JP2009104841A - 封止装置、封止方法、電子デバイス、および電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、レーザ光の照射によりフリットを溶融させる場合であっても変形や残留応力の発生を抑制することができる封止装置、封止方法、電子デバイス、および電子デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】レーザ光源と、被処理物を保持する保持手段と、前記保持手段に対向して設けられ、前記レーザ光源からのレーザ光が導入される照射手段と、前記保持手段と、前記照射手段と、の相対的な位置を移動させる移動手段と、を備え、前記照射手段は、前記被処理物に設けられたフリットに線状のレーザ光を集光させる光学手段を有することを特徴とする封止装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、封止装置、封止方法、電子デバイス、および電子デバイスの製造方法に関する。

有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ・液晶ディスプレイ・プラズマディスプレイ・表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（ＳＥＤ）などのフラットパネルディスプレイ 、半導体装置、放電管、ブラウン管などの電子デバイスにおいては内部に収納した電子素子や回路などを気密封止している。

例えば、フラットパネルディスプレイにおいては、２枚のガラス基板が互いに所定の間隔を開けて平行に対峙され、この２枚のガラス基板の周縁を封止することで、その内部に形成された電極や蛍光体層などを気密封止するようにしている。

このような気密封止においては、紫外線硬化樹脂などによる樹脂封止が行われているが、空気中の水分などが封止部を透過するおそれがある。そのため、水分などによる劣化が懸念されるようなもの（例えば、有機ＥＬディスプレイなど）には、気密の信頼性がより高いフリットによる封止が行われている。

ここで、フリットによる封止においては、ガラス基板の表面からフリットに向けてレーザ光を照射して溶融接合させる技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。また、フリットが充分に溶融されるように、フリット幅以上のビーム幅を有するレーザ光を照射する技術が提案されている（特許文献２を参照）。

しかしながら、特許文献１、２に開示されている技術においては、レーザ光を点状に照射してフリットを溶融させるようにしているため温度差が生じやすく、ガラス基板の変形や残留応力が発生してガラス基板の割れなどが生ずるおそれがあった。
特表２００６−５２４４１９号公報 特開２００７−２００８３９号公報

本発明は、レーザ光の照射によりフリットを溶融させる場合であっても変形や残留応力の発生を抑制することができる封止装置、封止方法、電子デバイス、および電子デバイスの製造方法を提供する。

本発明の一態様によれば、レーザ光源と、被処理物を保持する保持手段と、前記保持手段に対向して設けられ、前記レーザ光源からのレーザ光が導入される照射手段と、前記保持手段と、前記照射手段と、の相対的な位置を移動させる移動手段と、を備え、前記照射手段は、前記被処理物に設けられたフリットに線状のレーザ光を集光させる光学手段を有することを特徴とする封止装置が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、レーザ光源と、被処理物を保持する保持手段と、前記保持手段に対向して設けられ、前記レーザ光源からのレーザ光が導入される照射手段と、前記保持手段と、前記照射手段と、の相対的な位置を移動させる移動手段と、を備え、背金照射手段は、前記被処理物に設けられたフリットに線状のレーザ光を照射する走査手段を有することを特徴とする封止装置が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、対峙する部材の間に設けられたフリットに光学手段を用いて線状のレーザ光を集光させ、前記フリットを溶融させること、を特徴とする封止方法が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、対峙する部材の間に設けられたフリットに走査手段を用いて線状のレーザ光を照射し、前記フリットを溶融させること、を特徴とする封止方法が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、上記の封止装置を用いて封止された前記フリットを備えたこと、を特徴とする電子デバイスが提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、上記の封止方法により前記フリットを封止すること、を特徴とする電子デバイスの製造方法が提供される。

本発明によれば、レーザ光の照射によりフリットを溶融させる場合であっても変形や残留応力の発生を抑制することができる封止装置、封止方法、電子デバイス、および電子デバイスの製造方法が提供される。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。尚、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
また、説明の便宜上、有機ＥＬディスプレイをフリットにより封止する場合を例にとり説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る封止装置の要部を例示するための模式斜視図である。 また、図２は、比較例に係る封止装置を例示するための模式斜視図である。尚、図２中の矢印ＸＹＺは互いに直交する三方向を示しており、ＸＹは水平方向、Ｚは鉛直方向を示している。

まず、比較例に係る封止装置から説明をする。
図２に示す封止装置１００は、本発明者が発明をするに至った過程で検討を加えたものである。

封止装置１００は、封止部１１０と、レーザ光源部１２０と、制御部１３０とを備えている。封止装置１００は、例えば、有機ＥＬディスプレイの製造工程に用いられ、対峙する２枚のガラス基板Ｇ１、Ｇ２の間に設けられたフリットに向けてレーザ光を照射して、フリットにより画される空間を気密封止する。この際、対峙する２枚のガラス基板Ｇ１、Ｇ２を窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中において重ね合わせ、その状態でフリットに向けてレーザを照射するようにすることができる。そのようにすれば、フリットにより画される空間に設けられた有機ＥＬ素子などを、不活性ガス雰囲気の密閉空間内に封入することができる。そのような場合は、例えば、封止部１１０をチャンバなどの気密容器に収納し、チャンバ内を不活性ガス雰囲気とすればよい。

封止部１１０には、架台１１１と、架台１１１の上面に設けられたＸＹテーブル１１２、スタンド１１３と、が設けられている。
ＸＹテーブル１１２には、架台１１１の上面に設けられＹ方向に往復自在な図示しない取付部を有する駆動部１１２ａと、駆動部１１２ａの図示しない取付部の上に設けられＸ方向に往復自在な図示しない取付部を有する駆動部１１２ｂとが設けられている。そして、駆動部１１２ｂの図示しない取付部の上には被処理物を保持する保持手段である保持テーブル１１２ｃが設けられている。また、保持テーブル１１２ｃには、例えば、静電チャックなどが内蔵され、対峙する２枚のガラス基板のうち下側のガラス基板Ｇ２を静電気力などで保持することができるようになっている。

