JP2014529365A

JP2014529365A - 帯電防止および反射防止コーティングならびに対応する積み重ね層の構築

Info

Publication number: JP2014529365A
Application number: JP2014520544A
Authority: JP
Inventors: ドル，オリヴァー; ケーラー，インゴ; マトウセック，クリスティアン; シュトックム，ヴェルナー
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2011-07-18
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2014-11-06
Also published as: CN103688600A; TW201308421A; WO2013010612A1; US20140166613A1; KR20140058563A; EP2735216A1

Abstract

本発明は、好ましくはタッチセンサー式ディスプレイスクリーンまたはディスプレイ素子中に存在する、透明であり、伝導性の反射防止コーティングの、および対応する積み重ね層のエッチングおよび構築に特に適している組成物に関する。後者は、一般的にまたタッチセンサー式ディスプレイ、タッチパネルまたはタッチスクリーンとして知られている。特に、これらは、微細な構造を伝導性の透明な酸化物の層中に、および対応する層の積み重ね中に選択的にエッチングすることができる組成物である。

Description

本発明は、好ましくはタッチセンサー式ディスプレイスクリーンまたはディスプレイ素子中に存在する、酸化物の(oxidic)透明または酸化物の、透明であり、伝導性の反射防止コーティングの、および対応する積み重ね層のエッチングおよび構築に特に適している、非ニュートン流動挙動を有する新規なスクリーンプリント可能であるかまたは欠いてもよい均質な組成物に関する。後者は、一般的にまたタッチセンサー式ディスプレイ、タッチパネルまたはタッチスクリーンとして知られている。特に、これらは、微細な構造を伝導性の透明な酸化物の層中に、および対応する層の積み重ね中に選択的にエッチングすることができる組成物である。

対応する酸化性の層構造およびそれらの構築は、例えばまた液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、薄膜太陽電池およびモジュールの、ならびに既に述べたようにタッチセンサー式の、およびしたがって例えばコマンド送信電気的および電子的ディスプレイ素子（例えばタッチパネルおよびタッチスクリーン［これらの用語を、この種の電子部品のために同義的に以下で使用する］）の製造に必要である。

従来技術
一般的に、現代の入力および出力デバイス、特に私的な使用のためのものは、いわゆるタッチスクリーンを有する。これらはタッチセンサー式ディスプレイスクリーンであり、それはまたタッチパネルとして知られている。スクリーン上の画像の部分に触れることによって、技術的デバイス、通常コンピューターのプログラム実行を、直接制御する。携帯電話、タブレットＰＣおよび他のディスプレイデバイスに、それを取り付けることができる。タッチセンサー式ディスプレイスクリーンは、通常液晶ディスプレイである。したがって、タッチセンサー式ＬＣディスプレイの用語を、以下で使用する。

ＬＣディスプレイは本質的に、伝導性の透明な酸化物の層、通常酸化インジウムスズ層（ＩＴＯ層）を備えた２枚のガラス板からなる。その光透過を電圧の印加によって変化させる液晶層は、薄いコーティングしたガラス板の間に位置する。ＩＴＯ正面および背面は、スペーサーの使用によって接触から防止される。文字、記号またはパターンの表示のために、透明な導電層をガラスシート上に構築することが必要である。構築によってのみ、ディスプレイ内の領域を選択的に選択することが可能になる。

ディスプレイ製造のために使用するガラスシートおよび／またはプラスチックもしくはポリマーフィルム、好ましくはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から作製されたものは、通常一方の側上に２０〜２００ｎｍの範囲内、ほとんどの場合において３０〜１３０ｎｍの範囲内のＩＴＯ層の厚さを有する。以下の事情において、明確に述べない場合であっても、最初に定義した無機表面のための支持材料は、上で行った定義に従う材料を意味するものと解釈される：すなわち、ガラスシートおよび／またはポリマーフィルムのいずれか、好ましくは、しかし限られないが、ＰＥＴおよび／またはポリエチレンナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）から作製されたものを表す。

酸化物の透明な伝導性材料としての酸化インジウムスズの使用に対する代替として、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）による使用およびしたがってその置換が可能であり、インジウムの原料価格の相当な増大に起因するコストの観点から魅力的である。ＦＴＯは第一世代の透明な伝導性の酸化物に属し、それを大きい工業的規模において製造することができる。対応する蒸着技術および製造方法は、この理由のために極めてよく知られている。したがって、ＦＴＯを、例えばガラス基板上に熱分解法によって極めて費用効率的に蒸着させることができる。比較的低い温度安定性を有する基板に、ＦＴＯを、例えばＣＤＶ（化学蒸着）によって設けることができる。

ディスプレイ製造の経過において、ガラスシート上の透明な導電層を、複数のプロセスステップにおいて構築する。当業者に知られているフォトリソグラフィーのプロセスを、この目的のために使用する。

