JP2013216541A

JP2013216541A - ガラス溶着方法

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Publication number: JP2013216541A
Application number: JP2012088581A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Matsumoto; 松本　　聡
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2012-04-09
Filing date: 2012-04-09
Publication date: 2013-10-24
Anticipated expiration: 2032-04-09
Also published as: JP5869946B2

Abstract

【課題】加工効率の低下の抑制及び信頼性の高いガラス溶着体の製造が可能なガラス溶着方法を提供する。
【解決手段】ライン１０ａ，１０ｂに延在部Ｒａ，Ｒｂが沿うように溶着予定領域Ｒをガラス部材４に設定し、ガラス層３を領域Ｒに沿ってガラス部材４に配置する工程と、その後に、領域Ｒに沿ってガラス部材４にガラス層３を定着させる工程と、その後に、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、照射領域がライン１０ａ，１０ｂに沿って相対的に移動するようにガラス層３にレーザ光を照射することで、領域Ｒに沿ってガラス部材４とガラス部材５とを溶着する工程と、を備える。溶着の際には、ライン１０ａ，１０ｂのそれぞれに沿ったレーザ光の照射領域の相対的な移動によって、レーザ光の照射領域が領域Ｒのコーナ部Ｒｃの全領域を通過するようにするガラス溶着方法。
【選択図】図２

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、次のような方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、有機物（有機溶剤やバインダ）、レーザ光吸収材及びガラス粉を含むペースト層をガラス部材に形成し、その後、ペースト層にレーザ光を照射することにより、ペースト層から有機物を除去してガラス部材にガラス層を形成する。続いて、ガラス層が形成されたガラス部材に、ガラス層を介して別のガラス部材を重ね合わせ、その後、ガラス層にレーザ光を照射することにより、ガラス層を溶融させてガラス部材同士を溶着する。

特開２０１１−０５１８１１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、加工効率を向上させるべくレーザ光の走査速度を高くすると、ガラス層に不良が生じ易くなり、製造されたガラス溶着体の信頼性が低下するおそれがある。

そこで、本発明は、加工効率が低下するのを抑制しつつ、信頼性の高いガラス溶着体を製造することができるガラス溶着方法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、互いに交差する関係を有する第１の延在部及び第２の延在部、並びに第１の延在部及び第２の延在部のそれぞれと連続的に接続された曲線状のコーナ部を含み、且つ閉じた環状に延在する溶着予定領域を、第１のラインに第１の延在部が沿うように且つ第１のラインと交差する第２のラインに第２の延在部が沿うように、第１のガラス部材に設定し、レーザ光吸収材及びガラス粉を含むガラス層を、溶着予定領域に沿って第１のガラス部材に配置する第１の工程と、第１の工程の後に、溶着予定領域に沿ってガラス層を溶融させて第１のガラス部材にガラス層を定着させる第２の工程と、第２の工程の後に、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、第２のレーザ光の照射領域が第１のライン及び第２のラインのそれぞれに沿って相対的に移動するようにガラス層に第２の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３の工程と、を備え、第１のラインに沿って相対的に移動する場合に第２のレーザ光の照射領域が有する第１のラインに垂直な方向における幅、及び第２のラインに沿って相対的に移動する場合に第２のレーザ光の照射領域が有する第２のラインに垂直な方向における幅は、第１のライン及び第２のラインのそれぞれに沿った第２のレーザ光の照射領域の相対的な移動によって、第２のレーザ光の照射領域がコーナ部の全領域を通過するように、設定される。

