KR20120048528A

KR20120048528A - 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법 및 제조 장치, 그리고 전자 디바이스의 제조 방법

Info

Publication number: KR20120048528A
Application number: KR1020117003390A
Authority: KR
Inventors: 미츠루 와타나베; 모토시 오노
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2010-04-01
Publication date: 2012-05-15
Also published as: CN102066280A; JPWO2011010489A1; US20120111059A1; US8490434B2; TW201103878A; WO2011010489A1

Abstract

유리 기판 전체를 가열할 수 없는 경우에 있어서도, 봉착 재료층을 양호하게 형성하는 것을 가능하게 한 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법을 제공한다.
봉착 유리와 레이저 흡수재를 포함하는 봉착 재료를 유기 바인더와 혼합하여 조제한 봉착 재료 페이스트를, 유리 기판 (2) 의 봉지 영역 상에 프레임 형상으로 도포한다. 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 을 따라서 레이저광 (9) 을 조사하여 도포층 (8) 을 선택적으로 가열함으로써, 도포층 (8) 내의 유기 바인더를 제거하면서, 봉착 재료를 소성하여 봉착 재료층 (7) 을 형성한다. 이러한 봉착 재료층 (7) 을 이용하여 2 장의 유리 기판 사이를 봉지한다.

Description

봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법 및 제조 장치, 그리고 전자 디바이스의 제조 방법{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING GLASS MEMBER PROVIDED WITH SEALING MATERIAL LAYER AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법 및 제조 장치, 그리고 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.

유기 EL 디스플레이 (Organic Electro-Luminescence Display : OELD), 플라즈마 디스플레이 패널 (PDP) 등의 평판형 디스플레이 장치 (FPD) 는, 발광 소자를 형성한 소자용 유리 기판과 봉지용 유리 기판을 대향 배치하고, 이들 2 장의 유리 기판을 봉착한 유리 패키지로 발광 소자를 봉지한 구조를 갖고 있다 (특허문헌 1 참조). 액정 표시 장치 (LCD) 도 2 장의 유리 기판으로 액정을 봉지한 구조를 갖고 있다. 또, 색소 증감형 태양 전지와 같은 태양 전지에 있어서도, 2 장의 유리 기판으로 태양 전지 소자 (광전 변환 소자) 를 봉지한 유리 패키지를 적용하는 것이 검토되고 있다 (특허문헌 2 참조).

2 장의 유리 기판 사이를 봉지하는 봉착 재료에는, 내습성 등이 우수한 봉착 유리의 적용이 진행되고 있다. 봉착 유리에 의한 봉착 온도는 400 ? 600 ℃ 정도이므로, 통상의 가열로를 이용하여 소성한 경우에는 OEL 소자 등의 전자 소자부의 특성이 열화되어 버린다. 따라서, 2 장의 유리 기판의 주변부에 형성된 봉지 영역 사이에 봉착 유리 (유리 프릿) 와 레이저 흡수재를 포함하는 봉착 재료층을 배치하고, 여기에 레이저광을 조사하여 봉착 재료층을 가열, 용융시켜 봉착하는 것이 시도되고 있다 (특허문헌 1, 2 참조).

레이저 봉착을 적용하는 경우에는, 우선 봉착 재료를 비히클과 혼합하여 봉착 재료 페이스트를 조제하여, 이것을 일방의 유리 기판의 봉지 영역에 도포한 후, 봉착 재료의 소성 온도 (봉착 유리의 연화 온도 이상의 온도) 까지 승온시켜, 봉착 유리를 용융하여 유리 기판에 베이킹하여 봉착 재료층을 형성한다. 또, 봉착 재료의 소성 온도로의 승온 과정에서 유기 바인더를 열 분해하여 제거한다. 이어서, 봉착 재료층을 갖는 유리 기판과 타방의 유리 기판을 봉착 재료층을 개재하여 적층한 후, 일방의 유리 기판측으로부터 레이저광을 조사하여, 봉착 재료층을 가열, 용융시켜 유리 기판 사이에 설치된 전자 소자부를 봉지한다.

봉착 재료층의 형성에는 일반적으로 가열로가 이용되고 있다. 특허문헌 3 에는 봉착 재료층의 형성 공정에서 유기 바인더를 제거하는 제 1 승온 과정과, 봉착 재료를 베이킹하는 제 2 승온 과정을 실시하는 것이 기재되어 있다. 제 1 승온 과정에서는 핫 플레이트, 적외선 히터, 가열용 램프, 레이저광 등을 이용하여 유리 기판을 그 이면측으로부터 가열하고 있다. 제 2 승온 과정은 통상의 소성 공정과 마찬가지로, 가열로 내의 히터를 이용하여 유리 기판 전체를 가열하고 있다. 특허문헌 3 에 기재된 방법에 있어서도, 봉착 재료의 베이킹은 가열로를 이용하여 유리 기판 전체를 가열함으로써 실시되고 있다.

그런데, FPD 용 유리 패키지에 있어서는, 소자용 유리 기판뿐만 아니라, 봉지용 유리 기판에도 컬러 필터 등의 유기 수지막을 형성하는 것이 행해지고 있다. 이러한 경우에는 가열로를 이용하여 기판 전체를 가열하면 유기 수지막이 열 손상을 받기 때문에, 봉지용 유리 기판에 대한 봉착 재료층의 형성시에 있어서도 일반적인 가열로를 이용한 소성 공정을 적용할 수 없다. 또, 색소 증감형 태양 전지에서는 대향 기판측에도 소자막 등이 형성되기 때문에, 소성 공정에서의 소자막 등의 열 열화를 억제하는 것이 요구되고 있다. 또한, 가열로를 이용한 소성 공정은 통상 장시간을 요하고, 에너지 소비량도 많기 때문에, 제조 공수나 제조 비용의 삭감, 또 에너지 절약의 관점 등에서도 개선이 요구되고 있다.

특허문헌 4 에는 저융점 유리 (봉착 유리) 와 바인더와 용제를 혼합한 페이스트로 이루어진 봉착 재료를 일방의 패널 기판에 도포한 후, 봉착 재료를 레이저 어닐하는 것이 기재되어 있다. 단, 봉착 재료를 단순히 레이저 어닐한 것만으로는 봉착 유리를 균일하게 용융시킬 수 없을 우려가 있다. 즉, 봉착 재료의 도포층의 표면 부근만이 용융되어, 도포층 전체의 봉착 유리의 용융을 방해할 우려가 있다. 봉착 재료의 도포층의 표면 부근만이 용융되어 유리화되면, 바인더의 열 분해에 의해 생기는 가스의 외부로의 방출성이 저하되어, 봉착 재료층에 내부 기포나 표면 변형 등의 결함이 생기기 쉬워진다. 이러한 봉착 재료층의 결함은 패널의 기밀성이나 접합 강도의 저하 요인이 된다.

일본 공표특허공보 제2006-524419호 일본 공개특허공보 제2008-115057호 일본 공개특허공보 제2003-068199호 일본 공개특허공보 제2002-366050호

본 발명의 목적은, 유리 기판 전체를 가열할 수 없는 경우에 있어서도, 양호한 봉착 재료층을 재현성이 양호하게 형성하는 것을 가능하게 한 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법 및 제조 장치와 전자 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 양태에 관련된 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법은, 봉지 영역을 갖는 유리 기판을 준비하는 공정과, 봉착 유리와 레이저 흡수재를 포함하는 봉착 재료를 유기 바인더와 혼합하여 조제한 봉착 재료 페이스트를, 상기 유리 기판의 상기 봉지 영역 상에 프레임 형상으로 도포하는 공정과, 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따라서 레이저광을 조사하여 가열하여, 상기 도포층 내의 상기 유기 바인더를 제거하면서, 상기 봉착 재료를 소성하여 봉착 재료층을 형성하는 공정을 구비하고, 상기 봉착 유리의 연화 온도 (T) (℃) 에 대하여 상기 봉착 재료의 가열 온도가 (T+213 ℃) 이상이고 (T+480 ℃) 이하의 범위가 되도록, 상기 레이저광을 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층에 조사하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제 1 양태에 관련된 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치는, 봉착 유리와 레이저 흡수재를 포함하는 봉착 재료를 유기 바인더와 혼합하여 조제한 봉착 재료 페이스트의 프레임 형상 도포층을 갖는 유리 기판이 재치되는 시료대와, 레이저광을 출사하는 레이저 광원과, 상기 레이저 광원으로부터 출사된 레이저광을 상기 유리 기판의 상기 프레임 형상 도포층에 조사하는 광학계를 갖는 레이저 조사 헤드와, 상기 시료대와 상기 레이저 조사 헤드의 위치를 상대적으로 이동시키는 이동 기구와, 상기 레이저광을 상기 프레임 형상 도포층을 따라서 주사하면서 조사하도록, 상기 이동 기구를 제어하는 주사 제어부와, 상기 레이저 조사 헤드로부터 상기 프레임 형상 도포층에 조사되는 레이저광의 조사 개시 시기 및 조사 종료 시기에서의 출력 밀도가, 상기 조사 개시 시기 및 상기 조사 종료 시기를 제외한 상기 레이저광의 상기 프레임 형상 도포층을 따른 주사 조사 시기에서의 출력 밀도보다 높아지도록, 상기 레이저광의 출력을 제어하는 출력 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제 2 양태에 관련된 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치는, 봉착 유리와 레이저 흡수재를 포함하는 봉착 재료를 유기 바인더와 혼합하여 조제한 봉착 재료 페이스트의 프레임 형상 도포층을 갖는 유리 기판이 재치되는 시료대와, 레이저광을 출사하는 레이저 광원과, 상기 레이저 광원으로부터 출사된 레이저광을 상기 유리 기판의 상기 프레임 형상 도포층에 조사하는 광학계를 각각 갖는 적어도 1 쌍의 레이저 조사 헤드와, 상기 적어도 1 쌍의 레이저 조사 헤드로부터 상기 프레임 형상 도포층에 조사되는 적어도 1 쌍의 레이저광의 출력을 제어하는 출력 제어부와, 상기 시료대와 상기 적어도 1 쌍의 레이저 조사 헤드의 개별 위치를 상대적으로 이동시키는 이동 기구와, 상기 적어도 1 쌍의 레이저광 중의 적어도 일방을, 상기 적어도 1 쌍의 레이저광이 겹치는 조사 개시 위치부터 조사 종료 위치까지, 상기 프레임 형상 도포층을 따라서 주사하면서 조사하도록, 상기 이동 기구를 제어하는 주사 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 양태에 관련된 전자 디바이스의 제조 방법은, 제 1 봉지 영역이 형성된 제 1 표면을 갖는 제 1 유리 기판을 준비하는 공정과, 상기 제 1 봉지 영역에 대응하는 제 2 봉지 영역이 형성된 제 2 표면을 갖는 제 2 유리 기판을 준비하는 공정과, 봉착 유리와 레이저 흡수재를 포함하는 봉착 재료를 유기 바인더와 혼합하여 조제한 봉착 재료 페이스트를, 상기 제 2 유리 기판의 상기 제 2 봉지 영역 상에 프레임 형상으로 도포하는 공정과, 상기 봉착 유리의 유리 연화 온도 (T) (℃) 에 대하여 상기 봉착 재료의 가열 온도가 (T+213 ℃) 이상이고 (T+480 ℃) 이하의 범위가 되도록, 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따라서 소성용 레이저광을 조사하여 가열하여, 상기 도포층 내의 상기 유기 바인더를 제거하면서, 상기 봉착 재료를 소성하여 봉착 재료층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 표면과 상기 제 2 표면을 대향시키면서, 상기 봉착 재료층을 개재하여 상기 제 1 유리 기판과 상기 제 2 유리 기판을 적층하는 공정과, 상기 제 1 유리 기판 또는 상기 제 2 유리 기판을 통해서 상기 봉착 재료층에 봉착용 레이저광을 조사하고, 상기 봉착 재료층을 용융시켜 상기 제 1 유리 기판과 상기 제 2 유리 기판 사이에 형성된 전자 소자부를 봉지하는 봉착층을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 양태에 관련된 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법에 의하면, 유리 기판 전체를 가열할 수 없는 경우에 있어서도, 양호한 봉착 재료층을 재현성이 양호하게 형성할 수 있다. 따라서, 그와 같은 유리 기판을 이용하는 경우에 있어서도, 신뢰성이나 봉지성 등이 우수한 전자 디바이스를 재현성이 양호하게 제조하는 것이 가능해진다.

도 1 은 본 발명의 실시형태에 의한 전자 디바이스의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.
도 2 는 도 1 에 나타내는 전자 디바이스의 제조 공정에서 사용하는 제 1 유리 기판을 나타내는 평면도이다.
도 3 은 도 2 의 A-A 선을 따른 단면도이다.
도 4 는 도 1 에 나타내는 전자 디바이스의 제조 공정에서 사용하는 제 2 유리 기판을 나타내는 평면도이다.
도 5 는 도 4 의 A-A 선을 따른 단면도이다.
도 6 은 도 1 에 나타내는 전자 디바이스의 제조 공정에서의 제 2 유리 기판에 대한 봉착 재료층의 형성 과정을 나타내는 단면도이다.
도 7 은 제 1 실시형태에 의한 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치를 나타내는 평면도이다.
도 8 은 도 7 에 나타내는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치의 정면도이다.
도 9 는 제 1 실시형태의 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치에서의 레이저광의 출력 밀도의 제어예를 나타내는 도면이다.
도 10 은 제 1 실시형태의 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치에서의 레이저광의 출력의 제어예를 나타내는 도면이다.
도 11 은 제 1 실시형태의 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치에서의 레이저광의 다른 주사예를 나타내는 도면이다.
도 12 는 제 2 실시형태에 따른 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치를 나타내는 평면도이다.
도 13 은 도 12 에 나타내는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치의 정면도이다.
도 14 는 도 12 에 나타내는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치의 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 15 는 도 14 에 나타내는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치의 정면도이다.
도 16 은 도 12 에 나타내는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치의 다른 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 17 은 도 16 에 나타내는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치의 정면도이다.
도 18 은 도 16 에 나타내는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치의 측면도이다.
도 19 는 제 2 실시형태의 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치에서의 1 쌍의 레이저광의 제 1 주사예를 나타내는 도면이다.
도 20 은 제 2 실시형태의 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치에서의 1 쌍의 레이저광의 제 2 주사예를 나타내는 도면이다.
도 21 은 제 2 실시형태의 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치에서의 레이저광의 다른 주사예를 나타내는 도면이다.
도 22 는 제 2 실시형태의 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치에서의 레이저광의 또 다른 주사예를 나타내는 도면이다.
도 23 은 실시형태의 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치에서의 레이저 조사 헤드의 구조를 나타내는 도면이다.
도 24 는 제 2 실시형태의 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치에 의한 봉착 재료층의 형성 방법을 나타내는 플로우차트다.
도 25 는 제 2 실시형태의 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치에서의 레이저광의 출력의 제어예를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 1 내지 도 6 은 본 발명의 실시형태에 의한 전자 디바이스의 제조 공정을 나타내는 도면이다. 여기서, 본 발명의 실시형태의 제조 방법을 적용하는 전자 디바이스로는, OELD, PDP, LCD 등의 FPD, OEL 소자 등의 발광 소자를 사용한 조명 장치, 또는 색소 증감형 태양 전지와 같은 봉지형의 태양 전지를 들 수 있다.

