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Title:
ETCHING MEDIA FOR OXIDIC, TRANSPARENT, CONDUCTIVE LAYERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/012378
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a novel etching medium for patterning transparent, conductive layers such as are used for example in the production of liquid crystal displays (LCD) using flat screens or organic light-emitting displays (OLED) or in the case of thin-film solar cells. Specifically, particle-free compositions are involved which can be used to etch selectively fine structures into oxidic, transparent and conductive layers without damaging or attacking adjoining areas. The novel liquid etching medium can be applied to the oxidic, transparent, conductive layers to be patterned in an advantageous manner by means of printing methods. A subsequent thermal treatment accelerates or starts the etching process.

Inventors:
KUEBELBECK ARMIN (DE)
STOCKUM WERNER (DE)
Application Number:
PCT/EP2006/006444
Publication Date:
February 01, 2007
Filing Date:
July 03, 2006
Export Citation:
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Assignee:
MERCK PATENT GMBH (DE)
KUEBELBECK ARMIN (DE)
STOCKUM WERNER (DE)
International Classes:
C03C15/00
Domestic Patent References:
WO2003034504A12003-04-24
WO2001083391A12001-11-08
Foreign References:
US4348255A1982-09-07
US5830375A1998-11-03
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 08 30 June 1999 (1999-06-30)
DATABASE WPI Section Ch Week 198831, Derwent World Patents Index; Class L01, AN 1988-218799, XP002398031
DATABASE WPI Section Ch Week 200230, Derwent World Patents Index; Class A25, AN 2002-245349, XP002398032
Attorney, Agent or Firm:
MERCK PATENT GMBH (Darmstadt, DE)
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Claims:

PATENTANSPRüCHE

1. ätzmedium zum ätzen von oxidischen, transparenten, leitfähigen Schichten, enthaltend mindestens ein ätzmittel bestehend aus Phosphorsäure oder deren Salze oder

Addukten der Phosphorsäure oder

Gemischen aus Phosphorsäure mit Salzen der Phosphorsäure und/oder Addukten der Phosphorsäuren.

2. ätzmedium gemäß Anspruch 1 , enthaltend als aktive Komponente ortho-, meta-, pyro-, oligo- und/oder poly-

Phosphorsäure, und/oder meta- Phosphorpentoxid oder deren Gemische.

3. ätzmedium gemäß Anspruch 2 enthaltend ein oder mehrere verschiedene Ammoniumsalz(e) der Phosphorsäure und/oder mono- oder di- oder tri-Ester einer Phosphorsäure, die durch thermischen Energieeintrag die ätzende Phosphorsäure freisetzen.

4. ätzmedium gemäß der Ansprüche 1 - 3 in Pastenform, enthaltend außer mindestens einem ätzmittel, Lösungsmittel, partikuläre und/oder lösliche anorganische und/oder organische

Verdickungsmittel und gegebenenfalls Additive wie Entschäumer, Thixotropiermittel, Verlaufsmittel, Entlüfter und Haftvermittler.

5. Verfahren zum ätzen von oxidischen, transparenten, leitfähigen Schichten, dadurch gekennzeichnet, dass ein ätzmedium gemäß der Ansprüche 1 - 4 mittels eines Druckverfahrens auf das zu ätzende Substrat aufgebracht wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein ätzmedium gemäß der Ansprüche 1 -4 je nach Konsistenz durch

Aufsprühen, Aufschleudern, Tauchen oder durch Drucken im

Sieb-, Schablonen-, Stempel-, Tampon- oder Tintenstrahldruck aufgebracht wird.

7. Verfahren gemäß der Ansprüche 5 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen auf einer Heizplatte, in einem

Konvektionsofen, durch IR-Strahlung, sichtbares Licht, UV- Strahlung, oder Mikrowelle erfolgt.

8. Verfahren gemäß der Ansprüche 5 - 7 zur Strukturierung von oxidischen, transparenten, leitfähigen Schichten zur Herstellung von Solarzellen.

