JP2013155057A - Ｌｃｄガラス基板のエッチング方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＣＤ用ガラス基板のエッチングにおいては、エッチングバスケット内の基板接触部により、エッチング液の流れを乱し、エッチングむらや治具跡むらが生じる問題があり、また、バブラーから出る泡が不安定になると、エッチング後のガラス基板の厚さにバラツキが生じる問題がある。
【解決手段】エッチング液を入れたエッチング槽内に納めたエッチングバスケット内にガラス基板を並列に配置し、そのガラス基板を、エッチングバスケットの下方から放出される泡によって揺らしながらエッチングを行うことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＴＦＴ(Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ)液晶表示装置等に用いるＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）用ガラス基板のエッチング方法およびその装置に関する。

ＴＦＴ液晶表示装置は表示装置のモバイル化により、軽量化、薄型化が求められている。ＴＦＴ液晶表示装置はＴＦＴ液晶表示部のガラスパネル、それをコントロールする基板、さらにそれらを入れるケースから成り立っている。

ＴＦＴ液晶表示部は、ＴＦＴ基板とＣＦ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）基板から成り立っており、プロセス上の制約から、板厚０．５ｍｍ〜０．７ｍｍの無アルカリガラス板が主として用いられている。ＴＦＴ基板とＣＦ基板を貼り合わせるため、ＴＦＴ液晶表示装置のパネルの厚みは、一般に１．０ｍｍ〜１．４ｍｍになる。このようなＬＣＤ用ガラス基板を軽量、薄型にする技術の一つとしてケミカルエッチングがある。

ＬＣＤ用ガラス基板をエッチング（化学研磨）する方法は、ディップ方法とシャワー方法があり、量産性を求める場合にはディップ方法が一般に行われている。本願発明は、ディップ方法に関するものである。

このディップ方法は、エッチングバスケットにガラス基板をセットし、エッチング槽にガラス基板を浸してエッチングを行う。このとき、エッチング液をガラス基板に均一にあてるためにエッチング槽の底部より泡を放出してエッチング液の流れを作って行われる（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。

このエッチングにおいて、ガラス基板のエッチングレートは、温度、エッチング液の疲労度によって決まるが、コントロールが極めて難しいため、エッチングの途中で、エッチングバスケットを引き出してガラス基板の厚さを測り、エッチングレートを計算し、これによって残りのエッチング時間を決めている。

特開２０００−１４７４７４号公報 特開２００３−０２０２５５号公報 特開２００９−００７１８３号公報

しかし、上記のような技術によると、エッチング槽内に入れるガラス基板をセットしたエッチングバスケットは、セットしたガラス基板の接触部により、エッチング液の流れが乱れ、エッチングむらや治具跡むらが生じる問題がある。

また、エッチング液をガラス基板の表面に均一に接触させるために泡を放出させるが、バブラーから出る泡が不安定になるとエッチング後のガラス基板の厚さにバラツキが生じる問題がある。

さらに、エッチングの途中でエッチングバスケットを引き出し、ガラス基板の厚さを計り、エッチングレートを計算して残りのエッチング時間を決める必要があるが、このときのガラス基板の取扱が難しく、ガラス基板を損傷させてしまうことがある。

そこで本発明は、周囲４辺をエッチング液が透過しない板状体の側板とし、その底桟を移動可能に設けてエッチングバスケットを構成し、さらに、その上部及び底桟にあるガラス基板の触れる治具の断面形状を流線型にすると共にガラス基板の横ずれ防止の溝の形状を大略Ｖ型もしくはＵ型等の凹型にし、さらにガラス基板の当たる基板受けの受け部の底部の幅をガラス基板の厚さより広くしてエッチング中に放出される泡によってガラス基板が揺れるようにした。

さらに、バブラーの泡の放出孔をエッチングバスケット内に並列におかれたガラス基板のピッチより細かい孔ピッチとし、少なくともガラス基板間に１個以上の孔を配置させてガラス基板の表面にエッチング液が均一にあたるようにする。

以上のようにしたガラス基板のエッチング装置によると、ガラス基板のエッチングバスケットに触れる個所を上記のような構成とすることによって、放出される泡によってエッチング中にガラス基板を細かく揺れさせることができ、これによってガラス基板の表面にエッチング液が均一にあたるようにした。

さらに、エッチング中に基板受けの受け部の幅を利用して底桟を移動させて受け部のガラス基板に対する触れる個所を変化させることによって治具跡むらを低減させることができる。

また、エッチングバスケットの周囲を板状体で構成し、しかもバブラーの泡の放出孔をエッチングバスケット内に並列におかれたガラス基板のピッチより細かい孔ピッチとすることにより、バブラーの泡をエッチングバスケット外に散逸させることなくエッチングバスケット内に放出させて並列している各ガラス基板間に均一な流れとしてエッチング液を流すことができることになる。

