(57)【要約】  ガラス基板全体を加熱することができないような場合においても、封着材料層を良好に形成す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を提供する。  封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料を有機バインダと混合して調製した封着材料ペーストを、ガラス基板２の封止領域上に枠状に塗布する。枠状の封着材料ペーストの塗布層８に沿ってレーザ光９を照射し、塗布層８を選択的に加熱することによって、塗布層８内の有機バインダを除去しつつ、封着材料を焼成して封着材料層７を形成する。このような封着材料層７を用いて、２枚のガラス基板間を封止する。
2011010489.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、
封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料を有機バインダと混合して調製した封着材料ペーストを、前記ガラス基板の前記封止領域上に枠状に塗布する工程と、
前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿ってレーザ光を照射して加熱し、前記塗布層内の前記有機バインダを除去しつつ、前記封着材料を焼成して封着材料層を形成する工程とを具備し、
前記封着ガラスの軟化温度Ｔ（℃）に対して前記封着材料の加熱温度が（Ｔ＋２１３℃）以上で（Ｔ＋４８０℃）以下の範囲となるように、前記レーザ光を前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に照射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】
前記レーザ光を前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って走査しながら照射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の製造方法。
【請求項３】
前記レーザ光を０．１ｍｍ／秒以上で５ｍｍ／秒以下の範囲の走査速度で走査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の製造方法。
【請求項４】
前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に出力密度が２００〜９００Ｗ／ｃｍ２の範囲の前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項１乃至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】
前記レーザ光の照射開始時期及び照射終了時期における出力密度が、前記照射開始時期及び前記照射終了時期を除く前記レーザ光の前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿った走査照射時期における出力密度より高くなるように、前記レーザ光の出力密度を制御することを特徴とする請求項２又は３記載の封着材料層付きガラス部材の製造方法。
【請求項６】
前記照射開始時期及び前記照射終了時期における前記封着材料の加熱温度が（Ｔ＋３５０℃）以上で（Ｔ＋５５０℃）以下の範囲となると共に、前記走査照射時期における前記封着材料の加熱温度が（Ｔ＋２１３℃）以上で（Ｔ＋４８０℃）以下の範囲となるように、前記レーザ光を前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って照射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】
前記レーザ光として少なくとも一対のレーザ光を、前記枠状の封着材料ペーストの塗布層の照射開始位置に重なるように照射し、前記少なくとも一対のレーザ光のうちの少なくとも一方を前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って走査しながら照射した後、前記枠状の封着材料ペーストの塗布層の照射終了位置で２つの前記レーザ光を重ならせ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の製造方法。
【請求項８】
前記少なくとも一対のレーザ光のうちの少なくとも一方を０．１ｍｍ／秒以上で５ｍｍ／秒以下の範囲の走査速度で走査することを特徴とする請求項７記載の封着材料層付きガラス部材の製造方法。
【請求項９】
前記一対のレーザ光のうちの一方のレーザ光を前記照射開始位置に照射し続けると共に、他方のレーザ光を前記照射開始位置から前記照射開始位置と同一位置である前記照射終了位置まで前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って走査しながら照射することを特徴とする請求項７又は８記載の封着材料層付きガラス部材の製造方法。
【請求項１０】
前記一対のレーザ光をそれぞれ前記照射開始位置から逆方向に向けて前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って前記照射終了位置まで走査しながら照射し、前記照射終了位置で重ならせることを特徴とする請求項７又は８記載の封着材料層付きガラス部材の製造方法。
【請求項１１】
前記レーザ光として複数対のレーザ光を用意すると共に、前記枠状の封着材料ペーストの塗布層を前記レーザ光の対数に対応させて複数の領域に分割し、
前記複数の領域が隣接する部分にそれぞれ前記複数の領域内の前記照射開始位置と前記照射終了位置とを設定し、
前記複数対のレーザ光のうちのそれぞれ一方のレーザ光を前記照射開始位置に照射し続けると共に、それぞれ他方のレーザ光を各領域内の前記照射開始位置から前記照射終了位置まで前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って走査しながら照射し、前記照射終了位置で前記照射開始位置を照射している他の対のレーザ光と重ならせることを特徴とする請求項７又は８記載の封着材料層付きガラス部材の製造方法。
【請求項１２】
前記レーザ光として複数対のレーザ光を用意すると共に、前記枠状の封着材料ペーストの塗布層を前記レーザ光の対数に対応させて複数の領域に分割し、
前記複数の領域の中間部分にそれぞれ前記照射開始位置を設定すると共に、前記複数の領域が隣接する部分にそれぞれ前記照射終了位置を設定し、
前記複数対のレーザ光をそれぞれ前記複数の領域の前記照射開始位置に照射し、各対のレーザ光を前記照射開始位置から逆方向に向けて前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って照射し、前記照射終了位置で他の対のレーザ光と重ならせることを特徴とする請求項７又は８記載の封着材料層付きガラス部材の製造方法。
【請求項１３】
前記封着ガラスに対して剥離性を有するあて板を、前記枠状の封着材料ペーストの塗布層上に配置した後、前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項１乃至１２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１４】
前記封着材料層は２０μｍ以下の厚さを有することを特徴とする請求項１乃至１３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１５】
前記封着材料は、錫−リン酸系ガラス又はビスマス系ガラスからなる前記封着ガラスを含むことを特徴とする請求項１乃至１４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１６】
前記封着材料は、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＣｕから選ばれる少なくとも１種の金属又は前記金属を含む化合物からなる前記レーザ吸収材を０．１〜１０体積％の範囲で含むことを特徴とする請求項１乃至１５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１７】
前記封着材料は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、珪酸ジルコニウム、チタン酸アルミニウム、ムライト、コージェライト、ユークリプタイト、スポジュメン、リン酸ジルコニウム系化合物、石英固溶体、ソーダライムガラス、及び硼珪酸ガラスから選ばれる少なくとも１種からなる低膨張充填材を５〜５０体積％の範囲で含むことを特徴とする請求項１乃至１６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１８】
封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料を有機バインダと混合して調製した封着材料ペーストの枠状塗布層を有するガラス基板が載置される試料台と、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記ガラス基板の前記枠状塗布層に照射する光学系を有するレーザ照射ヘッドと、
前記試料台と前記レーザ照射ヘッドとの位置を相対的に移動させる移動機構と、
前記レーザ光を前記枠状塗布層に沿って走査しながら照射するように、前記移動機構を制御する走査制御部と、
前記レーザ照射ヘッドから前記枠状塗布層に照射されるレーザ光の照射開始時期及び照射終了時期における出力密度が、前記照射開始時期及び前記照射終了時期を除く前記レーザ光の前記枠状塗布層に沿った走査照射時期における出力密度より高くなるように、前記レーザ光の出力を制御する出力制御部と
を具備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装置。
【請求項１９】
前記出力制御部は、前記封着ガラスの軟化温度Ｔ（℃）に対して前記照射開始時期及び前記照射終了時期における前記封着材料の加熱温度が（Ｔ＋３５０℃）以上で（Ｔ＋５５０℃）以下の範囲となると共に、前記走査照射時期における前記封着材料の加熱温度が（Ｔ＋２１３℃）以上で（Ｔ＋４８０℃）以下の範囲となるように、前記レーザ光の出力を制御することを特徴とする請求項１８記載の封着材料層付きガラス部材の製造装置。
【請求項２０】
前記走査制御部は、前記レーザ光の走査速度が０．１ｍｍ／秒以上で５ｍｍ／秒以下の範囲となるように、前記移動機構を制御することを特徴とする請求項１８又は１９記載の封着材料層付きガラス部材の製造装置。
【請求項２１】
封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料を有機バインダと混合して調製した封着材料ペーストの枠状塗布層を有するガラス基板が載置される試料台と、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記ガラス基板の前記枠状塗布層に照射する光学系をそれぞれ有する少なくとも一対のレーザ照射ヘッドと、
前記少なくとも一対のレーザ照射ヘッドから前記枠状塗布層に照射される少なくとも一対のレーザ光の出力を制御する出力制御部と、
前記試料台と前記少なくとも一対のレーザ照射ヘッドとの個別位置を相対的に移動させる移動機構と、
前記少なくとも一対のレーザ光のうちの少なくとも一方を、前記少なくとも一対のレーザ光が重なる照射開始位置から照射終了位置まで、前記枠状塗布層に沿って走査しながら照射するように、前記移動機構を制御する走査制御部と
を具備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装置。
【請求項２２】
前記少なくとも一対のレーザ照射ヘッドは、前記照射開始位置を照射するように固定された第１のレーザ照射ヘッドと、走査可能とされた第２のレーザ照射ヘッドとを備え、
前記移動機構は、前記第２のレーザ照射ヘッドをＸ方向に移動させるＸステージと、前記試料台をＹ方向に移動させるＹステージとを備え、
前記走査制御部は、前記第２のレーザ照射ヘッドから照射される第２のレーザ光を、前記第１のレーザ照射ヘッドから照射される第１のレーザ光と重なる前記照射開始位置から前記照射開始位置と同一位置である前記照射終了位置まで、前記枠状塗布層に沿って走査しながら照射するように、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージを駆動させることを特徴とする請求項２１記載の封着材料層付きガラス部材の製造装置。
【請求項２３】
前記少なくとも一対のレーザ照射ヘッドは、前記照射開始位置を照射するように固定された第１のレーザ照射ヘッドと、走査可能とされた第２のレーザ照射ヘッドとを備え、
前記移動機構は、前記第２のレーザ照射ヘッドをＸ方向に移動させるＸステージと、前記ＸステージをＹ方向に移動させるＹステージとを備え、
