JP2013249211A - Method for manufacturing glass package, and the glass package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラスパッケージの製造方法に関し、具体的にはレーザーによる封着処理(以下、レーザー封着)を行うガラスパッケージの製造方法に関する。また、本発明は、ガラスパッケージに関し、具体的には信頼性が高いガラスパッケージに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a glass package, and more specifically to a method for manufacturing a glass package for performing a sealing process using a laser (hereinafter referred to as laser sealing). The present invention also relates to a glass package, and specifically to a highly reliable glass package.
近年、有機ELディスプレイ等の有機ELデバイスが注目されている。また、色素増感型太陽電池、薄膜化合物太陽電池等の非シリコン型太陽電池も注目されている。現在、これらのガラスパッケージは、実用化に至っている。 In recent years, organic EL devices such as organic EL displays have attracted attention. Non-silicon type solar cells such as dye-sensitized solar cells and thin film compound solar cells are also attracting attention. At present, these glass packages have been put to practical use.
有機ELディスプレイは、直流電圧で駆動できるため駆動回路を簡略化できると共に、液晶ディスプレイとは異なり、視野角依存性がなく、また自己発光のため明るく、更には応答速度が速い等の利点がある。現在、有機ELディスプレイは、主に携帯電話等の小型携帯機器に利用されているが、今後は超薄型テレビへの応用が期待されている。なお、有機ELディスプレイは、液晶ディスプレイと同様にして、薄膜トランジスタ(TFT)等のアクティブ素子を各画素に配置して、駆動させる方式が主流である。 The organic EL display can be driven by a DC voltage, so that the drive circuit can be simplified. Unlike the liquid crystal display, the organic EL display has advantages such as no dependency on the viewing angle, bright due to self-emission, and high response speed. . Currently, organic EL displays are mainly used in small portable devices such as mobile phones, but in the future, application to ultra-thin televisions is expected. Note that the organic EL display is mainly driven by disposing an active element such as a thin film transistor (TFT) in each pixel in the same manner as a liquid crystal display.
有機ELディスプレイは、2枚のガラス基板、金属等の陰電極、有機発光層、ITO等の陽電極、接着材料等で構成される。従来、接着材料として、低温硬化性を有するエポキシ樹脂、或いは紫外線硬化樹脂等の有機樹脂系接着材料が使用されてきた。しかし、有機樹脂系接着材料では、気体の侵入を完全に遮断できない。このため、有機樹脂系接着材料を用いると、有機ELディスプレイ内部の気密性を保持することができず、これに起因して、耐水性が低い有機発光層が劣化し易くなって、有機ELディスプレイの表示特性が経時的に劣化するという不具合が生じていた。また、有機樹脂系接着材料は、ガラス基板同士を低温で接着できる利点を有するものの、耐水性が低いため、有機ELディスプレイを長期に亘って使用した場合に、ディスプレイの信頼性が低下し易くなる。 The organic EL display is composed of two glass substrates, a negative electrode such as metal, an organic light emitting layer, a positive electrode such as ITO, and an adhesive material. Conventionally, an organic resin adhesive material such as an epoxy resin having a low temperature curability or an ultraviolet curable resin has been used as the adhesive material. However, organic resin adhesive materials cannot completely block gas intrusion. For this reason, when an organic resin adhesive material is used, the airtightness inside the organic EL display cannot be maintained, and as a result, the organic light emitting layer having low water resistance is easily deteriorated, and the organic EL display There is a problem that the display characteristics of the display deteriorate with time. In addition, the organic resin-based adhesive material has an advantage that the glass substrates can be bonded to each other at a low temperature. However, since the water resistance is low, when the organic EL display is used for a long time, the reliability of the display is likely to be lowered. .
また、色素増感型太陽電池は、透明導電膜が形成されたガラス基板と、このガラス基板に形成された多孔質酸化物半導体層(主にTiO2層)からなる多孔質酸化物半導体電極と、その多孔質酸化物半導体電極に吸着されたRu色素等の色素と、ヨウ素を含むヨウ素電解液と、触媒膜と透明導電膜が形成されたガラス基板等により構成される。 Further, the dye-sensitized solar cell includes a glass substrate on which a transparent conductive film is formed, and a porous oxide semiconductor electrode composed of a porous oxide semiconductor layer (mainly a TiO 2 layer) formed on the glass substrate. And a dye such as Ru dye adsorbed on the porous oxide semiconductor electrode, an iodine electrolyte containing iodine, a glass substrate on which a catalyst film and a transparent conductive film are formed, and the like.
従来の色素増感型太陽電池は、一対のガラス基板の外周縁を有機樹脂系接着材料で接着した構造を有している。しかし、有機樹脂系接着材料を用いると、有機樹脂系接着材料がヨウ素電解液に侵食されて、色素増感型太陽電池からヨウ素電解液が漏洩し、電池特性が大幅に低下する虞がある。 A conventional dye-sensitized solar cell has a structure in which the outer peripheral edges of a pair of glass substrates are bonded with an organic resin-based adhesive material. However, when an organic resin adhesive material is used, the organic resin adhesive material is eroded by the iodine electrolyte solution, and the iodine electrolyte solution leaks from the dye-sensitized solar cell, which may significantly deteriorate the battery characteristics.
また、薄膜化合物太陽電池、例えばCIGS系太陽電池では、Cu、In、Ga、Seからなるカルコパイライト型化合物半導体、Cu(InGa)Se2が光電変換膜としてガラス基板上に形成される。これらの非シリコン型太陽電池は、一対のガラス基板に挟まれた構造を有している。 In a thin film compound solar cell, for example, a CIGS solar cell, a chalcopyrite compound semiconductor made of Cu, In, Ga, and Se, Cu (InGa) Se 2 is formed on a glass substrate as a photoelectric conversion film. These non-silicon type solar cells have a structure sandwiched between a pair of glass substrates.
従来の薄膜化合物太陽電池は、一対のガラス基板の外周縁を有機樹脂系接着材料で接着した構造を有している。上記の通り、有機樹脂系接着材料では、気体の侵入を完全に遮断できない。このため、有機樹脂系接着材料を用いると、気体(H2O等)の侵入により、薄膜化合物太陽電池の長期信頼性が低下する虞がある。 Conventional thin-film compound solar cells have a structure in which the outer peripheral edges of a pair of glass substrates are bonded with an organic resin-based adhesive material. As described above, the organic resin-based adhesive material cannot completely block gas intrusion. For this reason, when an organic resin adhesive material is used, the long-term reliability of the thin-film compound solar cell may be reduced due to intrusion of gas (H 2 O or the like).
一対のガラス基板の外周縁を無機系封着材料で気密封着すると、上記不具合を解消することが可能である。このような封着材料として、ガラス粉末と耐火性フィラーを含む封着材料が有望である。 When the outer peripheral edges of the pair of glass substrates are hermetically sealed with an inorganic sealing material, the above-described problems can be solved. As such a sealing material, a sealing material containing glass powder and a refractory filler is promising.
この封着材料を用いて気密封着する場合、封着材料を熱処理して、軟化流動させる必要がある。 In the case of hermetically sealing using this sealing material, it is necessary to heat-treat the sealing material to soften and flow.
しかし、電気炉等により、軟化流動する温度域まで封着材料を熱処理すると、有機ELデバイスや非シリコン型太陽電池の素子等の特性が熱劣化する虞がある。 However, if the sealing material is heat-treated to a temperature range where it softens and flows with an electric furnace or the like, the characteristics of the organic EL device and the elements of the non-silicon type solar cell may be thermally deteriorated.
上記事情に鑑み、近年、封着材料の封着方法として、レーザー封着が検討されている。レーザー封着によれば、封着すべき部分のみを局所加熱できるため、素子等の熱劣化を防止した上で、ガラス基板同士を気密封着することができる。 In view of the above circumstances, in recent years, laser sealing has been studied as a sealing method for sealing materials. According to laser sealing, since only the portion to be sealed can be locally heated, it is possible to hermetically seal the glass substrates together while preventing thermal degradation of the elements and the like.
しかし、レーザー封着では、所望の封着強度を得ることが困難である。この原因は、封着材料層の材料強度がガラス基板の強度よりも低く、またガラス基板と封着材料層の熱膨張係数差により、レーザー封着後にガラス基板や封着材料層に不当な応力が残留することによる。 However, with laser sealing, it is difficult to obtain a desired sealing strength. This is because the material strength of the sealing material layer is lower than the strength of the glass substrate, and due to the difference in thermal expansion coefficient between the glass substrate and the sealing material layer, undue stress is applied to the glass substrate and the sealing material layer after laser sealing. Is due to residual.
ところで、有機ELディスプレイ、非シリコン型太陽電池等のガラスパッケージは、大型化、薄型化が急速に進んでおり、これに伴い、ガラス基板の大型化、薄型化も急速に進んでいる。ガラス基板が大型化、薄型化すると、ガラス基板が撓み易くなるため、ガラスパッケージにおいて、ガラス基板同士が接触して、素子等の損傷が生じる虞がある。ガラス基板同士の接触を防止するためには、ガラス基板間のギャップをある程度大きく必要があり、しかもそのギャップを均一に保つ必要がある。 By the way, glass packages such as organic EL displays and non-silicon type solar cells are rapidly increasing in size and thickness, and along with this, the size and thickness of glass substrates are also increasing rapidly. When the glass substrate becomes larger and thinner, the glass substrate is likely to be bent. Therefore, in the glass package, the glass substrates may come into contact with each other, and there is a possibility that an element or the like may be damaged. In order to prevent contact between the glass substrates, the gap between the glass substrates needs to be large to some extent, and the gap needs to be kept uniform.
しかし、上記の封着材料を用いる場合、ガラス基板同士のギャップを大きくすることが困難であり、その精度を高めることも困難である。そして、ガラス基板同士のギャップが大きい程、封着強度を確保することが困難になる。 However, when using the above sealing material, it is difficult to increase the gap between the glass substrates, and it is also difficult to increase the accuracy. And it becomes difficult to ensure sealing strength, so that the gap between glass substrates is large.
そこで、本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、その技術的課題は、ガラス基板間のギャップ拡大が容易であり、そのギャップを均一化し易く、しかもガラス基板間を気密封着し得るガラスパッケージの製造方法を創案することにより、大型、薄型のガラスパッケージの信頼性を確保することである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and its technical problem is that the gap between the glass substrates can be easily widened, the gap can be easily uniformed, and the glass substrates can be hermetically sealed. It is to secure the reliability of a large and thin glass package by creating a glass glass manufacturing method that can be used.
本発明者等は、鋭意検討の結果、大きなギャップを精度良く形成するために、ガラス基板間にガラスフィルムを配置すると共に、ガラス基板とガラスフィルムの間に封着材料層を配置して、レーザー封着を行うことにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明のガラスパッケージの製造方法は、第一のガラス基板と第二のガラス基板が気密封着されたガラスパッケージの製造方法であって、第一のガラス基板が第一の封着材料層に、第二のガラス基板が第二の封着材料層に、及びガラスフィルムが第一の封着材料層と第二の封着材料層にそれぞれ接する状態に積層配置する工程と、第一のガラス基板側から第一の封着材料層に対して、レーザーを照射して、第一の封着材料層を溶解させる工程とを有することを特徴とする。ここで、「ガラスフィルム」とは、厚み5〜500μmのガラスを指す。なお、本発明では、第一のガラス基板、第一の封着材料層、ガラスフィルム、第二の封着材料層、第二のガラス基板が、この順序で積層配置されている限り、第一の封着材料層が形成される部材が、第一のガラス基板とガラスフィルムの何れであるかは問わない。同様にして、第二の封着材料層が形成される部材が、第二のガラス基板とガラスフィルムの何れであるかは問わない。 As a result of intensive studies, the inventors have arranged a glass film between glass substrates and a sealing material layer between the glass substrate and the laser to form a large gap with high accuracy. The present inventors have found that the above technical problem can be solved by sealing, and propose as the present invention. That is, the glass package manufacturing method of the present invention is a glass package manufacturing method in which the first glass substrate and the second glass substrate are hermetically sealed, and the first glass substrate is the first sealing material. A step of laminating and arranging a second glass substrate on the second sealing material layer and a glass film in contact with the first sealing material layer and the second sealing material layer, And a step of irradiating the first sealing material layer with a laser from the glass substrate side to dissolve the first sealing material layer. Here, the “glass film” refers to glass having a thickness of 5 to 500 μm. In the present invention, as long as the first glass substrate, the first sealing material layer, the glass film, the second sealing material layer, and the second glass substrate are stacked in this order, the first It does not matter whether the member on which the sealing material layer is formed is the first glass substrate or the glass film. Similarly, it does not matter whether the member on which the second sealing material layer is formed is the second glass substrate or the glass film.
第一のガラス基板側から第一の封着材料層にレーザーを照射することにより、第一のガラス基板とガラスフィルムを気密封着することが可能になり、また第二のガラス基板とガラスフィルムを気密封着すれば、第一のガラス基板と第二のガラス基板を気密封着することが可能になる。更に、ガラスフィルムにより、大きなギャップを確保し得ると共に、ギャップの寸法精度を高めることが可能になる。そして、ガラスフィルムにより、第一の封着材料層及び第二の封着材料層の厚みを小さくすることが可能になり、結果として、封着材料層(封着部分)の残留応力が小さくなり、所望の封着強度を確保し易くなる。 By irradiating the first sealing material layer with laser from the first glass substrate side, it becomes possible to hermetically seal the first glass substrate and the glass film, and the second glass substrate and the glass film. Can be hermetically sealed between the first glass substrate and the second glass substrate. Further, the glass film can secure a large gap and increase the dimensional accuracy of the gap. The glass film can reduce the thickness of the first sealing material layer and the second sealing material layer, and as a result, the residual stress of the sealing material layer (sealing portion) is reduced. This makes it easier to ensure the desired sealing strength.
レーザーとして、種々のレーザーを使用することができる。特に、半導体レーザー、YAGレーザー、CO2レーザー、エキシマレーザー、赤外レーザー等は、取扱いが容易な点で好ましい。 Various lasers can be used as the laser. In particular, a semiconductor laser, a YAG laser, a CO 2 laser, an excimer laser, an infrared laser, and the like are preferable in terms of easy handling.
第二のガラス基板は、熱に敏感な素子等が形成されていないことが好ましい。このようにすれば、第一のガラス基板側からレーザーを照射する際に、素子等が熱劣化し難くなる。 It is preferable that the second glass substrate has no heat sensitive elements or the like formed thereon. If it does in this way, when irradiating a laser from the 1st glass substrate side, an element etc. become difficult to thermally deteriorate.
図1は、本発明のガラスパッケージ1の製造方法の一例を説明するための断面概念図である。図1(a)では、ガラスフィルム13の両表面に、第一の封着材料層11と第二の封着材料層12が形成されている。図1(b)では、第一のガラス基板14と第二のガラス基板15の間に、ガラスフィルム13が介在しており、ガラスフィルム13と第一のガラス基板14の間に、第一の封着材料層11が介在しており、且つガラスフィルム13と第二のガラス基板15の間に、第二の封着材料層12が介在している。なお、図1(b)では、第一の封着材料層11と第一のガラス基板14の間、及び第二の封着材料層12と第二のガラス基板15の間に、間隔が設けられているが、実際の配置では、これらは接触している。図1(c)は、図1(b)の第一のガラス基板14側からレーザーを照射して、第一のガラス基板14と第二のガラス基板15を気密封着した後のガラスパッケージ1を示す断面概念図である。 FIG. 1 is a conceptual cross-sectional view for explaining an example of a method for producing a glass package 1 of the present invention. In FIG. 1A, a first sealing material layer 11 and a second sealing material layer 12 are formed on both surfaces of the glass film 13. In FIG. 1B, a glass film 13 is interposed between the first glass substrate 14 and the second glass substrate 15, and the first glass substrate 14 is interposed between the first glass substrate 14 and the first glass substrate 14. The sealing material layer 11 is interposed, and the second sealing material layer 12 is interposed between the glass film 13 and the second glass substrate 15. In FIG. 1B, a gap is provided between the first sealing material layer 11 and the first glass substrate 14 and between the second sealing material layer 12 and the second glass substrate 15. Although in actual arrangements, they are in contact. FIG. 1C shows the glass package 1 after the first glass substrate 14 and the second glass substrate 15 are hermetically sealed by irradiating a laser from the first glass substrate 14 side of FIG. FIG.
