JP2005298314A - ガラス板表面のエッチング方法、ガラス板エッチング装置、フラットパネルディスプレイ用ガラス板及びフラットパネルディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】 ガラス表面に均一にエッチング液を接触させ、ガラス表面を均一にエッチングすることが可能なエッチング方法及びこの方法に使用する装置の提供。
【解決手段】 エッチング方法としては、ガラス表面にエッチング液を吹き付け、その後エッチング液を除去することによってガラス板のエッチングを行う。このとき、水平にしたガラス板の底面にエッチング液を吹き付けることが好適である。エッチング装置は、ガラス板を支持する支持具と、ガラス表面にエッチング液を噴射するノズル８と、該エッチング液を貯留するエッチング液貯留槽とを備えたガラスエッチング装置である。この装置において、支持具はガラス板を水平にして支持するものであることが好適であり、ノズル８は、水平に支持したガラス板の底面に向けてエッチング液を吹き付け可能に配置することが好適である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガラス板表面のエッチング方法、この方法に使用されるガラス板エッチング装置、フラットパネルディスプレイ用ガラス板、及び、フラットパネルディスプレイに関するものである。

映像を表示するためのディスプレイは、薄型化を図ることが進められている。薄型化を図ったディスプレイには、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）があり、ＦＰＤには、例えば、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）がある。

ＦＰＤに使用されているディスプレイパネルには、ガラス板が構成部材として使用されている。図９は、ＦＰＤの一つであるＥＬＤパネルの一例を表した図である。図９（ａ）は、ＥＬＤパネルの斜視図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＥ−Ｅ間断面模式図である。図９のＥＬＤパネルは、画像表示面となる透明板２６の表面上にＥＬ素子２９を積層した構造をとっている。このＥＬ素子２９には、外部電源と接続するための引き出しリード２７、２８が接続されている。そして、ＥＬ素子２９がキャップ２５によって、外部から封止された構造をとっている。

キャップ２５には、金属、有機高分子やガラスを材料としたものが使用される。ガラスを使用したガラスキャップを用いて透明板２６表面上のＥＬ素子２９を封止する場合、エッチングでガラス板表面に凹部を形成することによってガラスキャップを製造することが可能である。特許文献１には、ガラス板表面をエッチングすることによって、ガラスキャップを製造する方法が記載されている。
特開２００４−２２２９１号公報

特許文献１に記載されているガラスキャップを製造する方法は、ガラス板表面に所定のパターンでマスキング剤を被覆した後、このガラス板をエッチング液に浸漬してマスキング剤が被覆されていないガラス板表面に凹部を形成するエッチングを行うことによってガラスキャップを製造する方法である。

ガラス板をエッチングする場合において、ガラス板表面に安定した凹部形成を行うには、エッチング液の温度を一定温度に制御すると共に、エッチング液内の温度分布を均一にする必要がある。エッチング液内の温度分布を均一にするためには、例えば、機械的な攪拌やエッチング液内に気泡を発生させることによって攪拌する方法がとられる。特許文献１に記載された方法をエッチング液の攪拌を行いつつ使用すれば、以下に述べるガラス表面凹部の底面曲面化およびマスキング剤が剥離する２つの問題が生じやすくなる。

図１０は、ガラス板をエッチング液に浸漬してエッチングする場合におけるガラス表面上の変化を表す断面模式図である。図１０（ａ）は、エッチング液にマスキング剤３１が被覆されたガラス板３０を浸漬してガラス板３０表面に凹部分が形成される過程を表した図であり、図１０（ｂ）は、表面に凹部を形成したガラス板３０を表す図である。図１１は、図１０の破線部分の拡大図である。図１１（ａ）は、図１０（ａ）の破線部分の拡大図であり、図１１（ｂ）は、図１０（ｂ）の破線部分の拡大図である。

図１１（ａ）に図示するように、マスキング剤３１で表面を被覆したガラス板３０をエッチング液に浸漬してガラス板３０表面のエッチングを行う過程において、エッチング液の液流３４は、形成途中の凹部側面を沿うように流動する。この液流３４には、凹部の底面に対して垂直方向から衝突する液流がある一方で、エッチングされることのないマスキング剤が存在するために、なだらかな円弧を描くようにノ字状に流動する液流もある。

液流３４がノ字状に流動すれば、形成途中におけるガラス表面上の凹部の底部の角３２近傍に存在するエッチング液は、その他のエッチング液に比べて流動が遅く、その上、エッチングによって溶解したガラス濃度が高濃度化したものとなっている。その結果、凹部の角３２のエッチング速度が低下する。この速度低下は、ガラス板表面に形成される凹部の形状が曲面化する問題を生じさせることになる。

一方、ガラス板３０表面を被覆したマスキング剤３１の剥離は、ガラス板３０とマスキング剤３１との間に存在する僅かな隙間３３にエッチング液が進入することによって生じることになる。マスキング剤が剥離することによって、本来ならエッチングされる必要のないガラス板３０の表面がエッチングされる問題を生じさせることになる。