そのため、ＸＹテーブル１１２が、保持手段である保持テーブル１１２ｃと、後述するレーザ光の照射手段であるレーザヘッド１１５、１１５ａと、の相対的な位置を移動させるための移動手段となる。
尚、対峙する２枚のガラス基板の相互の位置がずれないように上側のガラス基板Ｇ１の周縁を保持する手段を設けるようにすることもできる。
スタンド１１３には、ホルダ１１４が設けられ、ホルダ１１４には所定の間隔で複数のレーザヘッド１１５が取り付けられている。また、照射対象の数の変更に対応できるように、予備のレーザヘッド１１５ａが設けられている。ホルダ１１４に取り付けられるレーザヘッド１１５、１１５ａ同士の間隔は、照射対象のピッチなどに合わせて調整可能となっている。また、レーザヘッド１１５、１１５ａのＺ方向位置もホルダ１１４により個別的に調整可能となっている。

レーザ光の照射手段であるレーザヘッド１１５、１１５ａは、内部に集光レンズ１１６（図３を参照）を備え、後述するレーザ光源部１２０から伝送、導入されたレーザ光を、フリットに向けて照射する。
図３は、レーザヘッドに備えられる光学手段を例示するための模式断面図である。
レーザヘッド１１５、１１５ａには、レーザ光源部１２０から伝送、導入されたレーザ光を集光させて点状の円形スポットとするための集光レンズ１１６が設けられている。そのため、照射対象であるフリット上にレーザ光を点状に集光させることができるようになっている。
レーザ光源部１２０は、例えば、半導体レーザ部１２１を備えるものとすることができる。半導体レーザ部１２１には光ファイバ１２２の受光端１２２ａが組込まれており、レーザヘッド１１５、１１５ａには光ファイバ１２２の出射端１２２ｂが組込まれている。すなわち、半導体レーザ部１２１から出射したレーザ光を光ファイバ１２２を介して各レーザヘッド１１５、１１５ａに伝送、導入可能となっている。尚、レーザの光源は、半導体レーザに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。ただし、フリットに吸収されやすい８００ｎｍ〜１２００ｎｍ程度の波長を有するレーザとすることが好ましい。そのようなものとしては、例えば、波長が８１０ｎｍの半導体レーザ、１０６４ｎｍのNd-YAGレーザなどを例示することができる。

また、レーザ光源部１２０には、半導体レーザ部１２１に電流を供給するための図示しない電源、レーザ出力を所望の値に調整するための図示しない出力調整手段、レーザのＯＮ／ＯＦＦを切り替えるための図示しないレーザ出力の切り替え手段などを適宜設けるようにすることができる。
制御部１３０は、 レーザ光源部１２０の制御（例えば、所望のレーザヘッド１１５、１１５ａへのレーザ光の出射と停止（出力の切り替え）、出力の調整など）、ＸＹテーブル１１２の動作制御を行う。

以上のように構成された封止装置１００において、制御部１３０によりレーザ光源部１２０を制御することで半導体レーザ部１２１から出射されたレーザ光は、光ファイバ１２２を介してレーザヘッド１１５に伝送、導入される。そして、レーザヘッド１１５に備えられた集光レンズ１１６により、フリット上に点状に集光するようにして照射される。

一方、制御部１３０によりＸＹテーブル１１２の動作制御を行うことで、レーザ光の照射位置を水平面内で移動させ、加熱位置の軌跡が閉ループを描くようにされる。そのため、フリット上に照射されたレーザ光によりフリットが加熱、溶融されてガラス基板Ｇ１、Ｇ２が気密に接合されるとともに、その内部にフリットで画された空間が形成される。このフリットで画された領域が画素領域となる。

ここで、封止装置１００においては、集光レンズ１１６によりレーザ光がフリット上に点状に集光するようになっている。そのため、ガラス基板Ｇ１が局所的に加熱され、ガラス基板Ｇ１の面内に温度分布が生じたり、ガラス基板Ｇ２との間で大きな温度差が生じたりするおそれがある。
図４は、温度差による影響を例示するための模式図である。
図４（ａ）、（ｂ）は、温度差による影響を例示するための模式断面図である。尚、図４（ａ）は、レーザ光の照射開始時（封止開始時）を表し、図４（ｂ）は、レーザ光の照射終了時（封止終了時）付近を表している。すなわち、図４（ａ）に示すようにフリットＦの左端においてレーザ光の照射を開始（封止を開始）し、照射位置（封止位置）を右側に移動させながら、図４（ｂ）に示すようにフリットＦの右端においてレーザ光の照射を終了（封止を終了）するようにしている。

前述したように、封止装置１００においてはレーザ光がフリットＦ上に点状に集光するようになっているため上側のガラス基板Ｇ１が局所的に加熱される。そのため、下側のガラス基板Ｇ２の温度が上がりにくく、ガラス基板Ｇ１とガラス基板Ｇ２との間で大きな温度差が生じ、上下のガラス基板の伸び寸法に差が生じる。そして、伸び寸法の差はレーザ光の照射（封止）が進むにつれて大きくなり、図４（ｂ）に示すようにレーザ光の照射終了時（封止終了時）付近においては、上下に大きな寸法差が生じたまま封止が行われてしまうことになる。
このような伸び寸法の差は、上下のガラス基板の位置ずれや反りを引き起こし、有機ＥＬディスプレイの性能が低下する要因となるおそれがある。

図４（ｃ）は、フリットの厚みにバラツキがあったり、つなぎ目があったりした場合の影響を例示するための模式断面図である。
図４（ｃ）においては、図中左側の封止済みのフリットＦ１と、右側の封止済みのフリットＦ２との間に未封止のフリットＦ３があり、フリットＦ３にレーザ光を照射して封止を行うものとしている。すなわち、フリットにつなぎ目部分があり、つなぎ目右側のフリットＦ２の厚みより、左側のフリットＦ１の厚みの方が厚い場合を例示するものである。

