CN102056858A - 玻璃熔接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及玻璃熔接方法。对沿着熔接预定区域(R)配置的玻璃层(103)的一部分照射激光(L1)而在玻璃层(103)中预先形成激光吸收率较高的激光吸收部(108a)。然后，将激光吸收部(108a)作为照射开始位置，沿着熔接预定区域(R)照射激光(L2)，使玻璃层(103)熔融而使玻璃层(103)固定在玻璃构件(104)上。由于激光(L2)的照射开始位置已成为激光吸收部(108a)，因而能够自开始激光(L2)的照射的起点附近开始立即成为玻璃层(103)的熔融稳定的稳定区域。然后，经由遍及整个熔接预定区域(R)而形成有这样的稳定区域的玻璃层(103)，使玻璃构件(104)与玻璃构件(105)熔接而获得玻璃熔接体(101)。

Description

玻璃熔接方法
技术领域
本发明涉及使玻璃构件彼此熔接而制造玻璃熔接体的玻璃熔接方法。
背景技术
作为上述技术领域中的以往的玻璃熔接方法，已知有如下方法：将含有激光吸收性颜料的玻璃层以沿着熔接预定区域的方式烧结在一个玻璃构件上，之后，将另一个玻璃构件隔着玻璃层而重叠在该玻璃构件上，并沿着熔接预定区域照射激光，从而使一个玻璃构件与另一个玻璃构件熔接。
然而，作为将玻璃层烧结在玻璃构件上的技术，一般是如下技术：通过自含有玻璃粉(glass frit)、激光吸收性颜料、有机溶剂以及粘合剂的膏体层除去有机溶剂以及粘合剂，从而使玻璃层粘着在玻璃构件上之后，在烧成炉内对粘着有玻璃层的玻璃构件进行加热，从而使玻璃层熔融而将玻璃层烧结在玻璃构件上(例如参照专利文献1)。
相对于此，从抑制因烧成炉的使用而造成的消耗能量的增大以及烧结时间的长时间化的观点(即所谓高效率化的观点)出发，提出有如下技术：通过对粘着在玻璃构件的玻璃层照射激光而使玻璃层熔融，从而将玻璃层烧结在玻璃构件上(例如参照专利文献2)。
专利文献
专利文献1：日本特表2006-524419号公报
专利文献2：日本特开2002-366050号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，若通过激光的照射而将玻璃层烧结在玻璃构件上，并经由该玻璃层而使玻璃构件彼此熔接，则会存在熔接状态变得不均匀的情况。
因此，本发明是有鉴于上述的问题而悉心研究的结果，其目的在于，提供一种能够使玻璃构件彼此的熔接状态均匀的玻璃熔接方法。
解决问题的技术手段
本发明者为了达成上述目的而反复进行锐意研究，结果查明了之所以玻璃构件彼此的熔接状态会变得不均匀，其原因在于：如图11所示，若在烧结时玻璃层的温度超过熔点Tm，则玻璃层的激光吸收率会急剧地变高。即，在粘着在玻璃构件上的玻璃层中，由于因粘合剂的除去而形成的空隙以及玻璃粉的粒子性，引起超过激光吸收性颜料的吸收特性的光散射，从而成为激光吸收率较低的状态(例如，在可见光中看起来发白)。在这样的状态下，若为了将玻璃层烧结在玻璃构件上而照射激光，则由于通过玻璃粉的熔融而使空隙填满并且使粒子性失去，因而显著地表现出激光吸收性颜料的吸收特性，且玻璃层的激光吸收率急剧地变高(例如，在可见光中看起来发黑)。此时，如图12所示，激光具有宽度方向(与激光的行进方向大致正交的方向)上的中央部的温度变高的温度分布。
因此，若为了使玻璃层的熔融自照射开始位置遍及整个宽度方向为稳定的稳定区域而使激光在照射开始位置暂时停止后移动，则由于在宽度方向上的中央部最初开始的熔融而使宽度方向上的中央部的激光吸收率上升，通过该上升而仅使宽度方向中央部超过所需地熔融，从而可能会产生玻璃构件的裂纹以及玻璃层的结晶化。因此，在玻璃层的烧结中，如图13所示，即使在激光的照射开始位置上熔融为不稳定的不稳定状态，也可以使激光行进，并慢慢地扩大熔融的宽度而成为稳定状态。其结果，自照射开始位置至稳定状态的区域成为熔融的不稳定的不稳定区域。若经由具有这样的不稳定区域的玻璃层而使玻璃构件彼此熔接，则因为由不稳定区域和稳定区域而使激光吸收率不同，因此，生成了熔接部分不均匀的玻璃熔接体。本发明者基于以上的认识，进一步反复研究，直至完成本发明。
另外，若为了使玻璃层自照射开始位置遍及整个宽度方向为熔融的稳定区域而使激光在照射开始位置上短暂停滞后行进，则由于在宽度方向上的中央部最初开始的熔融而使中央部的激光吸收率上升，通过该上升而使中央部成为入热过多的状态，从而可能会在玻璃构件上产生裂纹并使玻璃层结晶化。因此，如图13所示，若即使玻璃层未在激光的照射开始位置上遍及整个宽度方向地熔融，也使激光行进，则自照射开始位置至稳定状态的区域成为熔融的宽度自中央部慢慢地扩大的不稳定区域。若经由具有这样的不稳定区域的玻璃层而使玻璃构件彼此熔接，则因为由不稳定区域和稳定区域而使激光吸收率不同，因此，制造出熔接状态不均匀的玻璃熔接体。本发明者基于以上的认识，进一步反复研究，直至完成本发明。
还有，在通过玻璃层的熔融而使玻璃层的激光吸收率提高的情况下的可见光下的玻璃层的颜色变化并不限定于自发白状态变化为发黑状态，例如，在近红外激光用的激光吸收性颜料中，也存在玻璃层熔融时呈现绿色的情况。
