JP2013203629A

JP2013203629A - ガラス溶着方法、ガラス溶着装置及びガラス溶着体

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Publication number: JP2013203629A
Application number: JP2012076725A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Matsumoto; 松本　　聡
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-07
Anticipated expiration: 2032-03-29
Also published as: JP5984452B2

Abstract

【課題】ガラス層での亀裂の発生が抑制されたガラス溶着体を得ることができるガラス溶着方法及びガラス溶着装置、並びにガラス溶着体を提供する。
【解決手段】このガラス溶着方法は、板状のガラス部材４，５同士を溶着してガラス溶着体を製造するための方法であって、環状に延在する溶着予定領域に沿うようにガラス層３が配置されたガラス部材４に、ガラス層３を介してガラス部材５を重ね合わせ、環状部分４ｃ，５ｃでのガラス部材４，５間の距離が中央部分４ｍ，５ｍ及び外縁部分４ｆ，５ｆでの当該距離よりも大きくなるように、ガラス部材４，５の少なくとも一方を変形させる工程と、その後に、ガラス部材４，５の少なくとも一方を変形させた状態で、溶着予定領域に沿ってガラス層３にレーザ光Ｌを照射することにより、溶着予定領域に沿ってガラス部材４，５同士を溶着する工程と、を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、板状の第１のガラス部材と板状の第２のガラス部材とを溶着してガラス溶着体を製造するためのガラス溶着方法及びガラス溶着装置、並びにガラス溶着体に関する。

上記技術分野における従来のガラス溶着方法として、溶着予定領域に沿うように配置されたガラス層を介してガラス部材同士を重ね合わせ、平板状の押圧部材を用いて、一方のガラス部材を他方のガラス部材に押圧し、その状態で、溶着予定領域に沿ってガラス層にレーザ光を照射することにより、溶着予定領域に沿ってガラス層を溶融させてガラス部材同士を溶着する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２２４３２９号公報

しかしながら、上述したようなガラス溶着方法にあっては、何らかの原因により、製造されたガラス溶着体においてガラス層に亀裂が生じる場合があった。

そこで、本発明は、ガラス層での亀裂の発生が抑制されたガラス溶着体を得ることができるガラス溶着方法及びガラス溶着装置、並びにガラス層での亀裂の発生が抑制されたガラス溶着体を提供することを目的とする。

本発明のガラス溶着方法は、板状の第１のガラス部材と板状の第２のガラス部材とを溶着してガラス溶着体を製造するためのガラス溶着方法であって、環状に延在する溶着予定領域に沿うようにガラス層が配置された第１のガラス部材に、ガラス層を介して第２のガラス部材を重ね合わせ、ガラス層が介在する領域に対応する環状部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離が中央部分及び外縁部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離よりも大きくなるように、第１のガラス部材及び第２のガラス部材の少なくとも一方を変形させる第１の工程と、第１の工程の後に、第１のガラス部材及び第２のガラス部材の少なくとも一方を変形させた状態で、溶着予定領域に沿ってレーザ光の照射領域が相対的に移動するようにガラス層にレーザ光を照射することにより、溶着予定領域に沿ってガラス層を溶融させて第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着する第２の工程と、を備える。

このガラス溶着方法では、ガラス層が介在する領域に対応する環状部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離が中央部分及び外縁部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離よりも大きくなるように、第１のガラス部材及び第２のガラス部材の少なくとも一方を変形させ、その状態で、溶着予定領域に沿ってガラス層にレーザ光を照射することにより、溶着予定領域に沿ってガラス層を溶融させて第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着する。これにより、製造されたガラス溶着体においては、ガラス層に圧縮応力が生じるように第１のガラス部材及び第２のガラス部材に応力が残留し、ガラス層に亀裂が発生し難くなる。よって、このガラス溶着方法によれば、ガラス層での亀裂の発生が抑制されたガラス溶着体を得ることができる。

ここで、第１の工程では、第１のガラス部材及び第２のガラス部材の一方を載置台に載置し、押圧治具を用いて、第１のガラス部材及び第２のガラス部材の他方を載置台側に押圧してもよい。これによれば、ガラス層が介在する領域に対応する環状部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離が中央部分及び外縁部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離よりも大きくなるように、第１のガラス部材及び第２のガラス部材の少なくとも一方を容易に且つ確実に変形させることができる。

