用于蝕刻含銀薄層的蝕刻劑組合物和用其制造顯示裝置的陣列基板的方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了用于蝕刻含銀薄層的蝕刻劑組合物和用其制造液晶顯示器的陣列基板的方法，所述蝕刻劑組合物包含硝酸鐵、無機酸、乙酸和/或乙酸鹽、腐蝕抑制劑、螯合劑、乙醇酸和水。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及用于蝕刻含銀(Ag)薄層的蝕刻劑組合物和利用它制造顯示裝置的陣列基板的方法。
技術介紹
隨著信息時代的全面來臨，處理和顯示大量信息的顯示器領域正在迅速進步。因此，各種各樣的平板顯示器已經開發并受到關注。所述平板顯示器的例子包括液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示板(PDP)、場致發射顯示器(FED)和有機發光二極管(OLED)。隨著薄膜晶體管-液晶顯示器的屏幕尺寸增大，與薄膜晶體管連接的柵極線和數據線也加長，從而增加了線路電阻。為此原因，在柵極線和數據線中常規使用鉻(Cr)、鉬(Mo)、鋁(Al)及其合金使得難以實現具有大尺寸和高分辨率的平板顯示器。為了解決由于電阻增加所致的信號延遲問題，所述柵極線和數據線需要由具有盡可能低的電阻率的材料形成。因為銀與其他金屬相比具有低電阻率(約1.59μΩcm)以及高亮度和導電性，已經做出很多嘗試來向彩色濾光片電極、線路和反射板施加銀層、銀合金層、或包括銀層或銀合金層的多層，以便實現具有大尺寸、高分辨率和低電耗的平板顯示器。另外，還需要適合用于這樣的材料的蝕刻劑。在沉積含銀薄層并然后利用常規蝕刻劑形成圖案的情況下，蝕刻差，不理想地產生殘留物或引起再吸附。此外，因為所述蝕刻劑的高粘度，所以難以蝕刻涂有外涂層材料的銀納米導線，從而不理想地增加了加工時間。相比之下，銀可能被過度或不均勻蝕刻，不理想地引起線路的掀起或剝離以及所述線路的側剖面差。韓國專利申請公布No.10-2008-0110259公開了蝕刻劑組合物，其中包含磷酸、硝酸、乙酸和水的用于蝕刻銀的常規蝕刻劑添加了磷酸二氫鈉(NaH2PO)作為添加劑。然而，在蝕刻涂有保護性外涂層材料的銀納米導線的情況下，所述蝕刻劑也許不能迅速滲入在所述外涂層材料之下的銀納米導線，并且可以降低所述外涂層材料的蝕刻速率，不理想地導致蝕刻效率低下。韓國專利No.10-1323458公開了包含磷酸、硝酸、乙酸和磷酸二氫鈉的蝕刻劑組合物。然而，這種蝕刻劑組合物具有高粘度并因而使其難以蝕刻納米尺度孔中的金屬。因此，需要開發能夠解決上述問題的新蝕刻劑。[引用文獻][專利文獻]韓國專利申請公布No.10-2008-0110259韓國專利No.10-1323458
技術實現思路
因此，本專利技術著眼于相關領域中遇到的問題而做出，本專利技術的目的是提供蝕刻劑組合物，其中當蝕刻銀(Ag)或銀合金單層或者包括所述單層和氧化銦層的多層時，既不出現殘留物也不出現再吸附，并且可以產生低側蝕和均勻的蝕刻特性。本專利技術的另一個目的是提供利用上述蝕刻劑組合物制造顯示裝置的陣列基板的方法。本專利技術提供了用于蝕刻含銀薄層的蝕刻劑組合物，其包含：基于所述組合物的總重量，(A)1-20wt％的硝酸鐵；(B)2-8wt％的選自硝酸、硫酸和鹽酸的至少一種酸；(C)5-15wt％的選自乙酸和乙酸鹽的至少一種化合物；(D)0.1-5wt％的腐蝕抑制劑；(E)0.1-5wt％的螯合劑；(F)0.1-2wt％的乙醇酸；和(G)余量的水。此外，本專利技術提供了制造顯示裝置的陣列基板的方法，所述方法包括：a)在基板上形成柵極線；b)在所述包括柵極線的基板上