9. Verfahren gemäß der Ansprüche 5 - 7 zur Strukturierung von oxidischen, transparenten, leitfähigen Schichten zur Herstellung von Flachbildschirmen.

Description:

ätzmedien für oxidische, transparente, leitfähige Schichten

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues ätzmedium zum Strukturieren von transparenten, leitfähigen Schichten, wie sie beispielsweise in der Herstellung von Flüssigkristallanzeigen (LCD) unter Verwendung von Flachbildschirmen oder von organischen lichtemittierenden Anzeigen (OLED) oder bei Dünnschichtsolarzellen verwendet werden.

Im speziellen handelt es sich um partikelfreie Zusammensetzungen, durch die selektiv feine Strukturen in oxidische, transparente und leitfähige Schichten geätzt werden können, ohne angrenzende Flächen zu beschädigen oder anzugreifen. Das neuartige flüssige ätzmedium kann vorteilhaft mittels Druckverfahren auf die zu strukturierenden oxidischen, transparenten, leitfähigen Schichten aufgebracht werden. Eine nachfolgende Temperaturbehandlung beschleunigt, bzw. startet den ätzprozess.

Stand der Technik

Es ist notwendig, oxidische, transparente, leitfähige Schichten auf einem Trägermaterial, wie beispielsweise auf Dünnglas, zur Herstellung von

Flüssigkristallanzeigen zu strukturieren. Ein LC-Display besteht im wesentlichen aus zwei Glasplatten, versehenen mit oxidischen, transparenten, leitfähigen Schichten, meist aus Indium-Zinn-Oxid (ITO), welche durch Anlegen einer Spannung ihre Lichtdurchlässigkeit verändern. Dazwischen befindet sich eine Flüssigkristallschicht. Durch die Verwendung von Abstandshaltern wird die Berührung der ITO

Vorderseite und Rückseite verhindert. Für die Darstellung von Zeichen, Symbolen oder sonstigen Mustern ist es erforderlich, die ITO Schicht auf der Glasscheibe zu strukturieren. Dadurch wird es möglich, selektiv Bereiche innerhalb des Displays anzusteuern.

Oxidische, transparente, leitfähige Schichten spielen also im Herstellungsprozess von Flachbildschirmen und von Dünnschichtsolarzellen eine herausragende Rolle. Bei

Flachbildschirmen auf Basis von Flüssigkristallanzeigen oder organischen Leuchtdioden muss zumindest die dem Betrachter zugewandte Elektrode eine möglichst hohe Transparenz aufweisen, um den optischen Effekt für den Betrachter sichtbar machen zu können. Der optische Effekt kann, wie im Fall von Flüssigkristallanzeigen, eine

änderung der Transmission oder Reflexion sein oder wie im Fall von OLEDs eine Emission von Licht darstellen.

Auch bei Dünnschichtsolarzellen auf der Basis von amorphem Silizium (a-Si), Kupfer-Indium-Selenid (CIS) oder Cadmium-Tellurid besteht die der Sonne zugewandte Seite der Solarzelle aus einem oxidischen, transparenten, leitfähigen Material. Dies ist notwendig, da die halbleitenden Schichten eine zu geringe elektrische Leitfähigkeit haben, als dass damit ein wirtschaftlicher Transport von Ladungsträgern möglich wäre.

Als oxidische, transparente, leitfähige Schichten sind dem Fachmann bekannt:

α Indium-Zinnoxid ln 2 O 3 :Sn (ITO) α Fluor dotiertes Zinnoxid SnO 2 :F (FTO) α Antimon dotiertes Zinnoxid SnO 2 :Sb (ATO) α Aluminium dotiertes Zinkoxid ZnO:AI (AZO) Daneben werden in der Literatur beispielweise noch die Systeme

Q Cadmiumstannat CdSnO 3 (CTO) α Indium dotiertes Zinkoxid ZnO:ln (IZO) α undotiertes Zinn (IV) Oxid (TO) α undotiertes Indium (IM) Oxid (I0)

Q undotiertes Zinkoxid (ZO) beschrieben. In der Display- und Dünnschichtsolartechnik hat sich im wesentlichen Indium-Zinnoxid (ITO) als transparentes leitfähiges Material durchgesetzt. Dies liegt u.a. an den damit erreichbaren sehr niedrigen Schichtwiderständen, welche < 6 ω betragen bei Schichtdicken von 200 nm und Transmissionswerten von >80%. Es liegt aber auch an der ausgereiften und relativ einfach durchzuführenden Beschichtung mittels Kathodenzerstäubung.

