(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザ光で封着材料層を良好に形成しつつ、ガラス基板のクラックの発生等を再現性よく抑制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。【解決手段】コンパクション値が６０ｐｐｍ以下のガラス基板１の表面１ａに封着材料ペーストを枠状に塗布した後、レーザ光７を封着材料ペーストの枠状塗布層６に沿って走査しながら照射する。レーザ光７で枠状塗布層６を加熱することによって、封着材料を焼成して封着材料層５を形成する。【選択図】図５
2013119501.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、
レーザ光を前記封着材料ペーストの枠状塗布層に沿って走査しながら照射し、前記レーザ光で前記枠状塗布層全体を加熱することにより、前記枠状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、
前記ガラス基板はコンパクション値が６０ｐｐｍ以下であ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】
前記ガラス基板は歪点が６００℃以上であ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＋８０℃）以上（Ｔ＋５５０℃）以下の範囲となるように、前記レーザ光を前記枠状塗布層に照射することを特徴とする請求項１または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】
前記枠状塗布層の既に焼成された部分と少なくとも一部が重なる照射終了位置に接近した位置から前記照射終了位置までの終了領域における前記レーザ光の走査速度を、前記終了領域を除く前記枠状塗布層に沿った走査領域における前記レーザ光の走査速度より減速させることを特徴とする請求項１ないし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】
前記走査領域における前記レーザ光の走査速度を３〜２０ｍｍ／秒の範囲に制御し、かつ前記終了領域における前記レーザ光の走査速度を前記枠状塗布層の前記焼成部分から前記レーザ光のビーム径の１．２倍手前の位置における前記走査速度が２ｍｍ／秒以下となるように制御することを特徴とする請求項４記載の封着材料層付きガラス部材の製造方法。
【請求項６】
前記レーザ光の前記照射終了位置を、前記枠状塗布層の前記焼成部分と一部が重なる位置から前記レーザ光の重複照射領域が前記レーザ光のビーム径の２０倍以下となる位置までの範囲内に設定することを特徴とする請求項４または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】
前記封着材料ペーストの枠状塗布層は、焼成後の厚さが１５μｍ以下となる厚さを有することを特徴とする請求項１ないし６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８】
前記封着材料は、０．１〜４０体積％の前記レーザ吸収材と０〜５０体積％の範囲の低膨張充填材とを、前記レーザ吸収材と前記低膨張充填材との合計量として０．１〜５０体積％の範囲で含むことを特徴とする請求項１ないし７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９】
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、
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１のガラス基板の前記第１の封止領域上に枠状に塗布する工程と、
焼成用レーザ光を前記封着材料ペーストの枠状塗布層に沿って走査しながら照射し、前記レーザ光で前記枠状塗布層全体を加熱することにより、前記枠状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のガラス基板または前記第２のガラス基板を通して封着用レーザ光を前記封着材料層に沿って走査しながら照射し、前記封着材料層を溶融および固化させて、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間の間隙を気密に封止する封着層を形成する工程とを具備し、
前記第１のガラス基板はコンパクション値が６０ｐｐｍ以下であることを特徴とする気密部材の製造方法。
【請求項１０】
前記第１のガラス基板は歪点が６００℃以上であることを特徴とする請求項９記載の気密部材の製造方法。
【請求項１１】
前記第２のガラス基板はコンパクション値が１７０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項９または１０記載の気密部材の製造方法。
【請求項１２】
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＋８０℃）以上（Ｔ＋５５０℃）以下の範囲となるように、前記焼成用レーザ光を前記枠状塗布層に照射することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１項記載の気密部材の製造方法。
【請求項１３】
前記枠状塗布層の既に焼成された部分と少なくとも一部が重なる照射終了位置に接近した位置から前記照射終了位置までの終了領域における前記焼成用レーザ光の走査速度を、前記終了領域を除く前記枠状塗布層に沿った走査領域における前記焼成レーザ光の走査速度より減速させることを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか１項記載の気密部材の製造方法。
【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および気密部材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）、電界放出型ディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等の平板型ディスプレイ装置（ＦＰＤ）では、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枚のガラス基板間を封着した気密部材（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）を封止した気密部材の適用が検討されている（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。さらに、ＯＥＬ素子や色素増感型太陽電池素子等の電子素子部の特性劣化を抑制するために、レーザ封着の適用が試みられている（特許文献１，２参照）。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。次に、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、溶融させることによって、ガラス基板間に設けられた電子素子部を封止する。