このガラス溶着方法では、第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着する際に、第２のレーザ光の照射領域が第１のライン及び第２のラインのそれぞれに沿って相対的に移動するようにガラス層に第２のレーザ光を照射する。これにより、第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着する際の加工速度を向上させることができる。更に、第１のライン及び第２のラインのそれぞれに沿った第２のレーザ光の照射領域の相対的な移動によって、第２のレーザ光の照射領域がコーナ部の全領域を通過する。これにより、コーナ部に溶融領域と未溶融領域とが生じることに起因する残留応力の発生を抑制して、ガラス溶着体がガラス層のコーナ部から破損するのを防止することができる。しかも、ガラス層のコーナ部が曲線状であるため、ガラス溶着体においてガラス層のコーナ部に応力が集中するのを抑制することができる。よって、このガラス溶着方法によれば、加工効率が低下するのを抑制しつつ、信頼性の高いガラス溶着体を製造することが可能となる。

ここで、第３の工程では、第２のレーザ光の照射領域を、相対的に移動する方向に垂直な方向における幅よりも相対的に移動する方向における幅が大きい形状としてもよい。これによれば、第１のガラス基板に定着させられたガラス層を溶融させるのに要する入熱量（レーザ光がその照射領域で有するエネルギ密度）を維持しつつ、第２のレーザ光の走査速度（照射対象に対するレーザ光の照射領域の相対的な移動速度）を高くすることができる。

また、第２の工程では、第１のレーザ光の照射領域が溶着予定領域に沿って相対的に移動するようにガラス層に第１の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のガラス部材にガラス層を定着させてもよい。これによれば、一つの溶着予定領域に沿ったガラス層において第１のレーザ光が二度照射され得る箇所（このような箇所では、ガラス層の分断等、ガラス層に不良が生じ易い）を、第１のレーザ光の照射の始終箇所の一箇所に減少させることができる。しかも、第１の延在部及び第２の延在部が曲線状のコーナ部と連続的に接続されているので、溶着予定領域に沿った第１のレーザ光の照射領域の相対的な移動を円滑に実施することができる。

このとき、第２の工程では、第１のレーザ光の照射領域を点対称の形状としてもよい。これによれば、溶着予定領域に沿った第１のレーザ光の照射領域の相対的な移動を容易に且つ効率良く実施することができる。

本発明によれば、加工効率が低下するのを抑制しつつ、信頼性の高いガラス溶着体を製造することができるガラス溶着方法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方法によって製造されたガラス溶着体の斜視図である。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方法を説明するための平面図である。本発明の一実施形態のガラス溶着方法に使用されるガラス層定着装置の平面図である。本発明の一実施形態のガラス溶着方法にて実施されるガラス層定着工程における溶着予定領域とレーザ光の照射領域との関係を示す平面図である。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平面図である。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平面図である。本発明の一実施形態のガラス溶着方法に使用されるガラス溶着装置の平面図である。本発明の一実施形態のガラス溶着方法に使用されるガラス溶着装置の平面図である。本発明の一実施形態のガラス溶着方法にて実施されるガラス溶着工程における溶着予定領域とレーザ光の照射領域との関係を示す平面図である。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平面図である。本発明の一実施形態のガラス溶着方法の効果を説明するための断面図である。

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方法によって製造された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、溶着予定領域Ｒに沿って配置されたガラス層３を介して、板状のガラス部材（第１のガラス部材）４と板状のガラス部材（第２のガラス部材）５とが溶着されたものである。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。溶着予定領域Ｒは、互いに交差する関係を有する延在部（第１の延在部）Ｒａ及び延在部（第２の延在部）Ｒｂ、並びに延在部Ｒａ，Ｒｂのそれぞれと連続的に接続された曲線状のコーナ部Ｒｃを含み、閉じた環状に延在している。ここでは、延在部Ｒａは、一対の長辺のそれぞれに対応しており、延在部Ｒｂは、一対の短辺のそれぞれに対応している。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。

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について説明する。まず、図２に示されるように、マトリックス状に配置された複数のガラス部材４を含むガラス基板（第１のガラス基板）４０を準備する。そして、溶着予定領域Ｒをガラス基板４０に対してガラス部材４ごとに設定する。より詳細には、溶着予定領域Ｒは、互いに平行な複数のライン（第１のライン）１０ａのそれぞれに複数の延在部Ｒａが沿うように、且つライン１０ａと交差する互いに平行な複数のライン（第２のライン）１０ｂのそれぞれに複数の延在部Ｒｂが沿うように、複数設定される。

