JP5370011B2 - Manufacturing method and a manufacturing method of an electronic device with the sealing material layer glass member - Google Patents

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満 渡邉
元司 小野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a glass member with a sealing material layer by which even when the whole of a glass substrate cannot be heated, a sealing material layer can be formed satisfactorily. <P>SOLUTION: A sealing material paste prepared by mixing a sealing material containing a sealing glass and a laser absorbent with an organic binder is applied in a frame shape onto a sealing region of a glass substrate 2. The resulting coating layer 8 of the sealing material paste is selectively heated by irradiation with a first laser beam 9 along the coating layer 8 to remove the organic binder. The binder-freed layer 10 is selectively heated by irradiation with a second laser beam 11 along the binder-freed layer 10, whereby the sealing material is fired to form a sealing material layer 7. A gap between two glass substrates is sealed by using such a sealing material layer 7. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は封着材料層付きガラス部材の製造方法と電子デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing method of an electronic device with the sealing material layer glass member.

有機ELディスプレイ(Organic Electro−Luminescence Display:OELD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、液晶表示装置(LCD)等の平板型ディスプレイ装置(FPD)は、発光素子を形成した素子用ガラス基板と封止用ガラス基板とを対向配置し、これら2枚のガラス基板を封着したガラスパッケージで発光素子を封止した構造を有している(特許文献1参照)。 Organic EL Display (Organic Electro-Luminescence Display: OELD), plasma display panel (PDP), flat panel display such as a liquid crystal display device (LCD) (FPD), a glass substrate and a sealing element to form a light-emitting element a glass substrate placed opposite, has a structure sealing the light emitting element in these two glass package sealing the glass substrate (see Patent Document 1). 色素増感型太陽電池のような太陽電池においても、2枚のガラス基板で太陽電池素子(光電変換素子)を封止したガラスパッケージを適用することが検討されている(特許文献2参照)。 Also in the solar cell, such as a dye-sensitized solar cell, it is to apply a glass package sealing the solar cell element (photoelectric conversion element) with two glass substrates has been studied (see Patent Document 2).

2枚のガラス基板間を封止する封着材料には、耐湿性等に優れる封着ガラスの適用が進められている。 The sealing material for sealing between the two glass substrates, application of sealing glass excellent in moisture resistance have been developed. 封着ガラスによる封着温度は400〜600℃程度であるため、通常の加熱炉を用いて焼成した場合にはOEL素子等の電子素子部の特性が劣化してしまう。 For sealing temperature by sealing glass is about 400 to 600 ° C., the characteristics of the electronic element unit such as OEL element is deteriorated when firing using conventional heating furnace. そこで、2枚のガラス基板の周辺部に設けられた封止領域間に、封着ガラス(ガラスフリット)とレーザ吸収材とを含む封着材料層を配置し、これにレーザ光を照射して封着材料層を加熱、溶融させて封着することが試みられている(特許文献1,2参照)。 Therefore, between sealing regions provided on the periphery of the two glass substrates, placing the sealing material layer containing sealing glass (glass frit) and the laser absorbent material, which is irradiated with laser light heating the sealing material layer, it has been attempted to seal melted (see Patent documents 1 and 2).

レーザ封着を適用する場合には、まず封着材料をビヒクルと混合して封着材料ペーストを調製し、これを一方のガラス基板の封止領域に塗布した後、封着材料の焼成温度(封着ガラスの軟化温度以上の温度)まで昇温し、封着ガラスを溶融してガラス基板に焼き付けて封着材料層を形成する。 When applying laser sealing is a sealing material paste was prepared by first mixing the sealing material to the vehicle, after applying it to the sealing area of ​​one of the glass substrates, the firing temperature of the sealing material ( heated to a temperature) above the softening temperature of the sealing glass, by melting the sealing glass by baking the glass substrate to form a sealing material layer. また、封着材料の焼成温度への昇温過程で有機バインダを熱分解して除去する。 Further, the organic binder is removed by thermal decomposition in the Atsushi Nobori process to the firing temperature of the sealing material. 次いで、封着材料層を有するガラス基板と他方のガラス基板とを封着材料層を介して積層した後、一方のガラス基板側からレーザ光を照射し、封着材料層を加熱、溶融させてガラス基板間に設けられた電子素子部を封止する。 Then, after laminated with the sealing material layer and the glass substrate of the glass substrate and the other having a sealing material layer was irradiated with a laser beam from one of the glass substrate, a sealing material layer heated, melted sealing the electronic element portion provided between the glass substrates.

封着材料層の形成には一般的に加熱炉が用いられている。 Generally heating furnace is used for the formation of the sealing material layer. 特許文献3には、封着材料層の形成工程で有機バインダを除去する第1の昇温過程と封着材料を焼き付ける第2の昇温過程とを実施することが記載されている。 Patent Document 3 discloses performing a second heating process for printing a first heating process and the sealing material to remove the organic binder in the process of forming the sealing material layer. 第1の昇温過程においては、ホットプレート、IRヒータ、加熱用ランプ、レーザ光等を用いて、ガラス基板をその裏面側から加熱している。 In the first heating process, a hot plate, IR heaters, heating lamps, using a laser beam or the like, and heating the glass substrate from the back side. 第2の昇温過程は通常の焼成工程と同様に、加熱炉内のヒータを用いてガラス基板全体を加熱している。 The second heating process similar to the conventional firing process, and heating the whole glass substrate by using a heater in the heating furnace. 特許文献3に記載された方法においても、封着材料の焼き付けは加熱炉を用いてガラス基板全体を加熱することにより実施されている。 Also in the method described in Patent Document 3, baking of the sealing material is carried out by heating the whole glass substrate by using a heating furnace.

ところで、FPD用のガラスパッケージにおいては、素子用ガラス基板のみならず、封止用ガラス基板にもカラーフィルタ等の有機樹脂膜を形成することが行われている。 Incidentally, in the glass package for FPD, not only a glass substrate element, to form an organic resin film such as a color filter is also performed on the glass substrate for sealing. このような場合には、加熱炉を用いて基板全体を加熱すると有機樹脂膜が熱ダメージを受けるため、封止用ガラス基板への封着材料層の形成時においても、一般的な加熱炉を用いた焼成工程を適用することができない。 In such a case, for receiving the organic resin film is thermally damaged when heating the entire substrate using a heating furnace, even during the formation of the sealing material layer on the glass substrate for sealing, a common heating furnace it is impossible to apply the firing step using. また、色素増感型太陽電池では対向基板側にも素子膜等が形成されるため、焼成工程における素子膜等の熱劣化を抑制することが求められている。 Further, since the element layer or the like is formed also on the opposite substrate side in the dye-sensitized solar cell, it is required to suppress heat deterioration of the element layer or the like in the firing step. さらに、加熱炉を用いた焼成工程は通常長時間要し、エネルギー消費量も多いことから、製造工数や製造コストの削減、また省エネの観点等からも改善が求められている。 Furthermore, the firing process using the furnace is usually required for a long time, since the energy consumption is also large, reducing manufacturing man-hour and manufacturing costs, also improved from the energy saving point of view such as are required.

特表2006−524419号公報 JP-T 2006-524419 JP 特開2008−115057号公報 JP 2008-115057 JP 特開2003−068199号公報 JP 2003-068199 JP

本発明の目的は、ガラス基板全体を加熱することができないような場合においても、封着材料層を良好に形成することを可能にした封着材料層付きガラス部材の製造方法と電子デバイスの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention, in case that it is impossible to heat the entire glass substrate, the production of the manufacturing method and the electronic device with the sealing material layer glass member made it possible to satisfactorily form a sealing material layer It is to provide a method.

本発明の態様に係る封着材料層付きガラス部材の製造方法は、封止領域を有するガラス基板を用意する工程と、封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着用ガラス材料を有機バインダと混合して調製した封着材料ペーストを、前記ガラス基板の前記封止領域上に枠状に塗布する工程と、前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って第1のレーザ光を照射して選択的に加熱し、前記塗布層内の前記有機バインダを除去する第1のレーザ照射工程と、 前記第1のレーザ照射工程で前記有機バインダを除去した前記塗布層に沿って第2のレーザ光を照射して選択的に加熱し、前記封着用ガラス材料を焼成して封着材料層を形成する第2のレーザ照射工程とを具備することを特徴としている。 Method for producing a sealing material layer-attached glass member according to the embodiment of the present invention, the mixing preparing a glass substrate, a sealing glass material comprising a sealing glass and a laser absorbing material and an organic binder having a sealing area the sealing material paste was prepared by irradiating a step of applying in a frame shape on the sealing region of the glass substrate, the first laser light along a coating layer of the frame-shaped sealing material paste selectively heating Te, the first laser irradiation step, the second laser along the first the coating layer is removed the organic binder in the laser irradiation step of removing the organic binder of the coating layer selectively heated by irradiating light, it is characterized by comprising a second laser irradiation step of forming a sealing material layer by baking the sealing glass material.

本発明の態様に係る電子デバイスの製造方法は、第1の封止領域を備える表面を有する第1のガラス基板を用意する工程と、前記第1の封止領域に対応する第2の封止領域を備える表面を有する第2のガラス基板を用意する工程と、封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着用ガラス材料を有機バインダと混合して調製した封着材料ペーストを、前記第2のガラス基板の前記第2の封止領域上に枠状に塗布する工程と、前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って第1のレーザ光を照射して選択的に加熱し、前記塗布層内の前記有機バインダを除去する第1のレーザ照射工程と、 前記第1のレーザ照射工程で前記有機バインダを除去した前記塗布層に沿って第2のレーザ光を照射して選択的に加熱し、前記封着用ガラス材料を焼成して封着材 Method of manufacturing an electronic device according to embodiments of the present invention includes the steps of preparing a first glass substrate having a surface comprising a first sealing region, the second sealing corresponding to the first sealing area preparing a second glass substrate having a surface including a region, a sealing material paste to sealing glass material was prepared by mixing with an organic binder containing a sealing glass and the laser absorbent material, the second a step of applying in a frame shape on the second sealing region of the glass substrate, selectively heated by irradiating a first laser beam along the coating layer of the frame-like sealing material paste, the a first laser irradiation step of removing the organic binder in the coating layer, the first second selectively irradiated with laser light in the laser irradiation step along the coating layer is removed the organic binder heating, sealing material by firing the sealing glass material 層を形成する第2のレーザ照射工程と、前記第1のガラス基板の前記表面と前記第2のガラス基板の前記表面とを対向させつつ、前記封着材料層を介して前記第1のガラス基板と前記第2のガラス基板とを積層する工程と、前記第1のガラス基板または前記第2のガラス基板を通して前記封着材料層に第3のレーザ光を照射し、前記封着材料層を溶融させて前記第1のガラス基板と前記第2のガラス基板との間に設けられた電子素子部を封止する封着層を形成する第3のレーザ照射工程とを具備することを特徴としている。 A second laser irradiation step of forming the layer, wherein while the surface is facing the first glass substrate the surface of the second glass substrate, the first glass through the sealing material layer laminating the substrate and the second glass substrate, the third laser beam is irradiated to the sealing material layer through the first glass substrate or the second glass substrate, the sealing material layer as; and a third laser irradiation step of forming a sealing layer which seals the electronic element portion provided in between said first glass substrate by melting the second glass substrate there.

