本发明专利技术涉及用于透明导电层结构化的新型蚀刻介质，该透明导电层例如用在使用平板屏幕的液晶显示器(LCD)或有机发光显示器(OLED)的制造中或用在薄膜太阳能电池中。具体而言，它涉及无粒子的组合物，借助该组合物可以在透明导电氧化层中选择性蚀刻精细结构而不会损坏或侵蚀相邻区域。该新型液体蚀刻介质可以有利地通过印刷法施加到要被结构化的透明导电氧化层上。随后的热处理加速或引发该蚀刻过程。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及用于透明导电层结构化的新型蚀刻介质，该透明导电层例如用在使用平板屏幕的液晶显示器(LCD)或有机发光显示器(OLED)的制造中或用在薄膜太阳能电池中。具体而言，它涉及无粒子的组合物，借助该组合物可以在透明导电氧化层中选择性蚀刻精细结构而不会损坏或侵蚀相邻区域。该新型液体蚀刻介质可以有利地通过印刷法施加到要被结构化的透明导电氧化层上。随后的热处理加速或引发该蚀刻过程。【专利说明】用于透明导电氧化层的蚀刻介质 本申请是申请日为2006年7月3日、申请号为200680026998. 6、专利技术名称为"用 于透明导电氧化层的蚀刻介质"的中国专利申请的分案申请。 本专利技术涉及用于透明导电层的结构化的新型蚀刻介质，该透明导电层例如用在使 用平板屏幕的液晶显示器（LCD)或有机发光显示器（OLED)的制造中或用在薄膜太阳能电 池中。具体而言，本专利技术涉及无粒子的组合物，借助该组合物可以在透明导电氧化（oxidic) 层中选择性蚀刻精细结构而不会损坏或侵蚀相邻区域。该新型液体蚀刻介质可以有利地通 过印刷法施加到要被结构化的透明导电氧化层上。随后的热处理加速或引发该蚀刻过程。 现有技术 对于液晶显示器的制造，必须在载体材料，例如在薄玻璃上将透明导电氧化层结 构化。LC显示器基本由两个带有透明导电氧化层，通常是氧化铟锡（ITO)的玻璃板构成，通 过施加电压所述层改变它们的透光性。在它们之间设置液晶层。使用隔片（spacers)防止 前后的ITO接触。对于字符、符号或其它图案的显示，必须将玻璃板上的ITO层结构化。这 能够对显示器内的区域选择性寻址。 透明导电氧化层因此在平板屏幕和薄膜太阳能电池的制造方法中发挥突出作用。 在基于液晶显示器或有机发光二极管的平板屏幕中，至少面向观看者的电极必须具有可能 的最高透明度以使光学效果能为观看者所见。光学效果在液晶显示器的情况下可以是透射 或反射的改变，在OLED的情况下是指光的发射。 在基于无定形硅（a-Si)、硒化铜-铟（CIS)或碲化镉的薄膜太阳能电池中，太阳能 电池面向太阳的一面同样由透明导电氧化材料构成。这是必须的，因为半导体层的电导率 不足以经济地传输电荷载流子。 本领域技术人员已知的透明导电氧化层是： □氧化铟锡 In2O3 = Sn(ITO) □氟掺杂的氧化锡SnO2: F (FTO) □锑掺杂的氧化锡SnO2: Sb (ATO) □铝掺杂的氧化锌ZnO: Al (AZO) 此外，文献描述了例如下列体系 □锡酸镉 CdSnO3 (CTO) □铟掺杂的氧化锌ZnO: In (IZO) □未掺杂的氧化锡（IV) (TO) □未掺杂的氧化铟（III) (IO) □未掺杂的氧化锌（ZO) 在显示器和薄膜太阳能电池技术中，基本是氧化铟锡（ITO)本身构成透明导电材 料。这尤其是由于在层厚为200纳米且透射值>80%的情况下用其可以实现〈6Ω的非常低 的层电阻。但是，这也是由于借助阴极溅射的成熟和相对简单的涂布工艺。 K. L. Chopra, S. Major 和 D. K. Pandya 在 "Transparent Conductors - A Status Review"，Thin Solid Films，102(1983)l-46，Electronics and Optics 中较好地综述了透 明导电氧化层及其沉积技术。 透明导电氧化层通常沉积在载体材料的整个区域上。多数情况下所用的载体材 料是平板玻璃（钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃或通过机器拉制或通过浮法玻璃法制成的类似玻 璃）。 其它合适的载体材料是聚碳酸酯（PC)、聚对苯二甲酸乙二酯（PET)和类似的透明 聚合物。 