(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
封止領域を備える表面を有するガラス基板と、
前記ガラス基板の前記封止領域上に形成されていると共に、厚さが１５μｍ以下の封着材料層とを具備する封着材料層付きガラス部材であって、
前記封着材料層は、錫−リン酸系ガラスまたはビスマス系ガラスからなる封着ガラスとレーザ吸収材と任意に低膨張充填材とを含有し、前記レーザ吸収材と任意成分である低膨張充填材との合計の含有量が２〜４４体積％の範囲である封着用ガラス材料を焼成した材料からなり、
かつ、前記封着材料層の材料の熱膨張係数α１と前記ガラス基板の熱膨張係数α２との差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲であることを特徴とする封着材料層付きガラス部材。
【請求項２】
前記封着用ガラス材料は、封着ガラスとレーザ吸収材と低膨張充填材との合計量に対して、２〜１０体積％の範囲の前記レーザ吸収材と０〜４０体積％の範囲の前記低膨張充填材とを含有することを特徴とする請求項１記載の封着材料層付きガラス部材。
【請求項３】
前記封着用ガラス材料は、１０〜４０体積％の範囲の前記低膨張充填材を含有することを特徴とする請求項２記載の封着材料層付きガラス部材。
【請求項４】
前記封着用ガラス材料内におけるレーザ吸収材と低膨張充填材の合計の表面積が０．５〜６ｍ２／ｃｍ３の範囲であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の封着材料層付きガラス部材。
【請求項５】
前記低膨張充填材はシリカ、アルミナ、ジルコニア、珪酸ジルコニウム、コージェライト、リン酸ジルコニウム系化合物、ソーダライムガラス、および硼珪酸ガラスから選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の封着材料層付きガラス部材。
【請求項６】
前記レーザ吸収材はＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＣｕから選ばれる少なくとも１種の金属または前記金属を含む化合物からなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の封着材料層付きガラス部材。
【請求項７】
前記ガラス基板は無アルカリガラスまたはソーダライムガラスからなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の封着材料層付きガラス部材。
【請求項８】
前記錫−リン酸系ガラスは、２０〜６８モル％のＳｎＯ、０．５〜５モル％のＳｎＯ２、２０〜４０モル％のＰ２Ｏ５、および任意に３０モル％以下のＳｉＯ２、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＷＯ３、ＭｏＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯから選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載の封着材料層付きガラス部材。
【請求項９】
前記ビスマス系ガラスは、７０〜９０質量％のＢｉ２Ｏ３、１〜２０質量％のＺｎＯ、２〜１２質量％のＢ２Ｏ３、および任意に３０質量％以下のＡｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ３、Ｎｂ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｇａ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＷＯ３、Ｐ２Ｏ５、およびＳｎＯｘ（ｘは１または２である）から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載の封着材料層付きガラス部材。
【請求項１０】
第１の封止領域を備える表面を有する第１のガラス基板と、
前記第１の封止領域に対応する第２の封止領域を備える表面を有し、前記表面が前記第１のガラス基板の前記表面と対向するように配置された第２のガラス基板と、
前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間に設けられた電子素子部と、
前記電子素子部を封止するように、前記第１のガラス基板の前記第１の封止領域と前記第２のガラス基板の前記第２の封止領域との間に形成され、厚さが１５μｍ以下の封着層とを具備する電子デバイスであって、
前記封着層は、錫−リン酸系ガラスまたはビスマス系ガラスからなる封着ガラスとレーザ吸収材と任意に低膨張充填材とを含有し、前記レーザ吸収材と任意成分である低膨張充填材との合計の含有量が２〜４４体積％の範囲である封着用ガラス材料の溶融固着層からなり、
かつ、前記封着層の材料の熱膨張係数α１と前記第１のガラス基板および前記第２のガラス基板のうちの少なくとも一方の熱膨張係数α２との差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲であることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１１】
前記第１のガラス基板の熱膨張係数α２１および前記第２のガラス基板の熱膨張係数α２２は、いずれも前記封着層の材料の熱膨張係数α１との差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲であることを特徴とする請求項１０記載の電子デバイス。
【請求項１２】
前記第１のガラス基板の熱膨張係数α２１および前記第２のガラス基板の熱膨張係数α２２のいずれか一方の熱膨張係数は、前記封着層の材料の熱膨張係数α１との差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲であり、かつ他方の熱膨張係数は、前記封着層の材料の熱膨張係数α１との差が１５×１０−７／℃未満であることを特徴とする請求項１０記載の電子デバイス。
【請求項１３】
前記封着用ガラス材料内におけるレーザ吸収材と低膨張充填材の合計の表面積が０．５〜６ｍ２／ｃｍ３の範囲であることを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項記載の電子デバイス。
【請求項１４】
前記錫−リン酸系ガラスは、２０〜６８モル％のＳｎＯ、０．５〜５モル％のＳｎＯ２、２０〜４０モル％のＰ２Ｏ５、および任意に３０モル％以下のＳｉＯ２、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＷＯ３、ＭｏＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯから選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１０ないし請求項１３のいずれか１項記載の電子デバイス。
【請求項１５】
前記ビスマス系ガラスは、７０〜９０質量％のＢｉ２Ｏ３、１〜２０質量％のＺｎＯ、２〜１２質量％のＢ２Ｏ３、および任意に３０質量％以下のＡｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ３、Ｎｂ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｇａ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＷＯ３、Ｐ２Ｏ５、およびＳｎＯｘ（ｘは１または２である）から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１０ないし請求項１３のいずれか１項記載の電子デバイス。
【請求項１６】
第１の封止領域を備える表面を有する第１のガラス基板を用意する工程と、
前記第１の封止領域に対応する第２の封止領域と、前記第２の封止領域上に形成されると共に、厚さが１５μｍ以下の封着材料層とを備える表面を有する第２のガラス基板を用意する工程と、
前記第１のガラス基板の前記表面と前記第２のガラス基板の前記表面とを対向させつつ、前記封着材料層を介して前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とを積層する工程と、
前記第１のガラス基板または前記第２のガラス基板を通して前記封着材料層にレーザ光を照射し、前記封着材料層を溶融させて前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間に設けられた電子素子部を封止する封着層を形成する工程とを具備する電子デバイスの製造方法であって、
前記封着材料層は、錫−リン酸系ガラスまたはビスマス系ガラスからなる封着ガラスとレーザ吸収材と任意に低膨張充填材とを含有し、前記レーザ吸収材と任意成分である低膨張充填材との合計の含有量が２〜４４体積％の範囲である封着用ガラス材料を焼成した材料からなり、
かつ、前記封着材料層の材料の熱膨張係数α１と前記第１のガラス基板および前記第２のガラス基板のうちの少なくとも一方の熱膨張係数α２との差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲であることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項１７】
前記第１のガラス基板の熱膨張係数α２１および前記第２のガラス基板の熱膨張係数α２２は、いずれも前記封着材料層の材料の熱膨張係数α１との差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲であることを特徴とする請求項１６記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１８】
前記第１のガラス基板の熱膨張係数α２１および前記第２のガラス基板の熱膨張係数α２２のいずれか一方の熱膨張係数は、前記封着材料層の材料の熱膨張係数α１との差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲であり、かつ他方の熱膨張係数は、前記封着材料層の材料の熱膨張係数α１との差が１５×１０−７／℃未満であることを特徴とする請求項１６記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１９】