우선, 도 1(a) 에 나타낸 바와 같이, 제 1 유리 기판 (1) 과 제 2 유리 기판 (2) 을 준비한다. 제 1 및 제 2 유리 기판 (1, 2) 에는, 예를 들어 각종 공지된 조성을 갖는 무알칼리 유리나 소다라임 유리 등으로 형성된 유리 기판이 이용된다. 무알칼리 유리는 35 ? 40×l0^-7/℃ 정도의 열팽창계수를 갖고 있다. 소다라임 유리는 80 ? 90×lO^-7/℃ 정도의 열팽창계수를 갖고 있다.

제 1 유리 기판 (1) 은, 도 2 및 도 3 에 나타낸 바와 같이, 소자 영역 (3) 이 형성된 표면 (1a) 을 갖고 있다. 소자 영역 (3) 에는 대상물인 전자 디바이스에 따른 전자 소자부 (4) 가 형성된다. 전자 소자부 (4) 는, 예를 들어 OELD 나 OEL 조명이라면 OEL 소자, PDP 라면 플라즈마 발광 소자, LCD 라면 액정 표시 소자, 태양 전지라면 색소 증감형 태양 전지 소자 (색소 증감형 광전 변환 소자) 를 구비하고 있다. OEL 소자와 같은 발광 소자나 색소 증감형 태양 전지 소자 등을 구비하는 전자 소자부 (4) 는 각종 공지된 구조를 갖고 있다. 이 실시형태는 전자 소자부 (4) 의 소자 구조에 한정되지 않는다.

제 1 유리 기판 (1) 의 표면 (1a) 에는, 소자 영역 (3) 의 외주를 따라서 제 1 봉지 영역 (5) 이 형성되어 있다. 제 1 봉지 영역 (5) 은 소자 영역 (3) 을 둘러싸도록 형성되어 있다. 제 2 유리 기판 (2) 은, 제 1 유리 기판 (1) 의 표면 (1a) 과 대향하는 표면 (2a) 을 갖고 있다. 제 2 유리 기판 (2) 의 표면 (2a) 에는, 도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 1 봉지 영역 (5) 에 대응하는 제 2 봉지 영역 (6) 이 형성되어 있다. 제 1 및 제 2 봉지 영역 (5, 6) 은 봉착층의 형성 영역 (제 2 봉지 영역 (6) 에 대해서는 봉착 재료층의 형성 영역) 이 된다.

전자 소자부 (4) 는 제 1 유리 기판 (1) 의 표면 (1a) 과 제 2 유리 기판 (2) 의 표면 (2a) 사이에 형성된다. 도 1 에 나타내는 전자 디바이스의 제조 공정에 있어서, 제 1 유리 기판 (1) 은 소자용 유리 기판을 구성하고 있고, 그 표면 (1a) 에 OEL 소자나 PDP 소자 등의 소자 구조체가 전자 소자부 (4) 로서 형성되어 있다. 제 2 유리 기판 (2) 은 제 1 유리 기판 (1) 의 표면 (1a) 에 형성된 전자 소자부 (4) 의 봉지용 유리 기판을 구성하는 것이다. 단, 전자 소자부 (4) 의 구성은 이것에 한정되지 않는다.

예를 들어, 전자 소자부 (4) 가 색소 증감형 태양 전지 소자 등의 경우에는, 제 1 및 제 2 유리 기판 (1, 2) 의 각 표면 (1a, 2a) 에 소자 구조를 형성하는 배선막이나 전극막 등의 소자막이 형성된다. 전자 소자부 (4) 를 구성하는 소자막이나 이들에 기초하는 소자 구조체는, 제 1 및 제 2 유리 기판 (1, 2) 의 표면 (1a, 2a) 의 적어도 일방에 형성된다. 또한, 봉지용 유리 기판을 구성하는 제 2 유리 기판 (2) 의 표면 (2a) 에는, 전술한 바와 같이 컬러 필터 등의 유기 수지막이 형성되는 경우가 있다. 이 실시형태의 제조 방법은, 특히 제 2 유리 기판 (2) 의 표면 (2a) 에 유기 수지막이나 소자막 등이 형성되어 있는 경우에 유효하다.

제 2 유리 기판 (2) 의 봉지 영역 (6) 에는, 도 1(a), 도 4 및 도 5 에 나타낸 바와 같이 프레임 형상의 봉착 재료층 (7) 이 형성되어 있다. 봉착 재료층 (7) 은 봉착 유리와 레이저 흡수재를 포함하는 봉착 재료의 소성층이다. 봉착 재료는 주성분으로서의 봉착 유리에 레이저 흡수재, 또한 필요에 따라 저팽창 충전재 등의 무기 충전재를 배합한 것이다. 봉착 재료는 이들 이외의 충전재나 첨가재를 필요에 따라 함유하고 있어도 된다.

봉착 유리 (유리 프릿) 에는, 예를 들어 주석-인산계 유리, 비스무트계 유리, 바나듐계 유리, 납계 유리 등의 저융점 유리가 이용된다. 이들 중, 유리 기판 (1, 2) 에 대한 봉착성 (접착성) 이나 그 신뢰성 (접착 신뢰성이나 밀폐성), 나아가 환경이나 인체에 대한 영향성 등을 고려하여, 주석-인산계 유리나 비스무트계 유리로 이루어진 저융점의 봉착 유리를 사용하는 것이 바람직하다.

주석-인산계 유리 (유리 프릿) 는, 55 ? 68 질량% 의 SnO, 0.5 ? 5 질량% 의 SnO₂ 및 20 ? 4O 질량% 의 P₂O₅ (기본적으로는 합계량을 100 질량% 로 함) 의 조성을 갖는 것이 바람직하다. SnO 는 유리를 저융점화시키기 위한 성분이다. Sn0 의 함유량이 55 질량% 미만이면 유리의 점성이 높아져 봉착 온도가 지나치게 높아지고, 68 질량% 를 초과하면 유리화되지 않게 된다.

SnO₂ 는 유리를 안정화시키기 위한 성분이다. SnO₂ 의 함유량이 0.5 질량% 미만이면 봉착 작업시에 연화 용융된 유리 중에 SnO₂ 가 분리, 석출되어, 유동성이 저해되어 봉착 작업성이 저하된다. SnO₂ 의 함유량이 5 질량% 를 초과하면 저융점 유리의 용융 중으로부터 SnO₂ 가 석출되기 쉬워진다. P₂O₅ 는 유리 골격을 형성하기 위한 성분이다. P₂O₅ 의 함유량이 20 질량% 미만이면 유리화되지 않고, 그 함유량이 40 질량% 를 초과하면 인산염 유리 특유의 결점인 내후성의 악화를 야기할 우려가 있다.

여기서, 유리 프릿 중의 SnO 및 SnO₂ 의 비율 (질량%) 은 이하와 같이 하여 구할 수 있다. 우선, 유리 프릿 (저융점 유리 분말) 을 산 분해한 후, ICP 발광 분광 분석에 의해 유리 프릿 중에 함유되어 있는 Sn 원자의 총량을 측정한다. 다음으로, Sn² ⁺ (SnO) 는 산 분해된 것을 요오드 적정법으로 구할 수 있기 때문에, 거기서 구해진 Sn² ⁺ 의 양을 Sn 원자의 총량에서 빼 Sn⁴ ⁺ (SnO₂) 를 구한다.

상기한 3 성분으로 형성되는 유리는 유리 전이점이 낮아 저온용 봉착 재료에 적합한 것이지만, SiO₂ 등의 유리의 골격을 형성하는 성분이나 ZnO, B₂O₃, Al₂O₃, WO₃, MoO₃, Nb₂O₅, TiO₂, ZrO₂, Li₂O, Na₂O, K₂O, Cs₂O, MgO, CaO, SrO, BaO 등의 유리를 안정화시키는 성분 등을 임의의 성분으로서 함유하고 있어도 된다. 단, 임의 성분의 함유량이 지나치게 많으면 유리가 불안정해져 실투 (失透) 가 발생하거나, 또 유리 전이점이나 연화점이 상승할 우려가 있기 때문에, 임의 성분의 합계 함유량은 30 질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 경우의 유리 조성은 기본 성분과 임의 성분의 합계량이 기본적으로는 100 질량% 가 되도록 조정된다.

비스무트계 유리 (가스 프릿) 는 70 ? 90 질량% 의 Bi₂O₃, 1 ? 20 질량% 의 ZnO 및 2 ? 12 질량% 의 B₂O₃ (기본적으로는 합계량을 100 질량% 로 함) 의 조성을 갖는 것이 바람직하다. Bi₂O₃ 는 유리의 메시를 형성하는 성분이다. Bi₂O₃ 의 함유량이 7O 질량% 미만이면 저융점 유리의 연화점이 높아져 저온에서의 봉착이 어려워진다. Bi₂O₃ 의 함유량이 90 질량% 를 초과하면 유리화되기 어려워짐과 함께, 열팽창계수가 지나치게 높아지는 경향이 있다.

ZnO 는 열팽창계수 등을 낮추는 성분이다. ZnO 의 함유량이 1 질량% 미만이면 유리화가 어려워진다. ZnO 의 함유량이 20 질량% 를 초과하면 저융점 유리 성형시의 안정성이 저하되어, 실투가 발생하기 쉬워진다. B₂O₃ 는 유리의 골격을 형성하여 유리화가 가능해지는 범위를 넓히는 성분이다. B₂O₃ 의 함유량이 2 질량% 미만이면 유리화가 어려워지고, 12 질량% 를 초과하면 연화점이 지나치게 높아져, 봉착시에 하중을 가했다 하더라도 저온에서 봉착하는 것이 어려워진다.

상기한 3 성분으로 형성되는 유리는 유리 전이점이 낮아 저온용 봉착 재료에 적합한 것이지만, Al₂O₃, CeO₂, SiO₂, Ag₂0, MoO₃, Nb₂O₃, Ta₂O₅, Ga₂O₃, Sb₂O₃, Li₂O, Na₂O, K₂0, Cs₂O, CaO, SrO, BaO, WO₃, P₂O₅, SnO_x (x 는 1 또는 2 이다) 등의 임의 성분을 함유하고 있어도 된다. 단, 임의 성분의 함유량이 지나치게 많으면 유리가 불안정해져 실투가 발생하거나, 또 유리 전이점이나 연화점이 상승할 우려가 있기 때문에, 임의 성분의 합계 함유량은 30 질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 경우의 유리 조성은 기본 성분과 임의 성분의 합계량이 기본적으로는 100 질량% 가 되도록 조정된다.

봉착 재료는 레이저 흡수재를 함유하고 있다. 레이저 흡수재로는 Fe, Cr, Mn, Co, Ni 및 Cu 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 또는 상기 금속을 함유하는 산화물 등의 화합물이 이용된다. 또, 이들 이외의 안료여도 된다. 레이저 흡수재의 함유량은 봉착 재료에 대하여 0.1 ? 10 체적% 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 레이저 흡수재의 함유량이 0.1 체적% 미만이면 봉착 재료층 (7) 을 충분히 용융시키지 못할 우려가 있다. 레이저 흡수재의 함유량이 10 체적% 를 초과하면 제 2 유리 기판 (2) 과의 계면 근방에서 국소적으로 발열할 우려가 있고, 또 봉착 재료의 용융시의 유동성이 열화되어 제 1 유리 기판 (1) 과의 접착성이 저하될 우려가 있다.

또한, 봉착 재료는 필요에 따라 저팽창 충전재를 함유해도 된다. 저팽창 충전재로는, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 규산지르코늄, 티탄산알루미늄, 멀라이트, 코디라이트, 유크립타이트, 스포듀민, 인산지르코늄계 화합물, 석영 고용체, 소다라임 유리 및 붕규산 유리에서 선택되는 적어도 1 종을 이용하는 것이 바람직하다. 인산지르코늄계 화합물로는, (ZrO)₂P₂0₇, NaZr₂(PO₄)₃, KZr₂(PO₄)₃, Ca₀ _.5Zr₂(PO₄)₃, NbZr(PO₄)₃, Zr₂(WO₃)(PO₄)₂, 이들의 복합 화합물을 들 수 있다. 저팽창 충전재란 봉착 유리보다 낮은 열팽창계수를 갖는 것이다.

저팽창 충전재의 함유량은, 봉착 유리의 열팽창계수가 유리 기판 (1, 2) 의 열팽창계수에 근접하도록 적절하게 설정된다. 저팽창 충전재는 봉착 유리나 유리 기판 (1, 2) 의 열팽창계수에 따라서도 달라지지만, 봉착 재료에 대하여 5 ? 50 체적% 의 범위에서 함유시키는 것이 바람직하다. 유리 기판 (1, 2) 을 무알칼리 유리 (열팽창계수 : 30 ? 40×10^-7/℃) 로 형성하는 경우에는, 비교적 다량 (예를 들어 3O ? 50 체적% 의 범위) 의 저팽창 충전재를 첨가하는 것이 바람직하다. 유리 기판 (1, 2) 을 소다라임 유리 (열팽창계수 : 80 ? 90×1O^-7/℃) 로 형성하는 경우에는, 비교적 소량 (예를 들어 5 ? 4O 체적% 의 범위) 의 저팽창 충전재를 첨가하는 것이 바람직하다.

봉착 재료층 (7) 은 이하와 같이 하여 형성된다. 봉착 재료층 (7) 의 형성 공정에 관하여, 도 6 을 참조하여 설명한다. 도 6 은 본 발명의 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법의 실시형태를 나타내는 것이다. 우선, 봉착 유리에 레이저 흡수재나 저팽창 충전재 등을 배합하여 봉착 재료를 제작하고, 이것을 비히클과 혼합하여 봉착 재료 페이스트를 조제한다.

비히클로는 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀루로오스, 옥시에틸셀룰로오스, 벤질셀룰로오스, 프로필셀룰로오스, 니트로셀룰로오스 등의 수지를, 테르피네올, 부틸카르비톨아세테이트, 에틸카르비톨아세테이트 등의 용제에 용해시킨 것, 또 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드로옥시에틸메타아크릴레이트 등의 아크릴계 수지를, 메틸에틸케톤, 테르피네올, 부틸카르비톨아세테이트, 에틸카르비톨아세테이트 등의 용제에 용해시킨 것이 이용된다.

비히클 중의 수지 성분은 봉착 재료의 유기 바인더로서 기능하는 것으로, 봉착 재료를 소성하기 이전에 제거할 필요가 있다. 봉착 재료 페이스트의 점도는, 유리 기판 (2) 에 도포하는 장치에 대응한 점도에 맞추면 되고, 수지 성분 (유기 바인더) 과 용제 (유기 용제 등) 의 비율이나 봉착 재료와 비히클의 비율에 의해 조정할 수 있다. 봉착 재료 페이스트에는 소포제나 분산제와 같이 유리 페이스트이며 공지된 첨가물을 첨가해도 된다. 봉착 재료 페이스트의 조제에는, 교반 날개를 구비한 회전식 혼합기나 롤밀, 볼밀 등을 이용한 공지된 방법을 적용할 수 있다.

도 6(a) 에 나타낸 바와 같이, 제 2 유리 기판 (2) 의 봉지 영역 (6) 에 봉착 재료 페이스트를 도포하고, 이것을 건조시켜 도포층 (8) 을 형성한다. 봉착 재료 페이스트는, 예를 들어 스크린 인쇄나 그라비아 인쇄 등의 인쇄법을 적용하여 제 2 봉지 영역 (6) 상에 도포하거나, 또는 디스펜서 등을 이용하여 제 2 봉지 영역 (6) 을 따라서 도포한다. 도포층 (8) 은, 예를 들어 120 ℃ 이상의 온도에서 10 분 이상 건조시키는 것이 바람직하다. 건조 공정은 도포층 (8) 내의 용제를 제거하기 위해 실시하는 것이다. 도포층 (8) 내에 용제가 잔류하고 있으면, 그 후의 소성 공정 (레이저 소성 공정) 에서 유기 바인더를 충분히 제거할 수 없을 우려가 있다.

