TW201733935A - 玻璃基板的熱處理方法 - Google Patents

Abstract

在使板厚為500 μm以下的玻璃基板（2）整體與托架（1）重疊的狀態下，對玻璃基板（2）實施用以使熱收縮率降低的熱處理時，作為玻璃基板（2），使用表面（2a）側以凸出的方式彎曲的情況下的端部強度、與背面（2b）側以凸出的方式彎曲的情況下的端部強度均為200 MPa以上的基板。

Description

玻璃基板的熱處理方法

本發明是有關於一種在使玻璃基板與托架（setter）重疊的狀態下，對玻璃基板實施用以使熱收縮率降低的熱處理的玻璃基板的熱處理方法。

如眾所周知那樣，近年來，智慧型電話或平板型終端等行動終端正急速普及，用於其高性能化的技術開發正在推進。伴隨於此，對搭載於行動終端的液晶顯示器或有機電致發光（electroluminescence，EL）顯示器等平板顯示器（以下表述為FPD（flat panel display））而言，作為其性能之一，要求可顯示高精細圖像。

在FPD的製造步驟中，通常，對作為其構成零件的玻璃基板的表面，執行將包含氧化銦錫（ITO）等的透明導電膜圖案形成的處理。此時，為了實現FPD的高精細化，需要在將玻璃基板暴露於高溫下的狀態下執行處理。因此，在以熱收縮率高的玻璃基板作為處理對象的情況下，有時會發生下述不良情況。

即，因玻璃基板的相對於熱的尺寸穩定性低，故難以在基板形成如設計般的透明導電膜，有時所製造的FPD未發揮所需的高精細性。因此，為了避免此種不良情況的發生，要求在所述處理執行前，儘可能地降低玻璃基板的熱收縮率。

此處，專利文獻1中揭示了一種用以使玻璃基板的熱收縮率降低的熱處理方法。該文獻所揭示的方法中，在高溫的緩冷爐內，在使玻璃基板整體與托架（該文獻中為耐熱性玻璃陶瓷板）重疊的狀態下，對玻璃基板實施熱處理。另外，該文獻中例示了一種板厚為1 mm的基板來作為成為熱處理對象的玻璃基板。

[先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1] 日本專利特開平5-330835號公報

[發明所欲解決之課題] 然而，在利用所述方法對玻璃基板實施熱處理的情況下，會產生如下應解決的問題。

即，關於FPD所要求的性能，除可顯示高精細的圖像外，亦要求薄型且輕量。因此，關於作為FPD的構成零件的玻璃基板，現狀為其薄板化正在推進。然而，在對已薄板化至板厚為500 μm以下的玻璃基板利用所述方法實施熱處理的情況下，存在托架上的玻璃基板容易以端部為起點而破損的問題。

另外，設想所述問題因下述（A）、（B）兩點而產生。（A）在熱處理後托架與玻璃基板冷卻時，有時兩者不可避免地密接而成為相互固定的狀態。（B）兩者冷卻時，玻璃基板的表層部與內部之間產生溫差，從而在基板內產生熱膨脹差。設想因上述兩點，藉由在固定於托架的狀態下的玻璃基板內產生熱膨脹差，而應力作用於基板，該應力會以強度弱的端部為起點導致基板發生破損。

基於所述情況而完成的本發明以如下為技術性課題，即，對板厚為500 μm以下的玻璃基板，在與托架重疊的狀態下實施用以使熱收縮率降低的熱處理時，防止基板的破損。

[解決課題之手段] 為了解決所述課題而創作的本發明為一種玻璃基板的熱處理方法，在使板厚為500 μm以下的玻璃基板整體與托架重疊的狀態下，對玻璃基板實施用以使熱收縮率降低的熱處理，所述玻璃基板的熱處理方法的特徵在於：作為玻璃基板，使用表面側以凸出的方式彎曲的情況下的端部強度、與背面側以凸出的方式彎曲的情況下的端部強度均為200 MPa以上的基板。

該方法中，關於成為熱處理對象的玻璃基板，使用在使表面側與背面側中的任一者以凸出的方式彎曲的情況下，其端部強度均為200 MPa以上的玻璃基板。即，使用具備儘管板厚薄至500 μm以下，亦可充分防止以端部為起點的破損的端部強度的玻璃基板。藉此，即便在使玻璃基板整體與托架重疊的狀態下，實施用以使熱收縮率降低的熱處理，亦能夠防止伴隨熱處理而玻璃基板破損之類的事態的發生。

所述方法中，玻璃基板的板厚較佳為300 μm以下。

對板厚為300 μm以下的玻璃基板，例如，難以藉由研削加工而將端部所包含的微裂紋去除，而實現端部強度的提高。其原因在於，由於玻璃基板的板厚極薄，故因伴隨研削加工而作用於端部的力導致玻璃基板破損的可能性高。然而，本發明的方法中，使用具備充分的端部強度的玻璃基板來作為成為熱處理對象的玻璃基板，因而無須對其端部重新實現強度的提高，當然亦無須進行研削加工。因此，若在玻璃基板的板厚為300 μm以下的情況下，應用本發明的方法，則可更有效地靈活應用其效果。

所述方法中，較佳為玻璃基板的端部為在將玻璃基板從母玻璃基板切下時，藉由雷射切割將母玻璃基板切割而形成的切割端部。

利用雷射切割而形成的切割端部的端部強度能夠設為200 MPa以上。因此，只要玻璃基板的端部為利用雷射切割而形成的切割端部，則對於防止玻璃基板的破損而言較佳。

所述方法中，較佳為，使玻璃基板的表面與背面中的、未殘存作為母玻璃基板的切割起點的初始裂紋的痕跡的面與托架接觸。

玻璃基板中，殘存作為切割起點的初始裂紋的痕跡的部位（端部上的部位）的強度必然低於其他部位。而且，玻璃基板的表面與背面中的與托架接觸側的面，較之不接觸側的面，更容易伴隨熱處理而作用大的應力。因此，只要使未殘存初始裂紋的痕跡的面與托架接觸，使殘存痕跡的面不與托架接觸，則能夠儘可能地排除玻璃基板以強度低的初始裂紋的痕跡為起點而破損的可能性，從而可更確實地防止玻璃基板的破損。