このとき、第２の工程では、押圧治具並びに第１のガラス部材及び第２のガラス部材の他方を介してガラス層にレーザ光を照射してもよい。これによれば、溶着予定領域に沿ってガラス層にレーザ光を容易に且つ確実に照射することができる。

更に、載置台は、第１のガラス部材が載置される平坦面を有し、押圧治具は、溶着予定領域の内側に位置する領域に対向する第１の凸面と、溶着予定領域に対向する凹面と、溶着予定領域の外側において溶着予定領域に沿う領域に対向する第２の凸面と、を有し、第２のガラス部材を押圧してもよい。これによれば、ガラス層が介在する領域に対応する環状部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離が中央部分及び外縁部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離よりも大きくなるように、第１のガラス部材及び第２のガラス部材の少なくとも一方を変形させる際に、ガラス層が配置された第１のガラス部材の変形が抑制される一方で、第２のガラス部材の変形が促進されるため、ガラス層及び第１のガラス部材に無理な力が生じるのを防止しつつ、第２のガラス部材を変形させることができる。

また、本発明のガラス溶着装置は、板状の第１のガラス部材と板状の第２のガラス部材とを溶着してガラス溶着体を製造するためのガラス溶着装置であって、環状に延在する溶着予定領域に沿うようにガラス層が配置された第１のガラス部材に、ガラス層を介して第２のガラス部材が重ね合わされた状態で、且つ、ガラス層が介在する領域に対応する環状部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離が中央部分及び外縁部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離よりも大きくなるように、第１のガラス部材及び第２のガラス部材の少なくとも一方が変形させられた状態で、第１のガラス部材及び第２のガラス部材を支持するガラス部材支持部と、溶着予定領域に沿ってガラス層を溶融させて第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着するために、ガラス部材支持部によって第１のガラス部材及び第２のガラス部材が支持された状態で、溶着予定領域に沿ってレーザ光の照射領域が相対的に移動するようにガラス層にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、を備える。

このガラス溶着装置によれば、上述したガラス溶着方法と同様の理由により、ガラス層での亀裂の発生が抑制されたガラス溶着体を得ることができる。

ここで、ガラス部材支持部は、第１のガラス部材及び第２のガラス部材の一方が載置される載置台と、第１のガラス部材及び第２のガラス部材の他方を載置台側に押圧する押圧治具と、を有してもよい。これによれば、ガラス層が介在する領域に対応する環状部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離が中央部分及び外縁部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離よりも大きくなるように、第１のガラス部材及び第２のガラス部材の少なくとも一方を容易に且つ確実に変形させることができる。

このとき、レーザ光照射部は、押圧治具並びに第１のガラス部材及び第２のガラス部材の他方を介してガラス層にレーザ光を照射してもよい。これによれば、溶着予定領域に沿ってガラス層にレーザ光を容易に且つ確実に照射することができる。

また、本発明のガラス溶着体は、板状の第１のガラス部材と、第１のガラス部材に重ね合わされた板状の第２のガラス部材と、第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着した状態で、第１のガラス部材と第２のガラス部材との間において環状に延在するガラス層と、を備え、ガラス層が介在する領域に対応する環状部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離が中央部分及び外縁部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離よりも大きくなるように、第１のガラス部材及び第２のガラス部材の少なくとも一方が変形している。

このガラス溶着体では、ガラス層が介在する領域に対応する環状部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離が中央部分及び外縁部分での第１のガラス部材と第２のガラス部材との距離よりも大きくなるように、第１のガラス部材及び第２のガラス部材の少なくとも一方が変形している。そのため、ガラス層に引張応力が生じることが抑制され、ガラス層に亀裂が発生し難くなる。よって、このガラス溶着体によれば、ガラス層での亀裂の発生が抑制される。

