CN101096292A

CN101096292A - 一种玻璃腐蚀液及其制备方法

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Publication number: CN101096292A
Application number: CNA2006100145951A
Authority: CN
Inventors: 仲跻和; 李家荣; 李薇薇; 周云昌
Original assignee: TIANJIN JINGLING ELECTRONIC MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: TIANJIN JINGLING ELECTRONIC MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2008-01-02

Abstract

一种玻璃腐蚀液，其特征在于它是由磷酸盐、焦磷酸盐、无机碱、表面活性剂和水混合组成，其重量百分比为：磷酸盐占0.5％～8％，焦磷酸盐占0.5％～8％，无机碱占0.01％～0.5％，表面活性剂占5％～45％，水占39％～93％。其制备方法为将磷酸盐和焦磷酸盐加入水中加热使之溶解，加入无机碱和非离子表面活性剂，搅拌均匀即可。所说的玻璃腐蚀液对抛光后的玻璃基板进行处理，将油污、指纹以及颗粒等连同玻璃的主要成分SiO₂同时去除，保证了清洗的彻底性，能够有效的去除ITO玻璃上的杂质，尤其是CeO₂颗粒，同时采用不破坏臭氧层的非ODS物质为主要原料，达到不破坏臭氧层的环保要求。

Description

一种玻璃腐蚀液及其制备方法

(一)技术领域：

本发明涉及一种腐蚀液及其制备方法，尤其是一种玻璃腐蚀液及其制备方法。

(二)背景技术：

液晶显示器(LCD)现已从手表、计算器应用扩展到仪器仪表、通讯设备、笔记本电脑等各个方面，液晶显示器之所以能显示特定的图形，就是利用导电玻璃上的透明导电膜，经蚀刻制成特定形状的电极，上下导电玻璃制成液晶盒后，在这些电极上加适当电压信号，使具有偶极矩的液晶分子在电场作用下特定的方面排列，从而显示出与电极波长相对应的图形。

在氧化物导电膜中，以ITO导电薄膜的透光率最高、导电性能最好，而且容易在酸液中蚀刻出微细的图形。ITO导电薄膜需要镀在玻璃基板上，该玻璃基板的平整性是影响ITO玻璃性质的重要因素。若不平整，则将影响镀膜后导电玻璃的电阻率，甚至引起断路或短路等严重问题。为了保证平整性，目前一般在镀膜之前对玻璃基板进行抛光处理，但经过抛光后的玻璃基板难免会在表面引入油污、指纹以及抛光磨料颗粒等其它杂质，尤其是抛光磨料颗粒的大量存在使得抛光后的玻璃基板仍然凹凸不平，因此必须对抛光后的玻璃基板进行清洗。由于在抛光过程中一般以CeO2为磨料，该磨料与玻璃基地的主要成份SiO₂能够发生键合作用，紧密结合到一起，很难去除，所以要采用适当且高效的清洗方法。长期以来，大多使用三氯乙烷、CFC-113等消耗臭氧层物质(简称ODS物质)进行清洗，但这些ODS物质严重破坏地球高空的臭氧层，严重危害人类生存环境。根据《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》要求，发达国家已于1996年停止生产和使用ODS物质，发展中国家到2010停止生产和使用ODS物质。因此研究替代ODS清洗工艺的新型清洗技术，已成为急需解决的重大课题之一。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种玻璃腐蚀液及其制备方法，它采用腐蚀的方式对抛光后的玻璃基板进行处理，将油污、指纹以及颗粒等连同玻璃的主要成分SiO₂一并去除，具有清洗的彻底性，同时达到不破坏臭氧层的环保要求。

本发明的技术方案是：一种玻璃腐蚀液，其特征在于是由磷酸盐、焦磷酸盐、无机碱、表面活性剂和水混合组成，其重量百分比为：磷酸盐占0.5％～8％，焦磷酸盐占0.5％～8％，无机碱占0.01％～0.5％，表面活性剂占5％～45％，水占39％～93％。

