(57)【要約】  レーザ封着時におけるガラス基板や封着材料層のクラック、割れ、剥離等を抑制することによって、ガラスパネルのレーザ封着性やその信頼性を高める。  レーザ吸収材を含まない第１の封着材料用ペーストとレーザ吸収材を含む第２の封着材料用ペーストとを、この順でガラス基板２の封止領域２ａに塗布する。第１の封着材料用ペーストの塗布層１１と第２の封着材料用ペーストの塗布層１２との積層膜を焼成し、第１の封着用ガラス材料層４と第２の封着用ガラス材料層５との積層構造を有する封着材料層３を形成する。このような封着材料層３を有する第２のガラス基板２を、素子形成領域を有するガラス基板と積層した後、第２のガラス基板２を通して第１の封着用ガラス材料層４側から封着材料層３にレーザ光を照射して封着する。
2010055888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
封止領域を有するガラス基板を用意する工程と、
レーザ吸収材を含まない第１の封着用ガラス材料を含有する第１の封着材料用ペーストとレーザ吸収材を含む第２の封着用ガラス材料を含有する第２の封着材料用ペーストとを、この順で前記ガラス基板の前記封止領域に塗布する工程と、
前記第１の封着材料用ペーストの塗布層と前記第２の封着材料用ペーストの塗布層との積層膜を焼成し、前記封止領域上に前記第１の封着用ガラス材料層と前記第２の封着用ガラス材料層との積層構造を有する封着材料層を形成する工程と
を有することを特徴とする封着材料層付きガラス部材の製造方法。
【請求項２】
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り、かつ前記第２の封着用ガラス材料は前記レーザ吸収材を０．１〜１０質量％の範囲で含む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の製造方法。
【請求項３】
前記第１および第２の封着用ガラス材料は、その主成分として錫−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を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の封着材料層付きガラス部材の製造方法。
【請求項４】
前記第１および第２の封着用ガラス材料は低膨張充填材を３〜５０質量％の範囲で含む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の製造方法。
【請求項５】
前記第１の封着材料用ペーストの塗布層と前記第２の封着材料用ペーストの塗布層との界面を介して前記レーザ吸収材を拡散させ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の製造方法。
【請求項６】
表面を荒らした前記第１の封着材料用ペーストの塗布層上に前記第２の封着材料用ペーストを塗布することを特徴とする請求項５記載の封着材料層付きガラス部材の製造方法。
【請求項７】
前記ガラス基板はソーダライムガラスまたは無アルカリ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項に記載の封着層付きガラス部材の製造方法。
【請求項８】
電子素子を備える素子形成領域と、
前記素子形成領域の外周側に設けられた第１の封止領域とを有する第１のガラス基板を用意する工程と、
前記第１のガラス基板の第１の封止領域に対応する第２の封止領域を有する第２のガラス基板を用意する工程と、
レーザ吸収材を含まない第１の封着用ガラス材料を含有する第１の封着材料用ペーストとレーザ吸収材を含む第２の封着用ガラス材料を含有する第２の封着材料用ペーストとを、この順で前記第２のガラス基板の前記第２の封止領域に塗布する工程と、
前記第１の封着材料用ペーストの塗布層と前記第２の封着材料用ペーストの塗布層との積層膜を焼成し、前記第２の封止領域上に前記第１の封着用ガラス材料層と前記第２の封着用ガラス材料層との積層構造を有する封着材料層を形成する工程と、
前記素子形成領域上に間隙を形成しつつ、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２のガラス基板を通して前記第１の封着用ガラス材料層側から前記封着材料層にレーザ光を照射し、少なくとも前記第２の封着用ガラス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を封止する封着層を形成する工程と
を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記第１の封着材料用ペーストの塗布層と前記第２の封着材料用ペーストの塗布層との界面を介して前記レーザ吸収材を拡散させることを特徴とする請求項８記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記電子素子は有機ＥＬ素子または太陽電池素子であることを特徴とする請求項８または請求項９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の製造方法と電子デバイス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）は、発光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発光素子を封止した構造を有している（特許文献１参照）。さらに、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としては、封着樹脂や封着ガラスが用いられている。有機ＥＬ（ＯＥＬ）素子等は水分により劣化しやすいことから、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、通常の加熱炉を用いて焼成した場合にはＯＥＬ素子等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用ガラス材料層を配置し、これにレーザ光を照射して封着用ガラス材料層を加熱、溶融させて封着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、封着時にガラス基板にクラックや割れ等が生じやすいという難点を有する。レーザ封着を適用する場合、まず封止用ガラス基板の封止領域にレーザ吸収材を含む封着用ガラス材料を焼き付けて封着用ガラス材料層を形成する。次に、封止用ガラス基板と素子用ガラス基板とを封着用ガラス材料層を介して積層した後、封止用ガラス基板側からレーザ光を照射して、封着用ガラス材料層全体を加熱、溶融させてガラス基板間を封止する。【０００５】
