TW202227372A - 具有貫通孔之玻璃基板 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種具有錐角小之貫通孔且適用於顯示器用途之玻璃基板。 本發明之玻璃基板之特徵在於：其係板厚為0.10 mm以上0.50 mm以下、且具有2個以上貫通孔者，且上述貫通孔之錐角為0°以上13°以下，上述貫通孔彼此之中心間距離之中的最短距離為200 μm以下。

Description

具有貫通孔之玻璃基板

本發明係關於一種具有貫通孔之玻璃基板。

作為具有貫通孔之玻璃基板之用途，例如已知玻璃中介層(專利文獻1)或微LED(Light Emitting Diode，發光二極體)顯示器(專利文獻2)。玻璃表面上之貫通孔之孔徑越小，則越可高密度地製作貫通孔，能夠在玻璃基板上高密度地安裝半導體。

作為製造具有貫通孔之玻璃板之第一方法，已知向玻璃板照射雷射光而形成貫通孔之方法(專利文獻3)。又，作為製造具有貫通孔之玻璃板之第二方法，亦提出了在藉由雷射形成初始貫通孔之後，藉由蝕刻來擴大孔徑之方案(專利文獻4)。但是，由於該等第一及第二方法係藉由利用雷射之熱加工來形成貫通孔，故存在玻璃產生龜裂等之問題。

因此，作為製造具有貫通孔之玻璃板之第三方法，已知在藉由照射雷射光而製成改質部之後，藉由蝕刻來去除改質部，從而形成貫通孔之方法(專利文獻5)。製作改質部時會用到超短脈衝雷射，因此能夠儘可能地減少熱影響，不會發生如上所述之問題。另一方面，於利用上述第三方法製作貫通孔之情形時，貫通孔具有錐形。要想高密度地製作貫通孔，重要的是減小貫通孔之錐角，例如提出了向玻璃添加著色元素之方案(專利文獻6)。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2015-146401號公報 [專利文獻2]日本專利特表2020-522884號公報 [專利文獻3]日本專利特開2016-55295號公報 [專利文獻4]日本專利第5994954號公報 [專利文獻5]日本專利第6333282號公報 [專利文獻6]日本專利第6700201號公報

[發明所欲解決之問題]

但是，於將玻璃基板用作顯示器用途之情形時，面板製造商之成膜步驟等對於現在所使用之顯示器用玻璃基板而言最為適合。因此，較難根據先前之玻璃基板來改變物理特性或化學特性、光學特性等。尤其是，需要玻璃基板在可見光範圍內之透過率較高。即，實質上較難進行玻璃組成之改變，如添加著色元素等。

本發明之目的在於提供一種具有錐角小之貫通孔且適用於顯示器用途之玻璃基板。 [解決問題之技術手段]

本發明之玻璃基板之特徵在於：其係板厚為0.10 mm以上0.50 mm以下、且具有2個以上貫通孔者，且上述貫通孔之錐角為0°以上13°以下，上述貫通孔彼此之中心間距離之中的最短距離為200 μm以下。

本發明之玻璃基板中較佳為，上述貫通孔彼此之中心間距離之中的最短距離超過中心間距離最短之2個貫通孔之半徑之和的1.2倍。

本發明之玻璃基板較佳為包含至少1個孔徑為1 μm以上100 μm以下之貫通孔。

本發明之玻璃基板較佳為，以莫耳%計含有0～未達0.2%之TiO ₂、0～未達0.2%之CuO、及0～未達5%之ZnO作為玻璃組成。

本發明之玻璃基板較佳為低鹼玻璃。此處，所謂「低鹼玻璃」係指Li ₂O、Na ₂O及K ₂O之總量未達1.0%之玻璃。

本發明之玻璃基板較佳為，以莫耳%計含有50～80%之SiO ₂、1～20%之Al ₂O ₃、0～20%之B ₂O ₃、0～1.0%之Li ₂O＋Na ₂O＋K ₂O、0～15%之MgO、0～15%之CaO、0～15%之SrO、0～15%之BaO、0～未達0.050%之As ₂O ₃、及0～未達0.050%之Sb ₂O ₃作為玻璃組成。此處，「Li ₂O＋Na ₂O＋K ₂O」係指Li ₂O、Na ₂O及K ₂O之總量。

本發明之玻璃基板之製造方法之特徵在於：在藉由雷射照射於玻璃基板上形成2處以上之改質部之後，藉由以上述玻璃基板之板厚變薄1～100 μm之方式進行蝕刻而去除上述改質部，形成2個以上之錐角為0°以上13°以下之貫通孔。

本發明之玻璃基板之製造方法之特徵在於：在藉由雷射照射於玻璃基板上形成2處以上之改質部之後，藉由以上述玻璃基板之(因蝕刻所產生之板厚之減少量)/(蝕刻前之板厚)變為0.200以下之方式進行蝕刻而去除上述改質部，形成2個以上之錐角為0°以上13°以下之貫通孔。再者，所謂「(因蝕刻所產生之板厚之減少量)/(蝕刻前之板厚)」係(因蝕刻所產生之板厚之減少量)除以(蝕刻前之板厚)所得出之值。 [發明之效果]

根據本發明，可提供一種具有錐角小之貫通孔，且適於顯示器用途之玻璃基板。

以下，對實施方式進行說明，但本發明並不受以下實施方式所限定，應理解為在不脫離本發明之主旨之範圍內，本領域技術人員基於一般知識，對以下實施方式適當加入變更、改良等之實施方式亦涵蓋於本發明之範圍內。

針對本發明之玻璃基板及玻璃基板之製造方法，一面示出圖式一面進行說明。 本說明書中，使用「～」所表示之數值範圍係指分別包含在「～」之前後所記載之數值作為最小值及最大值之範圍。

(改質部) 圖1係形成有改質部之玻璃基板之模式性俯視圖。圖2係形成有改質部之玻璃基板之模式性剖視圖。2個以上之改質部120可藉由向玻璃基板100照射飛秒或微微秒之脈衝雷射而形成。例如在使用光學顯微鏡自剖面方向對玻璃進行觀察時，玻璃上所形成之改質部可認定為折射率不同之區域。又，所製作之改質部之直徑較佳為約1～5 μm。