本発明によれば、ガラス層での亀裂の発生が抑制されたガラス溶着体を得ることができるガラス溶着方法及びガラス溶着装置、並びにガラス層での亀裂の発生が抑制されたガラス溶着体を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態のガラス溶着体の斜視図である。図１のII−II線に沿ってのガラス溶着体の断面図である。本発明の一実施形態のガラス溶着方法を説明するための斜視図である。本発明の一実施形態のガラス溶着方法を説明するための斜視図である。本発明の一実施形態のガラス溶着装置の構成図である。本発明の一実施形態のガラス溶着装置の構成図である。本発明の他の実施形態のガラス溶着装置の構成図である。本発明の他の実施形態のガラス溶着装置の構成図である。本発明の他の実施形態のガラス溶着装置の構成図である。本発明の他の実施形態のガラス溶着装置の構成図である。本発明の他の実施形態のガラス溶着方法を説明するための平面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態のガラス溶着体の斜視図である。図１に示されるように、ガラス溶着体１は、板状のガラス部材（第１のガラス部材）４と、ガラス部材４に重ね合わされた板状のガラス部材（第２のガラス部材）５と、ガラス部材４とガラス部材５とを溶着した状態で、ガラス部材４とガラス部材５との間において溶着予定領域Ｒに沿って環状に延在するガラス層３と、を備えている。ガラス溶着体１は、例えば有機ＥＬディスプレイであり、溶着予定領域Ｒの内側に形成された発光素子領域がガラス部材４，５及びガラス層３によって外部雰囲気から封止されている。ガラス部材４，５は、例えば無アルカリガラスからなる厚さ０．７ｍｍの矩形板状の部材である。溶着予定領域Ｒは、ガラス部材４，５の外縁に沿うように所定の幅で矩形環状に設定されている。ガラス層３は、例えば低融点ガラス（バナジウムリン酸系ガラス、鉛ホウ酸ガラス等）からなる層である。

図２は、図１のII−II線に沿ってのガラス溶着体の断面図である。図２に示されるように、ガラス部材４及びガラス部材５は、ガラス層３が介在する領域に対応する環状部分４ｃ，５ｃでのガラス部材４とガラス部材５との距離が中央部分４ｍ，５ｍ及び外縁部分４ｆ，５ｆでのガラス部材４とガラス部材５との距離よりも大きくなるように（ここでは、ガラス層３が介在する領域の全部においてガラス部材４とガラス部材５との距離が最大となるように）、変形している。より具体的には、ガラス部材４は、ガラス層３に対向する環状部分４ｃからガラス部材４の中央部分４ｍに向かって凹むと共に、ガラス層３に対向する環状部分４ｃからガラス部材４の外縁部分４ｆに向かって凹むように、湾曲している。これにより、ガラス部材４の環状部分４ｃには、ガラス部材４の内側表面４ａにおいて圧縮応力が生じ、ガラス部材４の外側表面４ｂにおいて引張応力が生じている（図２の矢印参照）。同様に、ガラス部材５は、ガラス層３に対向する環状部分５ｃからガラス部材５の中央部分５ｍに向かって凹むと共に、ガラス層３に対向する環状部分５ｃからガラス部材５の外縁部分５ｆに向かって凹むように、湾曲している。これにより、ガラス部材５の環状部分５ｃには、ガラス部材５の内側表面５ａにおいて圧縮応力が生じ、ガラス部材５の外側表面５ｂにおいて引張応力が生じている（図２の矢印参照）。

なお、中央部分４ｍは、ガラス部材４のうち、ガラス層３が介在する領域に対応する環状部分４ｃの内側に位置する部分であり、外縁部分４ｆは、ガラス部材４のうち、ガラス層３が介在する領域に対応する環状部分４ｃの外側に位置する部分である。同様に、中央部分５ｍは、ガラス部材５のうち、ガラス層３が介在する領域に対応する環状部分５ｃの内側に位置する部分であり、外縁部分５ｆは、ガラス部材５のうち、ガラス層３が介在する領域に対応する環状部分５ｃの外側に位置する部分である。また、ガラス部材４，５及びガラス層３によって外部雰囲気から封止された領域は、外部雰囲気に対して減圧されていてもよいし、減圧されていなくてもよい。