即，本发明所涉及的玻璃熔接方法的特征在于，是使第1玻璃构件与第2玻璃构件熔接而制造玻璃熔接体的玻璃熔接方法，包括如下工序：将通过自含有玻璃粉、激光吸收材料、有机溶剂以及粘合剂的膏体层除去有机溶剂以及粘合剂而形成的玻璃层，以沿着熔接预定区域的方式配置在第1玻璃构件上的工序；通过对玻璃层的一部分照射第1激光而使玻璃层的一部分熔融，从而在玻璃层中形成激光吸收部的工序；通过将激光吸收部作为照射开始位置并沿着熔接预定区域照射第2激光而使玻璃层熔融，从而使玻璃层固定在第1玻璃构件上的工序；以及将第2玻璃构件隔着玻璃层重叠在固定有玻璃层的第1玻璃构件上，并沿着熔接预定区域照射第3激光，从而使第1玻璃构件与第2玻璃构件熔接的工序。
在该玻璃熔接方法中，在使玻璃层熔融而将玻璃层固定在第1玻璃构件之前，对玻璃层的一部分照射第1激光而使玻璃层的一部分熔融，并预先在玻璃层中形成激光吸收率高于未照射第1激光的部分的激光吸收部。然后，将该激光吸收部作为照射开始位置，并沿着熔接预定区域照射第2激光而使玻璃层熔融，从而将玻璃层固定在第1玻璃构件上。这样，由于第2激光的照射开始位置已成为激光吸收部，因而能够使玻璃层的熔融自开始第2激光的照射的起点附近开始立即为稳定的稳定区域。其结果，经由伴随这样的稳定区域而形成的玻璃层而使第1玻璃构件与第2玻璃构件熔接，因此能够使玻璃构件彼此的熔接状态均匀。
优选，本发明所涉及的玻璃熔接方法在玻璃层的一部分中，以遍及与相对于熔接预定区域的第2激光的行进方向交叉的方向上的玻璃层的整个宽度的方式，形成激光吸收部。在该情况下，由于遍及整个宽度地形成激光吸收部，因此能够使玻璃层的熔融更加早期地稳定化。另外，更优选，以与相对于熔接预定区域的第2激光的行进方向交叉的方向上的中央部向第2激光的行进方向突出的方式，形成激光吸收部。如图12所示，激光的行进方向上的温度分布具有激光吸收部的宽度方向上的两端部的温度与中央部的温度相比变低的趋势。以宽度方向上的中央部向行进方向突出的方式形成激光吸收部，从而使中央部的温度更快速地上升，其结果，能够使宽度方向上的中央部的热在短时间内传导至两端部，使两端部充分地加热，从而使激光吸收部的宽度方向上的熔融更加均匀。
优选，本发明所涉及的玻璃熔接方法沿着熔接预定区域而断续地形成多个激光吸收部，将多个激光吸收部中的任意一个作为照射开始位置。若如上所述沿着熔接预定区域而断续地形成多个激光吸收部，则即使在第2激光的扫描速度较快但熔融无法追赶上而使得有可能形成不稳定区域的情况下，也能够通过断续地形成高吸收区域，从而不返回至不稳定状态并且使玻璃层的熔融持续地稳定化。其结果，能够谋求由扫描速度的高速化带来的制造时间的缩短，并且也能够谋求制造成品率的提高。
另外，本发明所涉及的玻璃熔接方法的特征在于，是使第1玻璃构件与第2玻璃构件熔接而制造玻璃熔接体的玻璃熔接方法，包括如下工序：将通过自包含玻璃粉、激光吸收材料、有机溶剂以及粘合剂的膏体层除去有机溶剂以及粘合剂而形成的玻璃层，以沿着熔接预定区域、以及与熔接预定区域连接的规定的区域的方式，配置在第1玻璃构件上的工序；自规定的区域中的照射开始位置开始沿着规定的区域照射第1激光，之后，连续地沿着熔接预定区域照射第1激光，从而使玻璃层熔融，并将玻璃层固定在第1玻璃构件上的工序；以及将第2玻璃构件隔着玻璃层重叠在固定有玻璃层的第1玻璃构件上，并沿着熔接预定区域照射第2激光，从而使第1玻璃构件与第2玻璃构件熔接的工序。
在该玻璃熔接方法中，在使玻璃层固定在第1玻璃构件上时，由于自与熔接预定区域连接的规定的区域中的照射开始位置开始沿着规定的区域照射第1激光，因此，在规定的区域中玻璃层的熔融会在宽度方向上扩展。这样，在规定的区域中使玻璃层事前熔融，因而能够降低熔接预定区域中的不稳定区域的比率，并在稳定区域的比率提高了的状态下使玻璃层固定在第1玻璃构件上。其结果，由于经由不稳定区域降低了的玻璃层而使第1玻璃构件与第2玻璃构件熔接，因此能够使玻璃构件彼此的熔接状态均匀。还有，所谓“稳定区域”，是指玻璃层遍及整个宽度方向地熔融的区域，所谓“不稳定区域”，是指玻璃层仅在宽度方向的一部分上熔融的区域。
在本发明所涉及的玻璃熔接方法中，优选，规定的区域包括在自照射开始位置开始照射一次的第1激光的情况下玻璃层的熔融变得不稳定的整个不稳定区域。从通过规定的区域中的事前熔融而使玻璃层变化为稳定区域开始，沿着熔接预定区域照射第1激光，从而熔接预定区域的玻璃层由稳定区域构成。
在本发明所涉及的玻璃熔接方法中，优选，将规定的区域配置在环状的熔接预定区域的外侧。通过将规定的区域配置在外侧，从而能够使自包含不稳定区域的规定的区域中的未熔融部分产生的玻璃粉等的粉末不进入熔接预定区域。
在本发明所涉及的玻璃熔接方法中，优选，包含如下工序：在第1玻璃构件中以沿着在规定的方向上延伸的第1线的方式，设定熔接预定区域、以及与熔接预定区域的一端部连接的规定的区域，并且在第1玻璃构件中以沿着在规定的方向上延伸的第2线的方式，设定熔接预定区域、以及与熔接预定区域的另一端部连接的规定的区域的工序；在照射第1激光时，使第1激光沿着第1线自一侧向另一侧相对地行进，之后，连续地使第1激光沿着第2线自另一侧向一侧相对地行进。这样，使第1激光沿着在规定的方向上延伸的第1线以及第2线往返地行进，从而能够在沿着第1线以及第2线设定的各熔接预定区域中连续地进行在规定的区域中使玻璃层事前熔融后使熔接预定区域熔融，并能够有效率地获得稳定区域的比率提高了的多个玻璃层。