다음으로, 도 6(b) 에 나타낸 바와 같이, 봉착 재료 페이스트의 도포층 (건조막) (8) 에 소성용 레이저광 (9) 을 조사한다. 레이저광 (9) 을 도포층 (8) 을 따라서 조사하여 선택적으로 가열함으로써, 도포층 (8) 중의 유기 바인더를 제거하면서, 봉착 재료를 소성하여 봉착 재료층 (7) 을 형성한다 (도 6(c)). 소성용 레이저광 (9) 은 특별히 한정되지 않고, 반도체 레이저, 탄산 가스 레이저, 엑시머 레이저, YAG 레이저, HeNe 레이저 등으로부터의 레이저광이 사용된다. 후술하는 봉착용 레이저광도 마찬가지이다.

소성용 레이저광 (9) 은, 봉착 유리의 연화 온도 (T) (℃) 에 대하여 도포층 (8) 의 가열 온도가 (T+213 ℃) 이상이고 (T+480 ℃) 이하의 범위가 되도록 도포층 (8) 을 따라서 조사한다. 레이저광 (9) 은 도포층 (8) 을 따라서 주사하면서 조사하는 것이 바람직하다. 이 때의 레이저광 (9) 의 주사 속도는 0.1 ㎜/초 이상이고 5 ㎜/초 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 봉착 유리의 연화 온도 (T) 는 연화 유동하지만 결정화화지 않는 온도를 나타내는 것이다. 또, 레이저광 (9) 을 조사했을 때의 도포층 (8) 의 온도는 방사 온도계로 측정한 값으로 한다.

도포층 (8) 의 온도가 (T+213 ℃) 이상이고 (T+480 ℃) 이하의 범위가 되도록 레이저광 (9) 을 조사하면, 봉착 재료 중의 봉착 유리가 용융 및 급랭 고화되고, 이에 따라 봉착 재료가 제 2 유리 기판 (2) 에 베이킹되어 봉착 재료층 (7) 이 형성된다. 도포층 (8) 의 온도를 (T+220 ℃) 이상이고 (T+450 ℃) 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 도포층 (8) 의 온도가 (T+213 ℃) 에 도달하지 않는 레이저광 (9) 의 조사 조건하에서는, 도포층 (8) 의 표면 부분만이 용융되어, 도포층 (8) 전체를 균일하게 용융시킬 수 없다. 한편, 도포층 (8) 의 온도가 (T+480 ℃) 를 초과하는 레이저광 (9) 의 조사 조건하에서는, 유리 기판 (2) 이나 봉착 재료층 (소성층) (7) 에 크랙이나 균열 등이 생기기 쉬워진다.

도포층 (8) 의 온도가 전술한 가열 온도가 되도록 소성용 레이저광 (9) 을 주사하면서 조사함으로써, 도포층 (8) 중의 유기 바인더가 열 분해되어 제거된다. 레이저광 (9) 은 도포층 (8) 을 따라서 주사하면서 조사되므로, 레이저광 (9) 의 진행 방향 전방에 위치하는 부분은 적당하게 예열된다. 유기 바인더의 열 분해는, 도포층 (8) 의 해당 부분에 레이저광 (9) 이 직접 조사되고 있을 때에 더하여, 레이저광 (9) 의 진행 방향 전방의 예열된 부분에 의해서도 진행된다. 이들에 의해, 도포층 (8) 중의 유기 바인더를 유효하고 효율적으로 제거할 수 있다. 구체적으로는, 봉착 재료층 (7) 내의 잔류 카본량을 저감시킬 수 있다. 잔류 카본은 유리 패널 내의 불순물 가스 농도를 상승시키는 요인이 된다.

유기 바인더의 제거 공정을 실현함에 있어서, 레이저광 (9) 은 0.1 ㎜/초 이상이고 5 ㎜/초 이하의 범위의 주사 속도로 주사하면서 조사하는 것이 바람직하고, 1 ㎜/초 이상이고 5 ㎜/초 이하의 범위가 보다 바람직하다. 레이저광 (9) 의 주사 속도가 0.1 ㎜/초 미만이면, 유리 기판 (2) 이 과잉으로 가열되어 크랙이나 균열 등이 생기기 쉬워진다. 레이저광 (9) 의 주사 속도가 5 ㎜/초를 초과하면, 도포층 (8) 전체가 균일하게 가열되기 전에 표면 부분만이 용융되어 유리화되기 때문에, 유기 바인더의 열 분해에 의해 생긴 가스의 외부로의 방출성이 저하된다. 이 때문에, 봉착 재료층 (7) 의 내부에 기포가 생기거나, 표면에 기포에 의한 변형이 생긴다. 봉착 재료층 (7) 의 잔류 카본량도 증대된다. 유기 바인더의 제거 상태가 나쁜 봉착 재료층 (7) 을 이용하여 유리 기판 (1, 2) 사이를 봉지하면, 유리 기판 (1, 2) 과 봉착층의 접합 강도가 저하되거나, 유리 패널의 기밀성이 저하된다.

또한, 주사 속도가 0.1 ㎜/초 이상이고 5 ㎜/초 이하의 범위인 레이저광 (9) 에서, 도포층 (8) 의 가열 온도를 (T+213 ℃) 이상이고 (T+480 ℃) 이하의 범위로 함에 있어서, 레이저광 (9) 은 200 ? 900 W/㎠ 의 범위의 출력 밀도를 갖는 것이 바람직하고, 300 ? 800 W/㎠ 의 범위가 보다 바람직하다. 레이저광 (9) 의 출력 밀도가 200 W/㎠ 미만이면, 도포층 (8) 전체를 균일하게 가열할 수 없다. 레이저광 (9) 의 출력 밀도가 900 W/㎠ 를 초과하면, 유리 기판 (2) 이 과잉으로 가열되어 크랙이나 균열 등이 생기기 쉬워진다.

도 6(b) 는 레이저광 (9) 을 도포층 (8) 상으로부터 조사하는 상태를 나타내고 있지만, 레이저광 (9) 은 유리 기판 (2) 을 개재하여 도포층 (8) 에 조사해도 된다. 예를 들어, 봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 의 소성 시간을 단축시키기 위해서는, 레이저광 (9) 의 고출력화나 주사 속도의 고속화가 유효하다. 예를 들어, 고출력화된 레이저광 (9) 을 도포층 (8) 상으로부터 조사하면, 도포층 (8) 의 표면 부분만이 유리화될 우려가 있다. 도포층 (8) 의 표면 부분만의 유리화는, 전술한 바와 같은 여러 가지 문제를 야기한다. 이러한 점에 비해, 레이저광 (9) 을 유리 기판 (2) 측으로부터 도포층 (8) 에 조사하면, 레이저광 (9) 이 조사된 부분으로부터 유리화되었다 하더라도, 유기 바인더의 열 분해에 의해 생긴 가스를 도포층 (8) 의 표면으로부터 내보낼 수 있다. 또한, 레이저광 (9) 을 도포층 (8) 의 상하 양면으로부터 조사하는 것도 유효하다.

레이저광 (9) 의 조사 스폿의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 레이저광 (9) 의 조사 스폿은 일반적으로는 원형이지만, 원형에 한정되지 않는다. 레이저광 (9) 의 조사 스폿은, 도포층 (8) 의 폭 방향이 단직경이 되는 타원형으로 해도 된다. 조사 스폿을 타원형으로 정형한 레이저광 (9) 에 의하면, 도포층 (8) 에 대한 레이저광 (9) 의 조사 면적을 확대할 수 있고, 또한 레이저광 (9) 의 주사 속도를 빠르게 할 수 있다. 이들에 의해, 도포층 (8) 의 소성 시간을 단축시키는 것이 가능해진다.

레이저광 (9) 에 의한 도포층 (8) 의 소성 공정은, 꼭 도포층 (8) 의 막두께에 한정되는 것은 아니지만, 소성 후의 두께 (봉착 재료층 (7) 의 두께) 가 20 ㎛ 이하가 되는 막두께를 갖는 도포층 (8) 에 대하여 유효하다. 봉착 재료층 (7) 은 20 ㎛ 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 소성 후의 두께가 20 ㎛ 를 초과하는 막두께를 갖는 도포층 (8) 에서는, 레이저광 (9) 으로 도포층 (8) 전체를 균일하게 가열할 수 없을 우려가 있다. 이러한 경우에는, 도포층 (8) 의 표면 부분만이 용융되어 유리화되어, 유기 바인더나 그 열 분해 가스의 제거성이 저하되기 쉽다. 봉착 재료층 (7) 의 두께는 실용적으로는 5 ㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

이 실시형태에 의한 봉착 재료층 (7) 의 형성 공정에서는, 봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 에 소성용 레이저광 (9) 을 조사하여 선택적으로 가열하고 있다. 이 때문에, 제 2 유리 기판 (2) 의 표면 (2a) 에 컬러 필터 등의 유기 수지막, 또 소자막 등이 형성되어 있는 경우에 있어서도, 유기 수지막이나 소자막 등에 열 손상을 주지 않고, 봉착 재료층 (7) 을 양호하게 형성할 수 있다. 또한, 유기 바인더의 제거성도 우수하기 때문에, 봉착성이나 신뢰성 등이 우수한 봉착 재료층 (7) 을 얻을 수 있다.

또 당연하지만, 소성용 레이저광 (9) 에 의한 봉착 재료층 (7) 의 형성 공정은, 제 2 유리 기판 (2) 의 표면 (2a) 에 유기 수지막이나 소자막 등이 형성되어 있지 않은 경우에도 적용 가능하고, 그와 같은 경우에도 봉착성이나 신뢰성 등이 우수한 봉착 재료층 (7) 을 얻을 수 있다. 또한, 레이저광 (9) 에 의한 소성 공정은, 종래의 가열로에 의한 소성 공정에 비해 에너지 소비량이 적고, 또 제조 공수나 제조 비용의 삭감에 기여한다. 따라서, 에너지 절약이나 비용 삭감 등의 관점에서도, 레이저광 (9) 에 의한 봉착 재료층 (7) 의 형성 공정은 유효하다.

그런데, 봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 을 따라서 레이저광 (9) 을 조사하여 소성하는 경우, 도포층 (8) 에서의 레이저광 (9) 의 조사 개시 위치와 조사 종료 위치는 겹치게 된다. 봉착 유리의 용융시에서의 유동성이나 레이저광 (9) 의 조사 조건에 따라서는, 레이저광 (9) 의 조사 종료시에 봉착 유리가 표면 장력이나 공극 감소 등에서 기인하여 수축하고, 이에 따라 조사 종료 위치에 갭 (간극) 이 생기는 경우가 있다. 갭을 갖는 봉착 재료층 (7) 이라 하더라도, 봉착 공정의 조건 설정이나 공정 설정 (예를 들어 예열) 등에 의해 기밀 봉지할 수 있지만, 봉착 공정이 번잡해짐으로써 제조 공수나 제조 비용이 증가할 우려가 있다.

이러한 점에 대해서는, 레이저광 (9) 의 조사 종료시에서의 봉착 유리의 유동성을 높이는 것이 유효하다. 봉착 유리의 유동성을 높이기 위한 구체적인 수법으로는, (1) 레이저광 (9) 의 조사 개시 시기와 조사 종료 시기의 출력 밀도를 높인다, (2) 레이저광 (9) 으로서 적어도 1 쌍의 레이저광을 사용하여, 조사 개시 시기와 조사 종료 시기에서 2 개의 레이저광을 서로 겹치게 한다, (3) 봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 에 뒷받침판을 적층하여, 이 상태에서 레이저광 (9) 을 조사한다, 등을 들 수 있다.

봉착 재료층 (7) 에 생기는 갭의 억제 방법은 봉착 유리의 유동성을 높이는 방법에 한정되지 않는다. 봉착 유리의 유동성을 높이는 방법 이외의 갭의 억제 방법으로는, 갈바노 스캐너 등을 이용한 동시 가열 방식을 들 수 있다. 갈바노 스캐너에 의하면, 봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 전체를 동시에 일정하게 가열할 수 있으므로, 갭의 발생을 방지할 수 있다.

전술한 수법 (1) 에서는, 레이저광 (9) 의 조사 개시 시기 및 조사 종료 시기에서의 출력 밀도가, 레이저광 (9) 의 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 을 따른 주사 조사 시기 (조사 개시 시기 및 조사 종료 시기를 제외함) 에서의 출력 밀도보다 높아지도록, 레이저광 (9) 의 출력 밀도를 제어한다. 프레임 형상의 도포층 (8) 을 따라서 조사한 레이저광 (9) 이 조사 종료 위치에 도달할 때, 조사 개시 위치의 봉착 유리는 이미 냉각되어 있기 때문에, 레이저광 (9) 으로 가열 용융된 봉착 유리의 유동성보다 표면 장력이 큰 것에서 기인하여, 레이저광 (9) 의 조사 종료 위치에서 봉착 유리가 수축하여 갭이 생기는 것으로 생각된다.

이러한 점에 대하여, 조사 종료 시기에 레이저광 (9) 을 고출력화하여 봉착 유리의 유동성을 높임으로써, 조사 종료 위치에서의 봉착 유리의 수축을 억제할 수 있다. 또한, 레이저광 (9) 의 조사 개시 시기에 있어서도 고출력화하여, 봉착 유리 (유리 프릿) 의 유리화를 향상시킴으로써, 레이저광 (9) 의 조사 종료 시기에서의 봉착 유리의 수축을 한층 더 억제할 수 있다. 이들에 의해, 레이저광 (9) 의 조사 종료 위치에서의 갭 (간극) 의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

수법 (1) 에 적용되는 레이저 소성 장치의 일례를 도 7 및 도 8 에 나타낸다. 도 7 및 도 8 은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치를 나타내는 것이다. 이들 도면에 나타내는 레이저 소성 장치 (봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치) (21) 는, 봉착 재료 페이스트의 프레임 형상 도포층 (8) 을 갖는 유리 기판 (2) (도 7 및 도 8 에서는 도시하지 않음) 이 재치되는 시료대 (22) 와, 레이저 광원 (23) 과, 레이저 광원 (23) 으로부터 출사된 레이저광을 도포층 (8) 에 조사하는 레이저 조사 헤드 (24) 를 구비하고 있다.

레이저 광원 (23) 으로부터 출사되는 레이저광의 출력은, 출력 제어부 (25) 에 의해 제어된다. 출력 제어부 (25) 는, 예를 들어 레이저 광원 (23) 에 입력되는 전력을 제어함으로써 레이저광의 출력을 제어한다. 또, 출력 제어부 (25) 는 레이저 광원 (23) 으로부터 출사된 레이저광의 출력을 제어하는 출력 변조기를 갖고 있어도 된다. 여기서는 도시를 생략했지만, 레이저 조사 헤드 (24) 는 레이저 광원 (23) 으로부터 출사된 레이저광을 집광하고 소정의 조사 스폿으로 정형하여 도포층 (8) 에 조사하는 광학계를 갖고 있다. 광학계에 관해서는 후술한다.