封着用ガラス材料層内にはレーザ吸収材が均一に分散されているため、レーザ光を照射した際に封止用ガラス基板と封着用ガラス材料層との界面近傍に存在するレーザ吸収材がレーザ光を集中的に吸収し、界面近傍部分が局所的に発熱する。このような局所的な発熱に基づいてガラス基板にクラックや割れ等が生じてしまう。ガラスパネルを構成するガラス基板には無アルカリガラスやソーダライムガラスが用いられているが、特にソーダライムガラスは熱膨張係数が大きいため、レーザ封着時にクラックや割れ等が生じやすい。【０００６】
特許文献３には封着層の厚さを厚くするために、封止用ガラス基板上にレーザ吸収材を含まない透明な第１の封着用ガラス材料層とレーザ吸収材を含む不透明な第２の封着用ガラス材料層とを順に形成することが記載されている。ここでは焼成工程を経て第１の封着用ガラス材料層を形成した後、その上に別の焼成工程を経て第２の封着用ガラス材料層を形成している。この場合、レーザ照射時にレーザ吸収材を含まない第１の封着用ガラス材料層とレーザ吸収材を含む第２の封着用ガラス材料層との界面近傍部分が局所的に発熱しやすい。このため、２層の封着用ガラス材料層間の界面が剥離したり、また界面近傍部分にクラックや割れ等が生じて封着信頼性を低下させるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００６−５２４４１９号公報
【特許文献２】特開２００８−１１５０５７号公報
【特許文献３】特開２００７−２００８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、レーザ封着時におけるガラス基板や封着用ガラス材料層のクラック、割れ、剥離等を抑制することによって、封着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の製造方法と電子デバイス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】
【０００９】
本発明の一態様に係る封着材料層付きガラス部材の製造方法は、封止領域を有するガラス基板を用意する工程と、レーザ吸収材を含まない第１の封着用ガラス材料を含有する第１の封着材料用ペーストとレーザ吸収材を含む第２の封着用ガラス材料を含有する第２の封着材料用ペーストとを、この順で前記ガラス基板の封止領域に塗布する工程と、前記第１の封着材料用ペーストの塗布層と前記第２の封着材料用ペーストの塗布層との積層膜を焼成し、前記封止領域上に前記第１の封着用ガラス材料層と前記第２の封着用ガラス材料層との積層構造を有する封着材料層を形成する工程とを具備することを特徴としている。【００１０】
本発明の他の態様に係る電子デバイスの製造方法は、電子素子を備える素子形成領域と、前記素子形成領域の外周側に設けられた第１の封止領域とを有する第１のガラス基板を用意する工程と、前記第１のガラス基板の第１の封止領域に対応する第２の封止領域を有する第２のガラス基板を用意する工程と、レーザ吸収材を含まない第１の封着用ガラス材料を含有する第１の封着材料用ペーストとレーザ吸収材を含む第２の封着用ガラス材料を含有する第２の封着材料用ペーストとを、この順で前記第２のガラス基板の前記第２の封止領域に塗布する工程と、前記第１の封着材料用ペーストの塗布層と前記第２の封着材料用ペーストの塗布層との積層膜を焼成し、前記第２の封止領域上に前記第１の封着用ガラス材料層と前記第２の封着用ガラス材料層との積層構造を有する封着材料層を形成する工程と、前記素子形成領域上に間隙を形成しつつ、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２のガラス基板を通して前記第１の封着用ガラス材料層側から前記封着材料層にレーザ光を照射し、少なくとも前記第２の封着用ガラス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を封止する封着層を形成する工程とを具備す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の製造方法および電子デバイスの製造方法によれば、第１の封着用ガラス材料層と第２の封着用ガラス材料層との界面構造が改善されているため、レーザ照射時における界面近傍の局所的な発熱が抑制される。これによって、２枚のガラス基板間をレーザ封着する際のガラス基板や封着用ガラス材料層のクラック、割れ、剥離等を抑制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製造工程を示す断面図である。
【図２】図１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３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】図１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５】図４のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図６】図１に示す電子デバイスの製造工程における第２のガラス基板への封着材料層の形成過程を示す断面図である。
【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ないし図６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である。ここで、本発明の実施形態の製造方法を適用する電子デバイスとしては、ＯＥＬＤ、ＰＤＰ、ＬＣＤ等のＦＰＤ、ＯＥＬ素子等の発光素子を使用した照明装置、あるいは色素増感型太陽電池のような封止型の太陽電池が挙げられる。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とを用意する。第１のガラス基板１は図２および図３に示すように、電子素子を有する素子形成領域１ａを有している。素子形成領域１ａには電子デバイスに応じた電子素子、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、また太陽電池であれば色素増感型光電変換部等が形成されている。ＯＥＬ素子等の発光素子や色素増感型光電変換部等の太陽電池素子は各種公知の構造を備えている。
【００１５】