在本发明所涉及的玻璃熔接方法中，优选，包含如下工序：在第1玻璃构件中以沿着在规定的方向上延伸的线的方式，设定至少两组熔接预定区域、以及与熔接预定区域的一端部连接的规定的区域的工序；在照射第1激光时，使第1激光沿着线自一侧向另一侧相对地行进。这样，通过使第1激光沿着在规定的方向上延伸的线行进，从而能够在沿着第1线设定的至少两组的熔接预定区域中连续地进行在规定的区域中使玻璃层事前熔融后使熔接预定区域熔融，并能够有效率地获得稳定区域的比率提高了的多个玻璃层。
发明的效果
根据本发明，能够使玻璃构件彼此的熔接状态均匀。
附图说明
图1是通过第1实施方式所涉及的玻璃熔接方法而制造的玻璃熔接体的立体图。
图2是用以说明第1实施方式所涉及的玻璃熔接方法的立体图。
图3是用以说明第1实施方式所涉及的玻璃熔接方法的剖面图。
图4是用以说明第1实施方式所涉及的玻璃熔接方法的平面图。
图5是用以说明第1实施方式所涉及的玻璃熔接方法的剖面图。
图6是用以说明第1实施方式所涉及的玻璃熔接方法的平面图。
图7是用以说明第1实施方式所涉及的玻璃熔接方法的立体图。
图8是用以说明第1实施方式所涉及的玻璃熔接方法的立体图。
图9是表示激光吸收部的变形例的图。
图10是表示激光吸收部的别的变形例的图。
图11是表示玻璃层的温度与激光吸收率的关系的图表。
图12是表示激光照射下的温度分布的图。
图13是表示激光照射下的稳定区域以及不稳定区域的图。
图14是通过第2实施方式所涉及的玻璃熔接方法而制造的玻璃熔接体的立体图。
图15是用以说明第2实施方式所涉及的玻璃熔接方法的立体图。
图16是用以说明第2实施方式所涉及的玻璃熔接方法的剖面图。
图17是用以说明第2实施方式所涉及的玻璃熔接方法的剖面图。
图18是用以说明第2实施方式所涉及的玻璃熔接方法的平面图。
图19是用以说明第2实施方式所涉及的玻璃熔接方法的平面图。
图20是用以说明第2实施方式所涉及的玻璃熔接方法的立体图。
图21是用以说明第2实施方式所涉及的玻璃熔接方法的立体图。
图22是用以说明第3实施方式所涉及的玻璃熔接方法的平面图。
图23是用以说明第3实施方式所涉及的玻璃熔接方法的平面图。
图24是用以说明第3实施方式所涉及的玻璃熔接方法的平面图。
图25是用以表示第3实施方式中的激光的照射方法的变形例的平面图。
图26是用以说明第3实施方式所涉及的玻璃熔接方法的图，(a)为平面图，(b)为剖面图。
符号的说明
101、201…玻璃熔接体、102、202…玻璃粉(glass frit)、103、203、213…玻璃层、104、204、214…玻璃构件(第1玻璃构件)、105、205、215…玻璃构件(第2玻璃构件)、106、206、216…膏体层、107、207、217…载置台、108a～108d…激光吸收部、220…熔接体、A…照射开始位置、B…连接位置、R、Ra、Rb、Rc、Rd…熔接预定区域、L1、L3、L4…激光(第1激光)、L2…激光(第2激光)、L3…激光(第3激光)、L11、L13…线(第1线)、L12、L14…线(第2线)、L15、L16…切断线、S、Sa、Sb、Sc、Sd…辅助区域。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的优选的实施方式进行详细的说明。还有，各图中，对同一或者相当部分标注同一符号，省略重复的说明。
[第1实施方式]
图1是通过第1实施方式所涉及的玻璃熔接方法的一个实施方式而制造的玻璃熔接体的立体图。如图1所述，玻璃熔接体101经由沿着熔接预定区域R形成的玻璃层103而使玻璃构件(第1玻璃构件)104与玻璃构件(第2玻璃构件)105熔接。玻璃构件104、105为由例如无碱玻璃构成的厚度为0.7mm的矩形板状的构件，熔接预定区域R沿着玻璃构件104、105的外缘而设定为具有规定宽度的矩形环状。玻璃层103由例如低熔点玻璃(磷酸钒系玻璃、硼酸铅玻璃等)构成，沿着熔接预定区域R而形成为具有规定宽度的矩形环状。
其次，对用以制造上述的玻璃熔接体101的玻璃熔接方法进行说明。
首先，如图2所示，通过由滴涂器或者丝网印刷等涂布粉膏体(frit paste)，从而沿着熔接预定区域R在玻璃构件104的表面104a上形成膏体层106。粉膏体例如是将由非晶质的低熔点玻璃(磷酸钒系玻璃、硼酸铅玻璃等)构成的粉末状的玻璃粉(glass frit)102、氧化铁等的作为无机颜料的激光吸收性颜料(激光吸收材料)、作为乙酸戊酯等的有机溶剂以及作为在玻璃的软化点温度以下热分解的树脂成分(丙烯酸等)的粘合剂进行混练而得到的物质。粉膏体也可以为对将预先添加有激光吸收性颜料(激光吸收材料)的低熔点玻璃制成粉末状的玻璃粉(glass frit)、有机溶剂、以及粘合剂进行混练而得到的物质。即膏体层106包含玻璃粉102、激光吸收性颜料、有机溶剂以及粘合剂。
接着，使膏体层106干燥而除去有机溶剂，进而，对膏体层106进行加热而除去粘合剂，从而使具有规定的宽度并延伸的玻璃层103沿着熔接预定区域R而粘着在玻璃构件104的表面104a上。还有，粘着在玻璃构件104的表面104a上的玻璃层103由于因粘合剂的除去而造成的空隙以及玻璃粉102的粒子性，引起超过激光吸收性颜料的吸收特性的光散射，从而成为激光吸收率较低的状态(例如，在可见光中看起来发白)。