このように攪拌したエッチング液にガラス板を浸漬してエッチングを行った場合、凹部底面の曲面化及びマスキング剤が剥離する２つの問題が生じやすくなる。これらの問題が生じた場合、ガラス板３０表面上の凹部分の形状は、予測困難な形状となってしまうので、形成される凹部の形状均一性を悪化させることになる。

ところで、ＬＣＤパネルにおいてもガラス板が使用されている。このガラス板をエッチング液に浸漬して、ＬＣＤパネルの薄型化を図ることが可能である。図１２は、ガラス板をエッチング液に浸漬した場合のエッチング進行状況を表したガラス板の断面模式図である。図１２（ａ）は、エッチング液に浸漬した直後の平坦なガラス板３５を表した図であり、ガラス表面上には、エッチング液の攪拌によって生じたノ字状及び反ノ字状の液流３６が流動している。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のガラス板３５の表面をエッチングした状態を表した図であり、ガラス板３５の表面には、液流が原因で、波打った凹凸が生じることになる。つまり、エッチング液に浸漬してガラス板表面のエッチングを行った場合、ＬＣＤパネル用ガラス板に要求されるガラス板表面の平坦性が損なわれることがあるので、平坦性を損なうことを抑制したエッチング技術が提供されることが期待されている。

上記のような事情に鑑み、本発明の第一の目的は、ガラス表面のエッチング過程においてエッチング液をガラス表面に均一に供給し、均一なエッチングを行うことが可能なエッチング方法及びこの方法の使用に適したエッチング装置を提供することである。

また、本発明の第二の目的は、所定のパターンでガラス板表面にマスキング剤を被覆した場合であっても、ガラス板とマスキング剤の隙間からエッチング液が進入することによってマスキング剤が剥離することを抑制することが可能なエッチング方法及びこの方法の使用に適したエッチング装置を提供することである。

本発明は、ガラス板の表面にエッチング液を吹き付けて前記ガラス板表面をエッチングするエッチング工程と、前記吹き付けたエッチング液を前記ガラス板から除去するエッチング液除去工程を備えることを特徴とするガラス板表面のエッチング方法である。エッチング液の吹き付けは、霧状のエッチング液を吹き付けることが好適である。

前記エッチング方法は、開口部を有し、かつ、ガラス板の端部を挟持固定して収納するガラス板収納ユニットに収納された前記ガラス板の表面をエッチングするものであることが好適である。このように端部が挟持固定されたガラス板収納ユニット内のガラス板をエッチングする方法によれば、ガラス板が外部接触することなくエッチングされるので、エッチング中でのガラス板の損傷を防止することができ、更には、ガラス板がガラス板収納ユニット内を移動することが防止されるので、ガラス板がガラス板収納ユニットと衝突して破損することが防止される。

前記エッチング方法は、前記エッチング工程前に、ガラス板表面に所定のパターンでマスキング剤を被覆するマスキング剤被覆工程を備えるエッチング方法であっても良い。この方法を使用した場合、マスキング剤が被覆されていないガラス表面が、エッチングによって凹部となる。

前記エッチング工程は、前記ガラス板を略水平にし、前記ガラス板の底面にエッチング液を吹き付けて前記ガラス板表面をエッチングすることが好適である。所定のパターンでマスキング剤を被覆している場合には、このマスキング剤が被覆されたガラス表面を底面として前記ガラス板を略水平にすることが好適である。また、前記ガラス板の底面の反対面にエッチング液を吹き付けて前記ガラス板表面をエッチングしても良い。前記ガラス板は、真に水平にすることが好適である。

また前記エッチング工程は、前記ガラス板を略鉛直にし、このガラス板の表面にエッチング液を吹き付けても良い。このとき、エッチングを行うエッチング対象面にエッチング液を吹き付けると良い。

また本発明は、ガラス板を支持可能なガラス板支持部と、前記支持部に支持されているガラス板に向けてエッチング液を噴射するエッチング液噴射ノズルと、前記エッチング液を該エッチング液の温度を制御して貯留するエッチング液貯留槽と、前記噴射されたエッチング液を回収するエッチング液回収装置を備えることを特徴とするガラス板エッチング装置である。

前記ガラス板支持部は、ガラス板を略水平に支持可能な支持部であって、前記エッチング液噴射ノズルは、前記ガラス板の下方からエッチング液を前記ガラス板の底面に向けて噴射することが好適である。さらに、前記ノズルは、前記ガラスの上方からエッチング液を前記ガラス板の底面の反対面に向けて噴射するものであっても良い。

前記支持部は、ガラス板の端部を支持するものであることが好適である。この場合、ガラス板にエッチング液の吹き付けを行うことの阻害防止になる。また前記支持部は、ガラス板を搬送可能な搬送装置であると良い。

前記搬送装置は、搬送する方向の左右からガラス板の両端を支持する搬送ローラーであることが好適である。この搬送ローラーであれば、安定してガラス板を搬送することができ、その上、エッチング液を吹き付け可能なガラス板の表面積を最大限に確保することができる。

