專利名稱：氧化物透明導電層的蝕刻介質(zhì)的制作方法
氧化物透明導電層的蝕刻介質(zhì)
本發(fā)明涉及氧化物透明導電層蝕刻用、有非牛頓流動行為的新穎一次性均勻蝕刻介質(zhì)，也涉及其用途，例如，用于液晶顯示器(LCDs)或 有機發(fā)光顯示器(OLEDs)的生產(chǎn)。
具體地說，它涉及可以用于氧化物透明導電層中選擇性蝕刻微細結 構而不損害或侵蝕相鄰區(qū)域的無微粒組合物。
在載體材料上，例如，在薄玻璃上構建氧化物透明導電層的目的， 除其它方面外，緣于液晶(LC)顯示器的生產(chǎn)。LC顯示器的基本組成 為2枚玻璃板和配備于其間的若干氧化物透明導電層一通常為銦-錫氧 化物(ITO)—和一個會通過電壓的施加來改變其光透明性的液晶層。 與ITO前后接觸是通過間隔物的使用防止的。對于文字、符號或其它圖 案的顯示來說，有必要在該玻璃片材上構建該ITO層。這使得該顯示器 范圍內(nèi)各區(qū)域能選擇性地尋址。
1.先有技術和本發(fā)明的目的
用于顯示器生產(chǎn)的玻璃片材的單面ITO層厚度在20 200 nm范圍 內(nèi)、在大多數(shù)情況下在30 130nm范圍內(nèi)。
在顯示器制造期間，該玻璃片材上的透明導電層是用 一 系列工藝步 驟構建的。為此，使用了業(yè)內(nèi)技術人員已知的光刻蝕法。
在本說明書中，無機表面用來表示其導電性因摻雜物的添加而提高并保持光學透明度的氧化物型化合物。業(yè)內(nèi)技術人員已知的層系不適用 于這一 目的
□銦-錫氧化物In203:Sn(IT〇)
□氟摻雜的錫氧化物Sn02:F(FTO)
□銻摻雜的錫氧化物Sn02:Sb(ATO)
□鋁摻雜的鋅氧化物ZnO:Al(AZO)
業(yè)內(nèi)技術人員已知的是通過陰極濺射(工藝線內(nèi)濺射)來沉積銦-錫氧化物。
足夠?qū)щ娦缘腎TO層也可以通過使用一種液體或溶解于溶劑或溶 劑混合物中的固體前體物的濕化學涂布(溶膠-凝膠浸漬法)來獲得。這 些液體組合物通常是用旋涂法施用到要涂布的基材上的。這些組合物是業(yè)內(nèi)技術人員作為玻璃上旋涂(SOG)體系已知的。
結構刻蝕
蝕刻劑即化學侵蝕性化合物的使用引起受到蝕刻劑侵蝕的材料的 溶解。在大多數(shù)情況下，目的是完全脫除要刻蝕的那一層?？涛g終點是 通過遭遇一個能實質(zhì)上耐受該蝕刻劑的層達到的。
光刻蝕法包括材料密集的和耗時的以及昂貴的工藝步驟
在已知的方法中，下列步驟是蝕刻結構的負片或正片(因光致抗蝕 劑而異)的產(chǎn)生所必需的
□基材表面涂布(例如，用液體光致抗蝕劑旋涂)，
□該光致抗蝕劑千燥，
□涂布基材表面曝光，
□顯影，
□漂洗，
□必要時干燥，
□結構的刻蝕，例如用
。浸漬法(例如，在濕化學實驗臺上的濕法刻蝕)
將基材浸入蝕刻浴中，刻蝕作業(yè) 。旋涂法或噴涂法將蝕刻溶液施用到旋轉(zhuǎn)基材上，該刻蝕作
業(yè)的進行可以無/有能量輸入(例如IR或UV輻射)
。干刻蝕法，例如，在復合真空單元中的等離子體刻蝕，或在 流動反應器中用反應性氣體刻蝕 □光致抗蝕劑去除，例如借助于溶劑 □漂洗 □干燥
近年來，借助于激光束的構建已經(jīng)自己確立為光刻蝕法的一種替代 方法。
在激光支撐的構建方法中，激光束掃描要用一個矢量取向系統(tǒng)逐點 或逐行去除的區(qū)域。由于激光束的高能量密度，該透明導電層在以激光 束掃描的點上自發(fā)地蒸發(fā)。該方法十分適用于簡單幾何形狀的構建。在 更復雜結構的情況下，尤其在相對大面積透明導電層的去除方面，它是 不太適用的。這里的可達到物料通過時間對于質(zhì)量生產(chǎn)而言是完全不夠的。
在一些應用例如OLED顯示器的透明導電層的構建中，激光構建原
則上不是很適用蒸發(fā)，透明導電材料在鄰近基材上沉淀，和增加這些
邊緣區(qū)域中透明導電涂層的層厚。這對于需要極平表面的進一步工藝步
驟來說是一個頗大的問題。
各種刻蝕方法的綜述詳見 [1] D.丄Monk, D.S. Soane， R.T. Howe, Thin Solid Films 232 (1993), 1; [2〗丄B。hler, F.-P. Steiner， H. Baltes，丄Micromech. Microeng. 7 (1997)， R1， Wiley VCH 1983.