本記載における無機表面は、ドーパントの添加によって電気伝導率および光学的透明性の保持を増大させたか、または前記ドーピングを省略して薄い機能的層の形成が他の方法で可能である酸化物の化合物を意味するものと解釈され、それは全体的な系の一部であり得、それはそれ自体複数の、特定の方式においてはまた交互の無機表面の順序からなってもよい。これらは、以下のものを含む当業者に知られている層系を含む：

□ 酸化インジウムスズＩｎ_２Ｏ_３：Ｓｎ（ＩＴＯ）
□ フッ素ドープ酸化スズＳｎＯ_２：Ｆ（ＦＴＯ）
□ アンチモンドープ酸化スズＳｎＯ_２：Ｓｂ（ＡＴＯ）
□ アルミニウムドープ酸化亜鉛ＺｎＯ：Ａｌ（ＡＺＯ）
□ ホウ素ドープ酸化亜鉛
□ ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）

陰極スパッタリングによる酸化インジウムスズの蒸着は、当業者に知られている。
適切な伝導性を有するＩＴＯ層をまた、湿式化学的コーティング（ゾル−ゲル浸漬プロセス）によって、液体または溶解した固体前駆体を使用して溶媒または溶媒混合物中で得ることができる。これらの液体組成物を、通常、しかし専らでなく、スピンコーティングによって被覆するべき基板に適用する。例によって述べることができる代替の蒸着方法は、ローラープリンティングおよびスロットノズルコーティングである。これらの組成物は、スピンオンガラス（ＳＯＧ）系として当業者に知られている。

酸化物の透明な、および酸化物の透明な導電層（無機表面）の使用は、不活性な支持材料（上記の定義を参照）上の好適な電極の形成にもっぱら限定されない。文献には、いくつかの場合においてタッチスクリーンの反射低減の目的に役立つことができる前述のコンポーネントの機能的構成要素としてのかかる層またはそれらの層の積み重ね（反射防止層）が記載されている。

例えばＮｂ_２Ｏ_５（ｎ＝２．３７）、ＺｒＯ_２（２．０６）、Ｙ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、Ｓｃ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５（ｎ＝２．１７）、Ｐｒ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３および／またはＴｉＯ_２（２．４５）ならびにＩＴＯ（ｎ〜２．０）からなる比較的高い屈折率（ｎ）の酸化物の材料および前記材料の混合物の、いくつかの場合において比較的低い屈折率の材料、例えばＳｉＯ_２（ｎ＝１．４７）、ＳｉＮ_ｘおよび／またはＳｉＮ_ｘＯ_ｙからなる中間層と組み合わせた、高度の伝送の保持を有する層を、この目的のために使用することができる（例えばUS 7,724,241, B2；US 2007/0166522 A1；US 2010/0065342；TW 20090140990；D. R. Gibson, I. Brinkley, E. M. Waddell, XYZ,を参照）。

さらに、列挙した酸化物の材料の層配列（層の積み重ね）を、タッチパネルの製造において反射防止および帯電防止ユニットの製造のために使用することができる(C. Haixing, H. Yuyong, X. Xuanqian, B. Shengyuan, Chinese Optical Letters, 8, 2010, 201)。

文献には、Ｎｂ_２Ｏ_５が独特な材料として記載されている：一方では、それはセラミック材料として記載されているが、それは、しかしながら標準の金属のものとほぼ等しいバルク伝導性(bulk conductivity)を有し得る。さらに、それは、極めて安定であり、質的に高品質の誘電性フィルムを形成する(W. Millman, T. Zednicek, Niobium Oxide Capacitors Brings High Performance to a Wide Range of Electronic Applications, Proceedings of the Electronic Components Industry Association, CARTS Europe 2007)。

しかしながら、タッチセンサー式ディスプレイは、より良好な品質を有し、入射光がより少なく反射され、より多くの光が接触によって電気的に活性化され得る、フレキシブルなポリマー層を含む層によって透過される。

この点におけるその有利な特性およびその伝導性によって、Ｎｂ_２Ｏ_５層は、対応する電子部品の製造においてますます高い重要性を有する。これは、特にＮｂ_２Ｏ_５層がフレキシブルな層上で安定であること明らかになったので、特にタッチセンサー式ディスプレイスクリーンの製造に該当する。Ｎｂ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２を含むコーティングはまた、かかるディスプレイスクリーンの製造および使用におけるこれらの有利な特性を有する。Ｎｂ_２Ｏ_５およびＮｂ_２Ｏ_５／ＳｉＯ２コーティングは、したがってますます高い重要性を有する。