前記搬送ローラーは、平面を有する基部とこの基部の平面径間よりも小径の略円柱形ローラーとを前記基部の平面と前記ローラーの平面で連結した形状の搬送ローラーであり、前記小径ローラーがガラス板を支持するものであることが好適である。このローラーによれば、搬送されるガラス板が左右に揺動しても、この揺動を最小限に抑えることができる。

また、前記ガラス板支持部は、ガラス板を略鉛直に支持可能な支持部であっても良い。この場合、ガラス板を搬送可能な搬送装置であっても良い。

前記回収装置は、回収したエッチング液を前記エッチング液貯留槽に送液するものであることが好ましい。また、前記回収装置は、スラッジ除去装置を一種以上備え、エッチング液中のスラッジを除去可能とすることが好適である。スラッジ除去装置としては、例えば、フィルター、フィルタープレス、液体サイクロン及び沈殿槽がある。

本発明は、前記エッチング方法によってエッチングしたフラットパネルディスプレイ用ガラス板である。このガラス板は、ガラス板のみからなるものだけを対象とするものではなく、ガラス表面上にフラットパネルディスプレイ構成部材を積層しているガラス板も含まれる。

また、本発明は、前記フラットパネルディスプレイ用ガラス板を使用したフラットパネルディスプレイである。

上記構成のエッチング方法に係る発明によれば、エッチング液にガラス板を浸漬することなくガラス板表面にエッチング液を均一に吹き付けることによってエッチングを行うので、均一性の高いガラス表面のエッチングを実現することができる。ガラス板にマスキング剤が被覆されている場合には、吹き付けられているエッチング液によってマスキング剤が押圧されているので、エッチング中におけるマスキング剤の剥離が抑制される。

また、上記構成のエッチング装置は、エッチング液にガラス板を浸漬することなくガラス板表面にエッチング液を均一に吹き付けることによってエッチングを行うので、高均一性のガラス表面のエッチングを実現することができるエッチング装置となる。ガラス板にマスキング剤が被覆されている場合には、エッチング液をガラス板に吹き付けることによる押圧によって、マスキング剤の剥離を抑制するエッチング装置となる。

本発明に係るガラス板表面のエッチング方法は、ガラス板表面に所定のパターンでマスキング剤を被覆するマスキング剤被覆工程と、前記所定のパターンでマスキング剤を被覆したガラス板表面にエッチング液を吹き付けて前記ガラス板表面をエッチングするエッチング工程と、前記吹き付けたエッチング液を前記ガラス板から除去するエッチング液除去工程と、前記ガラス板表面に被覆されたマスキング剤を除去するマスキング剤除去工程を経ることによって行われる。エッチング工程におけるエッチング液の吹き付けは、ガラス板表面に対して、略垂直方向からエッチング液を吹き付けることが好ましい。

図２は、マスキング剤２０が被覆されたガラス板１９を表す図である。図２（ａ）は、ガラス板１９の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ間断面図である。図２のガラス板１９は、マスキングされていない9つの矩形開口部が所定の位置に配置するようにマスキング剤１９が被覆されたものとなっている。マスキング剤２０が被覆されたガラス板１９表面の反対面がエッチングされないようにする必要があれば、この反対面にマスキング剤を被覆しても良く、反対面に所定の凹部パターンを形成する場合には、この凹部パターンに対応したマスキング剤の被覆を行っても良い。

マスキング剤被覆工程におけるマスキング剤の被覆は、スクリーン印刷法、ラミネートフィルム法、レジスト塗布フォトリゾ法によって行うことができる。またその他、公知のマスキング剤被覆方法を採っても良い。

スクリーン印刷法は、マスキング剤の通過する部分と通過しない部分を備えたスクリーンをガラス板表面に当接し、このスクリーンのマスキング剤が通過可能な部分からマスキング剤を押し出してガラス板表面にマスキング剤の被覆を行う方法である。ラミネートフィルム法は、片面に粘着層を有するフィルムをマスキング剤として使用し、このフィルムをガラス表面に貼り付ける方法である。レジスト塗布フォトリソ法は、フォトレジストをガラス板表面に塗布後、塗布したフォトレジストに光を照射するマスキング方法である。スクリーン印刷法を使用してマスキング剤を被覆することが好適である。

エッチング工程は、マスキング剤２０を被覆したガラス板１９表面を底面にして、ガラス板１９を略水平にし、このガラス板１９の底面にエッチング液を吹き付けて前記ガラス板表面をエッチングすることが好適である。略水平にしたガラス板１９の底面の反対面をエッチングする場合には、この反対面にエッチング液を吹き付けても良い。

またエッチング工程は、ガラス板１９を略鉛直にし、このガラス板の表面にエッチング液を吹き付けても良い。このとき、エッチングは、エッチングを行うエッチング対象面にエッチング液を吹き付けることによって行われる。

