(57)【要約】【課題】  機械的応力をガラス表面に加えることなくガラス表面を粗面化することができる技術の提供。この提供技術を使用したフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用ガラス基板及びこのガラス基板を使用したＦＰＤの提供。【解決手段】  フッ化水素酸及び／又はフッ化水素アンモニウム、並びにリン酸及び／又はリン酸アンモニウム塩を含有するエッチング液でガラス表面をエッチングしてガラス表面を粗面化する。このエッチング液には、フッ化水素アンモニウム及び／又はリン酸アンモニウム塩が含有されているべきである。好適には、フッ化水素酸及び／又はフッ化水素アンモニウムが０．０５〜５重量％、リン酸及び／又はリン酸アンモニウム塩が０．３〜５０重量％の濃度であり、ハロゲン化アルミニウムがエッチング液に含有されていることである。このエッチングにより、エッチングしたガラス板は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板及びフラットパネルディスプレイに使用することが可能である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ化水素酸及び／又はフッ化水素アンモニウム並びにリン酸及び／又はリン酸アンモニウム塩を含有し、かつ、フッ化水素アンモニウム及び／又はリン酸アンモニウム塩を含有するガラスエッチング液であって、フッ化水素酸及び／又はフッ化水素アンモニウムが０．０５〜５重量％、リン酸及び／又はリン酸アンモニウム塩が０．３〜５０重量％であることを特徴とするガラスエッチング液。
【請求項２】
フッ化水素酸及び／又はフッ化水素アンモニウム並びにリン酸及び／又はリン酸アンモニウム塩を含有し、かつ、フッ化水素アンモニウム及び／又はリン酸アンモニウム塩を含有するガラスエッチング液であって、ハロゲン化アルミニウムを一種又は二種以上含有することを特徴とするガラスエッチング液。
【請求項３】
請求項1又は２に記載のガラスエッチング液を使用するガラスエッチング方法。
【請求項４】
請求項３に記載のガラスエッチング方法でエッチングしたガラスを使用したフラットパネルディスプレイ用ガラス基板。
【請求項５】
請求項４に記載のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を使用したフラットパネルディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスエッチング液、ガラスエッチング方法、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板及びフラットパネルディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ及びエレクトロルミネッセンスディスプレイ等のフラットディスプレイ（以下、「ＦＰＤ」）用ガラス基板は、ガラス板表面にブラックマトリクス層等を形成した多層構造をとっている。その他にも、ガラス表面上に無電解めっき層やポリシリコン膜層等を形成することが従来から行われている。これらのようなガラス表面上に形成される層は、形成層が剥離しないことが要求され、ガラス表面上の形成層の密着強度を高める必要がある。
【０００３】
ガラス表面上の形成層とガラスの表面の密着性を高める手段としては、ガラス表面を粗面化してから層形成し、形成層のアンカー効果を利用することが一手段として考えられる。そのためには、ガラス表面を粗面化する処理を行わなければならない。
【０００４】
ガラス表面を粗面化する方法としては、高圧空気でケイ砂等をガラス表面に吹き付けて、ガラス表面を粗面化するサンドブラスト法や特許文献１に開示された液相エッチング方法等がある。
【特許文献１】特開２００２−３０８６４９号公報
【０００５】
この特許文献１に記載されたエッチングは、２０〜４０重量％のフッ化水素酸及び２０〜７０重量％のリン酸水素二アンモニウムを含有する水溶液に、石英ガラスを浸漬することによって、石英ガラス表面のフロスト加工を行うものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、サンドブラスト法によってガラス表面を粗面化すれば、ガラス表面に機械的応力が加わることによってガラス表面に傷が生じることになる。このサンドブラスト法により表面粗面化を行ったガラスに外部応力を加えた場合、ガラス表面の傷に外部応力が集中し易いために、ガラス強度が粗面化前に比べて著しく低下することになってしまう。