前記封着用ガラス材料内におけるレーザ吸収材と低膨張充填材の合計の表面積が０．５〜６ｍ２／ｃｍ３の範囲であることを特徴とする請求項１６ないし請求項１８のいずれか１項記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項２０】
前記錫−リン酸系ガラスは、２０〜６８モル％のＳｎＯ、０．５〜５モル％のＳｎＯ２、２０〜４０モル％のＰ２Ｏ５、および任意に３０モル％以下のＳｉＯ２、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＷＯ３、ＭｏＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯから選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１６ないし請求項１９のいずれか１項記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項２１】
前記ビスマス系ガラスは、７０〜９０質量％のＢｉ２Ｏ３、１〜２０質量％のＺｎＯ、２〜１２質量％のＢ２Ｏ３、および任意に３０質量％以下のＡｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ３、Ｎｂ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｇａ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＷＯ３、Ｐ２Ｏ５、およびＳｎＯｘ（ｘは１または２である）から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１６ないし請求項１９のいずれか１項記載の電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は封着材料層付きガラス部材とそれを用いた電子デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の平板型ディスプレイ装置（ＦＰＤ）では、発光素子等の表示素子を形成した素子用ガラス基板と封止用ガラス基板とを対向配置し、これら２枚のガラス基板を封着したガラスパッケージで表示素子を封止した構造が適用されている（特許文献１参照）。色素増感型太陽電池のような太陽電池においても、２枚のガラス基板で太陽電池素子（光電変換素子）を封止したガラスパッケージを適用することが検討されている（特許文献２参照）。【０００３】
２枚のガラス基板間を封止する封着材料には、耐湿性等に優れる封着ガラスの適用が進められている。封着ガラスによる封着温度は４００〜６００℃程度であるため、加熱炉を用いて焼成した場合にはＯＥＬ素子や色素増感型太陽電池素子の電子素子部の特性が劣化してしまう。そこで、２枚のガラス基板の周辺部に設けられた封止領域間にレーザ吸収材を含む封着材料層（封着用ガラス材料層）を配置し、これにレーザ光を照射し加熱、溶融させて封着層を形成することが試みられている（特許文献１，２参照）。【０００４】
レーザ照射による封着（レーザ封着）は電子素子部への熱的影響を抑制できる反面、ガラス基板や封着層にクラックや割れ等が生じやすいという難点がある。その原因の１つとして、ガラス基板と封着ガラスとの熱膨張係数の差が挙げられる。このような点に対して、特許文献２にはガラス基板との熱膨張係数の差が１０×１０-7／℃以下である封止材料が記載されている。封着ガラスは一般的にガラス基板より熱膨張係数が大きいため、封着ガラスにレーザ吸収材と共にシリカ、アルミナ、ジルコニア、コージェライト等の低膨張充填材を添加して封着材料を低膨張化している。【０００５】
ところで、ＦＰＤや太陽電池等を構成するガラスパッケージは薄型化される傾向にあり、そのためにガラス基板の間隔（ギャップ）を例えば１５μｍ以下というように狭くすることが求められている。封着材料には上述したように低膨張充填材等が配合されており、基板間隔の狭小化に伴って充填材粒子を微粒子化する必要が生じる。充填材粒子の微粒子化は比表面積の増大を招き、レーザ光で加熱して溶融させた封着ガラスと充填材粒子との間のせん断応力が増加して流動が生じにくくなる。このため、レーザ光による加工温度（加熱温度）を高くする必要があるが、加工温度を高くするとガラス基板や封着層にクラックや割れ等が生じやすくなるという問題を招いてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００６−５２４４１９号公報
【特許文献２】特開２００８−１１５０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、２枚のガラス基板の間隔を狭小化する場合においても、ガラス基板や封着層のクラックや割れ等の不具合の発生を抑制することによって、ガラス基板間の封止性やその信頼性を高めることを可能にした封着材料層付きガラス部材、さらにそのような封着材料層付きガラス部材を用いることによって、気密性やその信頼性を高めた電子デバイスとその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様に係る封着材料層付きガラス部材は、封止領域を備える表面を有するガラス基板と、前記ガラス基板の前記封止領域上に形成されていると共に、厚さが１５μｍ以下の封着材料層とを具備する封着材料層付きガラス部材であって、前記封着材料層は、錫−リン酸系ガラスまたはビスマス系ガラスからなる封着ガラスとレーザ吸収材と任意に低膨張充填材とを含有し、前記レーザ吸収材と任意成分である低膨張充填材との合計の含有量が２〜４４体積％の範囲である封着用ガラス材料を焼成した材料からなり、かつ、前記封着材料層の材料の熱膨張係数α１と前記ガラス基板の熱膨張係数α２との差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲であることを特徴としている。
【０００９】
本発明の態様に係る電子デバイスは、第１の封止領域を備える表面を有する第１のガラス基板と、前記第１の封止領域に対応する第２の封止領域を備える表面を有し、前記表面が前記第１のガラス基板の前記表面と対向するように配置された第２のガラス基板と、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間に設けられた電子素子部と、前記電子素子部を封止するように、前記第１のガラス基板の前記第１の封止領域と前記第２のガラス基板の前記第２の封止領域との間に形成され、厚さが１５μｍ以下の封着層とを具備する電子デバイスであって、前記封着層は、錫−リン酸系ガラスまたはビスマス系ガラスからなる封着ガラスとレーザ吸収材と任意に低膨張充填材とを含有し、前記レーザ吸収材と任意成分である低膨張充填材との合計の含有量が２〜４４体積％の範囲である封着用ガラス材料の溶融固着層からなり、かつ、前記封着層の材料の熱膨張係数α１と前記第１のガラス基板および前記第２のガラス基板のうちの少なくとも一方の熱膨張係数α２との差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲であることを特徴としている。
【００１０】
本発明の態様に係る電子デバイスの製造方法は、第１の封止領域を備える表面を有する第１のガラス基板を用意する工程と、前記第１の封止領域に対応する第２の封止領域と、前記第２の封止領域上に形成されると共に、厚さが１５μｍ以下の封着材料層とを備える表面を有する第２のガラス基板を用意する工程と、前記第１のガラス基板の前記表面と前記第２のガラス基板の前記表面とを対向させつつ、前記封着材料層を介して前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とを積層する工程と、前記第１のガラス基板または前記第２のガラス基板を通して前記封着材料層にレーザ光を照射し、前記封着材料層を溶融させて前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間に設けられた電子素子部を封止する封着層を形成する工程とを具備する電子デバイスの製造方法であって、前記封着材料層は、錫−リン酸系ガラスまたはビスマス系ガラスからなる封着ガラスとレーザ吸収材と任意に低膨張充填材とを含有し、前記レーザ吸収材と任意成分である低膨張充填材との合計の含有量が２〜４４体積％の範囲である封着用ガラス材料を焼成した材料からなり、かつ、前記封着材料層の材料の熱膨張係数α１と前記第１のガラス基板および前記第２のガラス基板のうちの少なくとも一方の熱膨張係数α２との差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の態様に係る封着材料層付きガラス部材とそれを用いた電子デバイスおよびその製造方法によれば、２枚のガラス基板の間隔を狭小化する場合においても、レーザ封着時に発生するガラス基板や封着層のクラックや割れ等を抑制することができる。従って、ガラス基板間の封止性やその信頼性を高めることができ、ひいては気密性やその信頼性を高めた電子デバイスを再現性よく提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態による電子デバイスの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態による電子デバイスの製造工程を示す断面図である。
【図３】図２に示す電子デバイスの製造工程で使用する第１のガラス基板を示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】図２に示す電子デバイスの製造工程で使用する第２のガラス基板を示す平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図７】厚さが１５μｍ以下の封着材料層を用いてレーザ封着したガラス基板の歪み量とレーザ加工温度（加熱温度）との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態による電子デバイスの構成を示す図、図２は本発明の実施形態による電子デバイスの製造工程を示す図、図３および図４はそれに用いる第１のガラス基板の構成を示す図、図５および図６はそれに用いる第２のガラス基板の構成を示す図である。
【００１４】