適用の領域に依存して、および外部の条件、例えば温度などに依存して、これらのコーティングは、したがってＳｉＯ_２／ＴｉＯ_２またはフッ素ドープ酸化スズ層（ＦＴＯ層）と競合し、それを同一の目的のために使用することができる。ＴｉＯ_２層と比較して、Ｎｂ_２Ｏ_５層は、良好な伝導性を有する。色素増感太陽電池において電極材料として慣例的に使用されるＴｉＯ_２の置換としてのＮｂ_２Ｏ_５の使用は、したがって文献(Le Viet et. Al. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 21795-21800; "Nb₂O₅ Photoelectrodes for Dye-Sensitised Solar Cells: Choice of the Polymorph")において討議されている。

US 2009/0188726 A1には、透明な伝導性の反射防止コーティングおよび対応する積み重ねた層を有する、改善された透過率および低減された反射を有するタッチパネルが記載されており、ここで高い、および低い屈折率の透明な導電層は、互いに組み合わせられる。ニオビウム、チタン、タンタル、ジルコニウム、ケイ素およびマグネシウムの酸化物または対応する混合酸化物の層を、互いと積み重ねた層中で、反射が異なる屈折率の層の組み合わせによって低減されるように組み合わせることができる。この組み合わせにおいて、フレキシブル基板層および空気の層の屈折率は、第１の、および第２の透明な伝導性酸化物層の間で包含される。

US 7,724,241 B2はまた、Ｎｂ_２Ｏ_５層を、反射を低減するために高い屈折率の導電層として使用する。

しかしながら、かかる層のタッチセンサー式ディスプレイにおける有用性に重要なのは、光の反射および屈折に関する特性のみではない。湾曲させる際の支持材料の表面特性および安定性はまた、重要である。Ｎｂ_２Ｏ_５層はまた、この観点において好適であることが明らかになり、それは、このタイプの層が現代の装置においてますます使用されていることを意味する。

他方、例えばその後のプロセスステップにおいて、好ましくは完成したコンポーネント全体中へのそのカプセル化の前に端部領域において除去されたコーティングを有することが、反射防止層の積み重ねまたは反射防止および帯電防止層の積み重ねのいずれかためのタッチパネルの製造の間に必要であると見られ得る。これに関連してのコーティング除去は、酸化物の層の積み重ねの後方支持材料からの除去を意味するものと解釈される。

さらに、対応する層の積み重ねを、対応するタッチセンサー式ディスプレイにおいて正確に機能することができるために、接触により発生する信号をディスプレイ上で局所化させることができ、コンピュータープログラムによって処理することができるように構築しなければならない。
フォトリソグラフィーの代替として、レーザービームの補助による構築は、近年においてプロセスとして確立されるようになった。

レーザーで支持された構築プロセスにおいて、除去するべき領域を点ごとに、または線ごとにベクトル配向系においてレーザービームによって走査する。レーザービームによって走査された点において、無機表面を、レーザービームの高いエネルギー密度によって自発的に蒸発させる（アブレーション）。当該プロセスは、単純な幾何学の構築に高度に適している。それは、より複雑な構造の場合において、および特に前記無機表面の比較的大きい領域の除去の場合においては、より好適でない。

いくつかの適用、例えばＯＬＥＤディスプレイのための透明な導電層の構築において、レーザー構築は基本的に適さない：透明な伝導性材料を蒸発させることによって、基板上の直近において沈殿し、これらの端部領域中の透明な伝導性コーティングの層の厚さが増大する。これは他のプロセスステップについての相当な問題であり、ここで可能な限り平坦な表面が必要である。

様々なエッチングプロセスの概観は、以下のもの中に示されている。
[1] D.J. Monk, D.S. Soane, R.T. Howe, Thin Solid Films 232 (1993), 1;
[2] J. Buehler, F.-P. Steiner, H. Baltes, J. Micromech. Microeng. 7 (1997), R1
[3] M. Koehler "Aetzverfahren fuer die Mikrotechnik" [Etching Processes for Microtechnology], Wiley VCH 1983.

記載したエッチングプロセスの欠点は、時間および材料を消費する高価なプロセスステップにあり、それは、いくつかの場合において技術的な、および安全性の用語において複雑であり、頻繁に不連続的に行われる。

文献からの情報に従って、Ｎｂ_２Ｏ_５を、例えば硫酸、塩酸ならびにまたフッ化水素酸および硝酸からなる酸混合物等の酸を使用してエッチングすることができる(Handbook of Metal Etchants, CRC Press, 1991, 編者：P. Walker, W. H. Tran)。アルカリ性エッチャントは記載されていない；対照的に、Ｎｂ_２Ｏ_５は、水および非錯化アルカリに対して安定であると記載されている。融液において、Ｎｂ_２Ｏ_５を、アルカリ金属炭酸塩を使用してエッチングすることができる。この安定性は、とりわけ図１として描画したPourbaix図式において明白である。