【０００７】
一方、特許文献１に開示されたエッチング方法は、つや消しガラスとするフロスト処理を行うものである。このエッチング方法を使用したガラスは、透明性を失っているため、このガラスをＦＰＤの映像表示面として使用することができない。
【０００８】
上述の事情に鑑み、本発明の目的は、少なくとも、ガラス強度を低下させる要因となる機械的応力によって生じる傷をガラス表面に生じさせることなくガラス表面を粗面化することができるエッチング液及びエッチング方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明の目的は、ガラスの透明性を確保しつつガラス表面を粗面化することが可能となるエッチング液及びエッチング方法を提供することである。
【００１０】
さらに、本発明は、前記エッチング方法によって提供されるガラスを使用したＦＰＤ用ガラス基板及びこのガラス基板を使用したＦＰＤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るガラスエッチング液は、フッ化水素酸及び／又はフッ化水素アンモニウム並びにリン酸及び／又はリン酸アンモニウム塩を含有し、かつ、フッ化水素アンモニウム及び／又はリン酸アンモニウム塩を含有するガラスエッチング液であって、フッ化水素酸及び／又はフッ化水素アンモニウムが０．０５〜５重量％、リン酸及び／又はリン酸アンモニウム塩が０．３〜５０重量％
であることを特徴とするガラスエッチング液である。このガラスエッチング液によれば、ガラスの透明性を確保しつつ、ガラスエッチングしてガラス表面の粗面化を行うことが出来る。
【００１２】
また、本発明に係るガラスエッチング液は、フッ化水素酸及び／又はフッ化水素アンモニウム並びにリン酸及び／又はリン酸アンモニウム塩を含有し、かつ、フッ化水素アンモニウム及び／又はリン酸アンモニウム塩を含有するガラスエッチング液であって、ハロゲン化アルミニウムを一種又は二種以上含有することを特徴とするガラスエッチング液である。このガラスエッチング液を使用すれば、ガラス表面粗さを表す中心線粗さ（Ｒａ値）を大きくすることができる。
【００１３】
前記ガラスエッチング液は、フッ化水素酸とリン酸二水素アンモニウムを含有することが好適である。この場合、ガラス表面の粗面斑の発生を抑制することができる。
【００１４】
本発明に係るガラスエッチング方法は、前記ガラスエッチング液を使用するガラスのエッチング方法である。このガラスエッチング方法は、ガラスエッチング液温度が１５〜４０℃の範囲で、ガラスを前記ガラスエッチング液へ浸漬する時間が１〜３０分の範囲で行われると良い。
【００１５】
また、本発明に係るＦＰＤ用ガラス基板は、前記ガラスエッチング方法によりエッチングされたガラスを使用したＦＰＤ用ガラス基板である。このＦＰＤ用ガラス基板は、ガラス板と当該ガラス板の表面上に形成されたブラックマトリクス層等との密着強度が高いガラス基板である。ブラックマトリクス層との密着性に関しては、樹脂ブラックマトリクス層との密着性向上に好適である。
【００１６】
また、本発明に係るＦＰＤは、前記ＦＰＤ用ガラス基板を使用したＦＰＤである。
【発明の効果】
【００１７】
上記のように構成された発明によれば、機械的応力でガラス表面に傷を生じさせることなくガラス表面を粗面化することが可能であり、ガラス強度が高い粗面化ガラスを得ることができる。
【００１８】
また、上記のような構成をとったＦＰＤ用ガラス基板及びＦＰＤは、ガラス表面粗面化によるアンカー効果によって、ガラス表面上に形成された層の密着性が高いＦＰＤ用ガラス基板及びＦＰＤとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明に係るガラスエッチング方法は、ガラスをガラスエッチング液に浸漬しガラス表面の粗面化を行う。
【００２０】
本発明でガラス表面の粗面化を図れるガラスは、ソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス、アルカリバリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルカリホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウ酸塩ガラス、シリカガラス、鉛ガラス等、特に限定されない。中でもアルミノホウケイ酸ガラスをエッチングするエッチング方法として好適である。