本発明の態様に係る封着材料層付きガラス部材の製造方法によれば、ガラス基板全体を加熱することができないような場合においても、封着材料層を良好に形成することができる。 According to the manufacturing method of the sealing material layer-attached glass member according to the embodiment of the present invention, in case that it is impossible to heat the entire glass substrate, it is possible to satisfactorily form a sealing material layer. 従って、そのようなガラス基板を用いる場合においても、信頼性や封止性等に優れる電子デバイスを再現性よく製造することが可能となる。 Accordingly, even in the case of using such a glass substrate, it is possible to manufacture an electronic device with excellent reliability and sealing properties like good reproducibility.

本発明の実施形態による電子デバイスの製造工程を示す断面図である。 It is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the electronic device according to an exemplary embodiment of the present invention. 図1に示す電子デバイスの製造工程で使用する第1のガラス基板を示す平面図である。 It is a plan view showing a first glass substrate used in the manufacturing process of the electronic device shown in FIG. 図2のA−A線に沿った断面図である。 It is a sectional view taken along line A-A of FIG. 図1に示す電子デバイスの製造工程で使用する第2のガラス基板を示す平面図である。 It is a plan view showing a second glass substrate used in the manufacturing process of the electronic device shown in FIG. 図4のA−A線に沿った断面図である。 It is a sectional view taken along line A-A of FIG. 図1に示す電子デバイスの製造工程における第2のガラス基板への封着材料層の形成過程を示す断面図である。 It is a sectional view showing a formation process of the sealing material layer to the second glass substrate in the manufacturing process of the electronic device shown in FIG.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments for implementing the present invention will be described with reference to the drawings. 図1ないし図6は本発明の実施形態による電子デバイスの製造工程を示す図である。 1 to 6 are views showing a process of manufacturing an electronic device according to an exemplary embodiment of the present invention. ここで、本発明の実施形態の製造方法を適用する電子デバイスとしては、OELD、PDP、LCD等のFPD、OEL素子等の発光素子を使用した照明装置、あるいは色素増感型太陽電池のような封止型の太陽電池が挙げられる。 Examples of the electronic device to apply the manufacturing method of an embodiment of the present invention, such as OELD, PDP, FPD such as LCD, lighting device, or a dye-sensitized solar cell using a light-emitting element such as an OEL element It includes solar cells sealed.

まず、図1(a)に示すように、第1のガラス基板1と第2のガラス基板2とを用意する。 First, as shown in FIG. 1 (a), providing a first glass substrate 1 and the second glass substrate 2. 第1および第2のガラス基板1、2には、例えば各種公知の組成を有する無アルカリガラスやソーダライムガラス等で形成されたガラス基板が用いられる。 The first and second glass substrates 1 and 2, for example, a glass substrate formed with non-alkali glass or soda lime glass or the like having various known compositions are used. 無アルカリガラスは30〜40×10 -7 /℃程度の熱膨張係数を有している。 Alkali-free glass has a thermal expansion coefficient of about 30~40 × 10 -7 / ℃. ソーダライムガラスは80〜90×10 -7 /℃程度の熱膨張係数を有している。 Soda lime glass has a thermal expansion coefficient of about 80~90 × 10 -7 / ℃.

第1のガラス基板1は、図2および図3に示すように、素子領域3が設けられた表面1aを有している。 First glass substrate 1, as shown in FIGS. 2 and 3, has a surface 1a which is the element region 3 provided. 素子領域3には対象物である電子デバイスに応じた電子素子部4が設けられる。 Electronic element portion 4 according to the electronic device as an object is provided in the device region 3. 電子素子部4は、例えばOELDやOEL照明であればOEL素子、PDPであればプラズマ発光素子、LCDであれば液晶表示素子、太陽電池であれば色素増感型太陽電池素子(色素増感型光電変換素子)を備えている。 Electronic element unit 4, for example if the OELD and OEL illumination OEL element, if PDP plasma light emitting device, a liquid crystal display element, the dye-sensitized solar cell (dye-sensitized if the solar cell if LCD and a photoelectric conversion element). OEL素子のような発光素子や色素増感型太陽電池素子等を備える電子素子部4は各種公知の構造を有している。 Electronic element portion 4 including a light emitting element and the dye-sensitized solar cell or the like, such as OEL element has various known structures. この実施形態は電子素子部4の素子構造に限定されるものではない。 This embodiment is not limited to the device structure of the electronic element unit 4.

第1のガラス基板1の表面1aには、素子領域3の外周に沿って第1の封止領域5が設けられている。 The first surface 1a of the glass substrate 1 is provided with a first sealing area 5 along the outer periphery of the device region 3. 第1の封止領域5は素子領域3を囲うように設けられている。 First sealing region 5 is provided so as to surround the element region 3. 第2のガラス基板2は、第1のガラス基板1の表面1aと対向する表面2aを有している。 The second glass substrate 2 has a first surface 1a opposite to the surface 2a of the glass substrate 1. 第2のガラス基板2の表面2aには、図4および図5に示すように、第1の封止領域5に対応する第2の封止領域6が設けられている。 The second surface 2a of the glass substrate 2, as shown in FIGS. 4 and 5, the second sealing area 6 corresponding to the first sealing region 5 is provided. 第1および第2の封止領域5、6は封着層の形成領域(第2の封止領域6については封着材料層の形成領域)となる。 The first and second sealing regions 5 and 6 is the formation region of the sealing layer (formation region of the sealing material layer for the second sealing area 6).

電子素子部4は第1のガラス基板1の表面1aと第2のガラス基板2の表面2aとの間に設けられる。 Electronic element portion 4 is disposed between the first surface 1a and the second surface 2a of the glass substrate 2 of glass substrate 1. 図1に示す電子デバイスの製造工程において、第1のガラス基板1は素子用ガラス基板を構成しており、その表面1aにOEL素子やPDP素子等の素子構造体が電子素子部4として形成されている。 In the manufacturing process of the electronic device shown in FIG. 1, the first glass substrate 1 constitute a glass substrate for the element, the element structure such as OEL element or PDP element on the surface 1a is formed as an electronic element portion 4 ing. 第2のガラス基板2は第1のガラス基板1の表面1aに形成された電子素子部4の封止用ガラス基板を構成するものである。 The second glass substrate 2 constitutes a glass substrate for a first sealing of the electronic element portion 4 formed on the surface 1a of the glass substrate 1. ただし、電子素子部4の構成はこれに限られるものではない。 However, the configuration of the electronic element unit 4 is not limited thereto.

例えば、電子素子部4が色素増感型太陽電池素子等の場合には、第1および第2のガラス基板1、2の各表面1a、2aに素子構造を形成する配線膜や電極膜等の素子膜が形成される。 For example, the electronic element portion 4 in the case of a dye-sensitized solar cell element, each of the first and second surface 1a of the glass substrate 1, 2, 2a to such wiring film and the electrode film forming the element structure element film is formed. 電子素子部4を構成する素子膜やそれらに基づく素子構造体は、第1および第2のガラス基板1、2の表面1a、2aの少なくとも一方に形成される。 Element film and the element structure based on their constituting the electronic element portion 4, the first and second surface 1a of the glass substrate 1, is formed on at least one of 2a. さらに、封止用ガラス基板を構成する第2のガラス基板2の表面2aには、前述したようにカラーフィルタ等の有機樹脂膜が形成される場合がある。 Furthermore, the second surface 2a of the glass substrate 2 constituting the glass sealing substrate may organic resin film such as a color filter is formed as described above. この実施形態の製造方法は、特に第2のガラス基板2の表面2aに有機樹脂膜や素子膜等が形成されている場合に有効である。 Manufacturing method of this embodiment is effective particularly when the organic resin film and the element layer such as the second surface 2a of the glass substrate 2 is formed.

第2のガラス基板2の封止領域6には、図1(a)、図4および図5に示すように枠状の封着材料層7が形成されている。 The second sealing area 6 of the glass substrate 2, FIG. 1 (a), frame-shaped sealing material layer 7 as shown in FIGS. 4 and 5 are formed. 封着材料層7は封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着材料の焼成層である。 Sealing material layer 7 is fired layer of the sealing material containing sealing glass and a laser absorbing material. 封着材料は主成分としての封着ガラスにレーザ吸収材、さらに必要に応じて低膨張充填材等の無機充填材を配合したものである。 Sealing material is laser-absorbing material for sealing glass as the main component, it is obtained by blending an inorganic filler such as low-expansion filler, if necessary. 封着材料はこれら以外の充填材や添加材を必要に応じて含有していてもよい。 Sealing material may optionally contain a filler or additive other than the above.

封着ガラス(ガラスフリット)には、例えば錫−リン酸系ガラス、ビスマス系ガラス、バナジウム系ガラス、鉛系ガラス等の低融点ガラスが用いられる。 The sealing glass (glass frit), for example tin - phosphate glass, bismuth glass, vanadium glass, low melting glass such as lead glass is used. これらのうち、ガラス基板1、2に対する封着性(接着性)やその信頼性(接着信頼性や気密封止性)、さらには環境や人体に対する影響性等を考慮して、錫−リン酸系ガラスやビスマス系ガラスからなる封着ガラスを使用することが好ましい。 Of these, sealing against the glass substrates 1 and 2 (adhesion) and its reliability (bonding reliability and hermetically sealing property), and further in consideration of the influence and the like against the environment and the human body, tin - phosphoric acid it is preferred to use sealing glass comprising a system glass or bismuth glass.

錫−リン酸系ガラス(ガラスフリット)は、55〜68質量%のSnO、0.5〜5質量%のSnO 2 、および20〜40質量%のP 25 (基本的には合計量を100質量%とする)の組成を有することが好ましい。 Tin - phosphate glass (glass frit) is 55 to 68 mass% of SnO, SnO 2 of 0.5 to 5% by weight, and 20 to 40 wt% P 2 O 5 (the total amount is basically preferably it has a composition which) is 100 mass%. SnOはガラスを低融点化させるための成分である。 SnO is a component for lowering the melting point of the glass. SnOの含有量が55質量%未満であるとガラスの粘性が高くなって封着温度が高くなりすぎ、68質量%を超えるとガラス化しなくなる。 Too high sealing temperature is the content of SnO is higher glass viscosity is less than 55 wt%, it will not vitrify exceeds 68 mass%.

