(57)【要約】      （修正有）【課題】封着材料層および封着層の形成工程にレーザ加熱を適用するにあたって、気密封止性に優れる封着層を再現性よく形成することが可能な気密部材の製造方法を提供する。【解決手段】封着材料ペーストの枠状塗布層の第１の照射開始位置ＬＳ１から第１の照射終了位置ＬＦ１まで、焼成用レーザ光を枠状塗布層に沿って走査しながら照射して封着材料層５を形成する。封着材料層５を介して第１のガラス基板と第２のガラス基板２とを積層した後、第１の照射開始位置ＬＳ１および第１の照射終了位置ＬＦ２とは異なる位置に設定された第２の照射開始位置ＬＳ２から第２の照射終了位置ＬＦ２まで、封着用レーザ光８を封着材料層５に沿って走査しながら照射して封着層を形成する。【選択図】図７
2013053032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記封着材料ペーストの枠状塗布層の第１の照射開始位置から第１の照射終了位置まで、焼成用レーザ光を前記枠状塗布層に沿って走査しながら照射し、前記焼成用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、
前記封着材料層の前記第１の照射開始位置および前記第１の照射終了位置とは異なる位置に設定された第２の照射開始位置から第２の照射終了位置まで、封着用レーザ光を前記第１または第２のガラス基板を通して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隙を気密に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気密部材の製造方法。
【請求項２】
前記第２の照射開始位置は、前記第１の照射開始位置および前記第１の照射終了位置から３ｍｍ以上離れた位置に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の気密部材の製造方法。
【請求項３】
前記封着材料層の形成工程で、前記第１の照射終了位置に接近した位置から前記第１の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用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または２に記載の気密部材の製造方法。
【請求項４】
前記走査領域における前記焼成用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焼成用レーザ光の走査速度を前記第１の照射開始位置から前記焼成用レーザ光のビーム径の１．２倍手前の位置における前記焼成用レーザ光の走査速度が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３に記載の気密部材の製造方法。
【請求項５】
前記焼成用レーザ光の前記第１の照射終了位置を、前記第１の照射開始位置と一部が重なる位置から前記焼成用レーザ光の重複照射領域が前記焼成用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１ないし４のいずれか１項に記載の気密部材の製造方法。
【請求項６】
前記封着用レーザ光の前記第２の照射終了位置を、前記第２の照射開始位置と一部が重なる位置から前記封着用レーザ光の重複照射領域が前記封着用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１ないし５のいずれか１項に記載の気密部材の製造方法。
【請求項７】
前記第２の封止領域の前記第１の照射開始位置、前記第１の照射終了位置、前記第２の照射開始位置、および前記第２の照射終了位置とは異なる位置に設定された塗布開始位置から塗布終了位置まで、前記封着材料ペーストを前記第２の封止領域に沿って塗布することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の気密部材の製造方法。
【請求項８】
前記塗布開始位置は、前記第１の照射開始位置、前記第１の照射終了位置、前記第２の照射開始位置、および前記第２の照射終了位置から３ｍｍ以上離れた位置に設定されていることを特徴とする請求項７に記載の気密部材の製造方法。
【請求項９】
前記塗布開始位置は前記第２の封止領域の第１の辺に設定されており、前記第１の照射開始位置は前記第２の封止領域の第２の辺に設定されており、前記第２の照射開始位置は前記第２の封止領域の第３の辺に設定されていることを特徴とする請求項７または８に記載の気密部材の製造方法。
【請求項１０】
前記塗布開始位置、前記第１の照射開始位置、および前記第２の照射開始位置は、それぞれ前記第２の封止領域の１つの辺に設定されていることを特徴とする請求項７または８に記載の気密部材の製造方法。
【請求項１１】
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１０のいずれか１項に記載の気密部材の製造方法。
【請求項１２】
第１の封止領域を備える第１の表面を有する第１のガラス基板と、
前記第１の封止領域に対応する第２の封止領域を備える第２の表面を有し、前記第２の表面が前記第１の表面と対向するように、前記第１のガラス基板上に所定の間隙を持って配置された第２のガラス基板と、
前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間の間隙を気密封止するように、
前記第１のガラス基板の前記第１の封止領域と前記第２のガラス基板の前記第２の封止領域との間に形成され、封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料を溶融および固化させた材料からなる封着層とを具備し、
前記封着層の形成により生じるリタデーション値が１００ｎｍ以下であることを特徴とする気密部材。
【請求項１３】