図2は、本発明のガラスパッケージ1の製造方法の一例を説明するための断面概念図である。図2(a)では、ガラスフィルム13の一方の表面に、第一の封着材料層11が形成されている。図2(b)では、第一のガラス基板14と第二のガラス基板15の間に、ガラスフィルム13が介在している。また、ガラスフィルム13と第一のガラス基板14の間に、第一の封着材料層11が介在している。そして、ガラスフィルム13と第二のガラス基板15の間に、第二の封着材料層12が介在しており、第二のガラス基板15の表面に第二の封着材料層12が形成されている。なお、図2(b)では、第一の封着材料層11と第一のガラス基板14の間、及びガラスフィルム13と第二の封着材料層12の間に、間隔が設けられているが、実際の配置では、これらは接触している。図2(c)は、図2(b)の第一のガラス基板14側からレーザーを照射して、第一のガラス基板14と第二のガラス基板15を気密封着した後のガラスパッケージ1を示す断面概念図である。 FIG. 2 is a conceptual cross-sectional view for explaining an example of the method for manufacturing the glass package 1 of the present invention. In FIG. 2A, the first sealing material layer 11 is formed on one surface of the glass film 13. In FIG. 2B, the glass film 13 is interposed between the first glass substrate 14 and the second glass substrate 15. In addition, the first sealing material layer 11 is interposed between the glass film 13 and the first glass substrate 14. The second sealing material layer 12 is interposed between the glass film 13 and the second glass substrate 15, and the second sealing material layer 12 is formed on the surface of the second glass substrate 15. ing. In FIG. 2B, spaces are provided between the first sealing material layer 11 and the first glass substrate 14 and between the glass film 13 and the second sealing material layer 12. However, in an actual arrangement, they are in contact. FIG. 2C shows the glass package 1 after the first glass substrate 14 and the second glass substrate 15 are hermetically sealed by laser irradiation from the first glass substrate 14 side of FIG. FIG.
第二に、本発明のガラスパッケージの製造方法は、第一のガラス基板側から第一の封着材料層に対して、レーザーを照射して、第一の封着材料層及び第二の封着材料層を溶解させることが好ましい。このようにすれば、一回のレーザー照射によりガラスパッケージが気密封着されるため、ガラスパッケージの製造効率が向上する。 Second, the glass package manufacturing method of the present invention irradiates the first sealing material layer with a laser from the first glass substrate side, so that the first sealing material layer and the second sealing material layer are irradiated. It is preferable to dissolve the dressing material layer. In this way, since the glass package is hermetically sealed by a single laser irradiation, the manufacturing efficiency of the glass package is improved.
第三に、本発明のガラスパッケージの製造方法は、第二のガラス基板側から第二の封着材料層に対して、レーザーを照射して、第二の封着材料層を溶解させる工程を有することが好ましい。このようにすれば、第二のガラス基板と第二の封着材料層間の封着強度が向上する。 Third, the method for producing a glass package of the present invention includes a step of irradiating a laser to the second sealing material layer from the second glass substrate side to dissolve the second sealing material layer. It is preferable to have. In this way, the sealing strength between the second glass substrate and the second sealing material layer is improved.
第四に、本発明のガラスパッケージの製造方法は、ガラスフィルムの表面に、第一の封着材料層及び/又は第二の封着材料層を形成する工程を備えることが好ましい。このようにすれば、ガラス基板の表面に封着材料層を形成する必要がなくなり、デバイスの生産性が向上する。なお、ガラスフィルムの一方の表面のみに封着材料層を形成した場合は、デバイスの気密信頼性を確保するために、一方のガラス基板(ガラスフィルムに封着材料層が形成されていない側)の表面に、封着材料層を形成すればよい。 Fourthly, it is preferable that the manufacturing method of the glass package of this invention comprises the process of forming the 1st sealing material layer and / or the 2nd sealing material layer in the surface of a glass film. In this way, it is not necessary to form a sealing material layer on the surface of the glass substrate, and the productivity of the device is improved. In addition, when the sealing material layer is formed only on one surface of the glass film, one glass substrate (side on which the sealing material layer is not formed on the glass film) in order to ensure the airtight reliability of the device. A sealing material layer may be formed on the surface.
第五に、本発明のガラスパッケージの製造方法は、第一のガラス基板の表面に第一の封着材料層を形成する工程及び/又は第二のガラス基板の表面に第二の封着材料層を形成する工程を備えることが好ましい。このようにすれば、ガラス基板と封着材料層間の封着強度が向上して、ガラス基板と封着材料層が剥離し難くなる。 Fifth, the method for producing a glass package of the present invention includes a step of forming a first sealing material layer on the surface of the first glass substrate and / or a second sealing material on the surface of the second glass substrate. It is preferable to provide the process of forming a layer. If it does in this way, the sealing strength between a glass substrate and a sealing material layer will improve, and it will become difficult to peel a glass substrate and a sealing material layer.
第六に、本発明のガラスパッケージの製造方法は、封着材料とビークルを混合して、封着材料ペーストを作製する工程と、該封着材料ペーストを焼結させて、第一の封着材料層及び/又は第二の封着材料層を形成する工程を備えることが好ましい。このようにすれば、封着材料層の厚みを低減し易くなる。また、封着材料層の表面精度が向上し、第一のガラス基板と第二のガラス基板のギャップを均一化し易くなる。 Sixth, the method for manufacturing a glass package of the present invention includes a step of preparing a sealing material paste by mixing a sealing material and a vehicle, and sintering the sealing material paste to form a first sealing material. It is preferable to include a step of forming the material layer and / or the second sealing material layer. If it does in this way, it will become easy to reduce the thickness of a sealing material layer. Further, the surface accuracy of the sealing material layer is improved, and the gap between the first glass substrate and the second glass substrate is easily made uniform.
第七に、本発明のガラスパッケージの製造方法は、ガラスフィルム、第一の封着材料層、及び第二の封着材料層を第一のガラス基板及び第二のガラス基板の外周縁に配置することが好ましい。このようにすれば、ガラスパッケージの有効面が大きくなると共に、レーザー封着を効率的に行うことができる。なお、額縁形状のガラスフィルムを用いれば、ガラスフィルム、第一の封着材料層、及び第二の封着材料層を第一のガラス基板及び第二のガラス基板の外周縁に配置することが容易になる。 Seventh, in the method for producing a glass package of the present invention, the glass film, the first sealing material layer, and the second sealing material layer are arranged on the outer peripheral edges of the first glass substrate and the second glass substrate. It is preferable to do. In this way, the effective surface of the glass package is increased, and laser sealing can be performed efficiently. If a frame-shaped glass film is used, the glass film, the first sealing material layer, and the second sealing material layer can be disposed on the outer peripheral edges of the first glass substrate and the second glass substrate. It becomes easy.
第八に、本発明のガラスパッケージの製造方法は、第一の封着材料層及び/又は第二の封着材料層が、遷移金属酸化物を含むことが好ましい。 Eighth, in the method for producing a glass package of the present invention, it is preferable that the first sealing material layer and / or the second sealing material layer contains a transition metal oxide.
第九に、本発明のガラスパッケージの製造方法は、第二の封着材料層の厚みを第一の封着材料層の厚みより小さくすることが好ましい。このようにすれば、一回のレーザー照射によりガラスパッケージを気密封着し易くなる。 Ninthly, it is preferable that the manufacturing method of the glass package of this invention makes the thickness of the 2nd sealing material layer smaller than the thickness of the 1st sealing material layer. In this way, the glass package can be easily hermetically sealed by a single laser irradiation.
第十に、本発明のガラスパッケージの製造方法は、第二の封着材料層の遷移金属酸化物の含有量を第一の封着材料層中の遷移金属酸化物の含有量より多くすることが好ましい。このようにすれば、一回のレーザー照射によりガラスパッケージを気密封着し易くなる。 Tenth, in the method for producing a glass package of the present invention, the content of the transition metal oxide in the second sealing material layer is made larger than the content of the transition metal oxide in the first sealing material layer. Is preferred. In this way, the glass package can be easily hermetically sealed by a single laser irradiation.
第十一に、本発明のガラスパッケージは、第一のガラス基板と第二のガラス基板が気密封着されたガラスパッケージであって、第一のガラス基板と第二のガラス基板の間に、ガラスフィルムが介在されていると共に、第一のガラス基板とガラスフィルムが、第一の封着材料層により封着一体化されており、且つ第二のガラス基板とガラスフィルムが、第二の封着材料層により封着一体化されていることを特徴とする。このようにすれば、ガラスパッケージの信頼性を確保したうえで、ガラスパッケージの大型化、薄型化を達成し易くなる。 Eleventh, the glass package of the present invention is a glass package in which a first glass substrate and a second glass substrate are hermetically sealed, and between the first glass substrate and the second glass substrate, The glass film is interposed, the first glass substrate and the glass film are sealed and integrated by the first sealing material layer, and the second glass substrate and the glass film are sealed together. It is characterized by being sealed and integrated by a material layer. If it does in this way, it becomes easy to achieve the enlargement and thickness reduction of a glass package, after ensuring the reliability of a glass package.
第十二に、本発明のガラスパッケージは、ガラスフィルムの厚みが、300μm以下であることが好ましい。このようにすれば、ガラスパッケージの薄型化を達成し易くなる。 Twelfth, the glass package of the present invention preferably has a glass film thickness of 300 μm or less. If it does in this way, it will become easy to achieve thickness reduction of a glass package.
第十三に、本発明のガラスパッケージは、第一の封着材料層及び第二の封着材料層の厚みが、20μm以下であることが好ましい。このようにすれば、レーザー封着性が向上すると共に、封着材料層内の残留応力が小さくなり、所望の封着強度を確保し易くなる。 Thirteenthly, in the glass package of the present invention, the first sealing material layer and the second sealing material layer preferably have a thickness of 20 μm or less. In this way, the laser sealing property is improved and the residual stress in the sealing material layer is reduced, so that a desired sealing strength can be easily ensured.
第十四に、本発明のガラスパッケージは、ガラスフィルムが、無アルカリガラスであることが好ましい。無アルカリガラスは、熱膨張係数が低いため、レーザー封着時に、ガラスフィルムに割れ等が発生し難くなる。更に、無アルカリガラスは、歪点が高く、熱収縮等が生じ難いため、熱処理工程を経ても、ガラスフィルムの寸法が変動し難く、その結果、ガラス基板間のギャップが変動し難くなる。 Fourteenth, in the glass package of the present invention, the glass film is preferably non-alkali glass. Since alkali-free glass has a low coefficient of thermal expansion, it is difficult for a glass film to crack during laser sealing. Furthermore, since alkali-free glass has a high strain point and hardly undergoes thermal shrinkage or the like, the size of the glass film hardly changes even after the heat treatment step, and as a result, the gap between the glass substrates hardly changes.
第十五に、本発明のガラスパッケージは、第一のガラス基板及び第二のガラス基板が、無アルカリガラスであることが好ましい。無アルカリガラスは、熱膨張係数が低いため、レーザー封着時に、ガラス基板に割れ等が発生し難くなる。更に、無アルカリガラスは、歪点が高く、熱収縮等が生じ難いため、熱処理工程を経ても、ガラス基板の寸法が変動し難く、その結果、ガラス基板間のギャップが変動し難くなる。 Fifteenth, in the glass package of the present invention, it is preferable that the first glass substrate and the second glass substrate are alkali-free glass. Since alkali-free glass has a low coefficient of thermal expansion, it is difficult for a glass substrate to crack during laser sealing. Further, since the alkali-free glass has a high strain point and hardly undergoes thermal shrinkage or the like, the size of the glass substrate hardly changes even after the heat treatment step, and as a result, the gap between the glass substrates hardly changes.
第十六に、本発明のガラスパッケージは、ガラスパッケージが、有機ELデバイス又は非シリコン型太陽電池であることが好ましい。 16thly, as for the glass package of this invention, it is preferable that a glass package is an organic EL device or a non-silicon type solar cell.
本発明のガラスパッケージの製造方法において、ガラスフィルムの厚みは、5〜500μmであり、好ましくは10〜300μm、特に50〜200μmである。このようにすれば、ガラス基板同士の接触を防止した上で、ガラスパッケージの薄型化を達成し易くなる。なお、ガラスフィルムの厚みが小さ過ぎると、ガラス基板間のギャップを確保し難くなる。 In the manufacturing method of the glass package of this invention, the thickness of a glass film is 5-500 micrometers, Preferably it is 10-300 micrometers, Especially 50-200 micrometers. If it does in this way, it will become easy to achieve thickness reduction of a glass package, after preventing contact between glass substrates. In addition, when the thickness of a glass film is too small, it will become difficult to ensure the gap between glass substrates.
本発明のガラスパッケージの製造方法において、ガラスフィルムの形状は限定されず、短冊形状、額縁形状等であってもよい。その中でも、ガラスフィルムの形状として、額縁形状であることが好ましい。特に、額縁の外形寸法は、第一のガラス基板及び/又は第二のガラス基板の外形寸法と略同等であることが好ましい。このようにすれば、第一のガラス基板及び/又は第二のガラス基板とガラスフィルムの位置合わせが容易になり、ガラスパッケージの製造効率が向上すると共に、レーザー封着の信頼性(例えば気密信頼性)を高めることができる。 In the method for producing a glass package of the present invention, the shape of the glass film is not limited, and may be a strip shape, a frame shape, or the like. Among them, the shape of the glass film is preferably a frame shape. In particular, it is preferable that the outer dimensions of the frame are substantially the same as the outer dimensions of the first glass substrate and / or the second glass substrate. This facilitates the alignment of the first glass substrate and / or the second glass substrate and the glass film, improves the manufacturing efficiency of the glass package, and improves the reliability of laser sealing (for example, airtight reliability). Property).
ガラスフィルムの材質は、特に限定されず、無アルカリガラス、ホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス等が利用可能である。その中でも、上記理由により、無アルカリガラスが好ましい。また、ガラスフィルムの材質は、第一のガラス基板及び/又は第二のガラス基板の材質と同じであることが好ましい。このようにすれば、封着材料層内の残留応力を低減することができる。 The material of the glass film is not particularly limited, and alkali-free glass, borosilicate glass, soda lime glass, or the like can be used. Among these, alkali-free glass is preferable for the above reasons. Moreover, it is preferable that the material of a glass film is the same as the material of a 1st glass substrate and / or a 2nd glass substrate. In this way, the residual stress in the sealing material layer can be reduced.
ガラスフィルムの熱膨張係数は、40×10−7〜90×10−7/℃が好ましい。このようにすれば、レーザー封着時にガラスフィルムが割れ難くなると共に、第一のガラス基板、第二のガラス基板、ガラスフィルム、及び封着材料層内に不当な残留応力が生じ難くなる。 The thermal expansion coefficient of the glass film is preferably 40 × 10 −7 to 90 × 10 −7 / ° C. If it does in this way, while a glass film becomes difficult to break at the time of laser sealing, unreasonable residual stress becomes difficult to produce in the 1st glass substrate, the 2nd glass substrate, a glass film, and a sealing material layer.
ガラスフィルムは、公知の方法で作製可能である。例えば、フロート法、ダウンドロー法(リドロー法、スロットダウンドロー法、オーバーフローダウンドロー法)、ロールアウト法等の方法で作製可能である。 The glass film can be produced by a known method. For example, it can be produced by a method such as a float method, a downdraw method (redraw method, slot downdraw method, overflow downdraw method), a rollout method, or the like.
その中でも、ダウンドロー法(リドロー法、スロットダウンドロー法、オーバーフローダウンドロー法)が好ましい。このようにすれば、ガラスフィルムの表面精度が良好になり、またガラスフィルムの厚みを均一化し易くなる。 Among them, the downdraw method (redraw method, slot downdraw method, overflow downdraw method) is preferable. If it does in this way, the surface accuracy of a glass film will become favorable and it will become easy to equalize the thickness of a glass film.