次に、ガラス部材４とガラス部材５とを溶着してガラス溶着体１を製造するためのガラス溶着方法及びガラス溶着装置について説明する。図３及び図４は、本発明の一実施形態のガラス溶着方法を説明するための斜視図であり、図５及び図６は、本発明の一実施形態のガラス溶着装置の構成図である。

まず、図３に示されるように、ディスペンサやスクリーン印刷等によってフリットペーストを塗布することにより、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス部材４の内側表面４ａにペースト層６を形成する。フリットペーストは、例えば、低融点ガラス（バナジウムリン酸系ガラス、鉛ホウ酸ガラス等）からなる粉末状のガラスフリット（ガラス粉）２、酸化鉄等の無機顔料であるレーザ光吸収性顔料（レーザ光吸収材）、酢酸アミル等である有機溶剤及びガラスの軟化点温度以下で熱分解する樹脂成分（アクリル等）であるバインダを混練したものである。

続いて、ペースト層６を乾燥させて有機溶剤を除去する。そして、図４に示されるように、溶着予定領域Ｒに沿ってレーザ光Ｌ１の照射領域が相対的に移動するように、ガラスフリット２、レーザ光吸収性顔料及びバインダを含むガラス層３にレーザ光Ｌ１を照射することにより、バインダをガス化すると共にガラスフリット２を溶融させて、ガラス部材４の内側表面４ａにガラス層３を定着させる（仮焼成）。これにより、レーザ光吸収性顔料を含むガラス層３が、環状に延在する溶着予定領域Ｒに沿うようにガラス部材４に配置されることになる。なお、加熱炉においてバインダをガス化すると共にガラスフリット２を溶融させて、ガラス部材４の内側表面４ａにガラス層３を定着させてもよい。

続いて、図５に示されるように、溶着予定領域Ｒに沿うようにガラス層３が配置されたガラス部材４を、ガラス溶着装置１１の載置台１２に載置する。載置台１２は、ガラス部材４の外側表面４ｂが接触した状態でガラス部材４が載置される平坦面１２ａを有している。そして、載置台１２に載置されたガラス部材４に、ガラス層３を介してガラス部材５を重ね合わせる（第１の工程）。なお、ガラス部材５の内側表面５ａには、発光素子領域が形成されている。

続いて、ガラス溶着装置１１の押圧治具１３を用いて、ガラス部材５を載置台１２側に押圧する（第１の工程）。押圧治具１３は、溶着予定領域Ｒの内側に位置する領域に対向する凸面（第１の凸面）１３ａと、溶着予定領域Ｒに対向する凹面１３ｂと、溶着予定領域Ｒの外側において溶着予定領域Ｒに沿う領域に対向する凸面（第２の凸面）１３ｃと、を有し、石英等の光透過性材料からなる。これにより、図６に示されるように、少なくともガラス部材５は、ガラス層３が介在する領域に対応する環状部分４ｃでのガラス部材４とガラス部材５との距離が中央部分４ｍ，５ｍ及び外縁部分４ｆ，５ｆでのガラス部材４とガラス部材５との距離よりも大きくなるように、変形させられる（第１の工程）。ここでは、ガラス部材５の外側表面５ｂに接触する凸面１３ａ、凹面１３ｂ及び凸面１３ｃが、連続する曲面として形成されているので、ガラス部材５は、ガラス層３に対向する環状部分５ｃから中央部分５ｍに向かって凹むと共に、ガラス層３に対向する環状部分５ｃから外縁部分５ｆに向かって凹むように、湾曲する。

ガラス溶着装置１１では、載置台１２及び押圧治具１３によってガラス部材支持部１４が構成されている。従って、ガラス部材支持部１４は、溶着予定領域Ｒに沿うようにガラス層３が配置されたガラス部材４に、ガラス層３を介してガラス部材５が重ね合わされた状態で、且つ、ガラス層３が介在する領域に対応する環状部分４ｃでのガラス部材４とガラス部材５との距離が中央部分４ｍ，５ｍ及び外縁部分４ｆ，５ｆでのガラス部材４とガラス部材５との距離よりも大きくなるように、少なくともガラス部材５が変形させられた状態で、ガラス部材４及びガラス部材５を支持する。