前記封着層は、前記第１または第２の封止領域に形成された前記封着材料の焼成層に沿って封着用レーザ光を照射することにより形成されたものであり、
前記封着材料の焼成層に対する前記封着用レーザ光の照射開始位置および照射終了位置における前記リタデーション値が３〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項１２記載の気密部材。
【請求項１４】
前記封着材料の焼成層は、前記第１または第２の封止領域に形成された前記封着材料を含むペーストの塗布層に沿って焼成用レーザ光を照射することにより形成されたものであり、
前記ペーストの塗布層に対する前記焼成用レーザ光の照射開始位置および照射終了位置における前記リタデーション値が３〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項１３記載の気密部材。
【請求項１５】
前記ペーストの塗布層は、前記ペーストを前記第１または第２の封止領域に沿って塗布することにより形成されたものであり、
前記ペーストの塗布開始位置および塗布終了位置における前記リタデーション値が３〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項１４記載の気密部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気密部材とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＥＬＤ）、電界放出型ディスプレイ（Ｆｅｉｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｙｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の平板型ディスプレイ装置（ＦＰＤ）では、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。封着ガラスによる封着温度は４００〜６００℃程度であるため、加熱炉を用いて焼成した場合にはＯＥＬ素子や色素増感型太陽電池素子等の電子素子部の特性が劣化するおそれがある。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、溶融させて封着層を形成することが試みられている（特許文献１，２参照）。
【０００４】
レーザ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、溶融させることによって、ガラス基板間に設けられた電子素子部等を気密封止する。
【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。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。また、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。
【０００６】
レーザ封着に使用する封着材料層を形成するにあたって、封着材料ペーストの塗布層の焼成にレーザ光による局所加熱を適用する場合、焼成用レーザ光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、これにより焼成用レーザ光の照射終了位置にギャップ（隙間）が生じるおそれがある。封着材料層に生じるギャップは、その後の封着工程で気密部材の気密封止性を低下させる要因となる。さらに、レーザ封着を適用する場合、封着用レーザ光の照射条件等によっては封着材料層に生じたギャップ等に基づいて局部的に応力が増大し、これによりガラス基板に割れ等が生じやくなるおそれがある。
【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】
【０００８】
本発明の目的は、封着材料層の形成工程および封着層の形成工程の両工程でレーザ光による加熱を適用するにあたって、気密封止性に優れる封着層を再現性並びに歩留りよく形成することを可能にした気密部材の製造方法、および気密封止性やその信頼性等に優れる気密部材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、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、前記封着材料ペーストの枠状塗布層の第１の照射開始位置から第１の照射終了位置まで、焼成用レーザ光を前記枠状塗布層に沿って走査しながら照射し、前記焼成用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、前記封着材料層の前記第１の照射開始位置および前記第１の照射終了位置とは異なる位置に設定された第２の照射開始位置から第２の照射終了位置まで、封着用レーザ光を前記第１または第２のガラス基板を通して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隙を気密に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。
【００１０】
本発明の気密部材は、第１の封止領域を備える第１の表面を有する第１のガラス基板と、前記第１の封止領域に対応する第２の封止領域を備える第２の表面を有し、前記第２の表面が前記第１の表面と対向するように、前記第１のガラス基板上に所定の間隙を持って配置された第２のガラス基板と、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間の間隙を気密封止するように、記第１のガラス基板の前記第１の封止領域と前記第２のガラス基板の前記第２の封止領域との間に形成され、封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料を溶融および固化させた材料からなる封着層とを具備し、前記封着層の形成により生じるリタデーション値が１００ｎｍ以下であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の気密部材の製造方法によれば、封着材料層の形成工程および封着層の形成工程の両工程でレーザ光による加熱を適用する際に、気密封止性に優れる封着層を再現性並びに歩留りよく形成することができる。従って、気密封止性やその信頼性等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】