【０００４】
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。封着材料を焼き付ける第２の昇温過程には、ガラス基板全体を加熱する加熱炉が用いられている。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封着材料ペーストを一方のパネル基板に塗布した後、レーザ光で封着材料ペーストの塗布層を焼成して封着材料層を形成することが記載されている。
【０００５】
封着材料層の形成にレーザ光による局所加熱を適用する場合、封着材料ペーストの塗布層の膜厚変動等に起因して、封着材料層の形成時にガラス基板にクラック等が生じやすいという難点がある。すなわち、封着材料ペーストはスクリーン印刷やディスペンサ等により塗布されるため、塗布層の膜厚にばらつきが生じやすい。膜厚にばらつきがある封着材料ペーストの塗布層にレーザ光を照射して焼成すると、膜厚の厚い部分は過剰に加熱されやすく、逆に膜厚の薄い部分は焼成が不十分になりやすい。このため、封着材料ペーストの塗布層全体を十分に焼成しようとすると、膜厚の厚い部分が局部的に過熱してガラス基板にクラック等が生じやすくなる。ガラス基板に生じるクラックは、ＦＰＤや太陽電池等に用いられる気密部材の製造歩留りや信頼性を低下させる要因となる。
【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
【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】
【０００７】
本発明の目的は、レーザ光による局所加熱を適用して封着材料層を形成するにあたって、封着材料層を良好に形成しつつ、ガラス基板の局部的な過熱によるクラックの発生等を再現性よく抑制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と気密部材の製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の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、レーザ光を前記封着材料ペーストの枠状塗布層に沿って走査しながら照射し、前記レーザ光で前記枠状塗布層全体を加熱することにより、前記枠状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、前記ガラス基板はコンパクション値が６０ｐｐｍ以下であることを特徴としている。
【０００９】
本発明の気密部材の製造方法は、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、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１のガラス基板の前記第１の封止領域上に枠状に塗布する工程と、焼成用レーザ光を前記封着材料ペーストの枠状塗布層に沿って走査しながら照射し、前記レーザ光で前記枠状塗布層全体を加熱することにより、前記枠状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のガラス基板または前記第２のガラス基板を通して封着用レーザ光を前記封着材料層に沿って走査しながら照射し、前記封着材料層を溶融および固化させて、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間の間隙を気密に封止する封着層を形成する工程とを具備し、前記第１のガラス基板はコンパクション値が６０ｐｐｍ以下であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の封着材料層付きガラス部材の製造方法によれば、封着材料層を良好に形成しつつ、ガラス基板の局部的な過熱によるクラックの発生等を再現性よく抑制することができる。従って、そのような封着材料層付きガラス部材を用いて気密部材を製造することで、気密封止性やその信頼性に優れる気密部材を歩留りよく提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による気密部材の製造方法を示す断面図である。
【図２】図１に示す気密部材の製造方法で使用する第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に示す気密部材の製造方法で使用する第２のガラス基板を示す平面図である。
【図５】図１に示す気密部材の製造方法における第１のガラス基板への封着材料層の形成工程を示す断面図である。
【図６】図１に示す気密部材の製造方法における焼成用レーザ光の走査例を示す図である。
【図７】封着材料ペーストの枠状塗布層の膜厚とレーザ光を照射した際の枠状塗布層の加熱温度との関係の一例を示す図である。
【図８】焼成用レーザ光の走査方向と焼成後のクラックの進展方向との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の封着材料層の形成工程における焼成用レーザ光の照射終了位置の例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態の封着材料層の形成工程における焼成用レーザ光の終了領域を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施形態の封着材料層の形成工程における焼成用レーザ光の終了領域の走査速度を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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気密部材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気密部材としては、ＯＥＬＤ、ＦＥＤ、ＰＤＰ、ＬＣＤ等のＦＰＤにおける表示素子を封止するガラスパッケージ、色素増感型太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、化合物半導体系太陽電池等の封止型太陽電池における太陽電池素子を封止するガラスパッケージ、反射鏡の気密パッケージ、複層ガラス等が挙げられる。
【００１３】
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および第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３０〜４０×１０-7／Ｋ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／Ｋ程度の熱膨張係数を有している。第１および第２のガラス基板１、２の少なくとも一方は、化学強化ガラス等であってもよい。封着材料層の形成基材となる第１のガラス基板１には、コンパクション値が６０ｐｐｍ以下のガラス基板が用いられる。ガラス基板のコンパクション値やその規定理由等については、後に詳述する。
【００１４】