所述各刻蝕方法的缺點是由于費時、材料密集和昂貴的工藝步驟的 緣故，這些步驟在一些情況下是技術事項和安全事項復雜的而且往往是 間歇式進行的。
目的
因此，本發(fā)明的目的是提供新穎、不昂貴的組合物，用于選擇性刻 蝕寬度<500 |im、尤其<100 的非常均勻細線和用于LC顯示器生產(chǎn)的 摻雜錫氧化物或鋅氧化物層的極微細結構。本發(fā)明的一個進一步目的是 提供新穎蝕刻劑和用其制備的蝕刻介質(zhì)，后者在刻蝕后以 一種簡單方 式、使用一種適用的環(huán)境友好溶劑、任選地暴露于熱量就可以從處理的 表面上去除而不留下殘渣。
2.發(fā)明描述
適合于達到按照本發(fā)明的目的、呈糊形式的組合物的制備嘗試已經(jīng) 顯示，通過所選擇增稠劑的使用，可以達到可與含微粒糊相比的印刷性 能和分配性能。與蝕刻介質(zhì)的其它成分的化學相互作用使得能形成一種 明膠狀網(wǎng)絡。這些新穎明膠糊顯示出特別優(yōu)異的、借助于分配器技術的 糊施用性能，使得能進行非接觸式糊施用。
通過使用氯化鐵(m)或氯化鐵(m)六水合物作為相應氧化物表 面的蝕刻成分，令人驚訝地達到了按照本發(fā)明的如下目的選擇性地刻 蝕或構建氧化物層的表面，尤其錫氧化物層或鋅氧化物層或相應的摻雜
層例如銦-錫氧化物In203:Sn(ITO)、氟摻雜錫氧化物Sn〇2:F(FTO)、銻摻 雜錫氧化物Sn02:Sb(ATO)或鋁摻雜鋅氧化物ZnO:Al(AZO)的表面。因 此，具體地說，按照本發(fā)明的目的是通過提供和使用一種較好具有非牛 頓流動行為、呈蝕刻糊形式、摻雜氧化物透明導電層刻蝕用的新穎可印 刷蝕刻介質(zhì)達到的。
一種相應的糊包含選自下列組成的一組的增稠劑聚苯乙烯、聚丙 烯酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸酯、蜜胺樹脂、聚氨酯樹脂、 苯并胍樹脂、苯酚類樹脂、硅酮樹脂、氟化聚合物(PTFE、 PVDF等)、 和微米化蠟，并有至少一種蝕刻成分的存在和至少一種溶劑的存在。此
外，按照本發(fā)明的組合物還可以包4、無機酸和/或有才幾酸，和任選地添力口 劑，例如防沫劑、觸變劑、流動控制劑、脫氣劑、粘合促進劑。按照本 發(fā)明的組合物在30 33(TC范圍內(nèi)、較好在40 200。C范圍內(nèi)、特別好在 50 12(TC范圍內(nèi)的高溫下是有效的，也可以通過輸入呈熱量或IR輻射 的形式的能量來達到。具體地說，按照本發(fā)明的目的是通過使用氯化鐵 (III)或氯化鐵(III)六水合物作為組合物中的選擇性蝕刻成分達到的， 該組合物呈按照權利要求2 7的糊的形式，用于刻蝕氧化物表面，尤其 用于刻蝕由Sn02或氧化鋅組成的表面或除Sn〇2或氧化鋅外任選地包含 一種或多種摻雜成分的氧化物透明導電層，或用于刻蝕均勻、均質(zhì)、非 多孔性或多孔性摻雜錫氧化物表面、(ITO和/或FTO)系統(tǒng)和此類系統(tǒng) 的可變厚度的層。這些表面較好使用有權利要求8中要求保護的性能的 糊刻蝕。對于所要求保護的用途來說，給予優(yōu)先的是按照權利要求12 23 的組合物的用途。
本申請也還涉及包含氯化鐵(III)或氯化鐵(III)六水合物的組合 物在按照權利要求9 11的特種工業(yè)生產(chǎn)方法中用于刻蝕含Si02或氮化 硅的玻璃和以上提到的氧化物表面的用途。
按照本發(fā)明的糊較好用于權利要求24 29所要求保護的方法。
發(fā)明的詳細描述
可以用來將細線刻蝕到有耐性的無機表面或無才幾氧化物表面上的 種類繁多的組合物本身是從專利和期刊文獻得知的。然而，迄今為止， 將細線選擇性地刻蝕到錫氧化物或鋅氧化物的表面上一直是一個問 題，因為通常使用的蝕刻成分對于這些表面來說要么有過度的刻蝕作用
要么是無效的。