【００１２】
【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４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】図１に示す気密部材の製造方法における第２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】図１に示す気密部材の製造方法における封着用レーザ光の走査例を示す図である。
【図８】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および封着用レーザ光の他の走査例を示す図である。
【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】
【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７は本発明の実施形態による気密部材の製造方法を示す図である。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気密封止するガラスパッケージ、ＯＥＬ素子等の発光素子を気密封止する照明装置用のガラスパッケージ、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気密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。
【００１４】
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３５〜４０×１０-7／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、化学強化ガラス基板等であってもよい。
【００１５】
第１のガラス基板１の表面１ａには、図２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３および図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（第２の封止領域４については封着材料層の形成領域）となるものである。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ている。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。
【００１６】
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。
【００１７】
第２のガラス基板２の封止領域６には、図１（ａ）、図３、および図４に示すように、枠状の封着材料層５が形成されている。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。
【００１８】
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、ホウ酸亜鉛アルカリ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封着ガラスを使用することが好ましい。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
ここで、ガラスフリット中のＳｎＯおよびＳｎＯ2の割合（モル％）は以下のようにして求めることができる。まず、ガラスフリット（低融点ガラス粉末）を酸分解した後、ＩＣＰ発光分光分析によりガラスフリット中に含有されているＳｎ原子の総量を測定する。次に、Ｓｎ2+（ＳｎＯ）は酸分解したものをヨウ素滴定法により求められるので、そこで求められたＳｎ2+の量をＳｎ原子の総量から減じてＳｎ4+（ＳｎＯ2）を求める。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
上記した３成分で形成されるガラスはガラス転移点が低く、低温用の封着材料に適したものであるが、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。
【００２６】
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。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０．１〜４０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３７体積％以下である。
【００２７】
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、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。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。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。
【００３０】
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。ビヒクル用の溶剤としては、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が用いられる。
【００３１】
