[发明专利]玻璃基板蚀刻方法、玻璃板材及玻璃基板蚀刻装置

说明书

本申请是申请号为200910001497.8、申请日为2009年1月9日、发明名称为“用来蚀刻玻璃薄片的装置和利用该装置制成的玻璃板材”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用来蚀刻玻璃基板来减少玻璃基板厚度的装置，尤其涉及一个蚀刻玻璃基板的装置，该装置在至少一个玻璃基板下设置有一个固定装置，该固定装置用来可分离的以预先与地面有一定的倾斜度固定和支撑玻璃基板；该装置还在玻璃基板上面设置有一个喷涂装置，该喷涂装置用来喷涂蚀刻剂到玻璃基板上，以此来减少玻璃基板的厚度，且玻璃板材也以上述方式制造。

背景技术

回应当前信息时代的发展，光电元件和设备显著发展且广泛应用。尤其，用在电视或个人电脑上的用来显示图像的显示设备更是受到了加速的研究。因此，更多的研究还应用于用于基板的玻璃板材和玻璃板材的制作方法，该玻璃板材是显示设备的关键部件。

制作显示灯和薄显示面板的传统方法通常包括机械抛光方法和化学湿式蚀刻方法。虽然在显示设备的早期发展阶段广泛应用机械抛光方法，但是化学湿式蚀刻方法具有极好的生产率，最近开始用于需要超细产品的场合。

对于湿式蚀刻方法，浸涂法首先应用于用于薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的细长面板的制造。尽管喷涂(spray)方法和射流方法比浸涂法更先进，他们的原理是相似的。喷涂(spray)方法和射流方法与浸涂法在应用蚀刻剂、散播反应生成物和移除反应生成物的宏观原理上是不同的。

简要描述一下化学湿式蚀刻方法，它利用的是在蚀刻剂主要成分例如氢离子(H⁺)、氟化氢(HF)、二氟化氢(HF₂^-)和玻璃基板的主要成分例如二氧化硅(SiO₂)当搅拌蚀刻剂后的化学反应。反应依据下列公式进行：

SiO₂+4HF→SiF₄+2H₂O

使用包含HF^-蚀刻剂来蚀刻玻璃基板的制程可被分为以下5个步骤，该步骤决定了蚀刻的质量。该5个步骤是：(1)蚀刻剂散播到临近玻璃基板的扩散层上；(2)蚀刻剂的成分被吸收到玻璃基板的表面上；(3)蚀刻剂的成分和玻璃基板进行化学反应；(4)化学反应后，反应生成物从玻璃基板上分离出来；(5)反应生成物从临近玻璃基板的扩散层中移除。

以下是对基于上述化学反应的化学湿式蚀刻方法的浸涂法、喷涂(spray)方法和射流方法的描述。浸涂法是在一个蚀刻槽中包含蚀刻剂，将玻璃基板沉浸在蚀刻剂中且在蚀刻槽底部产生气泡，因此气泡在玻璃基板的表面产生连续不断的蚀刻剂。此处，气泡和蚀刻剂或者反应生成物的运动状态相关，例如蚀刻剂的散播，反应生成物的分离，和反应生成物从扩散层的移除。由于气泡增加了蚀刻剂和反应生成物的运动能力，因此加速了蚀刻剂和反应生成物的接触、散播、和分离。

换句话说，气泡用来快速地为玻璃基板应用新的蚀刻剂，以及从玻璃基板表面移除蚀刻剂。由于蚀刻剂充满了蚀刻槽，一些玻璃基板可以适合卡座的状态同时放置入，因此基于以上原理的浸涂法具有高生产率的优点。然而，作为浸涂法的缺点，剩余在蚀刻槽内部的反应生成物粘在玻璃基板的表面，因此造成了表面质量的副作用。结果使通过增加蚀刻量来减少玻璃基板厚度变得困难，因此，大量的蚀刻剂用于蚀刻玻璃基板。

喷涂(spray)方法是用来弥补浸涂法的缺陷。喷涂(spray)方法在质量上比浸涂法高级的多。如图1所示，喷涂(spray)方法包括从喷嘴11向玻璃基板13上喷涂蚀刻剂12。基于蚀刻原理的蚀刻步骤和以上描述的浸涂法的步骤一样。然而，喷涂(spray)方法使用一个作为喷雾器的工具，通过垂直注射蚀刻剂到玻璃基板上，该喷雾器产生大量的动力能量，且能更快速和均匀的提供新的蚀刻剂和移除反应生成物。另外，和浸涂法相比，喷涂(spray)方法在同样温度下能获得更高的质量和更高的蚀刻率。

喷涂(spray)方法可以使用一个具有较大容量的槽，因此反应生成物可以方便的移除且蚀刻剂可以不断地流过该槽和蚀刻空间。另外，喷涂(spray)方法可以有利地地保持极好的表面质量且由于蚀刻剂可以在处理反生成物时不断使用，还能减少使用的蚀刻剂的数量。然而，由于喷涂(spray)方法只能一个接一个的加工玻璃基板，喷涂(spray)方法的生产效率比较低。