TWI534247B - An etch paste for etching an indium tin oxide conductive film - Google Patents

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用於蝕刻氧化銦錫系導電膜的蝕刻膏
本發明是有關於一種用於蝕刻氧化銦錫系導電膜的蝕刻膏，特別是指一種包含矽酸鹽系黏土礦物的蝕刻膏。
目前形成圖案化氧化銦錫系導電膜的方式可採用濕蝕刻及乾蝕刻的方式。該濕蝕刻是採用光阻蝕刻法，而該乾蝕刻是採用電漿蝕刻法。其中，以濕蝕刻較廣為被使用。該光阻蝕刻法雖可提供較佳解析度的圖案化氧化銦錫系導電膜，然，該光阻蝕刻法製程複雜且耗時，不符合業者成本效益。
TW200827431專利公開案揭示一種用於蝕刻氧化型、透明及導電性層的可印刷媒質。該可印刷媒質包含磷酸、至少一種溶劑、20nm至80nm的相對粒徑和介於40至100平方米/克的BET比表面積的石墨及/或碳黑、增稠劑及添加劑。該可印刷媒質可用來蝕刻銦錫氧化物。然，該可印刷媒質需使用奈米等級的石墨及/或碳黑，使得該可印刷媒質的分散性不佳、儲存安定性不佳，且成本高。同時，碳黑因重量輕，配製過程易產生粉塵問題。
經上述說明可知，提供具有儲存安定性且成本低的蝕刻膏，是此技術領域相關技術人員可再突破的課題。
因此，本發明之目的，即在提供一種具有較佳的印刷性、儲存安定性佳且成本低的用於蝕刻氧化銦錫系導電膜的蝕刻膏。
於是本發明用於蝕刻氧化銦錫系導電膜的蝕刻膏，包含：酸，包括至少一種由下列群組所組成的無機酸：磷酸、鹽酸、硫酸及硝酸；以及25wt%至45wt%的矽酸鹽系黏土礦物(silicate-based clay minerals)；其中，該矽酸鹽系黏土礦物的平均粒徑範圍為0.65μm至8μm。
本發明之功效在於：本發明透過使用矽酸鹽系黏土礦物及含量與粒徑的搭配，使該蝕刻膏具有較佳的印刷性、儲存安定性佳且成本低，以及用於蝕刻氧化銦錫系導電膜時，可有效地蝕刻氧化銦錫系導電膜，繼而形成所訴求的圖案化氧化銦錫系導電膜。
本發明用於蝕刻氧化銦錫系導電膜的蝕刻膏， 包含：酸，包括至少一種由下列群組所組成的無機酸：磷酸、鹽酸、硫酸及硝酸；以及25wt%至45wt%的矽酸鹽系黏土礦物；其中，該矽酸鹽系黏土礦物的平均粒徑範圍為0.65μm至8μm。
較佳地，該矽酸鹽系黏土礦物是擇自於蒙脫土(montmorillonite)或高嶺土(kaolinite)。
為能使該矽酸鹽系黏土礦物具有更佳的分散性，較佳地，該用於蝕刻氧化銦錫系導電膜的蝕刻膏還包含分散劑。該分散劑可單獨或混合使用，且該分散劑例如但不限於聚羧酸鹽系分散劑或聚丙烯酸系聚合物型分散劑等。該聚羧酸鹽例如但不限於聚羧酸鈉鹽或聚羧酸銨鹽等。該聚羧酸鹽系分散劑例如但不限於型號DISPERBYK-190(BYK製)。該聚丙烯酸系聚合物例如但不限於丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物。
較佳地，以該矽酸鹽系黏土礦物的總量為100重量份計，該分散劑的含量範圍為5重量份至15重量份。
較佳地，該用於蝕刻氧化銦錫系導電膜的蝕刻膏還包含溶劑。
該溶劑能配合後續製程溫度，繼而可被移除即可。該溶劑可單獨或混合使用，且該溶劑例如但不限於水、異丙醇、二甘醇、二丙二醇、聚乙二醇類、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、甘油、1,5-戊二醇、2-乙 基-1-己醇、乙醯苯、甲基-2-己酮、2-辛酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、1-甲基-2-吡咯啶酮、乙二醇單丁基醚、乙二醇單甲基醚、三甘醇單甲基醚、二甘醇單丁基醚，或二丙二醇單甲基醚等。
較佳地，以該矽酸鹽系黏土礦物的總量為100重量份計，該溶劑的含量範圍為57重量份至145重量份。
較佳地，該用於蝕刻氧化銦錫系導電膜的蝕刻膏還包含顏料。該分散劑可單獨或混合使用，且該分散劑例如但不限於偶氮(azo)系顏料、酞菁(phthalocyanine)系顏料、蒽醌(anthraquinone)系顏料、靛(indigo)系顏料、喹吖啶酮(quinacridone)系顏料、二惡嗪(dioxazine)系顏料，或芳甲烷(arylmethane)系顏料等。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
<實施例> <實施例1>
將50克的去離子水及100克的1-甲基-2-吡咯啶酮使用漿葉式攪拌機混合均勻，接著，加入15克的DISPERBYK-19及1克的酞菁顏料，並持續攪拌混合，之後，加入150克的磷酸，待攪拌混合均勻，將175克平均粒徑為8μm的蒙脫土加入，並以200 rpm的轉速攪拌兩小時即可。
