[发明专利]双面纳米银线薄膜激光刻蚀装置及其方法

说明书

本发明涉及双面纳米银线薄膜激光刻蚀装置及方法，飞秒紫外激光器的输出光路上依次布置反射镜、二维振镜、场镜，二维振镜安装在可上下移动的Z轴运动机构上；双面覆有纳米银线涂层的触控薄膜材料，中间层为基材，两面覆有相同的纳米银线涂层，其中一面为A面，另一面为B面，激光光束按照设计图形加工A面；A面正对激光出光口，飞秒紫外激光器输出激光束，脉宽10～1000fs，按照设计路径扫描刻蚀A面的纳米银线涂层，扫描加工瞬间刻蚀去除纳米银线，A面形成预先设计的电阻网络；A面加工完成，对A面覆膜保护；翻面，激光光束按照设计图形加工B面，B面形成预先设计的电阻网络。避免激光蚀刻过程中激光能量穿透膜的一面将另一面击伤。

技术领域

本发明涉及一种双面纳米银线薄膜激光刻蚀装置及其方法。

背景技术

在触摸屏、光电、显示屏等技术领域，透明导电膜主要使用的是金属氧化物，如氧化铟锡(ITO)材料；然而ITO导电膜需要通过真空物理沉积及高温退火工艺制备，所以制备以聚合物薄膜为基底的导电膜时，存在方阻较高的缺点；此外由于ITO材料在弯曲和外力影响下容易破碎损坏，所以也较难应用于柔性设备中。

目前一种可替代ITO薄膜作为透明导电电极材料的产品是纳米银线(SNW)导电膜，纳米银线导电膜可以通过涂布的方式制备，从制备工艺上可以不使用昂贵的真空设备，所以在成本上相较于ITO产品有优势。另外作为纳米材料，纳米银线能够被弯折，在柔性器件上应用也占有优势。所以在市场前景上，纳米银线薄膜具有取代ITO薄膜作为主要透明导电薄膜产品的潜质。

在实际的应用领域，为了追求薄与柔软的性能，目前技术要求将两层纳米银层涂布在一张膜上，然而将两层纳米银层涂布在一张膜上刻蚀会出现以下问题：会破坏导电层结构，而改变材料的电性无法满足应用需求。若想实现双面刻蚀效果需要单独刻蚀两面单面纳米银线膜材然后重新贴合，或者采用光刻化学腐蚀的办法，制程复杂且制作成本高昂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种双面纳米银线薄膜激光刻蚀装置及其方法，实现双面纳米银线的刻蚀。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

双面纳米银线薄膜激光刻蚀装置，特点是：包含飞秒紫外激光器和二维振镜，飞秒紫外激光器的输出光路上依次布置反射镜、二维振镜、场镜，场镜的输出端正对于纳米银线涂层，二维振镜安装在可上下移动的Z轴运动机构上，场镜与二维振镜衔接。

进一步地，上述的双面纳米银线薄膜激光刻蚀装置，其中，所述飞秒紫外激光器是中心波长小于400nm、重复频率1kHz～2MHz、功率0.1W～10W、脉宽10fs～1000fs的飞秒紫外激光器。

进一步地，上述的双面纳米银线薄膜激光刻蚀装置，其中，所述飞秒紫外激光器的典型中心波长为355nm。

进一步地，上述的双面纳米银线薄膜激光刻蚀装置，其中，电机与二维振镜的X反射镜片、Y反射镜片驱动控制连接。

本发明双面纳米银线薄膜激光刻蚀方法，包括以下步骤：

(1)双面覆有纳米银线涂层的触控薄膜材料，中间层为基材，两面覆有相同的纳米银线涂层，选择其中一面作为A面，另外一面作为B面，激光光束按照设计图形加工A面；

将A面正对激光出光口，飞秒紫外激光器输出激光束，脉宽10～1000fs，激光束按照设计路径扫描刻蚀A面的纳米银线涂层，扫描加工瞬间刻蚀去除纳米银线，A面形成预先设计的电阻网络，避免对柔性基材的损伤，避免激光束透过柔性基材损伤B面的纳米银线涂层，保持纳米银线透明导电膜的透光性；

(2)A面加工完成，对A面覆膜保护，以免在加工B面时对A面电阻网络产生划伤；

(3)然后翻面，激光光束按照设计图形加工B面；