接着，如图3所示，将玻璃构件104隔着玻璃层103而载置在由铝构成的板状的载置台107的表面107a上。然后，使聚光点对准沿着熔接预定区域R而形成为矩形环状的玻璃层103的一个角部并照射激光(第1激光)L1。该激光L1的点径被设定为大于玻璃层103的宽度，并将照射至玻璃层103的激光1的功率调整为在宽度方向(与激光的行进方向大致正交的方向)上程度相同。由此，玻璃层的一部分在整个宽度方向上同等地熔融，激光的吸收率较高的激光吸收部108a遍及整个宽度方向地形成。其后，如图4所示，对玻璃层103的剩余的三个角部也同样地依次照射激光L1而形成激光吸收部108b、108c、108d。还有，在激光吸收部108a～108d中，由于在玻璃层的一部分(角部)中因玻璃粉102的熔融而使空隙填满并且使粒子性失去，因此，显著地表现出激光吸收性颜料的吸收特性，从而成为该部分的激光吸收率高于未照射激光的区域的状态(例如，在可见光中仅与激光吸收部108a～108d相对应的角部看起来发黑)。
接着，将图4的图示左下所示的激光吸收部108a作为起点(照射开始位置)，如图5以及图6所示，使聚光点对准玻璃层103并使激光(第2激光)L2的照射沿着熔接预定区域R朝向图示箭头的行进方向行进。由此，配置在玻璃构件104上的玻璃层103进行熔融·再固化，从而将玻璃层103烧结在玻璃构件104的表面104a上。在该玻璃层103的烧结时，由于将激光吸收率预先提高了的激光吸收部108a作为照射开始位置并开始激光L2的照射，因而自照射开始位置开始玻璃层103的熔融立即遍及整个宽度方向地进行而成为熔融稳定的稳定区域，玻璃层103的熔融遍及整个熔接预定区域R为不稳定的不稳定区域降低。另外，由于在剩余的三个角部中也分别设置激光吸收部108b～108d，因而在起到作为玻璃熔接体的作用时容易施加负载的角部也在烧结时可靠地熔融。还有，由于烧结在玻璃构件104的表面104a上的玻璃层103遍及整个熔接预定区域R地因玻璃粉102的熔融而填满空隙并且失去粒子性，因此显著地表现出激光吸收性颜料的吸收特性，并成为激光吸收率较高的状态(例如，在可见光中看起来发黑)。
若如上所述遍及熔接预定区域R的整个区域而结束玻璃层103的稳定的烧结，则自载置台107将烧结有玻璃层103的玻璃构件104取出。此时，玻璃粉102与载置台107的线膨胀系数的差大于玻璃粉102与玻璃构件104的线膨胀系数的差，因此，玻璃层103不会粘着在载置台107上。另外，由于载置台107的表面107a被研磨，因而烧结在玻璃构件104的表面104a上的玻璃层103成为与玻璃构件104相反的一侧的表面103a的凹凸被平坦化的状态。还有，本实施方式中，由于自玻璃构件104侧照射激光L2并进行烧结，因而可以可靠地进行玻璃层103的向玻璃构件104的固定，并可以降低表面103a侧的结晶化，使该部分的熔点不会变高。
继玻璃层103的烧结之后，如图7所示，隔着玻璃层103而将玻璃构件105相对于烧结有玻璃层103的玻璃构件104进行重叠。此时，由于玻璃层103的表面103a被平坦化，因而玻璃构件105的表面105a无间隙地接触于玻璃层103的表面103a。
接着，如图8所示，使聚光点对准玻璃层103并沿着熔接预定区域R照射激光(第3激光)L3。由此，激光L3被遍及整个熔接预定区域R而成为激光吸收率高且均匀的状态的玻璃层103吸收，玻璃层103以及其周边部分(玻璃构件104、105的表面104a、105a部分)相同程度地进行熔融·再固化，从而使玻璃构件104与玻璃构件105熔接。此时，玻璃构件105的表面105a与玻璃层103的表面103a无间隙地接触，并且形成为烧结在玻璃构件104上的玻璃层103的熔融遍及整个熔接预定区域R而稳定地进行的稳定区域，因此，玻璃构件104与玻璃构件105沿着熔接预定区域R而被均匀地熔接。
如以上所说明的那样，在用以制造玻璃熔接体101的玻璃熔接方法中，在使玻璃层103熔融而将玻璃层103固定于玻璃构件104之前，对玻璃层103的一部分照射激光L1而使玻璃层103的一部分熔融，在玻璃层103的四个角部预先形成激光吸收率高于未照射激光L1的部分的激光吸收部108a～108d。然后，将多个激光吸收部108a～108d中的一个激光吸收部108a作为照射开始位置，沿着熔接预定区域R照射激光L2，使玻璃层103熔融，从而使玻璃层103粘着在玻璃构件104上。这样，由于激光L2的照射开始位置为激光吸收部108a，因而能够自开始激光L2的照射的起点附近开始立即成为玻璃层103的熔融稳定的稳定区域。其结果，经由伴随这样的稳定区域而形成的玻璃层103而使玻璃构件104与玻璃构件105熔接，因此，能够容易地使玻璃构件104、105彼此的熔接状态均匀。
另外，在上述的玻璃熔接方法中，在玻璃层103的一部分(角部)中，以遍及与相对于熔接预定区域R的激光L2的行进方向交叉的方向上的玻璃层103的整个宽度的方式，形成激光吸收部108a。在该情况下，由于以遍及整个宽度的方式形成有激光吸收部108a，因而能够使玻璃层103的熔融更早期地稳定化。另外，以遍及与相对于熔接预定区域R的激光L2的行进方向交叉的方向上的中央部向激光L2的行进方向突出的方式，大致圆形地形成激光吸收部108a～108d。利用这样的形状，与激光L2的行进方向交叉的方向上的熔融变得更加均匀。