Einen guten überblick über oxidische, transparente, leitfähige Schichten, sowie deren Abscheidetechniken bieten K.L. Chopra, S. Major und D. K. Pandya in „Transparent Conductors - A Status Review", Thin Solid Films, 102 (1983) 1-46, Electronics and Optics.

5 Die oxidischen, transparenten, leitfähigen Schichten werden zumeist ganzflächig auf dem Trägermaterial abgeschieden. Als Trägermaterial wird in den meisten Fällen Flachglas (maschinengezogene oder im Floatglasprozess hergestellte Natron-Kalk-Gläser, Borosilikat-Gläser oder ähnliche Gläser) verwendet. Als weitere geeignete Trägermaterialen kommen Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat 10 (PET) und ähnliche transparente Polymere in Frage.

Es werden dabei im wesentlichen folgende Abscheideverfahren verwendet:

Q direktes Aufdampfen der Oxide α reaktives Aufdampfen der Metalle in Gegenwart von Sauerstoff α direkte Kathodenzerstäubung (Sputtern) der Oxide (DC-, 15 Magnetron-, RF-, lonenstrahl-Sputtern) α reaktives Sputtern der Metalle in Gegenwart von Sauerstoff α Chemical Vapour Deposition (CVD) von Precusoren wie beispielweise SnCI 4 Q Sprühpyrolyse α Tauchbeschichtung mit einem geeigneten SoI 20

In den beiden wichtigsten Applikationen für transparente leitfähige Schichten (Flachbildschirme und Dünnschichtsolarzellen), ist die transparente leitfähige Schicht strukturiert. Bei Flachbildschirmen können einzelne Bildelemente (Pixel oder Segmente) angesteuert „ werden. Bei Dünnschichtsolarzellen erreicht man eine serielle

-CO

Verschaltung mehrerer getrennter Solarzellen innerhalb eines Substrates. Dies führt zu einer höheren Ausgangsspannung, die wiederum wegen der besseren überwindung von ohmschen Widerständen von Vorteil ist.

30 Mehrere verschiedene Strukturierungsverfahren werden zu deren Herstellung üblicherweise eingesetzt. U. a. sind folgende zu nennen:

Maskenbedampfunq oder Maskensputtern

Zur Herstellung einfacherer Strukturen genügt es, wenn die transparente, leitfähige Schicht durch eine aufgelegte Maske hindurch beschichtet wird.

Sputtern mit Hilfe einer aufgelegten Maske ist ein dem Fachmann bekanntes Verfahren. In US 4,587,041 A1 ist ein solcher Prozess beschrieben.

Die Maskenbedampfung bzw. das Maskensputtern ist ein recht einfacher Prozess. Für eine Massenproduktion, speziell für die Herstellung von größeren Substraten, ist das Verfahren jedoch nicht geeignet. Die Masken verziehen sich im Prozess auf Grund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten von Substrat und Maske. Auch sind die Masken nur für wenige Beschichtungsschritte verwendbar, da ständig Material darauf abgeschieden wird. Komplexere Strukturen, wie beispielsweise Lochstrukturen, können außerdem mit einer aufgelegten Maske nicht hergestellt werden. Auch ist das Auflösungsvermögen im Hinblick auf die Bildung feinster Linien und Strukturen in diesem Verfahren sehr begrenzt. Das Maskensputtern hat sich deshalb nur für Kleinserien mit geringer Stückzahl etablieren können.

