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。
Etching medium for a transparent conductive oxide layer
The invention relates to a novel etching medium transparent conductive layer structure, the transparent conductive layer for use in a liquid crystal display using flat screens (LCD) or organic light emitting display (OLED) manufacturing or in thin-film solar cells. Specifically, it relates to a composition without particles, which can selectively etch fine structures in a transparent conductive oxide layer without damaging or corroding adjacent regions. The novel liquid etching medium can advantageously be applied by printing to a transparent conductive oxide layer to be structured. Subsequent heat treatment accelerates or triggers the etching process.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于透明导电氧化层的蚀刻介质 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In203:Sn (ITO )□氟掺杂的氧化锡Sn02:F (FTO)□锑掺杂的氧化锡Sn02: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CdSn03 ( CTO )□铟掺杂的氧化锌ZnO:In (IZO )口未掺杂的氧化锡(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<611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 )1-46， 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 )、聚对苯二曱酸乙二酯(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'减射)□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 掩模气相沉积或掩模溅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。此外，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^=莫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Nd:YAG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 (httt):〃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. 15 1271-1278 )。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)，口干燥光致抗蚀剂，□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o浸渍法(例如在湿化学试验台中的湿蚀刻)将村底浸入蚀刻浴，蚀刻操作o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辐射)的情况下进行o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重量％盐酸 □热的，48重量％氢溴酸 □王水(在一些情况下是稀王水)在气相，任选在等离子体中蚀刻ITO也是已知的，但是目前仅起到次 要作用。在此例如使用溴化氢气体或碟化氢气体。Mitsui Chemical在网页 http:〃www.mitsui-chem.co.ip/ir/010910.pdf中描述了相应的方法。所有所述流体蚀刻介质的共同特征在于它们是极其腐蚀性的体系。蚀 刻介质可以被归类为对周围设备、操作人员和环境相当构成问题。因此，透明导电氧化材料的结构化，特别是平板屏幕的制造通常利用 作为已知方法的复杂和材料密集型光刻法进行，因为现有替代方案(激光 消融和掩才莫賊射)不足以胜任。目的因此，本专利技术的目的是提供用于在LC显示器制本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于蚀刻透明导电氧化层的蚀刻介质，其包含至少一种蚀刻剂，所述蚀刻剂选自： 磷酸或其盐或 磷酸加合物或 磷酸与磷酸盐和／或磷酸加合物的混合物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【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：DE[德国]
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