另外，在上述的玻璃熔接方法中，沿着熔接预定区域断续地形成多个激光吸收部108a～108d，将该多个激光吸收部108a～108d中的一个激光吸收部108a作为照射开始位置。若如上所述沿着熔接预定区域R断续地形成多个激光吸收部108a～108d，则即使在激光L2的扫描速度快但熔融无法追上而使得有可能形成不稳定区域的情况下，也能够通过断续地形成高吸收区域，从而不返回至不稳定状态并且使玻璃层103的熔融持续地稳定化。其结果，能够谋求通过扫描速度的高速化而缩短制造期间，并且，也能够谋求制造成品率的提高。而且，由于在角部形成有激光吸收部108a～108d，因而在形成玻璃熔接体时将容易施加负载的角部可靠地熔融。
本发明并不限定于上述的第1实施方式。
例如，第1实施方式中，依次形成激光吸收部108a～108d，但是，也可以使用四个激光同时形成该激光吸收部108a～108d。另外，也可以大致同时地进行将玻璃层103配置在玻璃构件104上的工序以及将激光吸收部108a～108d形成于玻璃层103的工序。
另外，如图9所示，也可以形成半圆形状的激光吸收部118a、矩形状的激光吸收部118b、在宽度方向上形成有多个圆的激光吸收部118c、以及在宽度方向中央部上由微小的圆形形成的激光吸收部118d等，将该激光吸收部118a～118d作为照射开始位置，照射激光L2而进行玻璃层103的烧结。
另外，在形成为矩形环状的熔接预定区域R的角部中设置激光吸收部的情况下，如图10所示，也可以形成扇形的激光吸收部118e、118f等，并将该激光吸收部118e、118f作为起点，照射激光L2而进行烧结。
另外，在断续地设置激光吸收部的情况下，可以如上述的第1实施方式中所示的那样在各角部设置激光吸收部108a～108d，也可以在玻璃层103的直线状的部分中隔开规定的间隔而设置多个激光吸收部。
另外，第1实施方式中，隔着玻璃构件104而对玻璃层103照射激光L1、L2，但是，也可以自相反侧直接对玻璃层103照射激光L1、L2。
[第2实施方式]
图14是通过第2实施方式所涉及的玻璃熔接方法而制造的玻璃熔接体的立体图。如图14所示，玻璃熔接体201经由沿着熔接预定区域R形成的玻璃层203而使玻璃构件(第1玻璃构件)204与玻璃构件(第2玻璃构件)205熔接。玻璃构件204、205为由例如无碱玻璃构成的厚度为0.7mm的矩形板状的构件，熔接预定区域R沿着玻璃构件204、205的外缘而设定为具有规定宽度的矩形环状。玻璃层203由例如低熔点玻璃(磷酸钒系玻璃、硼酸铅玻璃等)构成，沿着熔接预定区域R而形成为具有规定宽度的矩形环状。
其次，对用以制造上述的玻璃熔接体201的玻璃熔接方法进行说明。
首先，如图15所示，通过由滴涂器或丝网印刷等涂布粉膏体，从而沿着矩形环状的熔接预定区域R以及与熔接预定区域R的一个角部连接并向外侧突出的辅助区域S，在玻璃构件204的表面204a上形成膏体层206。粉膏体例如是将由非晶质的低熔点玻璃(磷酸钒系玻璃、硼酸铅玻璃等)构成的粉末状的玻璃粉(glass frit)202、氧化铁等的作为无机颜料的激光吸收性颜料(激光吸收材料)、作为乙酸戊酯等的有机溶剂、以及作为在玻璃的软化温度以下热分解的树脂成分(丙烯酸等)的粘合剂进行混练而成的物质。粉膏体也可以为对将预先添加有激光吸收性颜料(激光吸收材料)的低熔点玻璃制成粉末状的玻璃粉(glass frit)、有机溶剂、以及粘合剂进行混练而成的物质。即膏体层206包含玻璃粉202、激光吸收性颜料、有机溶剂以及粘合剂。
接着，使膏体层206干燥而除去有机溶剂，进而，对膏体层206进行加热而除去粘合剂，从而沿着熔接预定区域R以及与熔接预定区域R连接的辅助区域S而使玻璃层203粘着在玻璃构件204的表面204a。还有，粘着在玻璃构件204的表面204a上的玻璃层203由于因粘合剂的除去而造成的空隙以及玻璃粉202的粒子性，引起超过激光吸收性颜料的吸收特性的光散射，从而成为激光吸收率较低的状态(例如，在可见光中看起来发白)。
接着，如图16所示，将玻璃构件204隔着玻璃层203而载置在由铝构成的板状的载置台207的表面207a(此处为研磨面)。由此，将通过自膏体层206除去有机溶剂以及粘合剂而形成的玻璃层203以沿着熔接预定区域R以及与熔接预定区域R连接的辅助区域S的方式，配置在玻璃构件204与载置台207之间。
接着，如图16～图18所示，使聚光点对准与玻璃层203的熔接预定区域R连接的辅助区域S中的照射开始位置A，自照射开始位置A开始激光(第1激光)L1的照射，沿着辅助区域S朝向熔接预定区域R照射激光L1。但是，由于激光L1具有上述的温度分布(参照图15)，因而如图18所示，熔融自辅助区域S中的照射开始位置A慢慢地向玻璃层203的宽度方向(与激光的行进方向大致正交的方向)扩展，在与熔接预定区域R连接的连接位置B附近，玻璃层203的熔融成为遍及整个宽度方向的稳定区域。即配置在熔接预定区域的外侧的辅助区域S包含玻璃层203的熔融在宽度方向的一部分上进行的整个不稳定区域。
之后，越过辅助区域S与熔接预定区域R的连接位置B而沿着熔接预定区域R持续对玻璃层203的激光L1的照射，如图19所示，进行激光L的照射直至返回至连接位置B为止。