再者，製作改質部所使用之雷射之光束形狀並無特別限定，例如可使用高斯光束形狀或貝索光束形狀。其中，較佳為使用貝索光束形狀。藉由設為貝索光束形狀，從而能夠以一步貫穿板厚方向之方式形成改質部120，且能夠縮短製作改質部所需之時間。貝索光束形狀例如可藉由使用旋轉三稜鏡透鏡來形成。

(貫通孔) 圖2中示出了形成有改質部之玻璃基板之模式性剖視圖。圖3中示出了蝕刻過程中之玻璃基板之模式性剖視圖。圖4中示出了剛形成貫通孔後之玻璃基板之模式性剖視圖。再者，為了進行說明，示出1個改質部120、1個貫通孔20，但實際上具備2個以上之改質部120及貫通孔20。

對於具有以貫通板厚方向之方式所形成之改質部120且厚度為tB之玻璃基板100，自第一面101及與之對向之第二面102之兩面進行蝕刻。蝕刻過程中，如圖3所示，在自第一面101及第二面102延伸之非貫通孔21之間存在有尚未被去除之改質部120。進而，若進行蝕刻，則如圖4所示，自第一面101及第二面102伸展之孔相連，形成貫通孔20。

藉由蝕刻使得玻璃板厚自tB減少至tA，改質部120被去除而形成貫通孔20。貫通孔20具有錐形，其錐角θ可使用第一面101及第二面102上之孔直徑ϕ1、板厚tA，根據以下式1算出。

θ＝arctan(ϕ1/tA)              式1

蝕刻所使用之蝕刻液之種類並無特別限定，只要為對改質部120之蝕刻速率快於對玻璃基板100之蝕刻速率的蝕刻液即可，例如可使用HF(Hydrogen fluoride，氟化氫)水溶液或KOH(Potassium hydroxide，氫氧化鉀)水溶液。作為蝕刻液，就蝕刻速率較快，可縮短形成貫通孔所花費之時間而言，較佳為使用HF水溶液。又，亦可設為自HCl(Hydrochloride，氯化氫)或H ₂SO ₄、HNO ₃等酸中所選出之一種或複數種加入至HF水溶液中而成之混合溶液。

蝕刻液之溫度並無特別限定，使溫度較高時較為有效。於包含HF之蝕刻液之情形時，其溫度範圍較佳為0～50℃，更佳為20～40℃，進而較佳為25～40℃，特佳為30～35℃。若升高蝕刻液之溫度，則會加快板厚之減少速度及改質部之去除速度，且改質部之去除速度之加快比率大於板厚之減少速度之加快比率。即，若升高蝕刻液之溫度，則可減小貫通孔之錐角，還可縮減製作貫通孔所花費之時間，使板厚之減少量變小。另一方面，若蝕刻液之溫度過高，則HF會揮發，蝕刻液中出現HF之濃度不均，孔形狀之差異變大。尤其是，如下所述，當在進行蝕刻時施加超音波的情況下，蝕刻液之溫度容易局部上升，HF容易發生揮發。

較佳為在玻璃基板100之蝕刻過程中，對蝕刻液進行攪拌或向蝕刻液施加超音波。尤其是藉由施加超音波，可抑制在製作中途的殘渣固著及再附著於孔內壁。超音波之頻率較佳為100 kHz以下，更佳為45 kHz以下，特佳為30 kHz以下。在此類範圍之頻率下，可加強因超音波所產生之空穴效果。

圖5中示出厚度為tB1之玻璃基板之模式性剖視圖。圖6中示出厚度為tB2之玻璃基板之模式性剖視圖。圖7中示出厚度為tA1且剛形成貫通孔後之玻璃基板之模式性剖視圖。圖8中示出厚度為tA2且剛形成貫通孔後之玻璃基板之模式性剖視圖。若對圖5所示之玻璃基板進行蝕刻直至形成貫通孔，則可獲得圖7所示之具有貫通孔之玻璃基板。若對圖6所示之玻璃基板進行蝕刻直至形成貫通孔，則可獲得圖8所示之具有貫通孔之玻璃基板。若tB1＜tB2，則可知tA1＜tA2、θ1＜θ2。其意味著，藉由減小玻璃基板原本之板厚，可減小形成貫通孔時之錐角。作為所推定之機制，可例舉：若使玻璃基板原本之板厚變薄，則當對玻璃基板進行蝕刻直至形成貫通孔時，板厚之減少量變小，所產生之殘渣量減少，從而抑制因殘渣附著於孔內部而導致改質部之去除速度下降之情況。作為上述機制以外推定之機制，亦可例舉：若使玻璃基板原本之板厚變薄，則孔深度變小，孔內部之殘渣容易被去除，從而抑制蝕刻過程中改質部之去除速度下降之情況。

再者，若為了擴張貫通孔之孔徑而繼續對玻璃基板進行蝕刻，則所產生之殘渣滯留於貫通孔之狹窄部，位於狹窄部之孔徑之擴大速度降低，從而導致貫通孔之錐角增大。對此，例如圖9所示，可藉由在直徑r之圓周上窄間距地製作改質部120來解決該問題。此類改質部例如可藉由以下操作來製作：使用檢流計掃描器掃描雷射，或一面以繞直徑r之圓周描繪之方式對載置有玻璃基板之載置台進行掃描，一面進行雷射照射。若對如此形成改質部之玻璃基板進行蝕刻，則自各改質部所形成之貫通孔彼此相連，結果可在保持貫通孔剛形成後之貫通孔之錐角之情況下，獲得孔徑擴張了上述圓周之直徑即r之貫通孔。因此，最重要的是減小貫通孔剛形成後之貫通孔之錐角。又，為了在形成貫通孔時確實地去除玻璃，亦可以鋪滿上述直徑r之圓周之內部之方式形成改質部。