形成柵極絕緣層；c)在所述柵極絕緣層上形成半導體層；d)在所述半導體層上形成源極電極和漏極電極；和e)形成與所述漏極電極連接的反射層或像素電極，其中a)、d)和e)的至少一個包含利用上述蝕刻劑組合物進行蝕刻，從而形成所述柵極線、源極電極和漏極電極、或者所述反射層或像素電極。此外，本專利技術提供了通過利用上述蝕刻劑組合物蝕刻而形成的線路。根據本專利技術，所述用于蝕刻含銀(Ag)薄層的蝕刻劑組合物包含硝酸鐵、無機酸、乙酸和/或乙酸鹽、腐蝕抑制劑、螯合劑、乙醇酸和水。因此，在蝕刻所述含銀薄層時，可防止出現殘留物和再吸附，并且得益于所述蝕刻劑組合物的低粘度，可蝕刻納米尺度的金屬。還有，根據本專利技術，可提供利用所述蝕刻劑組合物制造顯示裝置的陣列基板的方法。附圖說明本專利技術的上述和其他目標、特征和優點將從以下結合附圖的詳細說明中更清楚地了解，所述附圖中：圖1是掃描電子顯微鏡(SEM)圖像，示出了相當于光致抗蝕劑臨界尺寸(PR CD)的寬度；圖2是SEM圖像，示出了相當于圖案CD的寬度；圖3是SEM圖像，示出了利用所述蝕刻劑蝕刻后存在和不存在銀(Ag)殘留物；以及圖4是SEM圖像，示出了利用所述蝕刻劑蝕刻后存在和不存在再吸附的銀(Ag)。具體實施方式本專利技術人研究了蝕刻劑組合物，其使得易于控制含銀薄層的蝕刻，從而展現出沒有過蝕刻的優異的蝕刻特性，而且還得益于所述
蝕刻劑的低粘度而便于蝕刻銀納米導線同時防止出現金屬殘留物和再吸附，并由此制備了所述蝕刻劑組合物，其包含硝酸鐵；選自硝酸、硫酸和鹽酸的至少一種酸；乙酸和/或乙酸鹽；腐蝕抑制劑；螯合劑；乙醇酸；和水，從而完成了本專利技術。本專利技術解決了用于蝕刻含銀薄層的蝕刻劑組合物，其包含：基于所述組合物的總重量，(A)1-20wt％的硝酸鐵；(B)2-8wt％的選自硝酸、硫酸和鹽酸的至少一種酸；(C)5-15wt％的選自乙酸和乙酸鹽的至少一種化合物；(D)0.1-5wt％的腐蝕抑制劑；(E)0.1-5wt％的螯合劑；(F)0.1-2wt％的乙醇酸；和(G)余量的水。在本文中使用時，所述含銀薄層是單層，或包括兩個或更多個包含銀(Ag)的層的多層。所述含銀薄層的例子可以包括但不限于，銀(Ag)或銀合金的單層，或包含所述單層和氧化銦層的多層。下面是本專利技術用于蝕刻含薄層的蝕刻劑組合物的各個組分的說明。然而，本專利技術不限于這些組分。(A)硝酸鐵在本專利技術的用于蝕刻含銀薄層的蝕刻劑組合物中，硝酸鐵通過氧化和分解對包含銀的含銀金屬起到主要蝕刻劑的作用。硝酸鐵的具體例子可以包括選自硝酸亞鐵(Fe(NO3)2·6H2O)和硝酸鐵(Fe(NO3)3·6H2O)的至少一種。相關領域公開了除硝酸鐵之外還包含氯化鐵、硫酸鐵或磷酸鐵的蝕刻劑組合物。然而，當所述包含氯化鐵或硫酸鐵的蝕刻劑組合物用于蝕刻銀或銀合金線路時，可以產生頑固的沉積物例如氯化銀(AgCl)或硫化銀(AgS)，不理想地引起例如加工期間管道封閉、由于沉積物對線路的影響所致的短路等問題。此外，溶解度很低的磷酸鐵難以用作所述蝕刻劑組合物的成分。基于本專利技術蝕刻劑組合物的總重量，硝酸鐵(A)的使用量為1-20wt％，并優選5-10wt％。如果所述硝酸鐵的量小于1wt％，可能降低所述含銀金屬的蝕刻速率，蝕刻可能進行不完全，并且可能產生殘留物。在產生殘留物的情況下，電可以流向不希望的位置，