図１に示す電子デバイス１は、ＯＥＬＤ、ＰＤＰ、ＬＣＤ等のＦＰＤ、ＯＥＬ素子等の発光素子を使用した照明装置（ＯＥＬ照明等）、あるいは色素増感型太陽電池のような太陽電池等を構成するものである。電子デバイス１は第１のガラス基板２と第２のガラス基板３とを具備している。第１および第２のガラス基板２、３は、例えば各種公知の組成を有する無アルカリガラスやソーダライムガラス等で構成される。無アルカリガラスは３５〜４０（×１０−７／℃）程度の熱膨張係数を有している。ソーダライムガラスは８０〜９０（×１０−７／℃）程度の熱膨張係数を有している。
【００１５】
第１のガラス基板２の表面２ａとそれと対向する第２のガラス基板３の表面３ａとの間には、電子デバイス１に応じた電子素子部４が設けられている。電子素子部４は、例えばＯＥＬＤやＯＥＬ照明であればＯＥＬ素子、ＰＤＰであればプラズマ発光素子、ＬＣＤであれば液晶表示素子、太陽電池であれば色素増感型太陽電池素子（色素増感型光電変換部素子）を備えている。ＯＥＬ素子のような発光素子や色素増感型太陽電池素子等を備える電子素子部４は各種公知の構造を有している。この実施形態の電子デバイス１は電子素子部４の素子構造に限定されるものではない。
【００１６】
図１に示す電子デバイス１において、第１のガラス基板２は素子用ガラス基板を構成しており、その表面にＯＥＬ素子やＰＤＰ素子等の素子構造体が電子素子部４として形成されている。第２のガラス基板３は第１のガラス基板２の表面に形成された電子素子部４の封止用ガラス基板を構成するものである。ただし、電子デバイス１の構成はこれに限られるものではない。例えば、電子素子部４が色素増感型太陽電池素子等の場合には、第１および第２のガラス基板２、３の各表面２ａ、３ａに素子構造を形成する配線膜や電極膜等の素子膜が形成される。電子素子部４を構成する素子膜やそれらに基づく素子構造体は、第１および第２のガラス基板２、３の表面２ａ、３ａの少なくとも一方に形成される。
【００１７】
電子デバイス１の作製に用いられる第１のガラス基板２の表面２ａには、図３および図４に示すように、電子素子部４が形成される素子領域５の外周に沿って第１の封止領域６が設けられている。第１の封止領域６は素子領域５を囲うように設けられている。第２のガラス基板３の表面３ａには、図５および図６に示すように、第１の封止領域６に対応する第２の封止領域７が設けられている。第１および第２の封止領域６、７は封着層の形成領域（第２の封止領域７については封着材料層の形成領域）となる。なお、第２のガラス基板３の表面３ａにも必要に応じて素子領域が設けられる。
【００１８】
第１のガラス基板２と第２のガラス基板３とは、素子領域５や第１の封止領域６を有する表面２ａと第２の封止領域７を有する表面３ａとが対向するように、所定の間隙を持って配置されている。第１のガラス基板２と第２のガラス基板３との間の間隙は封着層８で封止されている。すなわち、封着層８は電子素子部４を封止するように、第１のガラス基板２の封止領域６と第２のガラス基板３の封止領域７との間に形成されている。電子素子部４は第１のガラス基板２と第２のガラス基板３と封着層８とで構成されたガラスパネルで気密封止されている。封着層８は１５μｍ以下の厚さＴを有する。
【００１９】
電子素子部４としてＯＥＬ素子等を適用する場合、第１のガラス基板２と第２のガラス基板３との間には一部空間が残存する。そのような空間はそのままの状態であってもよいし、また透明な樹脂等が充填されていてもよい。透明樹脂はガラス基板２、３に接着されていてもよいし、単にガラス基板２、３と接触しているだけであってもよい。また、電子素子部４として色素増感型太陽電池素子等を適用した場合には、第１のガラス基板２と第２のガラス基板３との間の間隙全体に電子素子部４が配置される。
【００２０】
封着層８は第２のガラス基板３の封止領域７に形成された封着材料層９をレーザ光で溶融させて第１のガラス基板２の封止領域６に固着させた溶融固着層からなるものである。すなわち、電子デバイス１の作製に用いられる第２のガラス基板３の封止領域７には、図５および図６に示すように枠状の封着材料層９が形成されている。第２のガラス基板３の封止領域７に形成された封着材料層９を、レーザ光の熱で第１のガラス基板２の封止領域６に溶融固着させることによって、第１のガラス基板２と第２のガラス基板３との間の空間（素子配置空間）を封止する封着層８が形成される。
【００２１】
封着材料層９は、ガラス基板３の封止領域７に形成した封着用ガラス材料の層を焼成して形成した層である。封着用ガラス材料は、封着ガラスとレーザ吸収材と任意に低膨張充填材とを含有し、さらに、これら以外の添加材を必要に応じて含有していてもよい。レーザ吸収材と低膨張充填材とを総称して以下充填材という。封着用ガラス材料は、封着ガラスと充填材とを含み、さらに他の添加材を必要に応じて含有していてもよい。他の添加材としては、レーザ吸収材と低膨張充填材以外の充填材などがある。ただし、後述のように、他の添加材としては、焼成の際に消失する成分を除く。後述の膨張係数調整のために、封着用ガラス材料は、充填材としてレーザ吸収材以外に低膨張充填材を含むことが好ましい。
封着ガラス（ガラスフリット）には、錫−リン酸系ガラスまたはビスマス系ガラスからなる低融点ガラスが用いられる。ガラス基板２、３に対する封着性（接着性）やその信頼性（接着信頼性や密閉性）、さらには環境や人体に対する影響性等を考慮して、錫−リン酸系ガラスやビスマス系ガラスからなる封着ガラスを使用することが好ましい。
【００２２】
錫−リン酸系ガラス（ガラスフリット）は、２０〜６８モル％のＳｎＯ、０．５〜５モル％のＳｎＯ２、および２０〜４０モル％のＰ２Ｏ５（基本的には合計量を１００モル％とする）の組成を有することが好ましい。ＳｎＯはガラスを低融点化させるための成分である。ＳｎＯの含有量が２０モル％未満であるとガラスの粘性が高くなって封着温度が高くなりすぎ、６８モル％を超えるとガラス化しなくなる。
【００２３】
ＳｎＯ２はガラスを安定化するための成分である。ＳｎＯ２の含有量が０．５モル％未満であると封着作業時に軟化溶融したガラス中にＳｎＯ２が分離、析出し、流動性が損なわれて封着作業性が低下する。ＳｎＯ２の含有量が５モル％を超えると低融点ガラスの溶融中からＳｎＯ２が析出しやすくなる。Ｐ２Ｏ５はガラス骨格を形成するための成分である。Ｐ２Ｏ５の含有量が２０モル％未満であるとガラス化せず、その含有量が４０モル％を超えるとリン酸塩ガラス特有の欠点である耐候性の悪化を引き起こすおそれがある。
【００２４】
ここで、ガラスフリット中のＳｎＯおよびＳｎＯ２の割合（モル％）は以下のようにして求めることができる。まず、ガラスフリット（低融点ガラス粉末）を酸分解した後、ＩＣＰ発光分光分析によりガラスフリット中に含有されているＳｎ原子の総量を測定する。次に、Ｓｎ２＋（ＳｎＯ）は酸分解したものをヨウ素滴定法により求められるので、そこで求められたＳｎ２＋の量をＳｎ原子の総量から減じてＳｎ４＋（ＳｎＯ２）を求める。
【００２５】
上記した３成分で形成されるガラスはガラス転移点が低く、低温用の封着材料に適したものであるが、ＳｉＯ２等のガラスの骨格を形成する成分やＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＷＯ３、ＭｏＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等のガラスを安定化させる成分等を任意成分として含有していてもよい。ただし、任意成分の含有量が多すぎるとガラスが不安定となって失透が発生したり、またガラス転移点や軟化点が上昇したりするおそれがあるため、任意成分の合計含有量は３０モル％以下とすることが好ましい。この場合のガラス組成は基本成分と任意成分との合計量が基本的には１００モル％となるように調整される。
【００２６】
ビスマス系ガラス（ガスフリット）は、７０〜９０質量％のＢｉ２Ｏ３、１〜２０質量％のＺｎＯ、および２〜１２質量％のＢ２Ｏ３（基本的には合計量を１００質量％とする）の組成を有することが好ましい。Ｂｉ２Ｏ３はガラスの網目を形成する成分である。Ｂｉ２Ｏ３の含有量が７０質量％未満であると低融点ガラスの軟化点が高くなり、低温での封着が困難になる。Ｂｉ２Ｏ３の含有量が９０質量％を超えるとガラス化しにくくなると共に、熱膨張係数が高くなりすぎる傾向がある。
【００２７】
ＺｎＯは熱膨張係数等を下げる成分である。ＺｎＯの含有量が１質量％未満であるとガラス化が困難になる。ＺｎＯの含有量が２０質量％を超えると低融点ガラス成形時の安定性が低下し、失透が発生しやすくなる。Ｂ２Ｏ３はガラスの骨格を形成してガラス化が可能となる範囲を広げる成分である。Ｂ２Ｏ３の含有量が２質量％未満であるとガラス化が困難となり、１２質量％を超えると軟化点が高くなりすぎて、封着時に荷重をかけたとしても低温で封着することが困難となる。
【００２８】
上記した３成分で形成されるガラスはガラス転移点が低く、低温用の封着材料に適したものであるが、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｇａ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＷＯ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｎＯｘ（ｘは１または２である）等の任意成分を含有していてもよい。ただし、任意成分の含有量が多すぎるとガラスが不安定となって失透が発生したり、またガラス転移点や軟化点が上昇したりするおそれがあるため、任意成分の合計含有量は３０質量％以下とすることが好ましい。この場合のガラス組成は基本成分と任意成分との合計量が基本的には１００質量％となるように調整される。
【００２９】
封着用ガラス材料は充填材としてレーザ吸収材と低膨張充填材とを含有している。ただし、レーザ吸収材のみで充填材としての機能を得ることも可能であるため、低膨張充填材は任意成分であり、低膨張充填材は必ずしも含有されていなくてもよい。レーザ吸収材は、封着用ガラス材料の層を焼成してなる封着材料層９をレーザ光で加熱して溶融するために必須の成分である。このように、封着用ガラス材料は、封着ガラス以外に、必須成分として、レーザ吸収材を含有するか、レーザ吸収材と低膨張充填材とを含有している。
【００３０】
