玻璃基板的蚀刻处理方法

专利名称：玻璃基板的蚀刻处理方法
技术领域：
本发明涉及玻璃基板的蚀刻处理方法。更具体而言，涉及为了实现液晶显示装置 (LCD)、有机EL显示装置(OLED)等显示装置中使用的玻璃基板的薄板化而对该玻璃基板表 面进行蚀刻处理的方法。
背景技术：
在中小型的LCD或0LED、特别是移动终端、数码相机或手机等便携式显示装置领 域中，显示装置的轻量化、薄型化成为重要的课题。为了实现玻璃基板的进一步薄板化，在 滤色片阵列粘贴工序后，广泛采用对玻璃基板表面实施蚀刻处理，减小板厚度的工序。例 如，通过对板厚0. 4mm 0. 7mm的玻璃基板的表面进行蚀刻处理而得到板厚0. Imm 0. 4mm 的玻璃基板。作为这样的蚀刻处理中使用的蚀刻液，一般使用含有氢氟酸(HF)的蚀刻液，因为 其具有优良的玻璃蚀刻作用(参考专利文献1)。另外，为了使硬盘驱动器等信息记录介质用的玻璃基板表面成为具有微小突起的 所需表面而实施的蚀刻处理中，也使用含有氢氟酸的蚀刻液(参考专利文献2)。为了提高蚀刻处理时的蚀刻速度，可以提高蚀刻处理液的氢氟酸浓度。但是，在提 高蚀刻液的氢氟酸(HF)浓度时，存在玻璃基板产生雾度的问题。专利文献3公开了在LCD等显示装置的制作时，使用含有氢氟酸的蚀刻液对玻璃 基板上形成的SiOx、SiNx等的薄膜进行蚀刻处理时，抑制雾度产生的蚀刻处理方法。专利文献3是涉及玻璃的蚀刻处理方法的发明，但是，其不是以玻璃基板自身的 蚀刻处理为目的，而是以对玻璃基板表面形成的SiOx、SiNx等进行蚀刻处理为目的。这一点 可以从专利文献3的记载(特别是第0002段的记载)看出。对玻璃基板表面形成的SiOx、SiNx等的薄膜进行蚀刻处理时，玻璃基板自身的表 面几乎不被蚀刻，蚀刻量最多为Iym以下。通常，作为玻璃基板表面的蚀刻处理，使用将玻璃基板浸渍到蚀刻液中的浸渍处 理，蚀刻液的氢氟酸(HF)浓度越高，并且，玻璃基板在蚀刻液中浸渍的时间越长，则越倾向 于在玻璃基板表面产生雾度。换言之，玻璃基板表面的蚀刻量越大，则越倾向于在玻璃基板 表面产生雾度。从该观点考虑，专利文献3记载的发明的目标蚀刻处理，是比较难以在玻璃 基板表面产生雾度的条件。另一方面，为了将玻璃基板薄板化而进行蚀刻处理时，其蚀刻量为1 690 μ m(通 常为10 650 μ m)，与专利文献3记载发明的目标蚀刻处理相比，是非常容易在玻璃基板表 面产生雾度的条件。因此，将专利文献3记载的蚀刻处理方法应用于以玻璃基板的薄板化为目的的蚀 刻处理时，不知能否发挥所希望的雾度抑制效果。从以上方面可知，目前还不存在以玻璃基板的薄板化为目的、蚀刻速度高、并且可 以抑制在玻璃基板表面产生雾度的蚀刻处理方法。
专利文献1 日本特开2003-313049号公报专利文献2 日本特开2002-237030号公报专利文献3 日本特开平6-340448号公报

发明内容
本发明为了解决上述现有技术的问题，其目的在于提供以玻璃基板的薄板化为目 的、蚀刻速度高、并且可以抑制在玻璃基板表面产生雾度的蚀刻处理方法。为了实现上述目的，本发明人进行了广泛深入的研究，结果发现，使用以特定比例 含有氢氟酸(HF)和盐酸(HCl)的蚀刻液对玻璃基板表面进行蚀刻处理时，可以在玻璃基板 表面不产生雾度的情况下以高蚀刻速度进行蚀刻处理。玻璃基板的蚀刻处理中，以往使用氢氟酸(HF)与盐酸等其它酸的混酸作为蚀刻 液，但是，在象以玻璃基板的薄板化为目的的蚀刻处理这样蚀刻量高达1 690 μ m(通常为 10 650 μ m)、容易在玻璃基板表面产生雾度的条件下，使用以特定比例含有氢氟酸(HF) 和盐酸(HCl)的蚀刻液，能够以高蚀刻速度进行蚀刻处理而不在玻璃基板表面产生雾度是 完全未知的。对以玻璃基板的薄板化为目的的蚀刻处理进行了记载的专利文献1中，记载了使 用含有氢氟酸与其它酸(例如盐酸、硫酸、磷酸等)的混酸的蚀刻液作为蚀刻液的方案，但 是，对使用含有氢氟酸的蚀刻液对玻璃基板表面进行蚀刻处理时，在玻璃基板表面产生雾 度并未进行记载，完全没有认识到为了抑制雾度的产生而使蚀刻液具有特定组成的必要 性。