레이저 조사 헤드 (24) 는 X 스테이지 (26) 에 의해 X 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 시료대 (22) 는 Y 스테이지 (27) 에 의해 Y 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. X 스테이지 (26) 는 Y 스테이지 (27) 의 진행 방향과 직교하는 방향으로 진행하도록 시료대 (22) 의 상측에 고정되어 있다. 레이저 조사 헤드 (24) 는 X 스테이지 (26) 에 설치되어 있다. 레이저 조사 헤드 (24) 와 시료대 (22) 의 위치 관계는, X 스테이지 (26) 및 Y 스테이지 (27) 에 의해 상대적으로 이동 가능하게 되어 있다. 즉, X 스테이지 (26) 및 Y 스테이지 (27) 에 의해, 레이저 조사 헤드 (24) 로부터 레이저광 (9) 을 프레임 형상 도포층 (8) 을 따라서 주사하면서 조사하는 것이 가능하게 되어 있다. X 스테이지 (26) 및 Y 스테이지 (27) 는 이동 기구를 구성하고 있다. X 스테이지 (26) 및 Y 스테이지 (27) 는 주사 제어부 (28) 에 의해 제어된다.

레이저 소성 장치 (21) 는, 출력 제어부 (25) 나 주사 제어부 (28) 를 종합적으로 제어하는 주제어계 (29) 를 구비하고 있다. 또한, 레이저 소성 장치 (21) 는 프레임 형상 도포층 (8) 의 소성 온도 (가열 온도) 를 측정하는 방사 온도계 (도시하지 않음) 를 구비하고 있다. 레이저 소성 장치 (21) 는, 프레임 형상 도포층 (8) 으로부터 제거된 유기 바인더가 광학계나 유리 기판 (2) 에 부착되는 것을 방지하는 흡인 노즐이나 송풍 노즐 등을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

출력 제어부 (25) 는, 레이저 조사 헤드 (24) 로부터 조사되는 레이저광 (9) 의 조사 개시 시기 및 조사 종료 시기에서의 출력 밀도가, 조사 개시 시기 및 조사 종료 시기를 제외한 레이저광 (9) 의 프레임 형상 도포층 (8) 을 따른 주사 조사 시기에서의 출력 밀도보다 높아지도록, 레이저광 (9) 의 출력을 제어하는 것이다. 도 9 에 출력 제어부 (25) 에 의한 레이저광 (9) 의 출력 밀도의 제어예를 나타낸다. 레이저광 (9) 의 출력 밀도는, 레이저광 (9) 의 조사 스폿의 면적이 일정한 경우에는 레이저광 (9) 의 출력에 의해 제어된다. 도 10 에 레이저광 (9) 의 출력의 제어예를 나타낸다.

도 9 에 나타낸 바와 같이, 우선 프레임 형상 도포층 (8) 의 조사 개시 위치에 출력 밀도 D1 (출력 P1) 의 레이저광 (9) 을 조사하여 주사를 개시한다. 조사 개시 시기 M1 동안에만 출력 밀도 D1 로 하고, 조사 개시 시기 M1 이 지난 후에는 출력 밀도를 P2 까지 저하시킨다 (레이저광 (9) 의 출력을 P2 까지 낮춘다). 이 출력 밀도 D2 (출력 P2) 의 레이저광 (9) 을 도포층 (8) 을 따라서 주사하면서 조사한다 (주사 조사 시기 M2). 그리고, 레이저광 (9) 이 조사 종료 시기 M3 에 이른 시점에서 출력 밀도를 다시 D1 까지 상승시킨다 (레이저광 (9) 의 출력을 P1 까지 높인다). 이 출력 밀도 D1 의 레이저광 (9) 을 조사 종료 위치 (조사 개시 위치와 동일 위치) 에 도달시켜 레이저광 (9) 의 조사를 종료한다.

레이저광 (9) 의 출력 밀도 D1 은, 봉착 유리의 연화 온도 (T) (℃) 에 대하여 조사 개시 시기 M1 및 조사 종료 시기 M3 에서의 도포층 (8) 의 가열 온도가 (T+350 ℃) 이상이고 (T+550 ℃) 이하의 범위가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 레이저광 (9) 의 출력 밀도 D2 는, 봉착 유리의 연화 온도 (T) (℃) 에 대하여 주사 조사 시기 M2 에서의 봉착 재료의 가열 온도가 (T+213 ℃) 이상이고 (T+480 ℃) 이하의 범위가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 레이저광 (9) 의 주사 속도는 전술한 바와 같다.

레이저광 (9) 의 출력 밀도 D1 과 출력 밀도 D2 의 비율 (D1/D2) 은 1.1 ? 3.0 이 바람직하고, 1.2 ? 2.0 이 보다 바람직하다.

조사 개시 시기 M1 및 조사 종료 시기 M3 에서의 도포층 (8) 의 온도를 (T+350 ℃) 이상으로 함으로써, 레이저광 (9) 의 조사 종료 시기 M3 에서의 봉착 유리의 수축을 재현성이 양호하게 억제할 수 있다. 단, 조사 개시 시기 M1 및 조사 종료 시기 M3 에서의 도포층 (8) 의 온도가 지나치게 높으면, 유리 기판 (2) 이나 봉착 재료층 (소성층) (7) 에 크랙이나 균열 등이 생기기 쉬워지므로, 조사 개시 시기 M1 및 조사 종료 시기 M3 에서의 도포층 (8) 의 온도는 (T+550 ℃) 이하로 하는 것이 바람직하다.

주사 조사 시기 M2 에서의 도포층 (8) 의 온도는, 유리 기판 (2) 이나 봉착 재료층 (소성층) (7) 의 크랙이나 균열을 재현성이 양호하게 억제하는 데에 있어서, 봉착 유리의 연화 온도 (T) (℃) 에 대하여 (T+213 ℃) 이상이고 (T+480 ℃) 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 조사 개시 시기 M1 및 조사 종료 시기 M3 에서의 출력 밀도 D1 과 주사 조사 시기 M2 에서의 출력 밀도 D2 의 구체적인 값은, 도포층 (8) 의 가열 온도와 레이저광 (9) 의 주사 속도를 고려하여, 전술한 200 ? 900 W/㎠ 의 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.

레이저광 (9) 의 조사 개시 시기 M1 은 조사 개시부터 5 초 이내로 하는 것이 바람직하다. 출력 밀도 D1 의 기간을 지나치게 길게 하면, 유리 기판 (2) 이나 봉착 재료층 (소성층) (7) 에 크랙이나 균열 등이 생길 우려가 높아진다. 단, 레이저광 (9) 의 조사 개시 시기 M1 이 지나치게 짧으면, 고출력 레이저광 (9) 에 의한 봉착 유리 (유리 프릿) 의 유리화를 충분히 높일 수 없다. 이 때문에, 레이저광 (9) 의 조사 개시 시기 M1 은 조사 개시부터 1 초 이상으로 하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 조사 종료 시기 M3 도 레이저광 (9) 의 조사 종료 시점을 기준으로 1 초 이상 5 초 이내의 범위로 하는 것이 바람직하다.

레이저광 (9) 의 조사 개시 시기 M1 및 조사 종료 시기 M3 은, 레이저광 (9) 의 주사 속도에 따라 설정하는 것이 바람직하다. 도 10 에 나타낸 바와 같이, 조사 개시 시기 M1 에 대응하는 출력 P1 의 레이저광 (9) 은, 조사 개시 위치부터 레이저광 (9) 의 스폿 직경의 0.1 ? 25 배의 위치까지의 거리 L1 에 대하여 조사하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 조사 종료 시기 M3 에 대응하는 출력 P1 의 레이저광 (9) 은, 조사 종료 위치를 기준으로 하여 레이저광 (9) 의 스폿 직경의 0.1 ? 25 배의 위치부터 조사 종료 위치까지의 거리 L2 에 대하여 조사하는 것이 바람직하다. 출력 P1 의 레이저광 (9) 의 조사 범위를 거리 L1 및 거리 L2 의 범위로 함으로써, 봉착 재료층 (7) 의 갭의 발생을 재현성이 양호하게 억제하는 것이 가능해진다.

여기서는 레이저광 (9) 의 출력 밀도를 제어함으로써, 조사 개시 시기 M1 및 조사 종료 시기 M3 에서의 도포층 (8) 의 가열 온도를 주사 조사 시기 M2 에서의 도포층 (8) 의 가열 온도보다 높게 설정하고 있지만, 예를 들어 조사 개시시 및 조사 종료시에 레이저광 (9) 을 일정 지점 (조사 개시 위치 및 조사 종료 위치/동일 위치) 에 일정 시간 계속 조사하는 것에 의해서도, 조사 개시 시기 M1 및 조사 종료 시기 M3 에서의 도포층 (8) 의 가열 온도를 주사 조사 시기 M2 에서의 도포층 (8) 의 가열 온도보다 높게 할 수 있다. 이와 같이, 레이저광 (9) 의 주사 속도로 제어하는 것에 의해서도 마찬가지로 갭의 발생을 억제할 수 있다.

또, 봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 에 조사하는 레이저광 (9) 은 1 개에 한정되지 않고, 복수의 레이저광 (9) 을 도포층 (8) 에 조사해도 된다. 도 11 은 2 개의 레이저광 (9A, 9B) 에 의한 주사예를 나타내고 있다. 2 개의 레이저광 (9A, 9B) 을 사용하는 경우, 도포층 (8) 을 2 개의 영역으로 분할한다. 2 개의 영역이 인접하는 부분에 조사 개시 위치와 조사 종료 위치를 설정한다. 각 영역의 조사 개시 위치와 조사 종료 위치가 반대가 되도록 한다. 그리고, 각 영역의 조사 개시 위치부터 다른 영역의 조사 개시 위치와 동일 위치가 되는 조사 종료 위치까지 레이저광 (9A, 9B) 을 주사하면서 조사한다. 3 개 이상의 레이저광을 사용하는 경우도 마찬가지이다.

다음으로, 수법 (2) 에 관해 설명한다. 도 12 및 도 13 에 수법 (2) 에 적용되는 레이저 소성 장치의 일례를 나타낸다. 도 12 및 도 13 은 제 2 실시형태에 의한 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치를 나타내는 것이다. 이들 도면에 나타내는 레이저 소성 장치 (봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치) (31) 는, 봉착 재료 페이스트의 프레임 형상 도포층 (8) 을 갖는 유리 기판 (2) (도 12 및 도 13 에서는 도시하지 않음) 이 재치되는 시료대 (32) 와, 레이저 광원 (33) 과, 레이저 광원 (33) 으로부터 출사된 레이저광을 도포층 (8) 에 조사하는 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (1 쌍의 레이저 조사 헤드) (34A, 34B) 를 구비하고 있다.

여기서는 도시를 생략했지만, 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 는, 각각 레이저 광원 (33) 으로부터 출사된 레이저광을 집광하고, 소정의 조사 스폿으로 정형하여 도포층 (8) 에 조사하는 광학계를 갖고 있다. 광학계에 관해서는 이후에 상세히 설명한다. 레이저 광원 (33) 으로부터 출사된 레이저광은, 예를 들어 도시를 생략한 분파기를 통해 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 에 보내어진다. 또, 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 의 수에 따른 레이저 광원 (33) 을 사용해도 된다.

레이저 광원 (33) 으로부터 출사되는 레이저광의 출력은, 출력 제어부 (35) 에 의해 제어된다.

출력 제어부 (35) 는, 예를 들어 레이저 광원 (33) 에 입력되는 전력을 제어함으로써 레이저광의 출력을 제어한다. 또, 출력 제어부 (35) 는 레이저 광원 (33) 으로부터 출사된 레이저광의 출력을 제어하는 출력 변조기를 갖고 있어도 된다. 레이저광의 출력은, 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 에 따라 개별적으로 제어하도록 해도 된다.

제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 는 X 스테이지 (36) 에 의해 X 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 시료대 (32) 는 Y 스테이지 (37) 에 의해 Y 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 와 시료대 (32) 의 위치 관계는, X 스테이지 (36) 와 Y 스테이지 (37) 에 의해 상대적으로 이동 가능하게 되어 있다. X 스테이지 (36) 와 Y 스테이지 (37) 는 이동 기구를 구성하고 있다.

제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 는, 각각 X 스테이지 (36) 에 설치되어 있다. X 스테이지 (36) 는, 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 를 Y 스테이지 (37) 의 진행 방향과 직교하는 방향으로 진행시키도록 시료대 (32) 의 상측에 고정되어 있다. 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 는 유리 기판 (2) 의 상하에 설치해도 된다. X 스테이지 (36) 와 Y 스테이지 (37) 는 주사 제어부 (38) 에 의해 제어된다. 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 는 수직 방향이 아니라, 이들로부터 프레임 형상 도포층 (8) 에 조사되는 레이저광 (9A, 9B) 이 프레임 형상 도포층 (8) 상에서 겹치도록 경사 방향으로 설치되어 있다. 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 는 X 방향으로 경사져 있다.

도 12 및 도 13 에서는 시료대 (32) 를 Y 스테이지 (37) 에서 이동시키는 구성을 나타내고 있지만, 이동 기구의 구성은 이것에 한정되지 않는다. 도 14 및 도 15 는 고정된 시료대 (32) 의 상측에 배치되는 X 스테이지 (36) 를 2 개의 Y 스테이지 (37A, 37B) 에서 Y 방향으로 이동시키는 구성을 나타내고 있다. 이와 같이, 이동 기구는 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 를 X 방향으로 이동시키는 X 스테이지 (36) 를 2 개의 Y 스테이지 (37A, 37B) 에서 Y 방향으로 이동시키도록 구성하는 것도 가능하다.

제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 는, 도 16, 도 17 및 도 18 에 나타낸 바와 같이, 2 개의 X 스테이지 (36A, 36B) 에 설치해도 된다. 제 1 및 제 2 X 스테이지 (36A, 36B) 는 X 방향에 대하여 평행하게 배치되어 있다. 이 경우, 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 는 X 방향에 대하여 직교하는 방향으로 경사시킨다. 모든 구성에서, 레이저광 (9A, 9B) 을 조사 개시 위치 및 조사 종료 위치에서 겹치게 함과 함께, 각각 프레임 형상 도포층 (8) 을 따라서 주사하면서 조사하는 것이 가능하게 되어 있다.

레이저 소성 장치 (31) 는, 출력 제어부 (35) 나 주사 제어부 (38) 를 종합적으로 제어하는 주제어계 (39) 를 구비하고 있다. 또한, 레이저 소성 장치 (31) 는 프레임 형상 도포층 (8) 의 소성 온도 (가열 온도) 를 측정하는 방사 온도계 (도시하지 않음) 를 구비하고 있다. 레이저 소성 장치 (31) 은, 프레임 형상 도포층 (8) 으로부터 제거된 유기 바인더가 광학계나 유리 기판 (2) 에 부착되는 것을 방지하는 흡인 노즐이나 송풍 노즐 등을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

주사 제어부 (38) 는, 제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 중의 적어도 일방을, 이들이 겹치는 조사 개시 위치부터 조사 종료 위치까지, 프레임 형상 도포층 (8) 을 따라서 주사하면서 조사하도록, X 스테이지 (36) 및 Y 스테이지 (37) (이동 기구) 를 제어한다. 제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 중의 일방만을 주사하는 경우에는, 일방의 레이저 조사 헤드는 조사 개시 위치를 계속 조사하도록 고정된다. 또는, X 스테이지의 동작과 레이저 조사 헤드에 의한 레이저광의 조사 방향을 제어함으로써, 일방의 레이저광이 조사 개시 위치를 계속 조사하도록 구성해도 된다.