レーザ吸収材としてはＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｕから選ばれる少なくとも１種の金属または前記金属を含む酸化物等の化合物が用いられる。また、これら以外の顔料であってもよい。低膨張充填材としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、珪酸ジルコニウム、コージェライト、リン酸ジルコニウム系化合物、ソーダライムガラス、および硼珪酸ガラスから選ばれる少なくとも１種を用いることが好ましい。リン酸ジルコニウム系化合物としては、（ＺｒＯ）２Ｐ２Ｏ７、ＮａＺｒ２（ＰＯ４）３、ＫＺｒ２（ＰＯ４）３、Ｃａ０．５Ｚｒ２（ＰＯ４）３、ＮｂＺｒ（ＰＯ４）３、Ｚｒ２（ＷＯ３）（ＰＯ４）２、これらの複合化合物が挙げられる。低膨張充填材とは封着ガラスより低い熱膨張係数を有する充填材である。
封着用ガラス材料はレーザ吸収材と低膨張充填材以外に他の充填材（例えば、封着ガラスの熱膨張率と同等以上の熱膨張係数を有する充填材）を含有していてもよい。ただし、通常は他の充填材の使用は必要としない。以下、特に言及しない限り、充填材とはレーザ吸収材と低膨張充填材とを意味し、充填材の量的割合などはレーザ吸収材と低膨張充填材の合計量の割合をいう。
【００３１】
封着材料層９の厚さＴは、封着後の基板間隔（第１のガラス基板２と第２のガラス基板３との間の間隔）を狭小化するために１５μｍ以下、さらには１０μｍ以下とされている。電子デバイス１の構造にもよるが、封着材料層９の厚さＴは実用的には１μｍ以上とすることが好ましい。このような厚さの封着材料層９を形成する上で、充填材としてのレーザ吸収材や低膨張充填材には微粒子化することが求められる。具体的には、充填材粒子の最大粒径を少なくとも封着材料層９の厚さＴ未満とする必要がある。従来の充填材においては最大粒径の微細化に伴って、充填材粒子全体が微粒子化される傾向にある。また、従来の封着用ガラス材料はガラス基板２、３の熱膨張係数との差を低減するために、比較的多量の低膨張充填材を含有している。
【００３２】
このような微粒子状態の低膨張充填材を比較的多量に含有する封着用ガラス材料においては、前述したように低膨張充填材の微粒子化が表面積の増大を招くことから、それに基づいて封着用ガラス材料の流動性が低下する。流動性が低い封着用ガラス材料をレーザ光で溶融させるためには、例えばレーザ光の出力を上げて加工温度（加熱温度）を高くする必要がある。ただし、レーザ光による加工温度を高くした場合には、ガラス基板２、３や封着層８にクラックや割れ等が生じやすくなる。
【００３３】
そこで、この実施形態では封着用ガラス材料に添加する低膨張充填材の量を低減している。具体的には、封着用ガラス材料における低膨張充填材とレーザ吸収材との合計含有量を２〜４４体積％の範囲としている。封着用ガラス材料中の低膨張充填材の含有量を低減した場合、当然ながら焼成した封着用ガラス材料の熱膨張係数α１とガラス基板２、３の熱膨張係数α２との差が大きくなる。この焼成した封着用ガラス材料からなる封着材料層とガラス基板２、３との熱膨張差がガラス基板２、３や封着層８のクラックや割れ等の主要因と考えられていたことから、従来の封着用ガラス材料は上述したように比較的多量の低膨張充填材を含有している。
以下、封着材料層９を構成する材料である焼成した封着用ガラス材料を封着材料ともいう。当該封着材料の熱膨張係数α１を封着材料層の熱膨張係数α１ということもある。
また、封着層８は、封着用ガラス材料や封着材料層９の材料（焼成した封着用ガラス材料）が溶融固着した材料からなる層であり、通常は封着材料層９を溶融させて冷却して形成された層である。封着材料層９の材料（封着材料）を封着のために一旦溶融させて冷却する工程を経ても、封着層８の材料と封着材料層９の材料とは、材料としての変化は実質的にないと考えられる。したがって、封着層８の材料の熱膨張係数は、前述の封着材料の熱膨張係数α１に等しい。
【００３４】
レーザ封着工程におけるガラス基板２、３や封着層８のクラックや割れは、封着材料層９の溶融・固化に伴ってガラス基板２、３に生じる残留応力に起因する。封着材料の熱膨張係数α１がガラス基板２、３の熱膨張係数α２より大きい場合には、レーザ封着工程（加熱・冷却工程）におけるガラス基板２、３の収縮量に比べて封着材料層９の収縮量が大きくなるため、ガラス基板２、３に強い圧縮応力（残留応力）が発生する。ガラス基板２、３に生じる残留応力σは下記の式から求められる。
σ＝α・ΔＴ・Ｅ／（１−ν）  …（１）
【００３５】
上記した式（１）において、αは封着材料の熱膨張係数α１とガラス基板２、３の熱膨張係数α２との差、ΔＴはレーザ封着時の温度差（封着材料層９の溶融温度（加工温度）から常温付近に冷却されるまでの温度差）を冷却時間で割った値、Ｅは封着材料やガラス基板２、３のヤング率、νはポアソン比である。レーザ封着の場合、レーザ光の走査速度やスポット径が一定であれば冷却時間はほとんど一定となるため、ΔＴは実質的にはレーザ封着時の温度差となる。
【００３６】
従来の封着用ガラス材料では、レーザ封着工程後の材料の式（１）のαを小さくして残留応力を低減する手法が主として採用されてきた。このような点に対し、封着材料層９の厚さＴを１５μｍ以下、さらに１０μｍ以下と薄くする場合、ΔＴの値が大きく影響することが明らかとなった。すなわち、封着材料の流動性を高めるために、レーザ加工温度（加熱温度）を高くすると残留応力σの増大が顕著になる。
【００３７】
図７は厚さＴが１５μｍ以下と薄い封着材料層９を用いてレーザ封着したガラス基板の歪み量とレーザ加工温度（加熱温度）との関係の一例を示している。図７から明らかなように、レーザ加工温度の上昇に伴ってガラス基板の歪み量が増加しており、このことからレーザ封着工程（加熱・冷却工程）後におけるガラス基板の残留応力が増大していることが分かる。一方、封着材料層９の厚さＴを１５μｍ以下と薄くした場合には、封着材料層９の収縮量の影響が低減されるため、ガラス基板２、３と封着材料層９との収縮量の差（熱膨張差）に基づく応力は封着材料層９の膜厚Ｔが厚い場合に比べて小さくなる。
【００３８】
このように、厚さＴが１５μｍ以下と薄い封着材料層９を適用する場合には、封着材料層９とガラス基板２、３との熱膨張差の低減より、レーザ加工温度の上昇を抑えることが重要となる。封着材料層９の厚さＴが１０μｍ以下の場合に、さらに顕著となる。そこで、この実施形態ではレーザ加工温度の低減を図るために、封着用ガラス材料における低膨張充填材とレーザ吸収材との合計含有量（充填材の含有量）を２〜４４体積％の範囲としている。
【００３９】
封着材料の流動性には、低膨張充填材のみならず、レーザ吸収材も影響する。このため、この実施形態では封着用ガラス材料における低膨張充填材とレーザ吸収材との合計含有量を４４体積％以下としている。低膨張充填材とレーザ吸収材との合計含有量が４４体積％以下であれば、レーザ加工温度（加熱温度）の低下効果を十分に得ることができる。
【００４０】
低膨張充填材とレーザ吸収材との合計含有量を低減した場合、特に低膨張充填材の含有量を低減したことによる影響で、封着材料層９とガラス基板２、３との熱膨張差は大きくなるものの、封着材料の流動性の低下が抑制されるため、レーザ加工温度（加熱温度）を低くすることができる。これによって、レーザ封着後におけるガラス基板２、３の残留応力が低減されるため、ガラス基板２、３や封着層８のクラックや割れ等を抑制することが可能となる。
【００４１】
レーザ吸収材はレーザ封着工程を実施する上で必須の成分であり、その含有量は封着用ガラス材料に対して２〜１０体積％の範囲とすることが好ましい。レーザ吸収材の含有量が２体積％未満であると、レーザ照射時に封着材料層９を十分に溶融させることができないおそれがある。これは接着不良の原因となる。一方、レーザ吸収材の含有量が１０体積％を超えると、レーザ照射時に第２のガラス基板３との界面近傍で局所的に発熱して第２のガラス基板３に割れが生じたり、また封着用ガラス材料の溶融時の流動性が劣化したりして第１のガラス基板２との接着性が低下するおそれがある。
【００４２】
低膨張充填材は、封着材料層９とガラス基板２、３との間の熱膨張差を低減するためには含有させることが好ましいが、厚さＴが１５μｍ以下と薄い封着材料層９に適用可能な粒径を有する場合にはレーザ加工時における流動性の低下要因となるため、その含有量を低減することが好ましい。このため、低膨張充填材の含有量は封着用ガラス材料に対して４０体積％以下とすることが好ましい。低膨張充填材の含有量が４０体積％を超えると、レーザ加工温度の上昇が避けられない。低膨張充填材は実用的には１０体積％以上の範囲で含有させることが好ましいが、後述するように封着用ガラス材料は場合によっては低膨張充填材を含有していなくてもよい。
【００４３】
この実施形態の封着材料は低膨張充填材の含有量を低減しているため、封着材料層９の熱膨張係数α１とガラス基板２、３の熱膨張係数α２との差は大きくなる。具体的には、封着材料層９とガラス基板２、３との熱膨張差は１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲となる。言い換えると、熱膨張差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲であれば、低膨張充填材の含有量を低減して封着材料の流動性を維持し、それに基づいてレーザ加工温度（加熱温度）を低下させることによって、ガラス基板２、３や封着層８のクラックや割れ等を抑制することが可能となる。
【００４４】
ここで、封着材料層９の熱膨張係数α１およびガラス基板２、３の熱膨張係数α２は、押棒式熱膨張係数測定装置を用いて測定した値を示し、熱膨張係数α１、α２を測定する温度範囲は５０〜２５０℃とする。また、封着材料層９とガラス基板２、３との熱膨張差はいずれか大きい値から小さい値を引いた値（（α１−α２）または（α２−α１））を示すものであり、封着材料層９の熱膨張係数α１とガラス基板２、３の熱膨張係数α２との大小関係はいずれであってもよい。
【００４５】
封着材料層９とガラス基板２、３との熱膨張差が１５×１０−７／℃未満であるということは、封着材料が比較的多量の低膨張充填材を含有するため、上述したレーザ加工温度の上昇が避けられない。封着材料層９とガラス基板２、３との熱膨張差が６５×１０−７／℃を超えると、レーザ加工温度の影響よりガラス基板２、３と封着材料層９との収縮量の差の影響が大きくなるため、レーザ加工温度を低下させてもガラス基板２、３や封着層８のクラックや割れ等が生じやすくなる。
【００４６】