进一步来说，专利文献1主要公开了蚀刻液的再生处理方法，因此对于蚀刻处理后的玻 璃表面性状没有记载，也没有涉及蚀刻处理时的蚀刻速度的记载。另一方面，专利文献3中公开了使用含有氢氟酸的蚀刻液对玻璃基板上形成的 SiOx、SiNx等的薄膜进行蚀刻处理时，抑制雾度产生的蚀刻处理方法，但是，该蚀刻处理方法 的特征在于，对玻璃进行蚀刻时，通过选自由氢氟酸类蚀刻液、无机酸、碱和有机酸组成的 组中的至少一种蚀刻液，对玻璃基板上形成的SiOx、SiNx等的薄膜进行预蚀刻处理，在该预 蚀刻处理中，不得不对玻璃基板表面进行蚀刻，但是其蚀刻量极小，最多为1 μ m以下，可以 认为对于抑制雾度的产生是有效的。与此相对，象以玻璃基板的薄板化为目的的蚀刻处理 这样，蚀刻量高达1 690 μ m(通常为10 650 μ m)时，在预蚀刻后实施的玻璃基板表面 的蚀刻处理的影响比预蚀刻大，因此认为通过专利文献3的方法得不到抑制雾度产生的效^ ο另外，在专利文献3中，未记载通过使蚀刻液具有特定组成可以抑制雾度产生这
——占
；^ ο专利文献2的情况下，为了使玻璃基板表面成为具有微小突起的所需表面而进行 蚀刻，因此对于蚀刻处理时玻璃基板表面上的雾度的产生完全没有研究。为了实现上述目的，本发明提供一种玻璃基板表面的蚀刻处理方法(以下，称为 “本发明的蚀刻处理方法”)，以1 690 μ m的蚀刻量对玻璃基板表面进行蚀刻处理，其特征 在于，所述蚀刻处理通过HF浓度为1 5重量％、HC1浓度为1重量％以上的蚀刻液进行。本发明的蚀刻处理方法中，优选所述蚀刻液中的HF浓度为2 5重量％、HCl浓 度为2重量％以上。
发明效果根据本发明的蚀刻处理方法，可以在不产生雾度的情况下以高蚀刻速度对玻璃基 板表面进行蚀刻处理，因此，适于以玻璃基板的薄板化为目的的蚀刻处理，例如显示装置用 的玻璃基板的蚀刻处理，特别是以移动终端、数码相机或手机等便携式显示装置为代表的 中小型LCD或OELD用的玻璃基板的蚀刻处理。



图1是表示蚀刻处理后的沉淀量在蚀刻液(HF 5重量％，HC1 2 18重量％ )中 的体积沉淀率(v/v% )与蚀刻液中的HCl浓度的关系的图表。
具体实施例方式以下，对本发明的蚀刻处理方法进行说明。本发明的蚀刻处理方法，是以玻璃基板的薄型化等为目的，以1 690 μ m的蚀刻 量对玻璃基板表面进行蚀刻处理的方法。本发明的蚀刻处理方法优选用于以10 650 μ m 的蚀刻量对玻璃基板表面进行蚀刻处理，进一步优选用于以200 400 μ m的蚀刻量对玻璃 基板表面进行蚀刻处理。本发明的蚀刻处理方法中，使用HF浓度1 5重量％、HCl浓度1重量％以上的 混酸作为蚀刻液对玻璃基板表面进行蚀刻处理。作为蚀刻处理方法，可以从浸渍法、喷雾法、喷淋法等公知的方法中广泛地选择， 优选使用浸渍法、即将玻璃基板浸渍到蚀刻液中的方法，因为蚀刻量高达1 690μπκ并且 玻璃基板表面内的蚀刻量均勻。另外，通过浸渍法进行蚀刻处理时，从抑制玻璃基板表面产 生雾度、以及防止蚀刻液中产生沉淀物的观点考虑，优选在搅拌蚀刻液的同时进行蚀刻处理。本发明的蚀刻处理方法中，通过使用HF浓度1 5重量％、HC1浓度1重量％以上 的混酸作为蚀刻液，可以在不产生雾度的情况下，以高蚀刻速度、优选0.5 μ m/分钟以上、 更优选1. 0 μ m/分钟以上的蚀刻速度对玻璃基板表面进行蚀刻处理。HF浓度如果低于1重量％，则蚀刻速度低，为了实现所需的蚀刻量，用蚀刻液处理 玻璃基板的时间延长，因此，例如在浸渍法的情况下，由于玻璃基板在蚀刻液中浸渍的时间 延长，因此玻璃基板表面的雾度产生成为问题。另一方面，HF浓度如果超过5重量％，则从 蚀刻液产生的酸性气体的排放处理和蚀刻处理后的废液处理比较困难。HF浓度更优选为2 5重量％、进一步优选3 5重量％。