第１のガラス基板１は素子形成領域１ａの外周側に設けられた第１の封止領域１ｂを有している。第１の封止領域１ｂは素子形成領域１ａを囲うように設定されている。一方、第２のガラス基板２は図４および図５に示すように第２の封止領域２ａを有している。第２の封止領域２ａは第１の封止領域１ｂに対応するものである。すなわち、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とを対向配置した際に、第１の封止領域１ｂと第２の封止領域２ａとは対面するように設定されており、後述するように封着層の形成領域（第２のガラス基板２については封着材料層の形成領域）となるものである。
【００１６】
第１および第２のガラス基板１、２は、例えば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８５〜９０×１０-７／℃程度の熱膨張係数を有している。
【００１７】
第２のガラス基板２の封止領域２ａには、図４および図５に示すように二層構造の封着材料層３が形成されている。封着材料層３はレーザ吸収材を含まない第１の封着用ガラス材料層４とレーザ吸収材を含む第２の封着用ガラス材料層５との積層構造を有している。第２の封止領域２ａ上にはレーザ吸収材を含まない第１の封着用ガラス材料層４が形成されており、その上にレーザ吸収材を含む第２の封着用ガラス材料層５が形成されている。
【００１８】
封着材料層３に対するレーザ光の照射は、後に詳述するように第２のガラス基板２を介して実施される。第２のガラス基板２を介して封着材料層３にレーザ光を照射すると、第２のガラス基板２と界面を形成している第１の封着用ガラス材料層４はレーザ吸収材を含んでいないため、レーザ光はそこを透過して第１のガラス基板１側に配置される第２の封着用ガラス材料層５に達する。第２の封着用ガラス材料層５はレーザ吸収材を含んでいるため、レーザ光は第２の封着用ガラス材料層５で吸収されて発熱する。
【００１９】
レーザ光は第２の封着用ガラス材料層５で選択的に吸収されるため、第１のガラス基板１側に配置される第２の封着用ガラス材料層５を選択的に加熱して溶融させることができる。従って、第１のガラス基板１と封着材料層３との界面近傍部分が局所的に加熱されて発熱することがないため、ガラス基板２のクラックや割れ等を抑制することができる。第１の封着用ガラス材料層４は第２のガラス基板２に固着されているため、少なくとも第２の封着用ガラス材料層５を溶融させることによって、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２との間を良好に封着することが可能となる。
【００２０】
封着材料層３の厚さは第１のガラス基板１と第２のガラス基板２との要求間隙に応じて適宜に設定される。この実施形態の製造工程は、特に封着材料層３の厚さを１０μｍ以上とする必要がある場合に有効である。このような厚さを有する封着材料層３にレーザ光を照射して封着する場合においても、レーザ吸収材を含まない第１の封着用ガラス材料層４とレーザ吸収材を含む第２の封着用ガラス材料層５との積層構造を有する封着材料層３を適用することによって、良好な気密封止性を得た上で、ガラス基板１、２のクラックや割れ、封着層の剥離や割れ等による不良発生を抑制することができる。
【００２１】
第１の封着用ガラス材料は主成分としての封着ガラスに低膨張充填材等を配合したものである。第２の封着用ガラス材料は主成分としての封着ガラスに低膨張充填材等と共にレーザ吸収材を配合したものである。第１および第２の封着用ガラス材料の主成分としての封着ガラス（ガラスフリット）には、例えば錫−リン酸系ガラス、ビスマス系ガラス、バナジウム系ガラス、鉛系ガラス等の低融点ガラスが用いられる。これらのうち、ガラス基板１、２に対する封着性（接合性）やその信頼性（接合信頼性や密閉性）、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質量％のＳｎＯ、０．５〜５質量％のＳｎＯ２および２０〜４０質量％のＰ２Ｏ５（合計量を１００質量％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質量％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質量％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質量％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質量％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質量％未満であるとガラス化せず、その含有量が４０質量％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】
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。
【００２５】
ビスマス系ガラス（ガラスフリット）は、７０〜９０質量％のＢｉ２Ｏ３、１〜２０質量％のＺｎＯおよび２〜１２質量％のＢ２Ｏ３（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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、Ｎｂ２Ｏ３、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。
【００２８】
第１および第２の封着用ガラス材料は低膨張充填材を含むことが好ましい。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、ＡＺｒ２（ＰＯ４）３（ＡはＮａ、ＫおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）、ＮｂＺｒ２（ＰＯ４）３、Ｚｒ２（ＷＯ３）（ＰＯ４）２、これらの複合化合物が挙げられる。ここで、低膨張充填材とは封着用ガラス材料の主成分である封着ガラスより低い熱膨張係数を有するものであり、封着用ガラス材料の熱膨張係数を低下させるものである。
【００２９】
低膨張充填材の含有量は、封着ガラスの熱膨張係数がガラス基板１、２の熱膨張係数に近づくように適宜に設定される。低膨張充填材は封着ガラスやガラス基板１、２の熱膨張係数にもよるが、封着用ガラス材料に対して３〜５０質量％の範囲で含有させることが好ましい。ガラス基板１、２を無アルカリガラス（熱膨張係数：３５〜４０×１０-７／℃）で形成する場合には、比較的多量（例えば３０〜５０質量％の範囲）の低膨張充填材を添加することが好ましい。ガラス基板１、２をソーダライムガラス（熱膨張係数：８５〜９０×１０-７／℃）で形成する場合には、比較的少量（例えば３〜４０質量％の範囲）の低膨張充填材を添加することが好ましい。