目的
本発明の目的は、したがって、支持材料（ガラスまたはケイ素層）に適用したＮｂ_２Ｏ_５およびＮｂ_２Ｏ_５／ＳｉＯ２、ＳｉＯ_２／ＴｉＯ_２またはフッ素をドープしたＴｉＯ_２（ＦＴＯ）、ＩＴＯの透明な導電層をＯＬＥＤディスプレイ、タッチスクリーン、ＴＦＴディスプレイまたは薄膜太陽電池の製造のためにエッチングすることができる、新規、安価かつ単純なプロセスを提供することにある。したがってまた、本発明の目的は、無機層のエッチングにとって新規であり、安価なエッチングペーストを提供することにある。熱作用下でのエッチングの後、これらの新規なエッチング媒体を処理した表面から単純な方式で残留物を残留させずに除去することが可能でなければならない。

発明の説明
本発明は、帯電防止コーティングの、および反射防止コーティングの、および対応する酸化物の透明層の積み重ねのエッチングおよび構築のためのプロセスに関し、それは、アルカリ性エッチング組成物を処理するべき表面に選択的に適用し、エッチング組成物をエネルギーの投入によって活性化させ、エッチングが完了した際に、エッチング組成物の残留物を、溶媒を使用して、好ましくは水を使用して除去することを特徴とする。

予期されないことに、本プロセスによって、酸化物の透明なＮｂ_２Ｏ_５およびＮｂ_２Ｏ_５／ＳｉＯ２、ＳｉＯ_２／ＴｉＯ_２またはフッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、ＩＴＯ層（酸化インジウムスズ）の層、任意に積み重ねた層を、下部の基板を同時にエッチングせずに１段階でエッチングすることが可能になる。良好な結果は、５〜１００Ｐａ*ｓ、好ましくは５〜５０Ｐａ・ｓの範囲内の粘度を有するアルカリ性エッチングペーストによる２５ｓ^−１の剪断速度でのプロセスにおいて達成され、それを、本発明においてエッチングするべき表面に、ディスペンサー手法によって、またはスクリーンプリンティングによって適用する。

エッチングステップを、８０〜２７０℃の範囲内、特に好ましくは１００〜２５０℃の範囲内の温度で行う。驚くべきことに、良好な結果は、ＫＯＨおよびＮａＯＨの群から選択されたアルカリ性エッチャントを含み、非ニュートン流動挙動を有するエッチング組成物の使用によって達成される。アルカリ性エッチャントは、この特に好適なエッチング組成物中に、３０〜４５重量％の量において、好ましくは３３〜４０重量％の量において、特に好ましくは３５〜３７重量％の量において存在する。さらに、エッチング組成物は、溶媒を３０〜７０重量％の量において、好ましくは３５〜６５重量％の量において、特に好ましくは５３〜６２重量％の量において含む。良好なエッチング結果は、増粘剤を１〜２０重量％の量において、好ましくは１〜１５重量％の量において、特に好ましくは１〜１０重量％の量において含む対応するエッチング組成物を使用して達成される。

発明の詳細な説明
本発明は、酸化物の透明な、および酸化物の透明な導電層および層の積み重ねのエッチングのための、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、薄膜太陽電池およびモジュールならびにタッチセンサー式のもの、ならびにしたがって例えばコマンド送信電気的および電子的ディスプレイ素子（例えばタッチパネルおよびタッチスクリーンの製造のための、スクリーンプリンティング可能であるかまたは欠いてもよい非ニュートン流動挙動を有する新規な均質なエッチング媒体に関する。

実験によって、ここで、アルカリ性エッチャントの存在下での選択された増粘剤の使用および所要に応じて微粒子状添加剤の添加によって、上に定義した無機表面をエッチングすることができるペーストの調製が可能になることが示された。ペースト配合物に必要な添加されたコンポーネントの選択の結果として、擬塑性および／またはチキソトロピーゲル様ネットワークを、エッチング媒体の他の構成要素との化学的相互作用によって形成することができる。これらの新規なゼラチン質のペーストは、それらの個々の配合物に依存して、ディスペンサー手法またはスクリーンプリンティングのいずれかによってペースト適用のための特に優れた特性を示す。

添加した増粘組成物、例えばゲル形成剤の好適な選択を前提として、通常は既知の粒子含有ペースト中に均質に懸濁される微粒子状添加剤の添加を完全に省略することが、さらに可能であり得る。

本発明の目的は、したがって上に定義した無機表面のエッチングのためのエッチングペーストの形態における、非ニュートン流動挙動を有する新規なプリント可能なエッチング媒体の提供によって達成される。