如此一來，藉由減小形成貫通孔之前之玻璃基板之板厚，還減小形成有貫通孔之玻璃基板之板厚，從而即便是先前錐角較大而無法使用之玻璃基板，亦存在藉由使板厚變薄而可加以使用之可能性。尤其是，先前用作顯示器用途之玻璃基板可用作迷你LED顯示器或微LED顯示器用途之具有貫通孔之玻璃基板。

具有貫通孔之玻璃基板之板厚較佳為.50 mm以下、0.48 mm以下、0.46 mm以下、0.44 mm以下、0.40 mm以下、0.38 mm以下、0.37 mm以下、0.35 mm以下、0.34 mm以下、0.32 mm以下、0.31 mm以下、0.30 mm以下、0.29 mm以下、0.28 mm以下、0.27 mm以下、0.26 mm以下、0.25 mm以下、尤其是0.24 mm以下。藉由設為此類範圍，從而可減小所形成之貫通孔之錐角，可高密度地製作貫通孔。又，具有貫通孔之玻璃基板之板厚較佳為0.10 mm以上、0.11 mm以上、0.13 mm以上、0.15 mm以上、0.16 mm以上、0.18 mm以上、0.20 mm以上、尤其是超過0.20 mm。藉由設為此類範圍，從而可降低在上述具有貫通孔之玻璃基板製作配線部時所產生之玻璃基板之彎曲量，可抑制起因於彎曲之圖案偏移，且可抑制玻璃基板之破損。

玻璃基板進行蝕刻前之板厚較佳為0.70 mm以下、0.60 mm以下、0.50 mm以下、0.48 mm以下、0.45 mm以下、0.43 mm以下、0.40 mm以下、0.39 mm以下、0.37 mm以下、0.35 mm以下、0.34 mm以下、0.32 mm以下、0.30 mm以下、0.28 mm以下、0.26 mm以下、尤其是0.25 mm以下。藉由設為此類範圍，從而如上所述，可減小貫通孔之錐角。又，玻璃基板進行蝕刻前之板厚較佳為0.10 mm以上、0.12 mm以上、0.13 mm以上、0.15 mm以上、0.16 mm以上、0.17 mm以上、0.18 mm以上、0.20 mm以上、尤其是超過0.20 mm。若板厚變得小於0.10 mm，則當將玻璃基板投入至蝕刻槽、或自蝕刻槽取出玻璃基板時，玻璃基板容易破損。

於將玻璃基板用作顯示器用途之情形時，貫通孔之錐角較佳為13°以下、11°以下、9.4°以下、9.1°以下、9°以下、8.5°以下、8.0°以下、7.5°以下、7.4°以下、7.3°以下、7.0°以下、6.9°以下、6.8°以下、6.7°以下、6.6°以下、6.5°以下、6.4°以下、6.3°以下、6.2°以下、6.1°以下、6.0°以下、5.9°以下、5.7°以下、5.5°以下、尤其是5.3°以下。藉由設為此類範圍，從而可減小位於玻璃表面之孔徑，可高密度地製作貫通孔。又，貫通孔之錐角較佳為0°以上、1°以上、1.5°以上、2°以上、3°以上、3.1°以上、3.2°以上、3.3°以上、3.4°以上、3.5°以上、3.6°以上、3.7°以上、3.8°以上、3.9°以上、4°以上、4.1°以上、4.3°以上、4.5°以上、4.7°以上、4.9°以上、尤其是5°以上。在形成貫通孔之後，為了使玻璃基板之正面及背面導通，需要用於在貫通孔內壁形成導電部之鍍覆步驟。若錐角小於上述範圍，則在對貫通孔內部進行鍍覆之步驟中，當藉由濺鍍製作晶種層時，較難成膜至貫通孔之較深位置，存在濺鍍所需之時間變長之傾向。

位於具有2個以上貫通孔之玻璃基板之貫通孔彼此之中心間距離之中，最短距離較佳為200 μm以下、160 μm以下、100 μm以下、80 μm以下、60 μm以下、50 μm以下、45 μm以下、40 μm以下、35 μm以下、尤其是30 μm以下。藉由設為此類範圍，可高密度地製作貫通孔，而可在玻璃基板上高密度地安裝半導體。又，貫通孔彼此之中心間距離之中的最短距離較佳為5 μm以上、10 μm以上、15 μm以上、20 μm以上、尤其是25 μm以上。藉由設為此類範圍，可確保用於製作配線部之充足空間，可提昇配線圖案之自由度。又，貫通孔彼此之中心間距離之中，最短距離較佳為中心間距離最短之2個貫通孔之半徑之和的超過1.2倍、1.5倍以上、1.7倍以上、2.0倍以上、2.2倍以上、尤其是2.5倍以上。於貫通孔彼此之中心間距離小於此類範圍之情形時，位於玻璃表面之貫通孔彼此之孔端部之距離變近，玻璃容易自孔端部發生破損。

位於玻璃表面之貫通孔之孔徑較佳為100 μm以下、90 μm以下、80 μm以下、75 μm以下、72 μm以下、70 μm以下、68 μm以下、65 μm以下、60 μm以下、50 μm以下、45 μm以下、40 μm以下、38 μm以下、35 μm以下、30 μm以下、29 μm以下、26 μm以下、25 μm以下、23 μm以下、尤其是20 μm以下。藉由設為此類範圍，可高密度地製作貫通孔，而可在玻璃基板上高密度地安裝半導體。又，位於玻璃表面之貫通孔之孔徑較佳為1 μm以上、5 μm以上、10 μm以上、13 μm以上、尤其是15 mm以上。藉由設為此類範圍，使得鍍覆液容易滲透至貫通孔內部，貫通孔內部之鍍覆之可靠性得以提高。

具有貫通孔之玻璃基板之表面粗糙度Sa較佳為5.000 nm以下、1.000 nm以下、0.800 nm以下、0.700 nm以下、0.600 nm以下、尤其是0.500 nm以下。藉由設為此類範圍，而使作為顯示器用途在玻璃基板上製作TFT(Thin-Film Transistor，薄膜電晶體)時之可靠性得以提高。又，具有貫通孔之玻璃基板之表面粗糙度Sa較佳為0.050 nm以上、0.075 nm以上、0.100 nm以上、0.125 nm以上、尤其是0.150 nm以上。若為此類範圍，則為了在玻璃基板上製作配線部而在玻璃基板表面製作鍍覆膜時，藉由投錨效應而提高鍍覆膜對玻璃基板之密接性。

