산화성 투명 전도층을 위한 에칭 매질 document_id A220623063323

액정디스플레이의 제조를 위해, 예를 들어, 박형 유리상에서와 같은 지지체 물질 상에서 산화성 투명 전도층을 구조화하는 것이 필요하다. LC 디스플레이는 보통 인듐-주석 산화물 (ITO)의 산화성 투명 전도층으로 제공된 2개의 유리판으로 본질적으로 이루어지고, 전압의 적용을 통하여 이의 광투명성을 변화시킨다. 액정층은 사이에 위치된다. 스페이서 (spacer)의 용도는 ITO의 접촉을 전면 및 후면에서 방지한다. 특성, 기호 또는 기타 패턴의 디스플레이를 위해, 유리시트 위에 ITO층을 구조화하는 것이 필요하다. 이는 디스플레이내의 구역이 선택적으로 어드레스되게 할 수 있다. 따라서, 산화성 투명 전도층은 플랫-패널 스크린 및 박막 태양전지의 제조를 위한 방법에서 우수한 역할을 한다. 액정 디스플레이 또는 유기 발광 다이오드 기재 플랫-패널 스크린에서는, 적어도 뷰어를 대면하는 전극은 뷰어에게 볼 수 있는 광학 효과를 낼 수 있기 위해 가능한 가장 높은 투명도를 가져야만 한다. 상기 광학 효과는 액정 디스플레이의 경우와 같이 전송 (transmission) 또는 반사에서의 변화일 수 있거나 또는, OLED의 경우와 같이 발광을 나타낼 수 있다. 무정형 규소 (a-Si), 구리-인듐 셀레나이드 (CIS) 또는 카드뮴 텔루라이드 기재 박막 태양전지에서는, 태양을 대면하는 태양전지의 면은 마찬가지로 산화성 투명 전도 물질로 이루어진다. 이는, 상기 반도체층이 부적당한 전기 전도성을 가져서 전하 담체 (charge carrier)의 경제적인 이송을 가능하게 하기 때문에 필요하다. 당업자에게 공지된 산화성 투명 전도층은 하기이다: □ 인듐-주석 산화물 In203:Sn (ITO) □ 불소-도핑된 주석 산화물 Sn02:F (FTO) □ 안티몬-도핑된 주석 산화물 Sn02:Sb (ATO) □ 알루미늄-도핑된 아연 산화물 ZnO:Al (AZO). 또한, 문헌은 예를 들어, 하기 시스템을 기재하고 있다: □ 카드뮴 주석산염 CdSn03 (CTO) □ 인듐-도핑된 아연 산화물 ZnO:In (IZO) □ 도핑되지 않은 주석(IV) 산화물 (TO) □ 도핑되지 않은 인듐(III) 산화물 (IO) □ 도핑되지 않은 아연 산화물 (ZO). 디스플레이 및 박막 태양광 기술에서는, 본질적으로 인듐-주석 산화물 (ITO) 그 자체가 투명 전도 물질로서 수립되어 있다. 이는 특히, 200 nm의 층 두께의 경우에서의 6 Ω 미만의 매우 낮은 층 저항 및 이와 함께 달성될 수 있는 80% 초과의 전송값에 기인한다. 그러나, 이는 또한 캐소드 (cathode) 스퍼터링 (sputtering)에 의한 발달되고 (mature) 비교적 간단한 코팅에 기인한다. 산화성 투명 전도층 및 이의 증착 기술의 양호한 검토는 [K.L. Chopra, S. Major and DK Pandya in "Transparent Conductors - A Status Review", Thin Solid Films, 102 (1983) 1-46, Electronics and Optics]에 의해 제공된다. 상기 산화성 투명 전도층은 보통 지지체 물질의 전체 구역에 걸쳐서 증착된다. 대부분의 경우에서 사용되는 지지체 물질은 판 유리 (flat glass) (기계에 의해 만들어지거나 또는 플로트 유리 방법에 의해 제조된 유사 유리 또는 보로실리케이트 유리, 소다-석회 유리)이다. 