不理想地引起電擊。另一方面，如果其量超過20wt％，可能過度增加所述含銀層的蝕刻速率，從而使線路短路或減少線路寬度，從而使得不可能展現電極功能性。(B)選自硝酸、硫酸和鹽酸的至少一種酸在本專利技術的用于蝕刻含銀薄層的蝕刻劑組合物中，選自硝酸、硫酸和鹽酸的至少一種酸起到蝕刻氧化銦層(I-X-O)例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦錫鋅(ITZO)或氧化銦鎵鋅(IGZO)的作用，并通過與硝酸鐵(A)一起氧化，用作幫助蝕刻所述含銀薄層的輔助蝕刻劑。在此，本專利技術的蝕刻劑組合物優選不含磷酸。雖然用于蝕刻含銀金屬的常規蝕刻劑組合物包含磷酸、硝酸和其他添加劑，但它不適合于蝕刻納米尺度的線路本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于蝕刻含銀薄層的蝕刻劑組合物，其包含：基于所述組合物的總重量，(A)1?20wt％的硝酸鐵；(B)2?8wt％的選自硝酸、硫酸和鹽酸的至少一種酸；(C)5?15wt％的選自乙酸和乙酸鹽的至少一種化合物；(D)0.1?5wt％的腐蝕抑制劑；(E)0.1?5wt％的螯合劑；(F)0.1?2wt％的乙醇酸；和(G)余量的水。

【技術特征摘要】
2015.03.26 KR 10-2015-00423711.用于蝕刻含銀薄層的蝕刻劑組合物，其包含：基于所述組合物的總重量，(A)1-20wt％的硝酸鐵；(B)2-8wt％的選自硝酸、硫酸和鹽酸的至少一種酸；(C)5-15wt％的選自乙酸和乙酸鹽的至少一種化合物；(D)0.1-5wt％的腐蝕抑制劑；(E)0.1-5wt％的螯合劑；(F)0.1-2wt％的乙醇酸；和(G)余量的水。2.根據權利要求1所述的蝕刻劑組合物，其中所述蝕刻劑組合物用于蝕刻銀或銀合金的單層，或包括所述單層和氧化銦層的多層。3.根據權利要求2所述的蝕刻劑組合物，其中所述氧化銦層包括選自氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化銦錫鋅和氧化銦鎵鋅的至少一種。4.根據權利要求2所述的蝕刻劑組合物，其中包括所述單層和氧化銦層的所述多層包括氧化銦層/銀、氧化銦層/銀合金、氧化銦層/銀/氧化銦層、或氧化銦層/銀合金/氧化銦層。5.根據權利要求2所述的蝕刻劑組合物，其中所述銀合金包括銀和選自鎳、銅、鋅、錳、鉻、錫、鈀、釹、鈮、鉬、鎂、鎢、鏷、鋁和鈦的至少一種。6.根據權利要求1的蝕刻劑組合物，其中所述硝酸鐵包括選自硝酸亞鐵和硝酸鐵的至少一種。7.根據權利要求1的蝕刻劑組合物，其中所述乙酸鹽包...

【專利技術屬性】
技術研發人員：沈慶輔，權玟廷，李昔準，
申請(專利權)人：東友精細化工有限公司，
類型：發明
國別省市：韓國;KR