本発明のこれらのペーストは、所要に応じて、官能化ポリアクリル酸および誘導体、ならびにそれらのコポリマー、カルボキシメチルセルロース、フッ素化ポリマー（とりわけＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ）、ならびに微粉化ろう、例えばポリプロピレンおよびその官能化誘導体、ポリエチレンおよびその官能化誘導体、同族の比較的長鎖のポリオレフィン、ならびにその官能化および非官能化コポリマー、表面に調製後の酸化後(post-oxidative)処理を施した上に述べた微粉化ろう、シリカティックケイ酸塩(silicatic silicate)、イノケイ酸塩、鎖状ケイ酸塩、フィロケイ酸塩およびテクトケイ酸塩、ナノないしマイクロスケール、酸化物、セラミック粒子、炭化ケイ素、窒化ホウ素、窒化ケイ素、マイクロスケールに粉末にされ、液相に不溶である不活性な塩の群から選択された材料からなる増粘剤および微粒子状添加剤を含む。

他のコンポーネントに加えて、本発明のエッチングペーストは、必ず少なくとも１種のエッチングコンポーネント、少なくとも１種の溶媒、少なくとも１種の増粘剤および任意に添加剤、例えば消泡剤、チキソトロープ剤、流れ調整剤、脱気剤(deaerator)および接着促進剤を含む。

存在するエッチングコンポーネントは、アルカリ性エッチャント、好ましくはＫＯＨまたはＮａＯＨである。本発明の組成物は、アルカリ性エッチャントを３０〜４５重量％の量において、好ましくは３３〜４０重量％の量において含む。特に良好なエッチング結果は、エッチャントが組成物中に３５〜３７重量％の量において存在する場合に見出される。

存在するエッチャントを、通常少なくとも１種の溶媒に溶解する。好適な溶媒は、水、ならびに特に８個までのＣ原子を有する短鎖アルコール、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールおよびそれらの異性体である。しかしながら、多価アルコール、例えばグリコール、グリセロール、ブタンジオール、ジヒドロキシプロピルアルコールまたはポリエチレングリコールなどをまた、溶媒として加えてもよい。この関連において、エッチングを高温で行う場合には、高沸点アルコールは高度に好適である。さらに、しかしながら、他の好適な溶媒がまた、組成物中に存在してもよい。合計では、溶媒は、組成物中に３０〜７０重量％の量において存在してもよい。溶媒は、好ましくは、組成物中に３５〜６５重量％の量において、および特に好ましくは５３〜６２重量％の量において存在する。

エッチャントおよび溶媒に加えて、組成物は前述の増粘剤を含む。それらは１〜２０重量％の量において存在してもよい。それらを、好ましくは１〜１５重量％の量において加える。特に良好なエッチング結果は、増粘剤が１〜１０重量％の量において存在する場合に達成される。

絶対に必要であるコンポーネントとは別に、プリンティングおよびエッチング結果を改善するための添加剤が、さらにエッチングペースト組成物中に存在してもよい。これらは界面活性剤、消泡剤などであり得る。かかる添加剤は、０．１〜６重量％、好ましくは０．５〜３重量％の量において存在してもよい。

本発明のエッチング媒体は、低温で、すなわち１５〜５０℃の範囲内の温度で有効である。それをまた、所望によりエネルギーの投入によって活性化することができる。それを、好ましくはエッチング操作を加速させるために高められた温度で使用し、したがってエッチングを高い処理量で行うことができる。エッチングを、したがって好ましくは８０〜２７０℃の範囲内の、特に好ましくは１００〜２５０℃の範囲内の温度で行う。

本発明において、チキソトロピーの、非ニュートン特性を有する新規なエッチングペーストを使用して、好適な方式で、上に定義した酸化物の、透明な、および／または導電層を、ＯＬＥＤディスプレイ、タッチパネルもしくはスクリーン、またはタッチセンサー式ディスプレイスクリーン、ＬＣディスプレイのための、あるいは太陽光発電、半導体技術、高性能エレクトロニクス、太陽電池またはフォトダイオードのための製品の製造のためのプロセスにおいて構築する。このために、ペーストを、エッチングするべき表面上に好適な方法によって単一の段階においてプリントし、規定された曝露時間の後に再び除去する。このようにして、表面をプリントした点においてエッチングし、構築し、一方プリントしていない領域は最初の状態を保持する。

エッチングするべき表面は、上に好適であると記載した酸化物の、透明な、および／もしくは伝導性の材料の領域もしくは部分領域、ならびに／または支持材料上の酸化物の、透明な、および／もしくは伝導性の材料の対応する多孔性の、および無孔性の層の領域もしくは部分領域であり得る。

高度の自動化および高い処理量を有する好適なプリンティング技術プロセスを、エッチングペーストのエッチングするべき基板表面への移送のために使用する。特に、ディスペンサー手法およびスクリーン、テンプレート、パッドおよびスタンププリンティングプロセスは、この目的のために適しているプリンティングプロセスとして当業者に知られている。手動での適用は、同様に可能である。