本発明に係る第一の封着材料層は、第一のガラス基板又はガラスフィルムの表面上で、封着材料を焼結させてなることが好ましく、粉末形状の封着材料を焼結させてなることが好ましい。また、本発明に係る第二の封着材料層は、第二のガラス基板又はガラスフィルムの表面上で、封着材料を焼結させてなることが好ましく、粉末形状の封着材料を焼結させてなることが好ましい。このようにすれば、レーザー封着により、ガラス基板同士を気密封着し易くなる。このようにすれば、封着材料層の厚みを低減し易くなる。また、封着材料層の表面精度が向上し、第一のガラス基板と第二のガラス基板のギャップを均一化し易くなる。 The first sealing material layer according to the present invention is preferably formed by sintering the sealing material on the surface of the first glass substrate or glass film, and sintering the powder-shaped sealing material. It is preferable to become. Further, the second sealing material layer according to the present invention is preferably formed by sintering the sealing material on the surface of the second glass substrate or glass film, and sintering the powder-shaped sealing material. It is preferable to let it be. In this way, it becomes easy to hermetically seal the glass substrates together by laser sealing. If it does in this way, it will become easy to reduce the thickness of a sealing material layer. Further, the surface accuracy of the sealing material layer is improved, and the gap between the first glass substrate and the second glass substrate is easily made uniform.
本発明に係る封着材料において、軟化点は460℃以下、420℃以下、特に400℃以下が好ましい。軟化点が高過ぎると、レーザー封着性が低下し易くなる。軟化点の下限は特に限定されないが、ガラス粉末、特にSnO含有ガラス粉末の熱的安定性を考慮すれば、軟化点は350℃以上が好ましい。「軟化点」とは、窒素雰囲気下において、マクロ型示差熱分析(DTA)装置で測定した値を指し、DTAは室温から測定を開始し、昇温速度は10℃/分とする。そして、マクロ型DTA装置で測定した軟化点は、図3に示す第四屈曲点の温度(Ts)を指す。 In the sealing material according to the present invention, the softening point is preferably 460 ° C. or lower, 420 ° C. or lower, and particularly preferably 400 ° C. or lower. When the softening point is too high, the laser sealing property tends to be lowered. The lower limit of the softening point is not particularly limited, but the softening point is preferably 350 ° C. or higher in consideration of the thermal stability of the glass powder, particularly the SnO-containing glass powder. The “softening point” refers to a value measured with a macro-type differential thermal analysis (DTA) apparatus in a nitrogen atmosphere. DTA starts measurement from room temperature, and the rate of temperature rise is 10 ° C./min. And the softening point measured with the macro type | mold DTA apparatus points out the temperature (Ts) of the 4th bending point shown in FIG.
封着材料(第一の封着材料層及び/又は第二の封着材料層)の熱膨張係数は、40×10−7〜90×10−7/℃が好ましい。このようにすれば、ガラス基板、ガラスフィルム及び封着材料層に不当な残留応力が生じ難くなる。 The thermal expansion coefficient of the sealing material (the first sealing material layer and / or the second sealing material layer) is preferably 40 × 10 −7 to 90 × 10 −7 / ° C. If it does in this way, it will become difficult to produce an undue residual stress in a glass substrate, a glass film, and a sealing material layer.
封着材料は、ガラス粉末を含有することが好ましい。このようにすれば、レーザー封着により、ガラス基板同士を気密封着することができる。 The sealing material preferably contains glass powder. In this way, the glass substrates can be hermetically sealed by laser sealing.
本発明に係るガラス粉末は、種々のガラス材質が使用可能である、例えばリン酸錫系ガラス、ビスマス系ガラス、バナジウム系ガラス等が使用可能である。なお、「〜系ガラス」とは、明示の成分を10モル%以上含むガラスを指す。 As the glass powder according to the present invention, various glass materials can be used, for example, tin phosphate glass, bismuth glass, vanadium glass, and the like. In addition, "... series glass" refers to the glass which contains 10 mol% or more of an explicit component.
ガラス粉末として、上記ガラス材質の内、ビスマス系ガラス粉末が好ましい。ビスマス系ガラスは、ガラス基板との反応性が良好である。また、ビスマス系ガラスは、低温で軟化流動するため、レーザー封着時に電極等の熱損傷を低減し易くなる。 Among the glass materials, bismuth-based glass powder is preferable as the glass powder. Bismuth glass has good reactivity with the glass substrate. In addition, since bismuth-based glass softens and flows at a low temperature, it is easy to reduce thermal damage of electrodes and the like during laser sealing.
ビスマス系ガラス粉末は、ガラス組成として、下記酸化物換算で、モル%で、Bi2O3 20〜60%、B2O3 10〜35%、ZnO 5〜40%、CuO+Fe2O3 5〜30%を含有することが好ましい。このようにすれば、ガラス粉末の軟化点が低下すると共に、封着材料層がレーザーエネルギーを直接吸収して、熱エネルギーに効率良く変換することができる。その結果、低温、且つ短時間でレーザー封着が完了すると共に、レーザー封着時に封着強度を高めることができる。上記のように各成分の含有量を限定した理由を下記に示す。なお、ガラス組成範囲の説明において、%表示は、特に断りがある場合を除き、モル%を指す。 The bismuth-based glass powder is, as a glass composition, in terms of the following oxide, in mol%, Bi 2 O 3 20 to 60%, B 2 O 3 10 to 35%, ZnO 5 to 40%, CuO + Fe 2 O 3 5 It is preferable to contain 30%. If it does in this way, while the softening point of glass powder will fall, a sealing material layer will absorb laser energy directly, and can be efficiently converted into thermal energy. As a result, laser sealing can be completed at a low temperature in a short time, and the sealing strength can be increased during laser sealing. The reason for limiting the content of each component as described above will be described below. In the description of the glass composition range, “%” indicates mol% unless otherwise specified.
Bi2O3は、軟化点を下げるための主要成分であり、その含有量は、好ましくは20〜60%、25〜55%、特に30〜55%である。Bi2O3の含有量が20%より少ないと、軟化点が高くなり過ぎて、レーザーを照射しても、ガラスが軟化し難くなる。一方、Bi2O3の含有量が60%より多いと、ガラスが熱的に不安定になり、溶融時又はレーザー封着時にガラスが失透し易くなる。 Bi 2 O 3 is a main component for lowering the softening point, and its content is preferably 20 to 60%, 25 to 55%, particularly 30 to 55%. If the content of Bi 2 O 3 is less than 20%, the softening point becomes too high, and the glass is difficult to soften even when irradiated with a laser. On the other hand, when the content of Bi 2 O 3 is more than 60%, the glass becomes thermally unstable, and the glass is easily devitrified at the time of melting or laser sealing.
B2O3は、ビスマス系ガラスのガラスネットワークを形成する成分であり、その含有量は、好ましくは10〜35%、15〜30%、特に15〜28%である。B2O3の含有量が10%より少ないと、ガラスが熱的に不安定になり、溶融時又はレーザー封着時にガラスが失透し易くなる。一方、B2O3の含有量が35%より多いと、軟化点が高くなり過ぎて、レーザーを照射しても、ガラスが軟化し難くなる。 B 2 O 3 is a component that forms a glass network of bismuth-based glass, and the content thereof is preferably 10 to 35%, 15 to 30%, particularly 15 to 28%. When the content of B 2 O 3 is less than 10%, the glass becomes thermally unstable, and the glass tends to be devitrified at the time of melting or laser sealing. On the other hand, if the content of B 2 O 3 is more than 35%, the softening point becomes too high and the glass is difficult to soften even when irradiated with a laser.
ZnOは、溶融時又はレーザー封着時の失透を抑制すると共に、熱膨張係数を低下させる成分であり、その含有量は、好ましくは5〜40%、5〜35%、特に5〜33%である。ZnOの含有量が5%より少ないと、上記効果を得難くなる。一方、ZnOの含有量が40%より多いと、ガラス組成内の成分バランスが損なわれて、逆にガラスが失透し易くなる。 ZnO is a component that suppresses devitrification at the time of melting or laser sealing and lowers the coefficient of thermal expansion, and its content is preferably 5 to 40%, 5 to 35%, particularly 5 to 33%. It is. If the ZnO content is less than 5%, it is difficult to obtain the above effect. On the other hand, when the ZnO content is more than 40%, the component balance in the glass composition is impaired, and conversely, the glass is easily devitrified.
CuO+Fe2O3は、光吸収特性を有する成分であり、所定の発光中心波長を有するレーザーを照射すると、レーザーを吸収して、ガラスを軟化させ易くする成分である。また、CuO+Fe2O3は、溶融時又はレーザー封着時の失透を抑制する成分である。CuO+Fe2O3の含有量は、好ましくは5〜30%、7〜25%、特に10〜20%である。CuO+Fe2O3の含有量が5%より少ないと、光吸収特性が乏しくなり、レーザーを照射しても、ガラスが軟化し難くなる。一方、CuO+Fe2O3の含有量が30%より多いと、ガラス組成内の成分バランスが損なわれて、逆にガラスが失透し易くなる。 CuO + Fe 2 O 3 is a component having light absorption characteristics, and when irradiated with a laser having a predetermined emission center wavelength, CuO + Fe 2 O 3 is a component that absorbs the laser and softens the glass. CuO + Fe 2 O 3 is a component that suppresses devitrification at the time of melting or laser sealing. The content of CuO + Fe 2 O 3 is preferably 5 to 30%, 7 to 25%, particularly 10 to 20%. When the content of CuO + Fe 2 O 3 is less than 5%, the light absorption characteristics are poor, and the glass is difficult to soften even when irradiated with a laser. On the other hand, when the content of CuO + Fe 2 O 3 is more than 30%, is impaired balance of components in the glass composition, the glass is liable to devitrify reversed.
CuOは、光吸収特性を有する成分であり、所定の発光中心波長を有するレーザーを照射すると、レーザーを吸収して、ガラスを軟化させ易くする成分であると共に、溶融時又はレーザー封着時の失透を抑制する成分である。CuOの含有量は、好ましくは0〜25%、5〜25%、10〜25%、特に10〜20%である。CuOの含有量が25%より多いと、ガラス組成内の成分バランスが損なわれて、逆にガラスが失透し易くなる。なお、CuOの含有量を5%以上に規制すれば、光吸収特性が向上して、レーザー封着時にガラスが軟化し易くなる。 CuO is a component having light absorption characteristics. When irradiated with a laser having a predetermined emission center wavelength, CuO is a component that absorbs the laser and softens the glass, and loses it when melted or sealed. It is a component that suppresses see-through. The content of CuO is preferably 0 to 25%, 5 to 25%, 10 to 25%, particularly 10 to 20%. When there is more content of CuO than 25%, the component balance in a glass composition will be impaired, and it will become easy to devitrify glass conversely. If the CuO content is regulated to 5% or more, the light absorption characteristics are improved, and the glass is easily softened during laser sealing.
Fe2O3は、光吸収特性を有する成分であり、所定の発光中心波長を有するレーザーを照射すると、レーザーを吸収して、ガラスを軟化させ易くする成分であると共に、溶融時又はレーザー封着時の失透を抑制する成分である。Fe2O3の含有量は、好ましくは0〜10%、0.1〜10%、0.2〜10%、特に0.5〜10%である。Fe2O3の含有量が10%より多いと、ガラス組成内の成分バランスが損なわれて、逆にガラスが失透し易くなる。なお、Fe2O3の含有量を0.1%以上に規制すれば、光吸収特性が向上して、レーザー封着時にガラスが軟化し易くなる。 Fe 2 O 3 is a component having light absorption characteristics. When irradiated with a laser having a predetermined emission center wavelength, it is a component that absorbs the laser and softens the glass, and at the time of melting or laser sealing. It is a component that suppresses devitrification. The content of Fe 2 O 3 is preferably 0 to 10%, 0.1 to 10%, 0.2 to 10%, particularly 0.5 to 10%. When the content of Fe 2 O 3 is more than 10%, is impaired balance of components in the glass composition, the glass is liable to devitrify reversed. If the content of Fe 2 O 3 is regulated to 0.1% or more, the light absorption characteristics are improved, and the glass is easily softened during laser sealing.
酸化鉄中のFeイオンは、Fe2+又はFe3+の状態で存在する。本発明において、酸化鉄中のFeイオンは、Fe2+又はFe3+の何れかに限定されるものではなく、何れであっても構わない。よって、本発明では、Fe2+の場合でも、Fe2O3に換算した上で取り扱うこととする。特に、照射光として赤外レーザーを使用する場合、Fe2+が赤外域に吸収ピークを有するため、Fe2+の割合は大きい方が好ましく、例えば、酸化鉄中のFe2+/Fe3+の割合を0.03以上(望ましくは0.08以上)に規制することが好ましい。 Fe ions in iron oxide exist in the state of Fe 2+ or Fe 3+ . In the present invention, Fe ions in iron oxide are not limited to either Fe 2+ or Fe 3+ , and may be any. Therefore, in the present invention, even Fe 2+ is handled after being converted to Fe 2 O 3 . In particular, when an infrared laser is used as the irradiation light, since Fe 2+ has an absorption peak in the infrared region, the ratio of Fe 2+ is preferably large. For example, the ratio of Fe 2+ / Fe 3+ in iron oxide is 0. It is preferable to regulate to 0.03 or more (preferably 0.08 or more).
上記成分以外にも、例えば、以下の成分を添加してもよい。 In addition to the above components, for example, the following components may be added.
SiO2は、耐水性を高める成分である。SiO2の含有量は、好ましくは0〜10%、特に0〜3%である。SiO2の含有量が10%より多いと、軟化点が高くなり過ぎて、レーザーを照射しても、ガラスが軟化し難くなる。 SiO 2 is a component that improves water resistance. The content of SiO 2 is preferably 0 to 10%, in particular 0 to 3%. If the content of SiO 2 is more than 10%, the softening point becomes too high, and the glass is difficult to soften even when irradiated with a laser.
Al2O3は、耐水性を高める成分である。Al2O3の含有量は、好ましくは0〜5%、特に0〜2%である。Al2O3の含有量が5%より多いと、軟化点が高くなり過ぎて、レーザーを照射しても、ガラスが軟化し難くなる。 Al 2 O 3 is a component that improves water resistance. The content of Al 2 O 3 is preferably 0 to 5%, particularly 0 to 2%. When the content of Al 2 O 3 is more than 5%, the softening point becomes too high, and the glass is difficult to soften even when irradiated with a laser.
MgO+CaO+SrO+BaO(MgO、CaO、SrO及びBaOの合量)は、溶融時又はレーザー封着時の失透を抑制する成分であり、MgO+CaO+SrO+BaOの含有量は、好ましくは0〜20%、特に0〜15%である。MgO+CaO+SrO+BaOの含有量が20%より多いと、軟化点が高くなり過ぎて、レーザーを照射しても、ガラスが軟化し難くなる。 MgO + CaO + SrO + BaO (total amount of MgO, CaO, SrO and BaO) is a component that suppresses devitrification at the time of melting or laser sealing, and the content of MgO + CaO + SrO + BaO is preferably 0 to 20%, particularly 0 to 15%. It is. If the content of MgO + CaO + SrO + BaO is more than 20%, the softening point becomes too high, and the glass is difficult to soften even when irradiated with a laser.
MgO、CaO及びSrOは、溶融時又はレーザー封着時の失透を抑制する成分である。各成分の含有量は、好ましくは0〜5%、特に0〜2%である。各成分の含有量が5%より多いと、軟化点が高くなり過ぎて、レーザーを照射しても、ガラスが軟化し難くなる。 MgO, CaO and SrO are components that suppress devitrification during melting or laser sealing. The content of each component is preferably 0 to 5%, particularly 0 to 2%. If the content of each component is more than 5%, the softening point becomes too high, and the glass is difficult to soften even when irradiated with a laser.
BaOは、溶融時又はレーザー封着時の失透を抑制する成分である。BaOの含有量は、好ましくは0〜15%、特に0〜10%である。BaOの含有量が15%より多いと、軟化点が高くなり過ぎて、レーザーを照射しても、ガラスが軟化し難くなる。 BaO is a component that suppresses devitrification during melting or laser sealing. The content of BaO is preferably 0 to 15%, in particular 0 to 10%. When the content of BaO is more than 15%, the softening point becomes too high, and the glass is difficult to soften even when irradiated with a laser.