在此基本使用下列沉积方法： □氧化物的直接气相沉积 □金属在氧存在下的反应性气相沉积 □氧化物的直接阴极溅射（DC、磁控、RF或离子束溅射） □金属在氧存在下的反应性溅射 □前体，例如SnCl4的化学气相沉积（CVD) □喷雾热解 □用合适的溶胶浸涂 在透明导电层的两种最重要的应用（平板屏幕和薄膜太阳能电池）中，将透明导 电层结构化。在平板屏幕的情况下，可以对独立的像素或区段寻址。在薄膜太阳能电池的 情况下，实现衬底内多个单独的太阳能电池的连续切换。这产生较高的初始电压，而这又由 于更好地克服欧姆电阻而有利。 通常使用许多不同的结构化方法用于其制造。 尤其可以提到下列方法： 掩樽气相沉积或掩樽M射: 对于相对简单结构的制造，通过外加的掩模涂布透明导电层就足够了。借助外加 的掩模溅射是本领域技术人员已知的方法。US 4, 587, 041 Al描述了这种方法。 掩模气相沉积或掩模溅射是相当简单的方法。但是，该方法不适合大规模生产，尤 其不适合相对大衬底的生产。由于衬底和掩模的不同膨胀系数，掩模在该方法中翘曲。此 夕卜，掩模仅可用于几个涂布步骤，因为它们上始终沉积着材料。此外，使用外加的掩模不能 制造相对复杂的结构，例如空穴结构。此外，关于极细线和结构的形成的分辨率在该方法中 受到极大限制。掩模溅射因此本身只能用于运行时间短的小批量生产。 激光消融 借助如NchYAG激光发出的近红外区域（NIR)的激光，可以将透明导电层结构化。 例如，该方法描述在 Laserod. Com, Inc.网页(http://www. laserod. com/laser direct write, htm)中。该方法中的缺点是相对高的设备复杂性、在相对复杂结构的情况下低的生 产量和蒸发的材料再沉积到相邻区域上。激光消融基本只用在薄膜太阳能电池领域中，例 如用于镉-碲太阳能电池。 透明导电层上的激光消融的实例已有描述（C. Molpeceres等2005 J. Micromech. Microeng. 151271-1278) 〇 光刻法 蚀刻剂，即化学侵蚀性化合物的使用造成暴露在蚀刻剂侵蚀下的材料溶解。在多 数情况下，目的是完全除去要蚀刻的层。通过遇到基本耐受该蚀刻剂的层来结束蚀刻。 通常在下列步骤中制造蚀刻结构的阴模或阳模（取决于光致抗蚀剂）： □涂布衬底表面（例如通过用液体光致抗蚀剂旋涂）， □干燥光致抗蚀剂， □将涂布的衬底表面曝光， □显影， □漂洗， □如果必要，干燥 □蚀刻结构，例如通过 〇浸渍法（例如在湿化学试验台中的湿蚀刻） 将衬底浸入蚀刻浴，蚀刻操作 〇旋涂或喷涂法：将蚀刻溶液施加到旋转衬底上，蚀刻操作可以在不输入/输入 能量（例如IR或UV福射）的情况下进行 〇干蚀刻法，例如在复杂的真空装置中的等离子体蚀刻，或在流动反应器中用反 应性气体蚀刻， □光致抗蚀剂的除去，例如借助溶剂 □漂洗 □干燥。 由于蚀刻区域的高结构精确度-蚀刻的结构可以精确地被蚀刻到数微米-以及 相当高的生产量，所以即使在要蚀刻高度复杂的结构的情况下，光刻法也是选择用来结构 化平板屏幕领域中透明导电氧化层的方法。但是，特别不利的是必须使用非常昂贵的设备 进行大量工艺步骤。此外，消耗相当量的辅助化学品（光致抗蚀剂、显影剂、蚀刻介质、抗蚀 剂清除剂）和漂洗水。 文献中所述的液体蚀刻介质，尤其是用于平板屏幕领域中广泛使用的充分氧化的 氧化铟锡（ITO)的液体蚀刻介质是： □氯化铁（III)+盐酸 □热的，大约30本文档来自技高网...
【技术保护点】
在太阳能电池，平板屏幕，液晶显示器或有机发光显示器中选择性蚀刻透明导电氧化层的方法，其中蚀刻线宽小于100微米，该方法包括将包含如下组分的蚀刻糊通过喷涂、旋涂、浸渍、丝网印刷、模板印刷、压印、移印或喷墨印刷施加到所述透明导电氧化层：a)水，b)微粒和/或可溶无机和/或有机增稠剂，和c)磷酸或其盐，磷酸加合物或，磷酸与磷酸盐和/或磷酸加合物的混合物，然后，加热所述透明导电氧化层。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A·库贝尔贝克，W·斯托库姆，
申请(专利权)人：默克专利有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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