SnO 2はガラスを安定化するための成分である。 SnO 2 is a component to stabilize glass. SnO 2の含有量が0.5質量%未満であると封着作業時に軟化溶融したガラス中にSnO 2が分離、析出し、流動性が損なわれて封着作業性が低下する。 SnO 2 is separated in the glass content of SnO 2 is softened melted during the sealing work is less than 0.5 wt%, precipitated, fluidity is impaired sealing workability is lowered. SnO 2の含有量が5質量%を超えると低融点ガラスの溶融中からSnO 2が析出しやすくなる。 The content of SnO 2 is SnO 2 is likely to precipitate from the molten low-melting glass exceeds 5% by mass. 25はガラス骨格を形成するための成分である。 P 2 O 5 is a component for forming a glass skeleton. 25の含有量が20質量%未満であるとガラス化せず、その含有量が40質量%を超えるとリン酸塩ガラス特有の欠点である耐候性の悪化を引き起こすおそれがある。 The content of P 2 O 5 does not vitrification is less than 20 wt%, the content thereof may cause deterioration of the weather resistance is phosphate glass inherent disadvantages exceeds 40 mass%.

ここで、ガラスフリット中のSnOおよびSnO 2の割合(質量%)は以下のようにして求めることができる。 Here, SnO and the proportion of SnO 2 in the glass frit (% by mass) can be obtained as follows. まず、ガラスフリット(低融点ガラス粉末)を酸分解した後、ICP発光分光分析によりガラスフリット中に含有されているSn原子の総量を測定する。 First, after acidolysis a glass frit (low-melting glass powder), measures the total amount of Sn atoms contained in the glass frit by ICP emission spectroscopy. 次に、Sn 2+ (SnO)は酸分解したものをヨウ素滴定法により求められるので、そこで求められたSn 2+の量をSn原子の総量から減じてSn 4+ (SnO 2 )を求める。 Then, Sn 2+ (SnO) so obtained those decomposed acid by iodometric titration, where the amount of Sn 2+ obtained by subtracting from the total amount of Sn atoms Request Sn 4+ (SnO 2).

上記した3成分で形成されるガラスはガラス転移点が低く、低温用の封着材料に適したものであるが、SiO 2等のガラスの骨格を形成する成分やZnO、B 23 、Al 23 、WO 3 、MoO 3 、Nb 25 、TiO 2 、ZrO 2 、Li 2 O、Na 2 O、K 2 O、Cs 2 O、MgO、CaO、SrO、BaO等のガラスを安定化させる成分等を任意成分として含有していてもよい。 Glass to be formed by three components mentioned above has a low glass transition point, but is suitable for sealing material for low temperature, component or ZnO forming a skeleton of glass such as SiO 2, B 2 O 3, Al 2 O 3, WO 3, MoO 3, Nb 2 O 5, TiO 2, ZrO 2, Li 2 O, stabilizing Na 2 O, K 2 O, Cs 2 O, MgO, CaO, SrO, the glass BaO, etc. it is causing components and the like may also contain as an optional component. ただし、任意成分の含有量が多すぎるとガラスが不安定となって失透が発生したり、またガラス転移点や軟化点が上昇するおそれがあるため、任意成分の合計含有量は30質量%以下とすることが好ましい。 However, you can generate devitrification becomes unstable glass the content of optional components is too high, and because there is a fear that a glass transition point or softening point is increased, the total content of any component 30 wt% it is preferable that the following. この場合のガラス組成は基本成分と任意成分との合計量が基本的には100質量%となるように調整される。 The total amount of the glass composition basic component and optional components in the case is basically being adjusted to be 100 wt%.

ビスマス系ガラス(ガラスフリット)は、70〜90質量%のBi 23 、1〜20質量%のZnO、および2〜12質量%のB 23 (基本的には合計量を100質量%とする)の組成を有することが好ましい。 Bismuth glass (glass frit) is 70 to 90 mass% of Bi 2 O 3, 1 to 20 wt% of ZnO, and 2-12 wt% of B 2 O 3 (the total amount of essentially 100 wt% it is preferred to have a composition that). Bi 23はガラスの網目を形成する成分である。 Bi 2 O 3 is an ingredient which forms a network of the glass. Bi 23の含有量が70質量%未満であると低融点ガラスの軟化点が高くなり、低温での封着が困難になる。 Bi 2 content of O 3 increases the softening point of the low melting glass is less than 70 wt%, it is difficult to sealing at low temperatures. Bi 23の含有量が90質量%を超えるとガラス化しにくくなると共に、熱膨張係数が高くなりすぎる傾向がある。 With the content of Bi 2 O 3 is less likely to vitrification exceeds 90 mass%, there is a tendency that the coefficient of thermal expansion becomes too high.

ZnOは熱膨張係数等を下げる成分である。 ZnO is a component to lower the thermal expansion coefficient and the like. ZnOの含有量が1質量%未満であるとガラス化が困難になる。 The content of ZnO is vitrification tends to be difficult to be less than 1 wt%. ZnOの含有量が20質量%を超えると低融点ガラス成形時の安定性が低下し、失透が発生しやすくなる。 The content of ZnO is lowered stability during the low-melting glass forming and more than 20 wt%, devitrification tends to occur. 23はガラスの骨格を形成してガラス化が可能となる範囲を広げる成分である。 B 2 O 3 is a component to widen the range of possible vitrified to form a skeleton of glass. 23の含有量が2質量%未満であるとガラス化が困難となり、12質量%を超えると軟化点が高くなりすぎて、封着時に荷重をかけたとしても低温で封着することが困難となる。 B 2 O 3 content is difficult is the vitrification of less than 2 wt%, too high softening point exceeds 12 wt%, be sealed with a low temperature even when a load is applied during sealing It becomes difficult.

上記した3成分で形成されるガラスはガラス転移点が低く、低温用の封着材料に適したものであるが、Al 23 、CeO 2 、SiO 2 、Ag 2 O、MoO 3 、Nb 23 、Ta 25 、Ga 23 、Sb 23 、Li 2 O、Na 2 O、K 2 O、Cs 2 O、CaO、SrO、BaO、WO 3 、P 25 、SnO x (xは1または2である)等の任意成分を含有していてもよい。 Glass to be formed by three components mentioned above has a low glass transition point, but is suitable for sealing material for low temperature, Al 2 O 3, CeO 2 , SiO 2, Ag 2 O, MoO 3, Nb 2 O 3, Ta 2 O 5, Ga 2 O 3, Sb 2 O 3, Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Cs 2 O, CaO, SrO, BaO, WO 3, P 2 O 5, SnO x (x is 1 or 2) may contain optional components such. ただし、任意成分の含有量が多すぎるとガラスが不安定となって失透が発生したり、またガラス転移点や軟化点が上昇するおそれがあるため、任意成分の合計含有量は30質量%以下とすることが好ましい。 However, you can generate devitrification becomes unstable glass the content of optional components is too high, and because there is a fear that a glass transition point or softening point is increased, the total content of any component 30 wt% it is preferable that the following. この場合のガラス組成は基本成分と任意成分との合計量が基本的には100質量%となるように調整される。 The total amount of the glass composition basic component and optional components in the case is basically being adjusted to be 100 wt%.

封着材料はレーザ吸収材を含有している。 Sealing material containing a laser absorbent. レーザ吸収材としてはFe、Cr、Mn、Co、NiおよびCuから選ばれる少なくとも1種の金属または前記金属を含む酸化物等の化合物が用いられる。 As the laser absorbent Fe, Cr, Mn, Co, compounds such as oxides containing at least one metal or the metal selected from Ni and Cu. また、これら以外の顔料であってもよい。 In addition, it may be a pigment other than these. レーザ吸収材の含有量は封着材料に対して0.1〜10体積%の範囲とすることが好ましい。 The content of the laser absorbent is preferably within a range of 0.1 to 10 vol% with respect to the sealing material. レーザ吸収材の含有量が0.1体積%未満であると封着材料層7を十分に溶融させることができないおそれがある。 The content of the laser absorbent material it may be impossible to sufficiently melt the sealing material layer 7 is less than 0.1% by volume. レーザ吸収材の含有量が10体積%を超えると第2のガラス基板2との界面近傍で局所的に発熱するおそれがあり、また封着材料の溶融時の流動性が劣化して第1のガラス基板1との接着性が低下するおそれがある。 When the content of the laser absorbent exceeds 10 vol% of a second in the vicinity of the interface between the glass substrate 2 there is a risk of heat generation locally, also upon melting of the sealing material flowability first degraded there is a possibility that the adhesion to the glass substrate 1 is reduced.

さらに、封着材料は必要に応じて低膨張充填材を含有する。 Furthermore, the sealing material contains a low-expansion filler if necessary. 低膨張充填材としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、珪酸ジルコニウム、チタン酸アルミニウム、ムライト、コージェライト、ユークリプタイト、スポジュメン、リン酸ジルコニウム系化合物、石英固溶体、ソーダライムガラス、および硼珪酸ガラスから選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。 The low-expansion filler, selected silica, alumina, zirconia, zirconium silicate, aluminum titanate, mullite, cordierite, eucryptite, spodumene, zirconium phosphate compound, quartz solid solution, soda lime glass, and borosilicate glass it is preferred to use at least one. リン酸ジルコニウム系化合物としては、(ZrO) 227 、NaZr 2 (PO 43 、KZr 2 (PO 43 、Ca 0.5 Zr 2 (PO 43 、NbZr(PO 43 、Zr 2 (WO 3 )(PO 42 、これらの複合化合物が挙げられる。 The zirconium phosphate compound, (ZrO) 2 P 2 O 7, NaZr 2 (PO 4) 3, KZr 2 (PO 4) 3, Ca 0.5 Zr 2 (PO 4) 3, NbZr (PO 4) 3, Zr 2 (WO 3) (PO 4) 2, these complex compounds. 低膨張充填材とは封着ガラスより低い熱膨張係数を有するものである。 The low-expansion filler is one having a low thermal expansion coefficient than the sealing glass.