続いて、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、ペースト層６を溶着予定領域Ｒに沿ってガラス基板４０の表面４０ａに配置する。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を乾燥させてガラス層３から有機溶剤を除去する。このようにして、少なくともレーザ光吸収性顔料及びガラスフリット２を含むガラス層３を、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス基板４０の表面４０ａに配置する（第１の工程）。なお、このとき、ガラス層３を加熱してガラス層３からバインダを除去してもよい。

続いて、図３に示されるように、レーザ光（第１のレーザ光）Ｌ１の照射領域が各溶着予定領域Ｒに沿って相対的に移動するようにガラス層３にレーザ光Ｌ１を照射することにより、バインダをガス化してガラス層３からバインダを除去すると共に、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基板４０の表面４０ａにガラス層３を定着させる（第２の工程）。ガラス層３は、溶着予定領域Ｒに沿ってガラスフリット２が溶融・再固化することにより、ガラス基板４０の表面４０ａに定着させられる。

図４は、ガラス層定着工程（第２の工程）に使用されるガラス層定着装置１１の平面図である。図４に示されるように、ガラス層定着装置１１は、支持ステージ１２及び複数のレーザヘッド１３を有している。支持ステージ１２は、ガラス層３が配置された表面４０ａをレーザヘッド１３に対向させた状態でガラス基板４０を支持する。レーザヘッド１３は、支持ステージ１２に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能となっている。ここでは、四台のレーザヘッド１３のそれぞれは、四分割された領域ごとにガラス層３にレーザ光Ｌ１を順次照射する。

図５は、ガラス層定着工程における溶着予定領域Ｒとレーザ光Ｌ１の照射領域ＩＲ１との関係を示す平面図である。図５に示されるように、ガラス層定着工程では、ガラス層３の一部３ｐの一端を始点Ｐ１とし、ガラス層３の一部３ｐの他端を終点Ｐ２として、レーザ光Ｌ１の照射領域ＩＲ１を溶着予定領域Ｒに沿って相対的に移動させる。つまり、ガラス層定着工程では、ガラス層３のうち一部３ｐにおいて開いた環状に延在する主部３ｍにレーザ光Ｌ１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の主部３ｍを溶融させてガラス基板４０の表面４０ａにガラス層３の主部３ｍを定着させる。このとき、ガラス層３の一部３ｐを延在部Ｒａ又は延在部Ｒｂに位置させる。また、レーザ光Ｌ１の照射領域ＩＲ１を円形状（ここでは、ガラス層３の幅よりも大きい直径を有する円形状）とする。一例として、レーザ光Ｌ１の照射パワーは１５０Ｗであり、照射領域ＩＲ１の直径は７ｍｍであり、レーザ光Ｌ１の走査速度は２０ｍｍ／ｓである。なお、ガラス層３の一部３ｐにも、バインダをガス化してガラス層３からバインダを除去する程度にレーザ光を照射することが好ましいが、ガラス層３の一部３ｐについては、レーザ光吸収性顔料及びガラスフリット２を含む層のままとする。

続いて、図６に示されるように、マトリックス状に配置された複数のガラス部材５を含むガラス基板（第２のガラス基板）５０を準備する。そして、ガラス部材４のそれぞれとガラス部材５のそれぞれとがガラス層３を介して対向するようにガラス基板４０とガラス基板５０とを重ね合わせる。つまり、ガラス基板４０にガラス層３を介してガラス基板５０を重ね合わせる（第３の工程）。ここで、ガラス基板５０においてガラス基板４０の表面４０ａに対向する表面５０ａには、ガラス部材５ごとに発光素子領域が形成されている。なお、ガラス基板５０にＵＶシール材を塗布しておき、真空環境下（１０Ｐａ以下）において、ガラス基板４０にガラス層３を介してガラス基板５０を重ね合わせ、ＵＶ照射によってガラス基板４０とガラス基板５０とを貼り合わせてもよい。その場合には、以降の工程を大気圧下で実施することが可能となる。