수법 (2) 에 있어서는, 우선 제 1 레이저광 (9A) 과 제 2 레이저광 (9B) 을, 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 의 조사 개시 위치에 겹치도록 조사한다. 이어서, 제 1 레이저광 (9A) 과 제 2 레이저광 (9B) 중의 적어도 일방을 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 을 따라서 주사하면서 조사한다. 그리고, 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 의 조사 종료 위치에서 제 1 레이저광 (9A) 과 제 2 레이저광 (9B) 을 겹치게 하고, 이 상태에서 레이저광 (9A, 9B) 의 조사를 종료한다.

전술한 바와 같이, 레이저광의 조사 종료시에 봉착 유리가 수축함으로써, 조사 종료 위치에 갭이 생기는 것으로 생각된다. 이러한 점에 대하여, 제 1 레이저광 (9A) 과 제 2 레이저광 (9B) 을 조사 개시 위치 및 조사 종료 위치에 동시에 조사함으로써, 가열 용융되어 유동한 상태의 봉착 유리가 융합된다. 따라서, 봉착 유리가 도중에 끊기는 것에 의한 갭 (간극) 의 발생을 억제하는 것이 가능해진다. 이 때의 도포층 (8) 의 가열 온도는, 제 1 레이저광 (9A) 과 제 2 레이저광 (9B) 이 겹치는 부분을 포함해서, 봉착 유리의 연화 온도 (T) (℃) 에 대하여 (T+213 ℃) 이상이고 (T+480 ℃) 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다.

제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 을 조사했을 때의 도포층 (8) 의 온도가 (T+480 ℃) 를 초과하면, 유리 기판 (2) 이나 봉착 재료층 (소성층) (7) 에 크랙이나 균열 등이 생기기 쉬워진다. 제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 을 조사했을 때의 도포층 (8) 의 온도가 (T+213 ℃) 미만이면, 도포층 (8) 전체를 균일하게 용융시킬 수 없다. 제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 이 동시에 조사되는 부분과 일방만이 조사되는 부분의 가열 온도는 동일해도 되고, 또 상기 범위 내에서 동시 조사 부분의 가열 온도가 높아지도록 레이저광 (9A, 9B) 의 출력을 제어해도 된다. 그 경우의 설정 온도는 수법 (1) 과 동일하게 하는 것이 바람직하다. 레이저광 (9A, 9B) 의 주사 속도는 전술한 바와 같다.

제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 은, 적어도 일방이 프레임 형상의 도포층 (8) 을 따라서 주사된다. 도 19 는 제 1 레이저광 (9A) 을 조사 개시 위치 (S) 에 계속 조사함과 함께, 제 2 레이저광 (9B) 을 조사 개시 위치 (S) 부터 조사 종료 위치 (조사 개시 위치와 동일 위치) (F) 까지 프레임 형상의 도포층 (8) 을 따라서 주사하면서 조사하는 예를 나타내고 있다. 우선, 제 1 레이저광 (9A) 과 제 2 레이저광 (9B) 을 조사 개시 위치 (S) 에서 겹치도록 조사한다. 제 1 레이저광 (9A) 은 조사 개시 위치 (S) 를 계속 조사하는 데에 비해, 제 2 레이저광 (9B) 은 조사 개시 위치 (S) 부터 조사 종료 위치 (F) 까지 도포층 (8) 을 따라서 주사된다.

제 2 레이저광 (9B) 은 조사 종료 위치 (F) (조사 개시 위치 (S) 와 동일 위치) 에서 제 1 레이저광 (9A) 과 겹치게 된다. 도포층 (8) 의 조사 개시 위치 (S) 에는 제 1 레이저광 (9A) 이 계속 조사되고 있기 때문에, 그 부분의 봉착 유리는 가열 용융 상태가 유지되고 있다. 이 때문에, 제 2 레이저광 (9B) 으로 가열 용융된 봉착 유리와 제 1 레이저광 (9A) 으로 가열 용융 상태가 유지되고 있는 봉착 유리가 각각 유동 상태로 융합되게 된다. 따라서, 용융ㆍ냉각된 부분에 다시 레이저광이 조사됨에 따른 봉착 유리의 수축, 및 그것에 기초하는 갭의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

도 20 은 제 1 레이저광 (9A) 과 제 2 레이저광 (9B) 을, 조사 개시 위치 (S) 로부터 역방향을 향해 각각 프레임 형상의 도포층 (8) 을 따라서 조사 종료 위치 (F) 까지 주사하면서 조사하는 예를 나타내고 있다. 우선, 제 1 레이저광 (9A) 과 제 2 레이저광 (9B) 을 조사 개시 위치 (S) 에서 겹치도록 조사한다. 제 1 레이저광 (9A) 과 제 2 레이저광 (9B) 은 역방향을 향해 주사되고, 각각 독립적으로 도포층 (8) 을 따라서 조사 종료 위치 (F) 까지 주사된다. 제 1 레이저광 (9A) 과 제 2 레이저광 (9B) 은 조사 종료 위치 (F) 에서 합류하여 겹쳐진다. 따라서, 제 1 레이저광 (9A) 으로 가열 용융된 봉착 유리와 제 2 레이저광 (9B) 으로 가열 용융된 봉착 유리가 융합되므로, 조사 종료 위치 (F) 에서의 갭의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

도 19 에 나타낸 바와 같이, 제 2 레이저광 (9B) 만을 주사하는 경우, 제 1 레이저광 (9A) 과 제 2 레이저광 (9B) 이 겹치는 부분의 온도는, 정점 (定點) 조사인 제 1 레이저광 (9A) 의 출력 밀도를 용융 상태를 유지할 수 있을 정도로 낮춤으로써 소정 범위 내로 제어할 수 있다. 제 2 레이저광 (9B) 의 출력 밀도는, 단독으로 도포층 (8) 을 용융할 수 있는 범위로 제어된다. 이러한 제 2 레이저광 (9B) 과 제 1 레이저광 (9A) 을 동시 조사한 경우에 있어서도, 동시 조사 지점의 온도가 소정의 온도 범위를 초과하지 않도록 제 1 레이저광 (9A) 의 출력 밀도를 제어한다. 또, 제 2 레이저광 (9B) 의 출력 밀도를 조사 개시 부근 및 조사 종료 부근만 저하시키도록 제어해도 된다.

도 20 에 나타낸 바와 같이, 제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 을 주사하는 경우에는, 각각 단독으로 도포층 (8) 을 용융시키는 것이 가능한 출력 밀도로 제어한다. 제 1 레이저광 (9A) 과 제 2 레이저광 (9B) 이 동시 조사되는 부분의 온도가 소정 범위를 초과할 우려가 있는 경우에는, 적어도 일방의 레이저광의 출력 밀도를 조사 개시 부근 및 조사 종료 부근만 저하시키도록 제어한다. 제 1 레이저광 (9A) 과 제 2 레이저광 (9B) 의 출력 밀도는 동시에 변조시켜도 되고, 일방만을 변조시켜도 된다. 제 1 레이저광 (9A) 과 제 2 레이저광 (9B) 의 출력 밀도를 변조시키는 경우, 시간차를 부여하여 변조시키도록 해도 된다.

봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 에 조사하는 레이저광 (9A, 9B) 은 1 쌍에 한정되지 않고, 복수 쌍의 레이저광을 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 봉착 재료 페이스트의 프레임 형상 도포층 (8) 을 레이저광의 쌍수 (페어 수) 에 대응시켜 복수의 영역으로 분할한다. 일방의 레이저광만을 주사하는 경우에는, 복수의 영역이 인접하는 부분에 각각 각 영역 내의 조사 개시 위치와 조사 종료 위치를 설정한다. 복수 쌍의 레이저광 중의 각각 일방의 레이저광을 조사 개시 위치에 계속 조사함과 함께, 각각 타방의 레이저광을 각 영역 내의 조사 개시 위치부터 조사 종료 위치까지 프레임 형상 도포층 (8) 을 따라서 주사하면서 조사한다. 주사한 레이저광을 조사 종료 위치에서 조사 개시 위치를 조사하고 있는 다른 쌍의 레이저광과 겹치게 한다.

또, 1 쌍의 레이저광을 모두 주사하는 경우에도, 레이저광의 쌍수 (페어 수) 에 대응시켜 프레임 형상 도포층 (8) 을 복수의 영역으로 분할한다. 복수의 영역의 중간 부분에 각각 조사 개시 위치를 설정함과 함께, 복수의 영역이 인접하는 부분에 각각 조사 종료 위치를 설정한다. 복수 쌍의 레이저광을 각각 복수의 영역의 조사 개시 위치에 조사한다. 각 쌍의 레이저광을 각각 조사 개시 위치로부터 역방향을 향해 프레임 형상 도포층을 따라서 조사한다. 각 레이저광을 조사 종료 위치에서 다른 쌍의 레이저광과 겹치게 한다.

도 21 은 2 쌍의 레이저광 (제 1 쌍의 레이저광 (91A, 91B) 과 제 2 쌍의 레이저광 (92A, 92B)) 을 이용한 경우의 주사예를 나타내고 있다. 우선, 도포층 (8) 을 제 1 및 제 2 영역 (8A, 8B) 으로 분할한다. 각 영역 (8A, 8B) 의 중간 부분에 각각 조사 개시 위치 (S1, S2) 를 설정함과 함께, 복수의 영역 (8A, 8B) 이 인접하는 부분에 각각 조사 종료 위치 (F1, F2) 를 설정한다. 조사 종료 위치 (F1) 는 제 1 쌍에서의 제 1 레이저광 (91A) 과 제 2 쌍에서의 제 1 레이저광 (92A) 의 조사 종료 위치가 된다. 조사 종료 위치 (F2) 는 제 1 쌍에서의 제 2 레이저광 (91B) 과 제 2 쌍에서의 제 2 레이저광 (92B) 의 조사 종료 위치가 된다.

제 1 쌍의 레이저광 (91A, 91B) 은 각각 조사 개시 위치 (S1) 에서 겹치도록 조사되고, 각각 조사 개시 위치 (S1) 로부터 역방향을 향해 프레임 형상 도포층 (8) 을 따라서 주사된다. 제 2 쌍의 레이저광 (92A, 92B) 도 마찬가지이며, 각각 조사 개시 위치 (S2) 를 조사한 후, 각각 조사 개시 위치 (S2) 로부터 역방향을 향해 프레임 형상 도포층 (8) 을 따라서 주사된다. 그리고, 제 1 쌍에서의 제 1 레이저광 (91A) 과 제 2 쌍에서의 제 1 레이저광 (92A) 은 조사 종료 위치 (F1) 에서 겹친다. 제 1 쌍에서의 제 2 레이저광 (91B) 과 제 2 쌍에서의 제 2 레이저광 (92B) 은 조사 종료 위치 (F2) 에서 겹친다.

도 22 는 4 쌍의 레이저광 (제 1 쌍의 레이저광 (91A, 91B), 제 2 쌍의 레이저광 (92A, 92B), 제 3 쌍의 레이저광 (93A, 93B) 및 제 4 쌍의 레이저광 (94A, 94B)) 을 이용한 경우의 주사예를 나타내고 있다. 4 쌍의 레이저광을 이용한 경우에는, 도포층 (8) 을 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 영역 (8A, 8B, 8C, 8D) 으로 분할한다. 각 영역 (8A, 8B, 8C, 8D) 의 중간 부분에 각각 조사 개시 위치 (S1, S2, S3, S4) 를 설정함과 함께, 복수의 영역 (8A, 8B, 8C, 8D) 이 인접하는 부분에 각각 조사 종료 위치 (F1, F2, F3, F4) 를 설정한다. 각 쌍의 레이저광의 주사는 2 쌍의 레이저광을 이용한 경우와 동일하게 실시되어, 인접하는 쌍의 레이저광과 조사 종료 위치에서 겹치게 한다. 이와 같이, 복수 쌍의 레이저광을 사용함으로써, 프레임 형상 도포층 (8) 의 소성 시간을 단축시킬 수 있다.

다음으로, 수법 (3) 에 관하여 설명한다. 수법 (3) 에 있어서는, 봉착 유리에 대하여 박리성을 갖는 뒷받침판을 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 상에 배치하고, 이 상태에서 도포층 (8) 에 유리 기판 (2) 측으로부터 레이저광 (9) 을 조사한다. 뒷받침판이 투광성을 갖는 경우에는, 뒷받침판측으로부터 레이저광 (9) 을 조사해도 된다. 봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 상에 뒷받침판을 배치함으로써, 이들 사이에 생기는 반데르발스의 힘이나 표면 마찰 등에 의해 용융된 봉착 유리의 유동이 저해되어, 레이저광 (9) 의 조사 개시 위치와 조사 종료 위치 사이에 간극이 생기기 어려워진다. 이 때문에, 조사 종료 위치에서의 갭의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

뒷받침판으로는, 예를 들어 금속, 반도체, 비산화물계 세라믹스 (질화물계 세라믹스나 탄화물계 세라믹스 등) 로 이루어진 기판이 이용된다. 이들은 유리와의 습윤성이 나쁘기 때문에, 봉착 유리에 대하여 박리성을 나타낸다. 따라서, 봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 과 뒷받침판을 적층한 상태에서 레이저광 (9) 을 조사하더라도 뒷받침판이 봉착 재료층 (7) 에 접착되지 않는다. 즉, 건전한 봉착 재료층 (7) 을 얻을 수 있다.

전술한 봉착 재료 페이스트의 도포층 (8) 의 소성 공정에서 봉착 재료층 (7) 을 형성한 제 2 유리 기판 (2) 과, 그것과는 별도로 제작한 제 1 유리 기판 (1) 을 이용하여, 0ELD, PDP, LCD 등의 FPD, OEL 소자를 이용한 조명 장치, 색소 증감형 태양 전지와 같은 태양 전지 등의 전자 디바이스를 제작한다. 즉, 도 1(b) 에 나타낸 바와 같이, 제 1 유리 기판 (1) 과 제 2 유리 기판 (2) 을, 이들 표면 (1a, 2a) 끼리 대향하도록 봉착 재료층 (7) 을 개재하여 적층한다. 제 1 유리 기판 (1) 과 제 2 유리 기판 (2) 사이에는, 봉착 재료층 (7) 의 두께에 기초하여 간극이 형성된다.

다음으로, 도 1(c) 에 나타낸 바와 같이, 제 2 유리 기판 (2) 을 통해서 봉착 재료층 (7) 에 봉착용 레이저광 (10) 을 조사한다. 봉착용 레이저광 (10) 은 제 1 유리 기판 (1) 을 통해서 봉착 재료층 (7) 에 조사해도 된다. 봉착용 레이저광 (10) 은 프레임 형상의 봉착 재료층 (7) 을 따라서 주사하면서 조사된다. 봉착 재료층 (7) 은 레이저광 (10) 이 조사된 부분부터 순서대로 용융되고, 레이저광 (10) 의 조사 종료와 함께 급랭 고화되어 제 1 유리 기판 (1) 에 고착된다. 그리고, 봉착 재료층 (7) 의 전체 둘레에 걸쳐서 봉착용 레이저광 (10) 을 조사함으로써, 도 1(d) 에 나타낸 바와 같이 제 1 유리 기판 (1) 과 제 2 유리 기판 (2) 사이를 봉지하는 봉착층 (11) 을 형성한다.

이와 같이 하여, 제 1 유리 기판 (1) 과 제 2 유리 기판 (2) 과 봉착층 (11) 으로 구성한 유리 패널로, 제 1 유리 기판 (1) 과 제 2 유리 기판 (2) 사이에 배치된 전자 소자부 (4) 를 기밀 봉지한 전자 디바이스 (12) 를 제작한다. 이 실시형태의 유리 패널은 전자 디바이스 (12) 의 구성 부품에 한정되지 않고, 전자 부품의 봉지체 또는 진공 페어 유리와 같은 유리 부재 (건재 등) 에도 응용하는 것이 가능하다.