現(xiàn)在，實驗已經(jīng)顯示，使用一種包含氯化鐵(III)或氯化鐵(III) 六水合物作為蝕刻成分的組合物，就能選擇性地而且以 一種簡單方式刻蝕氧化物表面。這樣的組合物尤其適用于包含或組成為Sn02或氧化鋅 的表面。使用這些組合物，可以將細線和極微細構造刻蝕到除Sn02或 氧化鋅外還包含一種或多種摻雜成分的氧化物透明導電層上。然而，這 些組合物也可以極好地用于刻蝕均勻、均質(zhì)、非多孔性或多孔性的摻雜 錫氧化物表面、(ITO和/或FTO)系統(tǒng)和此類系統(tǒng)的可變厚度的層。若 在一種無機酸的存在下如所述那樣使用氯化鐵(III)或氯化鐵(III)六 水合物作為氧化物表面蝕刻組合物中的蝕刻成分，則達到特別好的刻蝕 結果，其中使用一種選自鹽酸,磷酸、硫酸和硝酸組成的一組的無才幾酸。這里，氯化碳(ni)或氯化鐵(m)六水合物可以在一種無機酸和/或至少一種有機酸的存在下采用，該有機酸可以有1 10C原子的直鏈或支化烷基，選自烷基羧酸、羥基羧酸或二羧酸組成的一組。特別適用于這一目的的是選自甲酸、乙酸、乳酸和草酸這一組的有機酸。
為了能印刷寬度為少數(shù)幾微米或更細的細線，建議使用呈糊的形式的相應組合物，該糊包含以總量為基準數(shù)量為0.5 25 wt。/。的均勻分散增 稠劑。可以存在的增稠劑是一種或多種均勻溶解的增稠劑，選自下列一 組纖維素/纖維素衍生物和/或淀粉/淀粉衍生物和/或黃原膠和/或聚乙烯 基吡咯烷酮，基于丙烯酸酯或官能化乙烯基單元的聚合物。
剪切速率可高達25 s"時的2(TC粘度在6 35 Pa s范圍內(nèi)、較好在 10 25Pa . s范圍內(nèi)、特別好在15 20Pa s范圍內(nèi)的相應糊具有有利于 按照本發(fā)明使用的性能。這樣的蝕刻糊高度適用于刻蝕呈均勻、均質(zhì)、 非多孔性和多孔性固體的形式的含Si02或氮化硅的玻璃，或用于刻蝕在 其它基材上形成的、可變厚度的相應非多孔性和多孔性玻璃層。
這些糊狀組合物也可以容易地在半導體成分及其集成電路或高性 能電子器件成分的生產(chǎn)方法中用于打開摻雜錫氧化物表面(ITO和/或 FTO)層并給出非常精確的刻蝕結果。包含氯化鐵(III)或氯化鐵(III) 六水合物的糊狀組合物的具體可能應用在于顯示器技術(TFTs),光電 器件、半導體技術、高性能電子器件、礦物學或玻璃工業(yè)，OLED照明、 OLED顯示器的生產(chǎn)，光二極管的生產(chǎn)，和平板屏幕應用(等離子體顯 示器)的ITO玻璃的構建。
按照本發(fā)明，氧化物層刻蝕用組合物包含
a) 作為蝕刻成分的氯化鐵(III)或氯化鐵(III)六水合物
b) 溶劑
c) 任選地一種均勻溶解的有機增稠劑
d) 任選地至少一種無機酸和/或有機酸，和任選地
e) 添加劑，例如防沫劑、觸變劑、流動控制劑、脫氣劑、粘合促進 劑，而且
呈可印刷的糊形式，并可施用于要以極細線條刻蝕或以適用印刷技 術精細構建的表面。
這些組合物可以包含以總量為基準數(shù)量為1~30 wt﹪的蝕刻成分和 數(shù)量為3 20wt﹪的增稠劑。以總量為基準，該蝕刻成分的存在量較好為 2 20 wt% 、特別好為5 15 wt%。
如以上已經(jīng)指出的，對于該組合物來說有利的是，除氯化鐵(III) 或氯化鐵(III)六水合物外，還包含作為蝕刻成分的、選自鹽酸、磷酸、 石克酸、硝酸這一組的無機酸，和/或至少一種可以有1~10C原子的直鏈 或支化烷基、選自烷基羧酸、羥基羧酸或二羧酸溶液的有機酸，因為這 樣刻蝕作用就可以與要刻蝕的各層的要求相匹配。特別適用于按照本發(fā) 明的糊的制備的有 f幾酸是甲酸、乙酸、乳酸和草酸。
總而言之，在按照本發(fā)明的組合物中有機酸和/或無才幾酸的比例可以 在以該介質(zhì)的總量為基準0 80 wt﹪的濃度范圍內(nèi)，其中所添加的酸或其 混合物每一種的pKa值均為0 5。