所述方法中，較佳為作為玻璃基板，使用通過母玻璃基板的切割而形成四邊的每一邊的矩形基板，並且使初始裂紋的痕跡在玻璃基板僅殘存一個。

據此，矩形的玻璃基板中的四邊分別成為利用雷射切割形成的切割端部，並且在玻璃基板殘存的初始裂紋的痕跡僅抑制為一個，因此可更確實地防止玻璃基板的破損。

所述方法中，玻璃基板的端部亦可為：在將玻璃基板從母玻璃基板切下時，藉由雷射熔斷將母玻璃基板熔斷而形成的熔斷端部。

利用雷射熔斷形成的熔斷端部的端部強度能夠設為200 MPa以上。因此，只要玻璃基板的端部為利用雷射熔斷形成的熔斷端部，則對於防止玻璃基板的破損而言較佳。

所述方法中，玻璃基板的端部亦可為在將玻璃基板從母玻璃基板切下時，藉由執行沿著切斷預定線將母玻璃基板切斷的切斷步驟而形成的切斷端部，切斷步驟亦可包括：彎曲步驟，使母玻璃基板中的包含切斷預定線的部位彎曲；以及裂紋形成步驟，從母玻璃基板的凸彎曲面側，在切斷預定線上形成成為切斷起點的裂紋。

利用切斷步驟的執行而形成的切斷端部的端部強度能夠設為200 MPa以上。因此，只要玻璃基板的端部為此種切斷端部，則對於防止玻璃基板的破損而言較佳。

所述方法中，較佳為，使玻璃基板的表面與背面中的、以凸出的方式彎曲的情況下，端部強度更高的面與托架接觸。

如所述那樣，玻璃基板的表面與背面中的與托架接觸側的面，較之不接觸側的面，更容易伴隨熱處理而作用大的應力。因此，若使以凸出的方式彎曲的情況下端部強度更高的面，即，可能使玻璃基板破損的缺陷更少的面與托架接觸，則可更確實地防止玻璃基板的破損。

[發明的效果] 本發明中，作為成為熱處理對象的玻璃基板，而使用如下玻璃基板，即，具備即便板厚薄至500 μm以下，亦可充分防止以端部為起點的破損的端部強度。藉此，對板厚為500 μm以下的玻璃基板，在與托架重疊的狀態下實施用以使熱收縮率降低的熱處理時，能夠防止基板的破損。

以下，參照隨附的圖式對本發明的實施形態的玻璃基板的熱處理方法進行說明。

如圖1所示，本發明的實施形態的玻璃基板的熱處理方法為如下方法，在將分別支持於托架1的多塊玻璃基板2在熱處理爐3內上下多層配置的狀態下，對各玻璃基板2實施用以使熱收縮率降低的熱處理。該熱處理方法中，作為各玻璃基板2，使用如下基板，即，板厚為500 μm以下，並且表面2a側以凸出的方式彎曲的情況下的端部強度（以下表述為表面凸彎曲時端部強度）、與背面2b側以凸出的方式彎曲的情況下的端部強度（以下表述為背面凸彎曲時端部強度）均為200 MPa以上。

此處，所述熱處理方法中，「表面凸彎曲時端部強度與背面凸彎曲時端部強度均為200 MPa以上的玻璃基板2」是指，根據執行以下的「切出步驟」～「平均端部強度算出步驟」的各步驟的結果，視作表面凸彎曲時端部強度與背面凸彎曲時端部強度均為200 MPa以上的玻璃基板2。

「切出步驟」：獲得從同一製造條件下製造的多塊母玻璃基板4中，利用同一切斷條件而切下的多塊玻璃基板2（圖2、圖3a～圖3f）。 「樣品採取步驟」：從由切出步驟獲得的多塊玻璃基板2中，隨機地採取40塊作為用於兩點彎曲試驗的樣品玻璃基板2X。 「試驗步驟」：對樣品採取步驟中所採取的40塊樣品玻璃基板2X的一半（以下表述為樣品A群），使其各自的表面2Xa側以凸出的方式彎曲而進行兩點彎曲試驗，並且對剩餘的一半（以下表述為樣品B群），使其各自的背面2Xb側以凸出的方式彎曲而進行兩點彎曲試驗（圖4a、圖4b）。 「平均端部強度算出步驟」：對於樣品A群及樣品B群的各者，僅抽出兩點彎曲試驗中以端部2Xc為起點發生破損的樣品玻璃基板2X，並且算出根據兩點彎曲試驗判明的各樣品玻璃基板2X的端部強度的平均值（以下分別表述為平均端部強度A、平均端部強度B）。 執行以上各步驟，在平均端部強度A與平均端部強度B均為200 MPa以上的情況下，對樣品採取步驟中未作為樣品玻璃基板2X而採取的玻璃基板2的各者，視作其表面凸彎曲時端部強度與背面凸彎曲時端部強度均為200 MPa以上者。

以下，對所述切出步驟～平均端部強度算出步驟的各步驟進行詳細敘述。

＜切出步驟＞ 切出步驟中，只要藉由將多塊母玻璃基板4的各者在同一切斷條件下進行切斷，而切下玻璃基板2，則可採用各種切斷方法。其中，限於將之後的平均端部強度算出步驟中算出的平均端部強度A及平均端部強度B，均能夠設為200 MPa以上的切斷方法。滿足該條件的切斷方法將於以後例示。而且，只要以同一形狀及同一尺寸切下，則可將切下的玻璃基板2設為任意的形狀及尺寸。本實施形態中，以如下情況為例進行說明，即，藉由雷射切割將各母玻璃基板4切斷，並從各母玻璃基板4切下矩形的玻璃基板2，由此執行切出步驟。

以下，對用於母玻璃基板4的雷射切割的切割裝置5進行說明。

如圖2所示，切割裝置5具備：能夠在從下方支持母玻璃基板4的狀態下水平移動的加工台6，對支持於加工台6的母玻璃基板4照射雷射7的雷射照射器8，以及對母玻璃基板4噴射冷媒9的冷媒噴射噴嘴10。