【００３０】
第２の封着用ガラス材料はレーザ吸収材を含んでいる。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。レーザ吸収材の含有量は封着用ガラス材料に対して０．１〜１０質量％の範囲とすることが好ましく、２〜６質量％の範囲とすることがより好ましい。レーザ吸収材の含有量が０．１質量％未満であると第２の封着用ガラス材料層５を十分に溶融させることができないおそれがある。レーザ吸収材の含有量が１０質量％を超えると第１の封着用ガラス材料層４との界面近傍で局所的に発熱するおそれがあり、また第２の封着用ガラス材料の溶融時の流動性が劣化して第１のガラス基板１との接着性が低下するおそれがある。
【００３１】
二層構造の封着材料層３は以下のようにして形成される。封着材料層３の形成工程について、図６を参照して説明する。図６は本発明の封着材料層付きガラス部材の実施形態を示すものである。まず、第１および第２の封着用ガラス材料をそれぞれビヒクルと混合して第１および第２の封着材料用ペーストを調製する。
【００３２】
ビヒクルとしては、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を、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に溶解したもの、あるいはメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリテート、２−ヒドロオキシエチルメタアクリレート等のアクリル系樹脂を、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に溶解したものが用いられる。
【００３３】
封着材料用ペーストの粘度は、ガラス基板２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。封着材料用ペーストには、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。封着材料用ペーストの調製には、攪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。
【００３４】
まず、図６（ａ）に示すように第２のガラス基板２の封止領域２ａに、レーザ吸収材を含まない第１の封着用ガラス材料を含有する第１の封着材料用ペーストを塗布し乾燥させて第１の塗布層１１を形成する。次いで、図６（ｂ）に示すように、焼成前の第１の塗布層１１上にレーザ吸収材を含む第２の封着用ガラス材料を含有する第２の封着材料用ペーストを塗布し乾燥させて第２の塗布層１２を形成する。このようにして、第１の塗布層１１と第２の塗布層１２との積層膜１３を形成する。第２の塗布層１２内にはレーザ吸収材を含む第２の封着用ガラス材料に基づいてレーザ吸収材１４が分散されている。
【００３５】
第１および第２の封着材料用ペーストは、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２ａ上に塗布したり、あるいはディスペンサ等を用いて第２の封止領域２ａに沿って塗布する。第１および第２の塗布層１１、１２は、例えば１２０℃以上の温度で５分以上乾燥させる。乾燥工程は塗布層１１、１２内の溶剤を除去するために実施するものである。塗布層１１、１２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成分を十分に除去できないおそれがある。
【００３６】
第１および第２の塗布層１１、１２の厚さは、封着材料層３の厚さに応じて適宜に設定することができる。ただし、第２の塗布層１２およびそれに基づく第２の封着用ガラス材料層５の厚さが薄すぎると、第１のガラス基板１に対する接合性が低下するおそれがあるため、第２の塗布層１２の厚さは５μｍ以上とすることが好ましい。第１の塗布層１１およびそれに基づく第１の封着用ガラス材料層４の厚さは、封着材料層３の厚さおよび第２の塗布層１２の厚さに基づいて適宜に設定される。第１および第２の塗布層１１、１２の厚さは、１０〜２００μｍが好ましく、２０〜８０μｍがより好ましい。
【００３７】
次に、図６（ｃ）に示すように、第１の塗布層１１と第２の塗布層１２との積層膜１３を焼成し、第１の封着用ガラス材料層４と第２の封着用ガラス材料層５との積層構造を有する封着材料層３を形成する。積層膜１３の焼成工程は、まず積層膜１３を封着用ガラス材料の主成分である封着ガラス（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１１、１２内のバインダ成分を除去した後、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２に焼き付ける。焼付けの条件は、使用する封着材料によるが、ビスマス系ガラスの場合、積層膜１３の焼成温度は、４２０〜５２０℃が好ましく、４５０〜４７０℃がより好ましい。錫−リン酸系ガラスの場合、積層膜１３の焼成温度は、４００〜５００℃が好ましく、４２０〜４４０℃がより好ましい。また、積層膜１３の焼成時間は、ビスマス系ガラス、錫−リン酸系ガラスいづれも、５〜６０分が好ましく、８〜１５分がより好ましい。
【００３８】
上述した塗布層１１、１２の形成工程（ペーストの塗布工程）および封着材料層３の形成工程（積層膜１３の焼成工程）において、積層膜１３の段階で第２の塗布層１２中のレーザ吸収材１４の一部が第１の塗布層１１側に沈降する。第１の塗布層１１と第２の塗布層１２との積層膜１３の焼成段階においても、第２の塗布層１２中に存在するレーザ吸収材１４が第１の塗布層１１に拡散する。従って、第１の塗布層１１と第２の塗布層１２との積層膜１３を焼成して形成した封着材料層３では、第２の封着用ガラス材料層５内のみならず、第１の封着用ガラス材料層４内にもレーザ吸収材１４が存在する。
【００３９】
第１の封着用ガラス材料層４内のレーザ吸収材１４は、第２の封着用ガラス材料層５からの拡散に基づくものであるため、第１の封着用ガラス材料層４と第２の封着用ガラス材料層５との界面付近に存在する。一方、第２の封着用ガラス材料層５内のレーザ吸収材１４の一部は界面を介して第１の封着用ガラス材料層４側に拡散するため、界面付近のレーザ吸収材１４の濃度が低下する。これらによって、レーザ吸収材１４に濃度勾配を持たせた積層構造（二層構造）の封着材料層３を得ることができる。封着材料層３の厚さは、６〜１２０μｍが好ましく、１５〜６５μｍがより好ましい。
【００４０】