이 실시형태의 전자 디바이스 (12) 의 제조 공정에 의하면, 제 2 유리 기판 (2) 의 표면 (2a) 에 유기 수지막이나 소자막 등이 형성되어 있는 경우에 있어서도, 이들에 열 손상을 주지 않고, 봉착 재료층 (7) 및 봉착층 (11) 을 양호하게 형성할 수 있다. 따라서, 전자 디바이스 (12) 의 기능이나 그 신뢰성을 저하시키지 않고, 기밀 봉지성이나 신뢰성이 우수한 전자 디바이스 (12) 를 재현성이 양호하게 제작하는 것이 가능해진다.

실시예

다음으로, 본 발명의 구체적인 실시예 및 그 평가 결과에 관해 설명한다. 이하의 설명은 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 따른 형태에서의 개변이 가능하다.

(실시예 1)

Bi₂O₃ 83.2 질량%, B₂O₃ 5.6 질량%, ZnO 10.7 질량 %, Al₂O₃ 0.5 질량% 의 조성을 가지며, 평균 입경이 1 ㎛ 인 비스무트계 유리 프릿 (연화 온도 : 450 ℃) 과, 저팽창 충전재로서 평균 입경이 2 ㎛ 인 코디라이트 분말과, Fe₂O₃-Cr₂O₃-MnO-Co₂O₃ 조성을 가지며, 평균 입경이 1 ㎛ 인 레이저 흡수재를 준비했다.

상기 비스무트계 유리 프릿 72.7 체적% 와 코디라이트 분말 22.0 체적 % 와 레이저 흡수재 5.3 체적% 를 혼합하여 봉착 재료를 제작하였다. 이 봉착 재료 8O 질량% 를 비히클 20 질량% 와 혼합하여 봉착 재료 페이스트를 조제했다. 비히클은 바인더 성분으로서의 에틸셀룰로오스 (2.5 질량%) 를 테르피네올로 이루어진 용제 (97.5 질량%) 에 용해시킨 것이다.

다음으로, 무알칼리 유리 (열팽창계수 : 38×10^-7/℃) 로 이루어진 제 2 유리 기판 (치수 : 90×90×0.7 ㎜t) 을 준비하고, 이 유리 기판의 봉지 영역에 봉착 재료 페이스트를 스크린 인쇄법으로 도포한 후, 120 ℃×10 분의 조건에서 건조시켰다. 봉착 재료 페이스트는 건조후의 막두께가 20 ㎛, 선폭이 1 ㎜ 가 되도록 도포했다. 제 2 유리 기판의 표면에는 수지제 컬러 필터가 형성되어 있고, 컬러 필터에 열 손상을 주지 않고, 제 2 유리 기판의 봉지 영역에 봉착층을 형성할 필요가 있다.

이어서, 봉착 재료 페이스트의 도포층을 형성한 무알칼리 유리 기판을, 레이저 조사 장치의 샘플 홀더 상에 두께 0.5 ㎜ 의 알루미나 기판을 개재하여 배치하고, 봉착 재료 페이스트의 도포층에 파장 940 nm, 스폿 직경 1.6 ㎜, 출력 밀도 249 W/㎠ 의 레이저광 (반도체 레이저) 을 0.5 ㎜/초의 주사 속도로 조사했다. 레이저광을 조사했을 때의 도포층의 가열 온도를 방사 온도계로 측정한 결과, 도포층의 온도는 600 ℃ 였다.

이러한 조건하에서 레이저광을 조사하여 봉착 재료 페이스트의 도포층을 소성함으로써, 막두께가 12 ㎛ 인 봉착 재료층을 형성하였다. 봉착 재료층의 상태를 SEM 으로 관찰한 결과, 양호하게 유리화된 것이 확인되었다. 봉착 재료층에는 유기 바인더에서 기인하는 기포나 표면 변형의 발생도 보이지 않았다. 봉착 재료층의 잔류 카본량을 측정한 결과, 동일한 봉착 재료 페이스트의 도포층을 전기로에서 소성 (250 ℃×40 분) 했을 때의 잔류 카본량과 동등한 것이 확인되었다. 또한, 유리 기판의 표면에 형성된 컬러 필터에 열 손상 등은 발생하지 않은 것이 확인되었다.

전술한 봉착 재료 페이스트의 도포층의 레이저광에 의한 소성 공정을, 레이저광의 출력을 출력 밀도가 348 W/㎠, 448 W/㎠ 가 되도록 변경하여 실시한 결과, 각 조건하에서 양호하게 유리화된 봉착 재료층이 얻어졌다. 도포층의 온도는 673 ℃, 871 ℃ 였다. 또한, 레이저광의 출력을 저하시켜 소성 공정을 실시한 결과, 도포층의 표면만 유리화할 수 있었다. 이 때의 레이저광의 출력 밀도는 199 W/㎠, 도포층의 온도는 491 ℃ 였다. 출력을 높인 레이저광을 적용한 경우에는, 유리 기판이나 봉착 재료층에 크랙이 발생하였다. 이 때의 레이저광의 출력 밀도는 497 W/㎠, 도포층의 온도는 965 ℃ 였다.

이러한 결과로부터, 레이저광의 주사 속도를 0.5 ㎜/초로 한 경우에는, 도포층의 가열 온도는 600 ? 900 ℃ 의 범위가 바람직하다는 것을 알 수 있다. 이 도포층의 가열 온도는 봉착 유리의 연화 온도 (450 ℃) 에 대하여 +150 ℃ ? +450 ℃ 의 범위에 해당한다.

다음으로, 전술한 봉착 재료층을 갖는 제 2 유리 기판과 소자 영역 (OEL 소자를 형성한 영역) 을 갖는 제 1 유리 기판 (제 2 유리 기판과 동일한 조성, 동일한 형상의 무알칼리 유리로 이루어진 기판) 을 적층하였다. 이어서, 제 2 유리 기판을 통해서 봉착 재료층에 대하여, 파장 940 nm, 출력 60 W, 스폿 직경 1.6 ㎜ 의 레이저광 (반도체 레이저) 을 10 ㎜/s 의 주사 속도로 조사하고, 봉착 재료층을 용융 및 급랭 고화시킴으로써, 제 1 유리 기판과 제 2 유리 기판을 봉착하였다.

이와 같이 하여 제작한 유리 패널의 외관에 관해, 유리 기판이나 봉착층의 크랙이나 균열, 봉착층의 접합 상태 등을 광학 현미경으로 관찰하여 평가한 결과, 모두 양호한 것이 확인되었다. 유리 패널의 기밀성을 헬륨 리크 테스트로 측정한 결과, 양호한 기밀 상태가 얻어진 것이 확인되었다. 또, 유리 기판과 봉착층의 접합 강도를 측정한 결과, 상기 전기로에서 소성한 봉착층을 이용하여 제작한 유리 패널과 동등한 강도가 얻어진 것이 확인되었다.

(실시예 2)

봉착 재료 페이스트의 도포층에 조사하는 레이저광의 출력 밀도를 298 W/㎠, 주사 속도를 1 ㎜/초로 변경하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 봉착 재료 페이스트의 도포층의 소성 공정을 실시했다. 이 때의 도포층의 온도는 637 ℃ 였다. 이러한 조건에서 레이저광을 조사하여 봉착 재료 페이스트의 도포층을 소성함으로써, 막두께가 12 ㎛ 인 봉착 재료층을 형성하였다. 봉착 재료층의 상태를 SEM 으로 관찰한 결과, 양호하게 유리화된 것이 확인되었다. 또, 봉착 재료층에는 유기 바인더에서 기인하는 기포나 표면 변형의 발생도 보이지 않았다. 또한, 봉착 재료층의 잔류 카본량을 측정한 결과, 동일한 봉착 재료 페이스트의 도포층을 전기로에서 소성 (250 ℃×40 분) 했을 때의 잔류 카본량과 동등한 것이 확인되었다.

전술한 봉착 재료 페이스트의 도포층의 레이저 조사에 의한 소성 공정을, 레이저광의 출력을 출력 밀도가 398 W/㎠, 497 W/㎠ 가 되도록 변경하여 실시한 결과, 각 조건하에서 양호하게 유리화된 봉착 재료층이 얻어졌다. 도포층의 온도는 768 ℃, 887 ℃ 였다. 또한, 레이저광의 출력을 저하시켜 소성 공정을 실시한 결과, 도포층의 표면만 유리화할 수 있었다. 이 때의 레이저광의 출력 밀도는 249 W/㎠, 도포층의 온도는 560 ℃ 였다. 출력을 높인 레이저광을 적용한 경우에는, 유리 기판이나 봉착 재료층에 크랙이 발생하였다. 이 때의 레이저광의 출력 밀도는 547 W/㎠, 도포층의 온도는 955 ℃ 였다.

이들 결과로부터, 레이저광의 주사 속도를 1 ㎜/초로 한 경우에는, 도포층의 가열 온도는 630 ? 900 ℃ 의 범위가 바람직하다는 것을 알 수 있다. 이 도포층의 가열 온도는 봉착 유리의 연화 온도 (450 ℃) 에 대하여 +180 ℃ ? +450 ℃ 의 범위에 해당한다.

다음으로, 실시예 1 과 동일하게 하여, 봉착 재료층을 갖는 제 2 유리 기판과 소자 영역을 갖는 제 1 유리 기판을 적층한 후, 제 2 유리 기판을 통해서 봉착 재료층에 레이저광을 조사함으로써, 제 1 유리 기판과 제 2 유리 기판을 봉착하였다. 제 1 및 제 2 유리 기판은 실시예 1 과 마찬가지로 무알칼리 유리로 이루어진 것이다. 얻어진 유리 패널은 실시예 1 과 마찬가지로 외관, 기밀성, 접합 강도 등이 우수한 것이었다.

(실시예 3)

봉착 재료 페이스트의 도포층에 조사하는 레이저광의 출력 밀도를 448 W/㎠, 주사 속도를 3 ㎜/초로 변경하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 봉착 재료 페이스트의 도포층의 소성 공정을 실시했다. 이 때의 도포층의 온도는 666 ℃ 였다. 이러한 조건에서 레이저광을 조사하여 봉착 재료 페이스트의 도포층을 소성함으로써 막두께가 12 ㎛ 인 봉착 재료층을 형성하였다. 봉착 재료층의 상태를 SEM 으로 관찰한 결과, 양호하게 유리화된 것이 확인되었다. 또, 봉착 재료층에는 유기 바인더에서 기인하는 기포나 표면 변형의 발생도 보이지 않았다. 또한, 봉착 재료층의 잔류 카본량을 측정한 결과, 동일한 봉착 재료 페이스트의 도포층을 전기로에서 소성 (250 ℃×40 분) 했을 때의 잔류 카본량과 동등한 것이 확인되었다.

전술한 봉착 재료 페이스트의 도포층의 레이저 조사에 의한 소성 공정을, 레이저광의 출력을 출력 밀도가 647 W/㎠, 746 W/㎠ 가 되도록 변경하여 실시한 결과, 각 조건하에서 양호하게 유리화된 봉착 재료층이 얻어졌다. 도포층의 온도는 790 ℃, 897 ℃ 였다. 또한, 레이저광의 출력을 저하시켜 소성 공정을 실시한 결과, 도포층의 표면만 유리화할 수 있었다. 이 때의 레이저광의 출력 밀도는 398 W/㎠, 도포층의 온도는 646 ℃ 였다. 출력을 높인 레이저광을 적용한 경우에는, 유리 기판이나 봉착 재료층에 크랙이 발생하였다. 이 때의 레이저광의 출력 밀도는 846 W/㎠, 도포층의 온도는 1044 ℃ 였다.

이러한 결과로부터, 레이저광의 주사 속도를 3 ㎜/초로 한 경우에는, 도포층의 가열 온도는 660 ? 900 ℃ 의 범위가 바람직하다는 것을 알 수 있다. 이 도포층의 가열 온도는 봉착 유리의 연화 온도 (450 ℃) 에 대하여 +210 ℃ ? +450 ℃ 의 범위에 해당한다.

(실시예 4)

봉착 재료 페이스트의 도포층에 조사하는 레이저광의 출력 밀도를 497 W/㎠, 주사 속도를 5 ㎜/초로 변경하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 봉착 재료 페이스트의 도포층의 소성 공정을 실시했다. 이 때의 도포층의 온도는 663 ℃ 였다. 이러한 조건에서 레이저광을 조사하여 봉착 재료 페이스트의 도포층을 소성함으로써, 막두께가 12 ㎛ 인 봉착 재료층을 형성하였다. 봉착 재료층의 상태를 SEM 으로 관찰한 결과, 양호하게 유리화된 것이 확인되었다. 또, 봉착 재료층에는 유기 바인더에서 기인하는 기포나 표면 변형의 발생도 보이지 않았다. 또한, 봉착 재료층의 잔류 카본량을 측정한 결과, 동일한 봉착 재료 페이스트의 도포층을 전기로에서 소성 (250 ℃×40 분) 했을 때의 잔류 카본량과 동등한 것이 확인되었다.

전술한 봉착 재료 페이스트의 도포층의 레이저 조사에 의한 소성 공정을, 레이저광의 출력을 출력 밀도가 746 W/㎠, 846 W/㎠ 가 되도록 변경하여 실시한 결과, 각 조건하에서 양호하게 유리화된 봉착 재료층이 얻어졌다. 도포층의 온도는 803 ℃, 858 ℃ 였다. 또한, 레이저광의 출력을 저하시켜 소성 공정을 실시한 결과, 도포층의 표면만 유리화할 수 있었다. 이 때의 레이저광의 출력 밀도는 448 W/㎠, 도포층의 온도는 631 ℃ 였다. 출력을 높인 레이저광을 적용한 경우에는, 유리 기판이나 봉착 재료층에 크랙이 발생하였다. 이 때의 레이저광의 출력 밀도는 995 W/㎠, 도포층의 온도는 1043 ℃ 였다.

이러한 결과로부터, 레이저광의 주사 속도를 5 ㎜/초로 한 경우에는, 도포층의 가열 온도는 680 ? 900 ℃ 의 범위가 바람직하다는 것을 알 수 있다. 이 도포층의 가열 온도는 봉착 유리의 연화 온도 (450 ℃) 에 대하여 +230 ℃ ? +450 ℃ 의 범위에 해당한다.

(참고예)

봉착 재료 페이스트의 도포층에 조사하는 레이저광의 출력 밀도를 696 W/㎠, 주사 속도를 10 ㎜/초로 변경하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 봉착 재료 페이스트의 도포층의 소성 공정을 실시했다. 이러한 조건에서 레이저광을 조사하여 봉착 재료 페이스트의 도포층을 소성함으로써, 막두께가 12 ㎛ 인 봉착 재료층을 형성하였다.

얻어진 봉착 재료층의 상태를 SEM 으로 관찰한 결과, 유리화된 것은 확인되었지만, 표면에는 유기 바인더 유래의 기포에 의한 변형이 보이고, 또 내부에는 기포가 잔류하고 있는 것이 확인되었다. 이러한 봉착 재료층을 이용하여, 제 1 유리 기판과 제 2 유리 기판의 레이저 봉착 공정을 실시한 결과, 양호한 봉착 상태나 기밀성은 얻을 수 없었다. 봉착 재료 페이스트의 도포층에 조사하는 레이저광의 주사 속도를 7 ㎜/초로 한 경우에 있어서도, 대략 동일한 결과였다.