【００２１】
エッチング液には、本発明に係るガラスエッチング液を使用するべきである。このエッチング液は、フッ化水素酸及び／又はフッ化水素アンモニウム並びにリン酸及び／又はリン酸アンモニウム塩を含有するエッチング液であり、エッチング液組成中にフッ化水素アンモニウム及び／又はリン酸アンモニウム塩を含有するガラスエッチング液である。
【００２２】
前記リン酸アンモニウム塩には、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム及びリン酸三アンモニウムのうち一種乃至三種を選択してガラスエッチング液中に含有させると良い。
【００２３】
前記ガラスエッチング液は、フッ化水素酸及びリン酸二水素アンモニウムを含有していることが最適である。この場合、ガラス表面のエッチング斑の発生を抑制し、ガラス表面上の形成層の密着強度の均一化を実現できるので、品質管理上好ましいものとなる。
【００２４】
前記エッチング液において、フッ化水素酸及び／又はフッ化水素アンモニウムを０．０５〜５重量％、リン酸及び／又はリン酸アンモニウム塩を０．３〜５０重量％含有させると良い。フッ化水素酸及び／又はフッ化水素アンモニウムを０．１〜１重量％とすることが好適であり、最適には、０．１〜０．５重量％とすることである。この好適なフッ化水素酸及び／又はフッ化水素アンモニウムの濃度であれば、エッチング後のガラスの光透過率をエッチング前のガラスの光透過率と同等以上の光透過率とすることが可能である。一方、リン酸及び／又はリン酸アンモニウム塩の濃度は、特に限定されるものではないが、０．３〜５０重量％であることが好適である。
【００２５】
前記エッチング液は、ハロゲン化アルミニウムを含有していることが好ましい。このハロゲン化アルミニウムとしては、ＡｌＦ３、ＡｌＣｌ３、ＡｌＢｒ３又はＡｌＩ３の何れの化合物をエッチング液に含有させても良い。また、ハロゲン化アルミニウムを一種エッチング液に含有しても良く、二種以上のハロゲン化アルミニウムをエッチング液に含有させても良い。
【００２６】
ハロゲン化アルミニウムの内、ＡｌＦ３等のエッチング液に不溶性又は飽和濃度となって不溶性となったハロゲン化アルミニウムが前記エッチング液に含有されていれば、エッチングしたガラスのＲａ値の大きさを向上させて、ガラス表面上の形成層の密着強度を高めることができる。一方、ＡｌＣｌ３等のエッチング液に溶解するハロゲン化アルミニウムがエッチング液に含有されていれば、Ｒａ値及びガラス表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ値）が上昇する。エッチング液に不溶性のハロゲン化アルミニウムとしては、ＡｌＦ３を選択することが好適であり、エッチング液に溶解するハロゲン化アルミニウムには、ＡｌＣｌ３を選択することが好適である。
【００２７】
ハロゲン化アルミニウムの含有量は、０．００１〜５重量％含有させれば良く、好ましくは０．０１〜３重量％、より好ましくは０．０１〜１重量％である。
【００２８】
前記エッチング液の温度及び時間は、特に限定されないが、エッチング液温度が１５〜４０℃の範囲であると良い。また、エッチング時間も特に限定されるものではないが、１〜３０分の範囲であると良い。好適には、５〜１０分のエッチング時間である。
【００２９】
本発明に係るＦＰＤ用ガラス基板は、前記エッチング方法により、ガラス表面の粗面化を行ったガラスを使用する。このＦＰＤ用ガラス基板は、積層構造をとっている。図１は、本発明に係るフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の一例であるＴＦＴ液晶ディスプレイガラス基板の一例を示した断面模式図である。このガラス基板は、ガラス表面に多層形成したガラス板１、８間に液晶１３を注入した構造をとる。
【００３０】
図１において、図の上方向が液晶ディスプレイの画像表示面となる正面側になる。正面側のガラス板１には、偏光板７を画像表示面となるガラス表面に積層している。そして、ガラス板１の背面側には、カラーフィルター層３がブラックマトリクス層２に区分けされつつ積層されている。カラーフィルター層３には、透明樹脂からなるオーバーコート層４が積層され、次いで透明電極（ＩＴＯ膜）層５及びポリイミドからなる配向膜層６が形成されている。
【００３１】
