KR101162028B1

KR101162028B1 - 유리 용착 방법 및 유리층 정착 방법

Info

Publication number: KR101162028B1
Application number: KR1020127006077A
Authority: KR
Inventors: 사토시 마츠모토
Original assignee: 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-07-03
Also published as: CN102666413B; TWI402126B; WO2011065103A1; JP2011111343A; US9016091B2; US20120260694A1; TW201127533A; KR20120035230A; CN102666413A; JP5535588B2

Abstract

바인더를 가스화시킴과 아울러 유리층(3)을 용융시켜 유리 부재(4)에 유리층(3)을 정착시키기 위해서, 가소성용 레이저 광(L2)이 유리층(3)에 조사된다. 여기서, 레이저 광(L2)의 조사 영역은, 용착 예정 영역(R)의 연장 방향을 따라서 배열된 영역(A1) 및 영역(A2)를 가지고 있고, 영역(A2)에 대해서 영역(A1)이 선행하도록 용착 예정 영역(R)을 따라서 이동시켜진다. 그리고, 영역(A2)은, 영역(A1)의 조사에 의해서 용융시켜진 유리층(3)이 고화하기 전에 유리층(3)에 조사된다. 이것에 의해, 유리층(3)이 고화하는데 필요로 하는 시간이 길어지고, 그 결과, 레이저 광(L2)의 영역(A1)의 조사에 의해서 가스화한 바인더가 유리층(3)으로부터 빠지기 쉬워진다.

Description

유리 용착 방법 및 유리층 정착 방법{GLASS WELDING METHOD AND GLASS LAYER FIXING METHOD}

본 발명은, 유리 부재끼리를 용착(溶着)하여 유리 용착체를 제조하는 유리 용착 방법, 및 이를 위한 유리층 정착(定着) 방법에 관한 것이다.

상기 기술 분야에서의 종래 유리 용착 방법으로서, 유기물(유기 용제나 바인더), 레이저 광 흡수재 및 유리 가루를 포함하는 유리층을, 용착 예정 영역을 따르도록 일방(一方)의 유리 부재에 정착시킨 후, 그 유리 부재에 유리층을 사이에 두고 타방(他方)의 유리 부재를 서로 겹치고, 용착 예정 영역을 따라서 레이저 광을 조사함으로써, 일방(一方) 및 타방(他方)의 유리 부재끼리를 용착하는 방법이 알려져 있다.

그런데, 유리 부재에 유리층을 정착시키기 위해서, 로(爐) 내에서의 가열을 대신하여, 레이저 광의 조사에 의해서 유리층으로부터 유기물을 제거하는 기술이 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2 참조). 이와 같은 기술에 의하면, 유리 부재에 형성된 기능층(機能層) 등이 가열되어 열화하는 것을 방지할 수 있고, 또, 로(爐)의 사용에 의한 소비 에너지의 증대 및 로(爐) 내에서의 가열 시간의 장시간화를 억제할 수 있다.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 2002－366050호 공보 특허 문헌 2 : 일본특허공개 2002－367514호 공보

그렇지만, 레이저 광의 조사에 의해서 유리 부재에 유리층을 정착시키고(이른바 가소성(假燒成)), 그 후, 레이저 광의 조사에 의해서 유리층을 매개로 하여 유리 부재끼리를 용착하면(이른바 본소성(本燒成)), 유리층에서 리크가 일어나고, 기밀한 용착을 필요로 하는 유리 용착체를 얻을 수 없는 경우가 있었다.

이에, 본 발명은, 이와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 기밀한 용착을 필요로 하는 유리 용착체를 제조할 수 있는 유리 용착 방법, 및 이를 위한 유리층 정착 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위해서 예의(銳意) 검토를 거듭한 결과, 유리 용착체에서 유리층에 리크가 일어나는 것은, 유리층으로부터의 바인더의 제거에 기인하고 있는 것을 밝혀냈다. 즉, 바인더를 가스화시킴과 아울러 유리 가루를 용융시켜 유리 부재에 유리층을 정착시키기 위해서, 용착 예정 영역을 따라서 레이저 광의 조사 영역을 상대적으로 이동시켜 유리층에 레이저 광을 조사하면, 유리 가루의 융점이 바인더의 분해점보다도 높기 때문에, 용융한 유리층으로부터 바인더의 분해 가스가 완전히 방출하기 전에 유리층이 고화하는 경우가 있다. 이것에 의해, 도 13에 도시된 바와 같이, 유리층에 다수의 기포가 형성되고, 그 기포가 이어지면, 유리 용착체에서 유리층에 리크가 일어나는 것이다.