低膨張充填材の含有量は、封着ガラスの熱膨張係数がガラス基板1、2の熱膨張係数に近づくように適宜に設定される。 The content of the low-expansion filler, the thermal expansion coefficient of the sealing glass is appropriately set so as to approach the thermal expansion coefficient of the glass substrates 1 and 2. 低膨張充填材は封着ガラスやガラス基板1、2の熱膨張係数にもよるが、封着材料に対して5〜50体積%の範囲で含有させることが好ましい。 Low-expansion filler depending on the thermal expansion coefficient of the sealing glass and the glass substrates 1 and 2, is preferably contained in the range of 5 to 50 vol% with respect to the sealing material. ガラス基板1、2を無アルカリガラス(熱膨張係数:30〜40×10 -7 /℃)で形成する場合には、比較的多量(例えば30〜50体積%の範囲)の低膨張充填材を添加することが好ましい。 The glass substrates 1 and 2 non-alkali glass (thermal expansion coefficient: 30~40 × 10 -7 / ℃) in the case of forming, the relatively low expansion fillers multimeric (for example in a range from 30 to 50 vol%) it is preferable to add. ガラス基板1、2をソーダライムガラス(熱膨張係数:80〜90×10 -7 /℃)で形成する場合には、比較的少量(例えば5〜40体積%の範囲)の低膨張充填材を添加することが好ましい。 Glass substrates 1 and 2 soda lime glass (thermal expansion coefficient: 80~90 × 10 -7 / ℃) in the case of forming in a relatively small amount of (for example in a range from 5 to 40% by volume) the low-expansion filler it is preferable to add.

封着材料層7は以下のようにして形成される。 Sealing material layer 7 is formed as follows. 封着材料層7の形成工程について、図6を参照して説明する。 The step of forming the sealing material layer 7 will be described with reference to FIG. 図6は本発明の封着材料層付きガラス部材の実施形態を示すものである。 6 shows an embodiment of a sealing material layer-attached glass member of the present invention. まず、封着ガラスにレーザ吸収材や低膨張充填材等を配合して封着材料を作製し、これをビヒクルと混合して封着材料ペーストを調製する。 First, to prepare a sealing material blended with the laser-absorbing material and the low-expansion filler or the like in the sealing glass, which was mixed with a vehicle to prepare a sealing material paste.

ビヒクルとしては、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、オキシエチルセルロース、ベンジルセルロース、プロピルセルロース、ニトロセルロース等の樹脂を、ターピネオール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート等の溶剤に溶解したもの、またメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロオキシエチルメタアクリレート等のアクリル系樹脂を、メチルエチルケトン、ターピネオール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート等の溶剤に溶解したものが用いられる。 Vehicles, methyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, oxy ethyl cellulose, benzyl cellulose, propyl cellulose, resins such as nitrocellulose, those dissolved terpineol, butyl carbitol acetate, a solvent such as ethyl carbitol acetate, and methyl (meth ) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, an acrylic resin such as 2--hydroxyethyl methacrylate, methyl ethyl ketone, terpineol, butyl carbitol acetate, is prepared by dissolving in a solvent such as ethyl carbitol acetate used.

ビヒクル中の樹脂成分は封着材料の有機バインダとして機能するものであり、封着材料を焼成する以前に除去する必要ある。 Resin component in the vehicle which functions as an organic binder in the sealing material, it is necessary to remove prior to firing the sealing material. 封着材料ペーストの粘度は、ガラス基板2に塗布する装置に対応した粘度に合わせればよく、樹脂成分(有機バインダ)と溶剤(有機溶剤等)の割合や封着材料とビヒクルとの割合により調整することができる。 The viscosity of the sealing material paste may, combined in viscosity corresponding to a device to be applied to the glass substrate 2, adjusted by the ratio between the ratio and the sealing material and a vehicle resin component (organic binder) and a solvent (organic solvent) can do. 封着材料ペーストには、消泡剤や分散剤のようにガラスペーストで公知の添加物を加えてもよい。 The sealing material paste may be added known additives in glass paste as antifoaming agents and dispersing agents. 封着材料ペーストの調製には、攪拌翼を備えた回転式の混合機やロールミル、ボールミル等を用いた公知の方法を適用することができる。 Preparation of sealing material paste can be applied to a known method using a mixer or a roll mill rotary equipped with a stirring blade, a ball mill or the like.

図6(a)に示すように、第2のガラス基板2の封止領域6に封着材料ペーストを塗布し、これを乾燥させて塗布層8を形成する。 As shown in FIG. 6 (a), a sealing material paste is applied to the second sealing area 6 of the glass substrate 2, to form a coating layer 8 which is dried. 封着材料ペーストは、例えばスクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法を適用して第2の封止領域6上に塗布したり、あるいはディスペンサ等を用いて第2の封止領域6に沿って塗布する。 Sealing material paste, for example, or coated on the second sealing region 6 by applying a screen printing or printing gravure printing, or along the second sealing area 6 using a dispenser or the like coating to. 塗布層8は、例えば120℃以上の温度で10分以上乾燥させる。 Coating layer 8, for example, dried for more than 10 minutes at 120 ° C. or higher. 乾燥工程は塗布層8内の溶剤を除去するために実施するものである。 The drying step is to performed to remove the solvent in the coating layer 8. 塗布層8内に溶剤が残留していると、その後の焼成工程(レーザ焼成工程)で有機バインダを十分に除去できないおそれがある。 When solvent remaining in the coating layer 8, may not be sufficiently remove the organic binder in the subsequent firing step (laser firing step).

次に、図6(b)に示すように、封着材料ペーストの塗布層(乾燥膜)8に第1のレーザ光9を照射する。 Next, as shown in FIG. 6 (b), irradiating the first laser beam 9 in the coating layer (dry film) 8 of the sealing material paste. 第1のレーザ光9を塗布層8に沿って照射し、塗布層8中の有機バインダを熱分解させることによって、塗布層8から有機バインダを除去した層(脱バイ層)10を形成する(図6(c))。 The first laser beam 9 is irradiated along the coating layer 8, by the organic binder in the coating layer 8 is thermally decomposed to form a layer (de-by-layer) 10 obtained by removing the organic binder from the coating layer 8 ( Figure 6 (c)). 第1のレーザ光9は特に限定されるものではなく、半導体レーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、YAGレーザ、HeNeレーザ等からのレーザ光が使用される。 The first laser beam 9 is not particularly limited, a semiconductor laser, carbon dioxide laser, excimer laser, YAG laser, the laser beam from the HeNe laser or the like is used. 後述する第2および第3のレーザ光も同様である。 Second and third laser beam will be described later is the same.

第1のレーザ光9は、有機バインダの熱分解温度T1(℃)と封着ガラスの軟化温度T2(℃)に対して、塗布層8の加熱温度が(T1+200℃)以上で(T2+120℃)以下の範囲の温度となるように、塗布層8に沿って0.1mm/秒以上で1mm/秒以下の範囲の走査速度で照射することが好ましい。 The first laser beam 9, the thermal decomposition temperature T1 of the organic binder (℃) and softening temperature T2 of the sealing glass (℃) relative to the heating temperature of the coating layer 8 is at (T1 + 200 ° C.) or higher (T2 + 120 ° C.) so that the temperature of the range, it is preferable to irradiate at a scan rate of range 0.1 mm / sec or more or less of 1 mm / sec along the coating layer 8. ここで、封着ガラスの軟化温度T2は軟化流動するが結晶化しない温度を示すものである。 Here, the softening temperature T2 of the sealing glass softens flow shows the temperature that does not crystallize. また、第1のレーザ光9を照射した際の塗布層8の温度は放射温度計で測定した値を示すものとする。 The temperature of the coating layer 8 when irradiated with first laser beam 9 denote the values ​​measured by a radiation thermometer. 後述する第2のレーザ光を照射した際の脱バイ層10の温度も同様である。 Temperature of the de-by layer 10 when irradiated with a second laser beam to be described later is the same.

塗布層8の温度が(T1+200℃)以上で(T2+120℃)以下の範囲の温度となるように第1のレーザ光9を照射すると、塗布層8中の有機バインダが熱分解し、熱分解成分(ガス成分)が層外に揮散して除去される。 Upon irradiation of the first laser beam 9 so that the temperature becomes a temperature of (T1 + 200 ℃) or more (T2 + 120 ℃) ​​the range of the coating layer 8, organic binder in the coating layer 8 is thermally decomposed, thermally decomposed components (gas component) is removed by volatilization out of the layer. 得られる脱バイ層10はガラス基板2から剥がれることなく、ガラス基板2に固着した状態となる。 De Bi layer 10 obtained without peeling from the glass substrate 2, in a state of being fixed to the glass substrate 2. 塗布層8の温度が(T1+200℃)に達しないようなレーザ光9の照射条件下では、有機バインダの熱分解を十分に進行させることができず、バインダ成分が残留するおそれがある。 The irradiation conditions of the laser beam 9 so that the temperature does not reach the (T1 + 200 ℃) of the coating layer 8 can not be sufficiently advanced thermal decomposition of the organic binder, there is a possibility that the binder component remains. 塗布層8の温度が(T2+120℃)を超えるようなレーザ光9の照射条件下では、塗布層8中の封着ガラスの溶融が進行し、有機バインダの熱分解成分の層外への揮散を阻害するおそれがある。 The irradiation conditions of the laser beam 9 as the temperature exceeds (T2 + 120 ℃) ​​of the coating layer 8, melting proceeds of the sealing glass in the coating layer 8, the volatilization of the layer outside the pyrolysis component of the organic binder there is an inhibition to fear.

このように、第1のレーザ光9を塗布層8に照射して有機バインダを除去することによって、封着材料層7内の残留カーボン量を低減することができる。 Thus, by by irradiating a first laser beam 9 in the coating layer 8 to remove the organic binder, it is possible to reduce the amount of residual carbon in the sealing material layer 7. 残留カーボンはガラスパネル内の不純物ガス濃度を上昇させる要因となる。 Residual carbon becomes a factor of increasing the concentration of impurity gas in the glass panel. このような有機バインダの除去工程を実現する上で、第1のレーザ光9は0.1mm/秒以上で1mm/秒以下の範囲の走査速度で照射することが好ましい。 In order to realize such a removal of the organic binder process, the first laser beam 9 is preferably irradiated at a scanning speed ranging below 1 mm / sec 0.1 mm / sec or more. 第1のレーザ光9の走査速度が0.1mm/秒未満であると、ガラス基板2が過剰に加熱されてクラックや割れ等が生じるおそれがある。 When the scanning speed of the first laser beam 9 is less than 0.1 mm / sec, there is a risk that the glass substrate 2 is heated excessively cracks or fractures may occur.