このような場合において、点状に集光するレーザ光によりフリットＦ３の溶融、封止を行うと、前述の温度差による影響に加えて、フリットの厚みの差の影響をも受ける。その結果、図４（ｄ）に示すように、レーザ光の照射終了（封止終了）付近において封止不良（封止の途切れ）が生ずるおそれがある。
このような封止不良（封止の途切れ）は、水分などによる有機素子の劣化の要因となるおそれがある。

図５は、残留応力の影響を例示するための模式図である。
図５（ａ）は、フリットＦのコーナ部分の模式平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２には引張応力が働き、フリットＦにはそれに釣り合う圧縮応力が働くことになる。前述したように、フリットＦ上に点状に集光するレーザ光を照射するようにすれば、ガラス基板Ｇ１が局所的に加熱され、ガラス基板Ｇ１の面内に温度分布が生じたり、ガラス基板Ｇ２との間で大きな温度差が生じたりすることになる。そのため、発生する残留応力もその分大きなものとなる。

この場合、フリットＦのコーナ部分においては大きな残留応力が発生し、コーナ部分の曲率半径が小さくなるほど応力集中のために残留応力がさらに大きなものとなる。その結果、図５（ｃ）に示すように、コーナ部分においてガラス基板にクラックＣが発生するおそれがある。
このようなクラックＣの発生は、封止不良を生じ、水分などによる有機素子の劣化の要因となるおそれがある。
また、フリットＦ上に点状に集光するレーザ光を用いて封止を行うものとすれば、処理時間（封止時間）が長くなり生産効率が低下する要因ともなる。

本発明者は検討の結果、フリットＦ上に線状に集光するレーザ光を用いて封止を行うものとすれば、温度差や残留応力などの影響を抑制することができるとの知見を得た。
次に、図１に戻って本発明の実施の形態に係る封止装置の要部を例示する。図１（ａ）は、フリットＦ上に線状に集光するレーザ光の照射を例示するための模式斜視図、図１（ｂ）は、フリットＦへの照射の様子を例示するための模式斜視図である。
尚、図１に示すレーザ光の照射部分以外のものは、図２において例示をした封止装置１００の技術を適用させることができるので、レーザ光の照射部分以外の構成や作用に関する説明は省略する。また、図２において説明をしたものと同様の部分には、同じ符号を付しその説明も省略する。

図１（ａ）に示すように、封止装置１には、フリットＦ上にレーザ光を線状に集光させることができるレーザヘッド１５が複数設けられている。レーザヘッド１５は、照射面に垂直な面に対して対称となるように２列に分けて設けられ、隣り合うレーザヘッド１５の間には間隔が設けられている。そのため、レーザヘッド１５の位置を容易に調整することができ、照射されたレーザ光をフリットＦ上で隙間なくつなげることで、図１（ｂ）に示すように一本の長い線状の照射を行うことができるようになっている。また、レーザヘッド１５同士の間隔や高さを調整することで、フリットＦの形状に合わせた断続的な照射範囲への照射も行えるようになっている。

また、レーザヘッド１５を適宜組み合わせることで、例えば、矩形形状を呈したループ状のフリットＦの４辺を一括して照射し、封止を行うようにすることもできる。尚、ループの形状は矩形に限定されるわけではなく、任意の形状であってもよい。

図６は、フリットＦ上にレーザ光を線状に集光させるための光学手段を例示するための模式図である。
図６（ａ）は、カライドスコープ２を用いてフリットＦ上にレーザ光を線状に集光させる場合を例示するための模式図である。

図６（ａ）に示すように、レーザヘッド１５にはカライドスコープ２と集光レンズ３、４が設けられている。カライドスコープ２は、入射側が矩形形状、出射側が所望の細長い矩形形状を呈し、その間が連続的に変化する筒状の形状に形成されており、その内面はレーザ光が多重かつ乱反射するような表面状態になっている。尚、カライドスコープ２の入射側は矩形形状に限定されるわけではなく、例えば、円形、楕円形などとすることもできる。また、中空構造に限られるわけではなく、例えば、石英やガラスなどの透明体からなるものとすることもできる。

カライドスコープ２の入射側に入射したレーザ光は、カライドスコープ２の内表面で反射を繰り返し、出射側から出射側の形状（線状）に形成されて出射する。そして、カライドスコープ２の出射側に設けられた集光レンズ３、４によりフリットＦ上に線状のレーザ光を集光させることができるようになっている。
図６（ｂ）は、シリンドリカルレンズを用いてフリットＦ上にレーザ光を線状に集光させる場合を例示するための模式図である。尚、図６（ｂ）に例示をするものは、複数のレーザ光源を用いてより長い線状のレーザ光を集光させる場合を例示するものである。

図６（ｂ）に示すように、レーザヘッド１５には、入射されたレーザ光を平滑化して線状にするシリンドリカルレンズ５と、隣接して導入されたレーザ光を重ね合わせる集光レンズ６と、集光レンズ６からのレーザ光を線状のレーザ光に変換するシリンドリカルレンズ７ａ、７ｂと、シリンドリカルレンズ７ａ、７ｂからのレーザ光を重ね合わせてフリットＦ上に集光させるための集光レンズ８とが設けられている。

シリンドリカルレンズ５に入射したレーザ光は線状の光に変換され、集光レンズ６により重ね合わされ、シリンドリカルレンズ７ａ、７ｂ、集光レンズ８を介して長い線状のレーザ光となりフリットＦ上に集光される。

また、フリットＦの溶融に先立ち、照射面の予備加熱を行うようにすることもできる。 図７は、照射面の予備加熱を例示するための模式図である。
図７（ａ）は、半導体レーザ部１２１の出力を調整することで、照射面の予備加熱を行う場合を例示するための模式グラフ図である。
図７（ａ）に示すように、照射開始後の所定時間内は半導体レーザ部１２１の出力を低くすることで照射面の予備加熱を行い、ガラス基板の温度を上昇させた後に半導体レーザ部１２１の出力を高くすることでフリットＦを溶融させるようにすることができる。尚、レーザ照射を断続的にしたり、照射時間を短くすることで照射面の予備加熱を行うようにすることもできる。

