(57)【要約】【課題】板厚のばらつきを抑制したエッチング処理を用いた薄型ガラス基板の製造方法を提供する。【解決手段】薄型ガラス基板の製造方法は、第１のエッチングステップおよび第１のエッチングステップの後に行われる第２のエッチングステップからなる。第１のエッチングステップおよび第２のエッチングステップは、水平方向に搬送されるガラス基板の下面に対して下方からエッチング液が噴射される。さらに、第１のエッチングステップは、第１のエッチング液を使用し、第２のエッチングステップは、第１のエッチング液より比重が小さい第２のエッチング液を使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のエッチングステップと、
前記第１のエッチングステップの後に行われる第２のエッチングステップからなる薄型ガラス基板の製造方法であって、
前記第１のエッチングステップおよび前記第２のエッチングステップは、水平方向に搬送されるガラス基板の下面に対して下方からエッチング液を噴射し、かつ、前記第１のエッチングステップは、第１のエッチング液を使用し、前記第２のエッチングステップは、前記第１のエッチング液より比重が小さい第２のエッチング液を使用することを特徴とする薄型ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記第２のエッチング液は、前記第２のエッチングステップの開始時からの比重の増加率が１０％以内に制御されることを特徴とする請求項１に記載の薄型ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１のエッチングステップにおけるエッチング量が前記第２のエッチングステップにおけるエッチング量の３倍以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄型ガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型のガラス基板の製造方法に関し、特に板厚のばらつきを抑制することが可能なエッチング処理を用いたガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイは、近年小型化や薄型化が求められている。薄型化を行うための手段としては、表示パネルに使用されるガラス基板をフッ酸等の薬液を使用したエッチング液に接触させるエッチング処理が挙げられる。エッチング処理は、ガラス基板に対してエッチング液を噴射するスプレー式のエッチング方式とエッチング液中にガラス基板を浸漬するディップ式のエッチング方式に大別することができる。
【０００３】
近年では、大型のガラス基板を効率的に処理するためにスプレー式のエッチング方法が主流である。スプレー式のエッチング装置としては、水平方向に搬送されるガラス基板に対して上下方向からエッチング液を噴射する機構を有するものが存在する（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】再表２０１３-１１８８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、更なる薄型化が求められる表示パネルにおいて、エッチング処理時のガラス基板の板厚の規格もますますシビアになっている。従来であれば、規格値から５０μｍ程度の板厚誤差は許容されていたが、最近では２０μｍ以下の精度が求められることもある。このため、エッチング条件のコントロールが重要になるが、エッチング液をガラス基板に均一に噴射することは非常に難しい。また、ガラス基板からの溶出成分がエッチング液中に混入することによってエッチング速度が変化するため、エッチング量を正確に計算することが困難になり、板厚のばらつきが発生していた。
【０００６】
本発明の目的は、板厚のばらつきを抑制した薄型ガラス基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１のエッチングステップおよび第１のエッチングステップの後に行われる第２のエッチングステップからなる薄型ガラス基板の製造方法である。第１のエッチングステップおよび第２のエッチングステップは、水平方向に搬送されるガラス基板の下面に対して下方からエッチング液が噴射される。さらに、第１のエッチングステップは、第１のエッチング液を使用し、第２のエッチングステップは、第１のエッチング液より比重が小さい第２のエッチング液を使用する。