第１のガラス基板１の表面１ａには、図２および図３に示すように、外周領域に沿って枠状の第１の封止領域３が設けられている。第２のガラス基板２の表面２ａには、図４に示すように、第１の封止領域３に対応する枠状の第２の封止領域４が設けられている。第１および第２の封止領域３、４は封着層の形成領域となる。また、第１の封止領域３は封着材料層の形成領域となる。第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とは、第１の封止領域３を有する表面１ａと第２の封止領域４を有する表面２ａとが対向するように、所定の間隙を持って配置される。第１のガラス基板１と第２のガラス基板２との間隔は、気密部材の用途等に応じて適宜に設定されものである。
【００１５】
この実施形態で製造する気密部材を電子デバイスのガラスパッケージ等として用いる場合には、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、電子デバイスに応じた電子素子部が設けられる。電子素子部は、例えばＯＥＬＤやＯＥＬ照明であればＯＥＬ素子、ＦＥＤであれば電子放出素子、ＰＤＰであればプラズマ発光素子、ＬＣＤであれば液晶表示素子、太陽電池であれば太陽電池素子を備えるものである。電子素子部には各種公知の構造が適用され、その構成に限定されるものではない。また、気密部材を反射鏡の気密パッケージとして用いる場合には、第１のガラス基板１の表面１ａおよび第２のガラス基板２の表面２ａの少なくとも一方に金属反射膜が設けられる。
【００１６】
第１のガラス基板１の封止領域３には、図１（ａ）、図２および図３に示すように、枠状の封着材料層５が形成される。封着材料層５は封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料を焼成した材料からなる層である。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添加材を必要に応じて含有していてもよい。
【００１７】
封着ガラス（ガラスフリット）には、例えばビスマス系ガラス、錫−リン酸系ガラス、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、ビスマス系ガラスや錫−リン酸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。
【００１８】
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（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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。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。
【００２１】
錫−リン酸系ガラス（ガラスフリット）は、５５〜６８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）を含む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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【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。
【００２５】
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。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０．１〜４０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４０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２のガラス基板２との接着性が低下するおそれがある。好ましくは３７体積％以下である。
【００２６】
さらに、封着材料は必要に応じて０〜５０体積％の範囲で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ものである。
【００２７】
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設定することが好ましい。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０．１〜５０体積％の範囲で含有させることが好ましい。低膨張充填材の含有量は、封着材料層５の厚さ等によっても適宜変更することができる。ただし、低膨張充填材の含有量が５０体積％を超えると、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。好ましくは４５体積％以下である。低膨張充填材の含有量はレーザ吸収材との合計含有量として影響するため、これらの合計含有量は０．１〜５０体積％の範囲とすることが好ましい。
【００２８】
封着材料層５は以下のようにして形成される。封着材料層５の形成工程について、図５を参照して説明する。図５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。
【００２９】
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有機溶剤が、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有機溶剤が用いられる。
【００３０】
ビヒクル中の樹脂成分は封着材料の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１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、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。
【００３１】
図５（ａ）に示すように、第１のガラス基板１の封止領域３に封着材料ペーストを塗布し、これを乾燥させて塗布層６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１の封止領域３上に塗布したり、あるいはディスペンサ等を用いて第１の封止領域３に沿って塗布する。塗布層６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６内の溶剤を除去するために実施するものである。塗布層６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。
【００３２】
次に、図５（ｂ）に示すように、封着材料ペーストの塗布層（乾燥膜）６に焼成用のレーザ光７を照射する。焼成用のレーザ光７を塗布層６に沿って照射して選択的に加熱することで、塗布層６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５を形成する（図５（ｃ））。焼成用のレーザ光７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。
【００３３】