ここで、レーザ吸収材を含まない封着材料用ペーストの塗布層を焼成した後に、レーザ吸収材を含む封着材料用ペーストの塗布、焼成を実施すると、積層界面を介してレーザ吸収材を拡散させることができず、レーザ吸収材を含まない封着用ガラス材料層（４）とレーザ吸収材を含む封着用ガラス材料層（５）とが分離した状態となる。このような場合には、レーザ光の照射時に積層界面付近が局部的に発熱するために界面剥離が生じたり、さらに二層間に生じる残留応力に基づいて剥離やクラックが発生しやすくなる。
【００４１】
この実施形態による封着材料層３の形成工程によれば、第１の封着用ガラス材料層４と第２の封着用ガラス材料層５との界面を介してレーザ吸収材１４に濃度勾配を持たせているため、封着材料層３へのレーザ光の照射時における界面近傍の局部的な発熱を防ぐことができる。これによって、二層間の熱応力が緩和されるため、界面からの剥離や界面近傍でのクラックの発生等を抑制することが可能となる。すなわち、レーザ光の照射時に封着材料層３を良好に溶融させ、かつ溶融後の急冷過程においても界面剥離やクラック等を生じさせることなく健全な封着層（封着材料層３の溶融・固化層）を得ることができる。
【００４２】
第１の封着用ガラス材料層４と第２の封着用ガラス材料層５との界面を介したレーザ吸収材１４の拡散を促進する上で、第２の塗布層１２は表面を荒らした第１の塗布層１１上に形成することが好ましい。表面を荒らした第１の塗布層１１上にレーザ吸収材１４を含む第２の封着材料用ペーストを塗布することによって、焼成後の第１の封着用ガラス材料層４と第２の封着用ガラス材料層５との界面付近におけるレーザ吸収材１４の分布を拡大することができ、これによって第１の封着用ガラス材料層４内のレーザ吸収材１４の濃度、また封着材料層３のレーザ吸収材１４の濃度勾配を増大させることが可能となる。
【００４３】
第１の塗布層１１の表面は、例えば第１の封着材料用ペーストに低沸点の溶剤を使用する、第１の封着材料用ペーストの溶剤量を減らす、第１の封着材料用ペーストを塗布する際のメッシュを粗くする、第１の封着材料用ペーストを塗布した後のレベリング処理（ペーストの塗布後に表面を平滑化する処理）の時間を短くする、第１の封着材料用ペーストの乾燥速度を上げる（例えば乾燥温度を上げたり、乾燥効率を高める）等の手法を適用することで粗くすることができる。第２の塗布層１２の表面粗さはＲａ（東京精密社製表面粗さ測定器（サーフコム）を使用）で０．２μｍ以上であることが好ましく、０．２４〜０．６０μｍであることがより好ましい。
【００４４】
さらに、ここでは封着材料用ペーストの塗布層を二層積層膜としたが、例えばレーザ吸収材１４の濃度を変えた三層以上の塗布層を有する積層膜としてもよい。この場合、レーザ吸収材を含まない第１の塗布層１１に向けてレーザ吸収材の濃度が低くなるようにレーザ吸収材の含有量を調整した複数の封着材料用ペーストを塗布し、レーザ吸収材を含む複数の塗布層（１２）を形成する。このような塗布構造を採用することによって、レーザ吸収材１４の濃度勾配をより増大させることができる。
【００４５】
上述した封着材料層３を有する第２のガラス基板２と、それとは別に作製した電子素子を備える素子形成領域１ａを有する第１のガラス基板１とを用いて、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を作製する。すなわち、図１（ｂ）に示すように、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とを、素子形成領域１ａを有する面と封着材料層３を有する面とが対向するように積層する。第１のガラス基板１の素子形成領域１ａ上には、封着材料層３の厚さに基づいて間隙が形成される。
【００４６】
次に、図１（ｃ）に示すように、第２のガラス基板２を通して封着材料層３にレーザ光１５を照射する。レーザ光１５は枠状の封着材料層３に沿って走査しながら照射される。レーザ光１５は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１５の出力は封着材料層３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３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１、２にクラックや割れ等が生じやすくなる。レーザ出力は５〜１００Ｗの範囲であることがより好ましい。
【００４７】
第２のガラス基板２と界面を形成している第１の封着用ガラス材料層４はレーザ吸収材を含んでいないため、レーザ光１５はレーザ吸収材を含む第２の封着用ガラス材料層５で選択的に吸収される。従って、第２の封着用ガラス材料層５が選択的に加熱されて溶融し、これが急冷されて第１のガラス基板１に接合される。第１の封着用ガラス材料層４は第２の封着用ガラス材料層５からの伝熱や輻射熱等で加熱される。このような加熱に基づいて第１の封着用ガラス材料層４の一部もしくは全部を溶融してもよいし、あるいは第２の封着用ガラス材料層５のみを溶融させてもよい。
【００４８】
そして、封着材料層３の全周にわたってレーザ光１５を照射することによって、図１（ｄ）に示すように第１のガラス基板１と第２のガラス基板２との間を封止する封着層１６を形成する。このようにして、素子形成領域１ａが形成された電子素子を第１のガラス基板１と第２のガラス基板２と封着層１６とで構成されたガラスパネルで気密封止した電子デバイス１７が作製される。内部を気密封止したガラスパネルは電子デバイス１７に限らず、電子部品の封止体（パッケージ）、あるいは真空ペア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。
【００４９】
この実施形態の電子デバイス１７の製造工程においては、レーザ吸収材を含まない第１の封着用ガラス材料層４とレーザ吸収材を含む第２の封着用ガラス材料層５とで封着材料層３を形成しているため、レーザ光１５の照射時に第１のガラス基板１と封着材料層３との界面近傍部分が局所的に加熱されて発熱することがない。さらに、第１の塗布層１１と第２の塗布層１２との積層膜１３を焼成することで、第１の封着用ガラス材料層４と第２の封着用ガラス材料層５との界面を介してレーザ吸収材１４に濃度勾配を持たせているため、レーザ光１５の照射時における封着材料層３内の局部的な発熱を防ぐことができる。
【００５０】
これらによって、第１のガラス基板１と封着材料層３との界面近傍部分における局所的な発熱に基づくガラス基板２のクラックや割れのみならず、封着材料層３内の局部的な発熱に基づく第１の封着用ガラス材料層４と第２の封着用ガラス材料層５との界面からの剥離、さらに封着用ガラス材料層４、５間の残留応力による剥離やクラック等を抑制することが可能となる。従って、レーザ光の照射時に封着材料層３を良好に溶融させ、かつ溶融後の急冷過程においてもクラックや界面剥離等を生じさせることなく健全な封着層１６を得ることができる。すなわち、第１および第２のガラス基板１、２間を気密状態で封止した電子デバイス１７を高歩留りで作製することが可能となる。