【０００８】
本発明では、エッチング処理を２段階に分けて実施することにより、２度目に精度の高い仕上げのエッチング処理の実施が可能になる等、高い板厚精度が要求されるエッチング処理を行うことが可能になる。また、エッチング液を下方から噴射することにより、ガラス基板上へのエッチング液の滞留を防止し、ガラス基板の主面内におけるエッチングの不均一性を抑制している。また、第２のエッチング液の比重が第１のエッチング液よりも小さくなる理由は、第２のエッチング液がガラス基板からの溶出成分をほとんど含んでいないためである。前述のようにエッチング液中にガラス基板の成分が溶出すると、エッチング速度が変化してしまう。本発明では第２のエッチング液として、ガラス基板からの溶出成分が少ないエッチング液を使用することで板厚のばらつきを抑制したエッチング処理を行うことが可能になる。
【０００９】
また、第２のエッチング液は、第２のエッチングステップの開始時からの比重の増加率が１０％以内に制御されることが好ましい。第２のエッチング液中のガラス溶出成分が増加すると、徐々にエッチング精度が低下してしまう傾向があるため、本発明ではエッチング液の比重によってエッチング液中のガラス基板からの溶出成分の含有量を計算している。特に、第２のエッチング液の比重が１０％以上増加するまでガラス成分が流出すると、エッチング精度が急激に低下する。このため、エッチング液の比重が１０％を超える場合は、新たなエッチング液を使用して第２のエッチング処理を行うことが好ましい。
【００１０】
また、第１のエッチングステップにおけるエッチング量を第２のエッチングステップにおけるエッチング量の３倍以上にすることが好ましい。第２のエッチング処理でのエッチング量が少なくなることにより、第２のエッチング液の比重の増加を抑制することが可能になり、エッチング液を交換するコストを削減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、板厚のばらつきを抑制した薄型ガラス基板の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】エッチング処理のプロセスを示す図である。
【図２】エッチング装置の概要を示す図である。
【図３】エッチング処理時の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の一実施形態を説明する。本実施形態では、液晶ディスプレイに使用される液晶パネル１０のエッチング処理を例にして説明する。図１（Ａ）に示すように、液晶パネル１０は、ＴＦＴ基板１２、カラーフィルタ基板１４、液晶層１６およびシール材１８を備えている。
【００１４】
ＴＦＴ基板１２およびカラーフィルタ基板１４はガラス基板からなり、対向する主面に液晶表示に必要な機能層が形成されている。ＴＦＴ基板１２およびカラーフィルタ基板１４としては無アルカリガラスを使用することが好ましいが、ガラス基板に特に制限はない。また、ガラス基板の板厚は、２００〜１０００μｍ程度のものが使用されることが多く、ＴＦＴ基板１２およびカラーフィルタ基板１４の板厚は、それぞれ５００μｍである。
【００１５】
液晶層１６は、ディスプレイの表示領域上に配置されており、ＴＦＴ基板１２およびカラーフィルタ基板１４によって挟持されている。シール材１８は、液晶層１６の外周部に配置されており、液晶層１６を封止し、ＴＦＴ基板１２およびカラーフィルタ基板１４を接合するように構成される。
【００１６】
ここから、液晶パネル１０のエッチング方法について説明する。図２は、液晶パネル１０をエッチングするためのエッチング装置２０である。エッチング装置２０は、スプレー式のエッチング装置であり、少なくとも搬送ローラ２２、搬入部２４、前処理チャンバ２６、エッチングチャンバ２８、水洗チャンバ３０、乾燥チャンバ３２、搬出部３４およびスプレーユニット４０を有している。エッチング装置２０は、液晶パネル１０を水平方向に搬送しながら、液晶パネル１０にエッチング液を噴射することによってエッチング処理を行うように構成される。
【００１７】
搬送ローラ２２は、エッチング装置２０の長さ方向に沿って配列されており、液晶パネル１０を搬送するように構成される。
【００１８】
搬入部２４は、液晶パネル１０をエッチング装置２０に投入するための領域であり、搬入部２４において液晶パネル１０を搬送ローラ２２上に載置することによって、液晶パネル１０が投入される。
【００１９】