続いて、図７及び図８に示されるように、レーザ光（第２のレーザ光）Ｌ２の照射領域がライン１０ａ，１０ｂのそれぞれに沿って相対的に移動するようにガラス層３にレーザ光Ｌ２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基板４０とガラス基板５０とを溶着する（第３の工程）。ガラス基板４０とガラス基板５０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（ガラス基板４０，５０の表面４０ａ，５０ａ部分）が溶融・再固化することにより、溶着される。なお、溶着においては、ガラス層３が溶融し、ガラス基板４０，５０の少なくとも一方が溶融しない場合もある。

図９及び図１０は、ガラス溶着工程（第３の工程）に使用されるガラス溶着装置２１の平面図である。図９及び図１０に示されるように、ガラス溶着装置２１は、支持ステージ２２及び複数のレーザヘッド２３を有している。支持ステージ２２は、Ｘ軸及びＹ軸に垂直なＺ軸回りに回転可能となっており、ガラス基板５０をレーザヘッド２３に対向させた状態で、ガラス層３を介して重ね合わされたガラス基板４０，５０を支持する。レーザヘッド２３は、支持ステージ２２に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能となっている。ここでは、二台のレーザヘッド２３のそれぞれは、図９に示されるように、ライン１０ｂに沿ってガラス層３にレーザ光Ｌ２を順次照射し、そして、支持ステージ２２が９０度回転した後に、図１０に示されるように、ライン１０ａに沿ってガラス層３にレーザ光Ｌ２を順次照射する。

図１１は、ガラス溶着工程における溶着予定領域Ｒとレーザ光Ｌ２の照射領域ＩＲ２との関係を示す平面図である。図１１に示されるように、ガラス溶着工程では、レーザ光Ｌ２の照射領域ＩＲ２がライン１０ａ，１０ｂのそれぞれに沿って相対的に移動させられるから、ガラス層３の一部３ｐが存在している延在部Ｒａ又は延在部Ｒｂについても、その全体に渡ってレーザ光Ｌ２が照射されることになる。つまり、ガラス溶着工程では、ガラス層３の一部３ｐ及び主部３ｍにレーザ光Ｌ２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の一部３ｐ及び主部３ｍを溶融させてガラス基板４０とガラス基板５０とを溶着する。

このとき、レーザ光Ｌ２の照射領域ＩＲ２を、相対的に移動する方向に垂直な方向における幅Ｗ１よりも相対的に移動する方向における幅Ｗ２が大きい楕円形状とする。ここで、ライン１０ａに沿って相対的に移動する場合にレーザ光Ｌ２の照射領域ＩＲ２が有するライン１０ａに垂直な方向における幅Ｗ１、及びライン１０ｂに沿って相対的に移動する場合にレーザ光Ｌ２の照射領域ＩＲ２が有するライン１０ｂに垂直な方向における幅Ｗ１は、ライン１０ａ，１０ｂのそれぞれに沿ったレーザ光Ｌ２の照射領域ＩＲ２の相対的な移動によって、レーザ光Ｌ２の照射領域ＩＲ２がコーナ部Ｒｃの全領域を通過するように、設定される。より具体的には、ガラス層３の幅をｗとし、コーナ部Ｒｃの外縁の半径をｒとすると、コーナ部Ｒｃの内縁の中点Ｐ３と延在部Ｒｂの外縁（又は延在部Ｒａの外縁）との距離ｄは、ｒ−［（ｒ−ｗ）／２^１/２］となるから、相対的に移動する方向に垂直な方向における幅Ｗ１は、ｒ−［（ｒ−ｗ）／２^１/２］以上に設定される。一例として、レーザ光Ｌ２の照射パワーは２１０Ｗであり、照射領域ＩＲ２の外形Ｗ１×Ｗ２は２ｍｍ×７ｍｍであり、レーザ光Ｌ２の走査速度は１００ｍｍ／Ｓである。