加工台6能夠沿著圖2所示的X方向及與X方向正交的Y方向移動。雷射照射器8以固定於定點的狀態設置，伴隨加工台6在X方向或Y方向上移動，而沿著母玻璃基板4的切割預定線11照射雷射7，由此在母玻璃基板4形成利用雷射7的熱加熱的加熱部12（圖2中例示了使加工台6在X方向上移動的情況）。冷媒噴射噴嘴10與雷射照射器8同樣地，以固定於定點的狀態設置，將冷媒9朝向加熱部12噴射，而將加熱部12的一部分冷卻，由此在母玻璃基板4形成冷卻部13。

該切割裝置5利用因鄰接而形成的加熱部12與冷卻部13的溫差所產生的熱應力，以形成於母玻璃基板4的端部4a的初始裂紋14為起點，沿著切割預定線11逐漸形成切割部15，由此將母玻璃基板4切割。

此處，在從母玻璃基板4切下的玻璃基板2的形狀為矩形的情況下，該玻璃基板2的尺寸較佳為300 mm見方以上，更佳為400 mm見方以上，進而更佳為500 mm見方以上，最佳為600 mm見方以上。

而且，玻璃基板2的板厚較佳為300 μm以下，更佳為200 μm以下，進而更佳為150 μm以下，最佳為100 μm以下。玻璃基板2的板厚越小，對將玻璃基板2作為構成零件的製品（例如FPD）的薄型化、輕量化的貢獻度越大，並且能夠賦予可撓性。然而，若玻璃基板2的板厚過小，則無法確保玻璃基板2所需的最低限度的強度。因此，玻璃基板2的板厚較佳為5 μm以上。

進而，玻璃基板2的應變點較佳為600℃以上，更佳為650℃以上，進而更佳為680℃以上，最佳為700℃以上。另外，此處提及的應變點是基於美國材料與試驗協會（American Society for Testing and Materials，ASTM）C336規定的方法測定出的值。

具有所述尺寸、板厚及應變點的玻璃基板2例如可包含矽酸鹽玻璃、二氧化矽玻璃、硼矽玻璃、鈉玻璃、無鹼玻璃等。本實施形態中，使用包含所述各種玻璃中最不易產生經年劣化的無鹼玻璃的玻璃基板2。此處，無鹼玻璃是指實質不含鹼成分（鹼金屬氧化物）的玻璃，具體來說，是指鹼成分的含量為3000 ppm以下的玻璃。另外，鹼成分的含量較佳為1000 ppm以下，更佳為500 ppm以下，最佳為300 ppm以下。

以下，參照圖3a～圖3f對使用所述切割裝置5從各母玻璃基板4切下玻璃基板2的形態進行說明。另外，圖3a～圖3f中，省略切割裝置5所具備的加工台6、雷射照射器8及冷媒噴射噴嘴10的圖示。

如圖3a所示，母玻璃基板4中包含作為切下對象的玻璃基板2（施加影線的部位）。玻璃基板2為具備一對長邊2c、長邊2d與一對短邊2e、短邊2f的四邊的矩形的基板。首先，如圖3b所示，相對於母玻璃基板4的端部4a形成第一初始裂紋16，以該第一初始裂紋16為起點，在沿著玻璃基板2的長邊2c延伸的第一切割預定線17上逐漸形成第一切割部18，由此將四邊中的長邊2c切下。

接下來，如圖3c所示，相對於母玻璃基板4的端部4a形成第二初始裂紋19，以該第二初始裂紋19為起點，在沿著玻璃基板2的短邊2e延伸的第二切割預定線20上逐漸形成第二切割部21，由此切下短邊2e。另外，伴隨短邊2e的切下，從母玻璃基板4將包含第一初始裂紋16的痕跡的部位去除。接下來，如圖3d所示，相對於母玻璃基板4的端部4a形成第三初始裂紋22，以該第三初始裂紋22為起點，在沿著玻璃基板2的短邊2f延伸的第三切割預定線23上逐漸形成第三切割部24，由此將短邊2f切下。

最後，如圖3e所示，相對於母玻璃基板4的端部4a形成第四初始裂紋25，以該第四初始裂紋25為起點，在沿著玻璃基板2的長邊2d延伸的第四切割預定線26上逐漸形成第四切割部27，將四邊中的最後殘留的長邊2d切下。當長邊2d的切下完成時，如圖3f所示，利用母玻璃基板4的切割將形成著四邊的各邊的玻璃基板2切下。即，該玻璃基板2的端部2g為利用雷射切割形成的切割端部。另外，伴隨長邊2d的切下，從母玻璃基板4將包含第二初始裂紋19的痕跡及第三初始裂紋22的痕跡的部位去除。藉此，在玻璃基板2，僅殘留第一初始裂紋16的痕跡～第四初始裂紋25的痕跡中的第四初始裂紋25這一個痕跡。

藉由對多塊母玻璃基板4的各者依次執行從所述母玻璃基板4切下玻璃基板2，而獲得同一切斷條件下切下的多塊玻璃基板2。藉由以上，切出步驟完成。

＜樣品採取步驟＞ 樣品採取步驟中，從多塊玻璃基板2中採取40塊作為樣品玻璃基板2X。將該些40塊樣品玻璃基板2X中的一半作為樣品A群，並且將剩餘的一半作為樣品B群。

＜試驗步驟＞ 如圖4a所示，關於屬於樣品A群的樣品玻璃基板2X的各者，使其表面2Xa側（第四初始裂紋25的痕跡未殘存的面側）以凸出的方式呈U字狀彎曲而進行試驗。另一方面，如圖4b所示，關於屬於樣品B群的樣品玻璃基板2X的各者，使其背面2Xb側（第四初始裂紋25的痕跡殘存的面側）以凸出的方式呈U字狀彎曲而進行試驗。

具體來說，在由上下一對板體28、板體28夾著樣品玻璃基板2X的狀態下，使上方側的板體28以50 mm/min的速度下降，由此逐漸增大樣品玻璃基板2X的彎曲的部位的曲率。上方側的板體28的下降繼續進行直至樣品玻璃基板2X破損。依次對屬於樣品A群的全部樣品玻璃基板2X及屬於樣品B群的全部樣品玻璃基板2X進行所述兩點彎曲試驗。根據以上，試驗步驟完成。