さらに、エッチングバスケットの下部にスカートを付けると一層泡をエッチングバスケット外に散逸させることなくエッチング液の流れの均一化をはかることができる。

本願実施例の装置例の説明図 エッチングバスケットの説明図 エッチングバスケットの底桟の説明図 エッチングバスケットの側板の説明図 底桟の基板受けの説明図 エッチング液の流れを説明する説明図 バブル放出管の放出孔の説明図 バブル放出管とエッチングバスケットの関係を示す説明図 エッチング槽とエッチングバスケットの説明図 泡の放出状態を示す説明図 エッチングバスケットの説明図 エッチングバスケットにガラス基板を配置した状態の説明図 可動部の説明図 可動部を移動させて開口させた状態の説明図 基板押さえの説明図 基板押さえの説明図 板厚と治具痕跡状況の測定グラフ

本発明の実施例を説明する。

図１はエッチングバスケットを入れた状態の本願装置例の説明図であり、図において、１はエッチング槽、２はエッチングバスケットである。

エッチングバスケット２は、図２、図１１、図１２等に示す如く、周囲４辺をエッチング液が透過しないかわずかに透過するような板状体の側板２１、２２、２３、２４で構成し、その底桟２５は、並列して設置するガラス基板３の並列方向に直交する方向に移動可能に取り付けてある。

上記底桟２５は、図２、図３、図５に示す如く、移動可能な側枠９に断面形状を流線型にした基板受け台４に基板受け５が取り付けてある。この基板受け５には大略Ｖ型あるいはＵ型等の凹型でガラス基板３の下端が当たる底部の幅をガラス基板３の板厚の５倍以上にした受け部６が形成されている。なお、この受け部６の底部の幅をガラス基板の５倍以上としたのは、良い効果を得るためであるが、装置の条件、例えば、後述するバブル放出管の放出孔の具合、放出圧力の程度によってはそれ以下でも十分な効果が得られる。

この受け部６は所定の間隔で設けてあり、この間隔がガラス基板が並列に並べられる間隔となる。なお、図２（Ａ）はエッチングバスケット２の大略説明図、図２（Ｂ）は、側板の部分説明図、図２（Ｃ）は、基板受け台４および基板受け５の説明図である。

また、図４に示す如く、ガラス基板３の側端が当たる上記側板２３と２４の内壁面にも大略Ｖ型あるいはＵ型等の凹型でガラス基板３の側端が当たる溝７が上記受け部６と同様に設けてあり、その溝７の側端８の幅をガラス基板３の板厚の５倍以上にしてある。

さらに、図１３、図１４に示す如く、側板の一部に上下もしくは左右方向にスライドする可動部１０を設けておき、可動部１０を移動させて開口させることによって中のガラス基板３のエッチング状態を直接見て取り出すことなく厚さを測定することができるようにしてある。本実施例では、ガラス基板の観察および測定がし易い個所として角部の上部に形成してある。

図１において、１１はバブラーであり、圧力空気により泡をエッチング槽１の底部からエッチングバスケット２の底桟２５を介してエッチングバスケット内に放出する装置である。

この装置は、図７、図８に示す如く、エッチング槽１内に外部から導かれる圧力空気を底部で底面に広げる配管１２に、複数のバブル放出管１３を、上記エッチングバスケット２内に並列配置されるガラス基板３に直交する方向に所定間隔に接続配置してある。このバブル放出管１３はエッチング槽１の底板とエッチングバスケット２の底桟２５との間に配置されることになる。

なお、図１の装置は、圧力空気の送入管による供給は１個所であるが、図７、図８、図９図、１０に示す如く、圧力空気の供給を複数個所から行い、それぞれの空気圧を手動もしくは自動的に変えることができるようにしておくことにより、バブラー内の圧力を一定に保ち、後述する泡の流れを確実に均一にたもつことができるようになる。

このバブル放出管１３には、図７、図８に示す如く、エッチングバスケット２内に並列配置されたガラス基板３のピッチより狭い間隔で放出孔１４が設けてあり、並列する各ガラス基板３間に少なくとも１個以上の放出孔１４が配置されるようにしてある。その放出孔１４の配置は、図７に示す如く、バブル放出管１３の１本おきに孔のピッチを変えて千鳥配置とするとよい。

また、バブル放出管１３の放出孔１４から放出される泡によりエッチング液を並列するガラス基板３間に均一に流すために、バブル放出管１３から放出される泡がエッチングバスケット２内にのみ入るようにバブル放出管１３の長さをさだめておくとよい。さらに、泡のエッチングバスケット２外への散逸を防ぐために、図９、図１０に示す如く、エッチングバスケット２の下部にスカート１５を設けて泡がエッチングバスケット内に導かれ易くすることもよい。