続いて、ガラス部材支持部１４によってガラス部材４，５が支持された状態（すなわち、少なくともガラス部材５が変形させられた状態）で、ガラス溶着装置１１のレーザ光照射部１５を用いて、溶着予定領域Ｒに沿ってレーザ光Ｌの照射領域が相対的に移動するようにガラス層３にレーザ光Ｌを照射する。そして、これにより、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス層３及びその周辺部分（ガラス部材４，５の内側表面４ａ，５ａ部分）を溶融させて、ガラス部材４とガラス部材５とを溶着する（第２の工程）。より具体的には、レーザ光Ｌの集光スポットがガラス部材５とガラス層３との界面に位置するように、押圧治具１３及びガラス部材５を介してガラス層３にレーザ光Ｌを照射する。ガラス部材４とガラス部材５とは、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス層３及びその周辺部分が溶融・再固化することにより、溶着される。これにより、図１及び図２に示されるように、ガラス溶着体１が得られる。なお、ガラス部材４とガラス部材５との溶着においては、ガラス層３が溶融し、ガラス部材４，５の少なくとも一方が溶融しない場合もある。

このように、レーザ光照射部１５は、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス層３を溶融させてガラス部材４とガラス部材５とを溶着するために、ガラス部材支持部１４によってガラス部材４，５が支持された状態で、溶着予定領域Ｒに沿ってレーザ光Ｌの照射領域が相対的に移動するようにガラス層３にレーザ光Ｌを照射する。

以上説明したように、ガラス溶着体１を製造するためのガラス溶着方法及びガラス溶着装置１１では、ガラス層３が介在する領域に対応する環状部分４ｃでのガラス部材４とガラス部材５との距離が中央部分４ｍ，５ｍ及び外縁部分４ｆ，５ｆでのガラス部材４とガラス部材５との距離よりも大きくなるように、少なくともガラス部材５を変形させ、その状態で、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス層３にレーザ光Ｌを照射することにより、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス層３を溶融させてガラス部材４とガラス部材５とを溶着する。これにより、製造されたガラス溶着体１においては、ガラス層３に圧縮応力が生じるようにガラス部材４，５に応力が残留し、ガラス層３に亀裂が発生し難くなる。よって、上述したガラス溶着方法及びガラス溶着装置１１によれば、ガラス層３での亀裂の発生が抑制されたガラス溶着体１を得ることができる。

ここで、図２に示されるように、ガラス溶着体１では、ガラス層３が介在する領域に対応する環状部分４ｃでのガラス部材４とガラス部材５との距離が中央部分４ｍ，５ｍ及び外縁部分４ｆ，５ｆでのガラス部材４とガラス部材５との距離よりも大きくなるように、ガラス部材４，５が変形しているので、ガラス層３に引張応力が生じることが抑制され、ガラス層３に亀裂が発生し難くなる。よって、ガラス溶着体１によれば、ガラス層３での亀裂の発生が抑制される。

また、上述したガラス溶着方法及びガラス溶着装置１１では、ガラス部材４を載置台１２に載置し、押圧治具１３を用いて、ガラス部材５を載置台１２側に押圧する。これにより、ガラス層３が介在する領域に対応する環状部分４ｃでのガラス部材４とガラス部材５との距離が中央部分４ｍ，５ｍ及び外縁部分４ｆ，５ｆでのガラス部材４とガラス部材５との距離よりも大きくなるように、少なくともガラス部材５を容易に且つ確実に変形させることができる。

また、上述したガラス溶着方法及びガラス溶着装置１１では、レーザ光照射部１５を用いて、押圧治具１３及びガラス部材５を介してガラス層３にレーザ光Ｌを照射する。これにより、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス層３にレーザ光Ｌを容易に且つ確実に照射することができる。