レーザ光７による塗布層６の焼成工程は、必ずしも塗布層６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５の厚さ）が１５μｍ以下となるような膜厚を有する塗布層６に対して特に有効である。焼成後の厚さが１５μｍを超えるような場合には、レーザ光７で塗布層６全体を均一に加熱することができないおそれがある。ただし、塗布層６の形成条件やレーザ光７の照射条件等を調整することによって、焼成後の厚さが１５０μｍ以下となる膜厚を有する塗布層６であれば、レーザ光７で焼成できる場合がある。封着材料層５の厚さは実用的には１μｍ以上とすることが好ましい。
【００３４】
焼成用のレーザ光７で封着材料層５を形成するにあたって、まず図６に示すように、封着材料ペーストの枠状塗布層６の照射開始位置Ｓにレーザ光７を照射する。続いて、レーザ光７を枠状塗布層６に沿って走査しながら照射する。そして、レーザ光７を照射開始位置Ｓと少なくとも一部が重なる照射終了位置Ｆまで走査し、枠状塗布層６全体を加熱した後、レーザ光７の照射を終了する。レーザ光７を枠状塗布層６に沿って走査しながら照射するにあたって、枠状塗布層６の加熱温度は封着ガラスの軟化温度Ｔ（℃）に対して（Ｔ＋８０℃）以上で（Ｔ＋５５０℃）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。レーザ光７を照射した際の枠状塗布層６の温度は、放射温度計で測定した値とする。
【００３５】
枠状塗布層６の温度が（Ｔ＋８０℃）以上で（Ｔ＋５５０℃）以下の範囲となるようにレーザ光７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１のガラス基板１に焼き付けられて封着材料層５が形成される。枠状塗布層６の温度が（Ｔ＋８０℃）に達しないようなレーザ光７の照射条件下では、枠状塗布層６の表面部分のみが溶融され、枠状塗布層６全体を均一に溶融できないおそれがある。枠状塗布層６の温度が（Ｔ＋５５０℃）を超えるようなレーザ光７の照射条件下では、ガラス基板１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。
【００３６】
封着材料ペーストの枠状塗布層（乾燥膜）６の加熱温度が上記範囲となるように、レーザ光７を走査しながら照射することによって、枠状塗布層６中の有機バインダが熱分解されて除去される。レーザ光７は枠状塗布層６に沿って走査しながら照射されるため、レーザ光７の進行方向前方に位置する部分は適度に予熱されることになる。有機バインダの熱分解は、枠状塗布層６の該当部分にレーザ光７が直に照射されているときに加えて、レーザ光７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、枠状塗布層６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５内の残留カーボン量を低減することができる。残留カーボンは気密部材（ガラスパッケージ）内の不純物ガス濃度を上昇させる要因となる。
【００３７】
レーザ光７は枠状塗布層６に沿って３〜２０ｍｍ／秒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い。枠状塗布層６に沿って走査する際のレーザ光７の走査速度が３ｍｍ／秒未満であると、レーザ光７による枠状塗布層６の焼成時間が増加し、封着材料層５を効率よく形成することができない。一方、レーザ光７の走査速度が２０ｍｍ／秒を超えると、枠状塗布層６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おそれがあるため、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５の内部に気泡が生じたり、表面に気泡による変形が生じやすくなる。さらに、封着材料層５の残留カーボン量も増大しやすい。有機バインダの除去状態が悪い封着材料層５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と封着層との接着強度が低下したり、ガラスパッケージの気密性が低下するおそれがある。
【００３８】
さらに、走査速度が３〜２０ｍｍ／秒の範囲のレーザ光７で、枠状塗布層６の加熱温度を（Ｔ＋８０℃）以上で（Ｔ＋５５０℃）以下の範囲とするにあたって、レーザ光７は１００〜１１００Ｗ／ｃｍ2の範囲の出力密度を有することが好ましい。レーザ光７の出力密度が１００Ｗ／ｃｍ2未満であると、枠状塗布層６全体を均一に加熱することができないおそれがある。レーザ光７の出力密度が１１００Ｗ／ｃｍ2を超えると、ガラス基板１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。
【００３９】
図５ではレーザ光７を枠状塗布層６上から照射する状態を示しているが、レーザ光７はガラス基板１を介して枠状塗布層６に照射してもよい。例えば、枠状塗布層６の焼成時間を短縮するためには、レーザ光７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７を枠状塗布層６上から照射すると、枠状塗布層６の表面部分のみがガラス化するおそれがある。枠状塗布層６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７をガラス基板１側から枠状塗布層６に照射すると、レーザ光７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枠状塗布層６の表面から逃すことができる。レーザ光７を枠状塗布層６の上下両面から照射することも有効である。
【００４０】
レーザ光７のビーム形状（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７のビーム形状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７のビーム形状は、塗布層６の幅方向が短径となる楕円形としてもよい。ビーム形状を楕円形に整形したレーザ光７によれば、枠状塗布層６に対するレーザ光７の照射面積を拡大することができ、さらにレーザ光７の走査速度を速くすることができる。これらによって、枠状塗布層６の焼成時間を短縮することが可能となる。
【００４１】
この実施形態による封着材料層５の形成工程においては、封着材料ペーストの枠状塗布層６に焼成用のレーザ光７を照射して選択的に加熱している。このため、第１のガラス基板１の表面１ａ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５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５を得ることができる。
【００４２】
また当然ながら、焼成用のレーザ光７による封着材料層５の形成工程は、第１のガラス基板１の表面１ａ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５を得ることができる。さらに、レーザ光７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７による封着材料層５の形成工程は有効である。
【００４３】
