導(dǎo)言
利用METAL MASH金屬網(wǎng)格工藝制作透明導(dǎo)電膜層,替代電容觸摸屏或其它光電產(chǎn)品導(dǎo)電膜層這個(gè)方案,最先是基于行業(yè)對(duì)稀土金屬供應(yīng)量有限這個(gè)原因,被美、日、韓光電行業(yè)的研究人員所提出來的。當(dāng)時(shí)是希望借助這個(gè)方案,能夠利用其它成本更低、儲(chǔ)量更豐富的金屬材料,替代成本較高、產(chǎn)能和供應(yīng)量有限的稀土金屬來制作透明導(dǎo)電產(chǎn)品,應(yīng)用在光電顯示產(chǎn)品上。雖然在目前看來,稀土也不見得跟原來預(yù)計(jì)的儲(chǔ)量那么小,METAL MASH金屬網(wǎng)格替代方案的加工成本,也不見得比現(xiàn)在的稀土材料加工成本低,但作為一種可操作的實(shí)用技術(shù),METAL MASH金屬網(wǎng)格透明導(dǎo)電膜層加工工藝仍被光電行業(yè)從業(yè)人員深入研究,以期能充分利用它的優(yōu)勢(shì),在不同的場(chǎng)景中,應(yīng)用在不同領(lǐng)域的產(chǎn)品上。
在目前的電容觸摸屏技術(shù)突破路徑不多的情況下,處于國(guó)際光電制造中心的中(含臺(tái)灣)、日、韓三方,都在積極進(jìn)行相關(guān)METAL MASH金屬網(wǎng)格工藝的研究與開發(fā)。其中走在比較前的有三星、LG、日本富士、TPK、界面、洋化、歐菲光等等。按照大家所認(rèn)知的METAL MASH金屬網(wǎng)格表現(xiàn)方式來講,蘋果iPhone 5以后的手機(jī)所用的In-Cell觸摸顯示屏,也是一種利用METAL MASH金屬化合物網(wǎng)格工藝,來實(shí)現(xiàn)電容觸摸功能的觸摸顯示屏。
METAL MASH金屬網(wǎng)格分類
按材料分:
金屬合金類金屬網(wǎng)格,如銅合金、鉻合金、錫鋅合金、銀合金、金合金、鉬鋁鉬組合合金等;
金屬化合物金屬網(wǎng)格,如氧化鋅、湨化銀等;
納米金屬材料類金屬網(wǎng)格,如納米銀絲、碳納米管、石墨烯、納米金屬氧化物等。
按圖形分:
等分矩陣形金屬網(wǎng)格;
紊亂平鋪形金屬網(wǎng)格。
等離子壓印蝕刻工藝介紹
等離子壓印蝕刻工藝,是通過精密沖壓技術(shù),使用微米級(jí)的模具轉(zhuǎn)移圖形到阻蝕油墨上,再用等離子蝕刻出最終的電子線路。在加工過程中,涉及到了阻蝕油墨涂覆技術(shù)、精密沖壓技術(shù)、微米級(jí)模版制造技術(shù)、等離子蝕刻技術(shù)等。
等離子壓印蝕刻加工技術(shù)具有快速、廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn),而且它還不需要苛刻的無塵車間,甚至不需要絕對(duì)平整的表面,具有作業(yè)方法靈活多變的特點(diǎn)。
與等離子壓印蝕刻相關(guān)的工藝技術(shù),在一些半導(dǎo)體器件和光學(xué)器件領(lǐng)域,都有應(yīng)用,是比較通用和成熟的技術(shù)系統(tǒng),所涉及的設(shè)備、材料,市場(chǎng)都有比較充分的供應(yīng)。
壓印模版制作
目前很多半導(dǎo)體企業(yè),都具備了納米光刻技術(shù)與制備工藝,能制作納米級(jí)的納米壓印模具。
制作納米壓印模具要先通過光學(xué)或等離子光刻得到METAL MASH的圖案模版。壓印模具材料的化學(xué)前體在模版中固化,聚合成型后從模版中脫離,便得到了所要求的模具。常常要得到的模具是PDMS,接著,PDMS模具浸在含有硫醇的試劑中,然后將浸過試劑的模具壓到鍍金襯底上,襯底可以為玻璃、硅、聚合物等多種形式。
另外,在襯底上可以先鍍上一薄層鈦層然后再鍍金,以增加粘連。硫醇與金發(fā)生反應(yīng),形成自組裝單分子層SAM。印后有兩種工藝對(duì)其處理。一種是采用濕法刻蝕,如在氫化物溶液中,氫化物的離子促使未被SAM層覆蓋的金溶解,而由于SAM能有效地阻擋氫化物的離子,被SAM覆蓋的金被保留,從而將單分子層的圖案轉(zhuǎn)移到金上。還可以進(jìn)一步以金為掩模,對(duì)未被金覆蓋的地方進(jìn)行刻蝕,再次實(shí)現(xiàn)圖案轉(zhuǎn)移,另一種是在金膜上通過自組裝單層的硫醇分子來鏈接某些有機(jī)分子,實(shí)現(xiàn)自組裝。
而用METAL MASH金屬網(wǎng)格工藝來制作電容觸摸屏透明導(dǎo)電膜的微米壓印模板形貌是:高度5~10微米,周期也是20~50微米,寬度是1-3微米,對(duì)于納米光刻技術(shù)來說,制作起來完全沒有難度。
觸摸屏工廠所需要做的,只需把你的設(shè)計(jì)圖樣發(fā)給納米光刻加工企業(yè),然后提出你的模版形貌特征,加工企業(yè)就可以制作出精美的阻蝕油墨蝕刻圖案壓印模版交付給你使用了。而本文所說的等離子加工工藝,本身也是借鑒復(fù)制了納米光刻技術(shù)的流程和工藝。
METAL MASH金屬網(wǎng)格工藝設(shè)計(jì)圖樣時(shí),因?yàn)榻饘俨牧系膶?dǎo)電率比較高,形成的線路電阻可以做到較低,一般會(huì)同時(shí)把sensor圖案和外圍連接電路設(shè)計(jì)在同一層圖層,方便生產(chǎn)加工時(shí)一次性加工出來。
組成金屬網(wǎng)格的微米線路方式,一般附著力較弱的金屬層會(huì)盡量在容許寬度內(nèi)填充滿線路,做到最大的圖形面積,這個(gè)時(shí)候就需要在導(dǎo)電圖形面積、產(chǎn)品透過率、光線干涉條紋上做出平衡。
如果是附著較強(qiáng)的導(dǎo)電漿料,則可以采用能消除干涉條紋的紊亂型微米線路。但是導(dǎo)電漿料的導(dǎo)電率相對(duì)較低,為了保證足夠低的電阻,就得在圖案密度和產(chǎn)品霧度上做出平衡。
在目前METAL MASH金屬網(wǎng)格工藝設(shè)計(jì)圖樣設(shè)計(jì)中,微米線路布線方式,在光學(xué)上決定了最終產(chǎn)品的光學(xué)干涉條紋以及霧度。
(未完待續(xù))