前記走査制御部は、前記第２のレーザ照射ヘッドから照射される第２のレーザ光を、前記第１のレーザ照射ヘッドから照射される第１のレーザ光と重なる前記照射開始位置から前記照射開始位置と同一位置である前記照射終了位置まで、前記枠状塗布層に沿って走査しながら照射するように、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージを駆動させることを特徴とする請求項２１記載の封着材料層付きガラス部材の製造装置。
【請求項２４】
前記少なくとも一対のレーザ照射ヘッドは、第１のレーザ照射ヘッドと第２のレーザ照射ヘッドとを備え、
前記移動機構は、前記第１及び第２のレーザ照射ヘッドをＸ方向に移動させるＸステージと、前記試料台をＹ方向に移動させるＹステージとを備え、
前記走査制御部は、前記第１のレーザ照射ヘッドから照射される第１のレーザ光と前記第２のレーザ照射ヘッドから照射される第２のレーザ光とを、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光とが重なる前記照射開始位置から逆方向に向けて、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光とが重なる前記照射終了位置まで前記枠状塗布層に沿って走査しながら照射するように、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージを駆動させることを特徴とする請求項２１記載の封着材料層付きガラス部材の製造装置。
【請求項２５】
前記少なくとも一対のレーザ照射ヘッドは、第１のレーザ照射ヘッドと第２のレーザ照射ヘッドとを備え、
前記移動機構は、前記第１及び第２のレーザ照射ヘッドをＸ方向に移動させるＸステージと、前記ＸステージをＹ方向に移動させるＹステージとを備え、
前記走査制御部は、前記第１のレーザ照射ヘッドから照射される第１のレーザ光と前記第２のレーザ照射ヘッドから照射される第２のレーザ光とを、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光とが重なる前記照射開始位置から逆方向に向けて、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光とが重なる前記照射終了位置まで前記枠状塗布層に沿って走査しながら照射するように、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージを駆動させることを特徴とする請求項２１記載の封着材料層付きガラス部材の製造装置。
【請求項２６】
前記出力制御部は、前記少なくとも一対のレーザ光が重なる前記照射開始位置及び前記照射終了位置を含めて、前記封着ガラスの軟化温度Ｔ（℃）に対して前記封着材料の加熱温度が（Ｔ＋２１３℃）以上で（Ｔ＋４８０℃）以下の範囲となるように、前記レーザ光の出力を制御することを特徴とする請求項２１乃至２５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装置。
【請求項２７】
前記走査制御部は、前記少なくとも一対のレーザ光の走査速度がそれぞれ０．１ｍｍ／秒以上で５ｍｍ／秒以下の範囲となるように、前記移動機構を制御することを特徴とする請求項２１乃至２６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装置。
【請求項２８】
第１の封止領域が設けられた第１の表面を有する第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の封止領域が設けられた第２の表面を有する第２のガラス基板を用意する工程と、
封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料を有機バインダと混合して調製した封着材料ペーストを、前記第２のガラス基板の前記第２の封止領域上に枠状に塗布する工程と、
前記封着ガラスのガラス軟化温度Ｔ（℃）に対して前記封着材料の加熱温度が（Ｔ＋２１３℃）以上で（Ｔ＋４８０℃）以下の範囲となるように、前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って焼成用レーザ光を照射して加熱し、前記塗布層内の前記有機バインダを除去しつつ、前記封着材料を焼成して封着材料層を形成する工程と、
前記第１の表面と前記第２の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のガラス基板又は前記第２のガラス基板を通して前記封着材料層に封着用レーザ光を照射し、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
を具備することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項２９】
前記焼成用レーザ光を０．１ｍｍ／秒以上で５ｍｍ／秒以下の範囲の走査速度で走査しながら照射することを特徴とする請求項２８記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項３０】
前記焼成用レーザ光の照射開始時期及び照射終了時期における出力密度が、前記照射開始時期及び前記照射終了時期を除く前記焼成用レーザ光の前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿った走査照射時期における出力密度より高くなるように、前記焼成用レーザ光の出力密度を制御することを特徴とする請求項２８記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項３１】
前記焼成用レーザ光として少なくとも一対のレーザ光を、前記枠状の封着材料ペーストの塗布層の照射開始位置に重なるように照射し、前記少なくとも一対のレーザ光のうちの少なくとも一方を前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って走査しながら照射した後、前記枠状の封着材料ペーストの塗布層の照射終了位置で２つの前記レーザ光を重ならせることを特徴とする請求項２８記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項３２】
前記封着ガラスに対して剥離性を有するあて板を、前記枠状の封着材料ペーストの塗布層上に配置した後、前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って前記焼成用レーザ光を照射することを特徴とする請求項２８乃至３１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の製造方法及び製造装置、並びに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）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）。液晶表示装置（ＬＣＤ）も２枚のガラス基板で液晶を封止した構造を有している。また、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、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、封着ガラス（ガラスフリット）とレーザ吸収材とを含む封着材料層を配置し、これにレーザ光を照射して封着材料層を加熱、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】
レーザ封着を適用する場合には、まず封着材料をビヒクルと混合して封着材料ペーストを調製し、これを一方のガラス基板の封止領域に塗布した後、封着材料の焼成温度（封着ガラスの軟化温度以上の温度）まで昇温し、封着ガラスを溶融してガラス基板に焼き付けて封着材料層を形成する。また、封着材料の焼成温度への昇温過程で有機バインダを熱分解して除去する。次いで、封着材料層を有するガラス基板と他方のガラス基板とを封着材料層を介して積層した後、一方のガラス基板側からレーザ光を照射し、封着材料層を加熱、溶融させてガラス基板間に設けられた電子素子部を封止する。【０００５】
封着材料層の形成には、一般的に加熱炉が用いられている。特許文献３には、封着材料層の形成工程で有機バインダを除去する第１の昇温過程と、封着材料を焼き付ける第２の昇温過程とを実施することが記載されている。第１の昇温過程においては、ホットプレート、赤外線ヒータ、加熱用ランプ、レーザ光等を用いて、ガラス基板をその裏面側から加熱している。第２の昇温過程は通常の焼成工程と同様に、加熱炉内のヒータを用いてガラス基板全体を加熱している。特許文献３に記載された方法においても、封着材料の焼き付けは加熱炉を用いてガラス基板全体を加熱することにより実施されている。【０００６】
ところで、ＦＰＤ用のガラスパッケージにおいては、素子用ガラス基板のみならず、封止用ガラス基板にもカラーフィルタ等の有機樹脂膜を形成することが行われている。このような場合には、加熱炉を用いて基板全体を加熱すると有機樹脂膜が熱ダメージを受けるため、封止用ガラス基板への封着材料層の形成時においても、一般的な加熱炉を用いた焼成工程を適用することができない。また、色素増感型太陽電池では対向基板側にも素子膜等が形成されるため、焼成工程における素子膜等の熱劣化を抑制することが求められている。さらに、加熱炉を用いた焼成工程は通常長時間を要し、エネルギー消費量も多いことから、製造工数や製造コストの削減、また省エネの観点等からも改善が求められている。【０００７】
特許文献４には、低融点ガラス（封着ガラス）とバインダと溶剤とを混合したペーストからなる封着材料を一方のパネル基板に塗布した後、封着材料をレーザアニールすることが記載されている。ただし、封着材料を単にレーザアニールしただけでは、封着ガラスを均一に溶融させることができないおそれがある。すなわち、封着材料の塗布層の表面付近のみが溶融され、塗布層全体の封着ガラスの溶融を妨げるおそれがある。封着材料の塗布層の表面付近のみが溶融してガラス化すると、バインダの熱分解により生じるガスの外部への放出性が低下して、封着材料層に内部気泡や表面変形等の欠陥が生じやすくなる。このような封着材料層の欠陥はパネルの気密性や接合強度の低下要因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【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２００３−０６８１９９号公報
【特許文献４】特開２００２−３６６０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ガラス基板全体を加熱することができないような場合においても、良好な封着材料層を再現性よく形成す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及び製造装置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】
【００１０】
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は、封止領域を有するガラス基板を用意する工程と、封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料を有機バインダと混合して調製した封着材料ペーストを、前記ガラス基板の前記封止領域上に枠状に塗布する工程と、前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿ってレーザ光を照射して加熱し、前記塗布層内の前記有機バインダを除去しつつ、前記封着材料を焼成して封着材料層を形成する工程とを具備し、前記封着ガラスの軟化温度Ｔ（℃）に対して前記封着材料の加熱温度が（Ｔ＋２１３℃）以上で（Ｔ＋４８０℃）以下の範囲となるように、前記レーザ光を前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に照射することを特徴としている。【００１１】
本発明の第１の態様に係る封着材料層付きガラス部材の製造装置は、封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料を有機バインダと混合して調製した封着材料ペーストの枠状塗布層を有するガラス基板が載置される試料台と、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記ガラス基板の前記枠状塗布層に照射する光学系を有するレーザ照射ヘッドと、前記試料台と前記レーザ照射ヘッドとの位置を相対的に移動させる移動機構と、前記レーザ光を前記枠状塗布層に沿って走査しながら照射するように、前記移動機構を制御する走査制御部と、前記レーザ照射ヘッドから前記枠状塗布層に照射されるレーザ光の照射開始時期及び照射終了時期における出力密度が、前記照射開始時期及び前記照射終了時期を除く前記レーザ光の前記枠状塗布層に沿った走査照射時期における出力密度より高くなるように、前記レーザ光の出力を制御する出力制御部とを具備することを特徴としている。【００１２】
