本發(fā)明圖案化金屬網(wǎng)柵薄膜的制作方法屬于光學(xué)透明導(dǎo)電薄膜技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

透明導(dǎo)電薄膜廣泛運(yùn)用于觸控液晶面板、有機(jī)發(fā)光二極管、光伏器件、智能玻璃以及光窗電磁屏蔽等領(lǐng)域。目前，比較常見的透明導(dǎo)電薄膜有ito薄膜和金屬網(wǎng)柵薄膜兩種。ito薄膜是在光學(xué)基底表面，通過蒸鍍或?yàn)R射的方法形成一層銦-錫氧化物(ito)膜等的透明導(dǎo)電材料，由于ito薄膜存在機(jī)械穩(wěn)定性差、高溫下化學(xué)穩(wěn)定性差、脆性以及稀有金屬銦價(jià)格昂貴等問題，因此ito薄膜的發(fā)展受到了限制；金屬網(wǎng)柵薄膜的出現(xiàn)，克服了ito薄膜的上述問題，這類薄膜是在光學(xué)基底表面，通過光刻或納米壓印加工方法制作聚合物掩模結(jié)構(gòu)，然后通過金屬氣相沉積或刮涂金屬漿料對其金屬化，再將聚合物掩模結(jié)構(gòu)剝離而形成，然而，這類薄膜出現(xiàn)了基于光刻或納米壓印方法制作金屬網(wǎng)柵的工藝過程復(fù)雜，對設(shè)備依賴性高的新問題。

針對金屬網(wǎng)柵薄膜工藝過程復(fù)雜，對設(shè)備依賴性高的新問題，在哈爾濱工業(yè)大學(xué)申請的發(fā)明專利《一種電磁屏蔽光學(xué)窗的制作方法(201510262998.7)》中公開了一種電磁屏蔽光學(xué)窗的加工工藝，也屬于金屬網(wǎng)柵薄膜制作方法，該方法首先在平板襯底的上表面滴涂含有水性丙烯酸樹脂的裂紋甲油，然后采用旋涂法將其均勻涂覆在襯底表面，形成掩模層薄膜；再在特定溫度和濕度范圍下，將掩模層薄膜自然干燥，形成裂紋模板；然后在裂紋模板的表面沉積導(dǎo)電金屬層；最后溶解去除裂紋模板，得到電磁屏蔽光學(xué)窗。

雖然上述方法能夠克服傳統(tǒng)金屬網(wǎng)柵薄膜工藝過程復(fù)雜，對設(shè)備依賴性高的問題，但是這種方法制作金屬網(wǎng)柵時(shí)一步到位，直接得到連續(xù)的金屬網(wǎng)柵透明導(dǎo)電薄膜。而在諸如觸摸屏等大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中，透明導(dǎo)電薄膜都必須進(jìn)行圖案化，即根據(jù)圖形設(shè)計(jì)在基片表面形成固定的導(dǎo)電區(qū)域和絕緣區(qū)域，而申請?zhí)枮?01510262998.7的發(fā)明專利無法在基片表面形成固定的導(dǎo)電區(qū)域和絕緣區(qū)域。

如果需要對透明導(dǎo)電薄膜圖案化，可以在上述方法的基礎(chǔ)上，增加如下技術(shù)手段：在透明網(wǎng)柵膜上制作開孔陣列掩模結(jié)構(gòu)或其互補(bǔ)結(jié)構(gòu)；并去除掩模結(jié)構(gòu)未覆蓋的透明網(wǎng)柵膜；如哈爾濱工業(yè)大學(xué)申請的發(fā)明專利《一種光學(xué)透明頻率選擇表面結(jié)構(gòu)及制作方法(201510262958.2)》。

還可以采用如下技術(shù)手段：提前在襯底上表面制作頻率選擇表面諧振單元掩模結(jié)構(gòu)；如哈爾濱工業(yè)大學(xué)申請的發(fā)明專利《一種金屬網(wǎng)柵頻率選擇表面結(jié)構(gòu)及制作方法(201510262957.8)》。