上述所说的磷酸盐包括：磷酸三钠、磷酸氢三钠、磷酸二氢钠或磷酸二氢钾。

上述所说的焦磷酸盐包括：焦磷酸钠、焦磷酸钾或焦磷酸铜。

上述所说的无机碱包括：氢氧化钠或氢氧化钾。

上述所说的表面活性剂包括：聚氧乙烯系非离子表面活性剂、多元醇酯类非离子表面活性剂或高分子及元素有机系非离子表面活性剂。

上述所说的聚氧乙烯系非离子表面活性剂包括：聚氧乙烯烷基酚、聚氧乙烯脂肪醇、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯胺或聚氧乙烯酰胺。

上述所说的水可取非离子水。

上述玻璃腐蚀液的制备方法，其特征在于按上述比例将磷酸盐和焦磷酸盐加入水中，在40～80℃的温度下加热，使磷酸盐和焦磷酸盐完全溶解，然后加入无机碱和非离子表面活性剂，搅拌均匀即可。

本发明的组分分析：(1)磷酸盐和焦磷酸盐起到对玻璃的腐蚀和增强腐蚀的作用，磷是活泼的元素，容易与玻璃的主要成分二氧化硅发生化学反应，故有腐蚀玻璃的作用，焦磷酸盐与磷酸盐配合使用使腐蚀效果更好；(2)无机碱，属于强碱，玻璃的主要成分SiO₂能够跟强碱发生化学反应，使SiO₂更容易去除。强碱的氢氧根在溶液中缓慢释放，使腐蚀更加均匀，同时强碱起到pH值调节作用，避免酸性环境对生产设备的腐蚀；(3)非离子表面活性剂，能够降低溶液的表面张力，使玻璃腐蚀液能够全面地铺展在ITO玻璃表面，并且非离子表面活性剂有强渗透作用，能加快质量交换、提高腐蚀速率，使得活性剂能够渗透到玻璃表面和被腐蚀掉的杂质之间，达到去除污染的目的，同时活性剂能够在衬底表面形成保护层，防止污染物的二次吸附；(4)水，作为溶剂，使得上述的各种成分能够均匀溶解，同时使pH值达到确定的范围。

本发明的实验效果分析：

玻璃腐蚀液制备：将5g磷酸三钠和5g焦磷酸钠加入69.8g去离子水中，在50℃的温度下搅拌约0.5h，使磷酸三钠和焦磷酸钠完全溶解，然后加入0.2g氢氧化钠和20g聚氧乙烯失水山梨糖醇单油酸酯(吐温-80)搅拌均匀，备用。

(1)将经过抛光而未清洗的ITO玻璃放入3％的本案玻璃腐蚀液中，40℃下在超声机内超声5min，超声波的设定频率为28kHz。将玻璃取出后用吹风机干燥，用射灯观察，无油污、颗粒等，清洗效果良好。

(2)将经过抛光而未清洗的ITO玻璃放入8％的该玻璃腐蚀液中，40℃下在超声机内超声3min，超声波的设定频率为28kHz。将玻璃取出后用吹风机干燥，用射灯观察，无油污、颗粒等，清洗效果良好。

(3)将经过抛光而未清洗的ITO玻璃放入3％的该玻璃腐蚀液中，60℃下在超声机内超声3min，超声波的设定频率为28kHz。将玻璃取出后用吹风机干燥，用射灯观察，无油污、颗粒等，清洗效果良好。

本发明的技术效果：(1)对玻璃的腐蚀效果明显，可以作为ITO玻璃清洗液的主要成分；(2)采用适当的无机物作为本案玻璃腐蚀的主要成分，克服了传统玻璃腐蚀液破坏臭氧层的缺点；(3)本案pH值在碱性范围内，对玻璃加工设备没有腐蚀作用，使得在工业生产上大规模应用成为可能；(4)本发明涉及的玻璃腐蚀液无泡沫，无刺激气味，使用安全；(5)本发明涉及的玻璃腐蚀液几个组分都是常见工业化产品，来源广泛易得，工业化成本优势明显。

(四)具体实施方式：

实施例1：一种玻璃腐蚀液，其特征在于它是由磷酸三钠、焦磷酸钠、氢氧化钠、聚氧乙烯脂肪酸脂和水组成，其重量百分比为：磷酸三钠占5.5％，焦磷酸钠占4.5％，氢氧化钠占0.2％，聚氧乙烯脂肪酸脂占31％，水占58.8％。