LASER-Ablation

Mit Hilfe von LASER-Licht im nahen Infrarot-Bereich (NIR), wie es beispielsweise von einem Nd:YAG-LASER ausgesendet wird, ist es möglich transparente leitfähige Schichten zu strukturieren. Das Verfahren wird beispielsweise in auf der Internetseite von Laserod.com, Inc. (http://www.laserod.com/laser direct write.htm) beschrieben. Nachteilig bei diesem Verfahren ist der relativ hohe instrumentelle Aufwand, der niedrige Durchsatz bei komplexeren Strukturen und die Re-Deposition von verdampftem Material auf benachbarten Bereichen. Eingesetzt wird die LASER-Ablation im wesentlichen nur im Bereich der Dünnschichtsolarzellen, beispielsweise für Cadmium-Tellur Solarzellen.

Ein Beispiel für die LASER-Ablation on transparent leitfähigen Schichten beschreiben (C. Molpeceres et al 2005 J. Micromech. Microeng. 15 1271- 1278).

c Photolithoqraphie o —

Durch Anwendung von ätzmitteln, d.h. von chemisch aggressiven Verbindungen kommt es zur Auflösung des dem Angriff des ätzmittels ausgesetzten Materials. In den meisten Fällen ist es das Ziel, die zu ätzende Schicht vollständig zu entfernen. Das Ende der ätzung wird durch das Auftreffen auf eine gegenüber dem ätzmittel weitgehend 10 resistente Schicht erreicht.

Die Herstellung eines Negativs oder Positivs (abhängig vom Photolack) der ätzstruktur erfolgt üblicherweise in folgenden Schritten: α Belackung der Substratoberfläche (z. B. durch

Schleuderbelackung mit einem flüssigen Fotolack), 15 □ Trocknen des Fotolacks, α Belichtung der belackten Substratoberfläche, α Entwicklung, α Spülen α ggf. Trocknen

Q ätzen der Strukturen beispielsweise durch o Tauchverfahren (z.B. Nassätzen in Nasschemiebänken)

Eintauchen der Substrate in das ätzbad, ätzvorgang o Spin-on oder Sprühverfahren: Die ätzlösung wird auf ein drehendes Substrat aufgebracht, der ätzvorgang kann ohne/mit Energieeintrag (z.B. IR- oder UV-Bestrahlung) oc erfolgen o Trockenätzverfahren wie z.B. Plasmaätzen in aufwendigen Vakuumanlagen oder ätzen mit reaktiven Gasen in Durchflussreaktoren α Entfernen des Fotolackes, beispielsweise durch Lösungsmittel α Spülen 30 □ Trocknen

Aufgrund der hohen Strukturgenauigkeit der geätzten Bereiche - die geätzten Strukturen können bis herab auf wenige μm genau geätzt

werden - und dem auch bei hoch komplexen zu ätzenden Strukturen recht hohen Durchsatz, ist die Photolithographie für die Strukturierung von oxidischen, transparenten, leitfähigen Schichten im Bereich der Flachbildschirme das Verfahren der Wahl. Es ist jedoch besonders nachteilig, dass eine hohe Anzahl von Prozessschritten notwendig ist unter Einsatz von sehr kostspieligen Geräten. Außerdem werden erhebliche Mengen an HilfsChemikalien (Photoresist, Entwickler, ätzmedium, Resiststripper) und Spülwasser verbraucht.

Als flüssige ätzmedien, speziell für das im Bereich der Flachbildschirme weit verbreitete voll oxidierte Indium-Zinnoxid (ITO), werden in der Literatur beschrieben: α Eisen (III) Chlorid + Salzsäure α heiße ca. 30 Gew. % Salzsäure α heiße Bromwasserstoffsäure 48 Gew. % α Königswasser (z.T. verdünnt)

Auch das ätzen in der Gasphase, gegebenenfalls im Plasma, von ITO ist bekannt, spielt aber zur Zeit nur eine untergeordnete Rolle. Zum Einsatz kommt hierbei beispielsweise Bromwasserstoffgas oder lodwasserstoffgas. Entsprechende Methoden werden von der Firma Mitsui Chemical auf der Internetseite http://www.mitsui- chem.co.ip/ir/010910.pdf S.23 beschrieben.