エッチング工程及びエッチング液除去工程は、本発明に係るエッチング装置を使用することが好適である。図１は、本発明に係るエッチング装置の概略図である。図１のエッチング装置は、ガラス板表面のエッチングを行うエッチング室１、エッチング室１内に送液されるエッチング液を貯留するエッチング液貯留槽３、使用後のエッチング液をエッチング室１から回収するエッチング液回収装置４、エッチング液除去室２、及びエッチング液除去室２内に送液される水を貯留する水貯留槽５を備えている。

エッチング室１内には、ガラス板支持部とエッチング液をガラス板に向けて噴射するエッチング液噴射ノズル８備えられている。さらにエッチング室１内の出口近傍には、エッチング液を脱液するためのエアナイフが、エッチングされたガラス板に空気を吹き付け可能なように配置されている。このエッチング室１内の底面は、ノズル８から噴射してガラス板に吹き付けられたエッチング液を効率よく回収するために傾斜した底面となっている。

ガラス板支持部は、ガラス板を固定又は移動可能な状態で、ガラス板を支持することができるものである。このガラス板支持部は、ガラス板を略水平又は略鉛直にして支持可能なものであることが好ましく。このうち略水平にして支持できるものであることが好適である。なお、ガラス板支持部は、後述するガラス板収納ユニット６にガラス板を収納して支持可能であると良い。本実施形態におけるエッチング室内１のガラス板支持部には、ガラス板搬送装置となるガラス板を収納したガラス板収納ユニット６を水平にして搬送することが可能な搬送ローラー７が備えられている。

ガラス板収納ユニット６を搬送方向の前後から搬送ローラーで支持するとガラス収納ユニット６が搬送ローラー間に落下するおそれがあり、その上、エッチング液を吹き付けることができるガラス板表面積を減少させることになるので、搬送ローラーは、ガラス板収納ユニット６の搬送方向の左右両端を支持することができるものとしている。本実施形態では、ガラス板収納ユニット６の底面端を支持しつつガラス板収納ユニット６を搬送することができるように、搬送ローラー７は、適宜な間隔をおいて配置している。この搬送ローラー７は、基部となる円柱形のローラーとこのローラーよりも小径の円柱形のローラーとを両ローラーの平面で連結した形状である。搬送ローラーを構成する２個の円柱形ローラーの中心軸は、一直線上に位置する。搬送ローラー７の小径ローラーでガラス板収納ユニット６を支持することになる。なお、本実施形態の搬送ローラー７は、ガラス収納ユニット６の底面端を支持するように配置されているが、ガラス収納ユニット６を挟持して搬送可能とするため、別の搬送ローラーをガラス収納ユニット６の底面端を支持する搬送ローラー７に対向させて設けても良い。この場合、ガラス収納ユニット６がエッチング液によって移動することを抑制することができる。

エッチング液噴射ノズル８は、エッチング液を霧状に噴射することが可能なノズルを選択すると良く、エッチング液だけを噴射する一流体ノズル又はエッチング液と気体を混合した後にこれを噴射する二流体ノズルの何れを使用しても良い。

ノズル８の配置は、搬送されているガラス板の下方からエッチング液をガラス板に向けて噴射可能なように配置されている。このノズルの配置は、ガラス板表面に対して略垂直方向からエッチング液がガラス板表面に吹き付けられるように配置されることが好ましい。そして、ガラス板のエッチング対象面全体にエッチング液を均一に吹き付けることができるように、ノズル８は、適宜配置されている。なお、ノズル８を搬送しているガラス板の上方からも噴射することができるように配置しても良く、略鉛直にしてガラス板を支持又は搬送する場合には、このガラス板の表面にエッチング液が均一に吹き付けられるようにノズル８の配置位置を変更しても良い。また、ノズル８をガラス板表面と平行に往復可動可能にして設けても良い。

ノズル８は、エッチング液貯留槽３と配管で接続される。このノズル８とエッチング液貯留槽３との配管途中には、エッチング液貯留槽３内のエッチング液をノズル８へ送液するためのポンプ９が備えられている。

エッチング液貯留槽３には、エッチング液貯留槽３内のエッチング液に生じたスラッジを除去するための貯留エッチング液内スラッジ除去装置となるポンプ１１及びフィルター１２が備えられている。なお、フィルター１２は、スラッジを除去するものであるため、同じくスラッジを除去することが可能なフィルター、フィルタープレス、液体サイクロン及び沈殿槽等のスラッジ除去装置から一種以上を選択して、フィルター１２と置換しても良い。

エッチング液貯留槽３には、さらに、エッチング液貯留槽３内部のエッチング液を攪拌可能な攪拌装置１０が備えられている。そして、図示されていないエッチング液の温度を制御して一定に保つためのエッチング液の加熱装置及び冷却装置が備えられている。エッチング液の温度を一定に保つことによって、ガラス表面のエッチング速度を安定化させる。

