏水冲洗，吹干后，获得所需图像；
6)将显影后的玻璃基本投入到刻蚀液中进行刻蚀，刻蚀液的比例为草酸∶三氟甲基苯磺酸∶水＝5∶1∶94。
为了得到一个最优的组成物比例，选择不同重量比例的刻蚀液进行比较，如比较实施例所示。实施例2～6和比较实施例1～10的制备方法与上述实施例1完全相同，仅将第6步刻蚀液的组成比例按照表1进行替换，刻蚀后所得结果如表2所示。实施例1～6所得到的刻蚀液组成物均无刺激性气味，是一种环境友好的刻蚀液。
从表2可知，草酸的重量比优选为1～5％，最优选2～5％；三氟甲基苯磺酸的重量比优选1～5％，更优选1～3％。
表1、刻蚀液组成物比例(重量比)


表2、各实施例及比较例实验结果