続いて、図１２に示されるように、ガラス基板４０，５０から、溶着されたガラス部材４，５を切り出し（つまり、ガラス基板４０，５０を溶着予定領域Ｒごとに切断し）、複数のガラス溶着体１を得る。

以上説明したガラス溶着方法によれば、以下の理由により、加工効率が低下するのを抑制しつつ、信頼性の高いガラス溶着体１を製造することが可能となる。

すなわち、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス基板４０とガラス基板５０とを溶着する際に（つまり、溶着予定領域Ｒごとにガラス部材４とガラス部材５とを溶着する際に）、レーザ光Ｌ２の照射領域ＩＲ２がライン１０ａ，１０ｂのそれぞれに沿って相対的に移動するようにガラス層３にレーザ光Ｌ２を照射する。これにより、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス基板４０とガラス基板５０とを溶着する際の加工速度を向上させることができる。更に、ライン１０ａ，１０ｂのそれぞれに沿ったレーザ光Ｌ２の照射領域ＩＲ２の相対的な移動によって、レーザ光Ｌ２の照射領域ＩＲ２が溶着予定領域Ｒのコーナ部Ｒｃの全領域を通過する。これにより、コーナ部Ｒｃに溶融領域と未溶融領域とが生じることに起因する残留応力の発生を抑制して、ガラス溶着体１がガラス層３のコーナ部から破損するのを防止することができる。しかも、ガラス層３のコーナ部が曲線状であるため、ガラス溶着体１においてガラス層３のコーナ部に応力が集中するのを抑制することができる。

また、ガラス溶着工程では、ガラス層３の一部３ｐ及び主部３ｍにレーザ光Ｌ２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の一部３ｐ及び主部３ｍを溶融させてガラス基板４０とガラス基板５０とを溶着する。ガラス層３の一部３ｐには未溶融のガラス層３が存在しているため、レーザ光Ｌ２の照射によって、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス基板４０とガラス基板５０とを溶着することができる。しかも、ガラス層３の一部３ｐが延在部Ｒａ又は延在部Ｒｂに位置しているので、未溶融のガラス層３が存在するガラス層３の一部３ｐに、レーザ光Ｌ２が安定した状態で照射されることになり、溶着予定領域Ｒに沿ったガラス基板４０とガラス基板５０との溶着が確実化される。

また、ガラス溶着工程では、レーザ光Ｌ２の照射領域ＩＲ２を、相対的に移動する方向に垂直な方向における幅Ｗ１よりも相対的に移動する方向における幅Ｗ２が大きい楕円形状とする。これにより、ガラス基板４０に定着させられたガラス層３を溶融させるのに要する入熱量（レーザ光がその照射領域で有するエネルギ密度）を維持しつつ、レーザ光Ｌ２の走査速度（照射対象に対するレーザ光の照射領域の相対的な移動速度）を高くすることができる。しかも、相対的に移動する方向における幅Ｗ２よりも相対的に移動する方向に垂直な方向における幅Ｗ１を小さくすることで、ガラス層３以外の領域にレーザ光Ｌ２が照射されるのを抑制することができる。