另外，本實施形態中，以各樣品玻璃基板2X的一對長邊2c、長邊2d與一對短邊2e、短邊2f中的一對長邊2c、長邊2d彎曲的方式進行試驗。其原因在於，較之使一對短邊2e、短邊2f彎曲的情況，使一對長邊2c、長邊2d彎曲的情況下更容易維持樣品玻璃基板2X的曲率，從而可準確地掌握端部強度。因此，作為本實施形態的變形例，在使切出步驟中切下的玻璃基板2的形狀與矩形不同的情況下或切出步驟中利用與雷射切割不同的切斷方法切下玻璃基板2的情況下，為了準確地掌握端部強度，較佳為以容易利用一對板體28、板體28固定樣品玻璃基板2X的方式，使樣品玻璃基板2X彎曲而進行試驗。

＜平均端部強度算出步驟＞ 平均端部強度算出步驟中，首先，對樣品A群及樣品B群的各者，僅抽出因兩點彎曲試驗而破損的樣品玻璃基板2X中的、以端部2Xc為起點而破損的樣品玻璃基板2X。即，僅抽出以一對長邊2c、長邊2d中的任一個為起點而破損的樣品玻璃基板2X。

接下來，對樣品A群及樣品B群的各者，根據下述式1（參考文獻：S.T.古拉迪（Gulati），SID 11 摘要，652）算出所抽出的樣品玻璃基板2X的各者中的端部強度σ。另外，式1中，E表示樣品玻璃基板2X的楊氏模量，t表示樣品玻璃基板2X的板厚，D表示樣品玻璃基板2X以端部2Xc為起點破損時的一對板體28、板體28的間隔。

σ＝1.198[E・t/（D－t）]…（式1）

最後，藉由對樣品A群及樣品B群的各者，算出根據所述式1算出的端部強度σ的平均值，而算出樣品A群中的作為端部強度σ的平均值的平均端部強度A及樣品B群中的作為端部強度σ的平均值的平均端部強度B。根據以上，平均端部強度算出步驟完成。

另外，在平均端部強度A與平均端部強度B均為200 MPa以上的情況下，對多塊玻璃基板2中的、未在樣品採取步驟中作為樣品玻璃基板2X而採取的各玻璃基板2，可視作其表面凸彎曲時端部強度與背面凸彎曲時端部強度均為200 MPa以上是基於以下的理由。即，其原因在於，兩點彎曲試驗中破損的樣品玻璃基板2X與成為熱處理對象的玻璃基板2是從利用彼此相同的製造條件製造的各母玻璃基板4利用同一切斷條件而切下的基板彼此，從而可視作處於大致均等狀態的基板彼此。

此處，所述切出步驟中，在採用了從母玻璃基板4切下玻璃基板2時所能夠採用的切斷方法中的雷射切割的情況下，能夠將平均端部強度A及平均端部強度B均設為200 MPa以上的切斷條件例示於下述表1中。另外，表1所示的各切斷條件是在從母玻璃基板4切下矩形的玻璃基板2時，四邊（一對長邊2c、長邊2d及一對短邊2e、短邊2f）的各邊的切下時所共用的切斷條件。而且，表1中的「板厚」、「雷射輸出」、「霧流量」、「空氣壓力」、「切割速度」、「光束長度」的各項目分別表示下述事項。 「板厚」：母玻璃基板4（日本電氣硝子公司製造的玻璃基板（製品名：OA－10G））及從母玻璃基板4切下的玻璃基板2的板厚 「雷射輸出」：雷射照射器8照射的雷射7的輸出 「霧流量」：冷媒噴射噴嘴10噴射的冷媒9（使空氣與水混合而成的霧）的每單位時間的流量 「空氣壓力」：冷媒9（霧）中所含的空氣的噴射壓力 「切割速度」：形成於母玻璃基板4的加熱部12及冷卻部13相對於母玻璃基板4而相對移動的速度（等於加工台6移動的速度） 「光束長度」：沿著切割預定線11的雷射7的光點的長度（圖2所示的長度尺寸L）

[表1]

在表1所示的四個切斷條件下，獲得平均端部強度A均為650 MPa、平均端部強度B均為600 Mpa的結果。即，平均端部強度A與平均端部強度B均為200 MPa以上。因此，藉由在該些四個切斷條件下執行切出步驟，對從各母玻璃基板4切下玻璃基板2所得的多塊玻璃基板2中的、未在樣品採取步驟中作為樣品玻璃基板2X而採取的玻璃基板2，執行熱處理。另外，表1所示的四個切斷條件下切下的玻璃基板2中，關於一對長邊2c、長邊2d及一對短邊2e、短邊2f的各者，每1 mm所含的缺陷（全長為1 μm以上的微裂紋）的個數為10個以下。關於該個數，與藉由進行使用了劃線輪（scribe wheel）的劃線切割，將一對長邊2c、長邊2d及一對短邊2e、短邊2f的各者切下的情況相比，為極少的個數，認為平均端部強度A及平均端部強度B是獲得大幅超過200 MPa的強度的因素。

另外，切出步驟中能夠採用的切斷方法中的、能夠將平均端部強度A及平均端部強度B均設為200 MPa以上的切斷方法並不限於雷射切割。在除雷射切割外，採用雷射熔斷或彎曲應力切斷作為切斷方法的情況下，亦能夠將平均端部強度A與平均端部強度B均設為200 MPa以上。另外，該雷射熔斷或彎曲應力切斷較佳為用於母玻璃基板4的板厚為300 μm以下的情況。

以下，對切出步驟中採用雷射熔斷或彎曲應力切斷作為切斷方法的情況下的形態進行說明。首先，對利用雷射熔斷執行切出步驟的情況下的形態進行說明。

如圖5所示，母玻璃基板4的雷射熔斷中使用熔斷裝置29。熔斷裝置29包括：從下方支持母玻璃基板4的加工台6，對母玻璃基板4照射雷射7的雷射照射器8，以及輔助氣體噴射噴嘴32，該輔助氣體噴射噴嘴32噴射用以使利用雷射7的熱而熔融的熔融玻璃30飛散的第一輔助氣體31。