<實施例2至5及比較例1至3>
實施例2至5及比較例1至3分別是以與實施例1相同的步驟製作蝕刻膏，不同的地方在於：改變矽酸鹽系黏土礦物的使用量以及矽酸鹽系黏土礦物的平均粒徑，如表1所示。
<比較例4>
將50克的去離子水及100克的1-甲基-2-吡咯啶酮使用漿葉式攪拌機混合均勻，接著，加入15克的DISPERBYK-19，並持續攪拌混合，之後，加入150克的磷酸，待攪拌混合均勻，將170克平均粒徑為16nm的碳黑加入，並以200 rpm的轉速攪拌兩小時即可。
<比較例5>
將50克的去離子水及100克的1-甲基-2-吡咯啶酮使用漿葉式攪拌機混合均勻，接著，加入15克的DISPERBYK-19及1克的酞菁顏料，並持續攪拌混合，之後，加入150克的磷酸，待攪拌混合均勻，將170克平均粒徑為2μm的氯化鈉加入，並以200 rpm的轉速攪拌兩小時即可。
<檢測項目>
黏度量測：以Brookfield黏度計(廠牌：Brookfield；型號：HBDV-I Prime)在溫度為25℃且旋轉速度為30rpm的條件下，測量該等實施例1至5及比較例1至5的蝕刻膏的黏度，單位為cps。
印刷性：以325網孔不銹鋼絲網將該等實施例1至5及比較例1至5的蝕刻膏印刷於一透明導電膜上，之 後，移除該325網孔不銹鋼絲網，並以光學顯微鏡(廠牌：Olympus；型號：BX51)觀察印刷線路是否符合325網孔不銹鋼絲網的網孔大小，其評價方式：○：印刷線路符合網孔大小；X；印刷線路不符合網孔大小，而有外擴現象。
儲存安定性：將實施例1至5及比較例1至5的蝕刻膏分別置於26℃一個月，觀察蝕刻膏是否固化，其評價方式：○：不固化；X：固化。
蝕刻性：將實施例1至5及比較例1至5的蝕刻膏印刷於一表面具有氧化銦錫導電膜的基材上，於120℃烘烤5分鐘，接著，並以水進行清洗，使用阻抗率計(廠牌：三菱；型號：MCP-T370)量測蝕刻處是否有阻抗值，其評價方式：○：有阻抗值；X：無阻抗值。
清洗性：將實施例1至5及比較例1至5的蝕刻膏印刷於一表面具有氧化銦錫導電膜的基材上，於120℃下烘烤10至15分鐘後，並以水流量為2.5kg/cm2進行清洗，觀察是否有蝕刻膏殘留，其評價方式：○：無殘留；X：殘留。
由表1的實驗數據可知，實施例1至5的蝕刻膏包含25wt%至45wt%的蒙脫土，具有較佳的印刷性及儲存安定性，同時，可應用至氧化銦錫導電膜上進行蝕刻處理，使氧化銦錫導電膜形成所訴求的圖案化氧化銦錫導電膜，再者，本發明蝕刻膏易清洗，不會殘留在圖案化氧化銦錫導電膜上。
比較例1、比較例2及比較例3分別使用10wt%的蒙脫土、20wt%的蒙脫土及50wt%的蒙脫土，所形成的蝕刻膏印刷性、儲存安定性及蝕刻性皆不佳，不符合業者使用效益。
由比較例4的實驗結果可知，比較例4的蝕刻膏使用奈米等級的碳黑，其印刷性、儲存安定性及蝕刻性皆不佳，不符合業者使用效益。
由比較例5的實驗結果可知，比較例5的蝕刻膏使用35wt%的氯化鈉無法與磷酸搭配，會導致黏度過高，需再添加溶劑降低黏度，但該做法會導致濃度過稀，使得需使用更多的蝕刻膏才能發揮蝕刻效果，不符合業者使用效益。
綜上所述，本發明透過使用矽酸鹽系黏土礦物及含量與粒徑的搭配，使該蝕刻膏容易配製、較佳的印刷性、儲存安定性佳且成本低，以及用於蝕刻氧化銦錫系導電膜時，可有效地蝕刻氧化銦錫系導電膜，繼而形成所訴求的圖案化氧化銦錫系導電膜，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (7)

  1. 一種用於蝕刻氧化銦錫系導電膜的蝕刻膏，包含：酸，包括至少一種由下列群組所組成的無機酸：磷酸、鹽酸、硫酸及硝酸；以及25wt%至45wt%的矽酸鹽系黏土礦物；其中，該矽酸鹽系黏土礦物的平均粒徑範圍為0.65μm至8μm。
  2. 如請求項1所述的用於蝕刻氧化銦錫系導電膜的蝕刻膏，其中，該矽酸鹽系黏土礦物是擇自於蒙脫土或高嶺土。
  3. 如請求項1所述的用於蝕刻氧化銦錫系導電膜的蝕刻膏，還包含分散劑。
  4. 如請求項3所述的用於蝕刻氧化銦錫系導電膜的蝕刻膏，其中，以該矽酸鹽系黏土礦物的總量為100重量份計，該分散劑的含量範圍為5重量份至15重量份。
  5. 如請求項3所述的用於蝕刻氧化銦錫系導電膜的蝕刻膏，還包含溶劑。
  6. 如請求項5所述的用於蝕刻氧化銦錫系導電膜的蝕刻膏，其中，以該矽酸鹽系黏土礦物的總量為100重量份計，該溶劑的含量範圍為57重量份至145重量份。
  7. 如請求項5所述的用於蝕刻氧化銦錫系導電膜的蝕刻膏，還包含顏料。
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