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）と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。
【００３２】
図５（ａ）に示すように、第２のガラス基板２の封止領域４に封着材料ペーストを塗布し、これを乾燥させて枠状の塗布層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２の封止領域４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４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。
【００３３】
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によって、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。
【００３４】
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２０μｍ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２０μｍ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で焼成することができる。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。
【００３５】
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。
【００３６】
また当然ながら、焼成用レーザ光７による封着材料層５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。
【００３７】
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ＬＳ１にレーザ光７を照射する。次いで、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ＬＳ１と少なくとも一部が重なる照射終了位置ＬＦ１まで走査し、枠状塗布層６全体を加熱した後にレーザ光７の照射を終了する。このように、枠状塗布層６全体にレーザ光７を照射することによって、枠状塗布層６中の有機バインダを熱分解して除去しつつ、封着ガラスを溶融並びに急冷固化して封着材料層５を形成する。なお、焼成用のレーザ光７による枠状塗布層６の具体的な焼成条件については後述する。
【００３８】
封着材料ペーストをスクリーン印刷やグラビア印刷等を適用して塗布した場合、封着材料ペーストは第２のガラス基板２の封止領域４に対して一括して塗布されるため、焼成用のレーザ光７の照射開始位置ＬＳ１は特に限定されない。封着材料ペーストをディスペンサ等で第２の封止領域４に沿って塗布した場合には、図６に示すように、封着材料ペーストの塗布開始位置ＡＳと塗布終了位置ＡＦとが生じる。塗布開始位置ＡＳと塗布終了位置ＡＦとが重なる部分では、枠状塗布層６の膜厚にばらつきが生じやすく、レーザ光７を照射した際に応力集中が起こりやすい。このような部分に応力が集中しやすいレーザ光７の照射開始位置ＬＳ１および照射終了位置ＬＦ１を設定すると、局部的な応力がさらに増大したり、また以下に示す封着材料層５のギャップが拡大するおそれがある。
【００３９】
すなわち、焼成用のレーザ光７の照射終了位置ＬＦ１は、枠状塗布層６全体を加熱するために、照射開始位置ＬＳ１と少なくとも一部重なるように設定される。枠状塗布層６に沿ってレーザ光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ＬＳ１は冷却されて固化している。このため、照射開始位置ＬＳ１と少なくとも一部が重なる照射終了位置ＬＦ１にレーザ光７が到達する際に、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ＬＦ１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。このような部分に枠状塗布層６の膜厚ばらつきが生じていると、封着ガラスの収縮が増大してギャップが拡大するおそれがある。
【００４０】
そこで、封着材料ペーストをディスペンサ等で第２の封止領域４に沿って塗布した場合、レーザ光７の照射開始位置ＬＳ１は枠状塗布層６における封着材料ペーストの塗布開始位置ＡＳおよび塗布終了位置ＡＦとは異なる位置に設定することが好ましい。これによって、枠状塗布層６の膜厚の均一な部分から焼成用のレーザ光７の照射が開始されるため、第２のガラス基板２の局部的な応力の増大や封着材料層５のギャップの拡大を抑制することができる。レーザ光７の照射開始位置ＬＳ１は、応力の分散効果や枠状塗布層６の膜厚ばらつきの影響を抑制する効果を得る上で、封着材料ペーストの塗布開始位置ＡＳおよび塗布終了位置ＡＦから３ｍｍ以上離れた位置に設定することが好ましい。
【００４１】
次に、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２のガラス基板２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１のガラス基板１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。
【００４２】
封着用レーザ光８は、図７に示すように、まず枠状の封着材料層５の照射開始位置ＬＳ２に照射される。封着用レーザ光８は封着材料層５に沿って走査しながら照射され、照射開始位置ＬＳ２と少なくとも一部が重なる照射終了位置ＬＦ２まで走査される。封着用レーザ光８の照射開始位置ＬＳ２は、封着材料層５における焼成用レーザ光７の照射開始位置ＬＳ１および照射終了位置ＬＦ１とは異なる位置に設定される。封着用レーザ光８の照射開始・終了位置ＬＳ２、ＬＦ２にも応力が集中しやすいため、これを焼成用レーザ光７の照射開始・終了位置ＬＳ１、ＬＦ１とは異なる位置に設定することによって、レーザ光７、８の始終端に起因する応力が分散されて気密部材１０の信頼性が向上する。