ディスペンサー手法、スクリーン、テンプレート、ブランケットもしくはスタンプ設計または貯留層の選択に依存して、本発明において記載した非ニュートン流動挙動を有するプリント可能であり、均質なエッチングペーストを、領域全体に、または選択的に、エッチング構造パターンに従って、エッチングが所望される点においてのみ適用することが、可能である。さもなければ必要であるすべてのマスキングおよびリソグラフィーステップは、したがって不必要である。エッチング操作を、エネルギーの投入を伴って、または伴わずに、例えば熱放射の形態において（ＩＲ放射体を使用して）行うことができる。

実際のエッチングプロセスを、その後表面を水および／または好適な溶媒で洗浄することにより終了する。正確には、非ニュートン流動挙動を有するプリント可能なエッチングペーストを、エッチングが完了した際に、エッチングした領域から好適な溶媒を使用してすすいで除去する。
本発明のエッチングペーストの使用によって、したがって、多数の片を好適な自動化されたプロセスにおいて工業的規模で安価にエッチングすることが可能になる。

好ましい態様において、本発明のエッチングペーストは、例えば２５ｓ^−１の剪断速度範囲に依存して５〜１００Ｐａ*ｓ、好ましくは５〜５０Ｐａ・ｓの範囲内の粘度を有する。ここでの粘度は、隣接した液体層が入れ替わる(displace)際の移動に対抗する摩擦抵抗の材料依存性比率である。ニュートンによれば、平行に配置され、互いに相対して移動する２つの摺動表面間の液体層中の剪断抵抗は、速度勾配または剪断勾配Ｇに比例する。比例因子は材料定数であり、それは動粘性係数として知られており、次元ｍＰａ*ｓを有する。ニュートン液体の場合において、比例因子は圧力および温度依存性であるが、液体に対して作用する剪断速度または剪断勾配に依存しない。依存度は材料組成によって決定される。

エッチングペーストのより目立った擬塑性（作用する剪断速度に対する動粘性係数の依存性）またはチキソトロープ特性は、スクリーンまたはテンプレートプリンティングのための特に有利な作用を奏し、相当に改善された結果をもたらす。

本発明の媒体の調製のために、溶媒、エッチングコンポーネント、増粘剤および添加剤を、互いと連続的に混合し、擬塑性および／またはチキソトロープ性を有する粘性のペーストが生成するまで十分長時間撹拌する。撹拌を、好適な温度に加温することを伴って行うことができる。コンポーネントを、通常互いと共に室温で撹拌する。

コンポーネントの存在は、このように調製したエッチングペーストと互いに合せられており、それは、質の損失を伴わない数週間から数か月の保存時間の後、必要であれば、短時間の撹拌の後でさえ、プロセスにおいてカスタマーが直接用いることができるような貯蔵に安定な組成物が存在するようにである。

本発明のプリント可能なエッチングペーストの好ましい使用は、ＯＬＥＤディスプレイ、タッチスクリーン、ＴＦＴディスプレイまたは薄膜太陽電池の製造のために支持材料（ガラスまたはケイ素層）に適用された、Ｎｂ_２Ｏ_５およびＮｂ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_２／ＴｉＯ_２またはフッ素をドープした酸化スズ（ＦＴＯ）、ＩＴＯの透明な導電層を構築するために記載したプロセスのために生じる。

本発明において、透明な導電層の積み重ねを、本発明のエッチングペースト組成物の補助によって特定的にエッチングし、一緒に構築することができ、ここでエッチング操作を、これらの層の積み重ねを貫通してエッチングした後に終了し、したがって光透過性基板、好ましくはガラスがその光透過を保持することが特に有利であることが、明らかになった。

本発明において使用するペーストを、ディスペンサー手法によって適用することができる。これにおいて、ペーストをプラスチックカートリッジ中に導入する。ディスペンサーニードルをカートリッジ上にねじで取り付ける。カートリッジをディスペンサー制御装置に圧縮空気管を介して連結する。ペーストを、次にディスペンサーニードルを通して圧縮空気によって押し進めることができる。このようにして、ペーストを微細な線として基板、例えばＩＴＯでコーティングしたガラスに適用することができる。ニードル内径の選択に依存して、様々な幅のペースト線を生じさせることができる。

ペースト適用についてのさらなる可能性は、スクリーンプリンティングおよび／またはテンプレートプリンティングである。
ペーストの処理するべき領域への適用のために、エッチングペーストを、プリンティングテンプレートを含む微細なメッシュのふるいを通して押すことができる。ふるいは、エッチングした金属ふるいであり得る。