CeO2及びSb2O3は、溶融時又はレーザー封着時の失透を抑制する成分である。各成分の含有量は、好ましくは0〜5%、0〜2%、特に0〜1%である。各成分の含有量が5%より多いと、ガラス組成内の成分バランスが損なわれて、逆にガラスが失透し易くなる。なお、熱的安定性を高める観点から、Sb2O3の微量添加が好ましく、具体的にはSb2O3を0.05%以上添加することが好ましい。 CeO 2 and Sb 2 O 3 are components that suppress devitrification during melting or laser sealing. The content of each component is preferably 0 to 5%, 0 to 2%, particularly 0 to 1%. When there is more content of each component than 5%, the component balance in a glass composition will be impaired, and conversely, it will become easy to devitrify glass. From the viewpoint of enhancing the thermal stability, it is preferable to add a small amount of Sb 2 O 3 , and specifically, it is preferable to add 0.05% or more of Sb 2 O 3 .
WO3は、溶融時又はレーザー封着時の失透を抑制する成分である。WO3の含有量は、好ましくは0〜10%、特に0〜2%である。WO3の含有量が10%より多いと、ガラス組成内の成分バランスが損なわれて、逆にガラスが失透し易くなる。 WO 3 is a component that suppresses devitrification at the time of melting or laser sealing. The content of WO 3 is preferably 0 to 10%, in particular 0 to 2%. When the content of WO 3 is more than 10%, the component balance in the glass composition is impaired, and conversely, the glass is easily devitrified.
In2O3+Ga2O3(In2O3とGa2O3の合量)は、溶融時又はレーザー封着時の失透を抑制する成分である。In2O3+Ga2O3の含有量は、好ましくは0〜5%、特に0〜3%である。In2O3+Ga2O3の含有量が5%より多いと、バッチコストが高騰する。なお、In2O3の含有量は0〜1%がより好ましく、Ga2O3の含有量は0〜0.5%がより好ましい。 In 2 O 3 + Ga 2 O 3 (total amount of In 2 O 3 and Ga 2 O 3 ) is a component that suppresses devitrification during melting or laser sealing. The content of In 2 O 3 + Ga 2 O 3 is preferably 0 to 5%, particularly 0 to 3%. If the content of In 2 O 3 + Ga 2 O 3 is more than 5%, the batch cost increases. In addition, the content of In 2 O 3 is more preferably 0 to 1%, and the content of Ga 2 O 3 is more preferably 0 to 0.5%.
Li、Na、K及びCsの酸化物は、軟化点を低下させる成分であるが、溶融時に失透を助長する作用を有するため、合量で1%未満に規制することが好ましい。 The oxides of Li, Na, K, and Cs are components that lower the softening point. However, since they have an action of promoting devitrification at the time of melting, the total amount is preferably regulated to less than 1%.
P2O5は、溶融時の失透を抑制する成分である。しかし、P2O5の含有量が1%より多いと、溶融時にガラスが分相し易くなる。 P 2 O 5 is a component that suppresses devitrification at the time of melting. However, if the content of P 2 O 5 is more than 1%, the glass tends to undergo phase separation during melting.
La2O3、Y2O3及びGd2O3は、溶融時の分相を抑制する成分であるが、これらの合量が3%より多いと、軟化点が高くなり過ぎて、レーザーを照射しても、ガラスが軟化し難くなる。 La 2 O 3 , Y 2 O 3 and Gd 2 O 3 are components that suppress phase separation at the time of melting. However, if the total amount thereof is more than 3%, the softening point becomes too high, and the laser Even when irradiated, the glass becomes soft and difficult to soften.
NiO、V2O5、CoO、MoO3、TiO2及びMnO2は、光吸収特性を有する成分であり、所定の発光中心波長を有するレーザーを照射すると、レーザーを吸収して、ガラスを軟化させ易くする成分である。各成分の含有量は、好ましくは0〜7%、特に0〜3%である。各成分の含有量が7%より多いと、レーザー封着時にガラスが失透し易くなる。 NiO, V 2 O 5 , CoO, MoO 3 , TiO 2 and MnO 2 are components having light absorption characteristics, and when irradiated with a laser having a predetermined emission center wavelength, the laser is absorbed and the glass is softened. It is a component that facilitates. The content of each component is preferably 0 to 7%, particularly 0 to 3%. If the content of each component is more than 7%, the glass tends to be devitrified during laser sealing.
上記以外の成分であっても、ガラス特性を損なわない範囲で、例えば5%まで添加してもよい。 Even if it is a component other than the above, you may add to 5%, for example in the range which does not impair a glass characteristic.
ガラス粉末として、上記ガラス材質の内、リン酸錫系ガラス粉末も好ましい。リン酸錫系ガラスは、ビスマス系ガラスよりも低融点である。このため、レーザー封着時に電極等の熱損傷を更に低減し易くなる。 Of the above glass materials, tin phosphate glass powder is also preferable as the glass powder. Tin phosphate glass has a lower melting point than bismuth glass. For this reason, it becomes easier to further reduce thermal damage of the electrodes and the like during laser sealing.
リン酸錫系ガラス粉末は、ガラス組成として、下記酸化物換算のモル表示%で、SnO 35〜70%、P2O5 10〜30%を含有することが好ましい。上記のように各成分の含有量を限定した理由を下記に示す。なお、ガラス組成範囲の説明において、%表示は、特に断りがある場合を除き、モル%を指す。 It is preferable that the tin phosphate glass powder contains SnO 35 to 70% and P 2 O 5 10 to 30% as a glass composition in terms of moles in terms of the following oxides. The reason for limiting the content of each component as described above will be described below. In the description of the glass composition range, “%” indicates mol% unless otherwise specified.
SnOは、ガラスを低融点化する成分であり、その含有量は35〜70%、40〜70%、特に50〜68%が好ましい。なお、SnOの含有量が50%以上であれば、レーザー封着時に、ガラスが軟化流動し易くなる。SnOの含有量が35%より少ないと、ガラスの粘性が高くなり過ぎて、所望のレーザー出力でレーザー封着し難くなる。一方、SnOの含有量が70%より多いと、ガラス化が困難になる。 SnO is a component that lowers the melting point of glass, and its content is preferably 35 to 70%, 40 to 70%, and particularly preferably 50 to 68%. In addition, if content of SnO is 50% or more, at the time of laser sealing, glass will soften and flow easily. If the content of SnO is less than 35%, the viscosity of the glass becomes too high, and it becomes difficult to perform laser sealing with a desired laser output. On the other hand, if the SnO content is more than 70%, vitrification becomes difficult.
P2O5は、ガラス形成酸化物であり、ガラスの熱安定性を高める成分である。その含有量は10〜30%、15〜27%、特に15〜25%が好ましい。P2O5の含有量が10%より少ないと、熱的安定性が低下し易くなる。一方、P2O5の含有量が30%より多いと、耐候性が低下し、有機ELデバイス等のガラスパッケージの長期信頼性を確保し難くなる。 P 2 O 5 is a glass-forming oxide and is a component that increases the thermal stability of glass. The content is preferably 10 to 30%, 15 to 27%, particularly preferably 15 to 25%. If the content of P 2 O 5 is less than 10%, the thermal stability tends to be lowered. On the other hand, when the content of P 2 O 5 is more than 30%, the weather resistance is lowered, and it is difficult to ensure long-term reliability of a glass package such as an organic EL device.
上記成分以外にも以下の成分を添加することができる。 In addition to the above components, the following components can be added.
ZnOは、中間酸化物であり、ガラスを安定化させる成分である。その含有量は0〜30%、1〜20%、特に1〜15%が好ましい。ZnOの含有量が30%より多いと、熱的安定性が低下し易くなる。 ZnO is an intermediate oxide and a component that stabilizes the glass. The content is preferably 0 to 30%, 1 to 20%, particularly preferably 1 to 15%. If the ZnO content is more than 30%, the thermal stability tends to decrease.
B2O3は、ガラス形成酸化物であり、ガラスを安定化させる成分である。また、B2O3は、耐候性を高める成分である。その含有量は0〜25%、1〜20%、特に2〜15%が好ましい。B2O3の含有量が20%より多いと、ガラスの粘性が高くなり過ぎて、所望のレーザー出力でレーザー封着し難くなる。 B 2 O 3 is a glass-forming oxide and a component that stabilizes the glass. Further, B 2 O 3 is a component for enhancing the weather resistance. The content is preferably 0 to 25%, 1 to 20%, particularly preferably 2 to 15%. When the content of B 2 O 3 is more than 20%, the viscosity of the glass becomes too high, and it becomes difficult to perform laser sealing with a desired laser output.
Al2O3は、中間酸化物であり、ガラスを安定化させる成分である。また、Al2O3は、熱膨張係数を低下させる成分である。その含有量は0〜10%、0.1〜10%、特に0.5〜5%が好ましい。Al2O3の含有量が10%より多いと、ガラス粉末の軟化点が不当に上昇して、所望のレーザー出力でレーザー封着し難くなる。 Al 2 O 3 is an intermediate oxide and a component that stabilizes the glass. Al 2 O 3 is a component that lowers the thermal expansion coefficient. The content is preferably 0 to 10%, 0.1 to 10%, particularly preferably 0.5 to 5%. When the content of Al 2 O 3 is more than 10%, the softening point of the glass powder is unreasonably raised and it becomes difficult to perform laser sealing with a desired laser output.
SiO2は、ガラス形成酸化物であり、ガラスを安定化させる成分である。その含有量は0〜15%、特に0〜5%が好ましい。SiO2の含有量が15%より多いと、ガラス粉末の軟化点が不当に上昇して、所望のレーザー出力でレーザー封着し難くなる。 SiO 2 is a glass-forming oxide and is a component that stabilizes the glass. The content is preferably 0 to 15%, particularly preferably 0 to 5%. When the content of SiO 2 is more than 15%, the softening point of the glass powder is unreasonably raised, and it becomes difficult to perform laser sealing with a desired laser output.
In2O3は、熱的安定性を高める成分であり、その含有量は0〜5%が好ましい。In2O3の含有量が5%より多いと、バッチコストが高騰する。 In 2 O 3 is a component that enhances thermal stability, and its content is preferably 0 to 5%. When the content of In 2 O 3 is more than 5%, the batch cost increases.
Ta2O5は、ガラスの熱的安定性を高める成分であり、その含有量は0〜5%が好ましい。Ta2O5の含有量が5%より多いと、ガラス粉末の軟化点が不当に上昇して、所望のレーザー出力でレーザー封着し難くなる。 Ta 2 O 5 is a component that enhances the thermal stability of the glass, and its content is preferably 0 to 5%. When the content of Ta 2 O 5 is more than 5%, the softening point of the glass powder is unreasonably raised and it becomes difficult to perform laser sealing with a desired laser output.
La2O3は、熱的安定性を高める成分であり、また耐候性を高める成分である。その含有量は0〜15%、0〜10%、特に0〜5%が好ましい。La2O3の含有量が15%より多いと、バッチコストが高騰する。 La 2 O 3 is a component that enhances thermal stability and is a component that enhances weather resistance. The content is preferably 0 to 15%, 0 to 10%, particularly preferably 0 to 5%. When the content of La 2 O 3 is more than 15%, batch cost soars.
MoO3は、ガラスの熱的安定性を高める成分であり、その含有量は0〜5%が好ましい。MoO3の含有量が5%より多いと、ガラス粉末の軟化点が不当に上昇して、所望のレーザー出力でレーザー封着し難くなる。 MoO 3 is a component that enhances the thermal stability of the glass, and its content is preferably 0 to 5%. When the content of MoO 3 is more than 5%, the softening point of the glass powder is unreasonably raised and it becomes difficult to perform laser sealing with a desired laser output.
WO3は、ガラスの熱的安定性を高める成分であり、その含有量は0〜5%が好ましい。WO3の含有量が5%より多いと、ガラス粉末の軟化点が不当に上昇して、所望のレーザー出力でレーザー封着し難くなる。 WO 3 is a component that enhances the thermal stability of the glass, and its content is preferably 0 to 5%. When the content of WO 3 is more than 5%, the softening point of the glass powder is unreasonably raised and it becomes difficult to perform laser sealing with a desired laser output.
Li2Oは、ガラスを低融点化する成分であり、その含有量は0〜5%が好ましい。Li2Oの含有量が5%より多いと、ガラスの熱的安定性が低下し易くなる。 Li 2 O is a component that lowers the melting point of glass, and its content is preferably 0 to 5%. The content of Li 2 O is more than 5%, the thermal stability of the glass tends to decrease.
Na2Oは、ガラスを低融点化する成分であり、その含有量は0〜10%、特に0〜5%が好ましい。Na2Oの含有量が10%より多いと、熱的安定性が低下し易くなる。 Na 2 O is a component that lowers the melting point of glass, and its content is preferably 0 to 10%, particularly preferably 0 to 5%. When the content of Na 2 O is greater than 10%, the thermal stability tends to decrease.
K2Oは、ガラスを低融点化する成分であり、その含有量は0〜5%が好ましい。K2Oの含有量が5%より多いと、熱的安定性が低下し易くなる。 K 2 O is a component that lowers the melting point of glass, and its content is preferably 0 to 5%. When the content of K 2 O is more than 5%, the thermal stability tends to lower.
MgOは、熱的安定性を高める成分であり、その含有量は0〜15%が好ましい。MgOの含有量が15%より多いと、ガラス粉末の軟化点が不当に上昇して、所望のレーザー出力でレーザー封着し難くなる。 MgO is a component that enhances thermal stability, and its content is preferably 0 to 15%. When the content of MgO is more than 15%, the softening point of the glass powder rises unreasonably and it becomes difficult to perform laser sealing with a desired laser output.
BaOは、熱的安定性を高める成分であり、その含有量は0〜10%が好ましい。BaOの含有量が10%より多いと、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆にガラスが失透し易くなる。 BaO is a component that enhances thermal stability, and its content is preferably 0 to 10%. When there is more content of BaO than 10%, the component balance of a glass composition will be impaired and it will become easy to devitrify glass conversely.
F2は、ガラスを低融点化する成分であり、その含有量は0〜5%が好ましい。F2の含有量が5%より多いと、熱的安定性が低下し易くなる。 F 2 is a component to lower the melting point of the glass, the content thereof is preferably 0 to 5%. When the content of F 2 is more than 5%, the thermal stability tends to decrease.
熱的安定性と低融点特性を考慮すれば、In2O3、Ta2O5、La2O3、MoO3、WO3、Li2O、Na2O、K2O、MgO、BaO、F2の合量は10%以下、特に5%以下が好ましい。 In consideration of thermal stability and low melting point characteristics, In 2 O 3 , Ta 2 O 5 , La 2 O 3 , MoO 3 , WO 3 , Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, MgO, BaO, The total amount of F 2 is preferably 10% or less, particularly preferably 5% or less.
上記成分以外にも、他の成分(CaO、SrO等)を例えば10%まで添加することができる。 In addition to the above components, other components (CaO, SrO, etc.) can be added up to 10%, for example.
顔料を添加する場合は、ガラス組成中に実質的に遷移金属酸化物を含まないことが好ましい。このようにすれば、熱的安定性を高め易くなる。ここで、「実質的に遷移金属酸化物を含有しない」とは、ガラス組成中の遷移金属酸化物の含有量が3000ppm(質量)未満、好ましくは1000ppm(質量)未満の場合を指す。 When adding a pigment, it is preferable that a transition metal oxide is not substantially included in a glass composition. If it does in this way, it will become easy to improve thermal stability. Here, “substantially no transition metal oxide” refers to the case where the content of the transition metal oxide in the glass composition is less than 3000 ppm (mass), preferably less than 1000 ppm (mass).