このように、封着材料層９とガラス基板２、３との熱膨張差が６５×１０−７／℃以下の範囲であれば、封着材料中の低膨張充填材の含有量を減らすことができる。さらに、封着材料が低膨張充填材を含有しない場合であっても、封着材料層９とガラス基板２、３との熱膨張差が６５×１０−７／℃以下であればガラス基板２、３や封着層８のクラックや割れ等を抑制することが可能となる。封着材料は少なくとも充填材としてレーザ吸収材を含有していればよく、低膨張充填材の含有量は零であってもよい。このため、封着用ガラス材料における低膨張充填材とレーザ吸収材との合計含有量はレーザ吸収材の含有量の下限値である２体積％以上であればよい。
【００４７】
ただし、レーザ封着時におけるガラス基板２、３と封着材料層９との収縮量の差を低減する上で、封着材料層９とガラス基板２、３との熱膨張差は５０×１０−７／℃以下とすることが好ましく、さらには３５×１０−７／℃以下とすることがより好ましい。このような点から、封着用ガラス材料は低膨張充填材を１０体積％以上の範囲で含有することが好ましい。レーザ吸収材を２〜１０体積％の範囲で含有し、かつ低膨張充填材を１０〜４０体積％の範囲で含有する封着用ガラス材料を焼成した封着材料によれば、レーザ封着時におけるガラス基板２、３と封着材料層９との収縮量の差を低減しつつ、レーザ加工温度を低下させることができることから、封着性のその信頼性の向上に寄与するものである。
【００４８】
封着材料の流動性およびそれに基づいて設定されるレーザ加工温度は、封着材料中の充填材（レーザ吸収材や低膨張充填材）の含有量のみならず、充填材の粒子形状にも影響される。上述したように、充填材粒子は少なくとも最大粒径を封着材料層９の厚さＴ未満とする必要がある。その上で、充填材粒子の比表面積を減少させることが好ましい。具体的には、封着用ガラス材料内の充填材の表面積は０．５〜６ｍ２／ｃｍ３の範囲であることが好ましい。封着用ガラス材料内の充填材の表面積とは、［（充填材の比表面積）×（充填材の比重）×（充填材の含有量（体積％））］で表わされる値である。例えば、レーザ吸収材と低膨張充填材とを含む封着用ガラス材料においては、封着用ガラス材料中のそれら合計の表面積は、「（レーザ吸収剤の比表面積）×（レーザ吸収剤の比重）×（レーザ吸収剤の含有量（体積％））＋（低膨張充填材の比表面積）×（低膨張充填材の比重）×（低膨張充填材の含有量（体積％））］から求められる。
【００４９】
封着用ガラス材料内の充填材の表面積を０．５〜６ｍ２／ｃｍ３の範囲とすることで、封着材料の流動性がより向上し、レーザ加工温度をさらに低下させることができる。上記した充填材粒子の表面積は、低膨張充填材やレーザ吸収材の粒度分布を制御することにより満足させることができる。具体的には、低膨張充填材やレーザ吸収材を調製する際に、各粉末を篩や風力分離等により分級することにより得ることができる。
【００５０】
上述した実施形態の電子デバイス１は、例えば以下のようにして作製される。まず、図２（ａ）、図５および図６に示すように、第２のガラス基板３の封止領域７上に封着材料層９を形成する。封着材料層９の形成にあたっては、まず低膨張充填材とレーザ吸収材との合計含有量が２〜４４体積％の範囲であり、それに基づいてガラス基板２、３との熱膨張差が１５〜６５×１０-7／℃の範囲の封着材料層となるように、封着用ガラス材料を調製する。
封着用ガラス材料は、前記のように、封着ガラスとレーザ吸収材と任意に低膨張充填材とを含有し、さらに、これら以外の添加材を必要に応じて含有した組成物からなる。本発明においては、添加材のうち、焼成の際に揮発や焼失により組成物から消失する溶剤やバインダは封着用ガラス材料の構成成分から除く。焼成の際に揮発や焼失により組成物から消失する成分は、塗布等によりガラス基板表面に封着用ガラス材料の層を形成するために通常必須の添加物である。しかし、この消失する成分は、封着材料を構成する成分ではないので、前記封着用ガラス材料の構成成分とはせず、前記構成成分の組成割合もこの消失する成分を除いた構成割合をいう。封着用ガラス材料の構成成分と溶剤やバインダなどの消失する成分とを含む、焼成後に封着材料となる層を形成するための組成物を以下封着材料ペーストという。
焼成により焼失する成分の組成割合は、焼成後に残る成分の組成割合と共に封着材料ペーストに要求される塗工性などの特性を考慮して決められる。
【００５１】
封着材料ペーストは封着用ガラス材料の各構成成分とビヒクルとを混合して調製される。ビヒクルは、バインダ成分である樹脂を溶剤に溶解したものである。ビヒクル用の樹脂としては、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、オキシエチルセルロース、ベンジルセルロース、プロピルセルロース、ニトロセルロース等のセルロース系樹脂、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ブチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート等のアクリル系モノマーの１種以上を重合して得られるアクリル系樹脂等の有機樹脂が用いられる。溶剤としては、セルロース系樹脂の場合はターピネオール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート等の溶剤、アクリル系樹脂の場合はメチルエチルケトン、ターピネオール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート等の溶剤が用いられる。
【００５２】
封着材料ペーストの粘度は、ガラス基板３に塗布する装置に対応した粘度に合わせればよく、樹脂（バインダ成分）と溶剤の割合や封着用ガラス材料の成分とビヒクルの割合により調整することができる。封着材料ペーストには、消泡剤や分散剤のようにガラスペーストで公知の添加物を加えてもよい。これらの添加物も通常焼成時に消失する成分である。封着材料ペーストの調製には、撹拌翼を備えた回転式の混合機やロールミル、ボールミル等を用いた公知の方法を適用することができる。
【００５３】
上述した封着材料ペーストを第２のガラス基板３の封止領域７に塗布し、これを乾燥させて封着材料ペーストの塗布層を形成する。封着材料ペーストは焼成後の膜厚が１５μｍ以下となるように塗布する。封着材料ペーストは、例えばスクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法を適用して第２の封止領域７に塗布したり、あるいはディスペンサ等を用いて第２の封止領域７に沿って塗布したりする。封着材料ペーストの塗布層は、例えば１２０℃以上の温度で１０分以上乾燥させることが好ましい。乾燥工程は塗布層内の溶剤を除去するために実施するものである。塗布層内に溶剤が残留していると、その後の焼成工程でバインダ等の消失すべき成分を十分に除去できないおそれがある。
【００５４】
次いで、上記した封着材料ペーストの塗布層を焼成して封着材料層９を形成する。焼成工程は、まず塗布層を封着ガラス（ガラスフリット）のガラス転移点以下の温度に加熱し、塗布層内のバインダ成分等を除去した後、封着ガラス（ガラスフリット）の軟化点以上の温度に加熱し、封着用ガラス材料を溶融してガラス基板３に焼き付ける。このようにして、第２のガラス基板３の封止領域７に封着用ガラス材料が焼成された材料（封着材料）からなる封着材料層９を形成する。
【００５５】
次に、第２のガラス基板３とは別に作製した第１のガラス基板２を用意し、これらガラス基板２、３を用いて、ＯＥＬＤ、ＰＤＰ、ＬＣＤ等のＦＰＤ、ＯＥＬ素子を用いた照明装置、色素増感型太陽電池のような太陽電池等の電子デバイス１を作製する。すなわち、図２（ｂ）に示すように、第１のガラス基板２と第２のガラス基板３とを、それらの表面２ａ、３ａ同士が対向するように封着材料層９を介して積層する。第１のガラス基板２と第２のガラス基板３との間には、封着材料層９の厚さに基づいて間隙が形成される。
【００５６】
次に、図２（ｃ）に示すように、第２のガラス基板３を通して封着材料層９にレーザ光１０を照射する。なお、レーザ光１０は第１のガラス基板２を通して封着材料層９に照射してもよい。レーザ光１０は枠状の封着材料層９に沿って走査しながら照射される。そして、封着材料層９の全周にわたってレーザ光１０を照射することによって、図２（ｄ）に示すように第１のガラス基板２と第２のガラス基板３との間を封止する封着層８を形成する。封着層８の厚さは封着材料層９の厚さから減少するものの、封着材料層９の厚さが１５μｍ以下と薄いため、レーザ封着後の膜厚減少は小さい。従って、封着層８は封着材料層９の厚さに近似した厚さ（１５μｍ以下）となる。
【００５７】
このようにして、第１のガラス基板２と第２のガラス基板３と封着層８とで構成したガラスパネルで、第１のガラス基板２と第２のガラス基板３との間に設けられた電子素子部４を気密封止した電子デバイス１を作製する。なお、この実施形態のガラスパネルは電子デバイス１の構成部品に限られるものではなく、電子部品の封止体、あるいは複層ガラスのようなガラス部材（建材等）にも応用することが可能である。
【００５８】
レーザ光１０は特に限定されるものではなく、半導体レーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、ＨｅＮｅレーザ等からのレーザ光が使用される。レーザ光１０の出力は封着材料層９の厚さ等に応じて適宜に設定されるものであるが、例えば２〜１５０Ｗの範囲とすることが好ましい。レーザ出力が２Ｗ未満であると封着材料層９を溶融できないおそれがあり、また１５０Ｗを超えるとガラス基板２、３にクラックや割れ等が生じやすくなる。レーザ光１０の出力は５〜１００Ｗの範囲であることがより好ましい。
【００５９】
この実施形態の電子デバイス１とその製造工程によれば、封着材料層９の厚さＴを１５μｍ以下と薄くして基板間隔を狭くする場合においても、レーザ封着時におけるガラス基板２、３の残留応力を低減することができるため、ガラス基板２、３や封着層８のクラックや割れ等を抑制することが可能となる。従って、ガラスパッケージを薄型化した電子デバイス１を歩留りよく作製することができると共に、電子デバイス１の封着性、気密封止性、それらの信頼性を向上させることが可能となる。
【００６０】
ところで、上述した実施形態においては、主に第１のガラス基板２および第２のガラス基板３の熱膨張係数α２がいずれも封着材料層９の熱膨張係数α１との差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲である場合について説明したが、ガラス基板２、３の構成はこれに限られるものではない。第１のガラス基板２の熱膨張係数α２１と第２のガラス基板３の熱膨張係数α２２のうち、少なくとも一方の熱膨張係数と封着材料層９の熱膨張係数α１との差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲であれば、封着材料中の充填材量の減少に基づく流動性の向上およびレーザ加工温度の低下による残留応力の低減効果、すなわちガラス基板２、３や封着層８のクラックや割れ等の抑制効果を得ることができる。
