淺析液晶顯示器玻璃基板的蝕刻方法

鄭堯光 許磊

摘要：本文介紹了液晶顯示器玻璃基板的蝕刻操作中選用的蝕刻液的具體成分以及蝕刻流程，并展望了未來(lái)液晶顯示器玻璃基板的蝕刻工藝的發(fā)展前景，希望為相關(guān)研究人員提供一定的借鑒和參考，使我國(guó)的液晶顯示器產(chǎn)業(yè)在國(guó)際上具有更大競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：液晶顯示器；玻璃基板；蝕刻

伴隨信息技術(shù)和微電子技術(shù)等新型技術(shù)的發(fā)展，液晶顯示器得以研發(fā)并投入應(yīng)用，作為信息時(shí)代的重要貢獻(xiàn)者，液晶顯示器憑借其呈現(xiàn)圖像的清晰與細(xì)膩、色彩的豐富與流暢以及影像的逼真與自然，加之較輕的質(zhì)量、便捷的操作等諸多優(yōu)勢(shì)在顯示設(shè)備領(lǐng)域正日益占據(jù)主流地位，液晶顯示器正取代傳統(tǒng)陰極攝像管顯示器，被廣泛應(yīng)用于電視、平板、筆記本電腦等設(shè)備。玻璃基板作為液晶顯示器的一個(gè)關(guān)鍵成分，其生產(chǎn)質(zhì)量與刻蝕工藝水平直接決定了液晶顯示器的顯像效果與使用質(zhì)量，隨著人們對(duì)顯示器分辨率的要求進(jìn)一步提升，液晶顯示器玻璃基板的蝕刻操作需要更加精細(xì)，液晶顯示器玻璃基板的蝕刻線之間的距離需要更短、線的寬度需要更細(xì)，均勻性也需要更高，對(duì)液晶顯示器玻璃基板的蝕刻工藝進(jìn)行研究具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、液晶顯示器玻璃基板概述

在液晶顯示器的構(gòu)成中，玻璃基板是一個(gè)十分重要的部分。一片液晶面板的制備需要兩片玻璃基板參與，分別是底層玻璃基板和覆蓋有彩色濾光膜的玻璃基板。

液晶顯示器玻璃基板相比于常規(guī)玻璃具有一系列特征，首先玻璃基板成分中不包含堿金屬氧化物，由于液晶顯示器在制備時(shí)需要經(jīng)歷大量高強(qiáng)度的熱處理與化學(xué)處理，若玻璃基板中含有氧化鈉、氧化鋰等物質(zhì)，則堿金屬離子很容易擴(kuò)散到半導(dǎo)體材料中，使膜的功能受到損害。另外液晶顯示器玻璃基板的化學(xué)穩(wěn)定性較高，對(duì)玻璃基板需要利用種類(lèi)眾多并且劑量很大的化學(xué)試劑對(duì)其清洗以及蝕刻操作，只有玻璃基板具備較高的穩(wěn)定性才能確保玻璃成分穩(wěn)定存在，不會(huì)因?yàn)橥饨缱兓龀觥４送?，液晶顯示器玻璃基板的耐熱性較高，為了應(yīng)對(duì)反復(fù)的升溫與降溫處理，液晶顯示器玻璃基板還需要具有高度的熱穩(wěn)定性。此外，隨著液晶顯示器大尺寸的發(fā)展趨勢(shì)，玻璃基板的密度必須控制在較低范圍內(nèi)才能保證液晶顯示器整體重量較低，除了較低的密度，液晶顯示器玻璃基板的彈性模量要具備較高水平。

二、液晶顯示器玻璃基板的蝕刻液介紹

傳統(tǒng)的玻璃基板蝕刻液主要成分為氟化氫，該種類(lèi)型的蝕刻液具有較強(qiáng)的毒性，一旦操作中出現(xiàn)些許失誤會(huì)使操作人員受到嚴(yán)重傷害。經(jīng)過(guò)相關(guān)部門(mén)的研究，現(xiàn)在液晶顯示器玻璃基板的蝕刻領(lǐng)域出現(xiàn)了眾多新型的環(huán)保蝕刻液，例如其中一種玻璃基板的蝕刻液的成分主要包括如下幾種：無(wú)水乙醇、氟化物以及酸性物質(zhì)如鹽酸、醋酸等，將這幾種物質(zhì)混合在純水中即構(gòu)成了蝕刻液，其中，無(wú)水乙醇所占的重量比例為2%～4%，氟化物的重量控制在百分之十幾，鹽酸的比例在3%到5%之間，醋酸的比例約為10%左右，純水的重量比在55%至75%之間。這種蝕刻液的毒性較低，操作的安全性和可靠性都得到了有效提升，另外，在蝕刻操作完成后，將蝕刻液過(guò)濾并經(jīng)過(guò)一定處理后可以再次循環(huán)利用，從而減少了資源浪費(fèi)與環(huán)境污染。