本発明の第２の態様に係る封着材料層付きガラス部材の製造装置は、封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料を有機バインダと混合して調製した封着材料ペーストの枠状塗布層を有するガラス基板が載置される試料台と、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記ガラス基板の前記枠状塗布層に照射する光学系をそれぞれ有する少なくとも一対のレーザ照射ヘッドと、前記少なくとも一対のレーザ照射ヘッドから前記枠状塗布層に照射される少なくとも一対のレーザ光の出力を制御する出力制御部と、前記試料台と前記少なくとも一対のレーザ照射ヘッドとの個別位置を相対的に移動させる移動機構と、前記少なくとも一対のレーザ光のうちの少なくとも一方を、前記少なくとも一対のレーザ光が重なる照射開始位置から照射終了位置まで、前記枠状塗布層に沿って走査しながら照射するように、前記移動機構を制御する走査制御部とを具備することを特徴としている。【００１３】
本発明の態様に係る電子デバイスの製造方法は、第１の封止領域が設けられた第１の表面を有する第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の封止領域が設けられた第２の表面を有する第２のガラス基板を用意する工程と、封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料を有機バインダと混合して調製した封着材料ペーストを、前記第２のガラス基板の前記第２の封止領域上に枠状に塗布する工程と、前記封着ガラスのガラス軟化温度Ｔ（℃）に対して前記封着材料の加熱温度が（Ｔ＋２１３℃）以上で（Ｔ＋４８０℃）以下の範囲となるように、前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って焼成用レーザ光を照射して加熱し、前記塗布層内の前記有機バインダを除去しつつ、前記封着材料を焼成して封着材料層を形成する工程と、前記第１の表面と前記第２の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のガラス基板又は前記第２のガラス基板を通して前記封着材料層に封着用レーザ光を照射し、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ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
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によれば、ガラス基板全体を加熱することができないような場合においても、良好な封着材料層を再現性よく形成することができる。従って、そのようなガラス基板を用いる場合においても、信頼性や封止性等に優れる電子デバイスを再現性よく製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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。
【図７】第１の実施形態による封着材料層付きガラス部材の製造装置を示す平面図である。
【図８】図７に示す封着材料層付きガラス部材の製造装置の正面図である。
【図９】第１の実施形態の封着材料層付きガラス部材の製造装置におけるレーザ光の出力密度の制御例を示す図である。
【図１０】第１の実施形態の封着材料層付きガラス部材の製造装置におけるレーザ光の出力の制御例を示す図である。
【図１１】第１の実施形態の封着材料層付きガラス部材の製造装置におけるレーザ光の他の走査例を示す図である。
【図１２】第２の実施形態による封着材料層付きガラス部材の製造装置を示す平面図である。
【図１３】図１２に示す封着材料層付きガラス部材の製造装置の正面図である。
【図１４】図１２に示す封着材料層付きガラス部材の製造装置の変形例を示す平面図である。
【図１５】図１４に示す封着材料層付きガラス部材の製造装置の正面図である。
【図１６】図１２に示す封着材料層付きガラス部材の製造装置の他の変形例を示す平面図である。
【図１７】図１６に示す封着材料層付きガラス部材の製造装置の正面図である。
【図１８】図１６に示す封着材料層付きガラス部材の製造装置の側面図である。
【図１９】第２の実施形態の封着材料層付きガラス部材の製造装置における一対のレーザ光の第１の走査例を示す図である。
【図２０】第２の実施形態の封着材料層付きガラス部材の製造装置における一対のレーザ光の第２の走査例を示す図である。
【図２１】第２の実施形態の封着材料層付きガラス部材の製造装置におけるレーザ光の他の走査例を示す図である。
【図２２】第２の実施形態の封着材料層付きガラス部材の製造装置におけるレーザ光のさらに他の走査例を示す図である。
【図２３】実施形態の封着材料層付きガラス部材の製造装置におけるレーザ照射ヘッドの構造を示す図である。
【図２４】第２の実施形態の封着材料層付きガラス部材の製造装置による封着材料層の形成方法を示すフローチャートである。
【図２５】第２の実施形態の封着材料層付きガラス部材の製造装置におけるレーザ光の出力の制御例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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乃至図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。
【００１７】
まず、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及び第２のガラス基板１、２には、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形成されたガラス基板が用いられる。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。
【００１８】
第１のガラス基板１は、図２及び図３に示すように、素子領域３が設けられた表面１ａを有している。素子領域３には対象物である電子デバイスに応じた電子素子部４が設けられる。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。この実施形態は電子素子部４の素子構造に限定されるものではない。
【００１９】
第１のガラス基板１の表面１ａには、素子領域３の外周に沿って第１の封止領域５が設けられている。第１の封止領域５は素子領域３を囲うように設けられている。第２のガラス基板２は、第１のガラス基板１の表面１ａと対向する表面２ａを有している。第２のガラス基板２の表面２ａには、図４及び図５に示すように、第１の封止領域５に対応する第２の封止領域６が設けられている。第１及び第２の封止領域５、６は封着層の形成領域（第２の封止領域６については封着材料層の形成領域）となる。
【００２０】
電子素子部４は第１のガラス基板１の表面１ａと第２のガラス基板２の表面２ａとの間に設けられる。図１に示す電子デバイスの製造工程において、第１のガラス基板１は素子用ガラス基板を構成しており、その表面１ａ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２は第１のガラス基板１の表面１ａ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、電子素子部４の構成はこれに限られるものではない。
【００２１】
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及び第２のガラス基板１、２の各表面１ａ、２ａ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及び第２のガラス基板１、２の表面１ａ、２ａの少なくとも一方に形成される。さらに、封止用ガラス基板を構成する第２のガラス基板２の表面２ａには、前述したようにカラーフィルタ等の有機樹脂膜が形成される場合がある。この実施形態の製造方法は、特に第２のガラス基板２の表面２ａに有機樹脂膜や素子膜等が形成されている場合に有効である。
【００２２】
第２のガラス基板２の封止領域６には、図１（ａ）、図４及び図５に示すように枠状の封着材料層７が形成されている。封着材料層７は封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料の焼成層である。封着材料は主成分としての封着ガラスにレーザ吸収材、さらに必要に応じて低膨張充填材等の無機充填材を配合したものである。封着材料はこれら以外の充填材や添加材を必要に応じて含有していてもよい。
【００２３】
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低融点の封着ガラスを使用することが好ましい。
【００２４】
錫−リン酸系ガラス（ガラスフリット）は、５５〜６８質量％のＳｎＯ、０．５〜５質量％のＳｎＯ２、及び２０〜４０質量％のＰ２Ｏ５（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。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５５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。
【００２５】
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。
【００２６】
ここで、ガラスフリット中のＳｎＯ及びＳｎＯ２の割合（質量％）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。
【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、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。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。
【００２８】
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、及び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。
【００２９】
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。
【００３０】
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又は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。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。
【００３１】
封着材料はレーザ吸収材を含有している。レーザ吸収材としてはＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＣｕから選ばれる少なくとも１種の金属又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。レーザ吸収材の含有量は封着材料に対して０．１〜１０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０．１体積％未満であると封着材料層７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体積％を超えると第２のガラス基板２との界面近傍で局所的に発熱するおそれがあり、また封着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。
【００３２】
さらに、封着材料は必要に応じて低膨張充填材を含有してもよい。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、チタン酸アルミニウム、ムライト、コージェライト、ユークリプタイト、スポジュメン、リン酸ジルコニウム系化合物、石英固溶体、ソーダライムガラス、及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ものである。
【００３３】
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、封着材料に対して５〜５０体積％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：３０〜４０×１０−７／℃）で形成する場合には、比較的多量（例えば３０〜５０体積％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：８０〜９０×１０−７／℃）で形成する場合には、比較的少量（例えば５〜４０体積％の範囲）の低膨張充填材を添加することが好ましい。