如上所述，自与熔接预定区域R连接的辅助区域S中的照射开始位置A开始激光L1的照射而成为稳定区域后开始熔接预定区域R的熔融，配置在玻璃构件204上的玻璃层203遍及熔接预定区域R全周而稳定地进行熔融·再固化，从而将玻璃层203烧结在玻璃构件204的表面204a。还有，烧结在玻璃构件204的表面204a上的玻璃层203因玻璃粉202的熔融而填满空隙并且失去粒子性，因而显著地表现出激光吸收性颜料的吸收特性，成为激光吸收率较高的状态(例如，在可见光中看起来发黑)。
而且，若遍及熔接预定区域R全周而结束玻璃层203的稳定的烧结，则自载置台207将烧结有玻璃层203的玻璃构件204取出。此时，由于玻璃粉202与载置台207的线膨胀系数的差大于玻璃粉202与玻璃构件204的线膨胀系数的差，因而玻璃层203不会粘着在载置台207上。另外，由于载置台207的表面207a被研磨，因而烧结在玻璃构件204的表面204a上的玻璃层203成为与玻璃构件204相反的一侧的表面203a的凹凸被平坦化的状态。还有，本实施方式中，由于自玻璃构件204侧照射激光L1而进行烧结，因而可以可靠地进行玻璃层203的向玻璃构件204的固定，并降低表面203a侧的结晶化，从而使该部分的熔点不会变高。另外，在玻璃层203的烧结结束后，也可以根据需要以规定的方法将辅助区域S的玻璃层203除去。
继玻璃层203的烧结之后，如图20所示，隔着玻璃层203而将玻璃构件205相对于烧结有玻璃层203的玻璃构件204进行重叠。此时，由于玻璃层203的表面203a被平坦化，因而玻璃构件205的表面205a无间隙地接触于玻璃层203的表面203a。
接着，如图21所示，使聚光点对准玻璃层203并沿着熔接预定区域R照射激光(第2激光)L2。由此，激光L2被遍及熔接预定区域R全周而成为激光吸收率高且均匀的状态的玻璃层203吸收，玻璃层203以及其周边部分(玻璃构件204、205的表面204a、205a部分)相同程度地进行熔融·再固化，从而使玻璃构件204与玻璃构件205熔接。此时，玻璃构件205的表面205a与玻璃层203的表面203a无间隙地接触，并且形成为烧结在玻璃构件204上的玻璃层203的熔融遍及熔接预定区域R全周而稳定的稳定区域，因此，玻璃构件204与玻璃构件205沿着熔接预定区域R而均匀地被熔接。
如以上所说明的那样，在用以制造玻璃熔接体201的玻璃熔接方法中，在将玻璃层203固定在玻璃构件204上时，自与熔接预定区域R连接的辅助区域S中的照射开始位置A开始沿着辅助区域S而照射激光L1，因此，在辅助区域S中玻璃层203的熔融在宽度方向上扩展并遍及整个宽度方向。即辅助区域S包含整个不稳定区域。这样，在辅助区域S中使玻璃层203事前熔融，因此，能够在熔接预定区域R中的稳定区域的比率提高了的状态下使玻璃层203固定在玻璃构件204上，其结果，经由稳定区域的比率提高了的玻璃层203而使玻璃构件204与玻璃构件205熔接，因此，能够使玻璃构件204、205彼此的熔接状态均匀。
另外，在上述的玻璃熔接方法中，将辅助区域S配置在矩形环状的熔接预定区域R的外侧。由此，能够使自辅助区域S中的未熔融部分产生的玻璃粉等的粉末不进入熔接预定区域R内。而且，也能够通过清洗而容易地除去所产生的粉末。还有，通过进一步包含在使玻璃层203固定在玻璃构件204上之后将这样的辅助区域除去的工序，从而能够获得外观形状优异的玻璃熔接体201。
[第3实施方式]
其次，对本发明的第3实施方式进行说明。本实施方式中，对一并制造多个玻璃熔接体201的玻璃熔接方法进行说明。
首先，如图22所示，将多组矩形环状的熔接预定区域R以及与熔接预定区域R连接的辅助区域S1设定成矩阵状。本实施方式中，在列方向上设定有五组熔接预定区域R与辅助区域S1，在行方向上设定有五组熔接预定区域R与辅助区域S1。
如图23所示，该设定成矩阵状的矩形环状的熔接预定区域R由分别沿着在列方向上延伸的线L11(第1线)与线L12(第2线)而成对的熔接预定区域Ra、Rb、以及分别沿着在行方向上延伸的线L13(第1线)与线L14(第2线)而成对的熔接预定区域Rc、Rd构成。另外，与熔接预定区域R连接的辅助区域S1由沿着线L11而与熔接预定区域Ra的一端部连接的辅助区域Sa、沿着线L12而与熔接预定区域Rb的另一端部连接的辅助区域Sb、沿着线L13而与熔接预定区域Rc的一端部连接的辅助区域Sc、以及沿着线L14而与熔接预定区域Rd的另一端部连接的辅助区域Sd构成。
具有这样的构成的熔接预定区域R以及辅助区域S1分别在相同的方向上设定为矩阵状，之后，与第2实施方式相同地，通过由滴涂器或丝网印刷等涂布粉膏体，从而如图22所示，沿着矩形环状的熔接预定区域R、以及与熔接预定区域R连接的辅助区域S1，在玻璃构件214的表面214a上以矩阵状形成多个膏体层216。
接着，自各膏体层216除去有机溶剂以及粘合剂，沿着熔接预定区域R以及与熔接预定区域R连接的辅助区域S1而使玻璃层213粘着在玻璃构件214的表面214a上。还有，粘着在玻璃构件214的表面214a上的各玻璃层213，由于因粘合剂的除去而形成的空隙以及玻璃粉202的粒子性，引起超过激光吸收性颜料的吸收特性的光散射，从而成为激光吸收率较低的状态(例如，在可见光中看起来发白)。之后，将玻璃构件214隔着玻璃层213而载置在由铝构成的板状的载置台的表面上(此处为研磨面)。