ガラス粉末の平均粒径D50は1.0〜3.0μm、特に1.5〜2.5μmが好ましい。ガラス粉末の平均粒径D50が小さ過ぎると、封着材料層の形成時にガラスが失透し易くなり、封着材料層の軟化流動が阻害される虞がある。また粉砕、分級の際に、ガラス粉末が凝集し易くなり、封着材料ペーストを混練した後に凝集物として残存し、スクリーン印刷の際にスクリーンメッシュの目詰まり原因になる虞がある。一方、ガラス粉末の平均粒径D50が大き過ぎると、スクリーン印刷の際に封着材料膜(ウェット膜)の凹凸が大きくなり過ぎて、封着材料層の表面平滑性が低下し易くなると共に、封着材料層の形成時に封着材料が軟化流動し難くなるため、焼成温度を上昇させる必要があり、この場合、被封着物の熱的損傷が大きくなり易く、コスト高の一因になり得る。「平均粒径D50」は、レーザー回折法で測定した値を指し、レーザー回折法により測定した際の体積基準の累積粒度分布曲線において、その積算量が粒子の小さい方から累積して50%である粒径を表す。 The average particle diameter D 50 of the glass powder is 1.0 to 3.0 m, particularly 1.5~2.5μm is preferred. When the average particle diameter D 50 of the glass powder is too small, the glass is easily devitrified during the formation of the sealing material layer, there is a possibility that the softening flow of the sealing material layer is inhibited. Further, the glass powder tends to aggregate during pulverization and classification, and remains as an aggregate after kneading the sealing material paste, which may cause clogging of the screen mesh during screen printing. On the other hand, when the average particle diameter D 50 of the glass powder is too large, unevenness of sealing material layer during the screen printing (wet film) becomes too large, the surface smoothness of the sealing material layer tends to decrease Since the sealing material is softened and hardly flows during the formation of the sealing material layer, it is necessary to raise the firing temperature. In this case, thermal damage to the sealed object is likely to increase, which contributes to high costs. obtain. “Average particle diameter D 50 ” refers to a value measured by the laser diffraction method. In the volume-based cumulative particle size distribution curve measured by the laser diffraction method, the cumulative amount is 50% cumulative from the smaller particle. Represents the particle size.
ガラス粉末の90%粒径D90は7.0μm以下、特に5.0μm以下が好ましい。このようにすれば、封着材料層の厚みを低減し易くなり、この場合、レーザー封着に要する時間が短縮されると共に、ガラス基板と封着材料の熱膨張係数に差があっても、ガラス基板や封着材料層にクラック等が発生し難くなる。ここで、「90%粒径D90」は、レーザー回折法で測定した値を指し、レーザー回折法により測定した際の体積基準の累積粒度分布曲線において、その積算量が粒子の小さい方から累積して90%である粒径を表す。 The 90% particle size D 90 of the glass powder is preferably 7.0 μm or less, particularly preferably 5.0 μm or less. In this way, it becomes easy to reduce the thickness of the sealing material layer, in this case, the time required for laser sealing is shortened, and even if there is a difference in the thermal expansion coefficient between the glass substrate and the sealing material, Cracks and the like hardly occur in the glass substrate and the sealing material layer. Here, “90% particle diameter D 90 ” indicates a value measured by laser diffraction method, and in the volume-based cumulative particle size distribution curve when measured by laser diffraction method, the accumulated amount is accumulated from the smaller particle. Represents a particle size of 90%.
ガラス粉末の最大粒径D99は15μm以下、特に10μm以下が好ましい。このようにすれば、封着材料層の厚みを低減し易くなり、この場合、レーザー封着に要する時間が短縮されると共に、ガラス基板と封着材料の熱膨張係数に差があっても、ガラス基板や封着材料層にクラック等が発生し難くなる。ここで、「最大粒径D99」は、レーザー回折法で測定した値を指し、レーザー回折法により測定した際の体積基準の累積粒度分布曲線において、その積算量が粒子の小さい方から累積して99%である粒径を表す。 The maximum particle size D 99 of the glass powder is preferably 15 μm or less, particularly preferably 10 μm or less. In this way, it becomes easy to reduce the thickness of the sealing material layer, in this case, the time required for laser sealing is shortened, and even if there is a difference in the thermal expansion coefficient between the glass substrate and the sealing material, Cracks and the like hardly occur in the glass substrate and the sealing material layer. Here, the “maximum particle diameter D 99 ” indicates a value measured by the laser diffraction method. In the cumulative particle size distribution curve based on the volume when measured by the laser diffraction method, the accumulated amount is accumulated from the smaller particle. Represents a particle size of 99%.
ガラス粉末は、環境的観点から、ガラス組成中に実質的にPbOを含有しないことが好ましい。ここで、「実質的にPbOを含有しない」とは、ガラス組成中のPbOの含有量が1000ppm(質量)未満の場合を指す。 It is preferable that glass powder does not contain PbO substantially in a glass composition from an environmental viewpoint. Here, “substantially does not contain PbO” refers to a case where the content of PbO in the glass composition is less than 1000 ppm (mass).
本発明に係る封着材料は、ガラス粉末以外に、耐火性フィラーを含むことが好ましい。このようにすれば、封着材料層の熱膨張係数を低減し得ると共に、封着材料層(封着部分)の機械的強度を高めることができる。封着材料中の耐火性フィラーの含有量は5〜60体積%、特に10〜45体積%が好ましい。耐火性フィラーの含有量が少な過ぎると、上記効果を享受し難くなると共に、被封着物(例えばガラス基板)の熱膨張係数に整合し難くなるため、ガラス基板又は封着材料層にクラック等が発生し易くなり、ガラスパッケージの気密性を確保し難くなる。一方、耐火性フィラーの含有量が多過ぎると、封着材料層の軟化流動が阻害されて、封着材料層の表面平滑性が低下し易くなる。その結果、レーザー封着性が低下し易くなる。 The sealing material according to the present invention preferably contains a refractory filler in addition to the glass powder. In this way, the thermal expansion coefficient of the sealing material layer can be reduced, and the mechanical strength of the sealing material layer (sealing portion) can be increased. The content of the refractory filler in the sealing material is preferably 5 to 60% by volume, particularly preferably 10 to 45% by volume. If the content of the refractory filler is too small, it will be difficult to enjoy the above effects and it will be difficult to match the thermal expansion coefficient of the object to be sealed (for example, glass substrate), so there will be cracks in the glass substrate or sealing material layer. It becomes easy to generate | occur | produce and it becomes difficult to ensure the airtightness of a glass package. On the other hand, when there is too much content of a refractory filler, the softening flow of a sealing material layer will be inhibited and the surface smoothness of a sealing material layer will fall easily. As a result, the laser sealing property tends to be lowered.
耐火性フィラーの平均粒径D50は0.5〜2.0μm、特に0.5〜1.8μmが好ましい。耐火性フィラーの平均粒径D50が小さ過ぎると、封着材料層の形成時に耐火性フィラーがガラス中に溶け込み易くなり、封着材料層の軟化流動が阻害される虞がある。また粉砕、分級の際に、耐火性フィラーが凝集し易くなり、封着材料ペーストを混練した後に凝集物として残存し、スクリーン印刷の際に、スクリーンメッシュの目詰まり原因になる虞がある。一方、耐火性フィラーの平均粒径D50が大き過ぎると、スクリーン印刷の際に封着材料膜の凹凸が大きくなり過ぎて、封着材料層の表面平滑性が低下し易くなる。 The average particle diameter D 50 of the refractory filler is 0.5 to 2.0 [mu] m, particularly 0.5~1.8μm is preferred. When the average particle diameter D 50 of the refractory filler is too small, the refractory filler is easily dissolves in the glass during the formation of the sealing material layer, there is a possibility that the softening flow of the sealing material layer is inhibited. Further, the refractory filler easily aggregates during pulverization and classification, and remains as an aggregate after kneading the sealing material paste, which may cause clogging of the screen mesh during screen printing. On the other hand, when the average particle diameter D 50 of the refractory filler is too large, unevenness of sealing material layer during the screen printing becomes too large, the surface smoothness of the sealing material layer tends to decrease.
耐火性フィラーとして、ジルコン、ジルコニア、酸化錫、石英、β−スポジュメン、コーディエライト、ムライト、石英ガラス、β−ユークリプタイト、β−石英、リン酸ジルコニウム、リン酸タングステン酸ジルコニウム、タングステン酸ジルコニウム、NbZr(PO4)3等の[AB2(MO4)3]の基本構造をもつ化合物、
A:Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cu、Ni、Mn等
B:Zr、Ti、Sn、Nb、Al、Sc、Y等
M:P、Si、W、Mo等
若しくはこれらの固溶体が使用可能である。
Zircon, zirconia, tin oxide, quartz, β-spodumene, cordierite, mullite, quartz glass, β-eucryptite, β-quartz, zirconium phosphate, zirconium phosphate tungstate, zirconium tungstate as refractory filler , A compound having a basic structure of [AB 2 (MO 4 ) 3 ] such as NbZr (PO 4 ) 3,
A: Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cu, Ni, Mn etc. B: Zr, Ti, Sn, Nb, Al, Sc, Y etc. M: P, Si, W, Mo etc. Alternatively, these solid solutions can be used.
本発明に係る封着材料は、ガラス粉末以外に、顔料を含むことが好ましい。このようにすれば、レーザーの光を熱エネルギーに変換し易くなり、レーザー封着性が向上する。 The sealing material according to the present invention preferably contains a pigment in addition to the glass powder. If it does in this way, it will become easy to convert the light of a laser into heat energy, and laser sealing nature will improve.
顔料は、無機顔料が好ましく、カーボン、Co3O4、CuO、Cr2O3、Fe2O3、MnO2、SnO、TinO2n−1(nは整数)から選ばれる一種又は二種以上がより好ましく、特にカーボンが好ましい。これらの顔料は、発色性に優れており、レーザーの吸収性が良好である。また、カーボンは、レーザー封着時にSnO含有ガラス粉末が変質する事態を防止する効果、つまりレーザー封着時にガラス組成中のSnOがSnO2に酸化する事態を防止する効果も有する。カーボンとして、非晶質カーボン又はグライファイトが好ましい。これらのカーボンは、一次粒子の平均粒径D50を1〜100nmに加工し易い性質を有している。 The pigment is preferably an inorganic pigment, and one or more selected from carbon, Co 3 O 4 , CuO, Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MnO 2 , SnO, TinO 2n-1 (n is an integer) More preferably, carbon is particularly preferable. These pigments have excellent color developability and good laser absorptivity. Carbon also has the effect of preventing the SnO-containing glass powder from being altered during laser sealing, that is, the effect of preventing the oxidation of SnO in the glass composition to SnO 2 during laser sealing. As carbon, amorphous carbon or griffite is preferable. These carbon has a property of easily processing the average particle diameter D 50 of the primary particles in the 1 to 100 nm.
顔料の一次粒子の平均粒径D50は1〜100nm、3〜70nm、5〜60nm、特に10〜50nmが好ましい。顔料の一次粒子の平均粒径D50が小さ過ぎると、顔料同士が凝集し易くなるため、顔料が均一に分散し難くなって、レーザー封着時に封着材料層が局所的に軟化流動しない虞がある。一方、顔料の一次粒子の平均粒径D50が大き過ぎても、顔料が均一に分散し難くなり、レーザー封着時に封着材料が局所的に軟化流動しない虞がある。 The average particle diameter D50 of the primary particles of the pigment is preferably 1 to 100 nm, 3 to 70 nm, 5 to 60 nm, and particularly preferably 10 to 50 nm. When the average particle diameter D 50 of the primary particles of the pigment is too small, the pigment each other tend to aggregate, pigment becomes difficult to uniformly disperse, sealing material layer during the laser sealing is not locally softened flow risk There is. On the other hand, too large an average particle diameter D 50 of the primary particles of the pigment, the pigment is difficult to uniformly disperse, sealing material during laser sealing there is a possibility not to locally soften flow.
顔料の含有量は0.05〜1質量%、特に0.1〜0.5質量%が好ましい。顔料の含有量が少な過ぎると、レーザーの光を熱エネルギーに変換し難くなる。一方、顔料の含有量が多過ぎると、レーザー封着時に封着材料層が軟化流動し難くなり、また封着強度を高めることが困難になる。 The pigment content is preferably 0.05 to 1% by mass, particularly preferably 0.1 to 0.5% by mass. When there is too little content of a pigment, it will become difficult to convert the light of a laser into heat energy. On the other hand, if the content of the pigment is too large, the sealing material layer becomes difficult to soften and flow during laser sealing, and it becomes difficult to increase the sealing strength.
顔料は、環境的観点から、実質的にCr系酸化物を含有しないことが好ましい。ここで、「実質的にCr系酸化物を含有しない」とは、顔料中のCr系酸化物の含有量が1000ppm(質量)未満の場合を指す。 The pigment preferably contains substantially no Cr-based oxide from the environmental viewpoint. Here, “substantially does not contain Cr-based oxide” refers to a case where the content of Cr-based oxide in the pigment is less than 1000 ppm (mass).
本発明のガラスパッケージの製造方法において、封着材料層(第一の封着材料層及び/又は第二の封着材料層)の表面粗さRaを0.6μm以下に規制することが好ましい。このようにすれば、第一のガラス基板と第二のガラス基板間のギャップを均一化し易くなる。なお、「表面粗さRa」は、JIS B0601:2001に準拠した方法で測定した値を指す。 In the method for producing a glass package of the present invention, it is preferable to regulate the surface roughness Ra of the sealing material layer (first sealing material layer and / or second sealing material layer) to 0.6 μm or less. If it does in this way, it will become easy to equalize the gap between the 1st glass substrate and the 2nd glass substrate. In addition, "surface roughness Ra" points out the value measured by the method based on JISB0601: 2001.
本発明のガラスパッケージの製造方法において、封着材料層(第一の封着材料層及び/又は第二の封着材料層)の表面粗さRMSを1.0μm以下に規制することが好ましい。このようにすれば、第一のガラス基板と第二のガラス基板間のギャップを均一化し易くなる。ここで、「表面粗さRa」は、JIS B0601:2001に準拠した方法で測定した値を指す。なお、「表面粗さRMS」は、JIS B0601:2001に準拠した方法で測定した値を指す。 In the method for producing a glass package of the present invention, it is preferable that the surface roughness RMS of the sealing material layer (the first sealing material layer and / or the second sealing material layer) is regulated to 1.0 μm or less. If it does in this way, it will become easy to equalize the gap between the 1st glass substrate and the 2nd glass substrate. Here, “surface roughness Ra” refers to a value measured by a method based on JIS B0601: 2001. “Surface roughness RMS” refers to a value measured by a method based on JIS B0601: 2001.
本発明に係る封着材料は、ビークルと混練した上で、封着材料ペーストに加工して、ガラスフィルムの表面に塗布した後、脱バインダー、焼成(焼結)することが好ましい。このようにすれば、封着材料層(第一の封着材料層及び/又は第二の封着材料層)を効率良く作製することができる。 The sealing material according to the present invention is preferably kneaded with a vehicle, processed into a sealing material paste, applied to the surface of the glass film, and then debindered and fired (sintered). If it does in this way, a sealing material layer (a 1st sealing material layer and / or a 2nd sealing material layer) can be produced efficiently.
ビークルに用いる樹脂としては、アクリル酸エステル(アクリル樹脂)、エチルセルロース、ポリエチレングリコール誘導体、ニトロセルロース、ポリメチルスチレン、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート、メタクリル酸エステル等が使用可能である。 As the resin used for the vehicle, acrylic ester (acrylic resin), ethyl cellulose, polyethylene glycol derivative, nitrocellulose, polymethylstyrene, polyethylene carbonate, polypropylene carbonate, methacrylic ester and the like can be used.
リン酸錫系ガラス粉末を用いる場合、脂肪族ポリオレフィン系カーボネート、特にポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネートが好ましい。これらの樹脂バインダーは、脱バインダー又はレーザー封着時に、ガラス粉末、特にリン酸錫系ガラス粉末を変質させ難い特徴を有する。 When tin phosphate glass powder is used, aliphatic polyolefin carbonate, particularly polyethylene carbonate and polypropylene carbonate are preferred. These resin binders have a feature that it is difficult to denature glass powders, particularly tin phosphate glass powders, during binder removal or laser sealing.