【００３４】
封着材料層７は以下のようにして形成される。封着材料層７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製造方法の実施形態を示すものである。まず、封着ガラスにレーザ吸収材や低膨張充填材等を配合して封着材料を作製し、これをビヒクルと混合して封着材料ペーストを調製する。
【００３５】
ビヒクルとしては、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樹脂を、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、またメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、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。
【００３６】
ビヒクル中の樹脂成分は封着材料の有機バインダとして機能するものであり、封着材料を焼成する以前に除去する必要がある。封着材料ペーストの粘度は、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、樹脂成分（有機バインダ）と溶剤（有機溶剤等）の割合や封着材料とビヒクルと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。封着材料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。
【００３７】
図６（ａ）に示すように、第２のガラス基板２の封止領域６に封着材料ペーストを塗布し、これを乾燥させて塗布層８を形成する。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６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６に沿って塗布する。塗布層８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８内の溶剤を除去するために実施するものである。塗布層８内に溶剤が残留していると、その後の焼成工程（レーザ焼成工程）で有機バインダを十分に除去できないおそれがある。
【００３８】
次に、図６（ｂ）に示すように、封着材料ペーストの塗布層（乾燥膜）８に焼成用のレーザ光９を照射する。レーザ光９を塗布層８に沿って照射して選択的に加熱することによって、塗布層８中の有機バインダを除去しつつ、封着材料を焼成して封着材料層７を形成する（図６（ｃ））。焼成用のレーザ光９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。後述する封着用のレーザ光も同様である。
【００３９】
焼成用のレーザ光９は、封着ガラスの軟化温度Ｔ（℃）に対して塗布層８の加熱温度が（Ｔ＋２１３℃）以上で（Ｔ＋４８０℃）以下の範囲となるように、塗布層８に沿って照射する。レーザ光９は塗布層８に沿って走査しながら照射することが好ましい。この際のレーザ光９の走査速度は０．１ｍｍ／秒以上で５ｍｍ／秒以下の範囲とすることが好ましい。封着ガラスの軟化温度Ｔは軟化流動するが結晶化しない温度を示すものである。また、レーザ光９を照射した際の塗布層８の温度は放射温度計で測定した値とする。
【００４０】
塗布層８の温度が（Ｔ＋２１３℃）以上で（Ｔ＋４８０℃）以下の範囲となるようにレーザ光９を照射すると、封着材料中の封着ガラスが溶融並びに急冷固化され、これにより封着材料が第２のガラス基板２に焼き付けられて封着材料層７が形成される。塗布層８の温度を（Ｔ＋２２０℃）以上で（Ｔ＋４５０℃）以下の範囲とするのが好ましい。塗布層８の温度が（Ｔ＋２１３℃）に達しないようなレーザ光９の照射条件下では、塗布層８の表面部分のみが溶融され、塗布層８全体を均一に溶融させることができない。一方、塗布層８の温度が（Ｔ＋４８０℃）を超えるようなレーザ光９の照射条件下では、ガラス基板２や封着材料層（焼成層）７にクラックや割れ等が生じやすくなる。
【００４１】
塗布層８の温度が上述した加熱温度となるように焼成用のレーザ光９を走査しながら照射することによって、塗布層８中の有機バインダが熱分解されて除去される。レーザ光９は塗布層８に沿って走査しながら照射されるため、レーザ光９の進行方向前方に位置する部分は適度に予熱される。有機バインダの熱分解は、塗布層８の該当部分にレーザ光９が直に照射されているときに加えて、レーザ光９の進行方向前方の予熱された部分によっても進行する。これらによって、塗布層８中の有機バインダを有効にかつ効率よく除去することができる。具体的には、封着材料層７内の残留カーボン量を低減することができる。残留カーボンはガラスパネル内の不純物ガス濃度を上昇させる要因となる。
【００４２】
有機バインダの除去工程を実現する上で、レーザ光９は０．１ｍｍ／秒以上で５ｍｍ／秒以下の範囲の走査速度で走査しながら照射することが好ましく、１ｍｍ／秒以上で５ｍｍ／秒以下の範囲がより好ましい。レーザ光９の走査速度が０．１ｍｍ／秒未満であると、ガラス基板２が過剰に加熱されてクラックや割れ等が生じやすくなる。レーザ光９の走査速度が５ｍｍ／秒を超えると、塗布層８全体が均一に加熱される前に表面部分のみが溶融してガラス化されるため、有機バインダの熱分解により生じたガスの外部への放出性が低下する。このため、封着材料層７の内部に気泡が生じたり、表面に気泡による変形が生じる。封着材料層７の残留カーボン量も増大する。有機バインダの除去状態が悪い封着材料層７を用いてガラス基板１、２間を封止すると、ガラス基板１、２と封着層との接合強度が低下したり、ガラスパネルの気密性が低下する。
【００４３】
さらに、走査速度が０．１ｍｍ／秒以上で５ｍｍ／秒以下の範囲のレーザ光９で、塗布層８の加熱温度を（Ｔ＋２１３℃）以上で（Ｔ＋４８０℃）以下の範囲とするにあたって、レーザ光９は２００〜９００Ｗ／ｃｍ２の範囲の出力密度を有することが好ましく、３００〜８００Ｗ／ｃｍ２の範囲がより好ましい。レーザ光９の出力密度が２００Ｗ／ｃｍ２未満であると、塗布層８全体を均一に加熱することができない。レーザ光９の出力密度が９００Ｗ／ｃｍ２を超えると、ガラス基板２が過剰に加熱されてクラックや割れ等が生じやすくなる。
【００４４】
図６（ｂ）はレーザ光９を塗布層８上から照射する状態を示しているが、レーザ光９はガラス基板２を介して塗布層８に照射してもよい。例えば、封着材料ペーストの塗布層８の焼成時間を短縮するためには、レーザ光９の高出力化や走査速度の高速化が有効である。例えば、高出力化したレーザ光９を塗布層８上から照射すると、塗布層８の表面部分のみがガラス化するおそれがある。塗布層８の表面部分のみのガラス化は、上述したような種々の問題を引き起こす。このような点に対して、レーザ光９をガラス基板２側から塗布層８に照射すると、レーザ光９が照射された部分からガラス化したとしても、有機バインダの熱分解により生じたガスを塗布層８の表面から逃すことができる。さらに、レーザ光９を塗布層８の上下両面から照射することも有効である。
【００４５】
レーザ光９の照射スポットの形状は、特に限定されるものではない。レーザ光９の照射スポットは一般的には円形であるが、円形に限られるものではない。レーザ光９の照射スポットは、塗布層８の幅方向が短径となる楕円形としてもよい。照射スポットを楕円形に整形したレーザ光９によれば、塗布層８に対するレーザ光９の照射面積を拡大することができ、さらにレーザ光９の走査速度を速くすることができる。これらによって、塗布層８の焼成時間を短縮することが可能となる。
【００４６】
レーザ光９による塗布層８の焼成工程は、必ずしも塗布層８の膜厚に限定されるものではないが、焼成後の厚さ（封着材料層７の厚さ）が２０μｍ以下となるような膜厚を有する塗布層８に対して有効である。封着材料層７は２０μｍ以下の厚さを有することが好ましい。焼成後の厚さが２０μｍを超えるような膜厚を有する塗布層８では、レーザ光９で塗布層８全体を均一に加熱することができないおそれがある。このような場合には、塗布層８の表面部分のみが溶融してガラス化され、有機バインダやその熱分解ガスの除去性が低下しやすい。封着材料層７の厚さは実用的には５μｍ以上とすることが好ましい。
【００４７】
この実施形態による封着材料層７の形成工程においては、封着材料ペーストの塗布層８に焼成用のレーザ光９を照射して選択的に加熱している。このため、第２のガラス基板２の表面２ａにカラーフィルタ等の有機樹脂膜、また素子膜等が形成されているような場合においても、有機樹脂膜や素子膜等に熱ダメージを与えることなく、封着材料層７を良好に形成することができる。さらに、有機バインダの除去性にも優れていることから、封着性や信頼性等に優れる封着材料層７を得ることができる。
【００４８】
また当然ながら、焼成用のレーザ光９による封着材料層７の形成工程は、第２のガラス基板２の表面２ａに有機樹脂膜や素子膜等が形成されていない場合でも適用可能であり、そのような場合にも封着性や信頼性等に優れる封着材料層７を得ることができる。さらに、レーザ光９による焼成工程は、従来の加熱炉による焼成工程に比べてエネルギー消費量が少なく、また製造工数や製造コストの削減に寄与する。従って、省エネやコスト削減等の観点からも、レーザ光９による封着材料層７の形成工程は有効である。
【００４９】
ところで、封着材料ペーストの塗布層８に沿ってレーザ光９を照射して焼成する場合、塗布層８におけるレーザ光９の照射開始位置と照射終了位置とは重なることになる。封着ガラスの溶融時における流動性やレーザ光９の照射条件によっては、レーザ光９の照射終了時に封着ガラスが表面張力や空隙減少等に起因して収縮し、これにより照射終了位置にギャップ（間隙）が生じる場合がある。ギャップを有する封着材料層７であっても、封着工程の条件設定や工程設定（例えば予熱）等により気密封止することができるものの、封着工程が煩雑化することで製造工数や製造コストが増加するおそれがある。
【００５０】
このような点に対しては、レーザ光９の照射終了時における封着ガラスの流動性を高めることが有効である。封着ガラスの流動性を高めるための具体的な手法としては、（１）レーザ光９の照射開始時期と照射終了時期の出力密度を高める、（２）レーザ光９として少なくとも一対のレーザ光を使用し、照射開始時期と照射終了時期とで２つのレーザ光を重なり合わせる、（３）封着材料ペーストの塗布層８にあて板を積層し、この状態でレーザ光９を照射する、等が挙げられる。
【００５１】
封着材料層７に生じるギャップの抑制方法は、封着ガラスの流動性を上げる手法に限られるものではない。封着ガラスの流動性を上げる手法以外のギャップの抑制方法としては、ガルバノスキャナ等を利用した同時加熱方式を挙げることができる。ガルバノスキャナによれば、封着材料ペーストの塗布層８全体を同時にかつ一様に加熱することができるため、ギャップの発生を防止することができる。
【００５２】
上述した手法（１）では、レーザ光９の照射開始時期及び照射終了時期における出力密度が、レーザ光９の枠状の封着材料ペーストの塗布層８に沿った走査照射時期（照射開始時期及び照射終了時期を除く）における出力密度より高くなるように、レーザ光９の出力密度を制御する。枠状の塗布層８に沿って照射したレーザ光９が照射終了位置に到達する際に、照射開始位置の封着ガラスは既に冷却されているため、レーザ光９で加熱溶融された封着ガラスの流動性より表面張力が勝ることによって、レーザ光９の照射終了位置で封着ガラスが収縮してギャップが生じるものと考えられる。
【００５３】
このような点に対して、照射終了時期にレーザ光９を高出力化して封着ガラスの流動性を高めることによって、照射終了位置での封着ガラスの収縮を抑制することができる。さらに、レーザ光９の照射開始時期においても高出力化し、封着ガラス（ガラスフリット）のガラス化を向上させることによって、レーザ光９の照射終了時期での封着ガラスの収縮をより一層抑制することができる。これらによって、レーザ光９の照射終了位置におけるギャップ（間隙）の発生を抑制することが可能となる。
【００５４】
手法（１）に適用されるレーザ焼成装置の一例を図７及び図８に示す。図７及び図８は本発明の第１の実施形態による封着材料層付きガラス部材の製造装置を示すものである。これらの図に示すレーザ焼成装置（封着材料層付きガラス部材の製造装置）２１は、封着材料ペーストの枠状塗布層８を有するガラス基板２（図７及び図８では図示せず）が載置される試料台２２と、レーザ光源２３と、レーザ光源２３から出射されたレーザ光を塗布層８に照射するレーザ照射ヘッド２４とを具備している。
【００５５】