當對玻璃基板進行蝕刻時，根據板厚之減少量會產生殘渣，此時，殘渣再次附著於製作中途狀態之孔內部。藉此，改質部中之深度方向上之蝕刻速度降低，錐角變大，因此為了製作錐角小之貫通孔，需要因蝕刻所產生之板厚之減少量較小。據此，因蝕刻所產生之板厚之減少量較佳為100 μm以下、90 μm以下、85 μm以下、80 μm以下、75 μm以下、未達70 μm、未達65 μm、64 μm以下、60 μm以下、57 μm以下、50 μm以下、45 μm以下、40 μm以下、35 μm以下、31 μm以下、30 μm以下、20 μm以下、尤其是15 μm以下。又，因蝕刻所產生之板厚之減少量較佳為1 μm以上。藉此，可去除存在於玻璃表面及側面之微細之龜裂，可提昇玻璃之強度。

又，(因蝕刻所產生之板厚之減少量)/(蝕刻前之板厚)較佳為0.200以下、0.180以下、0.170以下、0.160以下、0.150以下、0.140以下、0.135以下、0.130以下、0.120以下、0.110以下、尤其是0.100以下。藉由設為此類範圍，可如上所述降低因蝕刻所產生之殘渣量，結果可減小所製得之貫通孔之錐角。又，(因蝕刻所產生之板厚之減少量)/(蝕刻前之板厚)較佳為超過0、0.001以上、0.003以上、尤其是0.005以上。藉由設為此類範圍，從而可去除存在於玻璃表面及側面之微細之龜裂，可提高玻璃之強度。

若為如上所述之方法、條件，則可在不改變玻璃組成之情況下減小錐角。因此，即便是錐角較大而先前無法使用之玻璃基板，亦可用作具有貫通孔之玻璃基板。

於將玻璃基板用作顯示器用途之情形時，上述具有貫通孔之玻璃基板之形狀較佳為矩形。

尤其是於將玻璃基板用於平鋪方式之迷你LED顯示器或微LED顯示器之情形時，其形狀較佳為處於以下範圍內。對向兩邊之長度差較佳為100 μm以下，更佳為80 μm以下，更佳為50 μm以下，特佳為30 μm以下。位於玻璃表面之相鄰兩邊所成之角度較佳為89.00°～91.00°，更佳為89.50°～90.50°，更佳為89.80°～90.20°，特佳為89.90°～90.10°。玻璃基板之厚薄偏差較佳為10 μm以下，更佳為8 μm以下，特佳為5 μm以下。又，為了減少玻璃基板之破損，亦可對四角實施倒角。藉由如此設置玻璃基板之形狀，從而在進行平鋪時，可減少像素位置之偏移，還可使磚間之界線變得難以辨認。

作為此類玻璃基板之製造方法，可預先準備具有上述尺寸之矩形狀之玻璃基板，在該玻璃基板上製作貫通孔；亦可藉由例如雷射劃線將製作有貫通孔之玻璃基板切割為矩形狀，藉此使之成為上述尺寸。又，當製作用於形成貫通孔之改質部時，亦可另行窄間距地製作改質部使其成為上述矩形狀。藉由對該玻璃基板進行蝕刻，從而在形成貫通孔之同時，可切割玻璃基板使其成為上述矩形狀。

(玻璃基板) 玻璃基板之種類並無特別限定，於將玻璃基板用作顯示器用基板玻璃之情形時，由於需要玻璃基板在可見光範圍內之透過率較高，因此較佳為著色元素之含量較少，較佳為以莫耳%計含有0～未達0.2%之TiO ₂、0～未達0.2%之CuO、及0～未達5%之ZnO作為玻璃組成。

又，於將玻璃基板用作顯示器用基板玻璃之情形時，為了防止熱處理步驟中成膜之半導體物質中鹼離子發生擴散之事態，玻璃基板較佳為低鹼玻璃，進而較佳為以莫耳%計含有50～80%之SiO ₂、1～20%之Al ₂O ₃、0～20%之B ₂O ₃、0～1.0%之Li ₂O＋Na ₂O＋K ₂O、0～15%之MgO、0～15%之CaO、0～15%之SrO、0～15%之BaO、0～未達0.050%之As ₂O ₃、0～未達0.050%之Sb ₂O ₃作為玻璃組成。如上所述限定各成分之含量之理由如下所示。再者，各成分之含量之說明中，只要無特別說明，則%符號表示mol%。

SiO ₂係形成玻璃骨架之成分。若SiO ₂之含量過少，則耐化學品性變差。尤其是由於HF蝕刻速率加快，因此當進行蝕刻直至形成貫通孔時，板厚之減少量增多，因蝕刻所產生之殘渣量增加，貫通孔之錐角變大。除此以外，發生殘渣堵塞蝕刻裝置等情況，生產性下降。據此，SiO ₂之下限量較佳為50%，更佳為55%，特佳為60%。另一方面，若SiO ₂之含量過多，則高溫黏度變高，熔融時所需之熱量變多，熔融成本高漲，並且SiO ₂之導入原料出現熔融殘留，有導致良率下降之虞。據此，SiO ₂之上限量較佳為80%，更佳為78%，更佳為75%，特佳為70%。

Al ₂O ₃係形成玻璃骨架之成分，且係提高耐化學品性之成分。若Al ₂O ₃之含量過少，則耐化學品性下降，尤其是容易加快HF蝕刻速率。據此，Al ₂O ₃之下限量較佳為1%，更佳為3%，更佳為5%，特佳為10%。另一方面，若Al ₂O ₃之含量過多，則當進行HF蝕刻時，相對於板厚之減少量而言，所產生之殘渣量更多，錐角容易變大，除此以外，發生殘渣堵塞蝕刻裝置等情況，生產性下降。據此，Al ₂O ₃之上限量較佳為20%，更佳為18%，特佳為15%。

