説明

透明電極用エッチング液

【課題】 ITO透明電極(又はIZO透明電極)とZAO透明電極を同一液でエッチングできるエッチング液を提供する。
【解決手段】 多価カルボン酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物と、フッ化水素酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物とを含有する水溶液を、透明電極用のエッチング液として用いる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は透明電極用のエッチング液に関する。
【背景技術】
【0002】
透明電極はフラットパネルディスプレー、太陽電池等の製造に欠かせないものである。
【0003】
このような透明電極は、ITO(インジウム−スズ酸化物)膜、IZO(インジウム−酸化亜鉛)膜等の透明導電膜上にフォトレジストを塗布し、露光、現像後、フォトレジストをマスクとし、エッチング液を用いてエッチング後、残存するフォトレジストを剥離して形成される。ITOやIZOは非常に高価であるため、新しい透明電極が種々提案されている。それらの中でもZAO(アルミニウム酸化物添加亜鉛酸化物)膜は抵抗が低く、注目されている。
【0004】
ITOを主成分とする透明電極(ITO透明電極)やIZOを主成分とする透明電極(IZO透明電極)用のエッチング液は種々提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。また、ZAOを主成分とする透明電極(ZAO透明電極)のエッチング液としては、クエン酸を主成分とするエッチング液が提案されている程度である(例えば、特許文献3参照)。
【0005】
ITO透明電極やIZO透明電極は高性能だが高価な透明電極であるため、コスト抑制を目的として、ITO(又はIZO)とZAOを併用する場合がある。この場合、ZAOをITO(又はIZO)と同一エッチング液でエッチングする必要がある。一般的にZAOはITO(又はIZO)より酸に溶解しやすく、例えば、燐酸、硝酸、酢酸の混合液のようなITO(又はIZO)用のエッチング液を使用すると、ZAOが100倍以上の高速でエッチングされてしまうため、エッチングを制御できない。
【0006】
したがって、ITO(又はIZO)とZAOを併用した透明電極をエッチングするには、ZAOとITO(又はIZO)のエッチング速度差を小さくしなければならない。そこで、ZAOとITO(又はIZO)を同一液でエッチングできるエッチング液の開発が望まれていた。
【0007】
【特許文献1】特開2000−149678号公報
【特許文献2】特開2003−306676号公報
【特許文献3】特開2008−047645号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その第一の目的は、ZAO透明電極のエッチング液を提供することにある。第二の目的は、ITO透明電極(又はIZO透明電極)とZAO透明電極を同一液でエッチングできるエッチング液を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、ZAO透明電極のエッチングについて鋭意検討した結果、多価カルボン酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物と、フッ化水素酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物を含有する水溶液が、ZAO透明電極をエッチングできるばかりでなく、ITO透明電極(又はIZO透明電極)とZAO透明電極を同一液でエッチングできることを見いだし、本発明を完成させるに至った。
【0010】
すなわち、本発明は、以下に示すとおりの透明電極用のエッチング液及びそれを用いたエッチング方法である。
【0011】
[1]多価カルボン酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物と、フッ化水素酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物を含有する水溶液からなる透明電極用のエッチング液。
【0012】
[2]多価カルボン酸が、シュウ酸、クエン酸、マロン酸、マレイン酸、リンゴ酸、フタル酸、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種又は二種以上である上記[1]に記載のエッチング液。
【0013】
[3]多価カルボン酸塩が、多価カルボン酸のアンモニウム塩及び多価カルボン酸のアミン塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物である上記[1]又は[2]に記載のエッチング液。
【0014】
[4]フッ化水素酸の塩が、フッ化アンモニウム及びフッ化水素酸のアミン塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物である上記[1]乃至[3]のいずれかに記載のエッチング液。
【0015】
[5]エッチング液全体に対し、多価カルボン酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物を0.01〜10重量%の範囲、フッ化水素酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物を0.01〜10重量%の範囲で含有する[1]乃至[4]のいずれかに記載のエッチング液。