【実施例】
【００５１】
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。【００５２】
（実施例１）
まず、質量比でＳｎＯ６３．０％、ＳｎＯ２２．０％、Ｐ２Ｏ５２９．５％、ＺｎＯ５．０％、ＳｉＯ２０．５％の組成を有し、平均粒径が３μｍの錫−リン酸系ガラスフリット（軟化点：４０１℃）、低膨張充填材として平均粒径が３μｍのリン酸ジルコニウム（（ＺｒＯ）２Ｐ２Ｏ７）粉末、質量比でＦｅ２Ｏ３３５％、Ｃｒ２Ｏ３３５％、Ｃｏ２Ｏ３２０％、ＭｎＯ１０％の組成を有し、平均粒径が２μｍのレーザ吸収材を用意した。さらに、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％に溶解してビヒクルを作製した。【００５３】
錫−リン酸系ガラスフリット５３質量％とリン酸ジルコニウム粉末４７質量％とを混合した。混合物の熱膨張係数は４５×１０-７／℃である。ガラスフリットと低膨張充填材との混合物（第１の封着用ガラス材料）８０質量％をビヒクル２０質量％と混合して第１の封着材料用ペーストを調製した。次いで、ガラスフリットと低膨張充填材との混合物１００質量部に対してレーザ吸収材を４質量部の割合（封着用ガラス材料に対する割合は３．８質量％）で混合し、この混合物（第２の封着用ガラス材料）８０質量％をビヒクル２０質量％と混合して第２の封着材料用ペーストを調製した。【００５４】
次に、無アルカリガラス（熱膨張係数：３８×１０-７／℃）からなる第２のガラス基板（寸法：９０×９０×０．７ｍｍｔ）の外周領域に、レーザ吸収材を含まない第１の封着材料用ペーストをスクリーン印刷法で塗布（線幅：１ｍｍ）した。第１の塗布層を１分間放置してレベリング処理した後、１３０℃×５分の条件で乾燥した。なお、標準的なレベリング処理の時間（印刷痕が無くなるまでの時間）は５分程度である。【００５５】
乾燥後の第１の塗布層上にレーザ吸収材を含む第２の封着材料用ペーストをスクリーン印刷法で塗布した。第２の塗布層は１３０℃×５分の条件で乾燥した。第１の塗布層の乾燥後の膜厚は１７μｍ、第２の封着材料用ペーストを塗布した後の塗布層の乾燥後の膜厚（合計膜厚）は３５μｍである。これら塗布層の積層膜を４３０℃×１０分の条件で焼成することによって、膜厚が３１μｍの封着材料層を形成した。【００５６】
上述した封着材料層を有する第２のガラス基板と素子形成領域（ＯＥＬ素子を形成した領域）を有し、無アルカリガラス（熱膨張係数：３８×１０-７／℃）からなる第１のガラス基板とを積層した。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３０Ｗのレーザ光（半導体レーザ）を１０ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、少なくとも第２の封着用ガラス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。このようにして、素子形成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。【００５７】
（実施例２）
低膨張充填材として平均粒径が７μｍのリン酸ジルコニウム粉末を用いると共に、第２の封着用ガラス材料のガラスフリットと低膨張充填材との混合物１００質量部に対するレーザ吸収材の配合割合を２質量部（封着用ガラス材料に対する割合は１．９６質量％）とする以外は、実施例１と同様にして第１および第２の封着材料用ペーストを調製した。【００５８】
次に、実施例１と同様な第２のガラス基板の外周領域に第１の封着材料用ペーストをスクリーン印刷法で塗布した。第１の塗布層に５分間（標準時間）のレベリング処理を施した後、１５０℃×５分の条件で乾燥した。次いで、実施例１と同様にして第２の封着材料用ペーストの塗布、乾燥を行った後、４３０℃×１０分の条件で焼成して封着材料層を形成した。第１の塗布層の膜厚（乾燥後）は３４μｍ、第２の封着材料用ペーストの塗布後の合計膜厚（乾燥後）は７０μｍとした。これら塗布層の積層膜を焼成して形成した封着材料層の膜厚は６３μｍである。【００５９】
封着材料層を有する第２のガラス基板と素子形成領域（ＯＥＬ素子を形成した領域）を有し、無アルカリガラス（熱膨張係数：３８×１０-７／℃）からなる第１のガラス基板とを積層した。次いで、第２のガラス基板を通して封着材料層に、波長９４０ｎｍ、出力２５Ｗのレーザ光（半導体レーザ）を１０ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、少なくとも第２の封着用ガラス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。このようにして、素子形成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。【００６０】
（実施例３）
錫−リン酸系ガラスフリットの組成を、質量比でＳｎＯ６３．３％、ＳｎＯ２２．３％、Ｐ２Ｏ５３１．２％、ＺｎＯ３．０％、ＳｉＯ２０．２％とした以外は実施例１と同様にして第１および第２の封着材料用ペーストを調整した。なお、錫−リン酸系ガラスフリットとリン酸ジルコニウム粉末との混合物の熱膨張係数は４５×１０-７／℃である。【００６１】
次に、実施例１と同様な第２のガラス基板の外周領域に第１の封着材料用ペーストをスクリーン印刷法で塗布した。第１の塗布層に１分間（標準時間）のレベリング処理を施した後、１５０℃×５分の条件で乾燥した。次いで、実施例１と同様にして第２の封着材料用ペーストの塗布、乾燥を行った後、４３０℃×１０分の条件で焼成して封着材料層を形成した。第１の塗布層の膜厚（乾燥後）は１７μｍ、第２の封着材料用ペーストの塗布後の合計膜厚（乾燥後）は３５μｍとした。これら塗布層の積層膜を焼成して形成した封着材料層の膜厚は３１μｍである。【００６２】
封着材料層を有する第２のガラス基板と素子形成領域（ＯＥＬ素子を形成した領域）を有し、無アルカリガラス（熱膨張係数：３８×１０-７／℃）からなる第１のガラス基板とを積層した。次いで、第２のガラス基板を通して封着材料層に、波長９４０ｎｍ、出力２５Ｗのレーザ光（半導体レーザ）を１０ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、少なくとも第２の封着用ガラス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。このようにして、素子形成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。【００６３】