기타 적합한 지지체 물질은 폴리카르보네이트 (PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 유사 투명 중합체이다. 본질적으로 하기 증착법은 본원에서 사용된다: □ 산화물의 직접 증기 증착법 □ 산소의 존재하에 금속의 반응 증기 증착법 □ 산화물의 직접 캐소드 스퍼터링 (DC, 마그네트론, RF 또는 이온 빔 스퍼터링) □ 산소의 존재하에 금속의 반응 스퍼터링 □ 예를 들어, SnCl4와 같은 전구체의 화학 증기 증착법 (CVD) □ 스프레이 열분해 □ 적합한 졸을 이용하여 침지 코팅 투명 전도층 (플랫-패널 스크린 및 박막 태양전지)의 2개의 가장 중요한 적용에서, 투명 전도층은 구조화된다. 플랫-패널 스크린의 경우에는, 개별 픽셀 또는 세그먼트 (segment)는 어드레스될 수 있다. 박막 태양전지의 경우에는, 기판내에 다수의 별도 태양전지의 연속적인 스위칭이 달성된다. 이는 보다 높은 초기 전압을 야기하고, 즉, 옴의 저항에 대한 보다 양호한 극복 때문에 유리하다. 다수의 상이한 구조화 방법은 보통 그의 제조를 위해 이용된다. 하기가 특히 언급될 수 있다: 마스크 증기 증착 또는 마스크 스퍼터링 비교적 간단한 구조의 제조를 위해, 투명 전도층이 적용된 마스크를 통하여 코팅되는 것은 충분하다. 적용된 마스크의 도움으로 스퍼터링은 당업자에게 공지된 방법이다. US 4,587,041 A1은 상기 유형의 방법을 기재하고 있다. 마스크 증기 증착 또는 마스크 스퍼터링은 상당히 간단한 방법이다. 그러나, 상기 방법은 대량 생산 특히, 비교적 대형 기판의 제조를 위해서는 적합하지 않다. 마스크는 상기 방법에서 마스크 및 기판의 팽창의 상이한 계수 때문에 휘어진다. 또한, 상기 마스크는, 물질이 이에 지속적으로 증착되기 때문에 단지 몇 개의 코팅 단계로 이용될 수 있다. 또한, 예를 들어 홀 (hole) 구조와 같은 비교적 복잡한 구조는 적용된 마스크를 이용하여 제조될 수 없다. 또한, 극도로 미세한 라인 및 구조의 형성에 관한 해상도 (resolution)는 상기 방법에서 매우 제한된다. 그러므로, 마스크 스퍼터링은 단기간으로 소규모의 시리즈를 위해 확립될 수 있다. 레이저 박리 (ablation) 방출되는 것과 같은 적외선 지역 (NIR) 근처에서의 레이저광의 도움으로 예를 들어, Nd:YAG 레이저에 의해서, 투명 전도층을 구조화하는 것이 가능하다. 상기 방법은 예를 들어, Laserod.com, Inc., 웹 페이지 (http://www.laserod.com/laser direct_write.htm)에서 기재된다. 상기 방법에서 불리한 점은 비교적 높은 기구 복잡성, 비교적 복잡한 구조의 경우의 낮은 재료 처리량 및 인접 구역에 증발된 물질의 재증착이다. 레이저 박리는 본질적으로 박막 태양전지의 구역, 예를 들어 카드뮴-텔루리움 태양전지를 위해서 단지 이용된다. 투명 전도층의 레이저 박리의 예는 (C. Molpeceres 등 2005 J. Micromech. Microeng. 15 1271-1278)에 기재되었다. 광식각법 (Photolithography) 에칭제, 즉 화학 활성 화합물을 사용함으로써 에칭제에 의한 공격에 노출된 재료를 용해시킨다. 대부분의 경우, 에칭되는 층을 완전히 제거하는 것이 목적이다. 에칭의 종료는 에칭제에 대해 실질적으로 내성인 층의 대면으로 달성된다. 