【0016】
[6]酸化亜鉛及び酸化アルミニウムを主成分とする透明電極を、上記[1]乃至[5]のいずれかに記載のエッチング液を用いてエッチングする透明電極のエッチング方法。
【0017】
[7]酸化亜鉛及び酸化アルミニウムを主成分とする透明電極とインジウムを主成分とする透明電極とを、上記[1]乃至[5]のいずれかに記載のエッチング液を用い、同一液でエッチングする透明電極のエッチング方法。
【0018】
[8]酸化亜鉛及び酸化アルミニウムを主成分とする透明電極が、ZAO(アルミニウム酸化物添加亜鉛酸化物)を主成分とする透明電極である上記[6]又は[7]に記載のエッチング方法。
【0019】
[9]インジウムを主成分とする透明電極が、ITO(インジウム−スズ酸化物)又はIZO(インジウム−酸化亜鉛)を主成分とする透明電極である上記[6]乃至[8]のいずれかに記載のエッチング方法。
【発明の効果】
【0020】
本発明のエッチング液によれば、ITO透明電極(又はIZO透明電極)とZAO透明電極を同一液でエッチングできるため、工業的に極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
本発明の透明電極用エッチング液の必須成分は、多価カルボン酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物と、フッ化水素酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物である。
【0022】
本発明のエッチング液において、多価カルボン酸やその塩は、ZAO、ITO及びIZOのエッチング速度を増加させる効果がある。
【0023】
本発明のエッチング液に使用できる多価カルボン酸は、二個以上のカルボキシル基を有する化合物であれば良く、特に制限はない。好適な多価カルボン酸を例示すると、シュウ酸、クエン酸、マロン酸、マレイン酸、リンゴ酸、フタル酸、フマル酸等が挙げられるが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、これら以外の酸を使用しても一向に差し支えない。
【0024】
本発明のエッチング液に使用できる多価カルボン酸の塩としては特に制限はない。例えば、多価カルボン酸のアンモニウム塩やアミン塩が好適なものとして挙げられる。本発明において、多価カルボン酸のナトリウム塩、カリウム塩等の金属塩を使用しても、透明電極をエッチングすることは可能だが、一般のフラットパネルディスプレーの製造では金属を嫌うため、多価カルボン酸のアンモニウム塩やアミン塩を使用することが好ましい。また、多価カルボン酸と多価カルボン酸塩を併用すると、pH変動が小さく、しかもフラットパネルディスプレーを構成する他材にダメージのないエッチング液とすることができる。
【0025】
本発明のエッチング液において、フッ化水素酸やその塩(すなわち、フッ化物塩)はITO(又はIZO)のエッチング速度を高め、ZAOのエッチング速度を下げる効果がある。
【0026】
本発明のエッチング液に使用できるフッ化水素酸やフッ化物塩に特に制限はない。本発明において、フッ化物塩として、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等の金属塩を使用しても透明電極をエッチングすることは可能だが、一般のフラットパネルディスプレーの製造では上記したとおり金属を嫌うため、フッ化水素酸のアンモニウム塩(すなわち、フッ化アンモニウム)やアミン塩を使用することが好ましい。
【0027】
本発明のエッチング液において、多価カルボン酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物と、フッ化水素酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物とは水に溶解して、又は懸濁して使用される。
【0028】
本発明のエッチング液においては、多価カルボン酸の水への溶解を促進するため、アルコール等の親水性の有機溶媒を添加しても良い。このような有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド、γ−ブチロラクトン等のラクトンが挙げられる。
【0029】
本発明のエッチング液は、エッチング液全体に対し、通常、多価カルボン酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物が0.01〜10重量%の範囲、フッ化水素酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物が0.01〜10重量%の範囲で含まれる。好ましくは、多価カルボン酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物が0.1〜5重量%の範囲、フッ化水素酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物が0.01〜5重量%の範囲で含まれる。多価カルボン酸及び/又は多価カルボン酸塩の量が上記範囲より少ないと、エッチング力が工業的でないほど低下するおそれがあり、上記範囲より多いとエッチングが速くなりすぎて、コントロールできなくなるおそれがある。また、フッ化水素酸及び/又はフッ化物塩の量が上記範囲より少ないとITO(又はIZO)のエッチング速度が小さくなるおそれがあり、上記範囲より多いとフラットパネルディスプレーを構成する他材へのダメージが増大するおそれがある。