Alle genannten fluiden ätzmedien ist gemeinsam, dass es sich dabei um außerordentlich korrosive Systeme handelt. Die ätzmedien sind für die umgebenden Anlagen, das Bedienungspersonal und die Umwelt als recht problematisch einzustufen.

Als bekanntes Verfahren sind zur Strukturierung von oxidischen, transparenten, leitfähigen Materialien, insbesondere zur Herstellung von Flachbildschirmen, wird daher üblicherweise das aufwendige und materialintensive Verfahren der Photolithographie eingesetzt, da die bestehenden Alternativen (LASER-Ablation und Maskensputtern) nicht ausreichend leistungsfähig sind.

Aufgabenstellung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, neue, kostengünstige ätzpasten zum ätzen von sehr gleichmäßigen, dünnen Linien mit einer Breite von weniger als 500 μm, insbesondere von weniger als 100 μm, und von feinsten Strukturen auf dotierten Zinnoxidschichten, welche für die Herstellung von LC Displays verwendet werden, zur Verfügung zu stellen. Bei den dotierten Zinnoxidschichten handelt es sich um transparente, leitfähige Schichten, wie sie beispielsweise in der Herstellung von Flüssigkristallanzeigen (LCD) unter Verwendung von Flachbildschirmen oder von organischen lichtemittierenden Anzeigen

(OLED) oder bei Dünnschichtsolarzellen verwendet werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es auch, neue ätzmedien zur Verfügung zu stellen, die sich nach dem ätzen unter Einwirkung von Wärme in einfacher Weise, ohne Rückstände zu hinterlassen, von den behandelten Oberflächen entfernen lassen.

Beschreibung der Erfindung

Durch die vorliegende Erfindung werden ätzmedien zur Verfügung gestellt zum ätzen von oxidischen, transparenten, leitfähigen Schichten, enthaltend mindestens ein ätzmittel bestehend aus

Phosphorsäure oder deren Salze oder

Addukte der Phosphorsäure oder

Gemische aus Phosphorsäure mit Salzen der Phosphorsäure und/oder Addukten der Phosphorsäuren. Versuche haben gezeigt, dass die erfindungsgemäßen ätzmedien insbesondere zum ätzen von dotierten Zinnoxidschichten geeignet sind.

Erfindungsgemäße ätzmedien enthalten als aktive, ätzende Komponente wenigstens eine Säure ausgewählt aus der Gruppe ortho-, meta-, pyro-, oligo- und poly-Phosphorsäure und/oder meta- Phosphorpentoxid oder deren Gemische. Es können aber auch ein oder mehrere verschiedene Ammoniumsalz(e) der Phosphorsäure und/oder mono- oder di- oder tri-Ester einer Phosphorsäure

enthalten sein, die durch thermischen Energieeintrag die ätzende Phosphorsäure freisetzen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch entsprechende ätzmedien in Pastenform, welche außer mindestens einem

ätzmittel, Lösungsmittel, partikuläre und/oder lösliche anorganische und/oder organische Verdickungsmittel und gegebenenfalls Additive wie Entschäumer, Thixotropiermittel, Verlaufsmittel, Entlüfter und Haftvermittler enthalten.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ebenso ein Verfahren zum ätzen von oxidischen, transparenten, leitfähigen Schichten, insbesondere von entsprechenden dotierten Zinnoxidschichten. Je nach Konsistenz des verwendeten erfindungsgemäßen ätzmediums und je nach Anwendungszweck erfolgt das Aufbringen des ätzmediums durch Aufsprühen, Aufschleudern, Tauchen oder durch Drucken im Sieb-, Schablonen-, Stempel-, Tampon- oder Tintenstrahldruck.