ところで、封着材料ペーストの枠状塗布層６にレーザ光７を照射して封着材料層５を形成するにあたって、封着材料ペーストの塗布条件等を調整しても、枠状塗布層６にはある程度の膜厚のばらつきが生じることが避けられない。例えば、封着材料ペーストを上述したような膜厚となるようにディスペンサで塗布した場合、ペースト塗布膜の膜厚には±２〜５μｍ程度のばらつきが生じる。ペースト塗布膜を乾燥させる際の収縮率は６０〜７０％程度であるため、乾燥後の枠状塗布層６は±１．３〜４μｍ程度の膜厚ばらつきを有している。枠状塗布層６の局部的に厚い部分は、薄い部分に比べてレーザ吸収材の存在量が多いため、同一条件のレーザ光７を照射した際の温度上昇が大きくなる。
【００４４】
図７に枠状塗布層６の膜厚とレーザ光７を照射した際の枠状塗布層６の加熱温度との関係例を示す。図７は封着材料ペーストを線幅が５００μｍのライン状に塗布した後に乾燥させた塗布層（乾燥膜）に、出力が１５Ｗのレーザ光を５ｍｍ／秒の走査速度で照射した際の塗布層の膜厚と加熱温度との関係を示している。図７に示すように、塗布層の膜厚が４μｍの場合、加熱温度は７００℃程度であるのに対し、塗布層の膜厚が９μｍになると、加熱温度が８００℃前後まで上昇する。このように、枠状塗布層６の膜厚により加熱温度が大きく異なることになる。つまり、枠状塗布層６の膜厚にばらつきが生じていると、レーザ光７を照射した際に部分的な加熱温度に差が生じてしまう。
【００４５】
膜厚にばらつきが生じている枠状塗布層６にレーザ光７を照射するにあたって、膜厚が厚い部分を基準にしてレーザ光７の照射条件を設定すると、膜厚が薄い部分は十分に焼成が進まず、表面部分のみが溶融された状態となる。このような部分はレーザ封着工程で接着不良等を生じさせる原因となる。膜厚が薄い部分を基準にしてレーザ光７の照射条件を設定すると、膜厚が厚い部分は過剰に加熱されてしまう。枠状塗布層６が局部的に過剰に加熱されると、その近傍部分のガラス基板１にクラックが生じやすくなる。枠状塗布層６に沿ってレーザ光７を照射する場合、局所的には急熱・急冷プロセスとなるため、急冷時にガラス基板１が枠状塗布層６の焼成部分に引っ張られることで生じる応力やガラス基板１自体の急冷により生じる応力によって、ガラス基板１にクラックが生じやすい。図８に示すように、クラックＣはレーザ光７の走査方向Ｘと垂直方向に発生する。なお、ガラス基板１にクラックが生じる場合には、封着材料層５にも同様なクラックＣが生じる。
【００４６】
上述したような膜厚ばらつきを有する枠状塗布層６にレーザ光７を照射して封着材料層５を形成するにあたって、コンパクション値が６０ｐｐｍ以下のガラス基板１を用いることが有効である。コンパクション（熱収縮率）とは、加熱処理の際にガラス構造の緩和によって発生するガラス熱収縮率である。本発明におけるコンパクション値Ｃは、ガラス基板の表面に所定の間隔で圧痕を２箇所打った後、ガラス基板を５５０℃まで加熱して室温まで冷却した際の圧痕間隔距離の収縮率（ｐｐｍ）を意味するものである。
【００４７】
本発明におけるコンパクション値Ｃは、以下に示す方法で測定した値を意味する。まず、ガラス基板の表面に圧痕を長辺方向に９０ｍｍの間隔（Ａ）で２箇所打つ。次に、ガラス板を昇温速度１００℃／時間で５５０℃まで加熱し、５５０℃で１時間保持した後に、１００℃／時間の降温速度で室温まで冷却する。冷却後に再度圧痕間距離（Ｂ）を測定する。得られた圧痕間距離Ａ、Ｂから下式（１）を用いてコンパクション値Ｃを算出する。圧痕間距離Ａ、Ｂは光学顕微鏡を用いて測定する。
Ｃ［ppm］＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１０6  …（１）
【００４８】
コンパクション値Ｃが小さいということは、ガラス基板１の徐冷が十分になされていることを意味し、高温に加熱された際に拡大した容積が元の容積の近くまで収縮してから固まった状態となっている。一方、コンパクション値Ｃが大きいということは、高温に加熱された際に拡大した容積が十分に収縮する前に固まった状態、すなわち大きい容積のままで固まった状態となっている。レーザ光７による枠状塗布層６の焼成工程は、局所的な急熱・急冷プロセスであるため、封着材料層５やガラス基板１の近傍部分はレーザ光７による焼成工程後に高コンパクションの状態となる。
【００４９】
このようなレーザ光７による焼成工程において、元々のコンパクション値Ｃが小さいガラス基板１は、レーザ光７の照射終了後の急冷時に高コンパクション状態となる封着材料層５に追従して伸びることができる。さらに、ガラス基板１自体が急冷された場合において、元々のコンパクション値Ｃが小さいために、ガラス基板１が局部的に伸びてレーザ光７の照射に起因する高コンパクション状態に対応することができる。これらによって、枠状塗布層６の局部的な過熱によりガラス基板１に加わる応力を緩和することできる。従って、膜厚ばらつきを有する枠状塗布層６にレーザ光７を照射して封着材料層５を形成する際に、ガラス基板１に生じるクラックを抑制することが可能となる。
【００５０】
上記したレーザ光７の照射終了後の急冷時に発生する応力を緩和し、ガラス基板１に生じるクラックを抑制する上で、封着材料層５の形成基材となる第１のガラス基板１のコンパクション値は６０ｐｐｍ以下とされている。ガラス基板１のコンパクション値が６０ｐｐｍを超えると応力の緩和化効果が不十分となり、枠状塗布層６の膜厚ばらつきに起因するクラックの発生を十分に抑制することができない。第１のガラス基板１のコンパクション値は５５ｐｐｍ以下であることがより好ましい。第１のガラス基板１のコンパクション値の下限値は特に限定されるものではなく、理想的には零である。ただし、第１のガラス基板１の実用的な徐冷工程等を考慮すると、ガラス基板１のコンパクション値は１０ｐｐｍ以上であることが一般的である。
【００５１】
さらに、第１のガラス基板１は歪点が６００℃以上であることが好ましい。これによって、レーザ光７の照射工程に伴って第１のガラス基板１に生じる応力を低減することができる。第１のガラス基板１の歪点は６４０℃以上であることがより好ましい。ただし、第１のガラス基板１の歪点を上げるためには、徐冷工程等に基づく製造コストの増加等を招くことから、第１のガラス基板１の歪点は実用的には７８０℃以下であることが好ましく、７２５℃以下であることがより好ましい。コンパクション値が６０ｐｐｍ以下、さらに歪点が６００℃以上のガラス基板１は、例えばガラス基板の製造工程やそれとは別途に実施される徐冷工程を制御することで得ることができる。ガラス基板１の徐冷工程は、その材質等にもよるが、５５０℃以上の温度に加熱して所定時間保持した後に、１００℃／分以下の降温速度で冷却することが好ましい。ガラス基板１の板厚は０．７ｍｍ以下であることが望ましい。
【００５２】
上述したように、コンパクション値が６０ｐｐｍ以下のガラス基板１を用いることによって、枠状塗布層６の局部的に膜厚が厚い部分に起因して、レーザ光７による枠状塗布層６の焼成工程でガラス基板１に生じるクラックを抑制することができる。言い換えると、枠状塗布層６に膜厚が薄い部分を十分に焼成することが可能な条件下でレーザ光７を照射した場合においても、膜厚が厚い部分に起因するガラス基板１のクラックを抑制することができる。従って、レーザ光７による枠状塗布層６の焼成工程における加熱温度のマージンを広げることが可能となる。つまり、焼成工程における枠状塗布層６の加熱温度の下限値（封着材料層５に未焼成部分が生じない最低温度）から上限値（ガラス基板１にクラックが生じない最高温度）までの幅を広げることができる。