雷射照射器8以固定於定點的狀態設置，其內部安裝著用以使雷射7聚集而照射至母玻璃基板4的透鏡8a。該雷射照射器8上連結著氣體導入管8b，該氣體導入管8b用以將沿著雷射7的照射方向噴射的第二輔助氣體33導入至內部。而且，雷射照射器8中形成著用以分別照射及噴射雷射7及第二輔助氣體33的照噴射口8c。輔助氣體噴射噴嘴32成為相對於母玻璃基板4的表面4b傾斜的姿勢，並且以固定於定點的狀態設置。輔助氣體噴射噴嘴32形成為筒狀，能夠將通過其內部的第一輔助氣體31朝向雷射7的照射部34噴射。加工台6隔著雷射7的照射部34而設置一對。該一對加工台6、加工台6能夠在支持母玻璃基板4的狀態下，沿著與圖5中的紙面鉛垂的方向同步地移動。

該熔斷裝置29伴隨支持母玻璃基板4的兩加工台6、加工台6的移動，從雷射照射器8朝向母玻璃基板4連續地照射雷射7。而且，利用從輔助氣體噴射噴嘴32噴射的第一輔助氣體31及從雷射照射器8噴射的第二輔助氣體33，使利用雷射7的照射部34熔融的熔融玻璃30飛散而去除，由此將母玻璃基板4熔斷。

作為一例，在利用所述熔斷裝置29，從板厚為100 μm的母玻璃基板4切下玻璃基板2時，若將雷射輸出設為14 W，雷射7的光點徑（母玻璃基板4的表面4b上的直徑）設為75 μm，脈衝週期/脈衝寬度設為1000/180 μm，熔斷速度（等於兩加工台6、加工台6移動的速度）設為20 mm/s，輔助氣體噴射噴嘴32相對於母玻璃基板4的表面4b的傾斜角度θ設為35°，第一輔助氣體31的流量設為20 L/min，第二輔助氣體33的流量設為10 L/min，則能夠將平均端部強度A與平均端部強度B均設為200 MPa以上。利用所述形態切下的玻璃基板2的端部2g成為藉由雷射熔斷形成的熔斷端部。

接下來，對利用彎曲應力切斷執行切出步驟的情況下的形態進行說明。

如圖6所示，母玻璃基板4的彎曲應力切斷中使用切斷裝置35。切斷裝置35包括：支持構件36，形成著從下方支持母玻璃基板4的支持面36a；以及裂紋形成器38，在支持於支持構件36的母玻璃基板4的切斷預定線37（圖6中沿與紙面鉛垂的方向延伸）上形成裂紋。

形成於支持構件36的支持面36a形成於以相同曲率半徑R彎曲的部分圓筒面，使支持於支持構件36的母玻璃基板4的包含切斷預定線37的部位仿照部分圓筒面而彎曲，由此能夠對該部位賦予彎曲應力。裂紋形成器38藉由其前端部按壓母玻璃基板4，而能夠在切斷預定線37上形成裂紋。

使用了該切斷裝置35的母玻璃基板4的切斷步驟中，首先，執行如下的彎曲步驟，即，藉由在支持構件36上載置母玻璃基板4，而使母玻璃基板4中的包含切斷預定線37的部位仿照支持面36a彎曲。接下來，執行裂紋形成步驟，即，從母玻璃基板4的凸彎曲面4c側在切斷預定線37上形成成為切斷起點的裂紋。藉此，將裂紋作為切斷的起點，利用對包含切斷預定線37的部位賦予的彎曲應力，使切斷部沿著切斷預定線37的全長進展，由此將母玻璃基板4切斷。

作為一例，在利用所述切斷裝置35從板厚為200 μm的母玻璃基板4切下玻璃基板2時，若將支持面36a的曲率半徑R設為250 mm（對包含切斷預定線37的部位賦予約35 MPa的彎曲應力），則能夠將平均端部強度A及平均端部強度B均設為200 MPa以上。利用所述形態切下的玻璃基板2的端部2g成為藉由彎曲應力切斷形成的切斷端部。

另外，除所述雷射熔斷或彎曲應力切斷外，在藉由使用了氟化氫（HF）等的蝕刻執行了切出步驟的情況下，亦能夠將平均端部強度A與平均端部強度B均設為200 MPa以上。

＜熱處理步驟＞ 以下，說明對玻璃基板2實施熱處理的熱處理步驟。首先，對玻璃基板2與支持該玻璃基板2的托架1的重疊的形態、及對於熱處理步驟中使用而言較佳的托架1進行說明。

如圖7所示，熱處理步驟中，在使其端部2g作為切割端部的玻璃基板2整體，與較玻璃基板2大一圈的托架1重疊的狀態下，對玻璃基板2實施熱處理。關於玻璃基板2，使其表面與背面中的未殘存第四初始裂紋25的痕跡的面與托架1接觸。即，使以凸出的方式彎曲的情況下端部強度更高的面與托架1接觸。另外，玻璃基板2亦可在與托架1重疊前清洗。據此，可防止在獲得玻璃基板2的過程中附著的異物伴隨熱處理而燒付於玻璃基板2。

此處，作為本實施形態的變形例，在使其端部2g作為熔斷端部的玻璃基板2與托架1重疊的情況下，使以凸出的方式彎曲的情況下端部強度更高的面與托架1接觸，因而是使雷射熔斷時位於雷射7的照射目標側的面與托架1接觸。而且，作為其他變形例，在使其端部2g作為切斷端部的玻璃基板2與托架1重疊的情況下，亦使以凸出的方式彎曲的情況下端部強度更高的面與托架1接觸，因而是使彎曲應力切斷時為凹彎曲面的面與托架1接觸。

托架1為一塊板狀構件。此處，若玻璃基板2與托架1的兩者間熱膨脹係數之差大，則因熱處理時的玻璃基板2與托架1的膨脹差，而在玻璃基板2產生損傷等的可能性增高。因此，作為托架1的材質，較佳為使用具有與玻璃基板2同等的熱膨脹係數的材質。具體來說，較佳為使用30℃～380℃的溫度區域中的與玻璃基板2的熱膨脹係數之差為5×10^{- 7} /℃以內的材質。另外，最佳為，使用具有與玻璃基板2相同組成的玻璃。因此，本實施形態中，使托架1由無鹼玻璃製板狀構件構成。