溶剤は、N,N’−ジメチルホルムアミド、エチレングリコール、ジメチルスルホキサイド、炭酸ジメチル、プロピレンカーボネート、ブチロラクトン、カプロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、フェニルジグリコール(PhDG)、フタル酸ジブチル(DBP)、ベンジルグリコール(BzG)、ベンジルジグリコール(BzDG)、フェニルグリコール(PhG)から選ばれる一種又は二種以上が好ましい。これらの溶剤は、脱バインダー又はレーザー封着時に、ガラス粉末、特にSnO含有ガラス粉末を変質させ難い特徴を有する。特に、これらの溶剤の内、プロピレンカーボネート、フェニルジグリコール(PhDG)、フタル酸ジブチル(DBP)、ベンジルグリコール(BzG)、ベンジルジグリコール(BzDG)、フェニルグリコール(PhG)から選ばれる一種又は二種以上が好ましい。これらの溶剤は、沸点が240℃以上である。よって、これらの溶剤を使用すると、スクリーン印刷等の塗布作業の際に、溶剤の揮発を抑制し易くなり、結果として、封着材料ペーストを長期的に安定して使用することが可能になる。更に、フェニルジグリコール(PhDG)、フタル酸ジブチル(DBP)、ベンジルグリコール(BzG)、ベンジルジグリコール(BzDG)、フェニルグリコール(PhG)は、顔料との親和性が高い。このため、これらの溶剤の添加量が少量でも、封着材料ペースト中で顔料が分離する事態を抑制することができる。 Solvents are N, N'-dimethylformamide, ethylene glycol, dimethyl sulfoxide, dimethyl carbonate, propylene carbonate, butyrolactone, caprolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, phenyl diglycol (PhDG), dibutyl phthalate (DBP) , One or more selected from benzyl glycol (BzG), benzyl diglycol (BzDG), and phenyl glycol (PhG) are preferred. These solvents have a characteristic that it is difficult to denature glass powder, particularly SnO-containing glass powder, during binder removal or laser sealing. In particular, among these solvents, one or two selected from propylene carbonate, phenyl diglycol (PhDG), dibutyl phthalate (DBP), benzyl glycol (BzG), benzyl diglycol (BzDG), and phenyl glycol (PhG). The above is preferable. These solvents have a boiling point of 240 ° C. or higher. Therefore, when these solvents are used, it becomes easy to suppress the volatilization of the solvent during the coating operation such as screen printing, and as a result, the sealing material paste can be used stably over a long period of time. Furthermore, phenyl diglycol (PhDG), dibutyl phthalate (DBP), benzyl glycol (BzG), benzyl diglycol (BzDG), and phenyl glycol (PhG) have high affinity with pigments. For this reason, even if the addition amount of these solvents is small, the situation where a pigment separates in the sealing material paste can be suppressed.
封着材料ペーストがリン酸錫系ガラス粉末を含む場合、不活性雰囲気における脱バインダー処理に供されることが好ましく、特にN2雰囲気における脱バインダー処理に供されることが好ましい。このようにすれば、脱バインダーの際にリン酸錫系ガラス粉末が変質する事態を防止し易くなる。 When the sealing material paste contains a tin phosphate glass powder, it is preferably subjected to a binder removal treatment in an inert atmosphere, and particularly preferably subjected to a binder removal treatment in an N 2 atmosphere. If it does in this way, it will become easy to prevent the situation where tin phosphate system glass powder changes in the case of binder removal.
本発明のガラスパッケージの製造方法において、封着材料層(第一の封着材料層及び/又は第二の封着材料層)の厚みを好ましくは20μm以下、15μm以下、特に1〜10μmに規制することが好ましい。封着材料層の厚みが小さい程、封着材料層内の残留応力が低減される。なお、封着材料層の厚みが小さ過ぎると、気密信頼性を確保し難くなる。 In the method for producing a glass package of the present invention, the thickness of the sealing material layer (first sealing material layer and / or second sealing material layer) is preferably 20 μm or less, 15 μm or less, particularly 1 to 10 μm. It is preferable to do. The smaller the thickness of the sealing material layer, the lower the residual stress in the sealing material layer. If the thickness of the sealing material layer is too small, it becomes difficult to ensure airtight reliability.
本発明のガラスパッケージの製造方法において、第一の封着材料層と第二の封着材料層の材料構成(軟化点、光吸収特性等)は、同じにしてもよいし、異なるようにしてもよい。また、第一の封着材料層と第二の封着材料層の厚みは、同じにしてもよいし、異なるようにしてもよい。例えば、第二の封着材料層の軟化点を第一の封着材料層の軟化点より低くすれば、一回のレーザー照射で封着作業を完了させ易くなる。また、第二の封着材料層のレーザー吸収特性を第一の封着材料層のレーザー吸収特性より高くすれば、一回のレーザー照射で封着作業を完了させ易くなる。なお、封着材料層中の遷移金属酸化物の含有量を増加すれば、レーザー吸収特性を高めることができる。また、封着材料層中の顔料の含有量を増加すれば、レーザー吸収特性を高めることができる。また、第二の封着材料層の厚みを第一の封着材料層の厚みより小さくすれば、一回のレーザー照射で封着作業を完了させ易くなる。 In the method for producing a glass package of the present invention, the material configuration (softening point, light absorption characteristics, etc.) of the first sealing material layer and the second sealing material layer may be the same or different. Also good. Moreover, the thickness of the first sealing material layer and the second sealing material layer may be the same or different. For example, if the softening point of the second sealing material layer is set lower than the softening point of the first sealing material layer, the sealing operation can be easily completed by one laser irradiation. Moreover, if the laser absorption characteristic of the second sealing material layer is made higher than the laser absorption characteristic of the first sealing material layer, the sealing operation can be easily completed by one laser irradiation. In addition, if the content of the transition metal oxide in the sealing material layer is increased, the laser absorption characteristics can be improved. Further, if the content of the pigment in the sealing material layer is increased, the laser absorption characteristics can be enhanced. Moreover, if the thickness of the second sealing material layer is made smaller than the thickness of the first sealing material layer, the sealing operation can be easily completed by one laser irradiation.
本発明のガラスパッケージの製造方法において、封着材料層(第一の封着材料層及び/又は第二の封着材料層)とガラスフィルムの熱膨張係数差は、好ましくは50×10−7/℃以下、40×10−7/℃以下、特に5×10−7〜30×10−7/℃である。このようにすれば、ガラスフィルムや封着材料層内に不当な残留応力が生じ難くなる。 In the method for producing a glass package of the present invention, the difference in thermal expansion coefficient between the sealing material layer (the first sealing material layer and / or the second sealing material layer) and the glass film is preferably 50 × 10 −7. / ° C. or lower, 40 × 10 −7 / ° C. or lower, particularly 5 × 10 −7 to 30 × 10 −7 / ° C. If it does in this way, it will become difficult to produce an unreasonable residual stress in a glass film or a sealing material layer.
本発明のガラスパッケージの製造方法において、封着材料層(第一の封着材料層及び/又は第二の封着材料層)は、ガラスフィルムの表面全体に形成されていてもよく、中心部に沿って、ガラスフィルムの表面の一部に形成されていてもよい。 In the method for producing a glass package of the present invention, the sealing material layer (the first sealing material layer and / or the second sealing material layer) may be formed on the entire surface of the glass film. And may be formed on a part of the surface of the glass film.
本発明のガラスパッケージの製造方法において、封着材料層(第一の封着材料層及び/又は第二の封着材料層)とガラス基板(第一のガラス基板及び/又は第二のガラス基板)の熱膨張係数差は、好ましくは50×10−7/℃以下、40×10−7/℃以下、特に5×10−7〜30×10−7/℃である。このようにすれば、ガラス基板や封着材料層内に不当な残留応力が生じ難くなる。 In the method for producing a glass package of the present invention, a sealing material layer (first sealing material layer and / or second sealing material layer) and a glass substrate (first glass substrate and / or second glass substrate) ) Is preferably 50 × 10 −7 / ° C. or less, 40 × 10 −7 / ° C. or less, particularly 5 × 10 −7 to 30 × 10 −7 / ° C. If it does in this way, it will become difficult to produce an undue residual stress in a glass substrate or a sealing material layer.
ガラス基板(第一のガラス基板及び/又は第二のガラス基板)の材質は、特に限定されず、無アルカリガラス、ホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス等が利用可能である。その中でも、上記理由により、無アルカリガラスが好ましい。このようにすれば、レーザー封着時にガラス基板が割れ難くなる。 The material of the glass substrate (first glass substrate and / or second glass substrate) is not particularly limited, and alkali-free glass, borosilicate glass, soda lime glass, or the like can be used. Among these, alkali-free glass is preferable for the above reasons. If it does in this way, it will become difficult to break a glass substrate at the time of laser sealing.
ガラス基板(第一のガラス基板及び/又は第二のガラス基板)の熱膨張係数は、40×10−7〜90×10−7/℃が好ましい。このようにすれば、第一のガラス基板、第二のガラス基板、ガラスフィルム、及び封着材料層内に不当な残留応力が生じ難くなる。 The thermal expansion coefficient of the glass substrate (the first glass substrate and / or the second glass substrate) is preferably 40 × 10 −7 to 90 × 10 −7 / ° C. If it does in this way, it will become difficult to produce unreasonable residual stress in the 1st glass substrate, the 2nd glass substrate, a glass film, and a sealing material layer.
ガラス基板(第一のガラス基板及び/又は第二のガラス基板)は、公知の方法で作製可能である。例えば、フロート法、ダウンドロー法(リドロー法、スロットダウンドロー法、オーバーフローダウンドロー法)、ロールアウト法等の方法で作製可能である。 The glass substrate (first glass substrate and / or second glass substrate) can be produced by a known method. For example, it can be produced by a method such as a float method, a downdraw method (redraw method, slot downdraw method, overflow downdraw method), a rollout method, or the like.
その中でも、ダウンドロー法(リドロー法、スロットダウンドロー法、オーバーフローダウンドロー法)が好ましい。このようにすれば、ガラスフィルムの表面精度が良好になり、またガラス基板の厚みを均一化し易くなる。 Among them, the downdraw method (redraw method, slot downdraw method, overflow downdraw method) is preferable. If it does in this way, the surface accuracy of a glass film will become favorable and it will become easy to equalize the thickness of a glass substrate.
ガラス基板(第一のガラス基板及び/又は第二のガラス基板)は、表面(有効面の表面)が未研磨であることが好ましい。このようにすれば、第一のガラス基板と第二のガラス基板のギャップを均一化し易くなると共に、封着強度を高めることができる。 The glass substrate (first glass substrate and / or second glass substrate) is preferably unpolished on the surface (the surface of the effective surface). In this way, the gap between the first glass substrate and the second glass substrate can be easily made uniform, and the sealing strength can be increased.
本発明のガラスパッケージは、第一のガラス基板と第二のガラス基板が気密封着されたガラスパッケージであって、第一のガラス基板と第二のガラス基板の間に、ガラスフィルムが介在されていると共に、第一のガラス基板とガラスフィルムが、第一の封着材料層により封着一体化されており、且つ第二のガラス基板とガラスフィルムが、第二の封着材料層により封着一体化されていることを特徴とする。ここで、本発明のガラスパッケージの技術的特徴(構成、効果)は、本発明のガラスパッケージの製造方法の説明欄に記載済みである。よって、本発明のガラスパッケージについて、詳細な説明を省略する。なお、本発明のガラスパッケージの製造方法では、レーザー封着を行うことを発明特定事項とするが、本発明のガラスパッケージでは、レーザー封着以外の封着方法(電気炉での焼成)で封着する場合を完全に排除するものではない。 The glass package of the present invention is a glass package in which a first glass substrate and a second glass substrate are hermetically sealed, and a glass film is interposed between the first glass substrate and the second glass substrate. And the first glass substrate and the glass film are sealed and integrated by the first sealing material layer, and the second glass substrate and the glass film are sealed by the second sealing material layer. It is characterized by being integrated with the clothes. Here, the technical characteristics (configuration, effect) of the glass package of the present invention are already described in the explanation column of the method for manufacturing the glass package of the present invention. Therefore, detailed description of the glass package of the present invention is omitted. In the method for manufacturing a glass package of the present invention, laser sealing is performed as a matter specified by the invention. However, in the glass package of the present invention, sealing is performed by a sealing method other than laser sealing (firing in an electric furnace). The case of wearing is not completely excluded.
本発明のガラスパッケージにおいて、第一のガラス基板と第二のガラス基板のギャップは、好ましくは10〜500μm、70〜400μm、特に100〜300μmである。このようにすれば、ガラスパッケージの大型化、薄型化を達成した上で、ガラス基板同士が接触して、素子等の損傷が生じる事態を防止し易くなる。なお、第一のガラス基板と第二のガラス基板のギャップが小さ過ぎると、ガラス基板同士が接触して、素子等の損傷が生じる事態を防止し難くなる。一方、第一のガラス基板と第二のガラス基板のギャップが大き過ぎると、デバイスの大型化、薄型化を達成し難くなる。 In the glass package of the present invention, the gap between the first glass substrate and the second glass substrate is preferably 10 to 500 μm, 70 to 400 μm, particularly 100 to 300 μm. If it does in this way, after achieving the enlargement and thickness reduction of a glass package, it will become easy to prevent the situation where a glass substrate contacts and damage to an element etc. arises. In addition, when the gap between the first glass substrate and the second glass substrate is too small, it is difficult to prevent a situation in which the glass substrates are in contact with each other and the elements are damaged. On the other hand, if the gap between the first glass substrate and the second glass substrate is too large, it is difficult to achieve an increase in size and thickness of the device.
(ガラスフィルムの厚み)/(第一の封着材料層の厚み)の値は、好ましくは1以上、2以上、4以上、特に5以上である。また、(ガラスフィルムの厚み)/(第一の封着材料層の厚み)の値は、好ましくは1以上、2以上、4以上、特に5以上である。このようにすれば、レーザーの照射後に、ガラスフィルム及び封着材料層の残留応力が生じ難くなる。 The value of (thickness of glass film) / (thickness of first sealing material layer) is preferably 1 or more, 2 or more, 4 or more, and particularly 5 or more. The value of (thickness of glass film) / (thickness of first sealing material layer) is preferably 1 or more, 2 or more, 4 or more, particularly 5 or more. If it does in this way, it will become difficult to produce the residual stress of a glass film and a sealing material layer after laser irradiation.
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の実施例は、単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. The following examples are merely illustrative. The present invention is not limited to the following examples.
以下のようにして、封着材料を作製した。まず所定のガラス組成(下記酸化物換算のモル%で、Bi2O3 37%、B2O3 26%、ZnO 17.5%、CuO 14%、BaO 5%、Fe2O3 0.5%)になるように、原料を調合した後、この調合原料を白金坩堝に入れて、大気雰囲気下において、1000℃で1〜2時間溶融した。次に、得られた溶融ガラスを水冷ローラーによりフィルム状に成形した。続いて、ボールミルにより得られたフィルムを粉砕した後、分級し、ビスマス系ガラス粉末を得た。得られたビスマス系ガラス粉末の密度は、6.99g/cm3、平均粒径D50:1.2μm、最大粒径D99:2.9μmであった。なお、粒度は、レーザー回折式粒度分布計で測定した値である(以下同様)。 A sealing material was produced as follows. First, a predetermined glass composition (mol% in terms of the following oxide, Bi 2 O 3 37%, B 2 O 3 26%, ZnO 17.5%, CuO 14%, BaO 5%, Fe 2 O 3 0.5 %), After preparing the raw material, this mixed raw material was put in a platinum crucible and melted at 1000 ° C. for 1 to 2 hours in an air atmosphere. Next, the obtained molten glass was formed into a film shape with a water-cooled roller. Subsequently, the film obtained by the ball mill was pulverized and classified to obtain a bismuth glass powder. The density of the obtained bismuth-based glass powder was 6.99 g / cm 3 , average particle diameter D 50 : 1.2 μm, and maximum particle diameter D 99 : 2.9 μm. The particle size is a value measured with a laser diffraction particle size distribution meter (the same applies hereinafter).
上記のビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラーを体積比75:25の割合で混合し、封着材料を作製した。耐火性フィラーには、コーディエライトを用いた。コーディエライトの密度は2.63g/cm3であり、粒度は、平均粒径D50:1.0μm、最大粒径D99:2.3μmであった。 The bismuth glass powder and the refractory filler were mixed at a volume ratio of 75:25 to prepare a sealing material. Cordierite was used for the refractory filler. The cordierite density was 2.63 g / cm 3 , and the particle size was an average particle size D 50 : 1.0 μm and a maximum particle size D 99 : 2.3 μm.
得られた封着材料の軟化点は450℃であった。軟化点は、マクロ型DTA装置で測定した値である。なお、マクロ型DTAの条件は、測定雰囲気:大気雰囲気、昇温速度:10℃/分、測定温度域:室温から600℃であった。 The softening point of the obtained sealing material was 450 ° C. The softening point is a value measured with a macro DTA apparatus. The conditions of the macro type DTA were as follows: measurement atmosphere: air atmosphere, temperature rising rate: 10 ° C./min, measurement temperature range: room temperature to 600 ° C.