【００６１】
第１のガラス基板２と第２のガラス基板３が同種のガラス材料からなる場合、当然ながら第１のガラス基板２の熱膨張係数α２１および第２のガラス基板３の熱膨張係数α２２は、いずれも封着材料層９の熱膨張係数α１との差が１５〜６５×１０−７／℃の範囲となる。このような場合には、封着材料層９をレーザ光１０の熱で第１のガラス基板２に溶融固着させる工程（レーザ光１０による封着材料層９の溶融固着工程）において、レーザ加工温度の低下等による残留応力の低減効果に基づいて第１のガラス基板２および第２のガラス基板３と封着層８との接着性やその信頼性を高めることができる。
【００６２】
第１のガラス基板２と第２のガラス基板３が異種のガラス材料からなる場合には、第１のガラス基板２の熱膨張係数α２１および第２のガラス基板３の熱膨張係数α２２のいずれか一方の熱膨張係数と封着材料層９の熱膨張係数α１との差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲であればよく、他方の熱膨張係数と封着材料層９の熱膨張係数α１との差が１５×１０−７／℃未満であってもよい。すなわち、異種のガラス材料からなるガラス基板２、３を使用する際には、封着材料層９との熱膨張差が大きいガラス基板の熱膨張係数と封着材料層９の熱膨張係数α１との差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲であればよい。
【００６３】
例えば、第１のガラス基板２の熱膨張係数α２１と封着材料層９の熱膨張係数α１との差が１５〜６５（×１０−７／℃）の範囲で、封着材料層９を形成する第２のガラス基板３の熱膨張係数α２２と封着材料層９の熱膨張係数α１との差が１５×１０−７／℃未満である場合、レーザ光１０による封着材料層９の溶融固着工程において、レーザ加工温度の低下等による残留応力の低減効果に基づいて第１のガラス基板２と封着層８との接着性やその信頼性が向上する。第２のガラス基板２と封着層８との接着性やその信頼性は、レーザ加工温度の低下等による残留応力の低減効果に加えて、第２のガラス基板３と封着用ガラス材料との小さい熱膨張差に基づいてより一層向上する。第１のガラス基板２の熱膨張係数α２１と第２のガラス基板３の熱膨張係数α２２とが逆の場合も同様である。
【００６４】
言い換えると、異種のガラス材料からなる第１のガラス基板２と第２のガラス基板３とを使用する場合に、封着材料層９の熱膨張係数α１を一方のガラス基板の熱膨張係数との差が小さくなるように設定することができる。他方のガラス基板の熱膨張係数と封着材料層９の熱膨張係数α１との差は大きくなるが、充填材量を低減して封着用ガラス材料の流動性を維持し、それに基づいてレーザ加工温度を低下させることによって、ガラス基板２、３や封着層８のクラックや割れ等を抑制することが可能となる。封着材料層９の熱膨張係数α１を異種材料からなるガラス基板２、３の双方の熱膨張係数と整合させることは困難であるのに対し、一方のガラス基板の熱膨張係数のみに整合させればよいため、異種材料からなるガラス基板２、３間を効果的に気密封止することができる。
【実施例】
【００６５】
次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。なお、以下の説明は本発明を限定するものではく、本発明の趣旨に沿った形での改変が可能である。【００６６】
（実施例１）
Ｂｉ２Ｏ３８３質量％、Ｂ２Ｏ３５質量％、ＺｎＯ１１質量％、Ａｌ２Ｏ３１質量％の組成を有し、平均粒径が１．０μｍのビスマス系ガラスフリット（軟化点：４１０℃）と、低膨張充填材としてコージェライト粉末と、Ｆｅ２Ｏ３−Ｃｒ２Ｏ３−ＭｎＯ−Ｃｏ２Ｏ３組成を有するレーザ吸収材とを用意した。低膨張充填材としてのコージェライト粉末は、Ｄ10が１．３μｍ、Ｄ50が２．０μｍ、Ｄ90が３．０μｍ、Ｄmaxが４．６μｍの粒度分布を有し、かつ比表面積は５．８ｍ２／ｇである。また、レーザ吸収材は、Ｄ10が０．４μｍ、Ｄ50が０．９μｍ、Ｄ90が１．５μｍ、Ｄmaxが２．８μｍの粒度分布を有し、かつ比表面積は５．０ｍ２／ｇである。コージェライト粉末およびレーザ吸収材の比表面積は、ＢＥＴ比表面積測定装置（マウンテック社製、Ｍａｃｓｏｒｂ  ＨＭ  ｍｏｄｅｌ−１２０１」を用いて測定した。測定条件は、吸着質：窒素、キャリアガス：ヘリウム、測定方法：流動法（ＢＥＴ１点式）、脱気温度：２００℃、脱気時間：２０分、脱気圧力：Ｎ2ガスフロー／大気圧、サンプル重量：１ｇとした。以下の例も同様である。【００６７】
上述したビスマス系ガラスフリット７２．７体積％とコージェライト粉末２２．０体積％とレーザ吸収材５．３体積％と（コージェライト粉末とレーザ吸収材との合計含有量は２７．３体積％）を混合して封着用ガラス材料とし、この封着用ガラス材料８０質量％をビヒクル２０質量％と混合して封着材料ペーストを調製した。ビヒクルはバインダ成分としてのエチルセルロース（２．５質量％）をターピネオールからなる溶剤（９７．５質量％）に溶解したものである。また、コージェライト粉末は封着用ガラス材料内の表面積は３．４５ｍ２／ｃｍ３である。レーザ吸収材は封着用ガラス材料内の表面積は１．３５ｍ２／ｃｍ３である。上記封着材料ペーストの封着材料層の熱膨張係数α１（５０〜２５０℃）は７３×１０−７／℃であった。
なお、封着材料層の熱膨張係数α１は、上記封着材料ペーストを封着ガラスの転移点マイナス１０℃から転移点マイナス５０℃の温度範囲内（実施例1では３００℃）２時間で焼成して溶剤とバインダ成分を除去し、封着ガラスの軟化点プラス３０℃から結晶化点マイナス３０℃の温度範囲内（実施例１では４８０℃）１０分の焼結で得られた焼結体を研磨し、長さ２０ｍｍ直径５ｍｍの丸棒を作製し、リガク社製ＴＭＡ８３１０にて測定した５０〜２５０℃の温度範囲における平均線膨張係数値を表示している。以下ビスマス系ガラスの場合の例も同様である。本明細書で転移点は、示唆熱分析（ＤＴＡ）の第１変曲点の温度で、軟化点は、示唆熱分析（ＤＴＡ）の第４変曲点の温度で、結晶化点は示唆熱分析（ＤＴＡ）の結晶化起因の発熱がピークとなる温度で定義されるものである。【００６８】
次に、無アルカリガラス（熱膨張係数α２（５０〜２５０℃）：３８×１０−７／℃）からなる第２のガラス基板（寸法：９０×９０×０．７ｍｍｔ）を用意し、このガラス基板の封止領域に封着材料ペーストをスクリーン印刷法で塗布した後、１２０℃×１０分の条件で乾燥させた。次いで、塗布層を４８０℃×１０分の条件で焼成することによって、膜厚Ｔが７μｍの封着材料層を形成した。封着材料層（前記封着材料ペーストを焼成した材料）の熱膨張係数α１（７３×１０−７／℃）とガラス基板の熱膨張係数α２（３８×１０−７／℃）との差（α１−α２）は３５×１０−７／℃である。【００６９】
上述した封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域（ＯＥＬ素子を形成した領域）を有する第１のガラス基板（第２のガラス基板と同組成、同形状の無アルカリガラスからなる基板）とを積層した。次いで、第２のガラス基板を通して封着材料層に対して、波長９４０ｎｍ、出力６０Ｗ、スポット径１．６ｍｍのレーザ光（半導体レーザ）を１０ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、封着材料層を溶融並びに急冷固化することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。レーザ照射時の加工温度（放射温度計で測定）は６２３℃であった。このようにして、素子領域をガラスパネルで封止した電子デバイスを後述する特性評価に供した。【００７０】
（実施例２〜１０）
表１および表２に示す粒子形状を有するコージェライト粉末およびレーザ吸収材を、表１および表２に示す割合で実施例１と同組成のビスマス系ガラスフリットと混合して封着用ガラス材料とし、次いで、実施例１と同様にビヒクルと混合して封着材料ペーストを調製した。この封着材料ペーストを用いて、実施例１と同様にして第２のガラス基板上に封着材料層を形成した。封着用ガラス材料内の低膨張充填材およびレーザ吸収材の表面積、封着材料層の熱膨張係数α１、ガラス基板との熱膨張係数の差（α１−α２）、封着材料層の膜厚は表１および表２に示す通りである。【００７１】
次に、封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域（ＯＥＬ素子を形成した領域）を有する第１のガラス基板とを積層した。第１および第２のガラス基板は実施例１と同様に無アルカリガラスからなるものである。次いで、第２のガラス基板を通して封着材料層に、波長９４０ｎｍ、スポット径１．６ｍｍのレーザ光（半導体レーザ）を１０ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、封着材料層を溶融並びに急冷固化することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。レーザ光の出力は表１および表２に示す値を適用した。レーザ加工温度は表１および表２に示す通りである。このようにして、素子領域をガラスパネルで封止した電子デバイスを後述する特性評価に供した。【００７２】
（実施例１１〜１２）
表３に示す粒子形状を有するレーザ吸収材を、表３に示す割合で実施例１と同組成のビスマス系ガラスフリットと混合して封着用ガラス材料とし、次いで、実施例１と同様にビヒクルと混合して封着材料ペーストを調製した。ここでは低膨張充填材を使用していない。この封着材料ペーストを用いて、実施例１と同様にして第２のガラス基板上に封着材料層を形成した。封着用ガラス材料内のレーザ吸収材の表面積、封着材料層の熱膨張係数α１、ガラス基板との熱膨張係数の差（α１−α２）、封着材料層の膜厚は表３に示す通りである。【００７３】