エッチングペーストを、伝導性金属ペーストの場合において一般的に行うように厚い層の手法を使用するスクリーンプリンティングプロセスによって適用する場合には、ペーストをその後焼き、電気的および機械的特性が固定されるのを可能にすることができる。本発明のエッチングペーストを使用する際に、焼くこと（誘電体層によって焼成すること）を、代わりにまた省略することができ、適用したエッチングペーストを、ある曝露時間の後に好適な溶媒または溶媒混合物を使用して洗浄除去することができる。エッチング操作を、洗浄除去により終了する。

Ｎ_２Ｏ_５もしくはＮｂ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２層または他の透明な導電層積み重ねのエッチングおよび構築のための本発明のプロセスを行うために、新規なアルカリ性エッチングペーストを、したがってエッチングするべき表面に、ディスペンサーまたはスクリーンプリンティングプロセスによって適用する。エッチング操作をまた加温せずに行うことができるが、エッチングステップの活性化および加速のために、プリントした領域をエネルギーの投入によって、例えば熱放射の形態において（ＩＲ放射体を使用して）加熱することが、可能である。

本記載によって、当業者が本発明を包括的に使用することが可能になる。さらなるコメントがなくても、したがって当業者が上記の記載を最も広い範囲において利用することができるであろうことが推測される。
何かが不明瞭である場合には、引用した刊行物および特許文献を参考にするべきであることは、言うまでもない。これらの文献は、したがって本記載の開示内容の一部であると見なされる。

例
より良好な理解のために、および本発明を例示するために、本発明の保護の範囲内にある例を、以下に示す。これらの例はまた、可能な変法を例示する役割を果たす。しかしながら、記載した本発明の原理の一般的な妥当性のために、例は、本出願の保護の範囲をこれらのみに減少させるには適していない。

さらに、当業者には、示した例において、およびまた記載の残りにおいて、組成物中に存在するコンポーネント量は常に、合計において、全体としての組成物を基準として１００重量％またはｍｏｌ％まで加えられるに過ぎず、より高い値が示したパーセント範囲から生じ得る場合であってもこれを超過することができないことは、言うまでもない。他に示さない限り、％データを、したがって比率を例外として重量％またはｍｏｌ％と見なし、それは容積データにおいて再現される。
例および記載において、ならびに特許請求の範囲において示した温度は、常に℃においてである。

例１
均質な増粘剤からなるエッチングペースト
８ｇのCarbomerを、以下のもの：
２０５ｇの水酸化カリウム溶液、４７％
１２ｇのトリプロピレングリコールモノメチルエーテル
２．５ｇのポリジメトキシシラン
３５ｇの水
からなる溶媒混合物に撹拌しながら加え、混合物をさらに２時間撹拌する。ここで使用可能な状態にあるペーストを、テンプレートプリンティングによってプリントすることができる。

例２
均質な増粘剤からなるエッチングペースト
８ｇのCarbomerを、以下のもの：
２０５ｇの水酸化カリウム溶液、４７％
１２ｇのトリプロピレングリコールモノメチルエーテル
２．５ｇのポリジメトキシシラン
３５ｇの水
からなる溶媒混合物に撹拌しながら加え、混合物をさらに２時間撹拌する。４ｇの微粉化ポリプロピレンろうを、その後加え、１．７ｇの３０％ポリアクリル酸分散系をまた、加える。混合物を３０分間激しく撹拌しながら均質化する。ここで使用可能な状態にあるペーストを、テンプレートプリンティングによってプリントすることができる。

例３
均質に分布した増粘剤を含むエッチングペースト
５ｇのCarbomer、１５ｇの微粉化ポリプロピレンろうおよび７ｇのベントナイトを、以下のもの：
８０ｇの水酸化カリウム溶液、４７％
６ｇの１，４−ブタンジオール
からなる溶媒混合物に撹拌しながら加える。混合物を、均質な組成物が生成するまで２時間激しく撹拌する。

例４
例３によるペーストを、２５ｎｍの厚さを有するＮｂ_２Ｏ_５層を備えたガラス基板に、ハンドコーターを使用して適用する。湿潤フィルムの厚さは２０μｍである。基板を１００℃でホットプレート上で１分間処理する。ペーストを、その後表面からウォータージェットを使用して除去し、エッチングを、触覚性表面形状測定装置を使用して特徴づけする。（図２）

例５
例３に従って調製したペーストを、２５ｎｍの厚さを有するＮｂ_２Ｏ_５層および１００ｎｍの厚さを有するＳｉＯ_２層でコーティングしたガラス基板上に、１００μｍの線幅において、スクリーンプリンター（３０μｍの湿潤フィルム厚さ）を使用してプリントする。プリントした試料を、２００℃でホットプレート上で４分間処理する。ペースト残留物を、その後表面からウォータージェットを使用してすすいで除去する。エッチングを、触覚性表面形状測定装置を使用して特徴づけする。（図３）