図１、図１５において、１６は、浮き上がり防止治具であり、エッチング液の流れが均一に保たれるようにガラス基板３との接触部をなるたけ小さくするように端部を鋭くした流線型にしてある。また、図１６において、１７は、ガラス基板３の上部を両面から支える基板支え治具であり、図において奥行き方向に櫛歯状に形成されており、それぞれの歯の先端これも先端を鋭くした流線型にしてある。

つぎに、上記構成によるエッチング装置によるエッチングの作用を説明する。

基板受け５の受け部６および側板に設けた溝７の側端８に合わせてガラス基板３を並列に並べたエッチングバスケット２をエッチング液の入っているエッチング槽１内に沈めてセットする。

そこで、バブラー１１に圧力空気を送給すると、すべてのバブル放出管１３の放出孔１４から泡が放出される。この泡は、並列に配列されている各ガラス基板３のピッチより狭い間隔で放出孔１４が形成されるためにすべてのガラス基板３間に確実に放出されることになる。

しかも、エッチング液が透過しないかもしくはわずかしか透過しない板状体の側板２１、２２、２３、２４によって泡が散逸されることなくエッチングバスケット内の各ガラス基板２間に放出され、しかもこの泡の放出によってガラス基板３が揺れることによってエッチング液が均一に各ガラス基板３の表面に接触して全面が均等なエッチングを行うことができる。さらに、図９、図１０に示す如く、エッチングバスケット２の下部にスカート１５を設けることにより、泡のエッチングバスケット外への散逸を一層防ぐことができる。

さらに、底桟２５を随時に往復移動させることにより、ガラス基板３と移動代のある基板受け５の受け部６との接触位置がずれてガラス基板３に治具跡を残すことなく均一にエッチングさせることができる。なお、この移動操作は、エッチング作業を休止し、エッチングバスケット２をエッチング槽１から引き出して行うとよい。

つぎに、可動部１０を移動させて開口させることにより、ガラス基板３を取り出すことなくエッチングレートの状況をみることができると共にガラス基板３の厚さを測定して残りのエッチング時間を定めることができ、従来の問題であった厚さの測定時にガラス基板３を破損させるようなことがなくなる。この作業も、エッチング作業を休止し、エッチングバスケット２をエッチング槽１から引き出して行うとよい。

以上により、図１７の測定結果に示す如く、ガラス基板の内面および外面に治具の痕跡がなく厚さが均一となるエッチングが可能となることがわかる。

１ エッチング槽
２ エッチングバスケット
２１ 側板
２２ 側板
２３ 側板
２４ 側板
２５ 底桟
３ ガラス基板
４ 基板受け台
５ 基板受け
６ 受け部
７ 溝
８ 側端
９ 側枠
１０ 可動部
１１ バブラー
１２ 配管
１３ バブル放出管
１４ 放出孔
１５ スカート
１６ 浮き上がり防止治具
１７ 基板支え治具

Claims (6)

1. エッチング液を入れたエッチング槽内に納めたエッチングバスケット内にガラス基板を並列に配置し、そのガラス基板を、エッチングバスケットの下方から放出される泡によって揺らしながらエッチングを行うことを特徴とするＬＣＤガラス基板のエッチング方法。
2. エッチング槽内にエッチングバスケットを納めて下方から泡を放出するエッチング装置において、
   周囲４辺をエッチング液が透過しない板状体の側板で構成し、底桟は、並列して設置するガラス基板の並列方向に直交する方向に移動可能に取り付け、上記底桟には、大略Ｖ型あるいはＵ型等の凹型でガラス基板の下端が当たる底部の幅をガラス基板の板厚より広くした受け部を形成し、ガラス基板の側端が当たる上記側板の内壁面にも大略Ｖ型あるいはＵ型等の凹型でガラス基板の側端が当たる溝の側端の幅をガラス基板より広くしたことによるエッチング装置。
3. 請求項２において、エッチングバスケットの下方に配置したバブル放出管に、エッチングバスケットに並列配置されたガラス基板のピッチより狭い間隔で泡の放出孔を設け、並列するガラス基板間に少なくとも１個以上の放出孔が配置されるようにしたことを特徴とするエッチング装置。
4. 請求項２において、エッチングバスケットの側板の一部に上下もしくは左右方向にスライドする可動部を設けて可動部を移動させて開口させることを可能にしたエッチング装置。
5. 請求項２において、エッチングバスケットの下部にスカートを設けたことを特徴とするエッチング装置。
6. 請求項２において、圧力空気の供給を複数個所から行い、それぞれの空気圧を変えることができるようにしたことを特徴とするエッチング装置。

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