按照本發(fā)明的組合物可以包含作為溶劑的水，選自甘油、1,2-丙二 醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、2-乙基-l-己醇、乙二醇、二 甘醇和二聚丙二醇這一組的一元醇或多元醇，選自乙二醇一丁醚、三甘 醇一曱醚、二甘醇一丁醚和二聚丙二醇一甲醚這一組的醚，選自乙酸[2-丁氧基-2-乙氧基乙酯]、碳酸亞丙酯這一組的酯，酮類例如乙酰苯、甲 基-2-己酮、2-辛酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮和l-甲基-2-吡咯烷酮，這些可 單獨或以混合物使用，以該介質(zhì)的總量為基準，其數(shù)量為10 90 wt%、 較好15 85wt﹪。為了達到糊狀觸變性能，選自纖維素/纖維素衍生物和 /或淀粉/淀粉衍生物和/或黃原膠和/或聚乙烯基吡咯烷酮、基于丙烯酸酯 或官能化乙烯基單元的聚合物這一組的 一種或多種均勻溶解增稠劑以 該蝕刻介質(zhì)的總量為基準的存在量可以是0.5 25 wt%。為了改善該組合物的使用性能，還可以添加選自防沫劑、觸變劑、流動控制劑、脫氣劑 和粘合促進劑這一組的添加劑，其添加量以總量為基準為0 5 Wt%。
各單 一 成分以優(yōu)化方式彼此組合并以適當方式彼此混合的組合物，如以上已經(jīng)描述的，在20℃的溫度、同時剪切速率可高達25 s－1的 粘度在6 35 Pa.s范圍內(nèi)，較好在剪切速率為25 s—1時粘度在10 25 Pa -s 范圍內(nèi)、特別好在剪切速率為25 s—1時粘度為15 20 Pa . s。
按照本發(fā)明，呈有觸變非牛頓性能的蝕刻糊形式的新穎組合物，在 OLED顯示器、LC顯示器、光電器件、半導體技術、高性能電子器件、 太陽能電池或光二極管的產(chǎn)品生產(chǎn)過程期間，用來以適當方式構建氧化 物透明導電層。
為此，該糊是以 一個單一工藝步驟施用或印刷在要刻蝕的整個表面 上，或按照刻蝕結構掩膜只選擇性地施用到該表面上希望刻蝕的區(qū)域， 并在刻蝕完成時，在預先規(guī)定的曝光時間之后，通過使用一種溶劑或溶 劑混合物漂洗掉再次去除，或通過加熱將刻蝕刻糊燒掉。在通過加熱去 除之后，處理的表面必要時可以再次漂洗，以清潔和去除該蝕刻糊中可 能仍然粘附的任何殘渣。
以這種方式，就可以刻蝕和構建該印刷區(qū)域中的表面，而使非印刷 區(qū)域保留原始狀態(tài)。為了進行實際刻蝕，將該蝕刻糊組合物施用到要刻 蝕的表面上并在10 s 15 mm、較好30 s 2 mm的曝光時間之后再次去 除。這種程序特別適用于無機玻璃狀結晶表面的處理，因為在半導體工 業(yè)的各工藝過程中不得不形成和處理這樣的表面。
在此，要刻蝕的表面可以是氧化物透明導電材料的表面或部分表面 和/或載體材料上氧化物透明導電材料的多孔和非多孔層的表面或部分 表面。
在按照本發(fā)明的方法中，要處理的表面的刻蝕通常是在30 330°C范 圍內(nèi)、較好在40 20CTC范圍內(nèi)、特別好在50 120。C范圍內(nèi)的高溫下進 行。
在這一方面，優(yōu)化實驗已經(jīng)顯示，摻雜的錫氧化物表面(ITO和/ 或FTO)可以在50－120℃范圍內(nèi)的高溫下以0.5 8 nm/s的蝕刻速率刻 蝕。在特別適當?shù)臈l件下，該刻蝕是以1 6nm/s、尤其3 4nm/s的蝕刻 速率進4亍的。
對于該蝕刻糊向要刻蝕的基材表面的轉(zhuǎn)移來說，使用 一種有高度自動化和通過量的適當印刷方法。具體地i兌，業(yè)內(nèi)4支術人員已知的適用于 這一目的的印刷方法是分配器技術法、絲網(wǎng)法、鏤花模板法、軋染法、 印模法、噴墨印刷法。然而，手工施用同樣可以。