【００５３】
レーザ光７による枠状塗布層６の焼成工程における温度マージンを広げることによって、ガラス基板１のクラックを抑制しつつ、枠状塗布層６全体を良好に焼成することができる。レーザ光７による焼成時の温度マージンは７０℃以上であることが好ましい。温度マージンを拡大することによって、レーザ光７による枠状塗布層６の焼成工程の安定性や信頼性を高めることが可能になる。すなわち、実施形態の製造工程を適用して作製した封着材料層５を使用することで、ガラス基板１のクラックによる気密部材の製造歩留りや信頼性の低下を抑制しつつ、気密封止性やその信頼性に優れる気密部材を再現性よく提供することが可能となる。ただし、枠状塗布層６の膜厚ばらつきが大きすぎると、それに見合った温度マージンを得ることができないおそれがあるため、膜厚のばらつき幅は４μｍ以下とすることが好ましい。
【００５４】
また前述したように、封着材料ペーストの枠状塗布層６に沿ってレーザ光７を走査しながら照射する場合、枠状塗布層６全体を加熱するためには、枠状塗布層６におけるレーザ光７の照射開始位置Ｓと照射終了位置Ｆとが少なくとも一部重なるように設定する必要がある。レーザ光７を走査している間に、封着ガラスの溶融が終了している照射開始位置Ｓは冷却されて固化している。このため、照射開始位置Ｓと少なくとも一部が重なる照射終了位置Ｆにレーザ光７が到達する際に、封着ガラスが表面張力や空隙減少等に起因して収縮しギャップが生じるおそれがある。封着材料層５に生じるギャップが広いと、その後のレーザ封着工程でガラスパッケージの気密封止性を低下させるおそれがある。
【００５５】
すなわち、レーザ光７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、照射終了位置Ｆ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。このような点に対しては、レーザ光７の照射終了時期に封着ガラスの流動状態を保つようにすることが有効である。レーザ光７が照射終了位置Ｆに到達する際の封着ガラスの溶融状態を維持し、溶融状態の封着ガラスが固化している封着ガラスと接する時間を長くする、言い換えると溶融状態の封着ガラスを固化している封着ガラス上を流動させることによって、封着ガラスの表面張力等に起因するギャップの発生を抑制することができる。
【００５６】
具体的には、枠状塗布層６におけるレーザ光７の照射終了位置Ｆを、枠状塗布層６の既に焼成された部分（既にレーザ光７が照射されて溶融・固化した部分）と少なくとも一部が重なる位置に設定した場合、照射終了位置Ｆに接近した位置から照射終了位置Ｆまでの終了領域におけるレーザ光７の走査速度を、終了領域を除く枠状塗布層６に沿った走査領域におけるレーザ光７の走査速度より減速させることが好ましい。終了領域におけるレーザ光７の走査速度を減速させることによって、溶融状態の封着ガラスを既に固化している封着ガラスに向けて流動させ、溶融状態の封着ガラスを固化状態の封着ガラスと十分に接触させることが可能となる。従って、照射終了位置Ｆにおける封着ガラスの流動性が不足して収縮することで生じるギャップ幅を狭くすることができる。
【００５７】
枠状塗布層６における焼成用レーザ光７の照射終了位置Ｆは、図９（Ａ）に示すように、枠状塗布層６の既に焼成された部分（基本的には照射開始位置Ｓに相当する部分）と少なくとも一部が重なる位置に設定する。これによって、封着ガラスを流動状態で一体化することができる。レーザ光７の照射終了位置Ｆは、図９（Ｂ）に示すように照射開始位置Ｓとの重なり量（面積比）が５０％以上となる位置に設定することが好ましい。レーザ光７の照射終了位置Ｆは、図９（Ｃ）に示すように照射開始位置Ｓと重なる位置に設定したり、さらに図９（Ｄ）に示すように照射開始位置Ｓを超えた位置に設定することがより好ましい。終了領域における溶融状態の封着ガラスを枠状塗布層６の焼成部分（固化状態の封着ガラス）とより一層良好に接触させることができる。
【００５８】
図９（Ｄ）に示すように、焼成用レーザ光７の照射終了位置Ｆを、照射開始位置Ｓを超えた位置に設定する場合、レーザ光７を重複して照射する領域の長さは特に限定されるものではない。ただし、レーザ光７の重複照射領域をあまり長くしても、溶融状態の封着ガラスと固化状態の封着ガラスとの接触性の向上効果をそれ以上高めることができないだけでなく、封着材料層５の形成時間がその分だけ延びて形成効率が低下する。このため、レーザ光７の重複照射領域はレーザ光７のビーム中心を基準として、照射開始位置Ｓの中心からレーザ光７のビーム径Ｄの２０倍以下の距離とすることが好ましく、レーザ光７のビーム径Ｄの５倍以下の距離とすることがより好ましい。なお、レーザ光７のビーム形状は、ビーム最大強度の１／ｅ2の強度になる領域で定義する。
【００５９】
レーザ光７の速度を減速させる位置（終了領域の開始位置）は、図１０（Ａ）に示すように、レーザ光７のビーム中心を基準として、枠状塗布層６の焼成部分（焼成端）からレーザ光７のビーム径Ｄの少なくとも１．２倍手前の位置とすることが好ましい。レーザ光７をビーム径Ｄの１．２倍未満の位置から減速させた場合には、終了領域における溶融状態の封着ガラスと固化状態の封着ガラスとの接触時間が不十分になるおそれがある。レーザ光７の減速開始位置は、枠状塗布層６の焼成端からレーザ光７のビーム径Ｄの１．２倍以上手前の位置であればよく、ビーム径Ｄの１．２倍の位置よりさらに手前の位置（焼成端からより離れた位置）から減速させてもよい。
【００６０】
ただし、枠状塗布層６の焼成端から離れすぎた位置から減速すると、その分だけ減速させた状態でのレーザ光７の走査時間が増加し、封着材料層５の形成時間がその分だけ延びて形成効率が低下する。このため、レーザ光７の減速開始位置は、図１０（Ｂ）に示すように、レーザ光７のビーム中心を基準として、枠状塗布層６の焼成端から手前にレーザ光７のビーム径Ｄの２０倍以下の位置とすることが好ましい。このように、レーザ光７の減速開始位置は、枠状塗布層６の焼成端から手前にレーザ光７のビーム径Ｄの１．２倍以上２０倍以下の範囲内に設定することが好ましく、ビーム径Ｄの１．２倍以上５倍以下の範囲内に設定することがより好ましい。
【００６１】
枠状塗布層６に沿って走査する際のレーザ光７の走査速度（走査領域におけるレーザ光７の走査速度）は、前述したように３〜２０ｍｍ／秒の範囲とすることが好ましい。このような走査領域におけるレーザ光７の走査速度に対して、終了領域ではレーザ光７の走査速度を２ｍｍ／秒以下まで減速することが好ましい。これによって、終了領域における溶融状態の封着ガラスを枠状塗布層６の焼成部分（固化状態の封着ガラス）と良好に接触させることができる。終了領域におけるレーザ光７の走査速度は０．５ｍｍ／秒以下まで減速することがより好ましい。終了領域におけるレーザ光７の走査速度の下限値は特に限定されないが、ガラス基板２の過剰加熱や封着材料層５の形成効率の低下等を考慮して０．１ｍｍ／秒以上（ビーム径Ｄの１．２倍手前の位置基準）とすることが好ましい。