Bevorzugt werden entsprechende ätzmedien zur Durchführung des Verfahrens mittels eines Druckverfahrens auf das zu ätzende Substrat aufgebracht. üblicherweise lässt sich das aufgebrachte ätzmedium durch Erwärmen aktivieren. Je nach Zusammensetzung des ätzmediums und eingesetzten ätzmittels muss zu diesem Zweck auf unterschiedliche Temperaturen erhitzt werden. Das Erhitzen kann dementsprechend in unterschiedlicher Weise erfolgen, und zwar auf einer Heizplatte, in einem Konvektionsofen, durch IR-Strahlung, sichtbares Licht, UV-Strahlung, oder mit Hilfe von Mikrowellen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Strukturierung von oxidischen, transparenten, leitfähigen Schichten zur Herstellung von Solarzellen erfolgen. Es können aber auch in entsprechender Weise oxidische, transparente, leitfähige Schichten zur Herstellung von Flachbildschirmen strukturiert werden.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

In WO 03/040345 wird ein kombiniertes ätz- und Dotiermedium zum ätzen von Siliziumnitrid beschrieben. Das enthaltene ätzmittel basiert auf Phosphorsäure, bzw. deren Salzen und/oder entsprechenden

Precursoren. Wie Versuche gezeigt haben, können unter den in dieser Patentanmeldung beschriebenen Bedingungen lediglich Siliziumnitrid- Schichten mit ausreichenden ätzraten behandelt werden.

überraschenderweise wurde nun durch Versuchen gefunden, dass mit entsprechenden ätzmedien, in denen das ätzmittel auf einer Phosphorsäure, bzw. deren Salzen und/oder entsprechenden Precursoren basieren, unter geeigneten Bedingungen auch oxidische, transparente, leitfähige Schichten, wie vor allem Indium-Zinnoxid, mit hohen ätzraten bei moderaten Temperaturen geätzt werden können.

in den erfindungsgemäßen ätzmedien dienen als ätzmittel

Phosphorsäure, bzw. deren Salze oder geeignete Precursoren, aus denen unter geeigneten Anwendungsbedingungen eine Phosphorsäure freigesetzt wird.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind unter dem Begriff

Phosphorsäure im einzelnen folgende Phosphorsäuren zu verstehen:

Ortho-Phosphorsäure (H 3 PO 4 ),

Pyro-Phosphorsäure (H 4 PO 7 ),

Meta-Phosphorsäure [(HPO 3 )χ],

Oligo- und Poly-Phosphorsäuren,

Phosphonsäure (Phosphorige Säure), Phosphinsäure (Hypophosphorige Säure), Phenylphosphinsäure und andere organische Phosphinsäuren, Phenylphosphonsäure und andere organische Phosphonsäure.

Als Salze der Phosphorsäure sind Mono-, Di-, Tri-Salze der unter Phosphorsäuren aufgeführten Säuren einsetzbar. Insbesondere sind darunter die entsprechendenderen Ammoniumsalze

zu verstehen. Aus diesen Salzen werden in den Formulierungen der ätzmedien die entsprechenden Phosphorsäuren, gegebenenfalls durch Erhitzen, freigesetzt.

Unter Phosphorsäure-Precursoren sind Verbindungen zu verstehen, die durch chemische Reaktion und/oder thermische Zersetzung Phosphorsäuren und/oder ihre Salze bilden. Zur Verwendung in den erfindungsgemäßen ätzmedien sind insbesondere entsprechende Mono-, Di- oder Th-Ester der genannten Phosphorsäuren, wie beispielsweise Monomethylphosphat, Di-n-butylphosphat (DBP) und Th- n-butylphosphat (TBP) einsetzbar.

Phosphorsäuren sind an sich Lewis-Säuren, die in der Lage sind mit Lewis-Basen Addukte zu bilden. Diese Phosphorsäure-Addukte können bei höheren Temperaturen gegebenenfalls wieder in die Ausgangsstoffe zerfallen. Leichter flüchtige oder sich zersetzende Lewisbasen setzen dabei die Phosphorsäuren frei.

Ein Beispiel für eine geeignete Lewis-Base ist 1-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP), das auch in erfindungsgemäßen beispielhaft wiedergegebenen Zusammensetzungen verwendet wird.