次に、封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域（ＯＥＬ素子を形成した領域）を有する第１のガラス基板とを積層した。第１および第２のガラス基板は実施例１と同様に無アルカリガラスからなるものである。次いで、第２のガラス基板を通して封着材料層に、波長９４０ｎｍ、スポット径１．６ｍｍのレーザ光（半導体レーザ）を１０ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、封着材料層を溶融並びに急冷固化することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。レーザ光の出力は表３に示す値を適用した。レーザ加工温度は表３に示す通りである。このようにして、素子領域をガラスパネルで封止した電子デバイスを後述する特性評価に供した。【００７４】
（比較例１〜２）
表３に示す粒子形状を有するコージェライト粉末およびレーザ吸収材を、表３に示す割合で実施例１と同組成のビスマス系ガラスフリットと混合して封着用ガラス材料とし、次いで、実施例１と同様にビヒクルと混合して封着材料ペーストを調製した。この封着材料ペーストを用いて、実施例１と同様にして第２のガラス基板上に封着材料層を形成した。封着用ガラス材料内の低膨張充填材およびレーザ吸収材の表面積、封着材料層の熱膨張係数α１、ガラス基板との熱膨張係数の差（α１−α２）、封着材料層の膜厚は表３に示す通りである。比較例１〜２は封着材料層とガラス基板との熱膨張係数の差（α１−α２）が１５×１０−７／℃未満となるように、封着用ガラス材料に比較的多量の低膨張充填材（コージェライト粉末）を添加したものである。【００７５】
次に、封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域（ＯＥＬ素子を形成した領域）を有する第１のガラス基板とを積層した。第１および第２のガラス基板は実施例１と同様に無アルカリガラスからなるものである。次いで、第２のガラス基板を通して封着材料層に、波長９４０ｎｍ、スポット径１．６ｍｍのレーザ光（半導体レーザ）を１０ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、封着材料層を溶融並びに急冷固化することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。レーザ光の出力は低膨張充填材の含有量に応じて表３に示す値を適用した。レーザ加工温度は表３に示す通りである。このようにして作製した電子デバイスを後述する特性評価に供した。【００７６】
（実施例１３）
ＳｎＯ５６モル％、ＳｎＯ２３モル％、Ｐ２Ｏ５３２モル％、ＺｎＯ５モル％、Ａｌ２Ｏ３２モル％、ＳｉＯ２２モル％の組成を有し、平均粒径が１．５μｍの錫−リン酸系ガラスフリット（軟化点：３６０℃）と、低膨張充填材としてリン酸ジルコニウム（（ＺｒＯ）２Ｐ２Ｏ７）粉末と、Ｆｅ２Ｏ３−Ｃｒ２Ｏ３−ＭｎＯ−Ｃｏ２Ｏ３組成を有するレーザ吸収材とを用意した。低膨張充填材としてのリン酸ジルコニウム粉末は、Ｄ10が０．７μｍ、Ｄ50が１．２μｍ、Ｄ90が２．３μｍ、Ｄmaxが４．６μｍの粒度分布を有し、かつ比表面積は４．２ｍ２／ｇである。レーザ吸収材は、Ｄ10が０．４μｍ、Ｄ50が０．９μｍ、Ｄ90が１．５μｍ、Ｄmaxが２．８μｍの粒度分布を有し、かつ比表面積は５．０ｍ２／ｇである。【００７７】
上述した錫−リン酸系ガラスフリット６５．９体積％とリン酸ジルコニウム粉末２９．３体積％とレーザ吸収材４．８体積％と（リン酸ジルコニウム粉末とレーザ吸収材との合計含有量は３４．１体積％）を混合して封着用ガラス材料とし、この封着用ガラス材料８３質量％をビヒクル１７質量％と混合して封着材料ペーストを調製した。ビヒクルはバインダ成分としてのニトロセルロース（４質量％）をブチルカルビトールアセテートからなる溶剤（９６質量％）に溶解したものである。
上記リン酸ジルコニウム粉末は封着用ガラス材料内の表面積は４．６１ｍ２／ｃｍ３である。上記レーザ吸収材は封着用ガラス材料内の表面積は１．２２ｍ２／ｃｍ３である。なお、上記封着材料ペーストの封着材料層の熱膨張係数α１（５０〜２５０℃）は５９×１０−７／℃であった。
なお、封着材料層の熱膨張係数α１は、上記封着材料ペーストを封着ガラスの転移点マイナス１０℃から転移点マイナス５０℃の温度範囲内（実施例1３では２５０℃）２時間で焼成して溶剤とバインダ成分を除去し、封着ガラスの軟化点プラス３０℃から結晶化点マイナス３０℃の温度範囲内（実施例１３では４３０℃）１０分の焼結で得られた焼結体を研磨し、長さ２０ｍｍ直径５ｍｍの丸棒を作製し、リガク社製ＴＭＡ８３１０にて測定した５０〜２５０℃の温度範囲における平均線膨張係数値を表示している。以下錫−リン酸系ガラスの場合の例も同様である。【００７８】
次に、無アルカリガラス（熱膨張係数α２（５０〜２５０℃）：３８×１０−７／℃）からなる第２のガラス基板（寸法：９０×９０×０．７ｍｍｔ）を用意し、このガラス基板の封止領域に封着材料ペーストをスクリーン印刷法で塗布した後、１２０℃×１０分の条件で乾燥させた。次いで、塗布層を４３０℃×１０分の条件で焼成することによって、膜厚Ｔが７μｍの封着材料層を形成した。封着材料層の熱膨張係数α１（５９×１０−７／℃）とガラス基板の熱膨張係数α２（３８×１０−７／℃）との差（α１−α２）は２１×１０−７／℃である。【００７９】
上述した封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域（ＯＥＬ素子を形成した領域）を有する第１のガラス基板（第２のガラス基板と同組成、同形状の無アルカリガラスからなる基板）とを積層した。次いで、第２のガラス基板を通して封着材料層に対して、波長９４０ｎｍ、出力８５Ｗ、スポット径１．６ｍｍのレーザ光（半導体レーザ）を１０ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、封着材料層を溶融並びに急冷固化することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。レーザ照射時の加工温度（放射温度計で測定）は８９０℃であった。このようにして、素子領域をガラスパネルで封止した電子デバイスを後述する特性評価に供した。【００８０】
（実施例１４〜１７）
表４に示す粒子形状を有するリン酸ジルコニウム粉末およびレーザ吸収材を、表４に示す割合で実施例１３と同組成の錫−リン酸系ガラスフリットと混合して封着用ガラス材料を作製した。次いで、封着用ガラス材料を実施例１３と同様にビヒクルと混合して調製した封着材料ペーストを用いて、実施例１３と同様にして第２のガラス基板上に封着材料層を形成した。封着用ガラス材料内の低膨張充填材およびレーザ吸収材の表面積、封着材料層の熱膨張係数α１、ガラス基板との熱膨張係数の差（α１−α２）、封着材料層の膜厚は表４に示す通りである。【００８１】
次に、封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域（ＯＥＬ素子を形成した領域）を有する第１のガラス基板とを積層した。第１および第２のガラス基板は実施例１３と同様に無アルカリガラスからなるものである。次いで、第２のガラス基板を通して封着材料層に、波長９４０ｎｍ、スポット径１．６ｍｍのレーザ光（半導体レーザ）を１０ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、封着材料層を溶融並びに急冷固化することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。レーザ光の出力は表４に示す値を適用した。レーザ加工温度は表４に示す通りである。このようにして、素子領域をガラスパネルで封止した電子デバイスを後述する特性評価に供した。【００８２】
（比較例３）
表５に示す粒子形状を有するリン酸ジルコニウム粉末およびレーザ吸収材を、表５に示す割合で実施例１３と同組成の錫−リン酸系ガラスフリットと混合して封着用ガラス材料を作製した。次いで、封着用ガラス材料を実施例１３と同様にビヒクルと混合して調製した封着材料ペーストを用いて、実施例１３と同様にして第２のガラス基板上に封着材料層を形成した。封着用ガラス材料内の低膨張充填材およびレーザ吸収材の表面積、封着材料層の熱膨張係数α１、ガラス基板との熱膨張係数の差（α１−α２）、封着材料層の膜厚は表５に示す通りである。比較例３は封着材料層とガラス基板との熱膨張係数の差（α１−α２）が１５×１０−７／℃未満となるように、封着用ガラス材料に比較的多量の低膨張充填材（リン酸ジルコニウム粉末）を添加したものである。【００８３】
次に、封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域（ＯＥＬ素子を形成した領域）を有する第１のガラス基板とを積層した。第１および第２のガラス基板は実施例１３と同様に無アルカリガラスからなるものである。次いで、第２のガラス基板を通して封着材料層に、波長９４０ｎｍ、スポット径１．６ｍｍのレーザ光（半導体レーザ）を１０ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、封着材料層を溶融並びに急冷固化することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。レーザ光の出力は低膨張充填材の含有量に応じて表５に示す値を適用した。レーザ加工温度は表５に示す通りである。このようにして作製した電子デバイスを後述する特性評価に供した。【００８４】
（比較例４）
表５に示す粒子形状を有するレーザ吸収材を、表５に示す割合で実施例１３と同組成の錫−リン酸系ガラスフリットと混合して封着用ガラス材料を作製した。ここでは低膨張充填材を使用していない。次いで、封着用ガラス材料を実施例１３と同様にビヒクルと混合して調製した封着材料ペーストを用いて、実施例１３と同様にして第２のガラス基板上に封着材料層を形成した。封着材料層の熱膨張係数α１は１１３×１０−７／℃であり、ガラス基板の熱膨張係数α２（３８×１０−７／℃）との差（α１−α２）は７５×１０−７／℃である。封着用ガラス材料内のレーザ吸収材の表面積、封着材料層の膜厚は表５に示す通りである。【００８５】