B ₂O ₃係提高熔融性或耐失透性之成分。若B ₂O ₃之含量過少，則熔融性或耐失透性容易下降，生產性下降。據此，B ₂O ₃之下限量較佳為0%，更佳為超過0%，更佳為0.5%，更佳為1%，更佳為3%，特佳為5%。另一方面，若B ₂O ₃之含量過多，則玻璃容易分相。若玻璃分相，則不僅透過率下降，而且在進行HF蝕刻時，玻璃表面容易發生白濁，玻璃表面還容易產生凹凸。據此，B ₂O ₃之上限量較佳為20%，更佳為18%，特佳為15%。

Li ₂O、Na ₂O及K ₂O係不可避免地自玻璃原料混入之成分，其等之總量為0～1.0%，較佳為0～0.5%，更佳為0～0.2%。若Li ₂O、Na ₂O及K ₂O之總量過多，則有招致熱處理步驟中成膜之半導體物質中鹼離子發生擴散之事態。

MgO係提高耐HF性且降低高溫黏性而顯著提高熔融性之成分。若MgO之含量過少，則容易加快HF蝕刻速率。又，玻璃之熔融性容易下降，生產性下降。據此，MgO之下限量較佳為0%，更佳為超過0%，特佳為0.1%。另一方面，若MgO之含量過多，則玻璃容易分相。據此，MgO之上限量較佳為15%，更佳為13%，更佳為10%，特佳為8%。

CaO係降低高溫黏性而顯著提高熔融性之成分。若CaO之含量過少，則較難達成上述效果。據此，CaO之下限量較佳為0%，更佳為超過0%，特佳為0.1%。另一方面，若CaO之含量過多，則玻璃容易分相。據此，CaO之上限量較佳為15%，更佳為13%，更佳為10%，特佳為8%。

SrO係降低高溫黏性而提高熔融性之成分。若SrO之含量過少，則較難達成上述效果。據此，SrO之下限量較佳為0%，更佳為超過0%，特佳為0.1%。另一方面，若SrO之含量過多，則玻璃容易分相。據此，SrO之上限量較佳為15%，更佳為13%，更佳為10%，特佳為8%。

BaO係提高耐失透性且使玻璃不易分相之成分。若BaO之含量過少，則較難達成上述效果。據此，BaO之下限量較佳為0%，更佳為超過0%，特佳為0.1%。另一方面，若BaO之含量過多，則容易加快HF蝕刻速率。據此，BaO之上限量較佳為15%，更佳為13%，更佳為10%，特佳為8%。

TiO ₂係降低高溫黏性而提高熔融性之成分，若大量地含有TiO ₂，則玻璃發生著色，透過率容易下降。因此，尤其是於將玻璃基板用作顯示器用途之情形時，需要TiO ₂之含量較低，其範圍較佳為0～未達0.2%，更佳為0～0.1%，更佳為0.0005～0.1%，特佳為0.005～0.1%。

CuO係使玻璃著色而降低透過率之成分。因此，尤其是於將玻璃基板用作顯示器用途之情形時，需要CuO之含量較低，其範圍較佳為0～未達0.2%，更佳為0～0.1%，特佳為0～0.05%。

ZnO係提高熔融性之成分。但是，若大量地含有ZnO，則玻璃發生著色，透過率容易下降，較難用作顯示器用途。ZnO之含量較佳為0～未達5%，更佳為0～3%，更佳為0～1%，特佳為0～0.2%。

除了上述成分以外，例如亦可添加以下成分作為任意成分。再者，基於明確地達成本發明之效果之觀點而言，上述成分以外之其他成分之含量按總量計，較佳為10%以下、尤其是5%以下。

P ₂O ₅係提昇耐HF性之成分。但是，若大量地含有P ₂O ₅，則玻璃容易分相。P ₂O ₅之含量較佳為0～2.5%，更佳為0.0005～1.5%，進而較佳為0.001～0.5%，特佳為0.005～0.3%。

Y ₂O ₃、Nb ₂O ₅、La ₂O ₃係提昇楊氏模數等力學特性之成分，但若該等成分之總量及個別含量過多，則容易增加原料成本。Y ₂O ₃、Nb ₂O ₅、La ₂O ₃之總量及個別含量較佳為0～5%，更佳為0～1%，進而較佳為0～0.5%，特佳為0～未達0.5%。

SnO ₂不僅係在高溫區域內具有良好澄清作用之成分，還是降低高溫黏性而提昇熔融性之成分。SnO ₂之含量較佳為0～1%、0.001～1%、0.01～0.5%、尤其是0.05～0.3%。若SnO ₂之含量過多，則容易析出SnO ₂之失透結晶，有導致良率下降之虞。再者，若SnO ₂之含量少於0.001%，則較難達成上述效果。

如上所述，SnO ₂適宜作為澄清劑，但只要不損害玻璃特性，作為澄清劑，亦可代替SnO ₂或與SnO ₂一併添加各自最多5%(較佳為最多1%，特佳為最多0.5%)之F、SO ₃、C、或Al、Si等金屬粉末。還可添加CeO ₂作為澄清劑，但若CeO ₂之含量過多，則玻璃發生著色，因此其含量之上限較佳為0.1%，更佳為0.05%，特佳為0.01%。

As ₂O ₃、Sb ₂O ₃亦作為澄清劑較有效。但是，As ₂O ₃、Sb ₂O ₃係增加環境負荷之成分。據此，本發明之無鹼玻璃板較佳為實質上不含該等成分，其範圍為0～未達0.050%。

Cl係促進玻璃批料之初期熔融之成分。又，若添加Cl，則可促進澄清劑之作用。結果，可使熔融成本變得經濟，並且可謀求玻璃製造窯之長壽命化。但是，若Cl之含量過多，則應變點容易下降，於將玻璃基板用作顯示器用途之情形時，有發生總間距偏移等問題之虞。據此，Cl之含量較佳為0～3%，更佳為0.0005～1%，特佳為0.001～0.5%。再者，作為Cl之導入原料，可使用氯化鍶等鹼土類金屬氧化物之氯化物、或氯化鋁等原料。