図７（ｂ）は、ビームサイズを調整することで、照射面の予備加熱を行う場合を例示するための模式図である。
図７（ｂ）に示すように、照射開始後の所定時間内は９ｂのようにビームサイズを大きくすることでレーザフルエンスを下げて照射面の予備加熱を行い、ガラス基板の温度を上昇させた後に９ａのようにビームサイズを小さくすることでレーザフルエンスを上げてフリットＦを溶融させるようにすることができる。この場合、ビームサイズの調整は、例えば、レーザヘッド１５と照射面との間の距離を調整することで行うことができる。

図７（ｃ）は、予備加熱の効果を例示するための模式グラフ図である。
図７（ｃ）に示すように、予備加熱を行うことで高出力のレーザ照射の時間を抑制することができ、フリットＦに囲まれた有機素子部（画素領域）の温度上昇を抑えることができる。また、ガラス基板の温度を徐々に上げることで残留応力の発生を抑制することができる。

この場合、例えば、保持テーブル１１２ｃに加熱手段を設けて予備加熱を行うようにすることもできるが、ガラス基板全体を加熱することになるため多くのエネルギーを必要とし、また、予備加熱によるガラス基板の伸び寸法も大きくなる。これに対し、本実施の形態によれば、溶融による溶着を行う部分のみを限定的に予備加熱することができるので、消費エネルギーを大幅に削減することができ、また、予備加熱によるガラス基板の伸び寸法も小さくすることができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、フリットＦ上に線状に集光するレーザ光を用いて封止を行うことができる。そのため、ガラス基板Ｇ１の局所的な加熱が抑制され、上側のガラス基板Ｇ１の温度分布を均一化することができ、また、上側のガラス基板Ｇ１と下側のガラス基板Ｇ２との間の温度差を少なくすることができる。

その結果、上下のガラス基板の伸び寸法の差を少なくすることができ、上下のガラス基板の位置ずれ、反り、つなぎ目における封止不良などを抑制することができる。また、残留応力を少なくすることができるので、フリットＦのコーナ部分におけるガラス基板のクラックＣの発生を防止することができる。また、長さの長いフリットＦやループ状のフリットＦの全周を一括して封止することもできるので、生産効率を向上させることができる。

また、フリットＦの溶融に先立ち、照射面の予備加熱を行うようにすれば、フリットＦに囲まれた有機素子部（画素領域）の温度上昇や残留応力の発生を抑制することができる。また、予備加熱のためのエネルギーを大幅に削減することができ、予備加熱によるガラス基板の伸び寸法も小さくすることができる。

図８は、本発明の他の実施の形態に係る封止装置の要部を例示するための模式斜視図である。尚、図８（ａ）は、レーザヘッドの構成を例示するための模式斜視図、図８（ｂ）はレーザ光の走査の様子を例示するための模式斜視図である。
本実施の形態においては、レーザ光を走査することでフリットＦ上に線状の照射を行うようにしている。すなわち、レーザ光を走査することでフリットＦ上に擬似的に線状の集光を行うようにしている。

図８（ａ）に示すように、レーザヘッド１５ａには、集光レンズ１０と、反射ミラー１１と、走査手段であるガルバノミラー１２と、ｆθレンズ１３とが設けられている。ｆθレンズ１３は、レンズを通過して照射面に垂直入射する光スポットの走査速度が、レンズへの入射位置にかかわらず、常に一定となるように設計されたレンズである。そのため、ｆθレンズ１３を用いるものとすれば、容易に等速度の走査を行うことができる。

このようなレーザヘッド１５ａにおいて、半導体レーザ部１２１から出射したレーザ光は光ファイバ１２２を介して出射端１２２ｂまで導かれ、出射端１２２ｂから集光レンズ１０に向けて出射される。集光レンズ１０に入射したレーザ光は集光され、反射ミラー１１を介してガルバノミラー１２に入射する。そして、図８（ｂ）に示すように、走査手段であるガルバノミラー１２を高速で揺動させることでレーザ光を線状に走査する。ガルバノミラー１２により線状に走査されたレーザ光は、ｆθレンズ１３を介して照射面であるフリットＦ上に照射される。この際、ｆθレンズ１３の作用により等速度の走査が行われることになる。そして、ＸＹテーブル１１２によりガラス基板Ｇ１、Ｇ２との相対的位置を移動させることで、ループ状のフリットＦの全周が封止できるようになっている。
この場合、走査速度や走査範囲などのレーザ光の走査に関する制御は、前述した制御部１３０により行うことができる。

尚、走査手段としてガルバノミラー１２を例示したが、これに限定されるわけではなくレーザ光が走査可能なものを適宜選択することができる。例えば、多面鏡回転方式（ポリゴンミラ−）などとすることもできる。

ここで、高出力のレーザを点状に照射し、ＸＹテーブル１１２によりガラス基板Ｇ１、Ｇ２の位置を高速移動させることで、ループ状のフリットＦの全周を封止するようにすることもできる。しかしながら、そのようにすれば単位面積あたりの加熱時間が短くなり封止性が悪化するおそれがある。すなわち、高出力のレーザを点状に照射し、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２を高速移動させれば、照射部分で局所的な急加熱、急冷が起こりクラックが入ったり溶着のバラツキが大きくなったりするおそれがある。

この場合、円形のビームサイズを大きくすることで、単位面積あたりの加熱時間を長くすることができるが、無駄になるエネルギーが増え、また、フリットＦに囲まれた有機素子部（画素領域）の温度が上昇したり、残留応力が増加するなどの新たな問題が生じるおそれがある。