ポンプ１１及びフィルター１２は、エッチング液を循環可能とするため、配管と共に、エッチング液貯留槽３に外設されている。貯留槽３内のエッチング液は、ポンプ１１によって吸引及びフィルター１２に向けて送液され、フィルター１２を通じた後に貯留槽３に流入される。このようにエッチング液をフィルター１２に通じさせることによって、エッチング貯留槽３内で事後的に析出したスラッジの除去を可能とする。

エッチング液貯留槽３には、ガラス溶解性の薬品を含有する水溶液がエッチング液として貯留されている。ガラス溶解性の薬品には、フッ化物を含有する水溶液を使用すると良く、フッ化物としては、フッ化水素、フッ化アンモニウム、フッ化カリウム、フッ化ナトリウムが例示される。またエッチング液に無機酸及び／又は有機酸を含有させても良い。無機酸としては、塩酸、硫酸、リン酸、硝酸等から一種又は二種以上を選択すると良く、有機酸としては、酢酸、コハク酸等から一種又は二種以上を選択すると良い。さらにエッチング液には、陰イオン系界面活性剤及び両性界面活性剤のうち一種以上添加しても良い。陰イオン系界面活性剤としては、スルホン酸塩系界面活性剤が例示される。両性界面活性剤としては、例えば、アミン系界面活性剤がある。このエッチング液は、１０〜５０℃の温度範囲における一定温度に保たれている。

エッチング液回収装置４は、エッチング液をエッチング室１から送液するためのポンプ１３、開閉弁１５ａ、１５ｂ及びフィルター１４ａ、１４ｂが配管によって接続されたものである。この配管の一端は、エッチング室１の底部に接続される。配管の他の一端は、エッチング液貯留槽３又は図示されていないエッチング液回収槽に接続され、本実施形態では、エッチング液貯留槽３に接続している。ポンプ１３、開閉弁１４及びフィルター１５は、エッチング室１側からこの順序で配置されている。このエッチング装置によって、エッチング室１内のエッチング液をエッチング液貯留槽に送液回収する際に、このエッチング液内のスラッジをフィルター１５ａ、１５ｂで除去することができる。

エッチング装置における開閉弁及びフィルターは、複数の開閉弁及びフィルターが備えられ、本実施形態では、各２個の開閉弁１５ａ、１５ｂ、フィルター１４ａ、１４ｂが備えられている。開閉弁１５ａ、１５ｂ及びフィルター１４ａ、１４ｂは、一方の開閉弁１５ａと一方のフィルター１４ａが直列に接続され、他の開閉弁１５ｂと他のフィルター１４ｂが直列に接続されている。さらに、直列に接続された開閉弁１５ａ及びフィルター１４ａ並びに開閉弁１５ｂ及びフィルター１４ｂは、並列に接続されている。本実施形態におけるエッチング装置を使用する場合、一方の開閉弁が開放されているときには、他方の開閉弁は閉鎖された状態で使用されるようにしている。そのため、エッチング室１内のエッチング液回収を中断なく行うことを可能としている。

なお、エッチング液回収装置４に使用されているフィルターは、使用後のエッチング液内に存在するスラッジを除去するものであるので、このフィルターを他のスラッジ除去装置と置換しても良い。スラッジ除去装置としては、例えば、フィルター、フィルタープレス、液体サイクロン及びスラッジ沈殿槽がある。

エッチング液除去室２には、エッチング室１から搬出されたガラス板収納ユニット６を水平にして搬送することが可能な搬送ローラー１８が備えられている。また、搬送されているガラス板搬送ユニット６の上下から水を噴射して洗浄するためのノズル１６が、ガラス板搬送ユニット６及びこのユニット内のガラス板に、均一に水を拭き付けられるように適宜配置されている。エッチング液除去室２内の底部は、ノズル１６から噴射してガラス板に吹き付けられた水を効率よく回収するために傾斜した底部となっている。

エッチング液除去室２内の搬送ローラー１８は、ガラス板収納ユニット６の搬送方向の左右両端を支持することができるものである。この搬送ローラー１８は、収納ユニット６の底面から支持することが可能な配置がとられる。また、エッチング室１内の搬送ローラーと同様に、ガラス板収納ユニット６の端の上下を挟持しつつガラス板収納ユニット６を搬送することができるように、上下に対向して適宜な間隔をおいて搬送ローラーを配置していても良い。

エッチング液除去室２内のノズル１６は、水貯留槽５と配管で接続されている。このノズル１６と水貯留槽５との配管途中には、水貯留槽５内のエッチング液をノズル１６へ送液するためのポンプ１７が備えられている。

上記エッチング装置を使用して、ガラス板表面のエッチング及びガラス板からのエッチング液の除去が行われる。ガラス板表面のエッチングは、前記マスキング剤を施したガラス板を上記ガラスエッチング装置のエッチング室１内を搬送させることによって行われる。一方、ガラス板からのエッチング液の除去は、エッチング室１内を搬送した後のガラス板収納ユニット６を、エッチング液除去室２内を搬送させることによって行われる。本実施形態では、ガラス板収納ユニット６に収納したガラス板をエッチング室１及びエッチング液除去室２内を搬送することによってガラス板表面のエッチング及びガラス板からのエッチング液の除去が行われる。