レーザ光源２３から出射されるレーザ光の出力は、出力制御部２５により制御される。出力制御部２５は、例えばレーザ光源２３に入力される電力を制御することによりレーザ光の出力を制御する。また、出力制御部２５はレーザ光源２３から出射されたレーザ光の出力を制御する出力変調器を有していてもよい。ここでは図示を省略したが、レーザ照射ヘッド２４はレーザ光源２３から出射されたレーザ光を集光し所定の照射スポットに整形して塗布層８に照射する光学系を有している。光学系については後述する。
【００５６】
レーザ照射ヘッド２４はＸステージ２６によりＸ方向に移動可能とされている。試料台２２はＹステージ２７によりＹ方向に移動可能とされている。Ｘステージ２６はＹステージ２７の進行方向と直交する方向に進行するように、試料台２２の上方に固定されている。レーザ照射ヘッド２４はＸステージ２６に設置されている。レーザ照射ヘッド２４と試料台２２との位置関係は、Ｘステージ２６及びＹステージ２７により相対的に移動可能とされている。すなわち、Ｘステージ２６及びＹステージ２７によって、レーザ照射ヘッド２４からレーザ光９を枠状塗布層８に沿って走査しながら照射することが可能とされている。Ｘステージ２６及びＹステージ２７は移動機構を構成している。Ｘステージ２６及びＹステージ２７は走査制御部２８により制御される。
【００５７】
レーザ焼成装置２１は、出力制御部２５や走査制御部２８を総合的に制御する主制御系２９を備えている。さらに、レーザ焼成装置２１は枠状塗布層８の焼成温度（加熱温度）を測定する放射温度計（図示せず）を備えている。レーザ焼成装置２１は、枠状塗布層８から除去された有機バインダが光学系やガラス基板２に付着することを防止する吸引ノズルや送風ノズル等を備えていることが好ましい。
【００５８】
出力制御部２５は、レーザ照射ヘッド２４から照射されるレーザ光９の照射開始時期及び照射終了時期における出力密度が、照射開始時期及び照射終了時期を除くレーザ光９の枠状塗布層８に沿った走査照射時期における出力密度より高くなるように、レーザ光９の出力を制御するものである。図９に出力制御部２５によるレーザ光９の出力密度の制御例を示す。レーザ光９の出力密度は、レーザ光９の照射スポットの面積が一定である場合にはレーザ光９の出力により制御される。図１０にレーザ光９の出力の制御例を示す。
【００５９】
図９に示すように、まず枠状塗布層８の照射開始位置に出力密度Ｄ１（出力Ｐ１）のレーザ光９を照射して走査を開始する。出力密度Ｄ１は照射開始時期Ｍ１の間だけとし、照射開始時期Ｍ１がすぎた後は出力密度をＰ２まで低下させる（レーザ光９の出力をＰ２まで下げる）。この出力密度Ｄ２（出力Ｐ２）のレーザ光９を塗布層８に沿って走査しながら照射する（走査照射時期Ｍ２）。そして、レーザ光９が照射終了時期Ｍ３に至ったところで出力密度を再度Ｄ１まで上昇させる（レーザ光９の出力をＰ１まで上げる）。この出力密度Ｄ１のレーザ光９を照射終了位置（照射開始位置と同一位置）に到達させてレーザ光９の照射を終了する。
【００６０】
レーザ光９の出力密度Ｄ１は、封着ガラスの軟化温度Ｔ（℃）に対して照射開始時期Ｍ１及び照射終了時期Ｍ３における塗布層８の加熱温度が（Ｔ＋３５０℃）以上で（Ｔ＋５５０℃）以下の範囲となるように設定することが好ましい。レーザ光９の出力密度Ｄ２は、封着ガラスの軟化温度Ｔ（℃）に対して走査照射時期Ｍ２における封着材料の加熱温度が（Ｔ＋２１３℃）以上で（Ｔ＋４８０℃）以下の範囲となるように設定することが好ましい。レーザ光９の走査速度は前述した通りである。
レーザ光９の出力密度Ｄ１と出力密度Ｄ２との比率、Ｄ１／Ｄ２は、１．１〜３．０が好ましく、１．２〜２．０がより好ましい。
【００６１】
照射開始時期Ｍ１及び照射終了時期Ｍ３における塗布層８の温度を（Ｔ＋３５０℃）以上にすることによって、レーザ光９の照射終了時期Ｍ３における封着ガラスの収縮を再現性よく抑制することができる。ただし、照射開始時期Ｍ１及び照射終了時期Ｍ３おける塗布層８の温度が高すぎると、ガラス基板２や封着材料層（焼成層）７にクラックや割れ等が生じやすくなるため、照射開始時期Ｍ１及び照射終了時期Ｍ３における塗布層８の温度は（Ｔ＋５５０℃）以下とすることが好ましい。
【００６２】
走査照射時期Ｍ２における塗布層８の温度は、ガラス基板２や封着材料層（焼成層）７のクラックや割れを再現性よく抑制する上で、封着ガラスの軟化温度Ｔ（℃）に対して（Ｔ＋２１３℃）以上で（Ｔ＋４８０℃）以下の範囲とすることが好ましい。照射開始時期Ｍ１及び照射終了時期Ｍ３における出力密度Ｄ１と走査照射時期Ｍ２における出力密度Ｄ２の具体的な値は、塗布層８の加熱温度とレーザ光９の走査速度を考慮して、前述した２００〜９００Ｗ／ｃｍ２の範囲から適宜に選択することが好ましい。
【００６３】
レーザ光９の照射開始時期Ｍ１は照射開始から５秒以内とすることが好ましい。出力密度Ｄ１の期間を長くしすぎると、ガラス基板２や封着材料層（焼成層）７にクラックや割れ等が生じるおそれが高まる。ただし、レーザ光９の照射開始時期Ｍ１が短すぎると、高出力のレーザ光９による封着ガラス（ガラスフリット）のガラス化を十分に高めることができない。このため、レーザ光９の照射開始時期Ｍ１は照射開始から１秒以上とすることが好ましい。同様に、照射終了時期Ｍ３もレーザ光９の照射終了時点を基準として１秒以上５秒以内の範囲とすることが好ましい。
【００６４】
レーザ光９の照射開始時期Ｍ１及び照射終了時期Ｍ３は、レーザ光９の走査速度に応じて設定することが好ましい。図１０に示すように、照射開始時期Ｍ１に対応する出力Ｐ１のレーザ光９は、照射開始位置からレーザ光９のスポット径の０．１〜２５倍の位置までの距離Ｌ１に対して照射することが好ましい。同様に、照射終了時期Ｍ３に対応する出力Ｐ１のレーザ光９は、照射終了位置を基準としてレーザ光９のスポット径の０．１〜２５倍の位置から照射終了位置までの距離Ｌ２に対して照射することが好ましい。出力Ｐ１のレーザ光９の照射範囲を距離Ｌ１及び距離Ｌ２の範囲とすることによって、封着材料層７のギャップの発生を再現性よく抑制することが可能となる。
【００６５】
ここではレーザ光９の出力密度を制御することによって、照射開始時期Ｍ１及び照射終了時期Ｍ３における塗布層８の加熱温度を走査照射時期Ｍ２における塗布層８の加熱温度より高く設定しているが、例えば照射開始時及び照射終了時にレーザ光９を一定箇所（照射開始位置及び照射終了位置／同一位置）に一定時間照射し続けることによっても、照射開始時期Ｍ１及び照射終了時期Ｍ３における塗布層８の加熱温度を走査照射時期Ｍ２における塗布層８の加熱温度より高くすることができる。このように、レーザ光９の走査速度で制御することによっても、同様にギャップの発生を抑制することができる。
【００６６】
また、封着材料ペーストの塗布層８に照射するレーザ光９は１つに限られるものではなく、複数のレーザ光９を塗布層８に照射してもよい。図１１は２つのレーザ光９Ａ、９Ｂによる走査例を示している。２つのレーザ光９Ａ、９Ｂを使用する場合、塗布層８を２つの領域に分割する。２つの領域が隣接する部分に照射開始位置と照射終了位置とを設定する。各領域の照射開始位置と照射終了位置とが逆になるようにする。そして、各領域の照射開始位置から他の領域の照射開始位置と同一位置となる照射終了位置までレーザ光９Ａ、９Ｂを走査しながら照射する。３つ以上のレーザ光を使用する場合も同様である。
【００６７】
次に、手法（２）について述べる。図１２及び図１３に手法（２）に適用されるレーザ焼成装置の一例を示す。図１２及び図１３は第２の実施形態による封着材料層付きガラス部材の製造装置を示すものである。これらの図に示すレーザ焼成装置（封着材料層付きガラス部材の製造装置）３１は、封着材料ペーストの枠状塗布層８を有するガラス基板２（図１２及び図１３では図示せず）が載置される試料台３２と、レーザ光源３３と、レーザ光源３３から出射されたレーザ光を塗布層８に照射する第１及び第２のレーザ照射ヘッド（一対のレーザ照射ヘッド）３４Ａ、３４Ｂとを具備している。
【００６８】
ここでは図示を省略したが、第１及び第２のレーザ照射ヘッド３４Ａ、３４Ｂは、それぞれレーザ光源３３から出射されたレーザ光を集光し、所定の照射スポットに整形して塗布層８に照射する光学系を有している。光学系については後に詳述する。レーザ光源３３から出射されたレーザ光は、例えば図示を省略した分波器を介して第１及び第２のレーザ照射ヘッド３４Ａ、３４Ｂに送られる。また、レーザ照射ヘッド３４Ａ、３４Ｂの数に応じたレーザ光源３３を使用してもよい。
【００６９】
レーザ光源３３から出射されるレーザ光の出力は、出力制御部３５により制御される。
出力制御部３５は、例えばレーザ光源３３に入力される電力を制御することによりレーザ光の出力を制御する。また、出力制御部３５はレーザ光源３３から出射されたレーザ光の出力を制御する出力変調器を有していてもよい。レーザ光の出力は、第１及び第２のレーザ照射ヘッド３４Ａ、３４Ｂに応じて個々に制御するようにしてもよい。
【００７０】
第１及び第２のレーザ照射ヘッド３４Ａ、３４ＢはＸステージ３６によりＸ方向に移動可能とされている。試料台３２はＹステージ３７によりＹ方向に移動可能とされている。第１及び第２のレーザ照射ヘッド３４Ａ、３４Ｂと試料台３２との位置関係は、Ｘステージ３６とＹステージ３７とにより相対的に移動可能とされている。Ｘステージ３６とＹステージ３７は移動機構を構成している。
【００７１】
第１及び第２のレーザ照射ヘッド３４Ａ、３４Ｂは、それぞれＸステージ３６に設置されている。Ｘステージ３６は、第１及び第２のレーザ照射ヘッド３４Ａ、３４ＢをＹステージ３７の進行方向と直交する方向に進行させるように、試料台３２の上方に固定されている。第１及び第２のレーザ照射ヘッド３４Ａ、３４Ｂはガラス基板２の上下に設置してもよい。Ｘステージ３６とＹステージ３７は走査制御部３８により制御される。第１及び第２のレーザ照射ヘッド３４Ａ、３４Ｂは鉛直方向ではなく、それらから枠状塗布層８に照射されるレーザ光９Ａ、９Ｂが枠状塗布層８上で重なるように斜め方向に設置されている。第１及び第２のレーザ照射ヘッド３４Ａ、３４ＢはＸ方向に傾斜されている。
【００７２】
図１２及び図１３では試料台３２をＹステージ３７で移動させる構成を示しているが、移動機構の構成はこれに限られるものではない。図１４及び図１５は固定された試料台３２の上方に配置されるＸステージ３６を２個のＹステージ３７Ａ、３７ＢでＹ方向に移動させる構成を示している。このように、移動機構は第１及び第２のレーザ照射ヘッド３４Ａ、３４ＢをＸ方向に移動させるＸステージ３６を２個のＹステージ３７Ａ、３７ＢでＹ方向に移動させるように構成することも可能である。
【００７３】
第１及び第２のレーザ照射ヘッド３４Ａ、３４Ｂは、図１６、図１７及び図１８に示すように、２個のＸステージ３６Ａ、３６Ｂに設置してもよい。第１及び第２のＸステージ３６Ａ、３６ＢはＸ方向に対して平行に配置されている。この場合、第１及び第２のレーザ照射ヘッド３４Ａ、３４ＢはＸ方向に対して直交する方向に傾斜させる。いずれの構成においても、レーザ光９Ａ、９Ｂを照射開始位置及び照射終了位置で重ならせると共に、それぞれ枠状塗布層８に沿って走査しながら照射することが可能とされている。
【００７４】
レーザ焼成装置３１は、出力制御部３５や走査制御部３８を総合的に制御する主制御系３９を具備している。さらに、レーザ焼成装置３１は枠状塗布層８の焼成温度（加熱温度）を測定する放射温度計（図示せず）を備えている。レーザ焼成装置３１は、枠状塗布層８から除去された有機バインダが光学系やガラス基板２に付着することを防止する吸引ノズルや送風ノズル等を備えていることが好ましい。
【００７５】
走査制御部３８は、第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂのうちの少なくとも一方を、それらが重なる照射開始位置から照射終了位置まで、枠状塗布層８に沿って走査しながら照射するように、Ｘステージ３６及びＹステージ３７（移動機構）を制御する。第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂのうちの一方のみを走査する場合には、一方のレーザ照射ヘッドは照射開始位置を照射し続けるように固定される。あるいは、Ｘステージの動作とレーザ照射ヘッドによるレーザ光の照射方向を制御することによって、一方のレーザ光が照射開始位置を照射し続けるように構成してもよい。
【００７６】
手法（２）においては、まず第１のレーザ光９Ａと第２のレーザ光９Ｂとを、枠状の封着材料ペーストの塗布層８の照射開始位置に重なるように照射する。次いで、第１のレーザ光９Ａと第２のレーザ光９Ｂのうちの少なくとも一方を枠状の封着材料ペーストの塗布層８に沿って走査しながら照射する。そして、枠状の封着材料ペーストの塗布層８の照射終了位置で第１のレーザ光９Ａと第２のレーザ光９Ｂとを重ならせ、この状態でレーザ光９Ａ、９Ｂの照射を終了する。
【００７７】
前述したように、レーザ光の照射終了時に封着ガラスが収縮することで、照射終了位置にギャップが生じると考えられる。このような点に対し、第１のレーザ光９Ａと第２のレーザ光９Ｂを照射開始位置及び照射終了位置に同時に照射することで、加熱溶融されて流動した状態の封着ガラスが融合する。従って、封着ガラスの途切れによるギャップ（間隙）の発生を抑制することが可能となる。この際の塗布層８の加熱温度は、第１のレーザ光９Ａと第２のレーザ光９Ｂとが重なる部分を含めて、封着ガラスの軟化温度Ｔ（℃）に対して（Ｔ＋２１３℃）以上で（Ｔ＋４８０℃）以下の範囲とすることが好ましい。