然而，無論是在透明網(wǎng)柵膜上制作開孔陣列掩模結(jié)構(gòu)或其互補(bǔ)結(jié)構(gòu)，并去除掩模結(jié)構(gòu)未覆蓋的透明網(wǎng)柵膜，還是提前在襯底上表面制作頻率選擇表面諧振單元掩模結(jié)構(gòu)，不僅需要附加材料，增大制作成本，而且污染環(huán)境，同時(shí)工藝復(fù)雜，浪費(fèi)大量的人力物力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種圖案化金屬網(wǎng)柵薄膜的制作方法，只需要在發(fā)明專利《一種電磁屏蔽光學(xué)窗的制作方法(201510262998.7)》的基礎(chǔ)上增加激光燒蝕的工藝，即可得到圖案化的金屬網(wǎng)柵薄膜。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種圖案化金屬網(wǎng)柵薄膜的制作方法，包括以下步驟：

步驟a、在襯底上采用旋涂法、噴涂法、刮涂法或浸漬提拉法涂覆厚度為1～10μm的網(wǎng)柵掩模液，所述襯底為玻璃、pet、石英、mgf2或zns；所述所述網(wǎng)柵掩模液為水性裂紋漆或水性丙烯酸乳液；

步驟b、自然干燥網(wǎng)柵掩模液，形成網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)；

步驟c、采用激光燒蝕方法，在網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)上熔融圖案區(qū)域，形成圖案化網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)；

步驟d、在圖案化網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)上沉積金屬層；

步驟e、采用丙酮或氯仿溶解去除圖案化網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)，得到圖案化金屬網(wǎng)柵薄膜。

上述圖案化金屬網(wǎng)柵薄膜的制作方法，步驟c具體為：采用波長為1064nm、功率為3～15w、直寫速度為0.01m/s～0.5m/s的激光束，在網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行直寫，將激光束掃過的網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)的區(qū)域熔融成圖案區(qū)域，所述的圖案區(qū)域?yàn)闊o縫結(jié)構(gòu)。

上述圖案化金屬網(wǎng)柵薄膜的制作方法，步驟d所述的金屬層采用熱蒸發(fā)方法、磁控濺射方法或電子束蒸發(fā)方法沉積在圖案化網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)上，具有以下兩種結(jié)構(gòu)中的任意一種：

結(jié)構(gòu)一：厚度大于100nm的單層金屬膜，所述單層金屬膜為金、銀、銅或鋁；

結(jié)構(gòu)二：三明治夾層結(jié)構(gòu)的金屬膜，從下至上依次為厚度小于50nm的橋接層、厚度大于100nm的導(dǎo)電層和厚度大于30nm的保護(hù)層；所述的橋接層材料為鉻、鈦或鎳，導(dǎo)電層材料為銀、銅或鋁，保護(hù)層材料為鉻或鎳。

有益效果：

本發(fā)明只需要在形成網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)與沉積金屬層兩個(gè)步驟之間，增加采用激光燒蝕方法，在網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)上熔融圖案區(qū)域，形成圖案化網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)的步驟，即可得到圖案化的金屬網(wǎng)柵薄膜，因此該方法不僅無需附加材料，降低制作成本，而且不會污染環(huán)境，同時(shí)同申請?zhí)枮?01510262958.2和201510262957.8的發(fā)明專利相比，降低了工藝復(fù)雜性，節(jié)省了大量的人力物力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明圖案化金屬網(wǎng)柵薄膜的制作方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明圖案化金屬網(wǎng)柵薄膜的制作方法的工藝示意圖。

圖3是圖案化金屬網(wǎng)柵薄膜的示意圖。

圖中：11襯底、12網(wǎng)柵掩模液、13網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)、14圖案區(qū)域、15圖案化網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)、16金屬層、17圖案化金屬網(wǎng)柵薄膜、21金屬網(wǎng)柵導(dǎo)電區(qū)域、22空白非導(dǎo)電區(qū)域。

具體實(shí)施例

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

具體實(shí)施例一

本實(shí)施例的圖案化金屬網(wǎng)柵薄膜的制作方法，流程圖如圖1所示，工藝示意圖如圖2所示。該方法包括以下步驟：

步驟a、在襯底11上采用旋涂法、噴涂法、刮涂法或浸漬提拉法涂覆厚度為1～10μm的網(wǎng)柵掩模液12，所述襯底11為玻璃、pet、石英、mgf2或zns；所述所述網(wǎng)柵掩模液12為水性裂紋漆或水性丙烯酸乳液；

步驟b、自然干燥網(wǎng)柵掩模液12，形成網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)13；

步驟c、采用激光燒蝕方法，在網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)13上熔融圖案區(qū)域14，形成圖案化網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)15；