HCl浓度如果低于1重量％，则蚀刻液中HCl的添加量不充分，玻璃基板表面的雾 度产生成为问题。另外，蚀刻速度也低。从溶解度极限的观点确定HCl浓度。蚀刻液中的酸仅为HCl时，36重量％为溶解 度极限。与HF的混酸的情况下，根据HF浓度而不同，HF浓度为1重量％时，HCl浓度在理 论上而言35重量％为溶解度极限。因此，HCl浓度优选为1 35重量％。另一方面，如果 HCl浓度超过5重量％，则从蚀刻液产生的酸性气体的排放处理和蚀刻处理后的废液处理 比较困难，因此，HCl浓度更优选为2 5重量％、进一步优选3 5重量％。使用仅含有HF的蚀刻液进行蚀刻处理时，根据玻璃基板的玻璃组成，有时蚀刻液中产生大量沉淀物。推测这是由于蚀刻处理时从玻璃基板溶出的Al离子(Al3+)与蚀刻液 中的F-结合生成A1F63_离子，该离子进一步与从玻璃基板溶出的金属离子(Ca2+、Mg2+、Sr2+) 结合，生成不溶性或难溶性的盐(M3 [AlFJ2，M为Ca2+、Mg2+或Sr2+)。不溶性或难溶性的盐(M3[A1F6]2)中，Sr3[AlF6]j|^沉降，以在蚀刻液中漂浮的状 态存在，因此有时在重复使用蚀刻液时产生问题。作为形成不溶性或难溶性的盐(M3[A1F6]2)的原因的A1F63_离子，在pH为1 6的 酸性条件下容易生成。仅含有HF的蚀刻液，从所产生的酸性气体的排放处理和蚀刻处理后 的废液处理的观点考虑，HF浓度的上限为5重量％，因此蚀刻液成为pHl 3的酸性条件， 容易引起A1F63_离子的生成。结果，不溶性或难溶性的盐(M3[A1F6]2)的生成增加，蚀刻液中 的沉淀物增加。另一方面，本发明的蚀刻处理方法中，使用HF浓度1 5重量％、HCl浓度1重 量％以上的混酸作为蚀刻液，因此蚀刻液的pH为-1 1的强酸条件，不易引起AlF63-离子 的生成。结果，不溶性或难溶性的盐(M3[A1F6]2)的生成减少，蚀刻处理液中产生的沉淀物 量大幅减少。这对于蚀刻液的重复使用是优选的特性。
通过本发明的蚀刻处理方法进行蚀刻处理的玻璃基板没有特别限制，可以应用于 组成宽泛的玻璃。其中，玻璃组成中含有Ca2+、Mg2+、Sr2+的玻璃基板、特别是含有Sr2+的玻 璃基板，从蚀刻处理时的沉淀物减少的观点考虑是优选的。另外，Al3+是玻璃组成中通常含 有的成分。本发明的蚀刻处理方法，适合以氧化物基准的质量百分率表示具有下述组成(1) 的无碱玻璃的蚀刻处理。无碱玻璃(100质量％)中，5士02 : 50 66质量％、八1203:10.5 22质量％、8203 : 5 12质量％、MgO :0 8质量％、CaO 0 14. 5质量％、SrO 0 24质量％、BaO 0 13. 5 质量％、Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 9 29. 5 质量(1)。另外，本发明的蚀刻处理方法，特别适合以氧化物基准的质量百分率表示具有下 述组成(2)、(3)的无碱玻璃的蚀刻处理。无碱玻璃(100质量％ )中，SiO2 57 66 质量％、Al2O3 15 22 质量％、B2O3 5 12质量％、MgO :0 8质量％、CaO :0 9质量％、SrO 0 12. 5质量％、BaO :0 2 质量％、Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 9 18 质量(2)。无碱玻璃(100质量％ )中，SiO2 50 62. 5 质量％、Al2O3 10. 5 18 质量％、 B2O3 7 11 质量％、MgO 0. 5 5 质量％、CaO 0 14. 5 质量％、SrO 0 24 质量％、BaO 0 13. 5 质量％、Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 14 29. 5 质量(3)。本发明的蚀刻处理方法，适合于为了实现显示装置用的玻璃基板、特别是以移动 终端、数码相机或手机等便携式显示装置为代表的中小型LCD用的玻璃基板或OELD用的玻 璃基板、以及面向笔记本电脑的LCD用的玻璃基板的薄板化而进行的蚀刻处理。但是，不限 于此，也可以优选用于以其它用途的玻璃基板的薄板化为目的的、例如以面向监视器或电 视机的大型LCD用的玻璃基板、大型OELD用的玻璃基板、PDP用的玻璃基板的薄板化为目 的的蚀刻处理。实施例以下，通过实施例进一步详细说明本发明。