Gegenüber den bekannten, zuvor geschilderten ätzmedien zur ätzung von ITO, weisen auf Phosphorsäure basierende ätzmedien erhebliche Vorteile auf: α Das ätzmedium kann in Form einer angedickten Paste auf das zu ätzende Substrat mittels eines Druckverfahrens selektiv appliziert werden. Auf die aufwendige Photolithographie kann verzichtet werden. α Bedingt durch die sehr geringe Flüchtigkeit des ätzmediums, das während des ätzvorganges einen glasartigen Zustand („Phosphorsalzperle") einnimmt, ist die ätzrate auch von aufgedruckten geringsten Mengen an ätzmedium über einen längeren Zeitraum hin konstant hoch. Wässrige oder auf anderen Lösungsmitteln basierende ätzmedien verlieren innerhalb von wenigen Minuten ihre ätzkraft durch das Abdampfen des Lösungsmittels oder ätzmediums fast vollständig.

α Die ätzung kann durch Wärmeeintrag gestartet werden. Bei

Raumtemperatur ist die ätzrate sehr niedrig (<1 nm/min) α Bei 180 0 C beträgt die ätzrate in volloxidiertem Indium-Zinnoxid ca.

100 nm/min. Dem gegenüber beträgt die ätzrate von Indium- Zinnoxid in 18 Gew. % Salzsäure lediglich 8 ä/s (=48 nm/min), wie auf der Internetseite der Firma betelco

(http://www.betelco.com/sb/phd/pdf/chapter5.pdf S. 128) beschrieben. Q Das ätzmedium hat einen sehr geringen Dampfdruck. Dadurch ist es für die Umgebung nicht korrosiv. So können beispielsweise problemlos metallische Bauteile wie: Druckköpfe, Drucksiebe, usw., die mit dem ätzmedium unmittelbar in Kontakt sind, verwendet werden.

In Druckversuchen mit hochauflösenden Siebdruckgeweben konnten ätzlinienbreiten von 50 μm erreicht werden. Deutlich geringere Linienbreiten sind per Siebdruck kaum herzustellen, was im wesentlichen durch die zur Verfügung stehenden Siebdruckgewebe begründet ist. Für viele Anwendungen, beispielsweise Standard-TN- LCD's (7-Segment-Anzeigen u.a.) ist diese Auflösung jedoch völlig ausreichend. Für höherwertige Displays, beispielsweise STN- Matrixanzeigen oder TFT-Matrix-Anzeigen, sind höhere Auflösungen notwendig.

Um höhere Auflösungen, bzw. feinere gedruckte Strukturen, herstellen zu können, sind andere Druckverfahren notwendig. Die klassischen Druckverfahren, wie beispielsweise Offsetdruck, Tampondruck u.a. können auf den verwendeten Substraten, wie z. B. dünnen Glasscheiben, entweder nicht eingesetzt werden, oder es kann mit ihrer Hilfe nicht die gewünschte Auflösung erreicht werden. Ein brauchbares Druckverfahren stellt der Inkjet-Druck dar. Beispielsweise stellt die Firma Litrex (Peasanton, CA, USA) hochauflösende industrielle Inkjet-Drucker her. Mit dem Litrex 120 InkJet-Printer ist es möglich einzelne ätzmedientropfen von 10 Picoliter Volumen mit ± 10 μm

Positioniergenauigkeit berührungslos auf einem ITO-beschichteten Glassubstrat zu applizieren. Mit dem Gerät können so Linienbreiten bis

herab auf 30 μm in ITO geätzt werden bei Verwendung der erfindungsgemäßen ätzmedien.

Auch ohne weitere Ausführungen wird davon ausgegangen, daß ein Fachmann die obige Beschreibung im weitesten Umfang nutzen kann. Die bevorzugten Ausführungsformen und Beispiele sind deswegen lediglich als beschreibende, keineswegs als in irgendeiner Weise limitierende Offenbarung aufzufassen.