（実施例４）
質量比でＢｉ２Ｏ３８２．０％、Ｂ２Ｏ３６．５％、ＺｎＯ１１．０％、Ａｌ２Ｏ３０．５％の組成を有し、平均粒径が２μｍのビスマス系ガラスフリット（軟化点：４２０℃）、低膨張充填材として平均粒径が１μｍのコージェライト粉末、実施例１と同一の組成および平均粒径を有するレーザ吸収材を用意した。さらに、バインダ成分としてのエチルセルロース３質量％を、ターピネオール（４８．５％）とブチルカルビトールアセテート（５１．５％）との混合溶剤９７質量％に溶解してビヒクルを作製した。【００６４】
ビスマス系ガラスフリット９２質量％とコージェライト粉末８質量％とを混合した。混合物の熱膨張係数は８２×１０-７／℃である。ガラスフリットと低膨張充填材との混合物（第１の封着用ガラス材料）８４質量％をビヒクル１６質量％と混合して第１の封着材料用ペーストを調製した。次いで、ガラスフリットと低膨張充填材との混合物１００質量部に対してレーザ吸収材を３質量部の割合（封着用ガラス材料に対する割合は２．９質量％）で混合し、この混合物（第２の封着用ガラス材料）８４質量％をビヒクル１６質量％と混合して第２の封着材料用ペーストを調製した。【００６５】
次に、ソーダライムガラス（熱膨張係数：８７×１０-７／℃）からなる第２のガラス基板（寸法：１００×１００×０．５５ｍｍｔ）の外周領域に、レーザ吸収材を含まない第１の封着材料用ペーストをスクリーン印刷法で塗布した。第１の塗布層に１分間のレベリング処理を施した後、１３０℃×５分の条件で乾燥した。乾燥後の第１の塗布層上にレーザ吸収材を含む第２の封着材料用ペーストをスクリーン印刷法で塗布した。第２の塗布層は１３０℃×５分の条件で乾燥した。第１の塗布層の膜厚（乾燥後）は１３μｍ、第２の封着材料用ペーストの塗布後の合計膜厚（乾燥後）は２６μｍである。これら塗布層の積層膜を４６０℃×１０分の条件で焼成することによって、膜厚が２２μｍの封着材料層を形成した。【００６６】
封着材料層を有する第２のガラス基板と素子形成領域（ＯＥＬ素子を形成した領域）を有しソーダライムガラス（熱膨張係数：８７×１０-７／℃）からなる第１のガラス基板とを積層した。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３５Ｗのレーザ光（半導体レーザ）を２ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、少なくとも第２の封着用ガラス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。このようにして、素子形成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。【００６７】
（実施例５）
第２の封着用ガラス材料のガラスフリットと低膨張充填材との混合物１００質量部に対するレーザ吸収材の添加割合を６質量部（材料中の割合は５．７質量％）とする以外は、実施例４と同様にして第１および第２の封着材料用ペーストを調製した。実施例４と同様な第２のガラス基板の外周領域に、第１の封着材料用ペーストをスクリーン印刷法で塗布し、５分間のレベリング処理を施した後、１５０℃×５分の条件で乾燥した。次いで、実施例４と同様にして第２の封着材料用ペーストの塗布、乾燥を行った後、４６０℃×１０分の条件で焼成して封着材料層を形成した。第１の塗布層の膜厚（乾燥後）は１３μｍ、第２の封着材料用ペーストの塗布後の合計膜厚（乾燥後）は２７μｍとした。塗布層の積層膜を焼成して形成した封着材料層の膜厚は１９μｍである。【００６８】
封着材料層を有する第２のガラス基板と素子形成領域（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。次いで、第２のガラス基板を通して封着材料層に、波長９４０ｎｍ、出力５５Ｗのレーザ光（半導体レーザ）を５ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、少なくとも第２の封着用ガラス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。このようにして、素子形成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。【００６９】
（実施例６）
低膨張充填材として平均粒径が４μｍのコージェライト粉末を用いると共に、第２の封着用ガラス材料のガラスフリットと低膨張充填材との混合物１００質量部に対するレーザ吸収材の添加割合を６質量部（封着用ガラス材料に対する割合は５．７質量％）とする以外は、実施例４と同様にして第１および第２の封着材料用ペーストを調製した。これら封着材料用ペーストを実施例４と同様にして、第２のガラス基板の外周領域に順に塗布した後、４６０℃×１０分の条件で焼成して封着材料層を形成した。第１の塗布層の膜厚（乾燥後）は１３μｍ、第２の封着材料用ペーストの塗布後の合計膜厚（乾燥後）は２７μｍとした。塗布層の積層膜を焼成して形成した封着材料層の膜厚は１９μｍである。【００７０】
封着材料層を有する第２のガラス基板と素子形成領域（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。次いで、第２のガラス基板を通して封着材料層に、波長９４０ｎｍ、出力８０Ｗのレーザ光（半導体レーザ）を１０ｍｍ／ｓの走査速度で照射し、少なくとも第２の封着用ガラス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。このようにして、素子形成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。【００７１】
（比較例１）
実施例４における第１の封着材料用ペーストのみを、第２のガラス基板（ソーダライムガラス）の外周領域に塗布した後、４６０℃×１０分の条件で焼成して封着材料層を形成した。塗布層の乾燥後の膜厚は２７μｍとした。この塗布層を焼成して形成した封着材料層の膜厚は２１μｍである。次にソーダライムガラス（熱膨張係数：８７×１０-７／℃）からなる第１のガラス基板と第２のガラス基板とを積層した後、第２のガラス基板を通して封着材料層に波長９４０ｎｍ、出力５５Ｗのレーザ光を５ｍｍ／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処理した。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。【００７２】