(실시예 5)

실시예 1 과 동일하게 하여, 무알칼리 유리 기판 (제 1 유리 기판) 상에 봉착 재료 페이스트의 도포층을 형성하였다. 이러한 유리 기판을 실시예 1 과 동일한 레이저 조사 장치의 샘플 홀더 상에 두께 0.5 ㎜ 의 알루미나 기판을 개재하여 배치했다. 이어서, 봉착 재료 페이스트의 도포층에 파장 808 nm, 출력 밀도 194 W/㎠ 의 제 1 레이저광을 정점 조사하고, 동시에 파장 940 nm, 출력 밀도 298 W/㎠ 의 제 2 레이저광을 동일 위치에 조사하고, 또한 제 2 레이저광을 1 ㎜/초의 주사 속도로 도포층을 따라서 조사했다. 제 2 레이저광은 제 1 레이저광의 조사 위치와 겹치는 시점에서 조사를 종료했다.

제 1 레이저광은 정점 조사시에 도포층의 가열 온도가 637 ℃ 가 되는 것이다. 제 2 레이저광은 1 ㎜/초로 주사했을 때 도포층의 가열 온도가 637 ℃ 가 되는 것이다. 동시 조사시의 도포층의 가열 온도는 910 ℃ 이다. 이러한 2 개의 레이저광을 사용하여 봉착 재료 페이스트의 도포층을 소성함으로써, 막두께가 12 ㎛ 인 봉착 재료층을 형성하였다. 봉착 재료층의 상태를 SEM 으로 관찰한 결과, 양호하게 유리화된 것이 확인되었다. 또한, 조사 종료 위치에 갭은 생기지 않은 것이 확인되었다.

다음으로, 실시예 1 과 동일하게 하여, 봉착 재료층을 갖는 제 2 유리 기판과 소자 영역을 갖는 제 1 유리 기판을 적층한 후, 제 2 유리 기판을 통해서 봉착 재료층에 레이저광을 조사함으로써, 제 1 유리 기판과 제 2 유리 기판을 봉착하였다. 얻어진 유리 패널은 실시예 1 과 마찬가지로 외관, 기밀성, 접합 강도 등이 우수한 것이었다.

(실시예 6)

실시예 1 과 동일하게 하여, 무알칼리 유리 기판 (제 1 유리 기판) 상에 봉착 재료 페이스트의 도포층을 형성하였다. 이러한 유리 기판을 실시예 1 과 동일한 레이저 조사 장치의 샘플 홀더 상에 두께 0.5 ㎜ 의 알루미나 기판을 개재하여 배치했다. 이어서, 봉착 재료 페이스트의 도포층에 파장 808 nm, 출력 밀도 199 W/㎠ 의 제 1 레이저광을 정점 조사하고, 동시에 파장 940 nm, 출력 밀도 448 W/㎠ 의 제 2 레이저광을 동일 위치에 조사하고, 또한 제 2 레이저광을 3 ㎜/초의 주사 속도로 도포층을 따라서 조사했다. 제 2 레이저광은 제 1 레이저광의 조사 위치와 겹치는 시점에서 조사를 종료했다.

제 1 레이저광은 정점 조사시에 도포층의 가열 온도가 680 ℃ 가 되는 것이다. 제 2 레이저광은 3 ㎜/초로 주사했을 때 도포층의 가열 온도가 680 ℃ 가 되는 것이다. 동시 조사시의 도포층의 가열 온도는 930 ℃ 이다. 이러한 2 개의 레이저광을 사용하여 봉착 재료 페이스트의 도포층을 소성함으로써, 막두께가 12 ㎛ 인 봉착 재료층을 형성하였다. 봉착 재료층의 상태를 SEM 으로 관찰한 결과, 양호하게 유리화된 것이 확인되었다. 또한, 조사 종료 위치에 갭은 생기지 않은 것이 확인되었다.

(실시예 7)

실시예 1 과 동일하게 하여, 무알칼리 유리 기판 (제 1 유리 기판) 상에 봉착 재료 페이스트의 도포층을 형성하였다. 이러한 유리 기판을 실시예 1 과 동일한 레이저 조사 장치의 샘플 홀더 상에 두께 0.5 ㎜ 의 알루미나 기판을 개재하여 배치했다. 이어서, 봉착 재료 페이스트의 도포층에 파장 808 nm, 출력 밀도 224 W/㎠ 의 제 1 레이저광을 정점 조사하고, 동시에 파장 940 nm, 출력 밀도 497 W/㎠ 의 제 2 레이저광을 동일 위치에 조사하고, 또한 제 2 레이저광을 5 ㎜/초의 주사 속도로 도포층을 따라서 조사했다. 제 2 레이저광은 제 1 레이저광의 조사 위치와 겹치는 지점에서 조사를 종료했다.

제 1 레이저광은 정점 조사시에 도포층의 가열 온도가 700 ℃ 가 되는 것이다. 제 2 레이저광은 5 ㎜/초로 주사했을 때 도포층의 가열 온도가 663 ℃ 가 되는 것이다. 동시 조사시의 도포층의 가열 온도는 930 ℃ 이다. 이러한 2 개의 레이저광을 사용하여 봉착 재료 페이스트의 도포층을 소성함으로써, 막두께가 12 ㎛ 인 봉착 재료층을 형성하였다. 봉착 재료층의 상태를 SEM 으로 관찰한 결과, 양호하게 유리화된 것이 확인되었다. 또한, 조사 종료 위치에 갭은 생기지 않은 것이 확인되었다.

(실시예 8)

실시예 1 과 동일하게 하여, 무알칼리 유리 기판 (제 1 유리 기판) 상에 봉착 재료 페이스트의 도포층을 형성하였다. 이러한 유리 기판을 실시예 1 과 동일한 레이저 조사 장치의 샘플 홀더 상에 두께 0.5 ㎜ 의 알루미나 기판을 개재하여 배치했다. 이어서, 봉착 재료 페이스트의 도포층에 파장 940 nm, 출력 밀도 597 W/㎠ 의 레이저광을 1 ㎜/초의 주사 속도로 3 초간 조사한 후, 레이저광의 출력 밀도 348 W/㎠ 까지 저하시켜 동일 주사 속도로 도포층을 따라서 조사했다. 그리고, 조사 종료 위치 (조사 개시 위치와 동일 위치) 에 이르기 3 초 전에 레이저광의 출력 밀도 597 W/㎠ 까지 재상승시켜, 이 상태에서 조사 종료 위치까지 조사했다.

레이저광의 출력 밀도를 597 W/㎠ 로 했을 때의 도포층의 가열 온도는 1000 ℃ 이다. 레이저광의 출력 밀도를 348 W/㎠ 로 했을 때의 도포층의 가열 온도는 700 ℃ 이다. 이러한 출력 변조한 레이저광을 사용하여 봉착 재료 페이스트의 도포층을 소성함으로써, 막두께가 12 ㎛ 인 봉착 재료층을 형성하였다. 봉착 재료층의 상태를 SEM 으로 관찰한 결과, 양호하게 유리화된 것이 확인되었다. 또한, 조사 종료 위치에 갭은 생기지 않은 것이 확인되었다.

(실시예 9)

실시예 1 과 동일하게 하여, 무알칼리 유리 기판 (제 1 유리 기판) 상에 봉착 재료 페이스트의 도포층을 형성하였다. 실시예 1 과 동일한 레이저 조사 장치의 샘플 홀더 상에 두께 0.5 ㎜ 의 알루미나 기판 대신 두께 0.5 ㎜ 의 실리콘 기판을 배치하고, 그 위에 봉착 재료 페이스트의 도포층이 실리콘 기판과 접하도록 유리 기판을 설치했다. 이어서, 봉착 재료 페이스트의 도포층에 유리 기판측으로부터 파장 940 nm, 출력 밀도 896 W/㎠ 의 레이저광을 1 ㎜/초의 주사 속도로 도포층을 따라서 조사했다. 레이저광에 의한 도포층의 가열 온도는 860 ℃ 이다.

이와 같이 하여 형성한 봉착 재료층의 상태를 SEM 으로 관찰한 결과, 양호하게 유리화된 것이 확인되었다. 또한, 조사 종료 위치에 갭은 생기지 않은 것이 확인되었다. 또, 실시예 1 과 동일하게 하여, 봉착 재료층을 갖는 제 2 유리 기판과 소자 영역을 갖는 제 1 유리 기판을 적층한 후, 제 2 유리 기판을 통해서 봉착 재료층에 레이저광을 조사함으로써, 제 1 유리 기판과 제 2 유리 기판을 봉착한 결과, 얻어진 유리 패널은 외관, 기밀성, 접합 강도 등이 우수한 것이었다.

(실시예 10)

도 12 및 도 13 에 나타낸 레이저 소성 장치 (31) 를 이용하여, 봉착 재료 페이스트의 도포층을 소성하는 예에 관해 설명한다. 레이저 광원 (33) 으로는, 예를 들어 파장 808 nm, 최대 발진 출력 80 W 의 반도체 레이저 (LIMO 사 제조) 가 이용된다. X 스테이지 (36) 로는, 시그마 광기사 제조의 SGSP33-100(X) (최대 이동량 100 ㎜, 위치 결정 정밀도 20 ㎛) 가 이용된다. Y 스테이지 (37) 로는, SGSP33-200(X) (최대 이동량 200 ㎜, 위치 결정 정밀도 20 ㎛) 가 이용된다.

레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 는, 예를 들어 도 23 에 나타낸 바와 같이, 레이저 광원 (33) 으로부터 출사된 레이저광을 전송하는 광파이버 (코어 직경 400 ㎛, NA 0.22) (41) 와, 레이저광을 집광하여 원하는 조사 스폿으로 정형하는 집광 렌즈 (촛점 거리 100 ㎜) (42) 와, 레이저광 (9A, 9B) 의 조사 부분을 관찰하기 위한 촬상 렌즈 (43) 및 CCD 촬상 소자 (35 만 화소) (44) 와, 레이저광 (9A, 9B) 의 조사 부분으로부터의 가시광선만을 반사 (레이저광은 투과) 하여 CCD 촬상 소자 (44) 로 유도하는 다이크로익 미러 (45) 및 반사 미러 (46) 로 구성되어 있다. 또, 레이저광 (9A, 9B) 의 조사 부분의 온도를 측정하는 2 색식 방사 온도계 (치노사 제조, IR-FA) (47) 가 설치되어 있다.

도 24 는 레이저 소성 장치 (31) 에 의한 봉착 재료층의 형성 방법 (봉착 재료 페이스트의 프레임 형상 도포층의 소성 방법) 을 나타내는 플로우차트이다. 도 25 는 그 때의 레이저광의 출력 제어예이다. 이들 도면에 기초하여 프레임 형상 도포층의 소성 방법에 관해 설명한다. 준비 단계로서 실시예 1 과 동일한 순서로, 봉착 재료 페이스트의 프레임 형상 도포층을 형성한 무알칼리 유리 기판을 준비한다. 그 유리 기판을 레이저 소성 장치 (31) 의 시료대 (32) 상에 두께 0.5 ㎜ 의 알루미나 기판을 개재하여 배치한다. 유리 기판은 프레임 형상 도포층이 위가 되도록 배치된다.

우선, 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 가 초기 위치로 이동하고 (101), 제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 을 프레임 형상 도포층의 동일 지점에 각각 스폿 직경 1.6 ㎜, 출력 밀도 400 W/㎠ 로 조사한다 (102). 이 실시예에 있어서, 레이저광 (9A, 9B) 의 조사 개시 위치 (동일 지점) 는 프레임 형상 도포층의 1 변의 중점이다. 그 때의 프레임 형상 도포층의 온도는 860 ℃ 이다.

다음으로, X 스테이지 (36) 를 동작시켜, 제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 이 각각 프레임 형상 도포층 (8) 상을 주사 속도 5 ㎜/초로 멀어지도록, 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 를 이동시킨다 (103). 제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 이 조사 개시 위치로부터 0.8 ㎜ (스폿 직경의 1/2) 이동한 후에, 제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 의 출력을 각각 750 W/㎠ 로 상승시켜 조사한다 (104). 그 때의 도포층의 온도는 각각 800 ℃ 이다.

제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 이 프레임 형상 도포층의 모서리부에 도달하면 X 스테이지 (36) 의 동작을 정지시키고 (105), 대신에 Y 스테이지 (37) 를 동작시켜, 시료대 (32) 를 5 ㎜/초의 속도로 이동시킨다 (106). 이 때의 레이저광 (9A, 9B) 의 조사 조건도 750 W/㎠ 이고, 도포층의 온도는 각각 800 ℃ 이다. 제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 이 프레임 형상 도포층의 모서리부에 도달하면 Y 스테이지 (37) 의 동작을 정지시킨 후 (107), X 스테이지 (36) 를 동작시켜, 제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 이 각각 5 ㎜/초의 속도로 근접하도록, 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드 (34A, 34B) 를 이동시킨다 (108). 이 때의 레이저광 (9A, 9B) 의 조사 조건도 75O W/㎠ 이고, 도포층의 온도는 각각 800 ℃ 이다.

제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 이 접근하여, 조사 종료 위치 (조사 개시 위치와는 대향하는 프레임 형상 도포층의 1 변의 중점) 에 도달하기 전 0.6 ㎜ 의 위치에서 레이저광 (9A, 9B) 의 출력을 400 W/㎠ 로 저하시키고 (109), 조사 종료 위치에서 제 1 및 제 2 레이저광 (9A, 9B) 이 겹친 상태에서 X 스테이지 (36) 의 동작을 정지시킨다 (110). 이 때의 도포층의 온도는 860 ℃ 이다. 그 후, 레이저광 (9A, 9B) 의 조사를 정지시키고 (111), X 스테이지 (36) 및 Y 스테이지 (37) 를 원점으로 복귀시킨다 (112).

전술한 일련의 동작은 미리 프로그램되어 있어, 봉착 재료 페이스트의 도포층을 형성한 유리 기판을 시료대에 얹어 동작 버튼을 누르면, 자동적으로 전술한 모든 공정이 실시된다. 전술한 장치, 순서로 소성한 봉착 재료 페이스트의 도포층의 상태는, 전기로에서 소성한 샘플과 동등하며, 레이저 시일성도 동등하다.

본 발명은 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조, 또는 평판형 디스플레이 장치, 액정 표시 장치, 또는 색소 증감형 태양 전지 등의 전자 디바이스의 제조에 이용할 수 있다.

2009년 7월 23일에 출원된 일본 특허출원 제2009-171812호 및 2009년 11월 19일에 출원된 일본 특허출원 제2009-263540호의 명세서, 특허청구범위, 도면 및 요약서의 모든 내용을 여기에 인용하여, 본 발명의 명세서의 개시로서 도입되는 것이다.