図３は、図２のマスキング剤２０が被覆されたガラス板１９を収納したガラス板収納ユニット６を説明するための図である。図３（ａ）は、図２のマスキング剤２０が被覆されたガラス板１９を収納したガラス板収納ユニット６の分解図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すガラス板収納ユニット６の容体６ｂのＢ−Ｂ間断面図である。ガラス板収納ユニット６は、マスキング剤２０が被覆されたガラス板１９の底部よりもやや大きな底部を有し、かつ、底部に開口部６ｃを有する容体６ｂと、この容体６ｂにガラス板１９を収容した後にガラス板１９を固定するための押さえ板６ａからなる。この収納ユニット６に収納された状態でガラス板１９が搬送ローラー７によって搬送され、ガラス板１９の表面が搬送ローラー７に接することがないので、ガラス板１９表面の損傷が防止される。また、容体６ｂにガラス板１９を収容した後に押え板６ａによってガラス板１９の端部が挟持固定されるので、ガラス板６がガラス板収納ユニット６内で動じることが防止されることになり、その結果、ガラス板１９の端部の破損も防止されることになる。

容体６ｂの底部の開口部６ｃは、マスキング剤が被覆されていないガラス板１９の表面にエッチング液を吹き付け可能とするため、容体６ｂの底部を格子状の形状をとることによって形成されている。本実施形態では、マスキング剤１９が被覆されていない部分がガラス板１９表面上に９つ存在するため、容体６ｂの底面の開口部６ｃは、９つ均等に配置している。なお、ガラス板表面にマスキング剤２０を被覆せずにガラス板表面のエッチングを行う場合、開口部６ｃは、ガラス板を支持することが可能な程度に、容体６ｂ底面に広く設けられていれば良い。

押さえ板６ａは、貫通した孔のない一枚板であるが、ガラス板１９のマスキング剤２０被覆面の反対面をエッチングする必要がある場合には、この反対面に開口部を設けても良い。

ガラス板収納ユニット６へのガラス板１９の収納は、容体６ｂに、マスキング剤２０被覆表面を底面としてガラス板１９を嵌め込み、ガラス板１９を押え板６ａで押えることによってガラス板収納ユニットが組み立てられる。このガラス板収納ユニット６へのガラス板１９の収納は、ガラス板がエッチング室１内を水平に搬送されるように行われる。

ガラス板は、次の動作が生じているエッチング装置のエッチング室１及びエッチング液除去室２内をガラス収納ユニット６が搬送されている間に、エッチング及びエッチング液の除去が行われる。

エッチング液貯留槽３に貯留されている一定温度に保たれたエッチング液がポンプ９によってエッチング室１内のノズル８に供給される。エッチング液が供給されたノズル８は、エッチング液をガラス板表面に対して略垂直、かつ、均一に吹き付ける。吹き付けられた後のエッチング液は、エッチング室１底部に集まり、この集まったエッチング液は、エッチング液回収装置４のポンプ１３によってエッチング室１内から吸引され、ポンプ１３から吐出したエッチング液はフィルター１４ａ又は１４ｂを通過した後、エッチング液貯留槽３に送液される。

水貯留槽５に貯留された水は、ポンプ１７を通じてノズル１６に供給される。供給された水は、ノズル１６からガラス板に向けて吹き付けられる。吹き付けられた後の水は、エッチング液除去室２の底部に集まり、この底部に集まった水は、エッチング液除去室２の底部に設けられた弁を開放することによってエッチング液除去室から排出される。

図４は、ガラス板収納ユニット６が搬送ローラー７によってガラスエッチング室内を搬送される状態を表した平面図である。図５は、図４のＣ−Ｃ間断面模式図である。ガラス板収納ユニット６は、その底面が搬送ローラー７の小径の円柱形ローラーに支持されながら搬送される。このとき、ガラス板収納ユニット６が進行方向の左右に揺動することは、小径の円柱形ローラーに連結した円柱形ローラーがその左右の揺動範囲を制限することになるので、抑制されることになる。
また、ガラス板収納ユニット６が水平にして搬送することに伴い、ユニット６内のガラス板１９も水平にして搬送される。搬送速度は、ガラス表面のエッチング量がガラス表面とエッチング液との接触時間に関係するため、目的とするガラス表面のエッチング量によって適宜変更されることになる。ガラス収納ユニット６は、エッチング室１内を搬送された後に、続いてエッチング液除去室２に搬送されることによって、エッチング液が除去されることになる。

図６は、ガラス板１９表面がエッチングされる過程を説明するための図である。図６（ａ）は、図２（ｂ）のマスキング剤２０が被覆されたガラス板１９の上下を逆にした図である。このガラス板１９は、エッチング前の表面形状をとっている。