また、ガラス層定着工程では、レーザ光Ｌ１の照射領域ＩＲ１が溶着予定領域Ｒに沿って相対的に移動するようにガラス層３にレーザ光Ｌ１を照射する。このとき、ガラス層３のうち一部３ｐにおいて開いた環状に延在する主部３ｍにレーザ光Ｌ１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の主部３ｍを溶融させてガラス基板４０（すなわち、ガラス部材４）にガラス層３の主部３ｍを定着させる。一つの溶着予定領域Ｒに沿ったガラス層３においてレーザ光Ｌ１が二度照射される箇所では、ガラス層３が分断され易くなるが、ガラス層３のうち一部３ｐにおいて開いた環状に延在する主部３ｍにレーザ光Ｌ１を照射することで、ガラス層３においてレーザ光Ｌ１が二度照射される箇所をなくすことができる。しかも、延在部Ｒａ，Ｒｂのそれぞれが曲線状のコーナ部Ｒｃと連続的に接続されているので、溶着予定領域Ｒに沿ったレーザ光Ｌ１の照射領域ＩＲ１の相対的な移動を円滑に実施することができ、その結果、コーナ部Ｒｃでのガラス層３の過剰加熱を防止することができる。

また、ガラス層定着工程では、レーザ光Ｌ１の照射領域ＩＲ１を円形状とする。これにより、溶着予定領域Ｒに沿ったレーザ光Ｌ１の照射領域ＩＲ１の相対的な移動を容易に且つ効率良く実施することができる。つまり、ガラス層定着装置１１において、支持ステージ１２やレーザヘッド１３を、Ｘ軸及びＹ軸に垂直なＺ軸回りに回転させる必要がなくなる。

なお、図１３に示されるように、ディスペンサによってフリットペーストを塗布することにより、ペースト層６を溶着予定領域Ｒに沿ってガラス基板４０の表面４０ａに配置した場合には、フリットペーストの塗布が重なった部分でペースト層６が盛り上がってしまう（図１３の（ａ））。その場合には、次のようにしてガラス溶着方法を実施してもよい。

すなわち、フリットペーストの塗布が重なった部分をガラス層３の一部３ｐとしてガラス層定着工程を実施する。つまり、当該一部３ｐにおいて開いた環状に延在する主部３ｍにレーザ光Ｌ１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の主部３ｍを溶融させてガラス基板４０の表面４０ａにガラス層３の主部３ｍを定着させる（図１３の（ｂ））。続いて、ガラス基板４０にガラス層３を介してガラス基板５０を重ね合わせる。このとき、フリットペーストの塗布が重なった部分は、ガラスフリット２を含む未溶融のガラス層３であるため、平坦に沈み込むことになる（図１３の（ｃ））。続いて、ガラス層３の一部３ｐ及び主部３ｍにレーザ光Ｌ２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の一部３ｐ及び主部３ｍを溶融させてガラス基板４０とガラス基板５０とを溶着する（図１３の（ｄ））。以上のようにしてガラス溶着方法を実施すれば、フリットペーストの塗布が重なった部分でペースト層６が盛り上がったとしても、ガラス基板４０とガラス基板５０とを効率良く且つ確実に溶着することができる。

また、ガラス層定着工程において、レーザ光Ｌ１の照射領域ＩＲ１を溶着予定領域Ｒに沿って相対的に移動させる際に、始点Ｐ１及び終点Ｐ２を一致させたとしても、一つの溶着予定領域Ｒに沿ったガラス層３においてレーザ光Ｌ１が二度照射され得る箇所（すなわち、ガラス層３の分断等、ガラス層３に不良が生じ易い箇所）を、レーザ光Ｌ１の照射の始終箇所の一箇所に減少させることができる。その場合、当該箇所でガラス層３が分断されたとしても、次のようにしてガラス層３を修復することが可能である。

すなわち、当該箇所に、レーザ光吸収性顔料及びガラスフリット２を含むガラス層を別途盛り、レーザ光の照射により当該ガラス層のガラスフリット２を溶融・再固させてガラス層３と一体化させた後、研磨等により当該箇所のガラス層３の表面を平坦化すればよい。このとき、当該箇所を延在部Ｒａ又は延在部Ｒｂに位置させれば、応力が集中し易いコーナ部Ｒｃに位置させた場合に比べ、修復によるガラス層３の強度低下を抑制することができる。