一方、第1のレーザ光9の走査速度が1mm/秒を超えると、有機バインダの熱分解を十分に進行させることができず、バインダ成分が残留するおそれがある。 On the other hand, when the scanning speed of the first laser beam 9 is more than 1 mm / sec, can not be sufficiently advanced thermal decomposition of the organic binder, there is a possibility that the binder component remains. 脱バイ層10中にバインダ成分が残留すると、その後の焼成工程(第2のレーザ光の照射工程)で形成する封着材料層7の内部に気泡が生じたり、また表面に気泡による変形が生じる。 When the binder component in demineralized by layer 10 remains, subsequent calcination step or cause bubbles in the interior of the sealing material layer 7 formed by (second irradiation step with the laser beam), also deformed due to the air bubbles to the surface occurs . さらに、封着材料層7内の残留カーボン量を十分に低減することができないため、ガラス基板1、2間をレーザ封着する際に発生するガス量が増加して気密性が低下するおそれがある。 Furthermore, since it is impossible to sufficiently reduce the amount of residual carbon in the sealing material layer 7, is a possibility that the amount of gas generated during the laser sealing between the glass substrates 1 and 2 is reduced airtightness increases is there.

さらに、走査速度が0.1mm/秒以上で1mm/秒以下の範囲の第1のレーザ光9で、塗布層8の加熱温度を(T1+200℃)以上で(T2+120℃)以下の範囲とするにあたって、第1のレーザ光9は190〜250W/cm 2の範囲のパワー密度を有することが好ましい。 Further, the first laser beam 9 in a range scan speed is below 1 mm / sec 0.1 mm / sec or more, the heating temperature of the coating layer 8 at (T1 + 200 ℃) or higher when the (T2 + 120 ℃) ​​the range the first laser beam 9 preferably has a power density in the range of 190~250W / cm 2. 第1のレーザ光9のパワー密度が190W/cm 2未満であると、塗布層8全体を均一に加熱することができない。 When the power density of the first laser beam 9 is less than 190 W / cm 2, it is impossible to uniformly heat the entire coating layer 8. 第1のレーザ光9のパワー密度が250W/cm 2を超えると、上記した加熱温度と走査速度とを両立させることが困難となる。 When the power density of the first laser beam 9 is more than 250 W / cm 2, it becomes difficult to achieve both the heating temperature and the scanning speed described above.

次に、図6(d)に示すように、脱バイ層10に第2のレーザ光11を照射する。 Next, as shown in FIG. 6 (d), irradiating the second laser beam 11 in de-by layer 10. 第2のレーザ光11を脱バイ層10に沿って照射することによって、封着材料を焼成して封着材料層7を形成する(図6(e))。 By irradiating along the second laser beam 11 in de-by layer 10, and firing the sealing material forming the sealing material layer 7 (FIG. 6 (e)). 第2のレーザ光11は封着ガラスの軟化温度T2(℃)に対して、脱バイ層10の加熱温度が(T2+120℃)以上で(T2+550℃)以下の範囲の温度となるように、脱バイ層10に沿って0.1mm/秒以上で50mm/秒以下の範囲の走査速度で照射することが好ましい。 Second laser beam 11 with respect to the softening temperature T2 of the sealing glass (° C.), at a heating temperature of the de-by layer 10 (T2 + 120 ° C.) or higher (T2 + 550 ° C.) so that the temperature of the range, de along by layer 10 is preferably irradiated at a scanning speed ranging 50 mm / sec or less at 0.1 mm / sec or more.

脱バイ層10の温度が(T2+120℃)以上で(T2+550℃)以下の範囲となるように第2のレーザ光11を照射すると、封着材料中の封着ガラスが溶融並びに急冷固化され、これにより封着材料が第2のガラス基板2に焼き付けられて封着材料層7が形成される。 When irradiating the second laser beam 11 so that the temperature of the de-by layer 10 is (T2 + 120 ℃) ​​or more (T2 + 550 ℃) the range, the sealing glass of the sealing material is melted and rapidly cooled and solidified, this sealing material is a second sealing material layer 7 is printed on the glass substrate 2 is formed. 脱バイ層10の温度が(T2+120℃)に達しないようなレーザ光11の照射条件下では脱バイ層10の表面部分のみが溶融され、脱バイ層10全体を均一に溶融させることができない。 Only the surface portion of the de-by layer 10 in the irradiation conditions of the laser beam 11 such that the temperature does not reach the (T2 + 120 ℃) ​​de Bi layer 10 is melted, it is impossible to uniformly melt the entire de-by-layer 10. 脱バイ層10の温度が(T2+550℃)を超えるようなレーザ光11の照射条件下では、ガラス基板2や封着材料層7にクラックや割れ等が生じやすくなる。 The irradiation conditions of the laser beam 11 such that the temperature of the de-by layer 10 is greater than (T2 + 550 ℃), cracks or fractures tend to occur in the glass substrate 2 and the sealing material layer 7.

また、第2のレーザ光11の走査速度が0.1mm/秒未満であると、ガラス基板2が過剰に加熱されてクラックや割れ等が生じやすくなる。 Further, when the scanning speed of the second laser beam 11 is less than 0.1 mm / sec, the glass substrate 2 is heated excessively cracks or fractures tend to occur. 一方、第2のレーザ光11の走査速度が50mm/秒を超えると、脱バイ層10全体を均一に溶融させることができないおそれがある。 On the other hand, when the scanning speed of the second laser beam 11 is more than 50 mm / sec, it may be impossible to uniformly melt the entire de-by-layer 10. さらに、予め第1のレーザ光9で封着材料ペーストの脱バイ処理を実施しているため、第2のレーザ光11の照射時にはバインダ成分の除去を考慮する必要がない。 Furthermore, there is no need to consider the order has implemented a de-by process of the sealing material paste, at the time of irradiation of the second laser beam 11 removes the binder component in advance in the first laser beam 9. 従って、第2のレーザ光11の走査速度は封着ガラスが溶融可能な範囲で速くすることができ、具体的には10mm/秒以上とすることがより好ましい。 Accordingly, the scanning speed of the second laser beam 11 can be sealing glass is quickly extent possible melt, in particular it is more preferably a 10 mm / sec or more. これによって、封着材料層7の製造工数や製造コストをより一層削減することが可能となる。 This makes it possible to further reduce manufacturing man-hour and manufacturing cost of the sealing material layer 7.

さらに、走査速度が0.1mm/秒以上で50mm/秒以下の範囲の第2のレーザ光11で、脱バイ層10の加熱温度を(T2+120℃)以上で(T2+550℃)以下の範囲とするにあたって、第2のレーザ光11は250〜2000W/cm 2の範囲のパワー密度を有することが好ましい。 Furthermore, in the second laser beam 11 in a range scan speed is below 50 mm / sec 0.1 mm / sec or more, and the heating temperature of the de-by layer 10 (T2 + 120 ℃) ​​or more (T2 + 550 ℃) the range in the second laser beam 11 preferably has a power density in the range of 250~2000W / cm 2. 第2のレーザ光11のパワー密度が250W/cm 2未満であると、脱バイ層10全体を均一に加熱することができず、表面部分のみが溶融して気泡や変形が生じやすくなる。 When the power density of the second laser beam 11 is less than 250 W / cm 2, it is impossible to uniformly heat the entire de-by-layer 10, only the surface portion is likely to occur is to bubbles and deformation melt. また、パワー密度が2000W/cm 2を超えると、ガラス基板2や封着材料が過剰に加熱されてクラックや割れ等が生じやすくなる。 Also, if the power density exceeds 2000 W / cm 2, a glass substrate 2 and the sealing material is excessively heated cracks or fractures tend to occur.

封着材料層7の形成工程は、塗布層8の膜厚に限定されるものではないが、焼成後の厚さ(封着材料層7の厚さ)が20μm未満となるような膜厚を有する塗布層8に対して有効である。 Process of forming the sealing material layer 7 is not limited to the thickness of the coating layer 8, a thickness such as thickness after firing (thickness of the sealing material layer 7) is less than 20μm it is effective for coating layer 8 having. 焼成後の厚さが20μm以上となるような膜厚を有する塗布層8では、レーザ光9、11で塗布層8や脱バイ層10全体を均一に加熱することができないおそれがある。 In the coating layer 8 thickness after firing have a thickness such that more than 20 [mu] m, it may not be possible to uniformly heat the entire coating layer 8 and de-Bi layer 10 with a laser beam 9,11. このような場合には、第2のレーザ光11の照射時に脱バイ層10の表面部分のみが溶融してガラス化され、封着材料層7の内部に気泡が生じたり、また表面に気泡による変形が生じやすくなる。 In such a case, only the surface portion of the de-by layer 10 upon irradiation of the second laser beam 11 is vitrified by melting, or cause bubbles in the interior of the sealing material layer 7, also due to the air bubbles on the surface deformation is likely to occur. 封着材料層7の膜厚は20μm未満、さらに10μm以下とすることが好ましい。 The film thickness less than 20μm of the sealing material layer 7, it is preferable to further the 10μm or less. 封着材料層7の厚さは実用的には5μm以上とすることが好ましい。 The thickness of the sealing material layer 7 is practically it is preferably not less than 5 [mu] m.

この実施形態による封着材料層7の形成工程においては、封着材料ペーストの塗布層8に第1のレーザ光9と第2のレーザ光11を順に照射することによって、塗布層8や脱バイ層10を選択的に加熱している。 In the step of forming the sealing material layer 7 according to this embodiment, by irradiating a first laser beam 9 and the second laser beam 11 in order to the coating layer 8 of the sealing material paste, coating layer 8 and de-Bi and selectively heating the layer 10. このため、第2のガラス基板2の表面2aにカラーフィルタ等の有機樹脂膜、また素子膜等が形成されているような場合においても、有機樹脂膜や素子膜等に熱ダメージを与えることなく、封着材料層7を良好に形成することができる。 Therefore, the organic resin film such as a color filter to a second surface 2a of the glass substrate 2, and even when such element film or the like is formed, without giving thermal damage to the organic resin film and the element layer such as , it is possible to satisfactorily form a sealing material layer 7. さらに、有機バインダの除去性に優れ、残留カーボン量を十分に低減することができるため、封着性や信頼性等に優れる封着材料層7を得ることができる。 Furthermore, excellent removability of the organic binder, it is possible to sufficiently reduce the amount of residual carbon, it is possible to obtain a sealing material layer 7 which is excellent in sealing property and reliability and the like.

また当然ながら、第1および第2のレーザ光9、11を用いた封着材料層7の形成工程は、第2のガラス基板2の表面2aに有機樹脂膜や素子膜等が形成されていない場合においても適用することが可能であり、そのような場合にも封着性や信頼性等に優れる封着材料層7を得ることができる。 The course, the formation process of the sealing material layer 7 using the first and second laser beam 9, 11, an organic resin film and the element layer and the like is not formed on the second surface 2a of the glass substrate 2 also can be applied to the case, it is possible to obtain a sealing material layer 7 which is excellent in sealing property and reliability and the like in such a case. さらに、レーザ光9、11による封着材料層7の形成工程(脱バイおよび焼成工程)は、従来の加熱炉による焼成工程に比べてエネルギー消費量が少なく、また製造工数や製造コストの削減にも寄与する。 Furthermore, the formation process of the sealing material layer 7 by laser light 9,11 (de Bi and firing step), less energy consumption as compared to the calcination step by conventional heating furnace and a reduction in manufacturing man-hour and manufacturing cost also contribute. 従って、省エネやコスト削減等の観点からも、レーザ光9、11による封着材料層7の形成工程は有効である。 Therefore, also from the viewpoint of energy saving and cost reduction, the formation process of the sealing material layer 7 by the laser beam 9, 11 it is effective.