図６（ｂ）は、マスキング剤２０が被覆されたガラス板２０にエッチング液が吹き付けられている状態を示した図である。マスキング剤２０が被覆されていないガラス板１９の表面にエッチング液を吹き付けることによって、エッチングされ、ガラス板表面１９の表面には、凹状部分が形成する。図７は、図６の破線部分の拡大図である。ガラス板１９にエッチング液の吹き付け２２が行われているので、形成される凹部の角にまでエッチング液が行き渡り、凹部底面の曲面化が抑制された凹部形成が可能となる。また、ガラスとエッチング液との反応によって生じたスラッジが、形成される凹状部分に付着しても即座に除去されることになる。また、ガラス板１９とマスキング剤２０の隙間２１があっても、マスキング剤２０がエッチング液の吹き付け２２によって押さえつけられることになり、隙間２１にエッチング液が侵入して隙間２１の拡大を抑制するので、マスキング剤２０の剥離が抑制される。

図６（ｃ）は、ガラス板１９表面のエッチング終了後、エッチング液を除去及びマスキング剤２０を除去したガラス板１９を表す図である。

上記のようにエッチングしたガラス板１９を、所定の切断パターンで切断して、ＥＬＤパネルのガラスキャップに使用することができる。また、このガラスキャップを使用したＥＬＤパネルを使用してＥＬＤを製造する事が可能である。

上記の実施形態では、ガラス板表面にマスキング剤を被覆した実施形態を示したものであるが、ガラス板にマスキング剤を被覆していない場合であっても良い。なお、マスキング剤が被覆されていないガラス板は、ＬＣＤパネルやＰＤＰパネルに使用することができる。

図８は、マスキング剤が被覆されていないガラス板２４を収納したガラス板収納ユニット２３を説明するための図である。図８（ａ）は、ガラス板２４を収納したガラス板収納ユニット２３の分解図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すガラス板収納ユニット２３の容体２３ｂのＤ−Ｄ間断面図である。ＬＣＤパネルやＰＤＰパネルに使用することができるガラス板は、例えば、図８に示したガラス板収納ユニットを使用してエッチングされる。ガラス板収納ユニット２３は、図３に示した収納ユニット６と同じく、ガラス板２４を収容できる容体２３ｂと、この容体２３ｂに収容されたガラス板２４を押さえる押さえ板２３ａからなる。容体２３ｂには、エッチング液をガラス板に吹き付けることができるように、開口部２３ｃが設けられている。図８に示した収納ユニット２３は、容体２３ｂの開口部２３ｃの形状が単一の矩形となっていることのみ図３に示した収納ユニット６と異なり、これ以外の点については、図３に示した収納ユニットと異なるところはない。

また、上記実施形態は、ＥＬＤパネルに使用するガラスキャップを製造することに利用することができるエッチング方法であるが、マスキング剤の被覆を行うパターンに応じて、種々の形状の凹部をガラス板表面上に形成することも可能である。例えば、円柱状の凹部分をガラス表面に形成することも可能であり、この凹部分をアライメントマークとして使用することも可能である。

以下、実施例に基づき本発明のエッチング方法によって形成される凹部について説明する。４００ｍｍ×５００ｍｍ×０．７ｍｍのガラス板表面にマスキング剤を被覆した後、エッチング、エッチング液の除去、マスキング剤の除去操作を順次行うことによって、ガラス表面に凹部を形成した。マスキング剤の被覆及びエッチング操作の詳細は、以下の通りである。

（マスキング剤の被覆）
スクリーン印刷法を使用してマスキング剤をガラスの一表面に被覆した。このとき、マスキング剤が被覆されていない矩形の部分を形成した。

（エッチング）
開口部を有する容体と押さえ板からなるガラス板収納ユニットにマスキング剤を被覆したガラス板を収納した後、マスキング剤が被覆されていない矩形部分に霧状のエッチング液を吹き付けることによってエッチングを行った。

ガラス収納ユニットへのガラス板の収納は、開口部を有する容体にガラス板を収容し、押さえ板でガラス板を挟持固定することによって行った。容体へのガラス板の収容は、マスキング剤を被覆したガラス表面を、開口部側に向けて収容した。

マスキング剤が被覆されていない矩形部分への霧状エッチング液の吹き付けは、ガラス収納ユニットを水平かつ開口部が底面となるようにし、矩形部分に対してほぼ垂直にしてエッチング液を矩形部分に吹き付けた。矩形部分は、ガラス板表面が露呈しており、この露呈しているガラス板表面にエッチング液が完全に吹き付けられるようにした。

エッチング液の吹き付けは、エッチング液に、フッ化水素が４．０重量％、硝酸３．０％の水溶液を使用し、温度を２５±１℃に保って、ノズルから３．２Ｌ／分でエッチング液を噴射することによってエッチング液の吹き付けを行った。このとき、ガラス板表面を約３００μｍエッチングした。