これに対し、本実施の形態によれば、レーザ光を走査することでフリットＦ上に線状のレーザ光を照射することができる。すなわち、レーザ光を走査することでフリットＦ上に擬似的に線状のレーザ光を集光をさせるようにすることができる。そのため、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２の移動速度を高速化しても、線状の照射であるため単位面積あたりの加熱時間を長くすることができる。その結果、封止性を向上させることができる。また、線状の照射であるため、無駄になるエネルギーが少なく、フリットＦに囲まれた有機素子部（画素領域）の温度上昇を抑制することができ、残留応力の発生も抑制することができる。

図９は、照射の形態を例示するための模式斜視図である。
図９（ａ）は、複数のレーザヘッドから複数のループ状のフリットＦに向けて同時にレーザ光を照射する場合を例示するための模式斜視図であり、図９（ｂ）は、複数のレーザヘッドから大きなループ状のフリットＦに向けて同時にレーザ光を照射する場合を例示するための模式斜視図である。

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、複数のレーザヘッドから同時にレーザを照射するものとすれば、処理時間を短縮することができるので生産効率を向上させることができる。また、レーザヘッドの数や走査範囲を変更することで、種々の照射の形態（多品種の製品）に迅速に対応することができる。尚、レーザヘッドの数や配置は図示したものに限定されるわけではなく、例えば、複数列にするなど適宜変更することができる。また、照射タイミングも同時である必要はなく、適宜変更することができる。

図１０は、照射面における入熱制御の形態を例示するための模式図である。
図１０（ａ）は、走査速度の制御により入熱制御を行う場合を例示するための模式図であり、図１０（ｂ）は、レーザ出力の制御により入熱制御を行う場合を例示するための模式図である。尚、図中のＥ１〜Ｅ５は入熱量分布を表している。また、図中の矢印は照射位置の移動方向を表している。
また、図１０（ｃ）は、コーナ部分における入熱制御を例示するための模式図である。尚、図中の矢印のうち、フリットＦ上に描かれたものはレーザの走査方向を表し、フリットＦの外周に沿うように描かれたものは封止を行う方向（移動方向）を表している。

図１０（ａ）に示すものにおいては、走査速度の制御により入熱制御を行うようにしている。すなわち、走査速度を遅くすれば入熱量を多くすることができ、また、走査速度を速くすれば入熱量を少なくすることができる。例えば、走査速度を一定にすれば図中のＥ１に表すように入熱量を一定にすることができる。また、照射部分の両端において走査速度を遅くすれば、図中のＥ２に表すような入熱量分布とすることができ、照射部分の右端において走査速度を遅くすれば、図中のＥ３に表すような入熱量分布とすることができる。尚、走査速度の制御に代えて、または、走査速度の制御とともにＸＹテーブル１１２の移動速度の制御により入熱制御を行うこともできる。

図１０（ｂ）に示すものにおいては、レーザ出力の制御により入熱制御を行うようにしている。すなわち、レーザ出力を高くすれば入熱量を多くすることができ、また、レーザ出力を低くすれば入熱量を少なくすることができる。例えば、レーザ出力を高くすれば図中のＥ４に表すように入熱量を多くすることができ、レーザ出力を低くすれば図中のＥ５に表すように入熱量を少なくすることができる。
そして、フリットＦ近傍の熱分布が所定の範囲内になるように、フリットＦへの入熱量を制御することで残留応力やクラックの発生を抑制し、封止性や生産性などを向上させることができる。

例えば、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、封止の開始時点（各図の左端側）においては入熱量を多くするような制御を行い、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２の温度が上がる中央部付近においては入熱量を抑えた制御を行うようにすることで熱分布が所定の範囲内になるようにすることができる。

また、フリットＦの形状にコーナなどの方向変換部があると、熱分布が不均一となる。すなわち、コーナなどの方向変換部の内周側は閉空間となる場合が多く、内側の温度が上昇しやすくなる。そのため、熱応力が大きくなり、クラックがはいりやすくなる。
そのため、図１０（ｃ）に示すように、コーナの入口部のフリットＦ４の入熱量よりコーナ部のフリットＦ５の入熱量を少なくし、コーナの出口部のフリットＦ６の入熱量がフリットＦ４の入熱量と同等となるような制御を行えば、熱分布が所定の範囲内になるようにすることができるのでクラックの発生などを抑制することができる。

また、入熱制御を局所的に行うことで、「仮止め」を行うことができる。
図１１は、仮止めを例示するための模式図である。
図１１（ａ）は、走査範囲を局所的にし照射した部分を「仮止め」する場合を表し、図１１（ｂ）は、「仮止め」した後に走査範囲を広げてフリットＦの溶融を行う場合を表している。
また、図１１（ｃ）は、「仮止め」とフリットＦの溶融の様子を模式的に表した図である。尚、図中のフリットＦのうち、Ｆ７は封止済みの部分、Ｆ８はレーザ照射中の部分、Ｆ９は未封止の部分である。

図１１（ｃ）に示すものにおいては、照射部分の右端側において局所的な照射をして「仮止め（局所的な溶着）」を行い、その後、走査範囲を広げてフリットＦ８の全体的な溶融を行うようにしている。すなわち、走査手段の走査範囲を狭めてフリットＦ８を局所的に溶融させた後、走査範囲を広げてフリットＦ８の全体的な溶融を行うようにしている。

このように、フリットＦの全体的な溶融を行う前に「仮止め」を行うようにすれば、ガラス基板の伸びなどによる位置ずれや反りなどを抑制することができる。そのため、位置精度に優れた封止を行うことができる。尚、「仮止め」の位置、数などは図示したものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。

ここで、複数の照射手段からフリットＦに照射が行われる際に、照射部分同士の間やコーナ部分においてレーザ照射の不連続箇所が生じる場合がある。そのような場合、精密な走査の制御を行うことで繋ぎ合わせを行ったり、精密なレーザ出力制御を行うことで繋ぎ合わせを行ったりしても不連続性を解消することは困難である。