更に、上述したガラス溶着方法及びガラス溶着装置１１では、載置台１２が、ガラス層３が配置されたガラス部材４が載置される平坦面１２ａを有している。そして、押圧治具１３が、溶着予定領域Ｒの内側に位置する領域に対向する凸面１３ａと、溶着予定領域Ｒに対向する凹面１３ｂと、溶着予定領域Ｒの外側において溶着予定領域Ｒに沿う領域に対向する凸面１３ｃと、を有しており、ガラス部材５を押圧する。これにより、ガラス層３が介在する領域に対応する環状部分４ｃでのガラス部材４とガラス部材５との距離が中央部分４ｍ，５ｍ及び外縁部分４ｆ，５ｆでのガラス部材４とガラス部材５との距離よりも大きくなるように、少なくともガラス部材５を変形させる際に、ガラス層３が配置されたガラス部材４の変形が抑制される一方で、ガラス部材５の変形が促進される。そのため、ガラス層３及びガラス部材４に無理な力が生じるのを防止しつつ、ガラス部材５を変形させることができる。

なお、仮に、平板状の押圧部材を用いてガラス部材５をガラス部材４に押圧し、その状態で、レーザ光Ｌの照射を実施すると、製造されたガラス溶着体においては、ガラス層３が介在する領域の全部においてガラス部材４とガラス部材５との距離が最小となるように、ガラス部材４，５の少なくとも一方が変形してしまう。この場合、ガラス層３に引張応力が生じるようにガラス部材４，５に応力が残留するので、ガラス層３に亀裂が発生し易くなってしまう。

また、仮に、溶着予定領域Ｒに沿って移動可能な押圧部材を用いて、レーザ光Ｌの照射領域の両側の領域（すなわち、ガラス層３が介在する領域の一部）においてガラス部材４，５の少なくとも一方を変形させつつ、レーザ光Ｌの照射を実施すると、レーザ光Ｌの照射領域が溶着予定領域Ｒの角部を通過する際の押圧部材の移動制御が困難となってしまう。また、製造されたガラス溶着体においては、ガラス部材４，５の少なくとも一方の変形の度合いが、ガラス層３が介在する領域の全部において均一化されず、ガラス部材４，５が歪んでしまう。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、レーザ光吸収性顔料（レーザ光吸収材）は、ガラスフリット（ガラス粉）２自体に含まれていてもよい。また、ガラスフリット（ガラス粉）２は、ガラス部材４，５の融点よりも低い融点を有するものに限定されず、ガラス部材４，５の融点以上の融点を有するものであってもよい。また、溶着予定領域Ｒは、矩形環状に限定されず、環状であれば、他の形状であってもよい。このように、上述したガラス溶着方法、ガラス溶着装置１１及びガラス溶着体１に適用される各構成の形状や材料としては、上述したもの限定されず、様々な形状や材料を適用することができる。

また、図７及び図８に示されるように、押圧治具１３は、石英等の光透過性材料からなる平板状の光透過部材１６と、可撓性の光透過性材料からなる袋体１７と、を有するものであってもよい。この場合には、袋体１７をガラス部材５の外側表面５ｂに接触させて、袋体１７内に空気等のガスを供給することにより、ガラス層３が介在する領域に対応する環状部分４ｃでのガラス部材４とガラス部材５との距離が中央部分４ｍ，５ｍ及び外縁部分４ｆ，５ｆでのガラス部材４とガラス部材５との距離よりも大きくなるように、少なくともガラス部材５を変形させることができる。

また、図９及び図１０に示されるように、押圧治具１３は、石英等の光透過性材料からなる平板状の光透過部材１６と、樹脂等からなる凸部１８，１９と、を有するものであってもよい。凸部１８は、溶着予定領域Ｒの内側に位置する領域に対向しており、凸部１９は、溶着予定領域Ｒの外側において溶着予定領域Ｒに沿う領域に対向している。この場合には、凸部１８，１９をガラス部材５の外側表面５ｂに接触させて、光透過部材１６を載置台１２側に移動させることにより、ガラス層３が介在する領域に対応する環状部分４ｃでのガラス部材４とガラス部材５との距離が中央部分４ｍ，５ｍ及び外縁部分４ｆ，５ｆでのガラス部材４とガラス部材５との距離よりも大きくなるように、少なくともガラス部材５を変形させることができる。なお、ガラス部材５に応力が集中してガラス部材５が損傷するのを防止する観点から、凸部１８，１９の角部は、丸められていることが好ましい。