【００７８】
第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂを照射した際の塗布層８の温度が（Ｔ＋４８０℃）を超えると、ガラス基板２や封着材料層（焼成層）７にクラックや割れ等が生じやすくなる。第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂを照射した際の塗布層８の温度が（Ｔ＋２１３℃）未満であると、塗布層８全体を均一に溶融させることができない。第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂが同時に照射される部分と一方のみが照射される部分の加熱温度は同一であってもよいし、また上記範囲内で同時照射部分の加熱温度が高くなるようにレーザ光９Ａ、９Ｂの出力を制御してもよい。その場合の設定温度は手法（１）と同様とすることが好ましい。レーザ光９Ａ、９Ｂの走査速度は前述した通りである。
【００７９】
第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂは、少なくとも一方が枠状の塗布層８に沿って走査される。図１９は第１のレーザ光９Ａを照射開始位置Ｓに照射し続けると共に、第２のレーザ光９Ｂを照射開始位置Ｓから照射終了位置（照射開始位置と同一位置）Ｆまで枠状の塗布層８に沿って走査しながら照射する例を示している。まず、第１のレーザ光９Ａと第２のレーザ光９Ｂとを照射開始位置Ｓで重なるように照射する。第１のレーザ光９Ａは照射開始位置Ｓを照射し続けるのに対し、第２のレーザ光９Ｂは照射開始位置Ｓから照射終了位置Ｆまで塗布層８に沿って走査される。
【００８０】
第２のレーザ光９Ｂは照射終了位置Ｆ（照射開始位置Ｓと同一位置）で第１のレーザ光９Ａと重なることになる。塗布層８の照射開始位置Ｓには第１のレーザ光９Ａが照射され続けているため、その部分の封着ガラスは加熱溶融状態が維持されている。このため、第２のレーザ光９Ｂで加熱溶融された封着ガラスと第１のレーザ光９Ａで加熱溶融状態が維持されている封着ガラスとが、それぞれ流動状態で融合することになる。従って、溶融・冷却された部分に再度レーザ光が照射されることによる封着ガラスの収縮、及びそれに基づくギャップの発生を抑制することが可能となる。
【００８１】
図２０は第１のレーザ光９Ａと第２のレーザ光９Ｂとを、照射開始位置Ｓから逆方向に向けてそれぞれ枠状の塗布層８に沿って照射終了位置Ｆまで走査しながら照射する例を示している。まず、第１のレーザ光９Ａと第２のレーザ光９Ｂとを照射開始位置Ｓで重なるように照射する。第１のレーザ光９Ａと第２のレーザ光９Ｂは逆方向に向けて走査され、それぞれ独立して塗布層８に沿って照射終了位置Ｆまで走査される。第１のレーザ光９Ａと第２のレーザ光９Ｂとは照射終了位置Ｆで合流して重なる。従って、第１のレーザ光９Ａで加熱溶融された封着ガラスと第２のレーザ光９Ｂで加熱溶融された封着ガラスとが融合するため、照射終了位置Ｆにおけるギャップの発生を抑制することが可能となる。
【００８２】
図１９に示すように、第２のレーザ光９Ｂのみを走査する場合、第１のレーザ光９Ａと第２のレーザ光９Ｂとが重なる部分の温度は、定点照射である第１のレーザ光９Ａの出力密度を溶融状態が維持できる程度に下げることによって、所定範囲内に制御することができる。第２のレーザ光９Ｂの出力密度は、単独で塗布層８を溶融させることができる範囲に制御される。このような第２のレーザ光９Ｂと第１のレーザ光９Ａとを同時照射した場合においても、同時照射箇所の温度が所定の温度範囲を超えないように、第１のレーザ光９Ａの出力密度を制御する。また、第２のレーザ光９Ｂの出力密度を照射開始付近及び照射終了付近のみ低下させるように制御してもよい。
【００８３】
図２０に示すように、第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂを走査する場合には、それぞれ単独で塗布層８を溶融させることが可能な出力密度に制御する。第１のレーザ光９Ａと第２のレーザ光９Ｂとが同時照射される部分の温度が所定範囲を超えるおそれがある場合には、少なくとも一方のレーザ光の出力密度を照射開始付近及び照射終了付近のみ低下させるように制御する。第１のレーザ光９Ａと第２のレーザ光９Ｂの出力密度は同時に変調してもよいし、一方のみを変調してもよい。第１のレーザ光９Ａと第２のレーザ光９Ｂの出力密度を変調する場合、時間差を持たせて変調するようにしてもよい。
【００８４】
封着材料ペーストの塗布層８に照射するレーザ光９Ａ、９Ｂは一対に限られるものではなく、複数対のレーザ光を使用することも可能である。この場合、封着材料ペーストの枠状塗布層８をレーザ光の対数（ペア数）に対応させて複数の領域に分割する。一方のレーザ光のみを走査する場合には、複数の領域が隣接する部分にそれぞれ各領域内の照射開始位置と照射終了位置とを設定する。複数対のレーザ光のうちのそれぞれ一方のレーザ光を照射開始位置に照射し続けると共に、それぞれ他方のレーザ光を各領域内の照射開始位置から照射終了位置まで枠状塗布層８に沿って走査しながら照射する。走査したレーザ光を照射終了位置で照射開始位置を照射している他の対のレーザ光と重ならせる。
【００８５】
また、一対のレーザ光の両方を走査する場合にも、レーザ光の対数（ペア数）に対応させて枠状塗布層８を複数の領域に分割する。複数の領域の中間部分にそれぞれ照射開始位置を設定すると共に、複数の領域が隣接する部分にそれぞれ照射終了位置を設定する。複数対のレーザ光を、それぞれ複数の領域の照射開始位置に照射される。各対のレーザ光をそれぞれ照射開始位置から逆方向に向けて枠状塗布層に沿って照射する。各レーザ光を照射終了位置で他の対のレーザ光と重ならせる。
【００８６】
図２１は二対のレーザ光（第１対のレーザ光９１Ａ、９１Ｂと第２対のレーザ光９２Ａ、９２Ｂ）を用いた場合の走査例を示している。まず、塗布層８を第１及び第２の領域８Ａ、８Ｂに分割する。各領域８Ａ、８Ｂの中間部分にそれぞれ照射開始位置Ｓ１、Ｓ２を設定すると共に、複数の領域８Ａ、８Ｂが隣接する部分にそれぞれ照射終了位置Ｆ１、Ｆ２を設定する。照射終了位置Ｆ１は第１対における第１のレーザ光９１Ａと第２対における第１のレーザ光９２Ａの照射終了位置となる。照射終了位置Ｆ２は第１対における第２のレーザ光９１Ｂと第２対における第２のレーザ光９２Ｂの照射終了位置となる。
【００８７】
第１対のレーザ光９１Ａ、９１Ｂはそれぞれ照射開始位置Ｓ１で重なるように照射され、それぞれ照射開始位置Ｓ１から逆方向に向けて枠状塗布層８に沿って走査される。第２対のレーザ光９２Ａ、９２Ｂも同様であり、それぞれ照射開始位置Ｓ２を照射した後、それぞれ照射開始位置Ｓ２から逆方向に向けて枠状塗布層８に沿って走査される。そして、第１対における第１のレーザ光９１Ａと第２対における第１のレーザ光９２Ａは照射終了位置Ｆ１で重なる。第１対における第２のレーザ光９１Ｂと第２対における第２のレーザ光９２Ｂは照射終了位置Ｆ２で重なる。
【００８８】
図２２は四対のレーザ光（第１対のレーザ光９１Ａ、９１Ｂ、第２対のレーザ光９２Ａ、９２Ｂ、第３対のレーザ光９３Ａ、９３Ｂ、及び第４対のレーザ光９４Ａ、９４Ｂ）を用いた場合の走査例を示している。四対のレーザ光を用いた場合には、塗布層８を第１、第２、第３、及び第４の領域８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄに分割する。各領域８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄの中間部分にそれぞれ照射開始位置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を設定すると共に、複数の領域８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄが隣接する部分にそれぞれ照射終了位置Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を設定する。各対のレーザ光の走査は二対のレーザ光を用いた場合と同様に実施され、隣接する対のレーザ光と照射終了位置で重ならせる。このように、複数対のレーザ光を使用することによって、枠状塗布層８の焼成時間を短縮することができる。
【００８９】
次に、手法（３）について述べる。手法（３）においては、封着ガラスに対して剥離性を有するあて板を枠状の封着材料ペーストの塗布層８上に配置し、この状態で塗布層８にガラス基板２側からレーザ光９を照射する。あて板が透光性を有する場合には、あて板側からレーザ光９を照射してもよい。封着材料ペーストの塗布層８上にあて板を配置することによって、それらの間に生じるファンデルワールス力や表面摩擦等で溶融した封着ガラスの流動が阻害され、レーザ光９の照射開始位置と照射終了位置との間に隙間が生じにくくなる。このため、照射終了位置におけるギャップの発生を抑制することが可能となる。
【００９０】
あて板としては、例えば金属、半導体、非酸化物系セラミックス（窒化物系セラミックスや炭化物系セラミックス等）からなる基板が用いられる。これらはガラスとの濡れ性が悪いため、封着ガラスに対して剥離性を示す。従って、封着材料ペーストの塗布層８とあて板とを積層した状態でレーザ光９を照射しても、あて板が封着材料層７に接着されることはない。すなわち、健全な封着材料層７を得ることができる。
【００９１】
上述した封着材料ペーストの塗布層８の焼成工程で封着材料層７を形成した第２のガラス基板２と、それとは別に作製した第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、それらの表面１ａ、２ａ同士が対向するように封着材料層７を介して積層する。第１のガラス基板１と第２のガラス基板２との間には、封着材料層７の厚さに基づいて間隙が形成される。
【００９２】
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７に封着用レーザ光１０を照射する。封着用レーザ光１０は第１のガラス基板１を通して封着材料層７に照射してもよい。封着用レーザ光１０は枠状の封着材料層７に沿って走査しながら照射される。封着材料層７はレーザ光１０が照射された部分から順に溶融し、レーザ光１０の照射終了と共に急冷固化されて第１のガラス基板１に固着する。そして、封着材料層７の全周にわたって封着用レーザ光１０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１１を形成する。
【００９３】
このようにして、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２と封着層１１とで構成したガラスパネルで、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２との間に配置された電子素子部４を気密封止した電子デバイス１２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１２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。
【００９４】
この実施形態の電子デバイス１２の製造工程によれば、第２のガラス基板２の表面２ａに有機樹脂膜や素子膜等が形成されているような場合においても、それらに熱ダメージを与えることなく、封着材料層７並びに封着層１１を良好に形成することができる。従って、電子デバイス１２の機能やその信頼性を低下させることなく、気密封止性や信頼性に優れる電子デバイス１２を再現性よく作製することが可能となる。
【実施例】
【００９５】
次に、本発明の具体的な実施例及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。【００９６】
（実施例１）
Ｂｉ２Ｏ３８３．２質量％、Ｂ２Ｏ３５．６質量％、ＺｎＯ１０．７質量％、Ａｌ２Ｏ３０．５質量％の組成を有し、平均粒径が１μｍのビスマス系ガラスフリット（軟化温度：４５０℃）と、低膨張充填材として平均粒径が２μｍのコージェライト粉末と、Ｆｅ２Ｏ３−Ｃｒ２Ｏ３−ＭｎＯ−Ｃｏ２Ｏ３組成を有し、平均粒径が１μｍのレーザ吸収材とを用意した。【００９７】
上記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％とを混合して封着材料を作製した。この封着材料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。【００９８】