本発明者は検討の結果、複数の照射手段からフリットＦに照射されるレーザ光の照射範囲同士の間に繋ぎ範囲を設け、繋ぎ範囲におけるレーザ出力の切り替えのタイミング（レーザ出力のＯＮ／ＯＦＦタイミング）を連続的にシフトさせるようにすれば、繋ぎ範囲における入熱量がなだらかに繋がれ連続的な封止を行うことができるとの知見を得た。

図１２は、照射部分同士の間の連続的な封止を例示するための模式図である。
図１２（ａ）は、照射部分同士の間の不連続箇所を例示するための模式図であり、図１２（ｂ）は、レーザ出力の切り替えのタイミング（レーザ出力のＯＮ／ＯＦＦタイミング）を連続的にシフトすることで繋ぎ範囲における入熱量をなだらかに繋ぐように変化させる場合を例示するための模式グラフ図である。
尚、図１２（ａ）の上側の図は、左右の照射部分を模式的に表した図であり、下側の折れ線図は左右のレーザ出力の切り替え（ＯＮ／ＯＦＦ）のタイミングを模式的に表した図である。この場合、線が上側になればレーザ出力がＯＮ（照射）となり、下側になればレーザ出力がＯＦＦ（停止）となることを表している。

また、図１２（ｂ）の上側の模式グラフ図は、左右の照射部分の入熱量を模式的に表したものであり、上側の線図が左側の照射部分の入熱量、下側の線図が右側の照射部分の入熱量を表している。また、図１２（ｂ）の下側の模式グラフ図は、左右のレーザ出力の切り替え（ＯＮ／ＯＦＦ）タイミングを模式的に表した図である。この場合、線が上側になればレーザ出力がＯＮ（照射）となり、下側になればレーザ出力がＯＦＦ（停止）となることを表している。

図１２（ａ）に示すように、図中の左側の照射部分と右側の照射部分において、ｎ回ずつ同じような走査範囲の照射を行えば、その間の部分にはレーザ照射の不連続箇所Ｐ１が生じる。このような場合、精密な走査の制御を行えば、不連続箇所Ｐ１の範囲を狭めることができる。ただし、不連続箇所Ｐ１を無くすことはできず、また、精密な走査の制御も難しい。

この場合、左右の照射部分を重なるようにすれば、その部分の入熱量が多くなりすぎてクラックが発生するなどの新たな問題が発生するおそれがある。ここで、精密なレーザ出力制御を行うことができれば、重なり合う部分における入熱量を徐々に変化させることで連続的な封止を行うことができると考えられる。しかし、高速の走査を行うなかで、精密なレーザ出力制御を行うことは困難である。
そのため、精密な走査の制御や精密なレーザ出力制御では不連続性を解消することは困難である。

一方、図１２（ｂ）に示すように、繋ぎ範囲Ｐ２部分を設け、図中の左側の照射部分と右側の照射部分のレーザ出力の切り替え（ＯＮ／ＯＦＦ）タイミングを連続的にシフトするようにすれば、繋ぎ範囲Ｐ２部分における入熱量をなだらかに繋ぐように変化させることができるので、連続的な封止を行うことができる。また、制御もレーザ出力の切り替え（ＯＮ／ＯＦＦ）タイミングだけで済むので高速の走査中においても容易に行うことができる。

図１２（ｂ）に例示をしたものは、レーザ出力のＯＦＦ（停止）タイミングを連続的にシフトさせている。この場合、レーザ出力がＯＦＦになる位置の数を多くすれば、図１２（ｂ）の上側の図に示すように入熱量を略直線的に変化させることができる。

また、繋ぎ範囲Ｐ２部分における入熱量は左右の照射部分の入熱量の和となる。そのため、繋ぎ範囲Ｐ２部分における所定の位置で左右のレーザ出力がともにＯＦＦになるようにすることで、入熱量の和が略一定となるようにされている。そのため、繋ぎ範囲Ｐ２部分と左右の照射部分との入熱量の差を少なくすることができる。

すなわち、繋ぎ範囲における所定の位置で隣接するレーザ出力がともに切り替えられるようにすれば、繋ぎ範囲における入熱量を略一定とすることができるので、繋ぎ範囲部分と左右の照射部分との入熱量の差を少なくすることができる。

このように、繋ぎ範囲Ｐ２部分を設けてレーザ出力の切り替え（ＯＮ／ＯＦＦ）タイミングを連続的にシフトさせれば、入熱量をなだらかに繋ぐように変化させることができるので、照射部分が重なっていても加熱がされすぎず、クラックなどが発生するおそれがない。また、精密な走査の制御なども不要とすることができる。

図１３は、コーナ部分における連続的な封止を例示するための模式図である。
左上側の図は、コーナ近傍の照射部分を模式的に表した図であり、その下側または右側の折れ線図はコーナ近傍の入熱量を模式的に表したものである。また、さらにその下側または右側の折れ線図はレーザ出力の切り替え（ＯＮ／ＯＦＦ）タイミングを模式的に表した図である。この場合、下側の折れ線図においては、線が上側になればレーザ出力がＯＮ（照射）となり、下側になればレーザ出力がＯＦＦ（停止）となることを表している。また、右側の折れ線図においては、線が左側になればレーザ出力がＯＮ（照射）となり、右側になればレーザ出力がＯＦＦ（停止）となることを表している。

図１３に示すように、繋ぎ範囲Ｐ３部分を設けてコーナ部分の両側におけるレーザ出力の切り替え（ＯＮ／ＯＦＦ）タイミングを連続的にシフトするようにすれば、繋ぎ範囲Ｐ３部分における入熱量をなだらかに繋ぐように変化させることができるので、連続的な封止を行うことができる。また、制御もレーザ出力の切り替え（ＯＮ／ＯＦＦ）タイミングだけであるので高速の走査中においても容易に行うことができる。