また、載置台１２は、溶着予定領域Ｒの内側に位置する領域に対向する第１の凸面と、溶着予定領域Ｒに対向する凹面と、溶着予定領域Ｒの外側において溶着予定領域Ｒに沿う領域に対向する第２の凸面と、を有していてもよい。その場合、押圧治具１３は、凸面１３ａ、凹面１３ｂ及び凸面１３ｃを有していてもよいし、それらの代わりに、平坦面を有していてもよい。また、載置台１２にガラス部材５を載置し、押圧治具１３を用いて、ガラス層３を介してガラス部材５に重ね合わされたガラス部材４を載置台１２側に押圧してもよい。その場合には、レーザ光Ｌの照射を、ガラス部材４を介して実施することになる。このように、溶着予定領域Ｒに沿うようにガラス層３が配置されたガラス部材４に、ガラス層３を介してガラス部材５を重ね合わせ、ガラス層３が介在する領域に対応する環状部分４ｃでのガラス部材４とガラス部材５との距離が中央部分４ｍ，５ｍ及び外縁部分４ｆ，５ｆでのガラス部材４とガラス部材５との距離よりも大きくなるように、ガラス部材４，５の少なくとも一方を変形させることができれば、載置台１２や押圧治具１３の形状等は、上述したものに限定されない。

また、図１１に示されるように、複数のガラス部材４を含むガラス基板と、複数のガラス部材５を含むガラス基板とを重ね合わせ、対向するガラス部材４，５ごとに設定された溶着予定領域Ｒに沿ってガラス部材４，５同士を溶着し、その後に、対向するガラス部材４，５ごとにガラス基板を切断するようにしてもよい。ここでは、ガラス部材４，５同士を溶着する際に、溶着予定領域Ｒの内側に位置する領域に対向する平坦な凸面（第１の凸面）２１と、溶着予定領域Ｒの外側において溶着予定領域Ｒに沿う領域に対向する平坦な凸面（第２の凸面）２２と、溶着予定領域Ｒに対向する平坦な凹面（凸面２１と凸面２２との間の面）と、を有する押圧治具を用いて、ガラス部材４，５の一方をガラス部材４，５の他方に押圧する。

このとき、凸面２２は、隣り合う溶着予定領域Ｒ，Ｒ間に位置することになるので、凸面２２の面積は、凸面２１の面積に比べて小さくなる。そのため、凸面２２によってガラス部材４，５の一方に付与される圧力は、凸面２１によってガラス部材４，５の一方に付与される圧力に比べて大きくなる。そこで、凸面２１と溶着予定領域Ｒとの間の距離Ｗ１に比べ、凸面２２と溶着予定領域Ｒとの間の距離Ｗ２を小さくすれば、ガラス部材４，５の一方において、溶着予定領域Ｒの内側に位置する領域の変形量と、溶着予定領域Ｒの外側において溶着予定領域Ｒに沿う領域の変形量とを同程度に調整することができる。

１…ガラス溶着体、３…ガラス層、４…ガラス部材（第１のガラス部材）、５…ガラス部材（第２のガラス部材）、１１…ガラス溶着装置、１２…載置台、１２ａ…平坦面、１３…押圧治具、１３ａ…凸面（第１の凸面）、１３ｂ…凹面、１３ｃ…凸面（第２の凸面）、１４…ガラス部材支持部、１５…レーザ光照射部、２１…凸面（第１の凸面）、２２…凸面（第２の凸面）、Ｌ…レーザ光。