次に、第2のガラス基板2とは別に作製した第1のガラス基板1を用意し、これらガラス基板1、2を用いて、OELD、PDP、LCD等のFPD、OEL素子を用いた照明装置、色素増感型太陽電池のような太陽電池等の電子デバイスを作製する。 Next, a first glass substrate was prepared 1 and the second glass substrate 2 was separately prepared, using these glass substrates 1 and 2, an illumination device using OELD, PDP, etc. LCD FPD, the OEL element , fabricating an electronic device of solar cells such as dye-sensitized solar cell. すなわち、図1(b)に示すように、第1のガラス基板1と第2のガラス基板2とを、それらの表面1a、2a同士が対向するように封着材料層7を介して積層する。 That is, as shown in FIG. 1 (b), the first glass substrate 1 and the second glass substrate 2, their surface 1a, 2a to each other are stacked via the sealing material layer 7 so as to face . 第1のガラス基板1と第2のガラス基板2との間には、封着材料層7の厚さに基づいて間隙が形成される。 First glass substrate 1 between the second glass substrate 2, a gap is formed based on the thickness of the sealing material layer 7.

次いで、図1(c)に示すように、第2のガラス基板2を通して封着材料層7に第3のレーザ光12を照射する。 Then, as shown in FIG. 1 (c), irradiating a third laser beam 12 of the second sealing material layer 7 through the glass substrate 2. 第3のレーザ光12は第1のガラス基板1を通して封着材料層7に照射してもよい。 The third laser beam 12 may be irradiated to the sealing material layer 7 through the first glass substrate 1. 第3のレーザ光12は枠状の封着材料層7に沿って走査しながら照射される。 The third laser beam 12 is irradiated while scanning along a frame-shaped sealing material layer 7. 封着材料層7はレーザ光12が照射された部分から順に溶融し、レーザ光12の照射終了と共に急冷固化されて第1のガラス基板1に固着する。 Sealing material layer 7 is melted in the order from the portion where the laser beam 12 is irradiated, fixed to the first glass substrate 1 is rapidly cooled and solidified with irradiation end of the laser beam 12. そして、封着材料層7の全周にわたって第3のレーザ光12を照射することによって、図1(d)に示すように第1のガラス基板1と第2のガラス基板2との間を封止する封着層13を形成する。 Then, sealed by irradiating the laser beam 12 the entire circumference over a third sealing material layer 7, between the first glass substrate 1 and the second glass substrate 2 as shown in FIG. 1 (d) forming a sealing layer 13 to stop.

このようにして、第1のガラス基板1と第2のガラス基板2と封着層13とで構成したガラスパネルで、第1のガラス基板1と第2のガラス基板2との間に配置された電子素子部4を気密封止した電子デバイス14を作製する。 In this way, a glass panel constituted by the first glass substrate 1 and the second glass substrate 2 and the sealing layer 13 is disposed between the first glass substrate 1 and the second glass substrate 2 the electronic element unit 4 to produce the electronic device 14 that hermetically sealed the. なお、この実施形態のガラスパネルは電子デバイス14の構成部品に限られるものではなく、電子部品の封止体、あるいは真空ペアガラスのようなガラス部材(建材等)にも応用することが可能である。 The glass panel of this embodiment is not limited to the components of the electronic device 14, it can also be applied to the glass member (building materials), such as a sealing body of the electronic component or vacuum glazing, is there.

この実施形態の電子デバイス14の製造工程によれば、第2のガラス基板2の表面2aに有機樹脂膜や素子膜等が形成されているような場合においても、それらに熱ダメージを与えることなく、封着材料層7並びに封着層13を良好に形成することができる。 According to the manufacturing process of the electronic device 14 of this embodiment, even when such organic resin film and the element layer or the like is formed on the second surface 2a of the glass substrate 2, without giving thermal damage to them , it is possible to satisfactorily form a sealing material layer 7 and the sealing layer 13. 従って、電子デバイス14の機能やその信頼性を低下させることなく、気密封止性や信頼性に優れる電子デバイス14を再現性よく作製することが可能となる。 Therefore, without reducing the function and its reliability of the electronic device 14, it is possible to produce with good reproducibility electronic device 14 having excellent hermetic sealing and reliability.

次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。 It will now be described specific embodiments of the present invention and evaluation results thereof. なお、以下の説明は本発明を限定するものではく、本発明の趣旨に沿った形での改変が可能である。 Incidentally, foil in what the following description to limit the present invention and modifications can be in the form consistent with the present invention.

(実施例1) (Example 1)
Bi 23 83.2質量%、B 23 5.6質量%、ZnO10.7質量%、Al 23 0.5質量%の組成を有し、平均粒径が1μmのビスマス系ガラスフリット(軟化温度:450℃)と、低膨張充填材として平均粒径が2μmのコージェライト粉末と、Fe 23 −Cr 23 −MnO−Co 23組成を有し、平均粒径が1μmのレーザ吸収材とを用意した。 Bi 2 O 3 83.2 wt%, B 2 O 3 5.6 wt%, ZnO10.7 wt%, Al 2 O 3 has a composition of 0.5 wt%, average particle size 1μm of bismuth glass frit (softening point: 450 ° C.) and the average particle size of 2μm cordierite powder as the low-expansion filler having a Fe 2 O 3 -Cr 2 O 3 -MnO-Co 2 O 3 composition, average particle size There were prepared and laser absorption material of 1μm.

上記したビスマス系ガラスフリット72.7体積%とコージェライト粉末22.0体積%とレーザ吸収材5.3体積%とを混合して封着材料を作製した。 To prepare a sealing material by mixing the bismuth-based glass frit 72.7 vol% and cordierite powder 22.0% by volume and a laser absorbent 5.3 vol% as described above. この封着材料80質量%をビヒクル20質量%と混合して封着材料ペーストを調製した。 It was prepared sealing material paste this sealing material 80 mass% was mixed with a vehicle 20 mass%. ビヒクルはバインダ成分としてのエチルセルロース(2.5質量%)をターピネオールからなる溶剤(97.5質量%)に溶解したものである。 Vehicle is obtained by dissolving in a solvent comprising ethyl cellulose as the binder component (2.5 wt%) from terpineol (97.5 wt%). エチルセルロースの熱分解温度は250℃である。 Thermal decomposition temperature of the cellulose is 250 ° C..

次に、無アルカリガラス(熱膨張係数:38×10 -7 /℃)からなる第2のガラス基板(寸法:90×90×0.7mmt)を用意し、このガラス基板の封止領域に封着材料ペーストをスクリーン印刷法で塗布した後、120℃×10分の条件で乾燥させた。 Next, an alkali-free glass (thermal expansion coefficient: 38 × 10 -7 / ℃) second glass substrate (dimensions: 90 × 90 × 0.7mmt) consisting of was prepared, sealed in the sealing region of the glass substrate after applying the Chakuzairyo paste by screen printing, and dried under the conditions of 120 ° C. × 10 minutes. 封着材料ペーストは乾燥後の膜厚が20μm、線幅が1mmとなるように塗布した。 Sealing material paste dry film thickness of 20 [mu] m, line width was coated to a 1 mm. 第2のガラス基板の表面には樹脂製カラーフィルタが形成されており、カラーフィルタに熱ダメージを与えることなく、第2のガラス基板の封止領域に封着層を形成する必要がある。 The surface of the second glass substrate are formed resin color filter, without giving thermal damage to the color filter, it is necessary to form a sealing layer for sealing the region of the second glass substrate.

次いで、封着材料ペーストの塗布層を形成した無アルカリガラス基板を、半導体レーザを用いたレーザ照射装置・LD−Heater L10060(商品名、浜松ホトニクス社製)のサンプルホルダ上にアルミナ基板(厚さ0.5mm)を介して配置し、塗布層に波長940nm、パワー密度249W/cm 2のレーザ光(第1のレーザ光)を1mm/秒の走査速度で照射して脱バイ層を形成した。 Then, the alkali-free glass substrate to form a coating layer of the sealing material paste, the laser irradiation apparatus using a semiconductor laser · LD-Heater L10060 (tradename, manufactured by Hamamatsu Photonics KK) alumina substrate (thickness on a sample holder 0.5 mm) through the place, wavelength 940nm to the coating layer to form a de-by-layer by irradiating a scanning speed of the laser beam power density 249W / cm 2 (first laser beam) 1 mm / sec. 第1のレーザ光を照射した際の塗布層の加熱温度を放射温度計で測定したところ、塗布層の温度は560℃であった。 The heating temperature of the coating layer when irradiated with the first laser beam was measured by a radiation thermometer, temperature of the coating layer was 560 ° C..

続いて、同一のレーザ照射装置を用いて、レーザ光の照射条件をパワー密度746W/cm 2 、走査速度10mm/秒に変更した後、脱バイ層に沿ってレーザ光(第2のレーザ光)を照射することによって、膜厚が12μmの封着材料層(封着材料の焼成層)を形成した。 Then, using the same laser irradiation device, after changing the irradiation conditions of the laser beam power density 746W / cm 2, the scanning speed 10 mm / sec, along the de-by-layer laser beam (second laser beam) by irradiating the film thickness was formed sealing material layer of 12μm (the firing layer of sealing material). 第2のレーザ光を照射した際の脱バイ層の加熱温度を放射温度計で測定したところ、脱バイ層の温度は732℃であった。 The heating temperature of the de-by layer when irradiated with the second laser beam was measured by a radiation thermometer, the temperature of the de-by layer was 732 ° C..

このようにして得た封着材料層の状態をSEMで観察したところ、良好にガラス化していることが確認された。 Observation of the state of the thus obtained sealing material layer by SEM, it was confirmed that good vitrification. 封着材料層にはバインダ成分の残留に起因する気泡や表面変形の発生も認められなかった。 The sealing material layer formation of bubbles and surface deformation due to residual binder components was not observed. 封着材料層の残留カーボン量を測定したところ、同一の封着材料ペーストの塗布層を電気炉で焼成(250℃×40分)した際の残留カーボン量と同等であることが確認された。 Was measured residual carbon amount of the sealing material layer, it was confirmed that the equivalent amount of residual carbon at the time of calcined (250 ° C. × 40 minutes) in an electric furnace a coating layer of the same sealing material paste. さらに、ガラス基板の表面に形成されたカラーフィルタに熱ダメージ等は生じていないことが確認された。 Furthermore, the heat damage and the like does not occur is confirmed in the color filter formed on the surface of the glass substrate.