図１３に例示をしたものは、レーザ出力のＯＦＦ（停止）タイミングを連続的にシフトさせている。この場合、レーザ出力がＯＦＦになる位置の数を多くすれば、入熱量を略直線的に変化させることができる。尚、コーナ部分の角部にはレーザをスポット照射することもできる。

図１０（ｃ）で説明をしたように、コーナ部分の熱分布は不均一となりやすい。そのため、コーナ部分の角部に近づくにつれて入熱量を減らすようにすれば、熱分布の均一化を図ることができるので、クラックの発生などを抑制することができる。また、精密な走査の制御なども不要とすることができる。

図１４は、幅寸法の広いフリットＦに照射を行う場合を例示するための模式図である。

幅寸法の広いフリットＦに照射を行う場合には、レーザ照射を行いつつ照射位置がフリットＦの中を蛇行して進むようにＸＹテーブル１１２によりガラス基板Ｇ１、Ｇ２を移動させるようにすることができる。この場合、コーナ部分における熱分布を考慮して、コーナ部分ではその外側を照射するようにすることができる。

このようにすれば、幅寸法の広いフリットＦであっても、フリットＦの幅全体を封止に用いることができる。また、コーナ部分の外側を照射するようにすれば、熱分布の均一化を図ることができるので、クラックの発生などを抑制することができる。

図１５は、位置ずれを起こしたフリットＦへの照射を例示するための模式図である。
図中の実線はフリットＦの設計位置、破線は位置ずれを起こしたフリットＦ’の位置を表している。
図１５に示すように、ガラス表面に塗布された後、焼成されることで形成されるフリットは、歪みのため位置ずれを起こす場合がある。
そのような場合においては、画像処理技術を用いて位置ずれ量を予め測定し、そのデータに基づいて照射位置を決めるようにすることができる。また、センサなどでフリットの位置を検出しつつ、ずれを補正しながら照射を行うようにすることもできる。

次に、本発明の実施の形態に係る電子デバイスの製造方法について説明をする。
尚、説明の便宜上、本発明の実施の形態に係る電子デバイスの製造方法を有機ＥＬディスプレイの製造方法を例にとり説明をする。

まず、ガラス基板Ｇ２の表面にＴＦＴトランジスタ、各種電極配線などを形成し、複数の画素を備えたアレイ基板を作成する。尚、ＴＦＴトランジスタ、各種電極配線などの形成は、既知のフォトリソグラフィー技術を用いることができるので、その説明は省略する。

次に、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法などを用いて、前述の画素の上に透明な絶縁膜（例えば、酸化シリコン膜など）を成膜する。その後、ドライエッチング法などを用いて、絶縁膜にＴＦＴトランジスタのドレイン領域まで貫通するコンタクトホールなどを適宜設ける。尚、ＣＶＤ法やドライエッチング法などに用いられる技術については、既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。

次に、各画素に対して、透明な電極部材（例えば、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)）を配設することでアノード電極を形成する。アノード電極は、ＩＴＯをガラス基板全面に成膜した後、フォトリソグラフィー技術を用いて形成させることもできるし、マスクスパッタ法を用いて直接形成させるようにすることもできる。尚、薄膜形成やフォトリソグラフィー技術などについては、既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。

次に、各画素間の電気的な短絡を防ぐために、各画素を囲むように格子状の隔壁を形成する。隔壁は、例えば、紫外線硬化型アクリル樹脂レジストを配設し、２２０℃で３０分間ベーク処理などをすることで形成させることができる。尚、紫外線硬化型アクリル樹脂レジストによる隔壁の形成やベーク処理などについては、既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。
次に、各画素のアノード電極上に有機ＥＬ層を形成する。
有機ＥＬ層の形成においては、まず、アノード電極上にホール輸送層が形成される。ホール輸送層は、例えば、芳香族アミン誘導体などの材料を直接蒸着したり、溶媒に溶解した溶液を塗布して乾燥させることにより形成させることができる。
次に、ホール輸送層上に、赤、緑、青の各色を発光する発光層を積層させる。積層は、例えば、ストライプ状のシャドウマスクを用いて行うことができる。この場合、発光層は、材料を直接蒸着することにより形成させることもできるし、インク状の発光材料を用いてスピンコート方式やインクジェット方式により塗布、乾燥させることにより形成させることもできる。
尚、蒸着や、スピンコート方式・インクジェット方式による塗布、乾燥などについては、既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。

次に、有機ＥＬ層の上に、カソード電極を形成し、カソード電極の上に保護層を形成する。カソード電極は、例えば、減圧環境下において、バリウム単体を蒸着させることにより形成させることができる。保護層は、例えば、減圧環境下において、アルミニウム単体またはその合金を蒸着させることにより形成させることができる。尚、減圧環境下における蒸着などについては、既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。

一方、ガラス基板Ｇ１の表面に所定の形状にフリットを塗布し、これを焼成することで封止基板を作成する。
フリットは、ガラス粉末に酸化物粉末などを含んだものとすることができる。酸化物粉末としては、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）、酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）などを例示することができる。ただし、これに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
また、フリットの塗布は、ディスペンシング法またはスクリーン印刷法を用いることができる。フリットを焼成する温度は、例えば、３００℃〜７００℃程度とすることができる。尚、ディスペンシング法、スクリーン印刷法、焼成方法などについては、既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。

次に、前述のようにして有機ＥＬ層などが形成されたアレイ基板と、フリットが形成された封止基板とを窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中において重ね合わせ、フリットにレーザを照射して封止する。これにより、有機ＥＬ層、ＴＦＴトランジスタ、電極などで構成される有機ＥＬ素子は、不活性ガス雰囲気の密閉空間内に封入される。レーザには、波長が８１０ｎｍの半導体レーザ、１０６４ｎｍのNd-YAGレーザなどを用いることができる。

ここで、フリットへのレーザ照射については、前述した封止装置１を用いることができる。また、封止装置１の作用とともに例示をした封止方法を用いることができる。そのため、封止に関する説明は省略する。
また、不活性ガス雰囲気中におけるガラス基板の重ね合わせに関しても、既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。