另外，托架1亦可包含矽酸鹽玻璃、二氧化矽玻璃、硼矽玻璃等其他玻璃材料。而且，亦可使用包含玻璃以外的富耐熱性的材料，例如陶瓷或金屬等的托架1。

托架1的板厚較佳為0.5 mm～3.0 mm，更佳為0.5 mm～2.5 mm，進而較佳為0.5 mm～2.0 mm，進而更佳為0.7 mm～2.0 mm，最佳為1.0 mm～2.0 mm。其原因在於，在托架1的板厚小於0.5 mm的情況下，托架1伴隨熱處理變形的可能性增高，在托架1的板厚大於3.0 mm的情況下，托架1的熱容量增大，而熱處理中熱能會不當地消失。因此，若將托架1的板厚設定於所述範圍內，則可高精度且有效率地進行玻璃基板2的熱處理。

圖7中雖省略圖示，但托架1中的與玻璃基板2的接觸部亦可包含無機薄膜。據此，即便在伴隨熱處理而玻璃基板2達到高溫的情況下，亦能夠避免玻璃基板2相對於托架1黏著之類的事態的發生。因此，熱處理步驟後，能夠使玻璃基板2與托架1容易地分離，可儘可能地排除伴隨與托架1的分離，玻璃基板2破損的可能性。另外，無機薄膜能夠利用濺鍍法、真空蒸鍍法、化學氣相沈積（Chemical Vapor Deposition，CVD）法、溶膠凝膠法等公知的方法成膜。

無機薄膜例如可使選自ITO、Ti、Si、Au、Ag、Al、Cr、Cu、Mg、SiO₂ 、Al₂ O₃ 、MgO、Y₂ O₃ 、La₂ O₃ 、Pr₆ O₁₁ 、Sc₂ O₃ 、WO₃ 、HfO₂ 、In₂ O₃ 、ZrO₂ 、Nd₂ O₃ 、Ta₂ O₅ 、CeO₂ 、Nb₂ O₅ 、TiO、TiO₂ 、Ti₃ O₅ 、NiO、ZnO、SiN、AlN中的任一種的膜或者兩種以上的膜積層而構成。另外，尤佳為該些膜中的由ITO等氧化物構成的無機薄膜。其原因在於，包含氧化物的薄膜對熱的尺寸穩定性優異，因而能夠將形成該薄膜的托架1重複地用於熱處理步驟。

無機薄膜的表面粗糙度Ra（日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）B0601中規定的算出平均粗糙度Ra）的值較佳為100 nm以下，更佳為80 nm以下，進而更佳為50 nm以下，最佳為10 nm以下。其原因在於，若表面粗糙度Ra的值大於100 nm，則氣泡容易介於玻璃基板2與托架1之間，熱處理的過程中玻璃基板2相對於托架1容易滑動，托架1難以穩定地支持玻璃基板2。

然而，若無機薄膜的表面粗糙度Ra的值過小，則熱處理中，玻璃基板2相對於無機薄膜的密接力變得過高，熱處理步驟後難以使玻璃基板2自托架1分離。因此，表面粗糙度Ra的值較佳設為1.0 nm以上，更佳設為2.0 nm以上，進而較佳設為3.0 nm以上。另外，無機薄膜的表面粗糙度Ra的值能夠使用觸針式表面粗糙度計或原子力顯微鏡（atomic force microscope，AFM）等測定。

另外，若考慮用以形成無機薄膜的成本或無機薄膜的強度，則其厚度較佳為500 nm以下，更佳為400 nm以下，最佳為300 nm以下。然而，若無機薄膜的厚度過小，則熱處理步驟後，難以使玻璃基板2自托架1分離。因此，無機薄膜的厚度較佳為5 nm以上。

而且，托架1中的與玻璃基板2的接觸部亦可粗化。據此，與如所述般使接觸部包含無機薄膜的情況同樣地，即便在伴隨熱處理而玻璃基板2達到高溫的情況下，亦能夠避免玻璃基板2相對於托架1黏著之類的事態的發生。作為粗化的方法，可利用以氟酸為首的酸處理或研磨等來進行。

以下，對熱處理中使用的熱處理爐3進行說明。

如圖1所示，熱處理爐3包括：玻璃腔室39，在載置著玻璃架40的狀態下相對於玻璃腔室39升降移動的升降台41，收容著玻璃腔室39的爐壁42，以及從外部加熱玻璃腔室39的加熱器43。該熱處理爐3配置於無塵室內，熱處理步驟在無塵室內執行。

玻璃腔室39形成為下端形成著開口部的有蓋筒狀體，其內部形成著熱處理空間S。該玻璃腔室39藉由將石英玻璃一體成形而形成，無接縫地形成熱處理空間S。

玻璃架40具有上下多層配置的收容部44，各收容部44具備設置於升降台41上的一對柱部40a、柱部40a及能夠相對於柱部40a、柱部40a裝卸的架板40b。柱部40a及架板40b均由石英玻璃形成。本實施形態中，使用格子狀的框體作為架板40b，在架板40b的上表面設置著多個銷狀的突起。而且，從下方側支持平放姿勢的玻璃基板2的托架1藉由銷狀的突起而從下方側受到支持。

升降台41具有載置著玻璃架40的石英玻璃製的載置部41a，當該載置部41a位於上升位置時，形成於玻璃腔室39的下端的開口部閉合，玻璃架40配置於熱處理空間S內。另一方面，當載置部41a下降至圖示省略的下降位置時，對載置於載置部41a的玻璃架40的各收容部44，進行托架1及玻璃基板2的裝載及卸載。

爐壁42形成為下端形成著開口部的有蓋筒狀，其整體包含耐火物。爐壁42中的側壁的內壁面及頂壁的內壁面分別安裝著加熱器43。作為加熱器43，例如能夠使用以鎳鉻合金系發熱體為代表的金屬系發熱體。

圖1中雖省略圖示，但在熱處理爐3中設置著從外部將玻璃腔室39冷卻的冷卻機構（例如送風機）。藉由設置該冷卻機構，可效率佳地將經加熱器43加熱的熱處理空間S的環境冷卻。