【００４３】
さらに、封着材料層５のギャップが生じている部分に封着用レーザ光８の照射開始位置ＬＳ２を設定すると、封着用レーザ光８の熱が第１のガラス基板１に過度に伝わって局部的な応力がさらに増大するおそれがある。封着用レーザ光８の照射開始・終了位置ＬＳ２、ＬＦ２を焼成用レーザ光７の照射開始・終了位置ＬＳ１、ＬＦ１とは異なる位置に設定することで、封着材料層５のギャップに起因する局部的な応力の増大を抑制することができる。封着用レーザ光８の照射開始位置ＬＳ２は、応力の分散効果や封着材料層５のギャップの影響を抑制する効果を得る上で、焼成用レーザ光７の照射開始位置ＬＳ１および照射終了位置ＬＦ１から３ｍｍ以上離れた位置に設定することが好ましい。
【００４４】
前述したように、封着材料層５における焼成用レーザ光７の照射終了位置ＬＦ１には、封着ガラスが表面張力や空隙減少等に起因して収縮することでギャップが生じるおそれがある。ギャップが生じている部分に封着用レーザ光８の照射開始位置ＬＳ２を設定すると、封着材料層５のギャップに起因して封着用レーザ光７の熱が第１のガラス基板１に過度に伝わって局部的に応力が増大するおそれがある。このような局部的な応力の増大はガラス基板１の割れの発生原因となる。封着用レーザ光８の照射開始位置ＬＳ２を、焼成用レーザ光７の照射開始位置ＬＳ１および照射終了位置ＬＦ１とは異なる位置に設定することで、局部的な応力の増大やそれに基づくガラス基板１の割れを抑制することができる。
【００４５】
図７は、封着材料ペーストの塗布開始位置ＡＳおよび塗布終了位置ＡＦを第２の封止領域４の第１の辺４ａに設定し、焼成用レーザ光７の照射開始位置ＬＳ１および照射終了位置ＬＦ１を第２の封止領域４の第２の辺４ｂに設定し、封着用レーザ光８の照射開始位置ＬＳ２および照射終了位置ＬＦ２を第２の封止領域４の第３の辺４ｃに設定した状態を示している。このように、封着材料ペーストの塗布開始・終了位置ＡＳ、ＡＦ、焼成用レーザ光７の照射開始・終了位置ＬＳ１、ＬＦ１、封着用レーザ光８の照射開始・終了位置ＬＳ２、ＬＦ２を、第２の封止領域４の各辺４ａ、４ｂ、４ｃに別けて設定することで、封着層９の各辺に応力が分散されるため、ガラス基板１の割れをより確実に抑制することができると共に、気密部材１０の信頼性をより一層高めることができる。
【００４６】
封着材料ペーストの塗布開始・終了位置ＡＳ、ＡＦ、焼成用レーザ光７の照射開始・終了位置ＬＳ１、ＬＦ１、封着用レーザ光８の照射開始・終了位置ＬＳ２、ＬＦ２は、図８に示すように、第２の封止領域４の１つの辺４ａに設定してもよい。この場合、焼成用レーザ光７の照射開始位置ＬＳ１は封着材料ペーストの塗布開始・終了位置ＡＳ、ＡＦから３ｍｍ以上離れた位置に設定することが好ましく、封着用レーザ光８の照射開始位置ＬＳ２は焼成用レーザ光７の照射開始・終了位置ＬＳ１、ＬＳ２から３ｍｍ以上離れた位置に設定することが好ましい。気密部材１０を電子デバイスのパッケージとして使用する場合、各位置を第２の封止領域４の１つの辺４ａに設定し、応力に弱い配線等を他の辺に配置することで、電子デバイスの配線パターンの自由度等を高めることができる。
【００４７】
次に、焼成用レーザ光７による封着材料層５の形成工程の具体的な条件について述べる。焼成用レーザ光７を枠状塗布層６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。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２や封着材料層（焼成層）５にクラックや割れ等が生じやすくなる。
【００４８】
封着材料ペーストの枠状塗布層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で、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中の有機バインダが有効かつ効率よく除去され、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内の不純物ガス濃度を上昇させる要因となる。
【００４９】
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の焼成速度が低下し、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。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と封着層との接合強度が低下したり、気密部材の気密性が低下するおそれがある。
【００５０】
レーザ光７の走査速度は、さらに枠状塗布層６の膜厚に応じて調整することが好ましい。例えば、焼成後の膜厚が５μｍ未満となるような枠状塗布層６の場合には、レーザ光７の走査速度を１５ｍｍ／秒以上というように高速化することができる。また、焼成後の膜厚が２０μｍを超える枠状塗布層６の場合には、レーザ光７の走査速度を５ｍｍ／秒以下とすることが好ましい。焼成後の膜厚が５〜２０μｍの範囲となる枠状塗布層６を焼成する際のレーザ光７の走査速度は５〜１５ｍｍ／秒の範囲とすることが好ましい。
【００５１】
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。
【００５２】
なお、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たが、レーザ光７はガラス基板２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２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。
【００５３】