因分配器技術、絲網(wǎng)、鏤花模板、電子刻版器、印模設計或墨盒控 制而異，可以將按照本發(fā)明描述的、有非牛頓流動行為的可印刷、均質(zhì)、 無微粒蝕刻糊施用到整個面積上，或按照刻蝕結構掩膜只選擇性地施用 到希望刻蝕的區(qū)域上。因此，本來必要的所有掩蔽步驟和石印步驟就都 是多余的。該刻蝕作業(yè)的進行可以有或無能量輸入，例如，呈熱輻射的 形式(使用紅外燈)的能量輸入。
隨后，像已經(jīng)描述的那樣，通過用水和/或適當溶劑或溶劑混合物洗 滌該表面，來完成該實際刻蝕過程。當該刻蝕完成時，用一種適當溶劑 或溶劑混合物漂洗掉該刻蝕表面上原來可印刷的、有非牛頓流動行為的 蝕刻糊的殘渣。該處理的表面以 一種已知方式干燥。
出于環(huán)境理由，除其它方面外，漂洗較好用水進行；只有當出于技
術理由和品質(zhì)理由而必要和有利時才任選地向單獨使用或作為混合物 使用的水或其它溶劑中添加溶劑。對于這種漂洗作業(yè)而言，可以向該水 中添加已經(jīng)用于該組合物制備的溶劑。相應的溶劑已經(jīng)在以上提到。此 外，還可以使用業(yè)內(nèi)技術人員為此目的而從半導體技術普遍得知的溶 劑。有適當物理性能的溶劑可以單獨或作為混合物采用。這里給予優(yōu)先 的是使用對該表面上的糊殘留物有良好溶解能力、有適當蒸氣壓、能在 該表面漂洗之后容易千燥、同時有環(huán)境友好性能的溶劑。
因此，按照本發(fā)明的蝕刻糊的使用，使得刻蝕能以適當自動化方法 在工業(yè)規(guī)模大量生產(chǎn)中不昂貴地進行。
在較好的實施方案中，按照本發(fā)明的蝕刻糊的粘度在5 100Pa s、 較好10 50 Pa . s范圍內(nèi)。在此，該粘度是能抵消相鄰液層滑動期間的 運動的摩擦阻力的材料依賴性分量。按照牛頓理論，平行排布且彼此相 對運動的2個滑動表面之間一個液層中的剪切阻力正比于速度或剪切梯 度G。比例因子是一種已知為動態(tài)粘度的材料常數(shù)，且量綱為mPa-s。 在牛頓液體的情況下，比例因子是壓力和溫度依賴性的。在此，依賴程 度決定于材料組成。組成不均勻的液體或物質(zhì)有非牛頓性能。這些材料 的粘度還依賴于剪切梯度。
該蝕刻糊組合物的更顯著假塑性性能或觸變性能在絲網(wǎng)印刷或鏤花模板印刷中有特別有利的效應并導致頗大改善的結果。具體地說，這 顯著縮短蝕刻時間或在相同蝕刻時間內(nèi)提高了蝕刻速率，尤其在層厚較大的情況下達到更大深度。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，氯化鐵(III)、氯化鐵(III)六水合物、和/或鹽酸溶液，在>50℃的溫度，能在少數(shù)幾秒 幾分鐘內(nèi)完全刻蝕掉層厚為200 nm的 摻雜錫氧化物表面(ITO)。在100℃,蝕刻時間是約60秒。
為了制備按照本發(fā)明的無微粒介質(zhì)，將溶劑、蝕刻成分、增稠劑、 和添加劑相繼彼此混合并攪拌足夠的時間，直至形成一種有觸變性能的 粘性糊。攪拌的進行還可以加熱到適當溫度。各成分通常是在室溫下彼 此攪拌的。
按照本發(fā)明的可印刷蝕刻糊的較好使用緣于為在OLED顯示器、 TFT顯示器或薄層太陽能電池的生產(chǎn)中構建施用于載體材料(玻璃或硅 層)上的ITO而描述的各種方法。
如同已經(jīng)提到的，該糊可以借助于分配器技術施用。在此，將該糊 轉(zhuǎn)移到一個塑料墨盒中。將一支分配器針旋到該墨盒上。該墨盒經(jīng)由一 條壓縮空氣軟管連接到分配器控制器。然后，借助于壓縮空氣，迫使該 糊通過該分配器針。在此，該糊可以作為一條細線施用到一種基材例如 有ITO涂層的玻璃上。因該針的內(nèi)徑的選擇而異，可以產(chǎn)生各種不同寬 度的糊線。
糊施用的 一 種進 一 步可能性是絲網(wǎng)印刷。
