專利名稱：玻璃基板減薄蝕刻液及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于平板顯示領(lǐng)域，特別是涉及一種玻璃基板減薄蝕刻液及其制備方法與 應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在平板顯示領(lǐng)域中，包括等離子體顯示(PDP)、觸摸屏(TP)、液晶顯示(LCD)及有 機(jī)電致發(fā)光(OLED)等制備工藝過程中，為了進(jìn)一步減輕顯示器件的重量，生產(chǎn)廠家越來越 多的采用將玻璃基板進(jìn)行減薄的方法。通常使用的減薄方法有兩種，一種是物理方法，用拋 光粉進(jìn)行拋光研磨，這種方法減薄時(shí)間長(zhǎng)，且產(chǎn)品良率低；另一種方法為化學(xué)蝕刻法，這種 方法減薄時(shí)間短，所使用的設(shè)備投入小，產(chǎn)品良率高，且減薄液的成分簡(jiǎn)單，都是一些工業(yè) 上常用的酸性物質(zhì)，成本低廉。目前，用化學(xué)方法進(jìn)行減薄的生產(chǎn)廠家所采用的減薄液，基本都采用氫氟酸為主 要成分，還有一些廠家再輔助加入其它強(qiáng)酸。當(dāng)蝕刻液中存在氫氟酸時(shí)會(huì)存在以下問題氫氟酸的毒性大、容易揮發(fā)，尤其是在配置時(shí)需要采用較高溫度和濃度，不僅生產(chǎn) 過程中危險(xiǎn)性高，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大污染；蝕刻產(chǎn)生的副產(chǎn)物容易吸附在玻璃、設(shè)備和管道表面，造成產(chǎn)品表面處理效果差、 管道阻塞等問題；生產(chǎn)過程中蝕刻速率不穩(wěn)定，蝕刻液的利用率相對(duì)較低，由此還會(huì)造成廢液處理 量大，處理成本也隨之增高。為此，對(duì)新型蝕刻液提出了更高的要求。在中國(guó)專利CN200710029730. 6中報(bào)導(dǎo)了 采用氟化氫銨、強(qiáng)酸和水作為玻璃基板減薄液的方法，該方法可以解決氟化氫揮發(fā)的問題， 毒性較小，安全性高且蝕刻的穩(wěn)定性也有所提高；在中國(guó)專利CN20081005623. 9中報(bào)導(dǎo)了 采用氟化氫、強(qiáng)酸(包括硫酸、磷酸和硝酸)和水作為玻璃基板減薄液的方法，該方法的蝕 刻速率較快，蝕刻效果也較好，但沒有報(bào)導(dǎo)蝕刻副產(chǎn)物的吸附情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種玻璃基板減薄蝕刻液及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明提供的玻璃基板減薄蝕刻液，是由硝酸、乙二胺四乙酸、水和磺酸組成，所 述磺酸選自甲基磺酸(CH3SO3H)和三氟甲磺酸(CF3SO3H)中的至少一種。上述玻璃基板減薄蝕刻液中，所述硝酸、乙二胺四乙酸和所述磺酸占所述蝕刻液 總重的百分比分別為20-40%、0.5-5%和5-35%，余量為水。所述磺酸為甲基磺酸和三氟 甲磺酸的混合物時(shí)，每100份所述玻璃基板減薄蝕刻液中，所述甲基磺酸和所述三氟甲磺 酸的重量份數(shù)比為5-25 1-10，具體可為5-15 1-10,5-20 1-10或5-10 I-IO0
該蝕刻液具體可為下述蝕刻液a-蝕刻液c中的任意一種 由5-20重量份數(shù)的甲基磺酸、1-10重量份數(shù)的三氟甲磺酸、20-40重量份數(shù)的硝 酸、0. 5-5重量份數(shù)的EDTA和33-64. 5重量份數(shù)的水組成的蝕刻液a ；
由5-15重量份數(shù)的甲基磺酸、1-10重量份數(shù)的三氟甲磺酸、20-40重量份數(shù)的硝 酸、0. 5-2重量份數(shù)的EDTA和33-64. 5重量份數(shù)的水組成的蝕刻液b ；由5-10重量份數(shù)的甲基磺酸、1-10重量份數(shù)的三氟甲磺酸、20-40重量份數(shù)的硝 酸、0. 5-2重量份數(shù)的EDTA和38-64. 5重量份數(shù)的水組成的蝕刻液C。本發(fā)明提供的制備上述蝕刻液的方法，包括如下步驟將硝酸、乙二胺四乙酸、水 和磺酸在20 30°C混勻，得到所述蝕刻液；所述磺酸選自甲基磺酸和三氟甲磺酸中的至少 一種。上述玻璃基板減薄蝕刻液中，所述硝酸、乙二胺四乙酸和所述磺酸占所述蝕刻液 總重的百分比分別為20-40%、0.5-5%和5-35%，余量為水。所述磺酸為甲基磺酸和三氟 甲磺酸的混合物時(shí)，每100份所述玻璃基板減薄蝕刻液中，所述甲基磺酸和所述三氟甲磺 酸的重量份數(shù)比為5-25 1-10，具體可為5-15 1-10,5-20 1-10或5-10 I-IO0另外，該蝕刻液在制備玻璃基板減薄用蝕刻液中的應(yīng)用，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范 圍。本發(fā)明提供的玻璃基板減薄蝕刻液中，含有乙二胺四乙酸(Ethylene DiamineTetraacetic Acid,簡(jiǎn)稱EDTA)，該化合物在蝕刻液中作為金屬鰲合劑，能夠與蝕刻 時(shí)產(chǎn)生的金屬離子形成螯合物，更容易被水溶解，從而解決了蝕刻過程中副產(chǎn)物難溶的問 題，同時(shí)也提高了蝕刻速率和蝕刻效果。另外，蝕刻液中含有的甲基磺酸是一種水溶性很好 的高沸點(diǎn)有機(jī)強(qiáng)酸，對(duì)沸水不分解，對(duì)金屬有強(qiáng)腐蝕作用，三氟甲磺酸的是已知的最強(qiáng)有機(jī) 酸，其沸點(diǎn)高，極易溶于水，具有強(qiáng)腐蝕性。本發(fā)明提供的玻璃基板減薄用蝕刻液，能夠?qū)ζ?板顯示玻璃基板進(jìn)行減薄的安全、穩(wěn)定、高效的蝕刻，并能夠很好的解決蝕刻過程中產(chǎn)生的 難溶性副產(chǎn)物問題，尤其適用于包括等離子體顯示(PDP)、觸摸屏(TP)、液晶顯示(LCD)及 有機(jī)電致發(fā)光(OLED)等平板顯示領(lǐng)域中玻璃基板的減薄，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。下 述實(shí)施例中所述方法如無特別說明，均為常規(guī)方法。實(shí)施例1、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸5 %、硝酸30 %、EDTA0. 5 %、純水64. 5 %。對(duì)該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能按照下述方法進(jìn)行測(cè)定將寬度為300mm、長(zhǎng)度為300mm、厚度為0. 8mm的TFT玻璃基板清洗干凈后，豎立放 入蝕刻籃子中，然后完全浸泡在盛有本發(fā)明提供的玻璃基板減薄蝕刻液的帶有控溫裝置的 容器中，保持溫度在25 30°C，在蝕刻速率為2. 0微米/分鐘的條件下蝕刻30分鐘，取出 玻璃，用去離子水沖洗，清洗后，最后用去離子水沖洗并烘干，測(cè)量該TFT玻璃基板的厚度 為0. 74mm，可知，該TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1 %，且裝有蝕刻液的容器中有少量 白色絮狀物質(zhì)產(chǎn)生，容易除去。實(shí)施例2、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸5%、三氟甲磺酸1 %、硝酸34%、EDTA0. 5%、純水59. 5%。