Fe ₂O ₃係不可避免地自玻璃原料混入之成分，又，使玻璃著色而容易降低透過率。若Fe ₂O ₃之含量過少，則原料成本容易高漲。另一方面，若Fe ₂O ₃之含量過多，則玻璃基板發生著色，尤其是無法用作顯示器用途。Fe ₂O ₃之含量較佳為0～300質量ppm，更佳為80～250質量ppm，特佳為100～200質量ppm。

(評價方法) 其次，對玻璃基板100之板厚、貫通孔之孔徑及玻璃形狀之評價方法進行說明。玻璃基板100進行蝕刻前之板厚tB、進行蝕刻後之板厚tA、位於第一面101及第二面102之孔徑ϕ1，例如可利用三維形狀測定機(例如CNC三維測定機：Mitutoyo公司製造)來進行測定。又，亦可利用透射光學顯微鏡(例如ECLIPSE LV100ND：NIKON公司製造)對玻璃基板之第一面、第二面及剖面進行觀察，藉由進行圖像處理來測定上述板厚及孔徑。

貫通孔之中心間距離及中心間距離之中的最短距離，可利用以下方法來進行測定。當進行上述孔徑測定時，藉由圖像處理同時求出各貫通孔之中心座標，藉由求出各貫通孔之中心座標間之距離，從而可求出貫通孔之中心間距離。利用該方法所測得之貫通孔之中心間距離，與形成改質部時進行雷射照射之間距一致。

繼而，確認藉由蝕刻所製得之孔貫通玻璃基板。以貫通孔20不會露出於剖面之方式在玻璃基板100上刻出劃線，並藉由折斷劃線而獲得剖面。利用透射光學顯微鏡(例如ECLIPSE LV100ND：NIKON公司製造)對該剖面進行觀察，藉由使焦點移動至玻璃內部來對孔形狀進行觀察，確認孔已貫通。此時，藉由使用圖像處理，測量玻璃基板之第一面及第二面至貫通孔內部之狹窄部為止之距離，從而可獲得玻璃基板之距離第一面之孔深度及距離第二面之孔深度。

關於玻璃形狀，對向兩邊之長度、相鄰兩邊所成之角及厚薄偏差例如可利用三維形狀測定機(例如CNC三維測定機：Mitutoyo公司製造)來進行測定。

具有貫通孔之玻璃基板之位於玻璃基板之表面粗糙度Sa係基於ISO 25178之表面粗糙度，可使用白色干涉儀(例如NewView7300：Zygo公司製造)來進行測定。

(變化例)

圖10係在貫通孔內部具有狹窄部之玻璃基板之模式性剖視圖。由圖4所示之玻璃基板進而進行蝕刻，在貫通孔內部形成狹窄部。錐角θ可使用第一面101及第二面102上之孔直徑ϕ1、狹窄部上之孔直徑ϕ2、及板厚tA，根據以下式2算出。

θ＝arctan((ϕ1―ϕ2)/tA)          式2

此時之孔直徑ϕ2係以如下方式求出。當在上述評價方法中進行剖面觀察時，使焦點移動至玻璃內部，使焦點對準貫通孔20。根據該圖像測出狹窄部之長度，將其值作為孔直徑ϕ2。

圖11係貫通孔內部之狹窄部不處於板厚之中央部之玻璃基板之模式性剖視圖。如圖11所示，貫通孔內部之狹窄部亦可不處於板厚之中央部。此類貫通孔例如可藉由在對玻璃基板100自第一面101進行蝕刻之後，自對向之第二面102進行蝕刻來製作。此時之錐角θ1及θ2可根據以下式3及式4算出，貫通孔之錐角θ作為θ1與θ2之平均，可根據式5算出。

θ1＝arctan((ϕ1―ϕ3)/(2＊tA1))          式3

θ2＝arctan((ϕ2―ϕ3)/(2＊tA2))          式4

θ＝(θ1＋θ2)/2             式5

圖12係在貫通孔內部不具有狹窄部之玻璃基板之模式性剖視圖。圖12所示之貫通孔例如可藉由對玻璃基板100僅自第一面101進行蝕刻來製作。此時之錐角可使用位於第一面101之孔徑ϕ1、位於第二面102之孔徑ϕ2、及板厚tA，根據式6算出。

θ＝arctan((ϕ1―ϕ2)/(2＊tA))             式6

圖13係剛形成貫通孔後、且貫通孔之狹窄部不處於板厚之中央部之玻璃基板之模式性剖視圖。如圖13所示之貫通孔例如可藉由以下操作來製作：在形成改質部時之照射雷射中，使雷射焦點位置從自剖面方向觀察玻璃基板時之中央部向玻璃基板之第一面或第二面方向移動。此時之錐角θ1及θ2可根據以下式7及式8算出，貫通孔之錐角θ作為θ1與θ2之平均，可根據式5算出。

θ1＝arctan(ϕ1/(2＊tA1))              式7

θ2＝arctan(ϕ2/(2＊tA2))               式8 [實施例]

以下，基於實施例對本發明詳細地進行說明，但本發明並不受該等實施例所限定。

(實施例1) 首先，準備具有呈40 mm＊20 mm矩形狀之表面、且厚度為500 μm之無鹼玻璃基板(商品名「OA-11」：日本電氣硝子公司製造)。關於玻璃基板中之著色元素之含量，TiO ₂為0.01%，Fe ₂O ₃為140質量ppm，CuO、CeO ₂及ZnO為0%。藉由對玻璃基板進行研磨，而製得厚度258 μm之玻璃基板。

向該玻璃基板，以間距間隔為160 μm之方式照射成形為貝索光束形狀之微微秒之脈衝雷射，從而在玻璃基板之中央部12.8 mm＊9.6 mm之區域內形成約5000個改質部。