【００６２】
終了領域におけるレーザ光７の走査速度は、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示すように、レーザ光７のビーム中心を基準として、枠状塗布層６の焼成部分（焼成端）からレーザ光７のビーム径Ｄの１．２倍手前の位置で２ｍｍ／秒以下とすることが好ましい。レーザ光７の減速開始位置は、上述したように枠状塗布層６の焼成端からレーザ光７のビーム径Ｄの１．２倍以上手前の位置であればよいため、図１１（Ｃ）に示すように、レーザ光７のビーム径Ｄの１．２倍手前の位置よりさらに手前の位置（焼成端からより離れた位置）、すなわちレーザ光７のビーム径Ｄの１．２倍以上２０倍以下の範囲内の位置からレーザ光７を２ｍｍ／秒以下の速度で走査してもよい。
【００６３】
図１１（Ｂ）および図１１（Ｃ）は、終了領域におけるレーザ光７を走査領域の走査速度より減速した一定速度、例えば２ｍｍ／秒以下の一定速度で走査する状態を示している。図１１（Ｄ）に示すように、レーザ光７の減速開始位置（ビーム径Ｄの１．２倍以上２０倍以下の範囲内）から照射終了位置Ｆまで、所定の減速度でレーザ光７の走査速度を減速させてもよい。この場合にも、レーザ光７のビーム中心が枠状塗布層６の焼成端からレーザ光７のビーム径Ｄの１．２倍手前の位置に到達した時点における走査速度を２ｍｍ／秒以下とすることが好ましい。いずれの場合にも、レーザ光７のビーム径Ｄの１．２倍手前の位置におけるレーザ光７の走査速度を２ｍｍ／秒以下とすることが好まく、これにより照射終了位置Ｆに生じるギャップ幅を再現性よく狭くすることができる。
【００６４】
終了領域におけるレーザ光７の走査速度を走査領域より減速させる際に、終了領域におけるレーザ光７の出力密度を走査領域と同一とした場合には、枠状塗布層６の加熱温度が高くなりすぎるおそれがある。このような場合には、終了領域におけるレーザ光７の出力密度を走査領域より低下させることが好ましい。これによって、枠状塗布層６の過剰な加熱、それによるガラス基板２や封着材料層（焼成層）５のクラックや割れ等を抑制することができる。ただし、終了領域における枠状塗布層６の加熱温度が上記範囲内であれば、走査領域と同一条件でレーザ光７を照射してもよい。
【００６５】
焼成用レーザ光７の照射終了位置Ｆに生じるギャップは、終了領域におけるレーザ光７の走査速度を走査領域のそれより減速させることで抑制することができる。さらに、照射終了位置Ｆにおけるギャップ幅は封着材料の流動しやすさにも影響される。封着材料の流動状態は、封着ガラスに添加するレーザ吸収材や低膨張充填材の含有量や粒径等に影響される。このため、レーザ吸収材および低膨張充填材の含有量（質量％）と比表面積（ｍ2／ｇ）との積の総和で表される封着材料の流動性阻害因子を３００以下とすることが好ましく、さらに好ましくは２５０以下である。これによって、封着材料の流動性が向上するため、ギャップ幅をより一層狭くすることができる。
【００６６】
上述したレーザ焼成工程で形成された封着材料層５を有する第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とを用いて、気密部材を作製（図１（ｂ）〜（ｄ））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とを表面１ａ、２ａ同士が対向するように封着材料層５を介して積層する。この後、図１（ｃ）に示すように、第１のガラス基板１を通して封着材料層５に封着用のレーザ光８を照射する。レーザ光８は第２のガラス基板２を通して封着材料層５に照射してもよい。封着用のレーザ光８を枠状の封着材料層５に沿って走査しながら照射し、封着材料層５を順に溶融並びに急冷固化することによって、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との間隙を気密封止する封着層９を形成して気密部材１０を作製する。第１のガラス基板１と第２のガラス基板２との間の空間１１は封着層９により気密封止される。
【００６７】
次に、封着用レーザ光８による封着層９の形成工程の具体的な条件について述べる。封着用レーザ光８を封着材料層５に照射したときの加熱温度は、封着ガラスの軟化温度Ｔ（℃）に対して（Ｔ＋８０℃）以上で（Ｔ＋５５０℃）以下の範囲とすることが好ましい。封着材料層５の温度が（Ｔ＋８０℃）に達しないようなレーザ光８の照射条件下では、ガラス基板１、２と封着ガラスとの接着性が不十分になるおそれがある。一方、封着材料層５の温度が（Ｔ＋５５０℃）を超えるようなレーザ光８の照射条件下では、ガラス基板１、２や封着層９にクラックや割れ等が生じやすくなる。
【００６８】
レーザ光８は封着材料層５に沿って３〜１５ｍｍ／秒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い。レーザ光８の出力密度は７００〜５２００Ｗ／ｃｍ2の範囲とすることが好ましい。レーザ光８の照射終了位置は、照射開始位置と重なる位置や照射開始位置を超えた位置に設定することが好ましい。特に、レーザ光８の照射終了位置を照射開始位置を超えた位置に設定することで、レーザ光８の照射開始・終了位置に起因する応力を分散させることができる。レーザ光８の重複照射領域はレーザ光８のビーム中心を基準として、照射開始位置の中心からレーザ光８のビーム径Ｄの２０倍以下の距離とすることが好ましく、レーザ光８のビーム径Ｄの５倍以下の距離とすることがより好ましい。
【００６９】
第２のガラス基板２は、第１のガラス基板１と同様に、コンパクション値が小さいことが好ましい。ただし、封着用レーザ光８による封着層９の形成工程（封止工程）で生じる応力は、焼成用レーザ光７による封着材料層５の形成工程に比べて小さいため、第２のガラス基板２は第１のガラス基板１よりコンパクション値が大きくてもクラック等の発生を抑制することができる。このため、第２のガラス基板２のコンパクション値は１７０ｐｐｍ以下であることが好ましい。第２のガラス基板２のコンパクション値は１５０ｐｐｍ以下であることがより好ましく、さらに好ましくは６０ｐｐｍ以下である。
【実施例】
【００７０】
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。
【００７１】
（実施例１〜６、比較例１〜１０）
表１に示すガラス転移点、コンパクション値、歪点等を有するガラス基板（寸法：９０×９０ｍｍ）を用意した。ガラス基板はいずれもアルカリ分を含まないアルミノ珪酸塩ガラスからなり、厚さは表１〜３に示した通りである。ガラス基板上に封着材料ペーストをスクリーン印刷法で塗布した。スクリーン印刷には、メッシュサイズが４００、乳剤厚が５μｍのカレンダータイプのスクリーン版を使用した。線幅が０．６５ｍｍ、長さが３０ｍｍのラインが２２本形成されるように、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。封着材料ペーストの塗布層（乾燥膜）の平均膜厚は７μｍとし、その際の膜厚のばらつき幅は０．５μｍであった。
【００７２】