接着，如图24所示，进行配置成矩阵状的各玻璃层213的向玻璃构件214的烧结。
首先，使激光(第1激光)L3沿着线L11自图示下方侧(一侧)向图示上方侧(另一侧)行进，并沿着五个熔接预定区域Ra以及分别与该熔接预定区域Ra连接的辅助区域Sa进行照射，该五个熔接预定区域Ra沿着线L11而在列方向上设定为相同的方向。在对各熔接预定区域Ra以及各辅助区域Sa照射激光L3时，与第2实施方式相同地，在自辅助区域Sa中的照射开始位置沿着辅助区域Sa照射激光L3之后，连续地沿着熔接预定区域Ra进行照射，并反复进行上述动作。
接着，使激光L3沿着线L12自图示上方侧向图示下方侧行进，并沿着五个熔接预定区域Rb以及分别与该熔接预定区域Rb连接的辅助区域Sb进行照射，该熔接预定区域Rb沿着线L12在列方向上设定为相同的方向。在对各熔接预定区域Rb以及各辅助区域Sb照射激光L3时，与第2实施方式相同地，在自辅助区域Sb中的照射开始位置沿着辅助区域Sb照射激光L3之后，连续地沿着熔接预定区域Rb进行照射，并反复进行上述动作。对配置在其它列的玻璃层13也相同地进行这样的列方向上的激光L3的往返照射。
其次，使激光(第1激光)L4沿着线L13自图示右侧(一侧)向图示左侧(另一侧)行进，并沿着五个熔接预定区域Rc以及分别与该熔接预定区域Rc连接的辅助区域Sc进行照射，该五个熔接预定区域Rc沿着线L13在行方向上设定为相同的方向。在对各熔接预定区域Rc以及各辅助区域Sc照射激光L4时，与第2实施方式相同地，在自辅助区域Sc中的照射开始位置沿着辅助区域Sc照射激光L4之后，连续地沿着熔接预定区域Rc进行照射，并反复进行上述动作。
接着，使激光L4沿着线L14自图示左侧向图示右侧行进，并沿着五个熔接预定区域Rd以及分别与该熔接预定区域Rd连接的辅助区域Sd进行照射，该五个熔接预定区域Rd沿着线L14在行方向上设定为相同的方向。在对各熔接预定区域Rd以及各辅助区域Sd照射激光L4时，与第2实施方式相同地，在自辅助区域Sd中的照射开始位置沿着辅助区域Sd照射激光L4之后，连续地沿着熔接预定区域Rd进行照射，并反复进行上述动作。对配置在其它行的玻璃层213也相同地进行这样的行方向上的激光L4的往返照射。通过这样的照射，将稳定区域的比率提高了的各玻璃层13一并烧结在玻璃构件14。还有，上述的说明中，用一个激光进行向各列方向或各行方向的激光L3、L4的照射，但是，也可以使用多个激光并如图25所示同时地进行。
如上所述，烧结在玻璃构件214的表面204a上的各玻璃层213因玻璃粉202的熔融而填满空隙并且失去粒子性，因此，显著地表现出激光吸收性颜料的吸收特性，并成为激光吸收率较高的状态(例如，在可见光中看起来发黑)。
而且，若遍及熔接预定区域R全周而结束各玻璃层213的稳定的烧结，则自载置台217将烧结有玻璃层213的玻璃构件214取出，并隔着玻璃层213而使玻璃构件214、215重叠。而且，使聚光点对准各玻璃层213，与第2实施方式相同地，沿着配置成矩阵状的各熔接预定区域R照射激光L2。由此，激光L2被遍及熔接预定区域R全周而成为激光吸收率高且均匀的状态的各玻璃层213吸收，玻璃层213以及其周边部分(玻璃构件214、215的表面214a、215a部分)相同程度地进行熔融·再固化，使玻璃构件214与玻璃构件215熔接，从而获得熔接体220。还有，也可以用与将上述的玻璃层213烧结在玻璃构件214时的激光L3、L4相同的方法进行激光L2的照射。
接着，对由玻璃构件214与玻璃构件215构成的熔接体220，如图26所示，沿着列方向L15以及行方向L16，用规定的方法进行切断。然后，通过该切断，将熔接体220分割为个别的玻璃熔接体201，从而能够一并获得多个玻璃熔接体201。还有，在该切断时，也可以以自玻璃熔接体201除去各辅助区域Sa～Sd的方式进行切断。
如以上所说明的那样，在用以制造玻璃熔接体201的玻璃熔接方法中，包含如下工序：在玻璃构件214中以沿着在列方向或者行方向上延伸的线L11、L13的方式，设定熔接预定区域Ra、Rc以及与熔接预定区域Ra、Rc的一端部连接的辅助区域Sa、Sc，并且在玻璃构件214中以沿着在列方向或行方向上延伸的线L12、L14的方式，设定熔接预定区域Rb、Rd以及与熔接预定区域Rb、Rd的另一端部连接的辅助区域Sb、Sd的工序，在照射激光L3、L4时，使激光L3、L4沿着线L11、L13自一侧向另一侧行进，之后，连续地使激光L3、L4沿着线L12、L14自一侧向另一侧行进。这样，通过使激光L3、L4以沿着在列方向或行方向上延伸的线L11、L13以及线L12、L14往返的方式行进，从而能够在沿着线L11、13以及线L12、14设定的各熔接预定区域R中连续地进行在辅助区域Sa～Sd中使玻璃层213事前熔融后使熔接预定区域Ra～Rd熔融，从而能够有效率地获得稳定区域的比率提高了的多个玻璃层213。