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、枠状塗布層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。
【００５４】
前述したように、焼成用レーザ光７の照射終了位置ＬＦ１には、封着ガラスの表面張力や空隙減少等に起因して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気密封止性を低下させるおそれがある。このような点に対しては、焼成用レーザ光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ＬＦ１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。
【００５５】
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ＬＦ１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ＬＦ１に接近した位置から照射終了位置ＬＦ１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。このように、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で、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ＬＦ１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。
【００５６】
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ＬＦ１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ＬＳ１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ＬＦ１は、図９（Ｂ）に示すように照射開始位置ＬＳ１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ＬＦ１は、図９（Ｃ）に示すように照射開始位置ＬＳ１と重なる位置に設定したり、図９（Ｄ）に示すように照射開始位置ＬＳ１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。
【００５７】
図９（Ｄ）に示すように、焼成用レーザ光７の照射終了位置ＬＦ１を、照射開始位置ＬＳ１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ＬＳ１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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
前述したように、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、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。
【００６１】
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。
【００６２】
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ＬＦ１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ＬＦ１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。
【００６３】
上述したように、終了領域ではレーザ光７の走査速度を、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ため、走査領域におけるレーザ光７と同一の出力密度では枠状塗布層６の加熱温度が高くなりすぎる場合がある。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。
【００６４】
焼成用レーザ光７の照射終了位置ＬＦ１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ＬＦ１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。
【００６５】
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充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。
【００６６】
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。また、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ＬＦ２は、照射開始位置ＬＳ２と重なる位置や照射開始位置ＬＳ２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ＬＦ２を、照射開始位置ＬＳ２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ＬＳ２、ＬＦ２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ＬＳ２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。
【００６７】