得られた封着材料の熱膨張係数は79×10−7/℃であった。熱膨張係数は、押棒式TMA装置を用いて、30〜300℃の温度範囲で測定した値である。なお、測定試料として、封着材料を緻密に焼結させたものを使用した。 The obtained sealing material had a thermal expansion coefficient of 79 × 10 −7 / ° C. A thermal expansion coefficient is the value measured in the temperature range of 30-300 degreeC using the push rod type | mold TMA apparatus. In addition, as the measurement sample, a material obtained by precisely sintering the sealing material was used.
続いて、4種類のガラスフィルム(厚み20μm、30μm、50μm、100μm)を用意した。ガラスフィルムの材質は、日本電気硝子株式会社製OA−10G(熱膨張係数:38×10−7/℃)とした。 Subsequently, four types of glass films (thickness 20 μm, 30 μm, 50 μm, 100 μm) were prepared. The material of the glass film was OA-10G (thermal expansion coefficient: 38 × 10 −7 / ° C.) manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.
次のようにして、封着材料層を形成した。まず粘度が約70Pa・s(25℃、Shear rate:4)になるように、封着材料とビークルを混練した後、更に三本ロールミルで均一になるまで混錬し、封着材料ペーストを得た。ビークル中の樹脂成分として、エチルセルロースを用い、溶剤成分として、ブチルカルビトールアセテート(BCA)及びα−ターピネオールを用いた。次に、得られた封着材料ペーストをガラスフィルムの表面にスクリーン印刷機で塗布した。なお、スクリーン印刷の際に、封着材料ペーストをガラスフィルムの中心部分に線状に塗布した。スクリーン印刷の後、120℃で30分間乾燥した後、490℃10分間焼成することにより、ガラスフィルムの両表面に、厚み:約5μm、幅:約0.6mmの封着材料層を形成して、各複合封着材料を得た。封着材料層の表面粗さ(Ra、RMS)は、それぞれ0.04μm、0.09μmであった。なお、封着材料層の厚みは、非接触型レーザー膜厚計で測定した平均値である。封着材料層の表面粗さ(Ra、RMS)は、表面粗さ計で測定した値である。 A sealing material layer was formed as follows. First, the sealing material and the vehicle are kneaded so that the viscosity is about 70 Pa · s (25 ° C., Shear rate: 4), and then kneaded until uniform with a three-roll mill to obtain a sealing material paste. It was. Ethyl cellulose was used as a resin component in the vehicle, and butyl carbitol acetate (BCA) and α-terpineol were used as solvent components. Next, the obtained sealing material paste was applied to the surface of the glass film with a screen printer. During screen printing, the sealing material paste was applied linearly to the central portion of the glass film. After screen printing, drying at 120 ° C. for 30 minutes, followed by baking at 490 ° C. for 10 minutes to form a sealing material layer having a thickness of about 5 μm and a width of about 0.6 mm on both surfaces of the glass film. Each composite sealing material was obtained. The surface roughness (Ra, RMS) of the sealing material layer was 0.04 μm and 0.09 μm, respectively. The thickness of the sealing material layer is an average value measured with a non-contact type laser film thickness meter. The surface roughness (Ra, RMS) of the sealing material layer is a value measured with a surface roughness meter.
(実験No.1)
ガラス基板として、無アルカリガラス基板(日本電気硝子株式会社製OA−10G、熱膨張係数:38×10−7/℃、厚み:0.5mm)を用意した。次に、同サイズの2枚の無アルカリガラス基板の間に、無アルカリガラス基板の外周縁に沿って、額縁状に上記の封着材料層付きガラスフィルム(厚み20μm)を配置しつつ、2枚の無アルカリガラス基板を正確に重ね合わせた。次に、上方の無アルカリガラス基板(第一のガラス基板に相当)側から、封着材料層(第一の封着材料層に相当)に沿って、半導体レーザーを照射して、無アルカリガラス基板同士を封着した。なお、下方の無アルカリガラス基板(第二のガラス基板に相当)から、レーザーを照射しなかった。
(Experiment No. 1)
As a glass substrate, an alkali-free glass substrate (OA-10G manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., thermal expansion coefficient: 38 × 10 −7 / ° C., thickness: 0.5 mm) was prepared. Next, while arranging the glass film with a sealing material layer (thickness 20 μm) in a frame shape along the outer peripheral edge of the alkali-free glass substrate between two alkali-free glass substrates of the same size, 2 A piece of alkali-free glass substrate was accurately stacked. Next, a semiconductor laser is irradiated along the sealing material layer (corresponding to the first sealing material layer) from the upper alkali-free glass substrate (corresponding to the first glass substrate) side, and the alkali-free glass is irradiated. The substrates were sealed together. In addition, the laser was not irradiated from the lower alkali-free glass substrate (equivalent to a 2nd glass substrate).
半導体レーザーの波長は808nm、レーザー出力は12W、レーザーの走査速度は10mm/sであった。 The wavelength of the semiconductor laser was 808 nm, the laser output was 12 W, and the laser scanning speed was 10 mm / s.
得られたガラスパッケージについて、レーザー封着性を評価した。レーザー封着性は、レーザー封着後のガラスパッケージの封着状態を観察すると共に、得られたガラスパッケージに対して、高温高湿高圧試験:HAST試験(Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress test)を行い、両方の封着材料層(第一の封着材料層と第二の封着材料層)の剥離の有無を観察することで評価した。なお、HAST試験の条件は、121℃、湿度100%、2atm、24時間である。無アルカリガラス基板同士が気密封着されており、且つHAST試験後に両方の封着材料層が剥離していなかったものを「○」、無アルカリガラス基板同士が気密封着されていたが、HAST試験後に何れかの封着材料層が剥離していたものを「△」、無アルカリガラス基板同士が気密封着されていなかったものを「×」として評価した。その結果、レーザー封着性の評価が「○」であった。 About the obtained glass package, laser sealing property was evaluated. For laser sealing, the sealing state of the glass package after laser sealing is observed, and the obtained glass package is subjected to a high temperature, high humidity and high pressure test: HAST test (Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress test). Evaluation was made by observing the presence or absence of peeling of both sealing material layers (first sealing material layer and second sealing material layer). The conditions of the HAST test are 121 ° C., humidity 100%, 2 atm, and 24 hours. The alkali-free glass substrates were hermetically sealed, and both the sealing material layers were not peeled off after the HAST test was “◯”, while the alkali-free glass substrates were hermetically sealed. A case where any of the sealing material layers was peeled after the test was evaluated as “Δ”, and a case where the alkali-free glass substrates were not hermetically sealed was evaluated as “X”. As a result, the evaluation of laser sealing property was “◯”.
(実験No.2)
ガラス基板として、無アルカリガラス基板(日本電気硝子株式会社製OA−10G、熱膨張係数:38×10−7/℃、厚み:0.5mm)を用意した。次に、同サイズの2枚の無アルカリガラス基板の間に、無アルカリガラス基板の外周縁に沿って、額縁状に上記の封着材料層付きガラスフィルム(厚み30μm)を配置しつつ、2枚の無アルカリガラス基板を正確に重ね合わせた。次に、上方の無アルカリガラス基板(第一のガラス基板に相当)側から、封着材料層(第一の封着材料層に相当)に沿って、半導体レーザーを照射して、無アルカリガラス基板同士を封着した。なお、下方の無アルカリガラス基板(第二のガラス基板に相当)から、レーザーを照射しなかった。
(Experiment No. 2)
As a glass substrate, an alkali-free glass substrate (OA-10G manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., thermal expansion coefficient: 38 × 10 −7 / ° C., thickness: 0.5 mm) was prepared. Next, while arranging the glass film with a sealing material layer (thickness 30 μm) in a frame shape along the outer peripheral edge of the alkali-free glass substrate between two alkali-free glass substrates of the same size, 2 A piece of alkali-free glass substrate was accurately stacked. Next, a semiconductor laser is irradiated along the sealing material layer (corresponding to the first sealing material layer) from the upper alkali-free glass substrate (corresponding to the first glass substrate) side, and the alkali-free glass is irradiated. The substrates were sealed together. In addition, the laser was not irradiated from the lower alkali-free glass substrate (equivalent to a 2nd glass substrate).
半導体レーザーの波長は808nm、レーザー出力は12W、レーザーの走査速度は10mm/sであった。 The wavelength of the semiconductor laser was 808 nm, the laser output was 12 W, and the laser scanning speed was 10 mm / s.
得られたガラスパッケージについて、上記の通り、レーザー封着性を評価した。その結果、レーザー封着性の評価が「○」であった。 About the obtained glass package, laser sealing property was evaluated as mentioned above. As a result, the evaluation of laser sealing property was “◯”.
(実験No.3)
ガラス基板として、無アルカリガラス基板(日本電気硝子株式会社製OA−10G、熱膨張係数:38×10−7/℃、厚み:0.5mm)を用意した。次に、同サイズの2枚の無アルカリガラス基板の間に、無アルカリガラス基板の外周縁に沿って、額縁状に上記の封着材料層付きガラスフィルム(厚み50μm)を配置しつつ、2枚の無アルカリガラス基板を正確に重ね合わせた。次に、上方の無アルカリガラス基板(第一のガラス基板に相当)側から、封着材料層(第一の封着材料層に相当)に沿って、半導体レーザーを照射して、無アルカリガラス基板同士を封着した。なお、下方の無アルカリガラス基板(第二のガラス基板に相当)から、レーザーを照射しなかった。
(Experiment No. 3)
As a glass substrate, an alkali-free glass substrate (OA-10G manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., thermal expansion coefficient: 38 × 10 −7 / ° C., thickness: 0.5 mm) was prepared. Next, between the two alkali-free glass substrates of the same size, the glass film with a sealing material layer (thickness 50 μm) is arranged in a frame shape along the outer peripheral edge of the alkali-free glass substrate. A piece of alkali-free glass substrate was accurately stacked. Next, a semiconductor laser is irradiated along the sealing material layer (corresponding to the first sealing material layer) from the upper alkali-free glass substrate (corresponding to the first glass substrate) side, and the alkali-free glass is irradiated. The substrates were sealed together. In addition, the laser was not irradiated from the lower alkali-free glass substrate (equivalent to a 2nd glass substrate).
半導体レーザーの波長は808nm、レーザー出力は12W、レーザーの走査速度は10mm/sであった。 The wavelength of the semiconductor laser was 808 nm, the laser output was 12 W, and the laser scanning speed was 10 mm / s.
得られたガラスパッケージについて、上記の通り、レーザー封着性を評価した。その結果、レーザー封着性の評価が「○」であった。 About the obtained glass package, laser sealing property was evaluated as mentioned above. As a result, the evaluation of laser sealing property was “◯”.
(実験No.4)
ガラス基板として、無アルカリガラス基板(日本電気硝子株式会社製OA−10G、熱膨張係数:38×10−7/℃、厚み:0.5mm)を用意した。次に、同サイズの2枚の無アルカリガラス基板の間に、無アルカリガラス基板の外周縁に沿って、額縁状に上記の封着材料層付きガラスフィルム(厚み100μm)を配置しつつ、2枚の無アルカリガラス基板を正確に重ね合わせた。次に、上方の無アルカリガラス基板(第一のガラス基板に相当)側から、封着材料層(第一の封着材料層に相当)に沿って、半導体レーザーを照射して、無アルカリガラス基板同士を封着した。なお、下方の無アルカリガラス基板(第二のガラス基板に相当)から、レーザーを照射しなかった。
(Experiment No. 4)
As a glass substrate, an alkali-free glass substrate (OA-10G manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., thermal expansion coefficient: 38 × 10 −7 / ° C., thickness: 0.5 mm) was prepared. Next, while placing the glass film with a sealing material layer (thickness: 100 μm) in a frame shape along the outer peripheral edge of the alkali-free glass substrate between two alkali-free glass substrates of the same size, 2 A piece of alkali-free glass substrate was accurately stacked. Next, a semiconductor laser is irradiated along the sealing material layer (corresponding to the first sealing material layer) from the upper alkali-free glass substrate (corresponding to the first glass substrate) side, and the alkali-free glass is irradiated. The substrates were sealed together. In addition, the laser was not irradiated from the lower alkali-free glass substrate (equivalent to a 2nd glass substrate).
半導体レーザーの波長は808nm、レーザー出力は12W、レーザーの走査速度は10mm/sであった。 The wavelength of the semiconductor laser was 808 nm, the laser output was 12 W, and the laser scanning speed was 10 mm / s.
得られたガラスパッケージについて、上記の通り、レーザー封着性を評価した。その結果、レーザー封着性の評価が「○」であった。 About the obtained glass package, laser sealing property was evaluated as mentioned above. As a result, the evaluation of laser sealing property was “◯”.
(実験No.5)
ガラス基板として、無アルカリガラス基板(日本電気硝子株式会社製OA−10G、熱膨張係数:38×10−7/℃、厚み:0.5mm)を用意した。次に、無アルカリガラス基板の外周縁に、上記の封着材料ペーストをスクリーン印刷で10回塗布した。スクリーン印刷の後、120℃で30分間乾燥した後、490℃10分間焼成することにより、無アルカリガラス基板の表面に、厚み:約50μm、幅:約0.6mmの封着材料層を形成した。続いて、封着材料層付きの無アルカリガラス基板に対して、封着材料層と接するように、同サイズの無アルカリガラス基板を重ねた。更に、封着材料層が形成されていない無アルカリガラス基板側から、封着材料層に沿って、半導体レーザーを照射して、無アルカリガラス基板同士を封着した。半導体レーザーの照射直後に、無アルカリガラス基板及び封着材料層を観察したところ、無数のクラックが発生していた。
(Experiment No. 5)
As a glass substrate, an alkali-free glass substrate (OA-10G manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., thermal expansion coefficient: 38 × 10 −7 / ° C., thickness: 0.5 mm) was prepared. Next, the sealing material paste was applied 10 times to the outer peripheral edge of the alkali-free glass substrate by screen printing. After screen printing, drying at 120 ° C. for 30 minutes, followed by baking at 490 ° C. for 10 minutes, a sealing material layer having a thickness of about 50 μm and a width of about 0.6 mm was formed on the surface of the alkali-free glass substrate. . Subsequently, an alkali-free glass substrate of the same size was stacked on the alkali-free glass substrate with the sealing material layer so as to be in contact with the sealing material layer. Furthermore, the alkali-free glass substrates were sealed by irradiating a semiconductor laser along the sealing material layer from the alkali-free glass substrate side on which the sealing material layer was not formed. Immediately after the semiconductor laser irradiation, the alkali-free glass substrate and the sealing material layer were observed, and innumerable cracks were generated.
半導体レーザーの波長は808nm、レーザー出力は12W、レーザーの走査速度は10mm/sであった。 The wavelength of the semiconductor laser was 808 nm, the laser output was 12 W, and the laser scanning speed was 10 mm / s.
得られたガラスパッケージについて、上記の通り、レーザー封着性を評価した。その結果、レーザー封着性の評価が「×」であり、封着材料層が完全に剥離していた。 About the obtained glass package, laser sealing property was evaluated as mentioned above. As a result, the laser sealing property was evaluated as “x”, and the sealing material layer was completely peeled off.
まず4種類のガラスフィルム(厚み20μm、30μm、50μm、100μm)を用意した。ガラスフィルムの材質は、日本電気硝子株式会社製OA−10G(熱膨張係数:38×10−7/℃)とした。 First, four types of glass films (thickness 20 μm, 30 μm, 50 μm, 100 μm) were prepared. The material of the glass film was OA-10G (thermal expansion coefficient: 38 × 10 −7 / ° C.) manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.