Claims

板状の第１のガラス部材と板状の第２のガラス部材とを溶着してガラス溶着体を製造するためのガラス溶着方法であって、
環状に延在する溶着予定領域に沿うようにガラス層が配置された前記第１のガラス部材に、前記ガラス層を介して前記第２のガラス部材を重ね合わせ、前記ガラス層が介在する領域に対応する環状部分での前記第１のガラス部材と前記第２のガラス部材との距離が中央部分及び外縁部分での前記第１のガラス部材と前記第２のガラス部材との距離よりも大きくなるように、前記第１のガラス部材及び前記第２のガラス部材の少なくとも一方を変形させる第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記第１のガラス部材及び前記第２のガラス部材の少なくとも一方を変形させた状態で、前記溶着予定領域に沿ってレーザ光の照射領域が相対的に移動するように前記ガラス層に前記レーザ光を照射することにより、前記溶着予定領域に沿って前記ガラス層を溶融させて前記第１のガラス部材と前記第２のガラス部材とを溶着する第２の工程と、を備える、ガラス溶着方法。
前記第１の工程では、前記第１のガラス部材及び前記第２のガラス部材の一方を載置台に載置し、押圧治具を用いて、前記第１のガラス部材及び前記第２のガラス部材の他方を前記載置台側に押圧する、請求項１記載のガラス溶着方法。
前記第２の工程では、前記押圧治具並びに前記第１のガラス部材及び前記第２のガラス部材の前記他方を介して前記ガラス層に前記レーザ光を照射する、請求項２記載のガラス溶着方法。
前記載置台は、前記第１のガラス部材が載置される平坦面を有し、
前記押圧治具は、前記溶着予定領域の内側に位置する領域に対向する第１の凸面と、前記溶着予定領域に対向する凹面と、前記溶着予定領域の外側において前記溶着予定領域に沿う領域に対向する第２の凸面と、を有し、前記第２のガラス部材を押圧する、請求項２又は３記載のガラス溶着方法。
板状の第１のガラス部材と板状の第２のガラス部材とを溶着してガラス溶着体を製造するためのガラス溶着装置であって、
環状に延在する溶着予定領域に沿うようにガラス層が配置された前記第１のガラス部材に、前記ガラス層を介して前記第２のガラス部材が重ね合わされた状態で、且つ、前記ガラス層が介在する領域に対応する環状部分での前記第１のガラス部材と前記第２のガラス部材との距離が中央部分及び外縁部分での前記第１のガラス部材と前記第２のガラス部材との距離よりも大きくなるように、前記第１のガラス部材及び前記第２のガラス部材の少なくとも一方が変形させられた状態で、前記第１のガラス部材及び前記第２のガラス部材を支持するガラス部材支持部と、
前記溶着予定領域に沿って前記ガラス層を溶融させて前記第１のガラス部材と前記第２のガラス部材とを溶着するために、前記ガラス部材支持部によって前記第１のガラス部材及び前記第２のガラス部材が支持された状態で、前記溶着予定領域に沿ってレーザ光の照射領域が相対的に移動するように前記ガラス層に前記レーザ光を照射するレーザ光照射部と、を備える、ガラス溶着装置。
前記ガラス部材支持部は、前記第１のガラス部材及び前記第２のガラス部材の一方が載置される載置台と、前記第１のガラス部材及び前記第２のガラス部材の他方を前記載置台側に押圧する押圧治具と、を有する、請求項５記載のガラス溶着装置。
前記レーザ光照射部は、前記押圧治具並びに前記第１のガラス部材及び前記第２のガラス部材の前記他方を介して前記ガラス層に前記レーザ光を照射する、請求項６記載のガラス溶着装置。
前記載置台は、前記第１のガラス部材が載置される平坦面を有し、
前記押圧治具は、前記溶着予定領域の内側に位置する領域に対向する第１の凸面と、前記溶着予定領域に対向する凹面と、前記溶着予定領域の外側において前記溶着予定領域に沿う領域に対向する第２の凸面と、を有し、前記第２のガラス部材を押圧する、請求項６又は７記載のガラス溶着装置。
板状の第１のガラス部材と、
前記第１のガラス部材に重ね合わされた板状の第２のガラス部材と、
前記第１のガラス部材と前記第２のガラス部材とを溶着した状態で、前記第１のガラス部材と前記第２のガラス部材との間において環状に延在するガラス層と、を備え、
前記ガラス層が介在する領域に対応する環状部分での前記第１のガラス部材と前記第２のガラス部材との距離が中央部分及び外縁部分での前記第１のガラス部材と前記第２のガラス部材との距離よりも大きくなるように、前記第１のガラス部材及び前記第２のガラス部材の少なくとも一方が変形している、ガラス溶着体。