次に、上述した封着材料層を有する第2のガラス基板と素子領域(OEL素子を形成した領域)を有する第1のガラス基板(第2のガラス基板と同組成、同形状の無アルカリガラスからなる基板)とを積層した。 Next, a first glass substrate (second glass substrate having the same composition, the alkali-free glass of the same shape having a second glass substrate and the element region (region formed with OEL element) having a sealing material layer as described above the made board) and from was laminated. 次いで、第2のガラス基板を通して封着材料層に対して、波長940nm、出力60W、スポット径1.6mmのレーザ光(第3のレーザ光)を10mm/sの走査速度で照射し、封着材料層を溶融並びに急冷固化することによって、第1のガラス基板と第2のガラス基板とを封着した。 Then, with respect to the sealing material layer through the second glass substrate, wavelength 940 nm, output 60 W, the laser beam spot diameter 1.6mm (third laser beam) is irradiated at a scan rate of 10 mm / s, sealing by melting and rapidly cooling solidify the material layer, and sealed first glass substrate and the second glass substrate.

このようにして作製したガラスパネルの外観について、ガラス基板や封着層のクラックや割れ、封着層の接合状態等を光学顕微鏡で観察して評価したところ、いずれも良好であることが確認された。 Thus the appearance of the glass panel was produced in the cracking or cracking of the glass substrate and the sealing layer, the bonding state of the sealing layer or the like was evaluated by observing with an optical microscope, it is confirmed that both are good It was. ガラスパネルの気密性をヘリウムリークテストで測定したところ、良好な気密状態が得られていることが確認された。 The airtightness of the glass panels was measured with helium leak test, it was confirmed that good airtight state is obtained. また、ガラス基板と封着層との接合強度を測定したところ、上記した電気炉で焼成した封着層を用いて作製したガラスパネルと同等の強度が得られていることが確認された。 The measured bonding strength between the glass substrate and the sealing layer, that the glass panels equivalent intensity fired with sealing layers prepared in an electric furnace is obtained was confirmed.

(実施例2) (Example 2)
脱バイ層に対する第2のレーザ光の照射条件を、パワー密度1742W/cm 2 、走査速度50mm/秒に変更する以外は、実施例1と同様にして封着材料ペーストの塗布層の脱バイ工程および脱バイ層の焼成工程を実施することによって、膜厚が12μmの封着材料層を形成した。 The irradiation condition of the second laser beam for removing by-layer, the power density of 1742W / cm 2, except for changing the scanning speed 50 mm / sec, removing by-step of the coating layer of the sealing material paste in the same manner as in Example 1 and by carrying out the firing step of de-by layer, the film thickness was formed sealing material layer of 12 [mu] m. 第2のレーザ光を照射した際の脱バイ層の温度は870℃であった。 Temperature of the de-by layer when irradiated with the second laser beam was 870 ° C.. 第1のレーザ光を照射した際の塗布層の温度は実施例1と同一であった。 The temperature of the coating layer when irradiated with the first laser beam was same as in Example 1.

このようにして得た封着材料層の状態をSEMで観察したところ、良好にガラス化していることが確認された。 Observation of the state of the thus obtained sealing material layer by SEM, it was confirmed that good vitrification. また、封着材料層には有機バインダに起因する気泡や表面変形の発生も認められなかった。 Further, the sealing material layer was observed the occurrence of bubbles and surface deformation due to the organic binder. さらに、封着材料層の残留カーボン量を測定したところ、同一の封着材料ペーストの塗布層を電気炉で焼成(250℃×40分)した際の残留カーボン量と同等であることが確認された。 Furthermore, measurement of the residual carbon amount of the sealing material layer, it is confirmed that a comparable amount of residual carbon at the time of calcined (250 ° C. × 40 minutes) in an electric furnace a coating layer of the same sealing material paste It was.

次に、実施例1と同様にして、封着材料層を有する第2のガラス基板と素子領域を有する第1のガラス基板とを積層した後、第2のガラス基板を通して封着材料層に第3のレーザ光を照射することによって、第1のガラス基板と第2のガラス基板とを封着した。 Next, in the same manner as in Example 1, after laminating the first glass substrate having a second glass substrate and the element region having a sealing material layer, first the sealing material layer through the second glass substrate by irradiating the third laser beam was sealed first glass substrate and the second glass substrate. 第1および第2のガラス基板は実施例1と同様に無アルカリガラスからなる。 The first and second glass substrates consists likewise alkali-free glass as in Example 1. 得られたガラスパネルは実施例1と同様に外観、気密性、接合強度等に優れるものであった。 The resulting glass panels in the same manner as in Example 1 appearance, airtightness, was excellent in bonding strength and the like.

(実施例3) (Example 3)
封着材料ペーストの塗布層に対する第1のレーザ光の照射条件を、パワー密度199W/cm 2 、走査速度0.5mm/秒に変更する以外は、実施例1と同様にして封着材料ペーストの塗布層の脱バイ工程および脱バイ層の焼成工程を実施することによって、膜厚が12μmの封着材料層を形成した。 The irradiation conditions of the first laser beam with respect to the coating layer of the sealing material paste, the power density of 199W / cm 2, except for changing the scanning speed 0.5 mm / sec, the sealing material paste in the same manner as in Example 1 by carrying out the firing step of removing by-step and de-by layer coating layer, the film thickness was formed sealing material layer of 12 [mu] m. 第1のレーザ光を照射した際の塗布層の温度は560℃、第2のレーザ光を照射した際の脱バイ層の温度は730℃であった。 The temperature of the coating layer when irradiated with the first laser beam is 560 ° C., the temperature of the de-by layer when irradiated with the second laser beam was 730 ° C..

このようにして得た封着材料層の状態をSEMで観察したところ、良好にガラス化していることが確認された。 Observation of the state of the thus obtained sealing material layer by SEM, it was confirmed that good vitrification. また、封着材料層には有機バインダに起因する気泡や表面変形の発生も認められなかった。 Further, the sealing material layer was observed the occurrence of bubbles and surface deformation due to the organic binder. さらに、封着材料層の残留カーボン量を測定したところ、同一の封着材料ペーストの塗布層を電気炉で焼成(250℃×40分)した際の残留カーボン量と同等であることが確認された。 Furthermore, measurement of the residual carbon amount of the sealing material layer, it is confirmed that a comparable amount of residual carbon at the time of calcined (250 ° C. × 40 minutes) in an electric furnace a coating layer of the same sealing material paste It was.

次に、実施例1と同様にして、封着材料層を有する第2のガラス基板と素子領域を有する第1のガラス基板とを積層した後、第2のガラス基板を通して封着材料層に第3のレーザ光を照射することによって、第1のガラス基板と第2のガラス基板とを封着した。 Next, in the same manner as in Example 1, after laminating the first glass substrate having a second glass substrate and the element region having a sealing material layer, first the sealing material layer through the second glass substrate by irradiating the third laser beam was sealed first glass substrate and the second glass substrate. 第1および第2のガラス基板は実施例1と同様に無アルカリガラスからなる。 The first and second glass substrates consists likewise alkali-free glass as in Example 1. 得られたガラスパネルは実施例1と同様に外観、気密性、接合強度等に優れるものであった。 The resulting glass panels in the same manner as in Example 1 appearance, airtightness, was excellent in bonding strength and the like.

(参考例1) (Reference Example 1)
封着材料ペーストの塗布層に対する第1のレーザ光の照射条件を、パワー密度149W/cm 2 、走査速度1mm/秒に変更する以外は、実施例1と同様にして封着材料ペーストの塗布層の脱バイ工程および脱バイ層の焼成工程を実施することによって、膜厚が12μmの封着材料層を形成した。 The irradiation conditions of the first laser beam with respect to the coating layer of the sealing material paste, the power density of 149W / cm 2, except for changing the scanning speed 1 mm / sec, the coating layer of the sealing material paste in the same manner as in Example 1 by carrying out the firing step of removing by-step and de-by layer in a thickness to form a sealing material layer of 12 [mu] m. 第1のレーザ光を照射した際の塗布層の温度は428℃、第2のレーザ光を照射した際の脱バイ層の温度は730℃であった。 The temperature of the coating layer when irradiated with the first laser beam is 428 ° C., the temperature of the de-by layer when irradiated with the second laser beam was 730 ° C..

得られた封着材料層の状態をSEMで観察したところ、ガラス化していることは確認されたものの、表面には有機バインダ由来の気泡による変形が認められ、また内部には気泡が残留していることが確認された。 When the state of the resulting sealing material layer was observed by SEM, although it has been vitrified was confirmed, on the surface it observed deformation due to the air bubbles from the organic binder, also inside remains bubbles it was confirmed that there. このような封着材料層を用いて、第1のガラス基板と第2のガラス基板とのレーザ封着工程を実施例1と同一条件で実施したところ、良好な封着状態や気密性は得られなかった。 Using such a sealing material layer, the laser sealing process the first glass substrate and the second glass substrate was conducted under the same conditions as in Example 1, good sealing conditions and tightness obtained It is did not.

(参考例2) (Reference Example 2)
封着材料ペーストの塗布層に対する第1のレーザ光の照射条件を、パワー密度149W/cm 2 、走査速度0.5mm/秒に変更する以外は、実施例1と同様にして封着材料ペーストの塗布層の脱バイ工程および脱バイ層の焼成工程を実施することによって、膜厚が12μmの封着材料層を形成した。 The irradiation conditions of the first laser beam with respect to the coating layer of the sealing material paste, the power density of 149W / cm 2, except for changing the scanning speed 0.5 mm / sec, the sealing material paste in the same manner as in Example 1 by carrying out the firing step of removing by-step and de-by layer coating layer, the film thickness was formed sealing material layer of 12 [mu] m. 第1のレーザ光を照射した際の塗布層の温度は428℃、第2のレーザ光を照射した際の脱バイ層の温度は730℃であった。 The temperature of the coating layer when irradiated with the first laser beam is 428 ° C., the temperature of the de-by layer when irradiated with the second laser beam was 730 ° C..