以下，對使用了所述熱處理爐3的熱處理步驟的形態進行說明。該熱處理步驟中，依次實施升溫步驟、保溫步驟、及降溫步驟。

在實施升溫步驟前，使升降台41的載置部41a位於下降位置，在玻璃架40的各收容部44裝載托架1及玻璃基板2後，使升降台41上升移動而將玻璃架40配置於玻璃腔室39內的熱處理空間S。另外，托架1及玻璃基板2對於各收容部44的裝載以及熱處理後的從各收容部44的卸載，例如可使用能夠從下方支持托架1的機械叉（robot fork）而進行。

升溫步驟為使玻璃基板2的溫度上升至規定的溫度的步驟，此處，以玻璃基板2按照3℃/min以上，較佳為5℃/min以上，更佳為7℃/min以上的升溫速度升溫的方式對加熱器43的輸出進行調整。然而，若玻璃基板2的升溫速度過快，則玻璃基板2破損的可能性增高，因而升溫速度較佳設為30℃/min以下，更佳設為20℃/min以下。

而且，升溫步驟中，從外部對玻璃腔室39內的熱處理空間S進行加熱，直至玻璃基板2的溫度達到玻璃基板2的應變點以下的溫度。具體來說，當將玻璃基板2的應變點設為[T]℃時，進行加熱直至玻璃基板2的溫度較佳為[T－30]℃以下，更佳為[T－50]℃以下，進而更佳為[T－80]℃以下，最佳為[T－100]℃以下。藉此，可防止玻璃基板2產生不當形狀的變化，且可降低玻璃基板2的熱收縮率。然而，若未充分加熱玻璃基板2，則無法使玻璃基板2的熱收縮率適當地降低，因而加熱直至玻璃基板2的溫度為[T－200]℃以上。

保溫步驟中，將加熱直至成為規定的溫度的玻璃基板2，在維持為該規定的溫度的狀態下保持規定的時間（具體來說5分鐘～120分鐘）。藉此，可儘可能地抑制玻璃基板2的相互間產生形狀不均的可能性，且可適當地降低各個玻璃基板2的熱收縮率。

降溫步驟中，使玻璃基板2的溫度逐漸下降。降溫速度較佳為1℃/min以上，更佳為2℃/min以上，進而更佳為5℃/min以上。藉此，可縮短降溫步驟的處理時間，且可提高玻璃基板2的生產性。然而，若降溫速度過快，則無法充分地降低玻璃基板2的熱收縮率。而且，此外，在玻璃基板2產生翹曲等，玻璃基板2的形狀容易劣化。因此，降溫速度較佳為20℃/min以下，更佳為15℃/min以下。

[實施例] 作為本發明的實施例（實施例1～實施例4），對在所述表1所示的各條件下從母玻璃基板切下的矩形的玻璃基板，實施用以使熱收縮率降低的熱處理後，驗證玻璃基板破損的比例。另外，作為比較例（比較例1～比較例4），執行切割，該切割是利用對母玻璃基板的劃線的形成及對劃線周邊的彎曲應力的賦予而進行切斷，對藉由該切割從母玻璃基板切下的矩形的玻璃基板，實施用以使熱收縮率降低的熱處理後，驗證玻璃基板破損的比例。

各實施例及各比較例中，玻璃基板的尺寸為730 mm×920 mm。關於托架，使用在與玻璃基板的接觸部製成ITO膜的托架（日本電氣硝子公司製造的玻璃基板（製品名：OA－10G））。托架的尺寸為750 mm×940 mm，板厚為1.6 mm。玻璃基板及托架分別在無塵室內清洗後乾燥。其後，將玻璃基板與托架重疊，在熱處理溫度：560℃、熱處理時間：60 min的條件下，對玻璃基板實施熱處理。

在實施例1～實施例4的各者中，關於玻璃基板破損的比例，在使玻璃基板的表面（未殘存初始裂紋的痕跡的面）與托架接觸的情況下與使背面（殘存初始裂紋的痕跡的面）與托架接觸的情況下的兩種情況下均進行了驗證。此處，關於實施例1～實施例4的各者，將使表面與托架接觸的玻璃基板與使背面與托架接觸的玻璃基板分別各準備25塊。然後，藉由對25塊中的破損的基板的塊數進行計數而算出破損率。

在比較例1～比較例4的各者中，使玻璃基板的背面（形成著成為切割的起點的劃線的面）與托架接觸而進行驗證。另外，比較例1～比較例4的各者中，準備25塊玻璃基板。然後，藉由對25塊中破損的基板的塊數進行計數而算出破損率。而且，比較例1～比較例4中的玻璃基板的板厚分別與實施例1～實施例4中的玻璃基板的板厚對應。

下述表2中表示驗證的結果。此處，表2中括號內的值為成為熱處理對象的玻璃基板的板厚。

[表2]

根據表2所示的結果可知，實施例1～實施例4較之比較例1～比較例4而玻璃基板的破損率大幅降低。設想獲得該結果是因實施例1～實施例4中，玻璃基板的表面凸彎曲時端部強度與背面凸彎曲時端部強度均為200 MPa以上，較之比較例1～比較例4而端部強度增高。另外，比較例1～比較例4中，背面凸彎曲時端部強度（平均端部強度B）均為150 MPa。而且，比較例1～比較例4中，關於切下的玻璃基板的一對長邊及一對短邊的各者，每1 mm所含的缺陷（全長為1 μm以上的微裂紋）的個數為35個，包含了較10個以下的實施例1～實施例4更多的缺陷。

根據以上的結果推斷，根據本發明的玻璃基板的熱處理方法，對板厚為500 μm以下的玻璃基板，在與托架重疊的狀態下實施用以使熱收縮率降低的熱處理時，能夠防止基板的破損。