次のようにして、封着材料層(第一の封着材料層に相当)を作製した。まず粘度が約70Pa・s(25℃、Shear rate:4)になるように、[実施例1]で作製した封着材料とビークルを混練した後、更に三本ロールミルで均一になるまで混錬し、封着材料ペーストを得た。ビークル中の樹脂成分として、エチルセルロースを用い、溶剤成分として、ブチルカルビトールアセテート(BCA)及びα−ターピネオールを用いた。次に、得られた封着材料ペーストをガラスフィルムの一方の表面にスクリーン印刷機で塗布した。なお、スクリーン印刷の際に、封着材料ペーストをガラスフィルムの中心部分に線状に塗布した。スクリーン印刷の後、120℃で30分間乾燥した後、490℃10分間焼成することにより、ガラスフィルムの一方の表面に、厚み:約5μm、幅:約0.6mmの封着材料層を形成した。封着材料層の表面粗さ(Ra、RMS)は、それぞれ0.04μm、0.09μmであった。なお、封着材料層の厚みは、非接触型レーザー膜厚計で測定した平均値である。封着材料層の表面粗さ(Ra、RMS)は、表面粗さ計で測定した値である。 A sealing material layer (corresponding to the first sealing material layer) was produced as follows. First, the sealing material prepared in [Example 1] and the vehicle were kneaded so that the viscosity was about 70 Pa · s (25 ° C., Shear rate: 4), and then kneaded until it became uniform with a three-roll mill. Thus, a sealing material paste was obtained. Ethyl cellulose was used as a resin component in the vehicle, and butyl carbitol acetate (BCA) and α-terpineol were used as solvent components. Next, the obtained sealing material paste was applied to one surface of the glass film with a screen printer. During screen printing, the sealing material paste was applied linearly to the central portion of the glass film. After screen printing, drying at 120 ° C. for 30 minutes, followed by baking at 490 ° C. for 10 minutes, a sealing material layer having a thickness of about 5 μm and a width of about 0.6 mm was formed on one surface of the glass film. . The surface roughness (Ra, RMS) of the sealing material layer was 0.04 μm and 0.09 μm, respectively. The thickness of the sealing material layer is an average value measured with a non-contact type laser film thickness meter. The surface roughness (Ra, RMS) of the sealing material layer is a value measured with a surface roughness meter.
続いて、無アルカリガラス基板上に封着材料層(第二の封着材料層に相当)を形成した。まず粘度が約70Pa・s(25℃、Shear rate:4)になるように、[実施例1]で作製した封着材料とビークルを混練した後、更に三本ロールミルで均一になるまで混錬し、封着材料ペーストを得た。ビークル中の樹脂成分として、エチルセルロースを用い、溶剤成分として、ブチルカルビトールアセテート(BCA)及びα−ターピネオールを用いた。次に、得られた封着材料ペーストを無アルカリガラス基板(日本電気硝子株式会社製OA−10G、熱膨張係数:38×10−7/℃、厚み:0.5mm)の一方の表面にスクリーン印刷機で塗布した。なお、スクリーン印刷の際に、封着材料ペーストを無アルカリガラス基板の外周縁部分に線状に塗布した。スクリーン印刷の後、120℃で30分間乾燥した後、490℃10分間焼成することにより、無アルカリガラス基板の一方の表面に、厚み:約5μm、幅:約0.6mmの封着材料層を形成した。封着材料層の表面粗さ(Ra、RMS)は、それぞれ0.04μm、0.09μmであった。なお、封着材料層の厚みは、非接触型レーザー膜厚計で測定した平均値である。封着材料層の表面粗さ(Ra、RMS)は、表面粗さ計で測定した値である。 Subsequently, a sealing material layer (corresponding to a second sealing material layer) was formed on the alkali-free glass substrate. First, the sealing material prepared in [Example 1] and the vehicle were kneaded so that the viscosity was about 70 Pa · s (25 ° C., Shear rate: 4), and then kneaded until it became uniform with a three-roll mill. Thus, a sealing material paste was obtained. Ethyl cellulose was used as a resin component in the vehicle, and butyl carbitol acetate (BCA) and α-terpineol were used as solvent components. Next, the obtained sealing material paste was screened on one surface of an alkali-free glass substrate (OA-10G manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., thermal expansion coefficient: 38 × 10 −7 / ° C., thickness: 0.5 mm). It was applied with a printing machine. During screen printing, the sealing material paste was applied linearly to the outer peripheral edge portion of the alkali-free glass substrate. After screen printing, drying at 120 ° C. for 30 minutes, followed by baking at 490 ° C. for 10 minutes, a sealing material layer having a thickness of about 5 μm and a width of about 0.6 mm is formed on one surface of the alkali-free glass substrate. Formed. The surface roughness (Ra, RMS) of the sealing material layer was 0.04 μm and 0.09 μm, respectively. The thickness of the sealing material layer is an average value measured with a non-contact type laser film thickness meter. The surface roughness (Ra, RMS) of the sealing material layer is a value measured with a surface roughness meter.
(実験No.6)
封着材料層付き無アルカリガラス基板と同サイズの無アルカリガラス基板(日本電気硝子株式会社製OA−10G、熱膨張係数:38×10−7/℃、厚み:0.5mm、封着材料層が形成されていない無アルカリガラス基板)を用意した。更に、2枚の無アルカリガラス基板の間に、無アルカリガラス基板の外周縁に沿って、額縁状に上記の封着材料層付きガラスフィルム(厚み20μm)を配置しつつ、2枚の無アルカリガラス基板を正確に重ね合わせた。なお、無アルカリガラス基板に形成された封着材料層が、封着材料層が形成されていないガラスフィルムの表面に接するように配置した。更に、封着材料層が形成されていない無アルカリガラス基板側から、ガラスフィルムに形成された封着材料層に沿って、半導体レーザーを照射して、無アルカリガラス基板同士を封着した。なお、封着材料が形成された無アルカリガラス基板側から、レーザーを照射しなかった。
(Experiment No. 6)
Non-alkali glass substrate having the same size as the non-alkali glass substrate with a sealing material layer (OA-10G manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., thermal expansion coefficient: 38 × 10 −7 / ° C., thickness: 0.5 mm, sealing material layer A non-alkali glass substrate on which is not formed) was prepared. Further, between the two alkali-free glass substrates, along the outer peripheral edge of the alkali-free glass substrate, the above-mentioned glass film with a sealing material layer (thickness 20 μm) is arranged in a frame shape. The glass substrates were accurately stacked. In addition, it arrange | positioned so that the sealing material layer formed in the non-alkali glass substrate might contact the surface of the glass film in which the sealing material layer is not formed. Further, the alkali-free glass substrates were sealed by irradiating a semiconductor laser along the sealing material layer formed on the glass film from the alkali-free glass substrate side on which the sealing material layer was not formed. In addition, the laser was not irradiated from the alkali-free glass substrate side on which the sealing material was formed.
半導体レーザーの波長は808nm、レーザー出力は12W、レーザーの走査速度は10mm/sであった。 The wavelength of the semiconductor laser was 808 nm, the laser output was 12 W, and the laser scanning speed was 10 mm / s.
得られたガラスパッケージについて、上記の通り、レーザー封着性を評価した。その結果、レーザー封着性の評価が「○」であった。 About the obtained glass package, laser sealing property was evaluated as mentioned above. As a result, the evaluation of laser sealing property was “◯”.
(実験No.7)
封着材料層付き無アルカリガラス基板と同サイズの無アルカリガラス基板(日本電気硝子株式会社製OA−10G、熱膨張係数:38×10−7/℃、厚み:0.5mm、封着材料層が形成されていない無アルカリガラス基板)を用意した。更に、2枚の無アルカリガラス基板の間に、無アルカリガラス基板の外周縁に沿って、額縁状に上記の封着材料層付きガラスフィルム(厚み30μm)を配置しつつ、2枚の無アルカリガラス基板を正確に重ね合わせた。なお、無アルカリガラス基板に形成された封着材料層が、封着材料層が形成されていないガラスフィルムの表面に接するように配置した。更に、封着材料層が形成されていない無アルカリガラス基板側から、ガラスフィルムに形成された封着材料層に沿って、半導体レーザーを照射して、無アルカリガラス基板同士を封着した。なお、封着材料が形成された無アルカリガラス基板側から、レーザーを照射しなかった。
(Experiment No. 7)
Non-alkali glass substrate having the same size as the non-alkali glass substrate with a sealing material layer (OA-10G manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., thermal expansion coefficient: 38 × 10 −7 / ° C., thickness: 0.5 mm, sealing material layer A non-alkali glass substrate on which is not formed) was prepared. Further, between the two alkali-free glass substrates, along the outer peripheral edge of the alkali-free glass substrate, the above-mentioned glass film with a sealing material layer (thickness 30 μm) is arranged in a frame shape, and the two alkali-free glass substrates are arranged. The glass substrates were accurately stacked. In addition, it arrange | positioned so that the sealing material layer formed in the non-alkali glass substrate might contact the surface of the glass film in which the sealing material layer is not formed. Further, the alkali-free glass substrates were sealed by irradiating a semiconductor laser along the sealing material layer formed on the glass film from the alkali-free glass substrate side on which the sealing material layer was not formed. In addition, the laser was not irradiated from the alkali-free glass substrate side on which the sealing material was formed.
半導体レーザーの波長は808nm、レーザー出力は12W、レーザーの走査速度は10mm/sであった。 The wavelength of the semiconductor laser was 808 nm, the laser output was 12 W, and the laser scanning speed was 10 mm / s.
得られたガラスパッケージについて、上記の通り、レーザー封着性を評価した。その結果、レーザー封着性の評価が「○」であった。 About the obtained glass package, laser sealing property was evaluated as mentioned above. As a result, the evaluation of laser sealing property was “◯”.
(実験No.8)
封着材料層付き無アルカリガラス基板と同サイズの無アルカリガラス基板(日本電気硝子株式会社製OA−10G、熱膨張係数:38×10−7/℃、厚み:0.5mm、封着材料層が形成されていない無アルカリガラス基板)を用意した。更に、2枚の無アルカリガラス基板の間に、無アルカリガラス基板の外周縁に沿って、額縁状に上記の封着材料層付きガラスフィルム(厚み50μm)を配置しつつ、2枚の無アルカリガラス基板を正確に重ね合わせた。なお、無アルカリガラス基板に形成された封着材料層が、封着材料層が形成されていないガラスフィルムの表面に接するように配置した。更に、封着材料層が形成されていない無アルカリガラス基板側から、ガラスフィルムに形成された封着材料層に沿って、半導体レーザーを照射して、無アルカリガラス基板同士を封着した。なお、封着材料が形成された無アルカリガラス基板側から、レーザーを照射しなかった。
(Experiment No. 8)
Non-alkali glass substrate having the same size as the non-alkali glass substrate with a sealing material layer (OA-10G manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., thermal expansion coefficient: 38 × 10 −7 / ° C., thickness: 0.5 mm, sealing material layer A non-alkali glass substrate on which is not formed) was prepared. Further, between the two alkali-free glass substrates, along the outer peripheral edge of the alkali-free glass substrate, the above-mentioned glass film with a sealing material layer (thickness 50 μm) is arranged in a frame shape, and the two alkali-free glass substrates are arranged. The glass substrates were accurately stacked. In addition, it arrange | positioned so that the sealing material layer formed in the non-alkali glass substrate might contact the surface of the glass film in which the sealing material layer is not formed. Further, the alkali-free glass substrates were sealed by irradiating a semiconductor laser along the sealing material layer formed on the glass film from the alkali-free glass substrate side on which the sealing material layer was not formed. In addition, the laser was not irradiated from the alkali-free glass substrate side on which the sealing material was formed.
半導体レーザーの波長は808nm、レーザー出力は12W、レーザーの走査速度は10mm/sであった。 The wavelength of the semiconductor laser was 808 nm, the laser output was 12 W, and the laser scanning speed was 10 mm / s.
得られたガラスパッケージについて、上記の通り、レーザー封着性を評価した。その結果、レーザー封着性の評価が「○」であった。 About the obtained glass package, laser sealing property was evaluated as mentioned above. As a result, the evaluation of laser sealing property was “◯”.
(実験No.9)
封着材料層付き無アルカリガラス基板と同サイズの無アルカリガラス基板(日本電気硝子株式会社製OA−10G、熱膨張係数:38×10−7/℃、厚み:0.5mm、封着材料層が形成されていない無アルカリガラス基板)を用意した。更に、2枚の無アルカリガラス基板の間に、無アルカリガラス基板の外周縁に沿って、額縁状に上記の封着材料層付きガラスフィルム(厚み100μm)を配置しつつ、2枚の無アルカリガラス基板を正確に重ね合わせた。なお、無アルカリガラス基板に形成された封着材料層が、封着材料層が形成されていないガラスフィルムの表面に接するように配置した。更に、封着材料層が形成されていない無アルカリガラス基板側から、ガラスフィルムに形成された封着材料層に沿って、半導体レーザーを照射して、無アルカリガラス基板同士を封着した。なお、封着材料が形成された無アルカリガラス基板側から、レーザーを照射しなかった。
(Experiment No. 9)
Non-alkali glass substrate having the same size as the non-alkali glass substrate with a sealing material layer (OA-10G manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., thermal expansion coefficient: 38 × 10 −7 / ° C., thickness: 0.5 mm, sealing material layer A non-alkali glass substrate on which is not formed) was prepared. Further, between the two alkali-free glass substrates, along the outer peripheral edge of the alkali-free glass substrate, the above-mentioned glass film with a sealing material layer (thickness: 100 μm) is arranged in a frame shape, and the two alkali-free glass substrates are arranged. The glass substrates were accurately stacked. In addition, it arrange | positioned so that the sealing material layer formed in the non-alkali glass substrate might contact the surface of the glass film in which the sealing material layer is not formed. Further, the alkali-free glass substrates were sealed by irradiating a semiconductor laser along the sealing material layer formed on the glass film from the alkali-free glass substrate side on which the sealing material layer was not formed. In addition, the laser was not irradiated from the alkali-free glass substrate side on which the sealing material was formed.
半導体レーザーの波長は808nm、レーザー出力は12W、レーザーの走査速度は10mm/sであった。 The wavelength of the semiconductor laser was 808 nm, the laser output was 12 W, and the laser scanning speed was 10 mm / s.
得られたガラスパッケージについて、上記の通り、レーザー封着性を評価した。その結果、レーザー封着性の評価が「○」であった。 About the obtained glass package, laser sealing property was evaluated as mentioned above. As a result, the evaluation of laser sealing property was “◯”.
本発明のガラスパッケージの製造方法は、例えば、有機ELディスプレイ、有機EL照明、色素増感型太陽電池、薄膜化合物太陽電池等の非シリコン系太陽電池、リチウムイオン二次電池等の作製に好適である。また、本発明のガラスパッケージは、例えば、有機ELディスプレイ、有機EL照明、色素増感型太陽電池、薄膜化合物太陽電池等の非シリコン系太陽電池、リチウムイオン二次電池等に好適である。 The method for producing a glass package of the present invention is suitable for producing, for example, organic EL displays, organic EL lighting, dye-sensitized solar cells, non-silicon solar cells such as thin film compound solar cells, and lithium ion secondary batteries. is there. Moreover, the glass package of this invention is suitable for non-silicon type solar cells, such as an organic EL display, organic EL illumination, a dye-sensitized solar cell, a thin film compound solar cell, a lithium ion secondary battery, etc., for example.
1 ガラスパッケージ
11 第一の封着材料層
12 第二の封着材料層
13 ガラスフィルム
14 第一のガラス基板
15 第二のガラス基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass package 11 1st sealing material layer 12 2nd sealing material layer 13 Glass film 14 1st glass substrate 15 2nd glass substrate
Claims (16)
第一のガラス基板が第一の封着材料層に、第二のガラス基板が第二の封着材料層に、及びガラスフィルムが第一の封着材料層と第二の封着材料層にそれぞれ接する状態に積層配置する工程と、
第一のガラス基板側から第一の封着材料層に対して、レーザーを照射して、第一の封着材料層を溶解させる工程とを有することを特徴とするガラスパッケージの製造方法。 A method of manufacturing a glass package in which a first glass substrate and a second glass substrate are hermetically sealed,
The first glass substrate is the first sealing material layer, the second glass substrate is the second sealing material layer, and the glass film is the first sealing material layer and the second sealing material layer. A step of laminating and placing each in contact with each other;
And a step of irradiating the first sealing material layer with a laser from the first glass substrate side to dissolve the first sealing material layer.
第一のガラス基板と第二のガラス基板の間に、ガラスフィルムが介在されていると共に、第一のガラス基板とガラスフィルムが、第一の封着材料層により封着一体化されており、且つ第二のガラス基板とガラスフィルムが、第二の封着材料層により封着一体化されていることを特徴とするガラスパッケージ。 A glass package in which a first glass substrate and a second glass substrate are hermetically sealed;
A glass film is interposed between the first glass substrate and the second glass substrate, and the first glass substrate and the glass film are sealed and integrated by the first sealing material layer, A glass package, wherein the second glass substrate and the glass film are sealed and integrated by a second sealing material layer.
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