【0030】
本発明のエッチング液は、フラットパネルディスプレイ、太陽電池等の製造工程において、ZAO、ITO、IZO等を主成分とする透明電極(すなわち、ZAO透明電極、ITO透明電極、IZO透明電極等)をエッチングするためのエッチング液として使用される。
【0031】
本発明のエッチング液は、ITO透明電極(又はIZO透明電極)とZAO透明電極を同一液でエッチングできる。
【0032】
本発明のエッチング液は、非常にエッチング性能が高いので、低温でも十分使用することができるが、使用温度としては、0〜100℃の範囲が好ましい。0℃未満では、エッチング速度が現実的でないほど遅くなり、100℃を超える温度では、水の蒸散、蒸発が激しくなるため、実用的ではない。
【0033】
本発明のエッチング液は、バッチ式、枚葉式いずれも問題なく使用することができ、また、スプレー噴霧による洗浄やその他の方法を使用しても差し支えない。さらに、必要に応じて超音波を併用することができる。エッチング後のリンスとしては、アルコールのような有機溶剤を使用する必要はなく、水でリンスするだけで十分である。
【実施例】
【0034】
本発明を以下の実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、表記を簡潔にするため、以下の略記号を使用した。
【0035】
ZAO:アルミニウム酸化物添加亜鉛酸化物
ITO:インジウム−スズ酸化物
CA:クエン酸
OA:シュウ酸
MA:リンゴ酸
AF:フッ化アンモニウム
実施例1〜6、比較例1〜2:
ガラス板上に100nmの厚みでZAOを成膜した基板、及びガラス板上に100nmの厚みでITOを成膜した基板を、表1に記載のエッチング液に浸漬し、水洗乾燥後、そのシート抵抗から各膜厚を測定した。浸漬前後の膜厚変化から、ZAO,ITOのエッチング速度を算出した。それらの結果を表1に示す。
【0036】
【表1】

表1から明らかなとおり、本発明のエッチング液は、ITOとZAOを同一液でエッチングできる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
多価カルボン酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物と、フッ化水素酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物を含有する水溶液からなる透明電極用のエッチング液。
【請求項2】
多価カルボン酸が、シュウ酸、クエン酸、マロン酸、マレイン酸、リンゴ酸、フタル酸、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物であることを特徴とする請求項1に記載のエッチング液。
【請求項3】
多価カルボン酸の塩が、多価カルボン酸のアンモニウム塩及び多価カルボン酸のアミン塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のエッチング液。
【請求項4】
フッ化水素酸の塩が、フッ化アンモニウム塩及びフッ化水素酸のアミン塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のエッチング液。
【請求項5】
エッチング液全体に対し、多価カルボン酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物を0.01〜10重量%の範囲、フッ化水素酸及びその塩からなる群より選ばれる一種又は二種以上の化合物を0.01〜10重量%の範囲で含有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のエッチング液。
【請求項6】
酸化亜鉛及び酸化アルミニウムを主成分とする透明電極を、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のエッチング液を用いてエッチングする透明電極のエッチング方法。
【請求項7】
酸化亜鉛及び酸化アルミニウムを主成分とする透明電極とインジウムを主成分とする透明電極とを、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のエッチング液を用い、同一液でエッチングする透明電極のエッチング方法。
【請求項8】
酸化亜鉛及び酸化アルミニウムを主成分とする透明電極が、ZAO(アルミニウム酸化物添加亜鉛酸化物)を主成分とする透明電極であることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載のエッチング方法。
【請求項9】
インジウムを主成分とする透明電極が、ITO(インジウム−スズ酸化物)又はIZO(インジウム−酸化亜鉛)を主成分とする透明電極であることを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれかに記載のエッチング方法。

【公開番号】特開2010−67825(P2010−67825A)
【公開日】平成22年3月25日(2010.3.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−233305(P2008−233305)
【出願日】平成20年9月11日(2008.9.11)
【出願人】(000003300)東ソー株式会社 (1,901)
【Fターム(参考)】