1‧‧‧托架 2‧‧‧玻璃基板 2a‧‧‧表面 2b‧‧‧背面 2c、2d‧‧‧長邊 2e、2f‧‧‧短邊 2g、2Xc‧‧‧端部 2X‧‧‧樣品玻璃基板 2Xa‧‧‧樣品玻璃基板的表面 2Xb‧‧‧樣品玻璃基板的背面 3‧‧‧熱處理爐 4‧‧‧母玻璃基板 4a‧‧‧端部 4b‧‧‧表面 4c‧‧‧凸彎曲面 5‧‧‧切割裝置 6‧‧‧加工台 7‧‧‧雷射 8‧‧‧雷射照射器 8a‧‧‧透鏡 8b‧‧‧氣體導入管 8c‧‧‧照噴射口 9‧‧‧冷媒 10‧‧‧冷媒噴射噴嘴 11‧‧‧切割預定線 12‧‧‧加熱部 13‧‧‧冷卻部 14‧‧‧初始裂紋 15‧‧‧切割部 16‧‧‧第一初始裂紋 17‧‧‧第一切割預定線 18‧‧‧第一切割部 19‧‧‧第二初始裂紋 20‧‧‧第二切割預定線 21‧‧‧第二切割部 22‧‧‧第三初始裂紋 23‧‧‧第三切割預定線 24‧‧‧第三切割部 25‧‧‧第四初始裂紋 26‧‧‧第四切割預定線 27‧‧‧第四切割部 28‧‧‧板體 29‧‧‧熔斷裝置 30‧‧‧熔融玻璃 31‧‧‧第一輔助氣體 32‧‧‧輔助氣體噴射噴嘴 33‧‧‧第二輔助氣體 34‧‧‧照射部 35‧‧‧切斷裝置 36‧‧‧支持構件 36a‧‧‧支持面 37‧‧‧切斷預定線 38‧‧‧裂紋形成器 39‧‧‧玻璃腔室 40‧‧‧玻璃架 40a‧‧‧柱部 40b‧‧‧架板 41‧‧‧升降台 41a‧‧‧載置部 42‧‧‧爐壁 43‧‧‧加熱器 44‧‧‧收容部 D‧‧‧間隔 R‧‧‧曲率半徑 S‧‧‧熱處理空間 t‧‧‧板厚 X、Y‧‧‧方向 θ‧‧‧傾斜角度 L‧‧‧長度尺寸

圖1是表示本發明的實施形態的玻璃基板的熱處理方法中的熱處理步驟的縱剖正視圖。 圖2是表示本發明的實施形態的玻璃基板的熱處理方法中的切出步驟的立體圖。 圖3a是表示本發明的實施形態的玻璃基板的熱處理方法中的切出步驟的平面圖。 圖3b是表示本發明的實施形態的玻璃基板的熱處理方法中的切出步驟的平面圖。 圖3c是表示本發明的實施形態的玻璃基板的熱處理方法中的切出步驟的平面圖。 圖3d是表示本發明的實施形態的玻璃基板的熱處理方法中的切出步驟的平面圖。 圖3e是表示本發明的實施形態的玻璃基板的熱處理方法中的切出步驟的平面圖。 圖3f是表示本發明的實施形態的玻璃基板的熱處理方法中的切出步驟的平面圖。 圖4a是表示本發明的實施形態的玻璃基板的熱處理方法中的試驗步驟的側視圖。 圖4b是表示本發明的實施形態的玻璃基板的熱處理方法中的試驗步驟的側視圖。 圖5是表示本發明的實施形態的玻璃基板的熱處理方法中的切出步驟的變形例的縱剖正視圖。 圖6是表示本發明的實施形態的玻璃基板的熱處理方法中的切出步驟的變形例的縱剖正視圖。 圖7是表示本發明的實施形態的玻璃基板的熱處理方法中的熱處理步驟的立體圖。

1‧‧‧托架

2‧‧‧玻璃基板

2a‧‧‧表面

2b‧‧‧背面

3‧‧‧熱處理爐

39‧‧‧玻璃腔室

40‧‧‧玻璃架

40a‧‧‧柱部

40b‧‧‧架板

41‧‧‧升降台

41a‧‧‧載置部

42‧‧‧爐壁

43‧‧‧加熱器

44‧‧‧收容部

S‧‧‧熱處理空間

Claims (8)

1. 一種玻璃基板的熱處理方法，在使板厚為500 μm以下的玻璃基板整體與托架重疊的狀態下，對所述玻璃基板實施用以使熱收縮率降低的熱處理，所述玻璃基板的熱處理方法的特徵在於： 作為所述玻璃基板，使用表面側以凸出的方式彎曲的情況下的端部強度、與背面側以凸出的方式彎曲的情況下的端部強度均為200 MPa以上的基板。
2. 如申請專利範圍第1項所述的玻璃基板的熱處理方法，其中， 所述玻璃基板的板厚為300 μm以下。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的玻璃基板的熱處理方法，其中， 所述玻璃基板的端部為在將所述玻璃基板從母玻璃基板切下時，藉由雷射切割將所述母玻璃基板切割而形成的切割端部。
4. 如申請專利範圍第3項所述的玻璃基板的熱處理方法，其中， 使所述玻璃基板的表面與背面中的、未殘存作為所述母玻璃基板的切割起點的初始裂紋的痕跡的面與所述托架接觸。
5. 如申請專利範圍第4項所述的玻璃基板的熱處理方法，其中， 作為所述玻璃基板，使用通過所述母玻璃基板的切割而形成四邊的每一邊的矩形基板，並且使所述初始裂紋的痕跡在所述玻璃基板僅殘存一個。
6. 如申請專利範圍第2項所述的玻璃基板的熱處理方法，其中， 所述玻璃基板的端部為在將所述玻璃基板從母玻璃基板切下時，藉由雷射熔斷將所述母玻璃基板熔斷而形成的熔斷端部。
7. 如申請專利範圍第2項所述的玻璃基板的熱處理方法，其中， 所述玻璃基板的端部為在將所述玻璃基板從母玻璃基板切下時，藉由執行沿著切斷預定線將所述母玻璃基板切斷的切斷步驟而形成的切斷端部， 所述切斷步驟包括： 彎曲步驟，使所述母玻璃基板中的包含所述切斷預定線的部位彎曲；以及 裂紋形成步驟，從所述母玻璃基板的凸彎曲面側，在所述切斷預定線上形成成為切斷起點的裂紋。
8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的玻璃基板的熱處理方法，其中， 使所述玻璃基板的表面與背面中的、以凸出的方式彎曲的情況下，所述端部強度更高的面與所述托架接觸。