其次，藉由濕式蝕刻對玻璃基板進行蝕刻，直至自玻璃基板之第一面及第二面伸展之孔正好貫通玻璃基板。在加入有蝕刻液之PP(Polypropylene，聚丙烯)製試管中放入上述玻璃基板，向蝕刻液施加超音波來進行蝕刻，從而獲得具有貫通孔之玻璃基板。此時，使用鐵氟龍製治具，使玻璃基板以距離試管底部40 mm之狀態固定住。所製得之貫通孔之形狀及玻璃基板之形狀如圖4所示，其形狀參數係使用透射光學顯微鏡(ECLIPSE LV100ND：NIKON公司製造)，利用上述方法來進行測定。

再者，蝕刻液使用2.5莫耳/L之HF溶液，蝕刻時間為30分鐘。蝕刻液之溫度為20℃。為了防止施加超音波過程中溫度上升，使用冷卻器使超音波裝置內之水循環而將水溫保持在20℃。又，施加超音波振動係使用超音波洗淨機(VS-100III：AS ONE公司製造)。藉此，向蝕刻液施加28 kHz超音波。

(實施例2) 將進行蝕刻前之玻璃基板之板厚變更為388 μm，將蝕刻時間變更為60分鐘，除此以外，利用與實施例1同樣之方法獲得具有貫通孔之玻璃基板。

(實施例3) 將進行蝕刻前之玻璃基板之板厚變更為500 μm，將蝕刻時間變更為85分鐘，除此以外，利用與實施例1同樣之方法獲得具有貫通孔之玻璃基板。

將利用上述方法測定實施例1～3之板厚、孔徑及錐角所得之結果示於表1中。

[表1]

	蝕刻前板厚 tB(μm)	蝕刻後板厚 tA(μm)	板厚減少量 ∆t(μm)	孔徑 ϕ1(μm)	錐角 θ(°)
實施例1	258	223	35	36	9
實施例2	388	316	72	64	11
實施例3	500	400	100	89	13

根據表1可知，蝕刻前板厚越小，且蝕刻後板厚越小，則錐角越小。

將實施例1～3之(因蝕刻所產生之板厚之減少量Δt)/(蝕刻前之板厚tB)之值與錐角之值示於表2中。

[表2]

	實施例
1	2	3
玻璃基板	OA-11	OA-11	OA-11
(板厚減少量∆t/蝕刻前板厚tB)	0.136	0.186	0.200
錐角θ(°)	9	11	13

根據表2可知，(因蝕刻所產生之板厚之減少量Δt)/(蝕刻前之板厚tB)之值越小，則錐角越小。

(實施例4～17) 為了確認玻璃基板之種類之影響，準備了「OA-11：日本電氣硝子公司製造」、「OA-31：日本電氣硝子公司製造」作為無鹼玻璃基板，並準備了「BDA：日本電氣硝子公司製造」作為含鹼玻璃基板。關於OA-31之著色元素之含量，TiO ₂為0.003%，Fe ₂O ₃為90質量ppm，CuO、CeO ₂及ZnO為0%。關於BDA之著色元素之含量，TiO ₂為0.001%，ZnO為0.72%，Fe ₂O ₃為10質量ppm，CuO及CeO ₂為0%。除了下述之蝕刻液之種類及蝕刻液之液溫以外，利用與實施例1～3同樣之條件、方法獲得形成有貫通孔之玻璃基板。

蝕刻液使用2.5莫耳/L之HF、1.0莫耳/L之HCl溶液之混酸，蝕刻液之溫度為30℃。為了防止施加超音波過程中溫度上升，使用冷卻器使超音波裝置內之水循環而將水溫保持在30℃。

所製得之貫通孔之形狀及玻璃基板之形狀如圖13所示，其形狀參數係使用穿透式光學顯微鏡(ECLIPSE LV100ND：NIKON公司製造)，利用上述方法來進行測定。玻璃基板之表面粗糙度Sa係使用Zygo公司製造之NewView7300來進行測定。作為測定區域，選擇從由連結貫通孔之中心座標之線段所組成之網格之中任意選出之1網格之大致中央部。使用50倍之物鏡、1倍之可變焦距透鏡、8次之累計次數、640×480之相機像素數作為測定條件，在140 μm×105 μm之觀察視野當中，使用大致中央部之50 μm×50 μm之區域用來計算表面粗糙度Sa。作為圖像處理條件，形狀去除係使用平面，濾波器係使用帶通濾波器、濾波器類型係使用高斯樣條，L濾波器之值係使用26.00 μm，S濾波器之值係使用0.66 μm。

將所準備之玻璃基板之板厚、藉由蝕刻所製得之貫通孔之形狀及進行蝕刻後之玻璃基板之形狀示於表3中，將具有貫通孔之玻璃基板之板厚與錐角之關係示於圖14中。

[表3]

	實施例
4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
玻璃基板	OA-11	OA-11	OA-11	OA-11	OA-11	OA-11	OA-31	OA-31	OA-31	OA-31	OA-31	BDA	BDA	BDA
蝕刻時間(min)	5	10	15	20	30	33	5	10	15	20	35	10	20	40
蝕刻前板厚tB(μm)	170	275	338	425	471	500	121	202	274	355	500	258	367	500
蝕刻後板厚tA(μm)	157	249	295	368	396	417	113	183	244	314	412	238	336	436
板厚減少量∆t(μm)	13	25	43	57	75	83	8	18	30	40	88	20	31	64
∆t/tB	0.077	0.092	0.127	0.135	0.159	0.166	0.068	0.092	0.109	0.113	0.176	0.076	0.084	0.128
孔徑ϕ1(μm)	14	25	35	45	56	68	11	20	28	38	68	15	26	50
孔徑ϕ2(μm)	13	23	35	44	66	66	12	20	29	38	68	15	26	49
孔深度tA1(μm)	86	129	150	199	197	212	59	97	131	168	206	132	185	236
孔深度tA2(μm)	71	121	145	169	200	205	54	86	113	146	206	106	151	200
錐角θ1(°)	4.3	5.3	6.5	6.2	7.9	9.1	5.4	5.8	6.2	6.5	9.3	3.2	4.0	6.1
錐角θ2(°)	5.0	5.3	6.6	7.3	9.2	9.1	6.3	6.7	7.2	7.4	9.4	3.9	4.9	7.0
錐角θ(°) ((θ1＋θ2)/2)	4.7	5.3	6.6	6.8	8.5	9.1	5.9	6.3	6.7	6.9	9.4	3.6	4.5	6.5
表面粗糙度Sa(nm)	未測定	未測定	未測定	未測定	未測定	未測定	0.180	0.193	0.270	0.304	0.478	未測定	未測定	未測定