他方のガラス基板８には、画像表示面方向に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）層９及びＩＴＯ膜層１０が順次積層されている。その透明電極層１０には、配向膜層１１が積層された構造をとっている。ガラス板の画像表示方向と逆方向面には、偏光板１２が積層される。
【００３２】
この例示した、ＴＦＴ液晶ディスプレイガラス基板おいて、ガラス板表面をエッチングしたことによるアンカー効果によって、ガラス板１、８に、直接積層されるブラックマトリクス層２、カラーフィルター層３及び偏光板７、１２とガラス板１、８との密着強度が高いガラス基板となっている。ブラックマトリクス層２は、金属ブラックマトリクス又は樹脂ブラックマトリクスであるか限定されるものではないが、樹脂ブラックマトリクスであることが好適である。
【００３３】
本発明に係るＦＰＤ用ガラス基板を、ＦＰＤに組み込むことによって、本発明に係るＦＰＤを製造することができる。
【００３４】
以下、実施例に基づき本発明の内容を具体的に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３５】
４０ｍｍ×６０ｍｍ×１．１ｍｍのノンアルカリアルミノホウケイ酸ガラスを、４０℃のエッチング液に浸漬して、エッチング処理した。エッチング液及びエッチング時間は、次表1に示す通り行った。なお、表１中、エッチング液の組成は、重量濃度である。
【００３６】
【表１】
2005179132.tif 000002
【００３７】
実施例のエッチング処理済ガラス板の光透過率、外観（粗面斑）及び表面粗度を確認した。未エッチングガラスを比較例として、実施例と同じく光透過率等を確認した。
【００３８】
確認項目の確認条件は、次のように行った。
（光透過率）
有限会社東京電色技術センター製のＭＩＣＲＯ  ＣＯＬＯＲ  ＡＮＡＬＹＺＥＲ  ＴＣ１８００Ｍを使用して測定した。
（外観）
１００００ルクスのスポットライトの下、目視観察により行った。
（表面粗度）
セイコーインスツルメンツ株式会社製の原子間力顕微鏡ＳＰＡ−４００を使用して、中心線平均粗さ（Ｒａ）を測定した。
【００３９】
光透過率外観及び表面粗度の確認結果を次表２に示す。
【００４０】
【表２】
2005179132.tif 000003
【００４１】
表２の確認結果に示すように、実施例のガラスは比較例のガラスに比べて中心線平均粗さ（Ｒａ）が大きいにもかかわらず、光透過率が上昇していることが確認された。また、実施例のガラス基板の外観異常もなく、ガラス表面の一部が顕著にエッチングされていることもなかったことが確認できた。
【００４２】
外観及び表面粗度の確認後、ガラス表面に塗料層を形成し、その形成層の密着性を確認した。次いで、ガラス表面形成層を除去した後、ガラス強度を測定した。密着性試験及びガラス強度測定は、次の通り行った。
【００４３】
（密着性試験）
塗料層形成方法：スピンコーターによりガラスを回転させながら、そのガラス表面上に市販塗料を滴下して、ガラス表面上に塗料層を形成した。
密着性確認方法：旧ＪＩＳ規格Ｋ５４００のクロスカット法により、ガラス表面上の塗料の密着性確認試験とした。
【００４４】
（ガラス強度測定方法）
図２は、ガラス強度測定方法を表す参考図である。図２に示すように、５０ｍｍ間隔で設置した２個のガラス板載置台１５に測定試料ガラス板１４を架設した。その後、幅２．０ｍｍのステンレス製加圧冶具１６でガラス板１４に加圧した。このとき、中心線上垂直方向から加圧した。加圧で測定試料ガラス板１４が破壊したときの圧力をガラス強度とした。次表３に密着性及びガラス強度測定を行った結果を示す。
【００４５】
【表３】
2005179132.tif 000004
【００４６】
表３の測定結果が示しているように、実施例のガラスはエッチングによってガラス表面が粗面化されているので、アンカー効果を発揮し、塗料層の剥離がなく、ガラス表面上の形成層の密着強度が向上していることが確認できた。また、ガラス強度は、本発明によるエッチングによってガラス強度が低下することがなく、むしろガラス強度が大幅に向上していることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の一例であるＴＦＴ液晶ディスプレイガラス基板の一例を示した断面模式図である。
【図２】ガラス強度測定方法を表す参考図である。
【図１】
2005179132.tif 000005
【図２】
2005179132.tif 000006