上記エッチングを行ったガラス表面には、凹部が形成されていることが目視で確認できた。また、目視で確認したところ、マスキング剤の剥離は認められず、形成された凹部の底部の角形状は、曲面化していることも確認されなかった。

本発明に係るエッチング装置の概略図である。 マスキング剤が被覆されたガラス板を表す図である。 図２のマスキング剤が被覆されたガラス板を収納したガラス板収納ユニットを説明するための図である。 ガラス板収納ユニットが搬送装置によってガラスエッチング室内を搬送される状態を表した平面図である。 図４のＢ−Ｂ間断面模式図である。 ガラス板表面がエッチングされる過程を説明するための図である。 図６の破線部分の拡大図である。 マスキング剤が被覆されていないガラス板を収納したガラス板収納ユニットを説明するための図である。 ＦＰＤの一つであるＥＬＤパネルの一例を表した図である。 ガラス板をエッチング液に浸漬してエッチングする場合におけるガラス表面上の変化を表す断面模式図である。 図１０の破線部分の拡大図である。 ガラス板をエッチング液に浸漬した場合のエッチング進行状況を表したガラス板の断面模式図である。

符号の説明

１ エッチング室
２ エッチング液除去室
３ エッチング液貯留槽
４ エッチング液回収装置
５ 水貯留槽
６、２３ ガラス板収納ユニット
７、１８ 搬送ローラー
８、１６ ノズル
９、１１、１３ ポンプ
１２、１４ａ、１４ｂ フィルター
１５ａ、１５ｂ 開閉弁
１９、２４ ガラス板
２０ マスキング剤

Claims (18)

1. ガラス板の表面にエッチング液を吹き付けて前記ガラス板表面をエッチングするエッチング工程と、
   前記吹き付けたエッチング液を前記ガラス板から除去するエッチング液除去工程
   を備えることを特徴とするガラス板表面のエッチング方法。
2. 前記エッチング方法は、開口部を有し、かつ、ガラス板の端部を挟持固定して収納するガラス板収納ユニットに収納された前記ガラス板の表面をエッチングするものである請求項１に記載のエッチング方法。
3. 前記エッチング工程前に、ガラス板表面に所定のパターンでマスキング剤を被覆するマスキング剤被覆工程を備える請求項１又は２に記載のエッチング方法。
4. 前記エッチング工程は、前記ガラス板を略水平にし、前記ガラス板の底面にエッチング液を吹き付けて前記ガラス板表面をエッチングする請求項１〜３のいずれかに記載のエッチング方法。
5. 前記エッチング工程は、前記ガラス板の底面の反対面にエッチング液を吹き付けて前記ガラス板表面をエッチングする請求項４に記載のエッチング方法。
6. 前記エッチング工程は、前記ガラス板を略鉛直にし、前記ガラス板の表面にエッチング液を吹き付けて前記ガラス板表面をエッチングする請求項１〜３のいずれかに記載のエッチング方法。
7. ガラス板を支持可能なガラス板支持部と、
   前記支持部に支持されているガラス板に向けてエッチング液を噴射するエッチング液噴射ノズルと、
   前記エッチング液を該エッチング液の温度を制御して貯留するエッチング液貯留槽と、
   前記噴射されたエッチング液を回収するエッチング液回収装置
   を備えることを特徴とするガラス板エッチング装置。
8. 前記ガラス板支持部は、ガラス板を略水平に支持可能な支持部であり、前記エッチング液噴射ノズルは、前記ガラスの下方からエッチング液を前記ガラス板の底面に向けて噴射するノズルである請求項７に記載のエッチング装置。
9. 前記ガラス板支持部は、ガラス板を略鉛直に支持可能な支持部である請求項７に記載のエッチング装置。
10. 前記支持部は、ガラス板の端部を支持するものである請求項８に記載のエッチング装置。
11. 前記支持部は、ガラス板を搬送可能な搬送装置である請求項１０に記載のエッチング装置。
12. 前記搬送装置は、搬送する方向の左右からガラス板の両端を支持する搬送ローラーである請求項１１に記載のエッチング装置。
13. 前記搬送ローラーは、平面を有する基部とこの基部の平面径間よりも小径の略円柱形ローラーとを前記基部の平面と前記ローラーの平面で連結した形状の搬送ローラーであり、前記小径ローラーがガラス板を支持する請求項１２に記載のエッチング装置。
14. 前記エッチング液噴射ノズルは、前記ガラスの上方からエッチング液を前記ガラス板の底面の反対面に向けて噴射する請求項１３に記載のエッチング装置。
15. 前記回収装置は、回収したエッチング液を前記エッチング液貯留槽に送液するものである請求項７〜１４のいずれかに記載のエッチング装置。
16. 前記回収装置は、回収するエッチング液中に存在するスラッジ除去装置を備える請求項７〜１５のいずれかに記載のエッチング装置。
17. 請求項１〜６のいずれかに記載のエッチング方法によってエッチングしたフラットパネルディスプレイ用ガラス板。
18. 請求項１７に記載のガラス板を使用したフラットパネルディスプレイ。

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