根據圖14可知，任何玻璃種類中，藉由減小具有貫通孔之玻璃基板之板厚，均可減小錐角。又，根據實施例1～3與實施例4～9之對比可知，藉由蝕刻條件之最佳化可減小錐角。

又，將因蝕刻所產生之板厚減少量Δt與錐角之關係示於圖15中，將(因蝕刻所產生之板厚之減少量Δt)/(蝕刻前之板厚tB)之值與錐角之關係示於圖16中。

由此可知，藉由減小因蝕刻所產生之板厚之減少量Δt、或減小(因蝕刻所產生之板厚之減少量Δt)/(蝕刻前之板厚tB)之值，從而可減小錐角。

(實施例18～23) 為了確認中心間距離之影響，準備與實施例11同樣之進行蝕刻前之玻璃基板，將在玻璃基板製作改質部時之雷射照射之間距變更為表4所示之條件來製作改質部。利用與實施例11同樣之條件、方法對該玻璃基板進行蝕刻，獲得剛形成貫通孔後之玻璃基板。各實施例中，所形成之貫通孔之中心間距離與雷射照射之間距一致，實施例18～23中，貫通孔之孔徑或錐角之值與實施例11之值相同。根據該等結果可知，藉由預先使進行蝕刻前之板厚變薄，從而可減小貫通孔之孔徑，亦可縮短貫通孔彼此之中心間距離。又，未確認到縮短貫通孔彼此之中心間距離對貫通孔之形狀的影響。

[表4]

	實施例
11	18	19	20	21	22	23
玻璃基板	OA-31	OA-31	OA-31	OA-31	OA-31	OA-31	OA-31
雷射照射間距(μm)	160	200	100	50	40	35	30

20:貫通孔 21:非貫通孔 100:第二面 100:玻璃基板 101:第一面 102:第二面 120:改質部 r:直徑 tA:厚度 tA1:厚度 tA2:厚度 tB:厚度 tB1:厚度 tB2:厚度 ϕ1:孔直徑 ϕ2:孔直徑 ϕ3:孔直徑 θ:錐角 θ1:錐角 θ2:錐角

圖1係具有改質部之玻璃基板之模式性俯視圖。 圖2係具有改質部之玻璃基板之模式性剖視圖。 圖3係蝕刻過程中之玻璃基板之模式性剖視圖。 圖4係剛形成貫通孔後之玻璃基板之模式剖視圖。 圖5係厚度為tB1之玻璃基板之模式性剖視圖。 圖6係厚度為tB2之玻璃基板之模式性剖視圖。 圖7係厚度為tA1、且具有貫通孔之玻璃基板之模式性剖視圖。 圖8係厚度為tA2、且具有貫通孔之玻璃基板之模式性剖視圖。 圖9係在直徑r之圓周上窄間距地製作有改質部之玻璃基板之模式性俯視圖。 圖10係在貫通孔內部具有狹窄部之玻璃基板之模式性剖視圖。 圖11係貫通孔內部之狹窄部不處於板厚之中央部之玻璃基板之模式性剖視圖。 圖12係在貫通孔內部不具有狹窄部之玻璃基板之模式性剖視圖。 圖13係貫通孔內部之狹窄部不處於板厚之中央部且剛形成貫通孔後之玻璃基板之模式性剖視圖。 圖14係表示具有貫通孔之玻璃基板的蝕刻後板厚tA與貫通孔之錐角θ之關係的圖。 圖15係表示玻璃基板因蝕刻所產生之板厚減少量Δt與貫通孔之錐角θ之關係的圖。 圖16係表示(因蝕刻所產生之板厚之減少量Δt)/(蝕刻前之板厚tB)之值與貫通孔之錐角θ之關係的圖。

Claims (8)

1. 一種玻璃基板，其特徵在於：其係板厚為0.10 mm以上0.50 mm以下、且具有2個以上貫通孔者，且 上述貫通孔之錐角為0°以上13°以下， 上述貫通孔彼此之中心間距離中的最短距離為200 μm以下。
2. 如請求項1之玻璃基板，其中上述貫通孔彼此之中心間距離中的最短距離超過中心間距離最短之2個貫通孔的半徑之和的1.2倍。
3. 如請求項1或2之玻璃基板，其至少包含1個孔徑為1 μm以上100 μm以下之貫通孔。
4. 如請求項1至3中任一項之玻璃基板，其中以莫耳%計含有0～未達0.2%之TiO ₂、0～未達0.2%之CuO、0～未達5%之ZnO作為玻璃組成。
5. 如請求項1至4中任一項之玻璃基板，其係低鹼玻璃。
6. 如請求項1至5中任一項之玻璃基板，其中以莫耳%計含有50～80%之SiO ₂、1～20%之Al ₂O ₃、0～20%之B ₂O ₃、0～1.0%之Li ₂O＋Na ₂O＋K ₂O、0～15%之MgO、0～15%之CaO、0～15%之SrO、0～15%之BaO、0～未達0.050%之As ₂O ₃、及0～未達0.050%之Sb ₂O ₃作為玻璃組成。
7. 一種玻璃基板之製造方法，其特徵在於：在藉由雷射照射於玻璃基板上形成2處以上之改質部之後， 藉由以上述玻璃基板之板厚變薄1～100 μm之方式進行蝕刻而去除上述改質部，形成2個以上之錐角為0°以上13°以下之貫通孔。
8. 一種玻璃基板之製造方法，其特徵在於：在藉由雷射照射於玻璃基板上形成2處以上之改質部之後， 藉由以上述玻璃基板之(因蝕刻所產生之板厚之減少量)/(蝕刻前之板厚)變為0.200以下之方式進行蝕刻而去除上述改質部，形成2個以上之錐角為0°以上13°以下之貫通孔。

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