前処理チャンバ２６は、液晶パネル１０に対して前処理液を噴射するように構成される。前処理チャンバ２６では、搬送ローラ２２の上下方向にスプレーユニット４０が配置されている。スプレーユニット４０は、液晶パネル１０に対して前処理液を均一に噴射するように構成される。スプレーユニット４０は、送液配管４２に複数の噴射ノズル４４が配置されており、噴射ノズル４４から前処理液が噴射される。エッチング処理では、乾いた状態のガラス基板にエッチング液を直接接触させないことが好ましく、本実施形態では前処理液である市水を噴射し、ガラス基板を湿らせている。
【００２０】
エッチングチャンバ２８は、搬送されている液晶パネル１０にエッチング液を噴射するように構成される。エッチングチャンバ２８は、前処理チャンバ２６と同様に、搬送ローラ２２の上下方向にスプレーユニット４０が配置されている。なお、エッチング装置２０は、同一の構成のエッチングチャンバを複数設けることが好ましく、エッチング装置２０、第１のエッチングチャンバ２８１および第２のエッチングチャンバ２８２を備えている。また、エッチングチャンバ２８では、エッチング液を均一に噴射するために、スプレーユニット４０を揺動させたりスライドさせたりしても良い。
【００２１】
水洗チャンバ３０は、第２のエッチングチャンバ２８２の後段に配置されており、液晶パネル１０に対して洗浄液を噴射することによってエッチング液を洗い流すように構成される。乾燥チャンバ３２は、エアナイフ３６によって液晶パネル１０から水分を除去するように構成される。また、エアナイフ以外にも絞りローラやワイピングクロスを使用することも可能である。エッチング処理が行われた液晶パネル１０は、搬出部３４においてエッチング装置１０から取り出される。
【００２２】
ここから、エッチング装置２０を使用したエッチング処理について説明する。本実施形態では、カラーフィルタ基板１４の板厚が１００μｍになるまでエッチング処理を行う。まず、エッチング装置２０に液晶パネル１０を投入する前に、図１（Ｂ）に示すような耐エッチング性を有する保護フィルム５０でＴＦＴ基板１２の主面を被覆する。保護フィルム５０は、少なくともフッ酸に対する耐性を有しているものであれば特に制限はない。また、フィルム以外にもレジスト材や樹脂剤を使用することも可能である。
【００２３】
保護フィルム５０でＴＦＴ基板１２の主面が保護された液晶パネル１０は、エッチング装置２０に投入される。液晶パネル１０を投入する際は、カラーフィルタ基板１４側を搬送ローラ２２に載置するように投入することが好ましい。カラーフィルタ基板１４を下向きに配置する理由としては、上部からエッチング液を噴射する場合、液晶パネル１０の主面上にエッチング液が滞留してしまい、均一にエッチング処理が行われないおそれがあるからである。液晶パネル１０の下部からエッチング液を噴射することによって、ガラス基板に接触したエッチング液はそのまま下方に落下するため、均一なエッチング処理を行うことができる。
【００２４】
エッチング処理は、第１のエッチング処理と第２のエッチング処理に分けて行われる。第１のエッチング処理は、第１のエッチング液を使用して行われるエッチング処理である。第１のエッチング液は、第２のエッチング処理で使用される第２のエッチング液よりも比重が大きい。第１のエッチング液は、少なくともフッ酸を含んでおり、塩酸等の無機酸や界面活性剤が含まれていても良い。
【００２５】
本実施形態における第１のエッチング処理は、図１（Ｃ）に示す一点鎖線６０までエッチング処理を行う。一点鎖線６０までエッチングすることにより３４０μｍのエッチングを行った。第１のエッチング処理は、少なくとも総エッチング量の７５％以上エッチングすることが好ましく、より好ましくは８０％以上である。
【００２６】
第２のエッチング処理は、第１のエッチング処理の後に行われる。第２のエッチング処理では、第１のエッチング液よりも比重が小さい第２のエッチング液を使用する。第２のエッチング液は、少なくともフッ酸を含んでいる。本実施形態では、第２のエッチング処理によって二点鎖線６２までエッチング処理を行うことで６０μｍのエッチングを行った。
【００２７】
第２のエッチング処理は、第１のエッチング処理が終わった後にエッチング装置２０から液晶パネル１０を取り出し、板厚を測定した後に行われる。第１のエッチング処理後に板厚を測定することによって、第２のエッチング処理のエッチング精度が向上する。本実施形態では、複数の液晶パネル１０をエッチングしたが、板厚の誤差を１５μｍ以内に制御することができた。