得られた封着材料層の状態をSEMで観察したところ、ガラス化していることは確認されたものの、表面には有機バインダ由来の気泡による変形が認められ、また内部には気泡が残留していることが確認された。 When the state of the resulting sealing material layer was observed by SEM, although it has been vitrified was confirmed, on the surface it observed deformation due to the air bubbles from the organic binder, also inside remains bubbles it was confirmed that there. このような封着材料層を用いて、第1のガラス基板と第2のガラス基板とのレーザ封着工程を実施例1と同一条件で実施したところ、良好な封着状態や気密性は得られなかった。 Using such a sealing material layer, the laser sealing process the first glass substrate and the second glass substrate was conducted under the same conditions as in Example 1, good sealing conditions and tightness obtained It is did not.

1…第1のガラス基板、1a…表面、2…第2のガラス基板、2a…表面、3…素子領域、4…電子素子部、5…第1の封止領域、6…第2の封止領域、7…封着材料層、8…封着材料ペーストの塗布層、9…第1のレーザ光、10…脱バイ層、11…第2のレーザ光、12…第のレーザ光、13…封着層、14…電子デバイス。 1 ... first glass substrate, 1a ... surface, 2: second glass substrate, 2a ... surface, 3 ... element region, 4 ... electronic element unit, 5 ... first sealing area, 6 ... second sealing stop region 7 ... sealing material layer, the coating layer of 8 ... sealing material paste, 9 ... first laser beam, 10 ... de by layer, 11 ... second laser beam, 12 ... third laser beam, 13 ... sealing layer, 14 ... electronic device.

Claims (10)

  1. 封止領域を有するガラス基板を用意する工程と、 Preparing a glass substrate having a sealing region,
    封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着用ガラス材料を有機バインダと混合して調製した封着材料ペーストを、前記ガラス基板の前記封止領域上に枠状に塗布する工程と、 A step of applying a sealing glass material comprising a sealing glass and a laser absorbing material and the organic binder and the sealing material paste prepared by mixing, in a frame shape on the sealing region of the glass substrate,
    前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って第1のレーザ光を照射して選択的に加熱し、前記塗布層内の前記有機バインダを除去する第1のレーザ照射工程と、 First selectively heated by irradiating a laser beam along the coating layer of the frame-shaped sealing material paste, a first laser irradiation step of removing the organic binder of the coating layer,
    前記第1のレーザ照射工程で前記有機バインダを除去した前記塗布層に沿って第2のレーザ光を照射して選択的に加熱し、前記封着用ガラス材料を焼成して封着材料層を形成する第2のレーザ照射工程と を具備することを特徴とする封着材料層付きガラス部材の製造方法。 Said second selectively heated by irradiating a laser beam along a first said coating layer to remove the organic binder in the laser irradiation process, forming a sealing material layer by baking the sealing glass material method for producing a sealing material layer-attached glass member characterized by comprising a second laser irradiation step of.
  2. 前記有機バインダの熱分解温度をT1(℃)、前記封着ガラスの軟化温度をT2(℃)としたとき、前記第1のレーザ光の照射工程で前記塗布層の加熱温度が(T1+200℃)以上で(T2+120℃)以下の範囲の温度となるように、前記第1のレーザ光を0.1mm/秒以上で1mm/秒以下の範囲の走査速度で照射し、前記第2のレーザ光の照射工程で前記塗布層の加熱温度が(T2+120℃)以上で(T2+550℃)以下の範囲の温度となるように、前記第2のレーザ光を0.1mm/秒以上で50mm/秒以下の範囲の走査速度で照射することを特徴とする請求項1記載の封着材料層付きガラス部材の製造方法。 The thermal decomposition temperature of the organic binder T1 (° C.), the softening temperature of the sealing glass T2 (° C.) when the heating temperature of the coating layer in the irradiation step of the first laser beam (T1 + 200 ℃) as the temperature of (T2 + 120 ℃) ​​the range above, the first laser beam is irradiated at a scanning speed ranging below 1 mm / sec 0.1 mm / sec or more, of the second laser beam as the heating temperature of the coating layer in the irradiation step is temperature (T2 + 120 ℃) ​​or more (T2 + 550 ℃) the range, the second 50 mm / sec or less in the range in the laser beam 0.1 mm / sec method for producing a sealing material layer-attached glass member according to claim 1, wherein the irradiation at a scan rate of.
  3. 前記第1のレーザ光は190〜250W/cm 2の範囲のエネルギー密度を有し、前記第2のレーザ光は250〜2000W/cm 2の範囲のエネルギー密度を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の封着材料層付きガラス部材の製造方法。 Claim 1 wherein the first laser light has an energy density in the range of 190~250W / cm 2, the second laser beam is characterized by having an energy density in the range of 250~2000W / cm 2 or claim 2 method for producing a sealing material layer-attached glass member according.
  4. 前記封着材料層は20μm未満の厚さを有することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の封着材料層付きガラス部材の製造方法。 Manufacturing method of the sealing material layer with the sealing material layer glass member of any one of claims 1 to 3, characterized in that it has a thickness of less than 20 [mu] m.
  5. 前記封着用ガラス材料は、錫−リン酸系ガラスまたはビスマス系ガラスからなる前記封着ガラスを含むことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の封着材料層付きガラス部材の製造方法。 The sealing glass material, tin - phosphate glass or claims 1 to with the sealing material layer glass according to any one of claims 4, characterized in that it comprises the sealing glass consisting of bismuth glass method for producing a member.
  6. 前記封着用ガラス材料は、Fe、Cr、Mn、Co、NiおよびCuから選ばれる少なくとも1種の金属または前記金属を含む化合物からなる前記レーザ吸収材を0.1〜10体積%の範囲で含むことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項記載の封着材料層付きガラス部材の製造方法。 The sealing glass material contains Fe, Cr, Mn, Co, at least one metal or the scope of the laser absorbent 0.1-10 vol% of a compound containing the metal selected from Ni and Cu the process according to claim 1 or with the sealing material layer glass member of any one of claims 5, characterized in that.
  7. 前記封着用ガラス材料は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、珪酸ジルコニウム、チタン酸アルミニウム、ムライト、コージェライト、ユークリプタイト、スポジュメン、リン酸ジルコニウム系化合物、石英固溶体、ソーダライムガラス、および硼珪酸ガラスから選ばれる少なくとも1種からなる低膨張充填材を5〜50体積%の範囲で含むことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項記載の封着材料層付きガラス部材の製造方法。 The sealing glass material, silica, alumina, zirconia, zirconium silicate, aluminum titanate, mullite, cordierite, selected from eucryptite, spodumene, zirconium phosphate compound, quartz solid solution, soda lime glass, and borosilicate glass at least process according to claim 1 or with the sealing material layer glass member of any one of claims 6, characterized in that it comprises first low expansion fillers consisting of kind of in the range of 5 to 50 vol% of.
  8. 第1の封止領域を備える表面を有する第1のガラス基板を用意する工程と、 Preparing a first glass substrate having a surface comprising a first sealing region,
    前記第1の封止領域に対応する第2の封止領域を備える表面を有する第2のガラス基板を用意する工程と、 Preparing a second glass substrate having a surface comprising a second sealing region corresponding to the first sealing area,
    封着ガラスとレーザ吸収材とを含む封着用ガラス材料を有機バインダと混合して調製した封着材料ペーストを、前記第2のガラス基板の前記第2の封止領域上に枠状に塗布する工程と、 The sealing material paste a sealing glass material was prepared by mixing with an organic binder containing a sealing glass and the laser absorbent material is applied in a frame shape on the second glass substrate of the second sealing region and a step,
    前記枠状の封着材料ペーストの塗布層に沿って第1のレーザ光を照射して選択的に加熱し、前記塗布層内の前記有機バインダを除去する第1のレーザ照射工程と、 First selectively heated by irradiating a laser beam along the coating layer of the frame-shaped sealing material paste, a first laser irradiation step of removing the organic binder of the coating layer,
    前記第1のレーザ照射工程で前記有機バインダを除去した前記塗布層に沿って第2のレーザ光を照射して選択的に加熱し、前記封着用ガラス材料を焼成して封着材料層を形成する第2のレーザ照射工程と、 Said second selectively heated by irradiating a laser beam along a first said coating layer to remove the organic binder in the laser irradiation process, forming a sealing material layer by baking the sealing glass material a second laser irradiation step of,
    前記第1のガラス基板の前記表面と前記第2のガラス基板の前記表面とを対向させつつ、前記封着材料層を介して前記第1のガラス基板と前記第2のガラス基板とを積層する工程と、 While opposed to the said surface of said first glass substrate the surface of the second glass substrate, laminating a second glass substrate and the first glass substrate via the sealing material layer and a step,
    前記第1のガラス基板または前記第2のガラス基板を通して前記封着材料層に第3のレーザ光を照射し、前記封着材料層を溶融させて前記第1のガラス基板と前記第2のガラス基板との間に設けられた電子素子部を封止する封着層を形成する第3のレーザ照射工程と を具備することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The third laser beam is irradiated, the second glass and said by melting the sealing material layer and the first glass substrate to the sealing material layer through the first glass substrate or the second glass substrate the third method of manufacturing an electronic device, characterized by comprising a laser irradiation step of forming a sealing layer which seals the electronic element portion provided between the substrate.
  9. 前記有機バインダの熱分解温度をT1(℃)、前記封着ガラスの軟化温度をT2(℃)としたとき、前記第1のレーザ光の照射工程で前記塗布層の加熱温度が(T1+200℃)以上で(T2+120℃)以下の範囲の温度となるように、前記第1のレーザ光を0.1mm/秒以上で1mm/秒以下の範囲の走査速度で照射し、前記第2のレーザ光の照射工程で前記塗布層の加熱温度が(T2+120℃)以上で(T2+550℃)以下の範囲の温度となるように、前記第2のレーザ光を0.1mm/秒以上で50mm/秒以下の範囲の走査速度で照射することを特徴とすることを特徴とする請求項8記載の電子デバイスの製造方法。 The thermal decomposition temperature of the organic binder T1 (° C.), the softening temperature of the sealing glass T2 (° C.) when the heating temperature of the coating layer in the irradiation step of the first laser beam (T1 + 200 ℃) as the temperature of (T2 + 120 ℃) ​​the range above, the first laser beam is irradiated at a scanning speed ranging below 1 mm / sec 0.1 mm / sec or more, of the second laser beam as the heating temperature of the coating layer in the irradiation step is temperature (T2 + 120 ℃) ​​or more (T2 + 550 ℃) the range, the second 50 mm / sec or less in the range in the laser beam 0.1 mm / sec the method of manufacturing an electronic device according to claim 8, characterized in that and irradiating at a scan rate of.
  10. 前記封着材料層は20μm未満の厚さを有することを特徴とする請求項8または請求項9記載の電子デバイスの製造方法。 The sealing material layer according to claim 8 or claim 9 method of manufacturing an electronic device according to characterized in that it has a thickness of less than 20 [mu] m.
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