按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為2. 5微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 725mm,可 知，該TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì) 產(chǎn)生，容易除去。實(shí)施例3、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸5 %、三氟甲磺酸5 %、硝酸35 %、EDTA0. 5 %、純水54. 5 %。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為3. 5微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 695mm,可 知，該TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì) 產(chǎn)生，容易除去。實(shí)施例4、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸5 %、三氟甲磺酸5 %、硝酸40 %、EDTA0. 5 %、純水49. 5 %。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為5微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 65mm,可知，該 TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì)產(chǎn)生， 容易除去。實(shí)施例5、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液三氟甲磺酸5%、硝酸40%301々0. 5%、純水55. 5%。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為9微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 53mm,可知，該 TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì)產(chǎn)生， 容易除去。實(shí)施例6、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸10%、三氟甲磺酸5%、硝酸20%、EDTA 2%、純水63%。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為2微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 74mm,可知，該 TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì)產(chǎn)生， 容易除去。實(shí)施例7、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸10 %、三氟甲磺酸5 %、硝酸30 %、EDTA 2 %、純水53 %。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為4. 5微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 665mm,可 知，該TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì) 產(chǎn)生，容易除去。
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實(shí)施例8、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸10%、三氟甲磺酸5%、硝酸40%、EDTA 2%、純水43%。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為9微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 53mm,可知，該 TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì)產(chǎn)生， 容易除去。實(shí)施例9、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸10%、三氟甲磺酸10%、硝酸20%、EDTA 2%、純水58%。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為5微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 65mm,可知，該 TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì)產(chǎn)生， 容易除去。實(shí)施例10、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸10%、三氟甲磺酸10%、硝酸30%、EDTA 2%、純水48%。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為8微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 56mm,可知，該 TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì)產(chǎn)生， 容易除去。實(shí)施例11、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸10%、三氟甲磺酸10%、硝酸40%、EDTA 2%、純水38%。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為11微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 47mm，可知， 該TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì)產(chǎn) 生，容易除去。實(shí)施例12、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸15 %、三氟甲磺酸5 %、硝酸20 %、EDTA 2 %、純水58 %。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為3. 5微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 695mm,可 知，該TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì) 產(chǎn)生，容易除去。