この実施形態の製造方法によれば、レーザ光７、８の始終端等に起因する応力を分散させることができるため、封着層９の形成により生じる局部的な応力の増大を抑制することができる。これによって、封着層９の形成時等におけるガラス基板１、２の割れを抑制できることに加えて、封着層９を有する気密部材１０の信頼性を高めることが可能になる。具体的には、封着層９を形成した後のガラス基板１、２のリタデーション値を偏光顕微鏡等で観察した際に、封着層９が形成された部分のリタデーション値を１００ｎｍ以下とすることができる。すなわち、封着層９の形成によりガラス基板１、２に生じるリタデーション値を１００ｎｍ以下とすることができる。
【００６８】
特に、封着材料ペーストの塗布開始・終了位置ＡＳ、ＡＦ、焼成用レーザ光７の照射開始・終了位置ＬＳ１、ＬＦ１、封着用レーザ光８の照射開始・終了位置ＬＳ２、ＬＦ２において、封着層９の形成によりガラス基板１、２に生じるリタデーション値を３〜１００ｎｍ以下とすることができる。これによって、封着層９を有する気密部材１０の信頼性を高めることができる。各位置のリタデーション値を１００ｎｍ以下とすることで、封着性や封着後の信頼性を高めることができる。なお、リタデーション値の下限値は急冷プロセスであるために３ｎｍ未満とすることは困難である。
【００６９】
上述した封着層９の形成により生じるリタデーション値の測定には、複屈折イメージングシステム（ＣＲｉ社製、装置名：Ａｂｒｉｏ）を使用する。この方法では、複屈折イメージングシステムの光軸に対して、サンプルをガラス基板１、封着層９、ガラス基板２の順になるように設置し、サンプルの前方（ガラス基板２側）に光源と円偏光フィルタとを配置し、サンプルの後方（ガラス基板１側）に楕円偏光解析器とＣＣＤカメラとを配置した構成が使用される。この構成において、楕円偏光解析器内の液晶光学素子の状態を変化させ、楕円偏光解析器を通過した複数の画像をＣＣＤカメラで取得し、これらの画像を比較計算することにより、発生したリタデーションを定量化することができる。封着層９の厚さが厚い場合やレーザ吸収材の濃度が高い場合は、封着層９内部や該上下部のガラス基板１、２のリタデーションの測定が困難であるため、ガラス基板１、２の封着層９脇の部分のリタデーション値を用いる。この際のリタデーション値について、さらに説明すると、封着層９の端から２ｍｍ以内の範囲で最も値が高いものとする。
【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）
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１．９μｍ、比表面積が８．３ｍ2／ｇのレーザ吸収材とを用意した。
【００７２】
コージェライト粉末およびレーザ吸収材の比表面積は、ＢＥＴ比表面積測定装置（マウンテック社製、装置名：Ｍａｃｓｏｒｂ  ＨＭ  ｍｏｄｅｌ−１２０１）を用いて測定した。測定条件は、吸着質：窒素、キャリアガス：ヘリウム、測定方法：流動法（ＢＥＴ１点式）、脱気温度：２００℃、脱気時間：２０分、脱気圧力：Ｎ2ガスフロー／大気圧、サンプル質量：１ｇとした。以下の例も同様である。
【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、無アルカリガラス（熱膨張係数：３８×１０-7／Ｋ）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７０×７０ｍｍの枠状に塗布した後、１２０℃×１０分の条件で乾燥させた。封着材料ペーストは乾燥後の膜厚が６．４μｍとなるように塗布した。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、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。
【００７５】
次いで、波長９４０ｎｍ、出力密度６７９Ｗ／ｃｍ2、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。この際の枠状塗布層の加熱温度は７４０℃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、この走査速度でレーザ光を照射終了位置まで照射した。減速時にレーザ光の出力密度を４２５Ｗ／ｃｍ2に低下させた。この際の枠状塗布層の加熱温度は７４０℃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することによって、膜厚が３．８μｍの封着材料層を形成した。
【００７６】
得られた封着材料層の状態をＳＥＭで観察したところ、封着材料層全体が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。さらに、照射終了位置におけるギャップ幅を側長顕微鏡で測定したところ、レーザ光の照射終了位置にギャップは生じていない（ギャップ幅＝０μｍ）ことが確認された。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（３００℃×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。
【００７７】
次に、封着材料層を有する第２のガラス基板と第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、波長９４０ｎｍ、出力密度１９８２Ｗ／ｃｍ2、ビーム形状が直径１．５ｍｍの円形のレーザ光を、第２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た。レーザ光の照射開始位置は封止領域の第２の辺に設定した。レーザ光の走査速度は１０ｍｍ／秒とした。レーザ光の照射終了位置は、重複照射距離が３ｍｍとなるように設定した。
【００７８】
このようにして１０個の気密部材のレーザ封着を実施したところ、いずれの気密部材もガラス基板や封着層に割れやクラックは認められず、また気密性にも優れていることが確認された。さらに、良好に封着することができた気密部材を用いて、焼成用レーザ光の照射開始位置と封着用レーザ光の照射開始位置のリタデーション値を前述した方法にしたがって測定した。その結果、焼成用レーザ光の照射開始位置におけるリタデーション値が２０ｎｍ、また封着用レーザ光の照射開始位置のリタデーション値が１５ｎｍと、いずれも歪みが小さく、応力が分散されていることが確認された。