另外，在上述的玻璃熔接方法中，包含如下工序：在玻璃构件214中以沿着在列方向或行方向上延伸的线L11～L14的方式，在各条线上设定多个熔接预定区域R以及与熔接预定区域R的端部连接的辅助区域S1的工序，在照射激光L3、L4时，使激光L3、L4沿着线L11～L14自一侧向另一侧行进或者自另一侧向一侧行进。这样，通过使激光L3、L4沿着在列方向或行方向上延伸的线L11～L14行进，从而能够在沿着线L11～L14设定的多个熔接预定区域R中连续地进行在辅助区域Sa～Sd中使玻璃层213事前熔融后使熔接预定区域Ra～Rd熔融，从而能够有效率地获得稳定区域的比率提高了的多个玻璃层213。
而且，由于经由如上所述以使不稳定区域降低的方式烧结在玻璃构件214的各玻璃层213而使玻璃构件214与玻璃构件215熔接，因此，不管沿着多个熔接预定区域R的玻璃层213被固定，均能够使玻璃构件214、215彼此的熔接状态均匀，从而能够一并制造熔接状态良好的多个玻璃熔接体201。
本发明并不限定于上述的实施方式。
例如，在第2以及第3实施方式中，使用矩形环状的熔接预定区域R，但是，本发明也能够适用于圆环状的熔接预定区域。另外，在第2以及第3实施方式中，隔着玻璃构件204、214而对玻璃层203、213照射激光L1、L3、L4，但是，也可以自相反侧直接对玻璃层203、213照射激光L1、L3、L4。
另外，在第2以及第3实施方式中，固定玻璃构件204、205、214、215，使激光L1～L4行进，但是，激光L1～L4也可以相对于各玻璃构件204、205、214、215相对地行进，也可以固定激光L1～L4并使玻璃构件204、205、214、215移动，也可以使激光L1～L4与玻璃构件204、205、214、215分别移动。
产业上的可利用性
根据本发明，能够使玻璃构件彼此的熔接状态均匀。

Claims (9)

1.一种玻璃熔接方法，其特征在于，
是将第1玻璃构件与第2玻璃构件熔接而制造玻璃熔接体的玻璃熔接方法，
包括：
将通过自包含玻璃粉、激光吸收材料、有机溶剂以及粘合剂的膏体层中除去所述有机溶剂以及所述粘合剂而形成的玻璃层，以沿着熔接预定区域的方式，配置在所述第1玻璃构件上的工序；
对所述玻璃层的一部分照射第1激光，从而使所述玻璃层的一部分熔融，并在所述玻璃层中形成激光吸收部的工序；
将所述激光吸收部作为照射开始位置，并沿着所述熔接预定区域照射第2激光，从而使所述玻璃层熔融，并使所述玻璃层固定在所述第1玻璃构件上的工序；以及
将所述第2玻璃构件隔着所述玻璃层而重叠在固定有所述玻璃层的所述第1玻璃构件上，并沿着所述熔接预定区域照射第3激光，从而将所述第1玻璃构件与所述第2玻璃构件熔接的工序。
2.如权利要求1所述的玻璃熔接方法，其特征在于，
在所述玻璃层的一部分中，以遍及与相对于所述熔接预定区域的所述第2激光的行进方向交叉的方向上的所述玻璃层的整个宽度的方式，形成所述激光吸收部。
3.如权利要求1所述的玻璃熔接方法，其特征在于，
以与相对于所述熔接预定区域的所述第2激光的行进方向交叉的方向上的中央部在所述第2激光的行进方向上突出的方式，形成所述激光吸收部。
4.如权利要求1所述的玻璃熔接方法，其特征在于，
沿着所述熔接预定区域断续地形成多个所述激光吸收部，
将多个所述激光吸收部中的任意一个作为所述照射开始位置。
5.一种玻璃熔接方法，其特征在于，
是将第1玻璃构件与第2玻璃构件熔接而制造玻璃熔接体的玻璃熔接方法，
包括：
将通过自包含玻璃粉、激光吸收材料、有机溶剂以及粘合剂的膏体层中除去所述有机溶剂以及所述粘合剂而形成的玻璃层，以沿着熔接预定区域以及与所述熔接预定区域连接的规定的区域的方式，配置在所述第1玻璃构件上的工序；
自所述规定的区域中的照射开始位置开始沿着所述规定的区域照射第1激光，之后，连续地沿着所述熔接预定区域照射所述第1激光，从而使所述玻璃层熔融，并使所述玻璃层固定在所述第1玻璃构件上的工序；以及
将所述第2玻璃构件隔着所述玻璃层而重叠在固定有所述玻璃层的所述第1玻璃构件上，并沿着所述熔接预定区域照射第2激光，从而将所述第1玻璃构件与所述第2玻璃构件熔接的工序。
6.如权利要求5所述的玻璃熔接方法，其特征在于，
所述规定的区域包括整个不稳定区域，该不稳定区域是在自所述照射开始位置开始照射一次所述第1激光的情况下所述玻璃层的熔融变得不稳定的区域。
7.如权利要求5所述的玻璃熔接方法，其特征在于，
将所述规定的区域配置在环状的所述熔接预定区域的外侧。
8.如权利要求5所述的玻璃熔接方法，其特征在于，
包括：在所述第1玻璃构件中以沿着在规定的方向上延伸的第1线的方式，设定所述熔接预定区域以及与所述熔接预定区域的一端部连接的所述规定的区域，并且在所述第1玻璃构件中以沿着在所述规定的方向上延伸的第2线的方式，设定所述熔接预定区域以及与所述熔接预定区域的另一端部连接的所述规定的区域的工序，
在照射所述第1激光时，使所述第1激光沿着所述第1线自一侧向另一侧相对地行进，之后，连续地使所述第1激光沿着所述第2线自另一侧向一侧相对地行进。
9.如权利要求5所述的玻璃熔接方法，其特征在于，
包含：在所述第1玻璃构件中以沿着在规定的方向上延伸的线的方式，设定至少两组所述熔接预定区域以及与所述熔接预定区域的一端部连接的所述规定的区域的工序，
在照射所述第1激光时，使所述第1激光沿着所述第1线自一侧向另一侧相对地行进。
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