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、ガラス基板４０，５０（すなわち、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、ガラス基板４０，５０（すなわち、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、閉じた環状であれば、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、ライン１０ａとライン１０ｂとは、直交する場合に限定されず、９０°以外の角度で交差する場合を含む。更に、ライン１０ａ，１０ｂは、直線である場合に限定されず、曲線である場合を含む。また、レーザ光Ｌ１の照射領域ＩＲ１の形状は、円形状に限定されず、正多角形状等、光軸に関して点対称の形状であればよい。また、レーザ光Ｌ２の照射領域ＩＲ２の形状は、楕円形状に限定されず、長円形状等、相対的に移動する方向に垂直な方向における幅よりも相対的に移動する方向における幅が大きい形状であればよい。また、互いに溶着されたガラス基板４０，５０を溶着予定領域Ｒごとに切断する場合に限定されず、初めから板状のガラス部材４，５を準備して、ガラス部材４とガラス部材５とを溶着するようにしてもよい。また、本発明の「曲線状のコーナ部」は、内縁（コーナ内側の縁）及び外縁（コーナ外側の縁）の両方が曲線状であるものに限定されず、少なくとも内縁が曲線状であるものも含む。つまり、外縁が直線状であっても、内縁が曲線状であれば、そのようなコーナ部は本発明の「曲線状のコーナ部」に含まれる。

１…ガラス溶着体、２…ガラスフリット（ガラス粉）、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）、１０ａ…ライン（第１のライン）、１０ｂ…ライン（第２のライン）、Ｒ…溶着予定領域、Ｒａ…延在部（第１の延在部）、Ｒｂ…延在部（第２の延在部）、Ｒｃ…コーナ部、Ｌ１…レーザ光（第１のレーザ光）、ＩＲ１…照射領域、Ｌ２…レーザ光（第２のレーザ光）、ＩＲ２…照射領域。

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、
互いに交差する関係を有する第１の延在部及び第２の延在部、並びに第１の延在部及び第２の延在部のそれぞれと連続的に接続された曲線状のコーナ部を含み、且つ閉じた環状に延在する溶着予定領域を、第１のラインに第１の延在部が沿うように且つ第１のラインと交差する第２のラインに第２の延在部が沿うように、第１のガラス部材に設定し、レーザ光吸収材及びガラス粉を含むガラス層を、溶着予定領域に沿って第１のガラス部材に配置する第１の工程と、
第１の工程の後に、溶着予定領域に沿ってガラス層を溶融させて第１のガラス部材にガラス層を定着させる第２の工程と、
第２の工程の後に、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、第２のレーザ光の照射領域が第１のライン及び第２のラインのそれぞれに沿って相対的に移動するようにガラス層に第２の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３の工程と、を備え、
第１のラインに沿って相対的に移動する場合に第２のレーザ光の照射領域が有する第１のラインに垂直な方向における幅、及び第２のラインに沿って相対的に移動する場合に第２のレーザ光の照射領域が有する第２のラインに垂直な方向における幅は、第１のライン及び第２のラインのそれぞれに沿った第２のレーザ光の照射領域の相対的な移動によって、第２のレーザ光の照射領域がコーナ部の全領域を通過するように、設定される、ガラス溶着方法。
第３の工程では、第２のレーザ光の照射領域を、相対的に移動する方向に垂直な方向における幅よりも相対的に移動する方向における幅が大きい形状とする、請求項１記載のガラス溶着方法。
第２の工程では、第１のレーザ光の照射領域が溶着予定領域に沿って相対的に移動するようにガラス層に第１の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のガラス部材にガラス層を定着させる、請求項１又は２記載のガラス溶着方法。
第２の工程では、第１のレーザ光の照射領域を点対称の形状とする、請求項３記載のガラス溶着方法。