為了將該糊施用到要處理的表面上，可以迫使該蝕刻糊通過一種含 有印刷鏤花模板(或刻蝕金屬網(wǎng)板)的細目絲網(wǎng)。在一個進一步的步驟 中，該糊的熱補(burningm)可以用厚層技術絲網(wǎng)印刷法(導電金屬糊 的絲網(wǎng)印刷)進行，使得能測定電性能和機械性能。替而代之，當使用 按照本發(fā)明的蝕刻糊時也可以省略熱補(經(jīng)由介電層燒成)，而且所施 用的蝕刻糊可以在某 一 曝光時間之后用 一 種適當溶劑或溶劑混合物洗 掉。該刻蝕作用是以洗滌告終的。
為了進行該刻蝕，制備了諸如實施例1中所述的蝕刻糊。使用這種 類型的蝕刻糊，可以用絲網(wǎng)印刷法在120。C在60秒內(nèi)選擇性去除厚度約 120nm的摻雜錫氧化物(ITO)層。隨后，通過將該硅片浸入水中、然 后借助于呈微細噴霧形式的水射流漂洗，完成該刻蝕。
以上和以下提到的所有申請、專利和出版物的全部公開內(nèi)容，以及2005年7月4日提交的相應申請DE 10 2005 031 469.4，均列為本申請 的參考文獻。
4.實施例
為了更好地理解、也為了說明本發(fā)明，以下給出了屬于本發(fā)明保護 范圍的實施例。這些實施例也用來說明可能的變種。然而，由于所述發(fā) 明原理的普遍有效性，這些實施例不適用于使本申請的保護范圍減少到 這些實施例本身。
實施例中給出的溫度總是以。C表示。進而，不言自明的是，在以上 描述和以下實施例中，各成分的添加量都總是使該組合物中合計為 100%。
實施例1
在攪拌下，將均質(zhì)增調(diào)劑、20g氯化鐵(III)組成的蝕刻糊添加到 60 g水、20 g鹽酸組成的溶劑混合物中。
然后，在劇烈攪拌下，向該溶液中分批徐徐添加4 g Fmnfix 700 (羧 甲基纖維素鈉鹽)，該混合物進一步攪拌30min。然后，將該透明糊轉(zhuǎn) 移到一個分配器墨盒中。然后，現(xiàn)在已經(jīng)能使用的糊可以借助于該分配 器施用到ITO表面上。
實施例2
在攪拌下，將均質(zhì)增稠劑、20g氯化鐵(III)組成的蝕刻糊添加到 30g水、10g乙二醇、20g水、20g鹽酸組成的溶劑混合物中。
然后，在劇烈攪拌下，向該溶液中分批徐徐添加4 g Fmnfix 2000, 該混合物進一步攪拌30mm。然后，將該透明糊轉(zhuǎn)移到一個分配器墨盒 中。然后，現(xiàn)在已經(jīng)能使用的糊可以借助于該分配器施用到ITO表面 上。
實施例3
在攪拌下，將均質(zhì)增稠劑、20g氯化鐵(III)組成的蝕刻糊添加到 15g水、15g乳酸、10g乙二醇、20g水、20g鹽酸組成的溶劑混合物中。
然后，在劇烈攪拌下，向該溶液中分批徐徐添加4 g Fmnfix 2000, 該混合物進一步攪拌30mm。然后，將該透明糊轉(zhuǎn)移到一個分配器墨盒 中。然后，現(xiàn)在已經(jīng)能使用的糊可以借助于該分配器施用到ITO表面 上。
應用例
對于通過分配和刻蝕的糊施用而言，使用下列參數(shù):
施用速率XY臺(JR2204 ) : 100 mm/s
分配器(EFD 1500XL)-工作壓力2-3 bar
分配針內(nèi)直徑230-260 μm
刻蝕參數(shù)120°C/1 mm (熱板)
漂洗30秒/超聲波浴
干燥使用壓縮空氣
玻璃上厚度為125 nm的刻蝕ITO層的結果: 刻蝕線寬度為450 550 μm。
權利要求
1.氯化鐵(III)或氯化鐵(III)六水合物作為氧化物表面蝕刻組合物中的蝕刻成分的用途。
2. 按照權利要求1的氯化鐵(III)或氯化鐵(III)六水合物作為氧化物表面蝕刻組合物中的蝕刻成分的用途，該氧化物表面包含或組成為Sn02或氧化鋅。