（比較例２）
封着材料層に照射するレーザ光の出力を１００Ｗに変更する以外は、比較例１と同様にしてソーダライムガラス（熱膨張係数：８７×１０-７／℃）からなる第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着処理した。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。【００７３】
（比較例３）
実施例４における第２の封着材料用ペースト（ただし、ガラスフリットと低膨張充填材との混合物１００質量部に対するレーザ吸収材の添加割合は２質量部）のみを、第２のガラス基板（ソーダライムガラス）の外周領域に塗布した後、４６０℃×１０分の条件で焼成して封着材料層を形成した。塗布層の乾燥後の膜厚は２６μｍとした。この塗布層を焼成して形成した封着材料層の膜厚は１９μｍである。次に、ソーダライムガラス（熱膨張係数：８７×１０-７／℃）からなる第１のガラス基板と第２のガラス基板とを積層した後、第２のガラス基板を通して封着材料層に波長９４０ｎｍ、出力５５Ｗのレーザ光を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処理した。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。【００７４】
（比較例４）
封着材料層に照射するレーザ光の出力を１００Ｗに変更する以外は、比較例３と同様にして第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。このようにして作製した電子デバイスを後述する特性評価に供した。【００７５】
（比較例５）
まず、実施例４における第１の封着材料用ペーストを第２のガラス基板（ソーダライムガラス）の外周領域に塗布（塗布厚：１３μｍ）した後、４６０℃×１０分の条件で焼成した。次いで、実施例４における第２の封着材料用ペーストを第１の焼成層上に塗布（塗布厚：２６μｍ）した後、４６０℃×１０分の条件で焼成した。２回の焼成工程を経て形成した封着材料層の膜厚は２０μｍである。次に、ソーダライムガラス（熱膨張係数：８７×１０-７／℃）からなる第１のガラス基板と第２のガラス基板とを積層した後、第２のガラス基板を通して封着材料層に波長９４０ｎｍ、出力１２０Ｗのレーザ光を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。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】
上述した実施例１〜６のガラスパネルの製造工程において、第１の塗布層の表面粗さを測定したところ、表１に示すようにいずれもＲａで０．２μｍ以上の表面粗さを有していることが確認された。一方、比較例５のガラスパネルの製造工程において、第１の焼成層の表面粗さを測定したところ、表面粗さＲａは０．１２μｍであった。さらに、封着材料層内のレーザ吸収材の分布をＸ線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）で確認したところ、第２の封着用ガラス材料層のみならず第１の封着用ガラス材料層内にもレーザ吸収材が分布していることが確認された。封着材料層内のレーザ吸収材は積層界面を中心として総膜厚の６０％程度（界面から上下それぞれに３０％程度）の領域に濃度勾配が生じていることが確認された。一方、比較例５では第２の焼成層内にしかレーザ吸収材が分布していなかった。【００７７】
次に、実施例１〜６および比較例１〜５のガラスパネルの外観について、基板割れ、フリット泡、接合部（封着部）の状態を測定、評価した。外観は光学顕微鏡で観察して評価した。さらに、各ガラスパネルの気密性を測定した。気密性はヘリウムリークテストを適用して評価した。これらの評価結果を表１および表２に示す。表１および表２にガラスパネルの製造条件を併せて示す。【００７８】
【表１】
2010055888.tif 000003
【００７９】
【表２】
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【００８０】
表１から明らかなように、実施例１〜６によるガラスパネルはいずれも外観や気密性に優れている。これに対して、封着材料層を一層構造とした比較例１〜３のガラスパネルはガラス基板間を封着することができなかった。レーザ出力を上げた比較例４では、封着層がガラス基板に接合されたものの、第２のガラス基板との界面から剥離した。また、第２のガラス基板にクラックや割れ等が認められた。２回の焼成工程を経て封着材料層を形成した比較例５では、封着層内でクラックが発生して剥離した。
上記実施例では、ガラスフリットに錫−リン酸系ガラスとガラス基板に無アルカリガラスとの組み合わせ、およびガラスフリットにビスマス系ガラスとガラス基板にソーダライムガラスとの組み合わせのものを示した。しかし、錫−リン酸系ガラスとソーダライムガラスとの組み合わせや、ビスマス系ガラスと無アルカリガラスとの組み合わせのものでも、ガラス基板や封着用ガラス材料層のクラック、割れ、剥離等を抑制することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、封着材料層付きガラス部材、および有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイパネル、液晶表示装置等の平板型ディスプレイ装置または色素増感型太陽電池等の電子デバイスの製造に利用できる。
なお、２００８年１１月１４日に出願された日本特許出願２００８−２９１９６７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】
【００８２】
１…第１のガラス基板、１ａ…素子形成領域、１ｂ…第１の封止領域、２…第２のガラス基板、２ａ…第２の封止領域、３…封着材料層、４…第１の封着用ガラス材料層、５…第２の封着用ガラス材料層、１１…第１の塗布層、１２…第２の塗布層、１３…積層膜、１４…レーザ吸収材、１５…レーザ光、１６…封着層、１７…電子デバイス。
【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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【国際調査報告】
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