步驟d、在圖案化網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)15上沉積金屬層16；

步驟e、采用丙酮或氯仿溶解去除圖案化網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)15，得到圖案化金屬網(wǎng)柵薄膜17。

按照上述方法得到的圖案化金屬網(wǎng)柵薄膜17的示意圖如圖3所示，在圖3中，隨機(jī)網(wǎng)格區(qū)域表示金屬網(wǎng)柵導(dǎo)電區(qū)域21，空白色區(qū)域表示空白非導(dǎo)電區(qū)域22，空白色區(qū)域與激光燒蝕熔融圖案區(qū)域14相對應(yīng)。

具體實(shí)施例二

本實(shí)施例的圖案化金屬網(wǎng)柵薄膜的制作方法，在具體實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步限定工作過程與技術(shù)參數(shù)，方法如下：

步驟a、在襯底11表面涂覆網(wǎng)柵掩模液12。襯底11為石英玻璃，清洗流程：依次用丙酮、無水乙醇、和去離子水各超聲5分鐘，再用氮?dú)獯蹈桑俜诺?00℃烘板上烘烤5分鐘，冷卻后備用。選取的網(wǎng)柵掩模液12為體積份數(shù)1份的裂紋漆與體積份數(shù)3份的裂紋漆稀釋劑，配置流程為：取裂紋漆稀釋劑30ml，加入10ml裂紋漆，用磁力攪拌器攪拌半小時(shí)，再用超聲振蕩半小時(shí)，再用2μm孔徑的濾紙過濾，靜置2小時(shí)后備用。采用旋涂法進(jìn)行網(wǎng)柵掩模液涂覆，選用旋涂轉(zhuǎn)速為3000rpm，旋涂時(shí)間15s，旋涂過程中保持旋涂機(jī)蓋子嚴(yán)密蓋好；

步驟b、網(wǎng)柵掩模液12自然干燥形成網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)13，控制環(huán)境溫度20℃，濕度60％rh，待網(wǎng)柵掩模液自然干燥，為了防止干燥過程不受干擾，干燥過程在密封的旋涂機(jī)內(nèi)完成，30分鐘后，網(wǎng)柵掩模液充分干燥并完全產(chǎn)生裂縫網(wǎng)絡(luò)，方可將旋涂機(jī)蓋打開。得到的網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)13的厚度為5.3μm，裂縫寬度約為0.8～3μm，裂紋塊平均直徑大小為20～60μm；

步驟c、采用波長為1064nm、功率為12w的紅外激光器，以0.2m/s的速度在網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)13上燒蝕熔融所設(shè)定的方環(huán)圖案14，方環(huán)寬度30μm，外邊長為2mm。光斑所經(jīng)過區(qū)域的網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)被高溫?zé)g，使已開裂的結(jié)構(gòu)重新熔融，裂縫消失，形成圖案化網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)15；

步驟d、采用磁控濺射、熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)鍍膜方式在形成圖案化網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)15的上表面沉積單層金屬16，金屬16的材料為ag，金屬厚度為不低于100nm；

步驟e、將沉積金屬后的圖案化網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)浸泡在pgmea中，圖案化網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)被快速溶解，其表面的金屬層也遭破壞被清除，只剩下直接沉積在襯底上的金屬層，再依次用丙酮、無水乙醇和去離子水浸泡清洗襯底表面，最后烘干，最終得到圖案化金屬網(wǎng)柵透明導(dǎo)電薄膜17。

具體實(shí)施例三

本實(shí)施例的圖案化金屬網(wǎng)柵薄膜的制作方法，在具體實(shí)施例一或具體實(shí)施例二的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步限定步驟d所述的金屬層16采用熱蒸發(fā)方法、磁控濺射方法或電子束蒸發(fā)方法沉積在圖案化網(wǎng)柵掩模結(jié)構(gòu)15上，具有以下兩種結(jié)構(gòu)中的任意一種：

結(jié)構(gòu)一：厚度大于100nm的單層金屬膜，所述單層金屬膜為金、銀、銅或鋁；

結(jié)構(gòu)二：三明治夾層結(jié)構(gòu)的金屬膜，從下至上依次為厚度小于50nm的橋接層、厚度大于100nm的導(dǎo)電層和厚度大于30nm的保護(hù)層；所述的橋接層材料為鉻、鈦或鎳，導(dǎo)電層材料為銀、銅或鋁，保護(hù)層材料為鉻或鎳。