次に、封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域（ＯＥＬ素子を形成した領域）を有する第１のガラス基板とを積層した。第１および第２のガラス基板は実施例１３と同様に無アルカリガラスからなるものである。次いで、第２のガラス基板を通して封着材料層に、波長９４０ｎｍ、スポット径１．６ｍｍのレーザ光（半導体レーザ）を１０ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、封着材料層を溶融並びに急冷固化することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。レーザ光の出力は表５に示す値を適用した。レーザ加工温度は表５に示す通りである。このようにして、素子領域をガラスパネルで封止した電子デバイスを後述する特性評価に供した。【００８６】
（比較例５）
表５に示す粒子形状を有するリン酸ジルコニウム粉末およびレーザ吸収材を、表５に示す割合で実施例１３と同組成の錫−リン酸系ガラスフリットと混合して封着用ガラス材料を作製した。リン酸ジルコニウム粉末およびレーザ吸収材は膜厚３８μｍ用に調整したものである。次いで、封着用ガラス材料を実施例１３と同様にビヒクルと混合して調製した封着材料ペーストを用いて、実施例１３と同様にして第２のガラス基板上に膜厚が３８μｍの封着材料層を形成した。【００８７】
次に、封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域（ＯＥＬ素子を形成した領域）を有する第１のガラス基板とを積層した。第１および第２のガラス基板は実施例１３と同様に無アルカリガラスからなるものである。次いで、第２のガラス基板を通して封着材料層に、波長９４０ｎｍ、スポット径１．６ｍｍのレーザ光（半導体レーザ）を１０ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、封着材料層を溶融並びに急冷固化することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。レーザ光の出力は表５に示す値を適用した。レーザ加工温度は表５に示す通りである。このようにして作製した電子デバイスを後述する特性評価に供した。【００８８】
次に、実施例１〜１７および比較例１〜５のガラスパネルの外観について、レーザ光の照射終了時点における封着層の剥がれ、ガラス基板や封着層のクラックを評価した。外観は光学顕微鏡で観察して評価した。各ガラスパネルの気密性を、ヘリウムリークテストを適用して評価した。さらに、各例の封着層の厚さを以下のようにして測定した。また、各例の条件で封着したときのガラス基板の歪みを以下のようにして測定した。これらの測定・評価結果をガラスパネルの製造条件と併せて表１ないし表５に示す。【００８９】
封着層の厚さは以下のようにして測定した。封着層でシールした各例のガラスパネルをダイシングマシンにより切り出し、断面を走査型電子顕微鏡で観察することによって、封着層の厚さを測定した。【００９０】
ガラス基板の歪み測定は以下のようにして実施した。まず、断面を鏡面研磨した無アルカリガラス基板（１０×６０×０．７ｍｍｔ）上に、各例による封着材料ペーストをスクリーン印刷法で塗布した後、バッチ式乾燥炉で１２０℃×１０分の条件で乾燥させた。次いで、焼成炉にて各ペーストに最適な焼成条件で焼成することによって、線幅１ｍｍ、長さ３０ｍｍ、厚さ７μｍ（比較例５については厚さ３８μｍ）の封着材料層を形成した。このような封着材料層付きガラス基板をもう一枚の無アルカリガラス基板と積層した後、加重５００ｇの条件下で波長９４０ｎｍ、スポット径１．６ｍｍのレーザ光を１０ｍｍ／ｓの走査速度で照射して接着した。レーザ光の出力は各例に応じて調整した。【００９１】
このようにして、接着前の封着材料層の面積Ｓ１に対する封着材料層の接着面積（封着材料層の溶融固化層がガラス基板に接着された面積）Ｓ２の比（Ｓ２／Ｓ１）が９０〜９５％のサンプルを作製した。各サンプルのガラス基板の歪み量を測定した。歪み量の測定は、複屈折イメージングシステムを用いて断面から各サンプルを観察し、ガラス基板に入っている歪み（リタデーション：ｎｍ）を測定した。【００９２】
【表１】
0005418594.tif 000002
【００９３】
【表２】
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【００９４】
【表３】
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【００９５】
【表４】
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【００９６】
【表５】
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【００９７】
表１ないし表５から明らかなように、実施例１〜１７によるガラスパネルはいずれも外観や気密性に優れ、さらにガラス基板の歪み量も少ないことが分かる。ガラス基板の歪み量について、封着材料層の膜厚が１５μｍ以下と薄い実施例３〜６の歪み量は、封着材料層の膜厚を３８μｍと厚くし、レーザ加工温度を低下させた比較例５のガラスパネルの歪み量より低くなっていることから、良好な状態で封着されていることが確認された。一方、低膨張充填材の含有量を多くし、それに応じてレーザ加工温度を高くした比較例１〜３では、レーザ封着工程でガラス基板に生じる残留応力が大きいことから、ガラス基板や封着層にクラックが生じることが確認された。また、充填材量を極端に少なくした比較例４でも、ガラス基板や封着層にクラックが生じることが確認された。【００９８】
（実施例１８）
実施例４と同一の封着用ガラス材料を含有する封着材料ペーストを使用し、実施例４と同様にして無アルカリガラスからなる第２のガラス基板（熱膨張係数α２２：３８×１０−７／℃）上に封着材料層を形成した（封着材料層の熱膨張係数α１：７３×１０−７／℃）。封着材料層と第２のガラス基板との熱膨張差は３５×１０−７／℃である。次に、ソーダライムガラスからなる第１のガラス基板（熱膨張係数α２１：８３×１０−７／℃）を用意し、これを上記した第２のガラス基板と積層した。第１のガラス基板と封着材料層との熱膨張差は１０×１０−７／℃である。この後、実施例４と同一条件でレーザ光を照射して、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。このようにして得たガラスパネルの外観と気密性を、前述した方法にしたがって評価した。その結果を表６に示す。【００９９】
（実施例１９）
実施例４と同一の封着用ガラス材料を含有する封着材料ペーストを使用し、ソーダライムガラスからなる第２のガラス基板（熱膨張係数α２２：８３×１０−７／℃）を用いる以外は実施例４と同様にして封着材料層を形成した（封着材料層の熱膨張係数α１：７３×１０−７／℃）。封着材料層と第２のガラス基板との熱膨張差は１０×１０−７／℃である。次に、無アルカリガラスからなる第１のガラス基板（熱膨張係数α２１：３８×１０−７／℃）を用意し、これを上記した第２のガラス基板と積層した。第１のガラス基板と封着材料層との熱膨張差は３５×１０−７／℃である。この後、実施例４と同一条件でレーザ光を照射して、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。このようにして得たガラスパネルの外観と気密性を、前述した方法にしたがって評価した。その結果を表６に示す。【０１００】
（実施例２０）
実施例４と同一の封着用ガラス材料を含有する封着材料ペーストを使用し、実施例４と同様にして無アルカリガラスからなる第２のガラス基板（熱膨張係数α２２：３８×１０−７／℃）上に封着材料層を形成した（封着材料層の熱膨張係数α１：７３×１０−７／℃）。封着材料層と第２のガラス基板との熱膨張差は３５×１０−７／℃である。次に、第１のガラス基板としてソーダライムガラス基板・ＰＤ２００（商品名、旭硝子社製（熱膨張係数α２１：８３×１０−７／℃））を用意し、これを上記した第２のガラス基板と積層した。第１のガラス基板と封着材料層との熱膨張差は１０×１０−７／℃である。この後、実施例４と同一条件でレーザ光を照射して、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。このようにして得たガラスパネルの外観と気密性を、前述した方法にしたがって評価した。その結果を表６に示す。【０１０１】
（実施例２１）
実施例４と同一の封着用ガラス材料を含有する封着材料ペーストを使用し、第２のガラス基板としてソーダライムガラス基板・ＰＤ２００（商品名、旭硝子社製（熱膨張係数α２２：８３×１０−７／℃））を用いる以外は実施例４と同様にして封着材料層を形成した（封着材料層の熱膨張係数α１：７３×１０−７／℃）。封着材料層と第２のガラス基板との熱膨張差は１０×１０−７／℃である。次に、無アルカリガラスからなる第１のガラス基板（熱膨張係数α２１：３８×１０−７／℃）を用意し、これを上記した第２のガラス基板と積層した。第１のガラス基板と封着材料層との熱膨張差は３５×１０−７／℃である。この後、実施例４と同一条件でレーザ光を照射して、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。このようにして得たガラスパネルの外観と気密性を、前述した方法にしたがって評価した。その結果を表６に示す。【０１０２】
【表６】
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【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の封着材料層付きガラス部材は、対向配置された２枚のガラス基板の間に表示素子や太陽電池素子が封止されている構造を有する平板型ディスプレイ装置や太陽電池パネルを製造するために用いられるガラス基板として有用である。また本発明の電子デバイスは、上記構造を有する平板型ディスプレイ装置や太陽電池パネルである。
なお、２００９年６月３０日に出願された日本特許出願２００９−１５４９５４号および２０１０年１月２７日に出願された日本特許出願２０１０−０１５１４３号の、明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
【符号の説明】
【０１０４】
１…電子デバイス、２…第１のガラス基板、２ａ…表面、３…第２のガラス基板、３ａ…表面、４…電子素子部、５…素子領域、６…第１の封止領域、７…第２の封止領域、８…封着層、９…封着材料層、１０…レーザ光。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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