上述玻璃腐蚀液的制备方法，其特征在于按上述比例将磷酸三钠和焦磷酸钠加入水中，在78℃的温度下加热，使磷酸三钠和焦磷酸钠完全溶解，然后加入氢氧化钠和聚氧乙烯脂肪酸脂，搅拌均匀即可。

实施例2：一种玻璃腐蚀液，其特征在于它是由磷酸三钠、焦磷酸钠、氢氧化钠、聚氧乙烯脂肪酸脂和去离子水组成，其重量百分比为：磷酸三钠占1.8％，焦磷酸钠占7.4％，氢氧化钠占0.4％，聚氧乙烯脂肪酸脂占7％，去离子水占83.4％。

上述玻璃腐蚀液的制备方法，其特征在于按上述比例将磷酸三钠和焦磷酸钠加入去离子水中，在43℃的温度下加热，使磷酸三钠和焦磷酸钠完全溶解，然后加入氢氧化钠和聚氧乙烯脂肪酸脂，搅拌均匀即可。

实施例3：一种玻璃腐蚀液，其特征在于它是由磷酸二氢钾、焦磷酸钾、氢氧化钾、聚氧乙烯烷基酚和去离子水组成，其重量百分比为：磷酸二氢钾占7.9％，焦磷酸钾占1.0％，氢氧化钾占0.15％，聚氧乙烯烷基酚占43％，去离子水占47.95％。

上述玻璃腐蚀液的制备方法，其特征在于按上述比例将磷酸二氢钾和焦磷酸钾加入去离子水中，在67℃的温度下加热，使磷酸二氢钾和焦磷酸钾完全溶解，然后加入氢氧化钾和聚氧乙烯烷基酚，搅拌均匀即可。

Claims

1、一种玻璃腐蚀液，其特征在于它是由磷酸盐、焦磷酸盐、无机碱、表面活性剂和去离子水混合组成，其重量分数分别为：磷酸盐占0.5％～8％，焦磷酸盐占0.5％～8％，无机碱占0.01％～0.5％，表面活性剂占5～45％，去离子水占30～95％。

2、根据权利要求1所说的玻璃腐蚀液，其特征在于所说的磷酸盐包括：磷酸三钠、磷酸氢三钠、磷酸二氢钠或磷酸二氢钾。

3、根据权利要求1所说的玻璃腐蚀液，其特征在于所说的焦磷酸盐包括：焦磷酸钠、焦磷酸钾或焦磷酸铜。

4、根据权利要求1所说的玻璃腐蚀液，其特征在于所说的无机碱包括：氢氧化钠或氢氧化钾。

5、根据权利要求1所说的玻璃腐蚀液，其特征在于所说的表面活性剂包括：聚氧乙烯系非离子表面活性剂、多元醇酯类非离子表面活性剂或高分子及元素有机系非离子表面活性剂。

6、根据权利要求5所说的玻璃腐蚀液，其特征在于所说的聚氧乙烯系非离子表面活性剂包括：聚氧乙烯烷基酚、聚氧乙烯脂肪醇、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯胺或聚氧乙烯酰胺。

7、根据权利要求1所说的玻璃腐蚀液，其特征在于所说的水可取非离子水。

8、一种玻璃腐蚀液的制备方法，其特征在于按上述比例将磷酸盐和焦磷酸盐加入水中，在40～80℃的温度下加热，使磷酸盐和焦磷酸盐完全溶解，然后加入无机碱和非离子表面活性剂，搅拌均匀即可。

9、根据权利要求1所说的玻璃腐蚀液，其特征在于它是由磷酸三钠、焦磷酸钠、氢氧化钠、聚氧乙烯脂肪酸脂和水混合组成，其重量百分比为：磷酸三钠占5.5％，焦磷酸钠占4.5％，氢氧化钠占0.2％，聚氧乙烯脂肪酸脂占31％，去离子水占58.8％。

10、根据权利要求1所说的玻璃腐蚀液，其特征在于它是由磷酸三钠、焦磷酸钠、氢氧化钠、聚氧乙烯脂肪酸脂和去离子水组成，其重量百分比为：磷酸三钠占1.8％，焦磷酸钠占7.4％，氢氧化钠占0.4％，聚氧乙烯脂肪酸脂占7％，去离子水占83.4％。