3. 按照權利要求1的氯化鐵(III)或氯化鐵(III)六水合物作為一 種組合物中的蝕刻成分的用途，該組合物用于刻蝕除Sn02或氧化鋅外 還包含一種或多種摻雜成分的氧化物透明導電層，或用于刻蝕均勻、均 質(zhì)、非多孔性或多孔性摻雜錫氧化物表面(ITO和/或FTO)系統(tǒng)和這樣 的系統(tǒng)的可變厚度層。
4. 按照權利要求1 3之一的氯化鐵(III)或氯化鐵(III)六水合物 作為一種組合物中的蝕刻成分的用途，該組合物用于在一種選自鹽酸、磷酸、石克酸、硝酸這一組的無機酸和/或至少一種可以有1 10C原子的 直鏈或支化烷基、選自烷基羧酸、羥基羧酸或二羧酸這一組的有機酸的 存在下刻蝕氧化表面。
5. 按照權利要求4的氯化鐵(III)或氯化鐵(III)六水合物在一種 選自曱酸、乙酸、乳酸和草酸這一組的有機酸的存在下的用途。
6. 按照權利要求1 5中一項或多項的氯化鐵(III)或氯化鐵(III) 六水合物作為一種糊狀組合物中的蝕刻成分的用途，該組合物包含以總 量為基準數(shù)量為0.5 25 wty。的均勻分散增稠劑。
7. 按照權利要求6的氯化鐵(III)或氯化鐵(III)六水合物作為糊 狀組合物中的蝕刻成分的用途，該組合物包含選自如下一組的一種或多 種均勾溶解增稠劑纖維素/纖維素衍生物和/或淀粉/淀粉衍生物和/或黃 原膠和/或聚乙烯基吡咯烷酮、基于丙烯酸酯或官能化乙烯基單元的聚合 物。
8. 按照權利要求1~7中一項或多項的氯化鐵(III)或氯化鐵(III)在6 35Pa . 3范圍內(nèi)且剪切速率可高達258-1、較好粘度在10 25 Pa . s 范圍內(nèi)、特別好在15 20Pa . s范圍內(nèi)。
9. 按照權利要求1 7中一項或多項的氯化鐵(III)或氯化鐵(III) 六水合物作為糊狀組合物中的蝕刻成分的用途，用于刻蝕呈均勻、均 質(zhì)、非多孔性和多孔性固體的形式的含Sl02或氮化硅玻璃，或用于刻蝕 在其它基材上形成的可變厚度的相應非多孔性和多孔性玻璃層。
10. 按照權利要求i 7中一項或多項的氯化鐵(ni)或氯化鐵(m) 六水合物作為糊狀組合物中的蝕刻成分的用途，用于在半導體部件及其 集成電路或高性能電子器件的部件的生產(chǎn)過程中打開摻雜錫氧化物表面(ITO和/或FTO)層。
11. 按照權利要求1 7中一項或多項的氯化鐵(III)或氯化鐵(III) 六水合物作為糊狀組合物中的蝕刻成分的用途，用于顯示技術(TFTs ), 用于光電器件、半導體技術、高性能電子器件、礦物學或玻璃工業(yè)，用 于OLED照明、OLED顯示器的生產(chǎn)，用于光二極管的生產(chǎn)，和用于平 板屏幕應用(等離子體顯示器)ITO玻璃的構建。
12. 氧化物層蝕刻組合物，包含a) 氯化鐵(III)或氯化鐵(III)六水合物作為蝕刻成分，b) 溶劑，c) 任選地一種均勻溶解的有機增稠劑，d) 任選地至少一種無機和/或有機酸，和任選地e) 添加劑，例如防沫劑、觸變劑、流動控制劑、脫氣劑、粘合促進 劑，而且呈糊狀、是可印刷的。
13. 按照權利要求12的組合物，其特征在于它包含，以總量為基 準，數(shù)量為1 30 wty。的蝕刻成分和數(shù)量為3 20wt。/。的增稠劑。
14. 按照權利要求12的組合物，其特征在于它包含，以總量為基 準，數(shù)量為2 20城％的蝕刻成分。
15. 按照權利要求12的組合物，其特征在于它包含，以總量為基 準，數(shù)量為5 15 wt。/。的蝕刻成分。
16. 按照權利要求12 15的組合物，其特征在于它包含一種選自鹽 酸、磷酸、石克酸、硝酸這一組的無機酸，和/或至少一種可以有一個1 10C 原子的直鏈或支化烷基、選自烷基羧酸、羥基羧酸或二羧酸溶液的有機 酸。
17. 按照權利要求16的組合物，其特征在于它包含一種選自曱酸、 乙酸、乳酸和草酸這一組的有機酸。
18. 按照權利要求12 ]7中一項或多項的組合物，其特征在于該有 機酸和/或無機酸的比例，以該介質(zhì)的總量為基準，在0 80wt。/。的濃度 范圍內(nèi)，其中所添加的酸或其混合物每一種的pKa值都在0 5之間。