實(shí)施例13、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸15 %、三氟甲磺酸10 %、硝酸40 %、EDTA 2 %、純水33 %。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕刻速率改為15微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 35mm，可知， 該TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì)產(chǎn) 生，容易除去。實(shí)施例14、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸20 %、三氟甲磺酸5 %、硝酸20 %、EDTA 5 %、純水50 %。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為8微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 56mm,可知，該 TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì)產(chǎn)生， 容易除去。實(shí)施例15、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸20%、三氟甲磺酸10%、硝酸25%、EDTA 5%、純水40%。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為10. 5微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 485mm，可 知，該TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì) 產(chǎn)生，容易除去。實(shí)施例16、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸25 %、三氟甲磺酸5 %、硝酸20 %、EDTA 3 %、純水47 %。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為8微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 56mm,可知，該 TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì)產(chǎn)生， 容易除去。實(shí)施例17、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸25 %、三氟甲磺酸10 %、硝酸25 %、EDTA 3 %、純水37 %。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為14微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 38mm，可知， 該TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì)產(chǎn) 生，容易除去。實(shí)施例18、將如下重量百分比的各組分在20 30°C (室溫)攪拌均勻，得到本發(fā)明提供的玻 璃基板減薄蝕刻液甲基磺酸25 %、三氟甲磺酸10 %、硝酸35 %、EDTA 5 %、純水25 %。按照與實(shí)施例1完全相同的方法測(cè)定該玻璃基板減薄蝕刻液的蝕刻性能，僅將蝕 刻速率改為15微米/分鐘，蝕刻完畢后，測(cè)量得知該TFT玻璃基板的厚度為0. 35mm，可知， 該TFT玻璃基板的厚度非均勻性小于1%，且裝有蝕刻液的容器中有少量白色絮狀物質(zhì)產(chǎn) 生，容易除去。以上實(shí)施例是以TFT玻璃基板作為玻璃基板而進(jìn)行應(yīng)用的減薄蝕刻液，除此之外，該玻璃基板還包括液晶顯示(LCD)(具體包括扭曲向列型(TN)、超扭曲向列型(STN)和 彩色超扭曲向列型(CSTN))、觸摸屏(TP)、有機(jī)電致發(fā)光(OLED)及等離子體(PDP)顯示用 玻璃基板。
權(quán)利要求
一種蝕刻液，是由硝酸、乙二胺四乙酸、水和磺酸組成，所述磺酸選自甲基磺酸和三氟甲磺酸中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻液，其特征在于所述硝酸、乙二胺四乙酸和所述磺酸占 所述蝕刻液總重的百分比分別為20-40%、0. 5-5%和5-35%，余量為水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蝕刻液，其特征在于所述磺酸為甲基磺酸和三氟甲磺 酸的混合物時(shí)，每100份所述蝕刻液中，所述甲基磺酸和所述三氟甲磺酸的重量份數(shù)比為 5-25 1-10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的蝕刻液，其特征在于所述蝕刻液是按照權(quán)利要求5-7 任一所述方法制備而得。
5.一種制備權(quán)利要求1-4任一所述蝕刻液的方法，包括如下步驟將硝酸、乙二胺四乙 酸、水和磺酸在20 30°C混勻，得到所述蝕刻液；所述磺酸選自甲基磺酸和三氟甲磺酸中 的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述硝酸、乙二胺四乙酸和所述磺酸占所 述蝕刻液總重的百分比分別為20-40%、0. 5-5%和5-35%，余量為水。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于其特征在于所述磺酸為甲基磺酸和 三氟甲磺酸的混合物時(shí)，每100份所述蝕刻液中，所述甲基磺酸和所述三氟甲磺酸的重量 份數(shù)比為5-25 1-10。
8.權(quán)利要求1-4任一所述蝕刻液在制備玻璃基板減薄用蝕刻液中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了提供一種玻璃基板減薄蝕刻液及其制備方法與應(yīng)用。該蝕刻液，是由硝酸、乙二胺四乙酸、水和下述兩種磺酸中的至少一種組成甲基磺酸和三氟甲磺酸。所述硝酸、乙二胺四乙酸和所述磺酸中的至少一種占所述蝕刻液總重的百分比分別為20-40％、0.5-5％和5-35％，余量為水。本發(fā)明提供的玻璃基板減薄用蝕刻液，能夠?qū)ζ桨屣@示玻璃基板進(jìn)行減薄的安全、穩(wěn)定、高效的蝕刻，并能夠很好的解決蝕刻過程中產(chǎn)生的難溶性副產(chǎn)物問題，尤其適用于包括等離子體顯示(PDP)、觸摸屏(TP)、液晶顯示(LCD)及有機(jī)電致發(fā)光(OLED)等平板顯示領(lǐng)域中玻璃基板的減薄，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C03C15/00GK101880129SQ201010186360
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者馮衛(wèi)文 申請(qǐng)人:合肥茂豐電子科技有限公司