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）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。封着材料ペーストは乾燥後の膜厚が２０μｍ、線幅が１ｍｍとなるように塗布した。第２のガラス基板の表面には樹脂製カラーフィルタが形成されており、カラーフィルタに熱ダメージを与えることなく、第２のガラス基板の封止領域に封着層を形成する必要がある。【００９９】
次いで、封着材料ペーストの塗布層を形成した無アルカリガラス基板を、レーザ照射装置のサンプルホルダ上に厚さ０．５ｍｍのアルミナ基板を介して配置し、封着材料ペーストの塗布層に波長９４０ｎｍ、スポット径１．６ｍｍ、出力密度２４９Ｗ／ｃｍ２のレーザ光（半導体レーザ）を０．５ｍｍ／秒の走査速度で照射した。レーザ光を照射した際の塗布層の加熱温度を放射温度計で測定したところ、塗布層の温度は６００℃であった。【０１００】
このような条件下でレーザ光を照射して封着材料ペーストの塗布層を焼成することによって、膜厚が１２μｍの封着材料層を形成した。封着材料層の状態をＳＥＭで観察したところ、良好にガラス化していることが確認された。封着材料層には有機バインダに起因する気泡や表面変形の発生も認められなかった。封着材料層の残留カーボン量を測定したところ、同一の封着材料ペーストの塗布層を電気炉で焼成（２５０℃×４０分）した際の残留カーボン量と同等であることが確認された。さらに、ガラス基板の表面に形成されたカラーフィルタに熱ダメージ等は生じていないことが確認された。【０１０１】
上述した封着材料ペーストの塗布層のレーザ光による焼成工程を、レーザ光の出力を出力密度が３４８Ｗ／ｃｍ２、４４８Ｗ／ｃｍ２となるように変更して実施したところ、各条件下で良好にガラス化された封着材料層が得られた。塗布層の温度は６７３℃、８７１℃であった。さらに、レーザ光の出力を低下させて焼成工程を実施したところ、塗布層の表面しかガラス化することができなかった。この際のレーザ光の出力密度は１９９Ｗ／ｃｍ２、塗布層の温度は４９１℃であった。出力を上げたレーザ光を適用した場合には、ガラス基板や封着材料層にクラックが発生した。この際のレーザ光の出力密度は４９７Ｗ／ｃｍ２、塗布層の温度は９６５℃であった。【０１０２】
これらの結果から、レーザ光の走査速度を０．５ｍｍ／秒とした場合には、塗布層の加熱温度は６００〜９００℃の範囲が好ましいことが分かる。この塗布層の加熱温度は封着ガラスの軟化温度（４５０℃）に対して＋１５０℃〜＋４５０℃の範囲に相当する。【０１０３】
次に、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。【０１０４】
このようにして作製したガラスパネルの外観について、ガラス基板や封着層のクラックや割れ、封着層の接合状態等を光学顕微鏡で観察して評価したところ、いずれも良好であることが確認された。ガラスパネルの気密性をヘリウムリークテストで測定したところ、良好な気密状態が得られていることが確認された。また、ガラス基板と封着層との接合強度を測定したところ、上記した電気炉で焼成した封着層を用いて作製したガラスパネルと同等の強度が得られていることが確認された。【０１０５】
（実施例２）
封着材料ペーストの塗布層に照射するレーザ光の出力密度を２９８Ｗ／ｃｍ２、走査速度を１ｍｍ／秒に変更する以外は、実施例１と同様にして封着材料ペーストの塗布層の焼成工程を実施した。この際の塗布層の温度は６３７℃であった。このような条件でレーザ光を照射して封着材料ペーストの塗布層を焼成することによって、膜厚が１２μｍの封着材料層を形成した。封着材料層の状態をＳＥＭで観察したところ、良好にガラス化していることが確認された。また、封着材料層には有機バインダに起因する気泡や表面変形の発生も認められなかった。さらに、封着材料層の残留カーボン量を測定したところ、同一の封着材料ペーストの塗布層を電気炉で焼成（２５０℃×４０分）した際の残留カーボン量と同等であることが確認された。【０１０６】
上述した封着材料ペーストの塗布層のレーザ照射による焼成工程を、レーザ光の出力を出力密度が３９８Ｗ／ｃｍ２、４９７Ｗ／ｃｍ２となるように変更して実施したところ、各条件下で良好にガラス化された封着材料層が得られた。塗布層の温度は７６８℃、８８７℃であった。さらに、レーザ光の出力を低下させて焼成工程を実施したところ、塗布層の表面しかガラス化することができなかった。この際のレーザ光の出力密度は２４９Ｗ／ｃｍ２、塗布層の温度は５６０℃であった。出力を上げたレーザ光を適用した場合には、ガラス基板や封着材料層にクラックが発生した。この際のレーザ光の出力密度は５４７Ｗ／ｃｍ２、塗布層の温度は９５５℃であった。【０１０７】
これらの結果から、レーザ光の走査速度を１ｍｍ／秒とした場合には、塗布層の加熱温度は６３０〜９００℃の範囲が好ましいことが分かる。この塗布層の加熱温度は封着ガラスの軟化温度（４５０℃）に対して＋１８０℃〜＋４５０℃の範囲に相当する。【０１０８】
次に、実施例１と同様にして、封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域を有する第１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レーザ光を照射することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。第１及び第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。得られたガラスパネルは実施例１と同様に外観、気密性、接合強度等に優れるものであった。【０１０９】
（実施例３）
封着材料ペーストの塗布層に照射するレーザ光の出力密度を４４８Ｗ／ｃｍ２、走査速度を３ｍｍ／秒に変更する以外は、実施例１と同様にして封着材料ペーストの塗布層の焼成工程を実施した。この際の塗布層の温度は６６６℃であった。このような条件でレーザ光を照射して封着材料ペーストの塗布層を焼成することによって、膜厚が１２μｍの封着材料層を形成した。封着材料層の状態をＳＥＭで観察したところ、良好にガラス化していることが確認された。また、封着材料層には有機バインダに起因する気泡や表面変形の発生も認められなかった。さらに、封着材料層の残留カーボン量を測定したところ、同一の封着材料ペーストの塗布層を電気炉で焼成（２５０℃×４０分）した際の残留カーボン量と同等であることが確認された。【０１１０】
上述した封着材料ペーストの塗布層のレーザ照射による焼成工程を、レーザ光の出力を出力密度が６４７Ｗ／ｃｍ２、７４６Ｗ／ｃｍ２となるように変更して実施したところ、各条件下で良好にガラス化された封着材料層が得られた。塗布層の温度は７９０℃、８９７℃であった。さらに、レーザ光の出力を低下させて焼成工程を実施したところ、塗布層の表面しかガラス化することができなかった。この際のレーザ光の出力密度は３９８Ｗ／ｃｍ２、塗布層の温度は６４６℃であった。出力を上げたレーザ光を適用した場合には、ガラス基板や封着材料層にクラックが発生した。この際のレーザ光の出力密度は８４６Ｗ／ｃｍ２、塗布層の温度は１０４４℃であった。【０１１１】
これらの結果から、レーザ光の走査速度を３ｍｍ／秒とした場合には、塗布層の加熱温度は６６０〜９００℃の範囲が好ましいことが分かる。この塗布層の加熱温度は封着ガラスの軟化温度（４５０℃）に対して＋２１０℃〜＋４５０℃の範囲に相当する。【０１１２】
次に、実施例１と同様にして、封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域を有する第１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レーザ光を照射することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。第１及び第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。得られたガラスパネルは実施例１と同様に外観、気密性、接合強度等に優れるものであった。【０１１３】
（実施例４）
封着材料ペーストの塗布層に照射するレーザ光の出力密度を４９７Ｗ／ｃｍ２、走査速度を５ｍｍ／秒に変更する以外は、実施例１と同様にして封着材料ペーストの塗布層の焼成工程を実施した。この際の塗布層の温度は６６３℃であった。このような条件でレーザ光を照射して封着材料ペーストの塗布層を焼成することによって、膜厚が１２μｍの封着材料層を形成した。封着材料層の状態をＳＥＭで観察したところ、良好にガラス化していることが確認された。また、封着材料層には有機バインダに起因する気泡や表面変形の発生も認められなかった。さらに、封着材料層の残留カーボン量を測定したところ、同一の封着材料ペーストの塗布層を電気炉で焼成（２５０℃×４０分）した際の残留カーボン量と同等であることが確認された。【０１１４】
上述した封着材料ペーストの塗布層のレーザ照射による焼成工程を、レーザ光の出力を出力密度が７４６Ｗ／ｃｍ２、８４６Ｗ／ｃｍ２となるように変更して実施したところ、各条件下で良好にガラス化された封着材料層が得られた。塗布層の温度は８０３℃、８５８℃であった。さらに、レーザ光の出力を低下させて焼成工程を実施したところ、塗布層の表面しかガラス化することができなかった。この際のレーザ光の出力密度は４４８Ｗ／ｃｍ２、塗布層の温度は６３１℃であった。出力を上げたレーザ光を適用した場合には、ガラス基板や封着材料層にクラックが発生した。この際のレーザ光の出力密度は９９５Ｗ／ｃｍ２、塗布層の温度は１０４３℃であった。【０１１５】
これらの結果から、レーザ光の走査速度を５ｍｍ／秒とした場合には、塗布層の加熱温度は６８０〜９００℃の範囲が好ましいことが分かる。この塗布層の加熱温度は封着ガラスの軟化温度（４５０℃）に対して＋２３０℃〜＋４５０℃の範囲に相当する。【０１１６】
次に、実施例１と同様にして、封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域を有する第１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レーザ光を照射することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。第１及び第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。得られたガラスパネルは実施例１と同様に外観、気密性、接合強度等に優れるものであった。【０１１７】
（参考例）
封着材料ペーストの塗布層に照射するレーザ光の出力密度を６９６Ｗ／ｃｍ２、走査速度を１０ｍｍ／秒に変更する以外は、実施例１と同様にして封着材料ペーストの塗布層の焼成工程を実施した。このような条件でレーザ光を照射して封着材料ペーストの塗布層を焼成することによって、膜厚が１２μｍの封着材料層を形成した。【０１１８】
得られた封着材料層の状態をＳＥＭで観察したところ、ガラス化していることは確認されたものの、表面には有機バインダ由来の気泡による変形が認められ、また内部には気泡が残留していることが確認された。このような封着材料層を用いて、第１のガラス基板と第２のガラス基板とのレーザ封着工程を実施したところ、良好な封着状態や気密性は得られなかった。封着材料ペーストの塗布層に照射するレーザ光の走査速度を７ｍｍ／秒として場合においても、おおよそ同様な結果であった。【０１１９】
（実施例５）
実施例１と同様にして、無アルカリガラス基板（第１のガラス基板）上に封着材料ペーストの塗布層を形成した。このようなガラス基板を実施例１と同一のレーザ照射装置のサンプルホルダ上に厚さ０．５ｍｍのアルミナ基板を介して配置した。次いで、封着材料ペーストの塗布層に波長８０８ｎｍ、出力密度１９４Ｗ／ｃｍ２の第１のレーザ光を定点照射し、同時に波長９４０ｎｍ、出力密度２９８Ｗ／ｃｍ２の第２のレーザ光を同一位置に照射し、さらに第２のレーザ光を１ｍｍ／秒の走査速度で塗布層に沿って照射した。第２のレーザ光は第１のレーザ光の照射位置と重なったところで照射を終了した。【０１２０】
第１のレーザ光は定点照射時に塗布層の加熱温度が６３７℃となるものである。第２のレーザ光は１ｍｍ／秒で走査した際に塗布層の加熱温度が６３７℃となるものである。同時照射時の塗布層の加熱温度は９１０℃である。このような２つのレーザ光を使用して封着材料ペーストの塗布層を焼成することによって、膜厚が１２μｍの封着材料層を形成した。封着材料層の状態をＳＥＭで観察したところ、良好にガラス化していることが確認された。さらに、照射終了位置にギャップは生じていないことが確認された。【０１２１】
次に、実施例１と同様にして、封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域を有する第１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レーザ光を照射することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。得られたガラスパネルは実施例１と同様に外観、気密性、接合強度等に優れるものであった。【０１２２】