【００２８】
エッチング処理を２段階に分けて実施することにより、第１のエッチング処理で板厚が所望の値から外れてしまった場合にも、第２のエッチング処理で調整することが可能になる。また、第２のエッチング液が第１のエッチング液よりも比重が小さい要因は、第２のエッチング液がガラス基板からの溶出成分をほとんど含んでいないためである。エッチング液がガラス基板と接触すると、ガラス基板の溶出成分がエッチング液中に溶け込む。液晶パネルに使用されるガラス基板は、光学特性等の機能性向上のために複数の金属イオンを含んでいる。エッチング液中に溶け込んだ金属イオン等のガラス溶出成分はエッチング液と反応することによって、不溶性生成物であるスラッジを発生させたりエッチングを阻害したりすることがある。従来のエッチング処理においても液中にスラッジは発生していたが、エッチング品質への影響は限定的であった。しかし、板厚管理が厳格になるにつれて、エッチング液の組成変化により、要求品質が満たせなくなるおそれが高くなる。
【００２９】
このため、第２のエッチング処理では、ガラス基板からの溶出成分が少なく比重が小さい第２のエッチング液を使用している。ガラス基板からの溶出成分が少ないエッチング液は、エッチング速度が安定しているため、板厚精度が向上する。
【００３０】
また、第２のエッチング液は、比重の増加量によって、液中へのガラス成分の溶出量を計算している。具体的には、エッチング液の比重がエッチング処理の開始時から１０％以上増加すると、エッチング液として使用しないように制御される。第２のエッチング処理中に定期的にエッチング液の比重を測定し、エッチング液の比重がエッチング開始時から１０％以上増加すると、エッチング処理を中断し、新たなエッチング液を使用する。第２のエッチング液の比重が１０％以上増加すると、スラッジが発生し始めたり、組成変化によるエッチング速度の変化が発生したりするため、正確な板厚管理が困難になる。
【００３１】
また、第１のエッチング処理でのエッチング量を第２のエッチング処理のエッチング量よりも多くすることで、ガラス基板からの溶出成分が第２のエッチング液に混入するのを抑制することができる。本実施形態では、第１のエッチング処理で３４０μｍエッチングしているのに対して、第２のエッチング処理では、６０μｍしかエッチングしておらず、第２のエッチング液の比重の増加が抑制されている。
【００３２】
また、エッチングコストを削減するために、比重が増加してしまい第２のエッチング液として使用することができないエッチング液を第１のエッチング液として再利用することが好ましい。第１のエッチング液として使用する場合は、使用済の第２のエッチング液を固液分離することによって、エッチング処理時に発生した不溶性物質を除去した後に、フッ酸等の薬液を所望の濃度になるまで追加する。この際、第１のエッチング液には、ガラス基板から溶出した金属イオン等が一定量含まれてしまうが、第１のエッチング処理で所望の板厚にエッチングできなかったとしても、板厚精度の高い第２のエッチング処理で板厚を調整することが可能である。
【００３３】
また、第１のエッチングチャンバ２８１で第１のエッチング処理を行い、第２のエッチングチャンバ２８２で第２のエッチング処理を行うということも可能である。エッチング装置２０のように、複数のエッチングチャンバを有するエッチング装置を使用することで、第１のエッチング処理と第２のエッチング処理を連続して行うことが可能になり、エッチング処理の時間を短縮することができる。
【００３４】
また、ＴＦＴ基板１２をエッチングする際は、カラーフィルタ基板１４のエッチング処理終了後に保護フィルム５０を剥離し、カラーフィルタ基板１４の主面を保護フィルム５０によって被覆した後に、上述のようなエッチング処理を行えば良い。
【００３５】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３６】
１０‐液晶パネル
１２‐ＴＦＴ基板
１４‐カラーフィルタ基板
１６‐液晶層
１８‐シール材
２０‐エッチング装置
２２‐搬送ローラ
２４‐搬入部
２６‐前処理チャンバ
２８‐エッチングチャンバ
３０‐水洗チャンバ
３２‐乾燥チャンバ
３４‐搬出部
４０‐スプレーユニット
４２‐送液配管
４４‐噴射ノズル
５０‐保護フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018140892.tif 000005