三、蝕刻工藝流程

對(duì)液晶顯示器玻璃基板進(jìn)行蝕刻具體按照如下步驟展開(kāi)：

（1）蝕刻液的配制。

（2）檢查液晶顯示器玻璃基板的外觀，確保其表面清潔，無(wú)損傷。

（3）點(diǎn)膠封好邊緣。封邊時(shí)采用的是UV膠水，使玻璃基板的四邊被緊密的封住，封邊完成后對(duì)UV膠水進(jìn)行固化處理，采用的設(shè)備是UV固化機(jī)，該設(shè)備可以令UV膠水牢牢的固定在玻璃基板表面，最后對(duì)玻璃基板進(jìn)行清洗，去掉封膠過(guò)程中造成的雜質(zhì)污染，并去除玻璃基板邊緣溢出來(lái)的膠水，使邊緣保持清潔。

（4）清洗液晶顯示器玻璃基板表面。清洗時(shí)將液晶顯示器玻璃基板放在專(zhuān)用的清洗槽內(nèi)，采用浸泡方式去除表面雜物，浸泡選用的是30攝氏度左右的純水，浸泡時(shí)間控制在8到巧分鐘左右。

（5）對(duì)液晶顯示器玻璃基板進(jìn)行蝕刻。將準(zhǔn)備好的蝕刻液放入槽內(nèi)，利用夾具將液晶顯示器玻璃基板轉(zhuǎn)移到盛有蝕刻液的槽內(nèi)，對(duì)蝕刻槽進(jìn)行加熱，使其溫度達(dá)到30攝氏度左右，對(duì)液晶顯示器玻璃基板進(jìn)行蝕刻操作，蝕刻的時(shí)間控制在兩到三小時(shí)之間。

（6）蝕刻后操作。包括清洗玻璃基板，并檢查蝕刻情況，最后包裝。蝕刻操作完成后的液晶顯示器玻璃基板需要用夾具轉(zhuǎn)移到裝有純水的清洗槽內(nèi)，對(duì)其清洗。清洗時(shí)分為兩個(gè)步驟，首先將液晶顯示器玻璃基板放到第一槽內(nèi)，利用30攝氏度左右的純水浸泡10分鐘左右，繼而將液晶顯示器玻璃基板轉(zhuǎn)移到第二清洗槽內(nèi)，該槽內(nèi)的純水溫度比第一槽要高，控制在45攝氏度左右，并浸泡5到8分鐘左右，最長(zhǎng)不超過(guò)10分鐘。清洗完畢后檢驗(yàn)液晶顯示器玻璃基板的刻蝕品質(zhì)，并采用物理手段對(duì)其進(jìn)行拋光處理，最后將蝕刻好的液晶顯示器玻璃基板進(jìn)行包裝入庫(kù)。

四、液晶顯示器玻璃基板蝕刻方法的發(fā)展前景展望

在液晶顯示器玻璃基板的蝕刻操作中，蝕刻液的選用無(wú)疑是關(guān)乎蝕刻質(zhì)量的重要因素，對(duì)蝕刻液的研究應(yīng)基于環(huán)保和安全的要求，研究效果更佳的蝕刻液。另外，蝕刻設(shè)備的選擇也需要投入更多研究，隨著人工智能和工業(yè)4.0的發(fā)展，蝕刻設(shè)備的自動(dòng)化程度必將達(dá)到更高層次。

五、結(jié)語(yǔ)

本文探討了液晶顯示器玻璃基板的蝕刻工藝，在對(duì)玻璃基板進(jìn)行總體介紹的基礎(chǔ)上闡述了液晶顯示器玻璃基板的蝕刻操作，從蝕刻液的成分以及蝕刻具體流程方面呈現(xiàn)了完整的蝕刻工藝。為了進(jìn)一步提升我國(guó)液晶顯示器的生產(chǎn)能力與產(chǎn)品質(zhì)量，科研部門(mén)與液晶顯示器制造企業(yè)需要對(duì)液晶顯示器玻璃基板的蝕刻投入更大的關(guān)注，并增強(qiáng)研發(fā)力度，從而使蝕刻品質(zhì)進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]張小瓊.TFT玻璃基板減薄環(huán)保蝕刻液及其減薄工藝.CN104556717A[P].2015.

[2]李超.TFT-LCD用玻璃基板發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J].玻璃，2006，33（1）：15-17.

[3]陳必盛.一種液晶顯示器玻璃基板蝕刻設(shè)備.CN203269792U[P1.2013.

[4]具炳秀，曺三永，樸貴弘，等.液晶顯示裝置用玻璃基板的清洗及蝕刻組成物以及利用它的玻璃基板的蝕刻方法.CN101560058A[P].2009.