（実施例６）
実施例１と同様にして、無アルカリガラス基板（第１のガラス基板）上に封着材料ペーストの塗布層を形成した。このようなガラス基板を実施例１と同一のレーザ照射装置のサンプルホルダ上に厚さ０．５ｍｍのアルミナ基板を介して配置した。次いで、封着材料ペーストの塗布層に波長８０８ｎｍ、出力密度１９９Ｗ／ｃｍ２の第１のレーザ光を定点照射し、同時に波長９４０ｎｍ、出力密度４４８Ｗ／ｃｍ２の第２のレーザ光を同一位置に照射し、さらに第２のレーザ光を３ｍｍ／秒の走査速度で塗布層に沿って照射した。第２のレーザ光は第１のレーザ光の照射位置と重なったところで照射を終了した。【０１２３】
第１のレーザ光は定点照射時に塗布層の加熱温度が６８０℃となるものである。第２のレーザ光は３ｍｍ／秒で走査した際に塗布層の加熱温度が６８０℃となるものである。同時照射時の塗布層の加熱温度は９３０℃である。このような２つのレーザ光を使用して封着材料ペーストの塗布層を焼成することによって、膜厚が１２μｍの封着材料層を形成した。封着材料層の状態をＳＥＭで観察したところ、良好にガラス化していることが確認された。さらに、照射終了位置にギャップは生じていないことが確認された。【０１２４】
次に、実施例１と同様にして、封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域を有する第１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レーザ光を照射することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。得られたガラスパネルは実施例１と同様に外観、気密性、接合強度等に優れるものであった。【０１２５】
（実施例７）
実施例１と同様にして、無アルカリガラス基板（第１のガラス基板）上に封着材料ペーストの塗布層を形成した。このようなガラス基板を実施例１と同一のレーザ照射装置のサンプルホルダ上に厚さ０．５ｍｍのアルミナ基板を介して配置した。次いで、封着材料ペーストの塗布層に波長８０８ｎｍ、出力密度２２４Ｗ／ｃｍ２の第１のレーザ光を定点照射し、同時に波長９４０ｎｍ、出力密度４９７Ｗ／ｃｍ２の第２のレーザ光を同一位置に照射し、さらに第２のレーザ光を５ｍｍ／秒の走査速度で塗布層に沿って照射した。第２のレーザ光は第１のレーザ光の照射位置と重なったところで照射を終了した。【０１２６】
第１のレーザ光は定点照射時に塗布層の加熱温度が７００℃となるものである。第２のレーザ光は５ｍｍ／秒で走査した際に塗布層の加熱温度が６６３℃となるものである。同時照射時の塗布層の加熱温度は９３０℃である。このような２つのレーザ光を使用して封着材料ペーストの塗布層を焼成することによって、膜厚が１２μｍの封着材料層を形成した。封着材料層の状態をＳＥＭで観察したところ、良好にガラス化していることが確認された。さらに、照射終了位置にギャップは生じていないことが確認された。【０１２７】
次に、実施例１と同様にして、封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域を有する第１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レーザ光を照射することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。得られたガラスパネルは実施例１と同様に外観、気密性、接合強度等に優れるものであった。【０１２８】
（実施例８）
実施例１と同様にして、無アルカリガラス基板（第１のガラス基板）上に封着材料ペーストの塗布層を形成した。このようなガラス基板を実施例１と同一のレーザ照射装置のサンプルホルダ上に厚さ０．５ｍｍのアルミナ基板を介して配置した。次いで、封着材料ペーストの塗布層に波長９４０ｎｍ、出力密度５９７Ｗ／ｃｍ２のレーザ光を１ｍｍ／秒の走査速度で３秒間照射した後、レーザ光の出力密度３４８Ｗ／ｃｍ２まで低下させて同一走査速度で塗布層に沿って照射した。そして、照射終了位置（照射開始位置と同一位置）に至る３秒前にレーザ光の出力密度５９７Ｗ／ｃｍ2まで再上昇させ、この状態で照射終了位置まで照射した。【０１２９】
レーザ光の出力密度を５９７Ｗ／ｃｍ２とした際の塗布層の加熱温度は１０００℃である。レーザ光の出力密度を３４８Ｗ／ｃｍ２とした際の塗布層の加熱温度は７００℃である。このような出力変調したレーザ光を使用して封着材料ペーストの塗布層を焼成することによって、膜厚が１２μｍの封着材料層を形成した。封着材料層の状態をＳＥＭで観察したところ、良好にガラス化していることが確認された。さらに、照射終了位置にギャップは生じていないことが確認された。【０１３０】
次に、実施例１と同様にして、封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域を有する第１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レーザ光を照射することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着した。得られたガラスパネルは実施例１と同様に外観、気密性、接合強度等に優れるものであった。【０１３１】
（実施例９）
実施例１と同様にして、無アルカリガラス基板（第１のガラス基板）上に封着材料ペーストの塗布層を形成した。実施例１と同一のレーザ照射装置のサンプルホルダ上に厚さ０．５ｍｍのアルミナ基板に代えて厚さ０．５ｍｍのシリコン基板を配置し、その上に封着材料ペーストの塗布層がシリコン基板と接するようにガラス基板を設置した。次いで、封着材料ペーストの塗布層にガラス基板側から波長９４０ｎｍ、出力密度８９６Ｗ／ｃｍ２のレーザ光を１ｍｍ／秒の走査速度で塗布層に沿って照射した。レーザ光による塗布層の加熱温度は８６０℃である。【０１３２】
このようにして形成した封着材料層の状態をＳＥＭで観察したところ、良好にガラス化していることが確認された。さらに、照射終了位置にギャップは生じていないことが確認された。また、実施例１と同様にして、封着材料層を有する第２のガラス基板と素子領域を有する第１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レーザ光を照射することによって、第１のガラス基板と第２のガラス基板とを封着したところ、得られたガラスパネルは外観、気密性、接合強度等に優れるものであった。【０１３３】
（実施例１０）
図１２及び図１３に示したレーザ焼成装置３１を用いて、封着材料ペーストの塗布層を焼成する例について述べる。レーザ光源３３としては、例えば波長８０８ｎｍ、最大発振出力８０Ｗの半導体レーザ（ＬＩＭＯ社製）が用いられる。Ｘステージ３６としては、シグマ光機社製のＳＧＳＰ３３−１００（Ｘ）（最大移動量１００ｍｍ、位置決め精度２０μｍ）が用いられる。Ｙステージ３７としては、ＳＧＳＰ３３−２００（Ｘ）（最大移動量２００ｍｍ、位置決め精度２０μｍ）が用いられる。【０１３４】
レーザ照射ヘッド３４Ａ、３４Ｂは、例えば図２３に示すように、レーザ光源３３から出射されたレーザ光を伝送する光ファイバ（コア径４００μｍ、ＮＡ０．２２）４１と、レーザ光を集光して所望の照射スポットに整形する集光レンズ（焦点距離１００ｍｍ）４２と、レーザ光９Ａ、９Ｂの照射部分を観察するための撮像レンズ４３及びＣＣＤ撮像素子（３５万画素）４４と、レーザ光９Ａ、９Ｂの照射部分からの可視光線のみを反射（レーザ光は透過）してＣＣＤ撮像素子４４へ導くダイクロイックミラー４５及び反射ミラー４６とで構成されている。また、レーザ光９Ａ、９Ｂの照射部分の温度を測定する２色式放射温度計（チノー社製、ＩＲ−ＦＡ）４７が設置されている。【０１３５】
図２４はレーザ焼成装置３１による封着材料層の形成方法（封着材料ペーストの枠状塗布層の焼成方法）を示すフローチャートである。図２５はその際のレーザ光の出力制御例である。これらの図に基づいて枠状塗布層の焼成方法について述べる。準備段階として実施例１と同様の手順で、封着材料ペーストの枠状塗布層を形成した無アルカリガラス基板を用意する。該ガラス基板をレーザ焼成装置３１の試料台３２上に厚さ０．５ｍｍのアルミナ基板を介して配置する。ガラス基板は枠状塗布層が上になるように配置される。【０１３６】
まず、第１及び第２のレーザ照射ベッド３４Ａ、３４Ｂが初期位置に移動し（１０１）、第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂを枠状塗布層の同一箇所にそれぞれスポット径１．６ｍｍ、出力密度４００Ｗ／ｃｍ2で照射する（１０２）。この実施例において、レーザ光９Ａ、９Ｂの照射開始位置（同一箇所）は枠状塗付層の一辺の中点である。その際の枠状塗付層の温度は８６０℃である。【０１３７】
次に、Ｘステージ３６を動作させて、第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂがそれぞれ枠状塗付層８上を走査速度５ｍｍ／秒で遠ざかるように、第１及び第２のレーザ照射ベッド３４Ａ、３４Ｂを移動させる（１０３）。第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂが照射開始位置から０．８ｍｍ（スポット径の１／２）移動した後に、第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂの出力をそれぞれ７５０Ｗ／ｃｍ２に上昇させて照射する（１０４）。その際の塗付層の温度はそれぞれ８００℃である。【０１３８】
第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂが枠状塗付層の角部に差し掛かるとＸステージ３６の動作を停止し（１０５）、換わりにＹステージ３７を動作させて、試料台３２を５ｍｍ／秒の速度で移動させる（１０６）。この際のレーザ光９Ａ、９Ｂの照射条件も７５０Ｗ／ｃｍ２であり、塗布層の温度はそれぞれ８００℃である。第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂが枠状塗付層の角部に差し掛かるとＹステージ３７の動作を停止した後（１０７）、Ｘステージ３６を動作させて、第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂがそれぞれ５ｍｍ／秒の速度で近づくように、第１及び第２のレーザ照射ベッド３４Ａ、３４Ｂを移動させる（１０８）。この際のレーザ光９Ａ、９Ｂの照射条件も７５０Ｗ／ｃｍ２であり、塗布層の温度はそれぞれ８００℃である。【０１３９】
第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂが接近し、照射終了位置（照射開始位置とは対向する枠状塗付層の一辺の中点）に差し掛かる手前０．６ｍｍの位置でレーザ光９Ａ、９Ｂの出力を４００Ｗ／ｃｍ２に低下させ（１０９）、照射終了位置で第１及び第２のレーザ光９Ａ、９Ｂが重なった状態でＸステージ３６の動作を停止する（１１０）。この際の塗布層の温度は８６０℃である。その後、レーザ光９Ａ、９Ｂの照射を停止し（１１１）、Ｘステージ３６及びＹステージ３７を原点に復帰させる（１１２）。【０１４０】
上述した一連の動作は予めプログラムされており、封着材料ペーストの塗布層を形成したガラス基板を試料台に置いて動作ボタンを押すと、自動的に上述した全ての工程が実施される。上述した装置、手順で焼成した封着材料ペーストの塗布層の状態は、電気炉で焼成したサンプルと同等であり、レーザシール性も同等である。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本発明は、封着材料層付きガラス部材の製造、又は平板型ディスプレイ装置、液晶表示装置、若しく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、２００９年７月２３日に出願された日本特許出願２００９−１７１８１２号及び２００９年１１月１９日に出願された日本特許出願２００９−２６３５４０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】
【０１４２】
１…第１のガラス基板、１ａ…表面、２…第２のガラス基板、２ａ…表面、３…素子領域、４…電子素子部、５…第１の封止領域、６…第２の封止領域、７…封着材料層、８…封着材料ペーストの塗布層、９…焼成用レーザ光、９Ａ…第１のレーザ光、９Ｂ…第２のレーザ光、１０…封着用レーザ光、１１…封着層、１２…電子デバイス、２１，３１…レーザ焼成装置、２２，３２…試料台、２３，３２…レーザ光源、２４，３４Ａ，３４Ｂ…レーザ照射ヘッド、２５，３５…出力制御部、２６，３６…Ｘステージ、２７，３７，３７Ａ，３７Ｂ…Ｙステージ、２８，３８…走査制御部。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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