例６
例３に従って調製したペーストを、ＳｉＯ２／ＴｉＯ２／ＳｉＯ２／ＴｉＯ２からなり、２８０ｎｍの合計の厚さの層の積み重ねで被覆したガラス基板上に、２５０μｍの線幅においてスクリーンプリンターを使用してテンプレートプリンティングによってプリントする（５０μｍの湿潤フィルム厚さ）。プリントした試料を、２５０℃で対流式オーブン中で５分間処理する。ペースト残留物を、その後表面からウォータージェットを使用してすすいで除去する。エッチングを、触覚性表面形状測定装置を使用して特徴づけする。（図４）

例７
例３に従って調製したペーストを、７０ｎｍのＦＴＯで被覆したガラス基板上に、５００μｍ、２５０μｍおよび１００μｍの様々な線幅において、スクリーンプリンターを使用してテンプレートプリンティングによってプリントする（５０μｍの湿潤フィルム厚さ）。プリントした試料を、２５０℃で対流式オーブン中で７分間処理する。ペースト残留物を、その後表面からウォータージェットを使用してすすいで除去する。エッチングを、触覚性表面形状測定装置を使用して特徴づけする。（図５）

例８
例３に従って調製したペーストを、ＦＴＯで被覆したポリマーフィルム基板上に、１００μｍの線幅において、スクリーンプリンターを使用してスクリーンプリンティングによってプリントする（３０μｍの湿潤フィルム厚さ）。プリントした試料を、１００℃で対流式オーブン中で３分間処理する。ペースト残留物を、その後表面からウォータージェットを使用してすすいで除去する。エッチングを、触覚性表面形状測定装置を使用して特徴づけする。（図６）

図に対する説明図１：錯化剤の不存在下でのＮｂ−Ｈ２Ｏ系についてのPourbaix図式(M. Pourbaix, Atlas of electrochemical equilibria in aqueous solutions. National Association of Corrosion Engineers, Houston, USA, 1966)。図２：ガラス板上に存在するＮｂ２Ｏ５層中にエッチングしたステップ。処理していない表面に相対する平均ステップの高さは２５ｎｍである。

図３：ガラス板上に存在するＮｂ２Ｏ５およびＳｉＯ２層を完全にエッチングする。図４：ガラス板上に存在するＴｉＯ２およびＳｉＯ２層を完全にエッチングする。

図５：ガラス板上に存在するＦＴＯ層を完全にエッチングする。図６：ポリマーフィルム上に存在するＦＴＯ層を完全にエッチングする。伝導性を、エッチングした領域においてもはや検出することができない。

Claims

帯電防止コーティングの、および反射防止コーティングの、ならびに対応する酸化物の透明な層の積み重ねのエッチングおよび構築のための方法であって、アルカリ性エッチング組成物を処理するべき表面に選択的に適用し、エッチング組成物をエネルギーの投入によって活性化させ、エッチングが完了した際に、エッチング組成物の残留物を、溶媒を使用して、好ましくは水を使用して除去することを特徴とする、前記方法。
アルカリ性エッチング組成物を、Ｎｂ_２Ｏ_５およびＮｂ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_２／ＴｉＯ_２またはフッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）からなる処理するべき表面に選択的に適用し、これらの層、任意に積み重ねた層を１段階で、下部の基板を同時にエッチングせずにエッチングすることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
アルカリ性エッチング組成物を処理するべき酸化物の透明な層の積み重ね表面に選択的に適用し、層の積み重ねを１段階でエッチングすることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
５〜１００Ｐａ*ｓ、好ましくは５〜５０Ｐａ・ｓの範囲内の粘度を有するアルカリ性エッチングペーストを２５ｓ^−１の剪断速度で使用し、エッチングするべき表面にディスペンサー手法またはスクリーンプリンティングによって適用することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
エッチングステップを８０〜２７０℃の範囲内の、特に好ましくは１００〜２５０℃の範囲内の温度で行うことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
ＫＯＨおよびＮａＯＨの群から選択されたアルカリ性エッチャントを含み、非ニュートン流動挙動を有するエッチング組成物の、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法における使用。
アルカリ性エッチャントを３０〜４５重量％の量において、好ましくは３３〜４０重量％の量において、特に好ましくは３５〜３７重量％の量において含む、請求項６に記載のエッチング組成物の使用。
溶媒を３０〜７０重量％の量において、好ましくは３５〜６５重量％の量において、特に好ましくは５３〜６２重量％の量において含む、請求項６または７に記載のエッチング組成物の使用。
増粘剤を１〜２０重量％の量において、好ましくは１〜１５重量％の量において、特に好ましくは１〜１０重量％の量において含む、請求項６〜８のいずれか一項に記載のエッチング組成物の使用。