에칭 구조 (포토레지스트에 따름)의 네거티브형 또는 포지티브형의 제조가 보통 하기 단계에서 수행된다: □ 기판 표면의 코팅 (예를 들어, 액체 포토레지스트를 이용한 스핀 코팅에 의함), □ 포토레지스트의 건조, □ 코팅된 기판 표면의 노출, □ 현상, □ 세정, □ 필요하다면, 건조 □ 예를 들어, 하기에 의한 구조물의 에칭 ○ 침지 방법 (예를 들어, 습식 화학 작업대에서의 습식 에칭), 기판의 에칭 중탕 속으로의 침지, 에칭 방법, ○ 스핀-온 또는 스프레이 방법: 에칭 용액이 회전 기판에 적용되고, 에칭 방법은 에너지의 투입 (예를 들어, 적외선 또는 자외선) 없이/과 함께 실시될 수 있다, ○ 예를 들어, 복합 진공 유닛내 플라즈마 에칭 또는 유동 반응기내 반응성 기체를 이용한 에칭과 같은 건조 에칭 방법, □ 예를 들어, 용매를 이용한 포토레지스트의 제거, □ 세정, □ 건조. 에칭된 구역의 높은 구조 정확성 - 에칭된 구조는 몇 μm으로 정확하게 에칭될 수 있다 - 및 심지어 에칭되는 구조가 매우 복잡한 경우에서의 상당히 높은 원료 처리량으로 인해, 광식각법은 플랫-패널 스크린의 구역에서의 산화성 투명 전도층의 구조화를 위한 선택 방법이다. 그러나, 다수의 방법 단계가 매우 값비싼 기구를 이용하는 것과 함께 필요하다는 것은 특히 불리하다. 또한, 상당한 양의 보조 화합물 (포토레지스트, 현상액, 에칭 매질, 레지스트 박리액) 및 세정용 물이 소비된다. 문헌에서 기재되는 액체 에칭 매질, 특히 플랫-패널 스크린의 구역에서 넓게 사용되는 완전히 산화된 인듐-주석 산화물 (ITO)은 하기이다: □ 철(III) 클로라이드 + 염산, □ 뜨거운, 대략 30중량%의 염산, □ 뜨거운, 48중량%의 브롬화수소산, □ 왕수 (일부 경우에는 희석됨). 기체 상, 임의로 플라즈마에서의 ITO의 에칭은 또한 공지되었으나, 현재는 마이너 역할만을 한다. 예를 들어, 브롬화수소 기체 또는 요오드화수소 기체가 본원에서 이용된다. 상응하는 방법은 웹페이지 http://www.mitsui-chem.co.jp/ir/O1091O.pdf p.23.에서 Mitsui Chemical에 의해 기재되어 있다. 상기 모든 유동성 에칭 매질의 공통 특징은 이들이 극도로 부식성 시스템인 것이다. 상기 에칭 매질은 주변 기구, 운영 인력 및 환경에 있어서 상당히 다루기 어려운 것으로서 분류될 수 있다. 그러므로 산화성 투명 전도 물질의 구조화, 특히 플랫-패널 스크린의 제조는 현존하는 대체 방법 (레이저 박리 및 마스크 스퍼터링)을 충분히 이용할 수 없기 때문에, 공지된 방법으로서, 광식각법의 복잡하고 재료-강화성 (material-intensive) 방법을 이용하여 보통 수행된다. 목적 그러므로, 본 발명의 목적은, 너비 500 ㎛ 미만, 특히 100 ㎛ 미만의 매우 균일한 박형 라인, 그리고 LC 디스플레이의 제조에 사용되는 도핑된 주석-산화물층 위에 극미세 구조물의 에칭을 위한 새로운 저렴한 에칭 페이스트를 제공하는 것이다. 도핑된 주석-산화물층은 플랫-패널 스크린을 이용하는 액정 디스플레이 (LCD) 또는 유기 발광 디스플레이 (OLED)의 제조, 또는 박막 태양전지에서 이용되는 것과 같은, 투명 전도층이다. 본 발명의 추가 목적은, 에칭 후, 잔류물의 남김 없이 열처리 하에 단순 방식으로 처리된 표면으로부터 제거될 수 있는 새로운 에칭 매질을 제공하는 것이다.