实施例中，将下述表1所示的两种组成的玻璃基板浸渍于下述表2 5所示组成 的蚀刻液中，对玻璃基板表面进行蚀刻处理。此时的蚀刻速度(μ m/分钟)以及蚀刻处理 后的玻璃基板表面的雾度值按照以下顺序测定。结果如表2 5所示。另外，玻璃基板表 面的雾度值如果为1以下，则可以称为实质上未产生雾度。蚀刻速度在保持25°C的恒温槽中，将4X4cm的玻璃基板用夹具浸渍于下述表 2 5所示组成的蚀刻液中。将玻璃基板适当取出并清洗后，测定玻璃基板的质量。从各 玻璃基板的质量差、面积和比重估算蚀刻量。重复该操作，求出蚀刻量相对于蚀刻时间的关 系，将近似直线的斜率作为蚀刻速度。另外，蚀刻液适当地更换。雾度值将2X2cm的玻璃基板用夹具浸渍于下述表2 5所示组成的蚀刻液中。 使用通过上述方法考查得到的蚀刻速度，对玻璃基板表面进行使玻璃基板的蚀刻量达到 300 μ m的时间的蚀刻处理。另外，蚀刻液适当地更换。清洗后，通过7 式验机株式会社制 造的接触面板式雾度计算机测定雾度值。表 1 表 2 表3
表 4 表 5 从表2 表5可以看出，使用HF浓度1 5重量％、HCl浓度1重量％以上的蚀 刻液对玻璃基板表面进行蚀刻处理时，可以在不产生雾度的情况下以0. 5 μ m/分钟以上的 高蚀刻速度对玻璃基板表面进行蚀刻处理。另一方面，使用HF浓度1 5重量％、HCl浓 度低于1重量％的蚀刻液对玻璃基板表面进行蚀刻处理时，蚀刻速度下降，玻璃基板表面
产生雾度。另外，使用下述表6所示的蚀刻液进行玻璃基板的蚀刻处理，求出蚀刻处理后的 沉淀量相对于蚀刻液的体积沉淀率(V/V%)。结果如表6和图1所示。另外，体积沉淀率 从蚀刻液寿命的观点考虑优选为8%以下、更优选2%以下。表 6沉淀量相对于蚀刻液(HF 5重量％、HC1 :2 18重量％ )的体积沉淀率(V/V% ) 从表6和图1可以看出，随着蚀刻液中HCl浓度的增力卩，沉淀量减少。另外，虽然 未显示用HCl浓度为0重量％的蚀刻液进行蚀刻处理时的结果，但是，从图1可以看出，沉 淀量比用HCl浓度为2重量％的蚀刻液进行蚀刻处理时进一步增加。参考特定的实施方式对本发明进行了详细说明，但是，对本领域技术人员显而易 见的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种变更或修正。本申请基于2007年11月19日提出的日本专利申请2007-299066号，其内容作为 参考并入本文。
权利要求
一种玻璃基板表面的蚀刻处理方法，以1～690μm的蚀刻量对玻璃基板表面进行蚀刻处理，其特征在于，所述蚀刻处理通过HF浓度为1～5重量％、HCl浓度为1重量％以上的蚀刻液进行。
2.如权利要求1所述的玻璃基板表面的蚀刻处理方法，其中，所述蚀刻液中的HF浓度 为2 5重量％、HC1浓度为2重量％以上。
全文摘要
本发明提供以玻璃基板的薄板化为目的、蚀刻速度高并且可以抑制在玻璃基板表面产生雾度的蚀刻处理方法。本发明涉及一种玻璃基板表面的蚀刻处理方法，以1～690μm的蚀刻量对玻璃基板表面进行蚀刻处理，其特征在于，所述蚀刻处理通过HF浓度为1～5重量％、HCl浓度为1重量％以上的蚀刻液进行。
文档编号G02F1/13GK101868428SQ20088011676
公开日2010年10月20日 申请日期2008年11月14日 优先权日2007年11月19日
发明者加濑准一郎, 秋山良司, 竹中敦义, 西条佳孝, 铃木祐一 申请人:旭硝子株式会社