封着材料ペーストとしては、以下のようにして調製したものを使用した。まず、Ｂｉ2Ｏ3８３質量％、Ｂ2Ｏ3５質量％、ＺｎＯ１１質量％、Ａｌ2Ｏ3１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：４１０℃）と、低膨張充填材として平均粒径が０．９μｍ、比表面積が１２．４ｍ2／ｇのコージェライト粉末と、Ｆｅ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＭｎＯ−ＣｕＯ組成を有し、平均粒径が０．８μｍ、比表面積が８．３ｍ2／ｇのレーザ吸収材とを用意した。
【００７３】
上記したビスマス系ガラスフリット６６．９体積％（７９．８質量％）とコージェライト粉末１９．２体積％（８．８質量％）とレーザ吸収材１３．９体積％（１１．４質量％）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。コージェライトおよびレーザ吸収材の含有量（質量％）と比表面積（ｍ2／ｇ）との積の総和（封着材料の流動性阻害因子）は２０３．７である。
【００７４】
次に、封着材料ペーストの塗布層を形成したガラス基板を、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た。波長９４０ｎｍ、ビーム形状が直径１．６ｍｍの円形のレーザ光を、ガラス基板上の封着材料ペーストの塗布層に照射した。レーザ光の走査速度は５ｍｍ／秒とした。レーザ光の出力は１０〜１５Ｗの間で０．５Ｗ刻みに変化させ、１つの出力で１つのラインの塗布層を焼成し、その際の塗布層の加熱温度を放射温度計で測定した。このようにして形成した封着材料層とそれを形成する際の加熱温度とから、以下のようにしてレーザ光による封着材料ペーストの塗布層の焼成工程における加熱温度の温度マージンを判定した。
【００７５】
封着材料層を金属顕微鏡で観察し、表面に気泡が残っているものを焼成不足と判断した。焼成不足の封着材料層の加熱温度（測定温度）のうち、最も高い温度を塗布層の加熱温度の下限値とした。次に、ガラス基板のクラックの有無を金属顕微鏡で観察した。クラックは封着材料層を有する状態では観察しにくいため、３０％の硝酸水溶液にガラス基板を１０分間浸漬して封着材料層を除去した。水洗して乾燥させた後、ガラス基板の表面を金属顕微鏡で観察してクラックの有無を判断した。クラックが生じていたガラス基板における封着材料層の加熱温度（測定温度）のうち、最も低い温度を塗布層の加熱温度の上限値とした。そして、加熱温度の下限値と上限値との差を、塗布層の焼成工程における加熱温度の温度マージンとした。その結果を表１、表２および表３に示す。
【００７６】
【表１】
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【表２】
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【表３】
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【００７７】
表１、表２および表３から明らかなように、コンパクション値が６０ｐｐｍ以下のガラス基板を用いることによって、レーザ光による塗布層の焼成工程における加熱温度の温度マージンを拡大することが可能となる。従って、封着材料ペーストの塗布層の膜厚にばらつきが生じている場合であっても、レーザ光の照射時にガラス基板にクラックを生じさせることなく、塗布層全体を良好に焼成することが可能となる。
【００７８】
次に、上記した実施例１〜６および比較例１〜８の各ガラス基板を、それぞれ第１および第２のガラス基板として用いて、以下のようにして気密部材を作製した。まず、各例のガラス基板からなる第１のガラス基板（寸法：９０×９０ｍｍ）の封止領域に、前述した封着材料ペーストをディスペンサで７０×７０ｍｍの枠状（線幅：０．５ｍｍ）に塗布した後、１２０℃×１０分の条件で乾燥させた。封着材料ペーストの塗布層（乾燥膜）の平均膜厚は７μｍとし、その際の膜厚のばらつき幅は２．８μｍであった。封着材料ペーストの枠状塗布層を形成したガラス基板を、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た。
【００７９】
波長９４０ｎｍ、出力１３Ｗ、ビーム形状が直径１．５ｍｍの円形のレーザ光を、封着材料ペーストの枠状塗布層に沿って照射した。レーザ光の照射開始位置は封止領域の第１の辺に設定した。レーザ光の走査速度は５ｍｍ／秒とした。枠状塗布層の平均加熱温度は７８０℃である。レーザ光が枠状塗布層の焼成端から５ｍｍの位置に到達した時点で走査速度を０．５ｍｍ／秒まで減速して照射終了位置まで照射した。減速時にレーザ光の出力を７．５Ｗに低下させた。この際の枠状塗布層の加熱温度は７７０℃である。レーザ光の照射終了位置は、重複照射距離が５ｍｍとなるように設定した。このようにして、レーザ光で封着材料ペーストの枠状塗布層全体を焼成して封着材料層を形成した。
【００８０】
次いで、封着材料層を有する第１のガラス基板と第２のガラス基板（第１のガラス基板と同組成、同形状のガラス基板）とを積層した。波長９４０ｎｍ、出力３３Ｗ、ビーム形状が直径１．５ｍｍの円形のレーザ光を、第１のガラス基板を通して封着材料層に沿って走査しながら照射し、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て気密部材を作製した。このようにして得た各例の気密部材について、ガラス基板のクラックの有無と気密性とを調べた。気密部材の気密性はＨｅリークテスト（真空法）により測定し、リーク量が０．９×１０-10［Ｐａ・ｍ3／ｓ］以下の場合を「気密性有り」と判定した。これらの測定結果を表４および表５に示す。
【００８１】
【表４】
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【００８２】
【表５】
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【００８３】
表４および表５から明らかなように、レーザ焼成工程における加熱温度の温度マージンが広い封着材料層の形成工程を適用して作製した実施例１〜６の気密部材は、ガラス基板にクラックの発生が認められず、これにより優れた気密性が得られている。一方、加熱温度の温度マージンが狭い封着材料層の形成工程を適用して作製した比較例１〜８の気密部材では、ガラス基板にクラックが発生しており、このため気密性が損なわれている。このように、レーザ焼成工程における加熱温度の温度マージンを広げることによって、レーザ焼成工程およびレーザ封着工程の安定性や信頼性を高めことができる。
【符号の説明】
【００８４】
１…第１のガラス基板、１ａ…第１の表面、２…第２のガラス基板、２ａ…第２の表面、３…第１の封止領域、４…第２の封止領域、５…封着材料層、６…封着材料ペーストの枠状塗布層、７…焼成用レーザ光、８…封着用レーザ光、９…封着層、１０…気密部材、１１…気密空間。
【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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