以上のようにして形成されたものが複数の有機ＥＬディスプレイパネルの集合体である場合には、分断加工を行い単体の有機ＥＬディスプレイパネルに分断する。分断は、例えば、有機ＥＬディスプレイパネルの集合体を割断予定線Ｌに沿って割断し、割断された有機ＥＬディスプレイパネルの集合体をブレーク加工することで分断することができる。尚、割断やブレーク加工については、既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。

次に、以上のようにして製造した有機ＥＬディスプレイパネルに機構部材などを装着する。
機構部材としては、ドライバＩＣと、それに入力する制御信号を生成する駆動回路などを例示することができる。また、必要に応じてカバーなどを適宜設けるようにすることもできる。尚、機構部材、カバーなどに関しては既知の技術を適用させることができるので、その説明は省略する。また、機構部材の装着、カバーなどの取り付けに関しても既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。
以上により、有機ＥＬディスプレイの製造が終了する。

説明の便宜上、本発明の実施の形態に係る電子デバイスの製造方法を有機ＥＬディスプレイの製造方法を例にとり説明したが、これに限定されるわけではない。例えば、液晶ディスプレイ・プラズマディスプレイ・表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（ＳＥＤ）などのフラットパネルディスプレイ 、半導体装置、放電管、ブラウン管などの他の電子デバイスの製造においても前述した封止装置、封入方法を適用させることができる。
この場合、前述した本発明の実施の形態に係る封止装置、封入方法以外のものは、各電子デバイスにおける既知の技術を適用させることができるので、他の電子デバイスの製造方法の説明は省略する。

以上、本発明の実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、封止装置１、レーザヘッド１５、レーザヘッド１５ａ、有機ＥＬディスプレイなどが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

本発明の実施の形態に係る封止装置の要部を例示するための模式斜視図である。 比較例に係る封止装置を例示するための模式斜視図である。 レーザヘッドに備えられる光学手段を例示するための模式断面図である。 温度差による影響を例示するための模式図である。 残留応力の影響を例示するための模式図である。 フリット上にレーザ光を線状に集光させるための光学手段を例示するための模式図である。 照射面の予備加熱を例示するための模式図である。 本発明の他の実施の形態に係る封止装置の要部を例示するための模式斜視図である。 照射の形態を例示するための模式斜視図である。 照射面における入熱制御の形態を例示するための模式図である。 仮止めを例示するための模式図である。 照射部分同士の間の連続的な封止を例示するための模式図である。 コーナ部分における連続的な封止を例示するための模式図である。 幅寸法の広いフリットＦに照射を行う場合を例示するための模式図である。 位置ずれを起こしたフリットへの照射を例示するための模式図である。

符号の説明

１ 封入装置、２ カライドスコープ、３ 集光レンズ、４ 集光レンズ、５ シリンドリカルレンズ、６ 集光レンズ、７ａ シリンドリカルレンズ、７ｂ シリンドリカルレンズ、８ 集光レンズ、１０ 集光レンズ、１１ 反射ミラー、１２ ガルバノミラー、１３ ｆθレンズ、１５ レーザヘッド、１５ａ レーザヘッド、Ｃ クラック、Ｆ フリット、Ｆ’ フリット、Ｆ１〜Ｆ９ フリット、Ｇ１ ガラス基板、Ｇ２ ガラス基板、Ｐ１ 不連続箇所、Ｐ２ 繋ぎ範囲、Ｐ３ 繋ぎ範囲

Claims (11)

1. レーザ光源と、
   被処理物を保持する保持手段と、
   前記保持手段に対向して設けられ、前記レーザ光源からのレーザ光が導入される照射手段と、
   前記保持手段と、前記照射手段と、の相対的な位置を移動させる移動手段と、
   を備え、
   前記照射手段は、前記被処理物に設けられたフリットに線状のレーザ光を集光させる光学手段を有することを特徴とする封止装置。
2. レーザ光源と、
   被処理物を保持する保持手段と、
   前記保持手段に対向して設けられ、前記レーザ光源からのレーザ光が導入される照射手段と、
   前記保持手段と、前記照射手段と、の相対的な位置を移動させる移動手段と、
   を備え、
   背金照射手段は、前記被処理物に設けられたフリットに線状のレーザ光を照射する走査手段を有することを特徴とする封止装置。
3. 対峙する部材の間に設けられたフリットに光学手段を用いて線状のレーザ光を集光させ、前記フリットを溶融させること、を特徴とする封止方法。
4. 対峙する部材の間に設けられたフリットに走査手段を用いて線状のレーザ光を照射し、前記フリットを溶融させること、を特徴とする封止方法。
5. 前記フリット近傍の熱分布が所定の範囲内になるように、前記フリットへの入熱量が制御されること、を特徴とする請求項３または４に記載の封止方法。
6. 前記走査手段の走査範囲を狭めて前記フリットを局所的に溶融させた後、前記走査範囲を広げて前記フリットを溶融させること、を特徴とする請求項４記載の封止方法。
7. 複数の照射手段から前記フリットに照射される前記レーザ光の照射範囲同士の間に繋ぎ範囲を設け、前記繋ぎ範囲におけるレーザ出力の切り替えのタイミングを連続的にシフトさせること、を特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の封止方法。
8. 前記繋ぎ範囲における所定の位置で隣接するレーザ出力がともに切り替えられること、を特徴とする請求項７記載の封止方法。
9. 前記フリットの溶融が実行される前に、前記フリット近傍の予熱が行われること、を特徴とする請求項３〜８のいずれか１つに記載の封止方法。
10. 請求項１または２に記載の封止装置を用いて封止された前記フリットを備えことこと、を特徴とする電子デバイス。
11. 請求項３〜９のいずれか１つに記載の封止方法により前記フリットを封止すること、を特徴とする電子デバイスの製造方法。