【００７９】
（実施例２）
実施例１と同様にして調製した封着材料ペーストを、ディスペンサ（日立プラントテクノロジー社製）を用いて、実施例１と同一組成、同一形状の第２のガラス基板の封止領域に沿って枠状に塗布した。ディスペンサによる塗布条件は、ノズル径：０．４５ｍｍ、ノズル速度：３０ｍｍ／秒、吐出圧力：７０〜８０ｋＰａとした。このような条件で、乾燥膜厚が１２〜１５μｍ、線幅が５００〜６００μｍの塗布膜を形成した。この塗布膜を実施例１と同一条件で乾燥した後、実施例１と同一条件でレーザ焼成して封着材料層を形成した。焼成用レーザ光の照射開始位置は封止領域の第２の辺に設定した。
【００８０】
次に、封着材料層を有する第２のガラス基板と第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）とを積層した後、実施例１と同一条件でレーザ封着して気密部材を作製した。封着用レーザ光の照射開始位置は封止領域の第３の辺に設定した。このようにして１０個の気密部材のレーザ封着を実施し、レーザ封着による良品数を調べた。また、良品の気密部材を用いて、封着材料ペーストの塗布開始位置、焼成用レーザ光の照射開始位置と封着用レーザ光の照射開始位置のリタデーション値を、実施例１と同様にして測定した。それらの結果を表１に示す。
【００８１】
（実施例３）
Ｂｉ2Ｏ3８２質量％、Ｂ2Ｏ3６質量％、ＺｎＯ１０質量％、Ａｌ2Ｏ3１質量％、ＳｉＯ2１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。次いで、ビスマス系ガラスフリット６６．９体積％とコージェライト粉末１９．１体積％とレーザ吸収材１３．９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％を実施例１と同一組成のビヒクル２０質量％と混合して封着材料ペーストを調製した。
【００８２】
上記した封着材料ペーストを使用する以外は、実施例２と同一条件で、封着材料ペーストのディスペンサによる塗布、その塗布膜のレーザ焼成、それにより形成された封着材料層を用いたレーザ封着を実施した。このようにして１０個の気密部材のレーザ封着を実施し、レーザ封着による良品数を調べた。また、良品の気密部材を用いて、封着材料ペーストの塗布開始位置、焼成用レーザ光の照射開始位置と封着用レーザ光の照射開始位置のリタデーション値を、実施例１と同様にして測定した。それらの結果を表１に示す。
【００８３】
（実施例４〜６）
封着材料層に照射するレーザ光の出力密度を表１に示す条件に変更する以外は、実施例２と同一条件で気密部材を作製した。このようにして１０個の気密部材のレーザ封着を実施し、レーザ封着による良品数を調べた。また、良品の気密部材を用いて、封着材料ペーストの塗布開始位置、焼成用レーザ光の照射開始位置と封着用レーザ光の照射開始位置のリタデーション値を、実施例１と同様にして測定した。それらの結果を表１に示す。
【００８４】
（実施例７）
封着材料ペーストの塗布開始位置と焼成用レーザ光の照射開始位置と封着用レーザ光の照射開始位置を、いずれも封止領域の１つの辺に設定する以外は、実施例２と同一条件で気密部材を作製した。ただし、封着材料ペーストの塗布開始位置と焼成用レーザ光の照射開始位置との距離は３５ｍｍとし、また焼成用レーザ光の照射開始位置と封着用レーザ光の照射開始位置との距離は１５ｍｍとした。このようにして１０個の気密部材のレーザ封着を実施し、レーザ封着による良品数を調べた。良品の気密部材を用いて、封着材料ペーストの塗布開始位置、焼成用レーザ光の照射開始位置と封着用レーザ光の照射開始位置のリタデーション値を、実施例１と同様にして測定した。それらの結果を表１に示す。
【００８５】
（比較例１）
焼成用レーザ光の照射開始位置と封着用レーザ光の照射開始位置とを封止領域の１つの辺の同一位置に設定する以外は、実施例１と同一条件で気密部材を作製した。このようにして１０個の気密部材のレーザ封着を実施し、レーザ封着による良品数を調べた。良品の気密部材を用いて、封着材料ペーストの塗布開始位置、焼成用レーザ光の照射開始位置と封着用レーザ光の照射開始位置のリタデーション値を、実施例１と同様にして測定した。それらの結果を表１に示す。
【００８６】
（比較例２）
封着材料ペーストの塗布開始位置と焼成用レーザ光の照射開始位置と封着用レーザ光の照射開始位置とを封止領域の１つの辺の同一位置に設定する以外は、実施例２と同一条件で気密部材を作製した。このようにして１０個の気密部材のレーザ封着を実施し、レーザ封着による良品数を調べた。良品の気密部材を用いて、封着材料ペーストの塗布開始位置、焼成用レーザ光の照射開始位置と封着用レーザ光の照射開始位置のリタデーション値を、実施例１と同様にして測定した。それらの結果を表１に示す。
【００８７】
【表１】
2013053032.tif 000003
【符号の説明】
【００８８】
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】
2013053032.tif 000005
【図３】
2013053032.tif 000006
【図４】
2013053032.tif 000007
【図５】
2013053032.tif 000008
【図６】
2013053032.tif 000009
【図７】
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【図８】
2013053032.tif 000011
【図９】
2013053032.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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