1 : 제 1 유리 기판
1a : 표면
2 : 제 2 유리 기판
2a : 표면
3 : 소자 영역
4 : 전자 소자부
5 : 제 1 봉지 영역
6 : 제 2 봉지 영역
7 : 봉착 재료층
8 : 봉착 재료 페이스트의 도포층
9 : 소성용 레이저광
9A : 제 1 레이저광
9B : 제 2 레이저광
10 : 봉착용 레이저광
11 : 봉착층
12 : 전자 디바이스
21, 31 : 레이저 소성 장치
22, 32 : 시료대
23, 32 : 레이저 광원
24, 34A, 34B : 레이저 조사 헤드
25, 35 : 출력 제어부
26, 36 : X 스테이지
27, 37, 37A, 37B : Y 스테이지
28, 38 : 주사 제어부

Claims

봉지 영역을 갖는 유리 기판을 준비하는 공정과,
봉착 유리와 레이저 흡수재를 포함하는 봉착 재료를 유기 바인더와 혼합하여 조제한 봉착 재료 페이스트를, 상기 유리 기판의 상기 봉지 영역 상에 프레임 형상으로 도포하는 공정과,
상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따라서 레이저광을 조사하여 가열하여, 상기 도포층 내의 상기 유기 바인더를 제거하면서, 상기 봉착 재료를 소성하여 봉착 재료층을 형성하는 공정을 구비하고,
상기 봉착 유리의 연화 온도 (T) (℃) 에 대하여 상기 봉착 재료의 가열 온도가 (T+213 ℃) 이상이고 (T+480 ℃) 이하의 범위가 되도록, 상기 레이저광을 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층에 조사하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 레이저광을 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따라서 주사하면서 조사하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 레이저광을 0.1 ㎜/초 이상이고 5 ㎜/초 이하의 범위의 주사 속도로 주사하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층에 출력 밀도가 200 ? 900 W/㎠ 의 범위인 상기 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 레이저광의 조사 개시 시기 및 조사 종료 시기에서의 출력 밀도가, 상기 조사 개시 시기 및 상기 조사 종료 시기를 제외한 상기 레이저광의 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따른 주사 조사 시기에서의 출력 밀도보다 높아지도록, 상기 레이저광의 출력 밀도를 제어하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 조사 개시 시기 및 상기 조사 종료 시기에서의 상기 봉착 재료의 가열 온도가 (T+350 ℃) 이상이고 (T+550 ℃) 이하의 범위가 됨과 함께, 상기 주사 조사 시기에서의 상기 봉착 재료의 가열 온도가 (T+213 ℃) 이상이고 (T+480 ℃) 이하의 범위가 되도록, 상기 레이저광을 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따라서 조사하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 레이저광으로서 적어도 1 쌍의 레이저광을, 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층의 조사 개시 위치에 겹치도록 조사하고, 상기 적어도 1 쌍의 레이저광 중의 적어도 일방을 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따라서 주사하면서 조사한 후, 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층의 조사 종료 위치에서 2 개의 상기 레이저광을 겹치게 하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 적어도 1 쌍의 레이저광 중의 적어도 일방을 0.1 ㎜/초 이상이고 5 ㎜/초 이하의 범위의 주사 속도로 주사하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 1 쌍의 레이저광 중의 일방의 레이저광을 상기 조사 개시 위치에 계속 조사함과 함께, 타방의 레이저광을 상기 조사 개시 위치부터 상기 조사 개시 위치와 동일 위치인 상기 조사 종료 위치까지 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따라서 주사하면서 조사하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 1 쌍의 레이저광을 각각 상기 조사 개시 위치로부터 역방향을 향해 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따라서 상기 조사 종료 위치까지 주사하면서 조사하여, 상기 조사 종료 위치에서 겹치게 하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 레이저광으로서 복수 쌍의 레이저광을 준비함과 함께, 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 상기 레이저광의 쌍수에 대응시켜 복수의 영역으로 분할하고,
상기 복수의 영역이 인접하는 부분에 각각 상기 복수의 영역 내의 상기 조사 개시 위치와 상기 조사 종료 위치를 설정하고,
상기 복수 쌍의 레이저광 중의 각각 일방의 레이저광을 상기 조사 개시 위치에 계속 조사함과 함께, 각각 타방의 레이저광을 각 영역 내의 상기 조사 개시 위치부터 상기 조사 종료 위치까지 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따라서 주사하면서 조사하여, 상기 조사 종료 위치에서 상기 조사 개시 위치를 조사하고 있는 다른 쌍의 레이저광과 겹치게 하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 레이저광으로서 복수 쌍의 레이저광을 준비함과 함께, 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 상기 레이저광의 쌍수에 대응시켜 복수의 영역으로 분할하고,
상기 복수의 영역의 중간 부분에 각각 상기 조사 개시 위치를 설정함과 함께, 상기 복수의 영역이 인접하는 부분에 각각 상기 조사 종료 위치를 설정하고,
상기 복수 쌍의 레이저광을 각각 상기 복수의 영역의 상기 조사 개시 위치에 조사하고, 각 쌍의 레이저광을 상기 조사 개시 위치로부터 역방향을 향해 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따라서 조사하여, 상기 조사 종료 위치에서 다른 쌍의 레이저광과 겹치게 하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 봉착 유리에 대하여 박리성을 갖는 뒷받침판을, 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층 상에 배치한 후, 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따라서 상기 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 봉착 재료층은 20 ㎛ 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 봉착 재료는, 주석-인산계 유리 또는 비스무트계 유리로 이루어진 상기 봉착 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 봉착 재료는, Fe, Cr, Mn, Co, Ni 및 Cu 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 또는 상기 금속을 함유하는 화합물로 이루어진 상기 레이저 흡수재를 0.1 ? 10 체적% 의 범위에서 함유하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 봉착 재료는, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 규산지르코늄, 티탄산알루미늄, 멀라이트, 코디라이트, 유크립타이트, 스포듀민, 인산지르코늄계 화합물, 석영 고용체, 소다라임 유리 및 붕규산 유리에서 선택되는 적어도 1 종으로 이루어진 저팽창 충전재를 5 ? 50 체적% 의 범위에서 함유하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 방법.
봉착 유리와 레이저 흡수재를 포함하는 봉착 재료를 유기 바인더와 혼합하여 조제한 봉착 재료 페이스트의 프레임 형상 도포층을 갖는 유리 기판이 재치되는 시료대와,
레이저광을 출사하는 레이저 광원과,
상기 레이저 광원으로부터 출사된 레이저광을 상기 유리 기판의 상기 프레임 형상 도포층에 조사하는 광학계를 갖는 레이저 조사 헤드와,
상기 시료대와 상기 레이저 조사 헤드의 위치를 상대적으로 이동시키는 이동 기구와,
상기 레이저광을 상기 프레임 형상 도포층을 따라서 주사하면서 조사하도록, 상기 이동 기구를 제어하는 주사 제어부와,
상기 레이저 조사 헤드로부터 상기 프레임 형상 도포층에 조사되는 레이저광의 조사 개시 시기 및 조사 종료 시기에서의 출력 밀도가, 상기 조사 개시 시기 및 상기 조사 종료 시기를 제외한 상기 레이저광의 상기 프레임 형상 도포층을 따른 주사 조사 시기에서의 출력 밀도보다 높아지도록, 상기 레이저광의 출력을 제어하는 출력 제어부
를 구비하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치.
제 18 항에 있어서,
상기 출력 제어부는, 상기 봉착 유리의 연화 온도 (T) (℃) 에 대하여 상기 조사 개시 시기 및 상기 조사 종료 시기에서의 상기 봉착 재료의 가열 온도가 (T+350 ℃) 이상이고 (T+550 ℃) 이하의 범위가 됨과 함께, 상기 주사 조사 시기에서의 상기 봉착 재료의 가열 온도가 (T+213 ℃) 이상이고 (T+480 ℃) 이하의 범위가 되도록, 상기 레이저광의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
상기 주사 제어부는, 상기 레이저광의 주사 속도가 0.1 ㎜/초 이상이고 5 ㎜/초 이하의 범위가 되도록, 상기 이동 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치.
봉착 유리와 레이저 흡수재를 포함하는 봉착 재료를 유기 바인더와 혼합하여 조제한 봉착 재료 페이스트의 프레임 형상 도포층을 갖는 유리 기판이 재치되는 시료대와,
레이저광을 출사하는 레이저 광원과,
상기 레이저 광원으로부터 출사된 레이저광을 상기 유리 기판의 상기 프레임 형상 도포층에 조사하는 광학계를 각각 갖는 적어도 1 쌍의 레이저 조사 헤드와,
상기 적어도 1 쌍의 레이저 조사 헤드로부터 상기 프레임 형상 도포층에 조사되는 적어도 1 쌍의 레이저광의 출력을 제어하는 출력 제어부와,
상기 시료대와 상기 적어도 1 쌍의 레이저 조사 헤드의 개별 위치를 상대적으로 이동시키는 이동 기구와,
상기 적어도 1 쌍의 레이저광 중의 적어도 일방을, 상기 적어도 1 쌍의 레이저광이 겹치는 조사 개시 위치부터 조사 종료 위치까지, 상기 프레임 형상 도포층을 따라서 주사하면서 조사하도록, 상기 이동 기구를 제어하는 주사 제어부
를 구비하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치.
제 21 항에 있어서,
상기 적어도 1 쌍의 레이저 조사 헤드는, 상기 조사 개시 위치를 조사하도록 고정된 제 1 레이저 조사 헤드와, 주사 가능하게 된 제 2 레이저 조사 헤드를 구비하고,
상기 이동 기구는, 상기 제 2 레이저 조사 헤드를 X 방향으로 이동시키는 X 스테이지와, 상기 시료대를 Y 방향으로 이동시키는 Y 스테이지를 구비하고,
상기 주사 제어부는, 상기 제 2 레이저 조사 헤드로부터 조사되는 제 2 레이저광을, 상기 제 1 레이저 조사 헤드로부터 조사되는 제 1 레이저광과 겹치는 상기 조사 개시 위치부터 상기 조사 개시 위치와 동일 위치인 상기 조사 종료 위치까지, 상기 프레임 형상 도포층을 따라서 주사하면서 조사하도록, 상기 X 스테이지 및 상기 Y 스테이지를 구동시키는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치.
제 21 항에 있어서,
상기 적어도 1 쌍의 레이저 조사 헤드는, 상기 조사 개시 위치를 조사하도록 고정된 제 1 레이저 조사 헤드와, 주사 가능하게 된 제 2 레이저 조사 헤드를 구비하고,
상기 이동 기구는, 상기 제 2 레이저 조사 헤드를 X 방향으로 이동시키는 X 스테이지와, 상기 X 스테이지를 Y 방향으로 이동시키는 Y 스테이지를 구비하고,
상기 주사 제어부는, 상기 제 2 레이저 조사 헤드로부터 조사되는 제 2 레이저광을, 상기 제 1 레이저 조사 헤드로부터 조사되는 제 1 레이저광과 겹치는 상기 조사 개시 위치부터 상기 조사 개시 위치와 동일 위치인 상기 조사 종료 위치까지, 상기 프레임 형상 도포층을 따라서 주사하면서 조사하도록, 상기 X 스테이지 및 상기 Y 스테이지를 구동시키는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치.
제 21 항에 있어서,
상기 적어도 1 쌍의 레이저 조사 헤드는, 제 1 레이저 조사 헤드와 제 2 레이저 조사 헤드를 구비하고,
상기 이동 기구는, 상기 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드를 X 방향으로 이동시키는 X 스테이지와, 상기 시료대를 Y 방향으로 이동시키는 Y 스테이지를 구비하고,
상기 주사 제어부는, 상기 제 1 레이저 조사 헤드로부터 조사되는 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저 조사 헤드로부터 조사되는 제 2 레이저광을, 상기 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저광이 겹치는 상기 조사 개시 위치로부터 역방향을 향해, 상기 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저광이 겹치는 상기 조사 종료 위치까지 상기 프레임 형상 도포층을 따라서 주사하면서 조사하도록, 상기 X 스테이지 및 상기 Y 스테이지를 구동시키는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치.
제 21 항에 있어서,
상기 적어도 1 쌍의 레이저 조사 헤드는, 제 1 레이저 조사 헤드와 제 2 레이저 조사 헤드를 구비하고,
상기 이동 기구는, 상기 제 1 및 제 2 레이저 조사 헤드를 X 방향으로 이동시키는 X 스테이지와, 상기 X 스테이지를 Y 방향으로 이동시키는 Y 스테이지를 구비하고,
상기 주사 제어부는, 상기 제 1 레이저 조사 헤드로부터 조사되는 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저 조사 헤드로부터 조사되는 제 2 레이저광을, 상기 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저광이 겹치는 상기 조사 개시 위치로부터 역방향을 향해, 상기 제 1 레이저광과 상기 제 2 레이저광이 겹치는 상기 조사 종료 위치까지 상기 프레임 형상 도포층을 따라서 주사하면서 조사하도록, 상기 X 스테이지 및 상기 Y 스테이지를 구동시키는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치.
제 21 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출력 제어부는, 상기 적어도 1 쌍의 레이저광이 겹치는 상기 조사 개시 위치 및 상기 조사 종료 위치를 포함하여, 상기 봉착 유리의 연화 온도 (T) (℃) 에 대하여 상기 봉착 재료의 가열 온도가 (T+213 ℃) 이상이고 (T+480 ℃) 이하의 범위가 되도록, 상기 레이저광의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치.
제 21 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주사 제어부는, 상기 적어도 1 쌍의 레이저광의 주사 속도가 각각 0.1 ㎜/초 이상이고 5 ㎜/초 이하의 범위가 되도록, 상기 이동 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 봉착 재료층이 부착된 유리 부재의 제조 장치.
제 1 봉지 영역이 형성된 제 1 표면을 갖는 제 1 유리 기판을 준비하는 공정과,
상기 제 1 봉지 영역에 대응하는 제 2 봉지 영역이 형성된 제 2 표면을 갖는 제 2 유리 기판을 준비하는 공정과,
봉착 유리와 레이저 흡수재를 포함하는 봉착 재료를 유기 바인더와 혼합하여 조제한 봉착 재료 페이스트를, 상기 제 2 유리 기판의 상기 제 2 봉지 영역 상에 프레임 형상으로 도포하는 공정과,
상기 봉착 유리의 유리 연화 온도 (T) (℃) 에 대하여 상기 봉착 재료의 가열 온도가 (T+213 ℃) 이상이고 (T+480 ℃) 이하의 범위가 되도록, 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따라서 소성용 레이저광을 조사하여 가열하여, 상기 도포층 내의 상기 유기 바인더를 제거하면서, 상기 봉착 재료를 소성하여 봉착 재료층을 형성하는 공정과,
상기 제 1 표면과 상기 제 2 표면을 대향시키면서, 상기 봉착 재료층을 개재하여 상기 제 1 유리 기판과 상기 제 2 유리 기판을 적층하는 공정과,
상기 제 1 유리 기판 또는 상기 제 2 유리 기판을 통해서 상기 봉착 재료층에 봉착용 레이저광을 조사하고, 상기 봉착 재료층을 용융시켜 상기 제 1 유리 기판과 상기 제 2 유리 기판 사이에 형성된 전자 소자부를 봉지하는 봉착층을 형성하는 공정
을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
제 28 항에 있어서,
상기 소성용 레이저광을 0.1 ㎜/초 이상이고 5 ㎜/초 이하의 범위의 주사 속도로 주사하면서 조사하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
제 28 항에 있어서,
상기 소성용 레이저광의 조사 개시 시기 및 조사 종료 시기에서의 출력 밀도가, 상기 조사 개시 시기 및 상기 조사 종료 시기를 제외한 상기 소성용 레이저광의 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따른 주사 조사 시기에서의 출력 밀도보다 높아지도록, 상기 소성용 레이저광의 출력 밀도를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
제 28 항에 있어서,
상기 소성용 레이저광으로서 적어도 1 쌍의 레이저광을, 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층의 조사 개시 위치에 겹치도록 조사하고, 상기 적어도 1 쌍의 레이저광 중의 적어도 일방을 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따라서 주사하면서 조사한 후, 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층의 조사 종료 위치에서 2 개의 상기 레이저광을 겹치게 하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
제 28 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 봉착 유리에 대하여 박리성을 갖는 뒷받침판을, 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층 상에 배치한 후, 상기 프레임 형상의 봉착 재료 페이스트의 도포층을 따라서 상기 소성용 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.