Die vollständige Offenbarung aller vor- und nachstehend aufgeführten Anmeldungen, Patente und Veröffentlichungen, sowie der korrespondierenden Anmeldung DE 10 2005 035 255.3, eingereicht am 25.07.2005, sind durch Bezugnahme in diese Anmeldung eingeführt.

Zum besseren Verständnis und zur Verdeutlichung der Erfindung werden im folgenden Beispiele gegeben, die im Rahmen des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung liegen. Diese Beispiele dienen auch zur Veranschaulichung möglicher Varianten. Aufgrund der allgemeinen Gültigkeit des beschriebenen Erfindungsprinzips sind die Beispiele jedoch nicht geeignet, den Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung nur auf diese zu reduzieren.

Beispiele:

Beispiel 1

Herstellung einer ätzpaste für Indium-Zinnoxid

Zu einem Lösungsmittelgemisch bestehend aus 176 g Dl Wasser 271 g 1-Methyl-2-pyrrolidon wird unter Rühren 446 g Phosphorsäure (85 %) zugegeben.

Anschließend wird unter starken Rühren 15g Hydroxyethylcellulose Die klare homogene Mischung wird nun mit 293 g Vestosint Polyamidpulver versetzt und für 2 Stunden nachgerührt.

Die nun gebrauchsfertige Paste kann mit einem 260 Mesh Edelstahlgewebe-Sieb verdruckt werden. Prinzipiell können auch Polyester oder ähnlich Siebmaterialien verwendet werden.

Beispiel 2

Zu einem Lösungsmittelgemisch bestehend aus 181g Dl Wasser 181g Ethylenglycol 98g 1-Methyl-2-pyrrolidon wird unter Rühren

460 g Phosphorsäure (85 %) zugegeben. Anschließend wird unter starken Rühren 17g Hydroxyethylcellulose Die klare homogene Mischung wird nun mit 293 g Coathylene Polyethylenpulver versetzt und für 2 Stunden nachgerührt.

Die nun gebrauchsfertige Paste kann mit einem 260 Mesh Edelstahlgewebe-Sieb verdruckt werden. Prinzipiell können auch

Polyester oder ähnlich Siebmaterialien verwendet werden.

Beispiel 3

Zu einem Lösungsmittelgemisch bestehend aus

176 g Dl Wasser

271 g 1-Methyl-2-pyrrolidon wird unter Rühren

446 g Phosphorsäure (85 %) zugegeben.

Anschließend wird unter starkem Rühren

32g Polyethylenglycol 1500

15g Hydroxyethylcellulose

Die klare homogene Mischung wird nun mit

271g Magnesiumsulfatpulver versetzt und für 2 Stunden nachgerührt.

Die nun gebrauchsfertige Paste kann mit einem 260 Mesh Edelstahlgewebe-Sieb verdruckt werden. Prinzipiell können auch Polyester oder ähnlich Siebmaterialien verwendet werden.

Hochauflösender Siebdruck auf ein ITO-beschichtetes Substrat

Für einen Druck- und ätztest wurden folgende Parameter verwendet:

Sieb: Stahl - Sieb mit einer Maschenzahl von

260 mesh/inch und Fadendurchmesser von 20 μm und 15μm Emulsionsdicke.

Layout: 45μm Linien

Siebdruckmaschine: EKRA E1

Substrat: Glas mit 125nm ITO Schicht

ätzung: 180 0 C für 120s erhitzt

Ergebnis: Die geätzte Linie hatte eine Breite von durchschnittlich 50 μm.

Inkjetdruck auf ein ITO-beschichtetes Substrat

Inkjet-printer: OTB

Druckkopf: XAAR Omnidot 760

Viskosität ätzmedium: 7-1 OmPas (mit optimierter ätzpaste)

Maximal Frequenz: 5,5 kHz

Maximum linear speed: 700mm/s

Pixel Auflösung: 1440 dpi Abstand Druckkopf: 1 mm

Substrat: Glas mit 125nm ITO Schicht

ätzung: 18O 0 C für 120s erhitzt

Ergebnis: Die geätzte Linie hatte eine Breite von <35 μm.