19. 按照權利要求12 18中一項或多項的組合物，其特征在于它包 含作為溶劑的水，選自甘油、1，2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、2-乙基-l-己醇、乙二醇、二甘醇和二聚丙二醇這一組的一元醇 或多元醇，選自乙二醇一丁醚、三甘醇一甲醚、二甘醇一丁醚和二聚丙 二醇一甲醚的醚，選自乙酸[2-丁氧基-2-乙氧基乙酯]、碳酸亞丙酯的酯， 酮類例如乙酰苯、甲基-2-己酮、2-辛酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮和1-甲基 -2-吡咯烷酮，這些單獨或以混合物使用，以該介質(zhì)的總量為基準，其數(shù) 量為10 90 wt%、較好15 85 wt%。
20. 按照權利要求12~19中一項或多項的組合物，其特征在于它包 含選自如下 一組的 一種或多種均勻溶解增稠劑纖維素/纖維素衍生物和 /或淀粉/淀粉衍生物和/或黃原膠和/或聚乙烯基吡咯烷酮、基于丙烯酸酯 或官能化乙烯基單元的聚合物。
21. 按照權利要求20的組合物，其特征在于它包含以該蝕刻介質(zhì)的 總量為基準數(shù)量為0.5 25 wtM的均勻分散增稠劑。
22. 按照權利要求12 21中一項或多項的組合物，其特征在于它包 含選自防沫劑、觸變劑、流動控制劑、脫氣劑和粘合促進劑這一組的添 加劑，以總量為基準，其數(shù)量為0 5\^%。
23. 按照權利要求12 22中一項或多項的組合物，其特征在于它在 2(TC溫度和25 s—1的剪切速率時的粘度在6 35 Pa . s范圍內(nèi)，較好在25 s^的剪切速率時在10 25Pa 's范圍內(nèi)，特別好在25 s—i的剪切速率時在 15 20Pa . s范圍內(nèi)。
24. 無機玻璃狀結晶表面的蝕刻方法，其特征在于將按照權利要求 12 23中一項或多項的組合物施用到整個面積上，或按照刻蝕結構掩膜 選擇性地只施用到該表面上希望刻蝕的區(qū)域上，其特征還在于當刻蝕完 成時是用 一種溶劑或溶劑混合物漂洗掉或通過加熱燒掉的。
25. 按照權利要求24的方法，其特征在于將按照權利要求12 23 中一項或多項的組合物施用到要刻蝕的表面上，并在10s 15min、較好 30 s 2 mm的曝光之后再次去除。
26. 按照權利要求24 25的方法，其特征在于按照權利要求12 23 中一項或多項的組合物是借助于分配器、或用絲網(wǎng)印刷法、鏤花模板印刷法、軋染印刷法、模沖印刷法、噴墨印刷法、手工印刷法施用的。
27. 按照權利要求24 26的方法，其特征在于該蝕刻組合物是在刻 蝕完成時用水漂洗掉的。
28. 按照權利要求24 27的方法，其特征在于該刻蝕是在30 330 。C、較好40 200。C、特別好50 120。C范圍內(nèi)的高溫進行的。
29. 按照權利要求24 28的方法，其特征在于摻雜錫氧化物表面 (ITO和/或FTO)是在50 120。C范圍內(nèi)的高溫以0.5 8 nm/s的刻蝕速率、較好1 6 nm/s的刻蝕速率、特別好3 4 nm/s的刻蝕速率刻蝕的。
全文摘要
本發(fā)明涉及顯示器和/或太陽能電池生產(chǎn)中表面蝕刻用、有非牛頓流動行為的、摻雜錫氧化物層的新型一次性蝕刻介質(zhì)，也涉及其用途。具體地說，它涉及可以用來選擇性蝕刻微細結構而不損害或侵蝕相鄰區(qū)域的相應無微粒組合物。
文檔編號C03C15/00GK101208277SQ200680023243
公開日2008年6月25日 申請日期2006年6月8日 優(yōu)先權日2005年7月4日
發(fā)明者A·庫貝爾貝克, W·斯托庫姆 申請人:默克專利股份公司