또한, 유리층에 형성된 기포를 없애기 위해 재차 레이저 광을 조사해도, 용이하게는 유리층에서의 기포를 메울 수 없다. 이것은, 유리층의 점도가 높게되어 있기 때문이라고 생각된다. 또, 유리 가루를 용융시키지 않고 바인더만을 가스화시킬 수 있는 레이저 파워로 레이저 광을 조사하고, 그 후, 유리 가루를 용융 시킬 수 있는 레이저 파워로 레이저 광을 조사함으로써, 유리 부재에 유리층을 정착시키려고 하면, 도 14에 도시된 바와 같이, 유리층이 유리 부재에 스미지 않고 응집해 버린다. 이것은, 최초의 레이저 광 조사시에, 가스화한 바인더가 유리 부재와 유리층과의 사이에 깊숙이 들어가기 때문이라고 생각된다.

본 발명자는, 이상의 지견(知見)에 근거하여 더욱 검토를 거듭하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다. 즉, 본 발명에 관한 유리 용착 방법은, 제1 유리 부재와 제2 유리 부재를 용착하여 유리 용착체를 제조하는 유리 용착 방법으로서, 연장하는 용착 예정 영역을 따르도록, 바인더, 레이저 광 흡수재 및 유리 가루를 포함하는 유리층을 소정의 폭으로 제1 유리 부재에 배치하는 공정과, 용착 예정 영역을 따라서 제1 레이저 광의 조사 영역을 상대적으로 이동시켜 유리층에 제1 레이저 광을 조사함으로써, 바인더를 가스화시킴과 아울러 유리 가루를 용융시켜, 제1 유리 부재에 유리층을 정착시키는 공정과, 유리층이 정착한 제1 유리 부재에 유리층을 사이에 두고 제2 유리 부재를 서로 겹치고, 유리층에 제2 레이저 광을 조사함으로써, 제1 유리 부재와 제2 유리 부재를 용착하는 공정을 포함하며, 제1 레이저 광의 조사 영역은, 용착 예정 영역의 연장 방향을 따라서 배열된 제1 영역 및 제2 영역을 가지고, 제2 영역에 대해서 제1 영역이 선행하도록 용착 예정 영역을 따라서 이동시켜지며, 제2 영역은, 제1 영역의 조사에 의해서 용융시켜진 유리층이 고화하기 전에 유리층에 조사되는 것을 특징으로 한다. 또, 본 발명에 관한 유리층 정착 방법은, 제1 유리 부재에 유리층을 정착시켜 유리층 정착 부재를 제조하는 유리층 정착 방법으로서, 연장하는 용착 예정 영역을 따르도록, 바인더, 레이저 광 흡수재 및 유리 가루를 포함하는 유리층을 소정의 폭으로 제1 유리 부재에 배치하는 공정과, 용착 예정 영역을 따라서 제1 레이저 광의 조사 영역을 상대적으로 이동시켜 유리층에 제1 레이저 광을 조사함으로써, 바인더를 가스화시킴과 아울러 유리 가루를 용융시켜, 제1 유리 부재에 유리층을 정착시키는 공정을 포함하며, 제1 레이저 광의 조사 영역은, 용착 예정 영역의 연장 방향을 따라서 배열된 제1 영역 및 제2 영역을 가지고, 제2 영역에 대해서 제1 영역이 선행하도록 용착 예정 영역을 따라서 이동시켜지며, 제2 영역은, 제1 영역의 조사에 의해서 용융시켜진 유리층이 고화하기 전에 유리층에 조사되는 것을 특징으로 한다.

이러한 유리 용착 방법 및 유리층 정착 방법에서는, 바인더를 가스화시킴과 아울러 유리 가루를 용융시켜 제1 유리 부재에 유리층을 정착시키기 위해서, 제1 레이저 광이 유리층에 조사된다. 여기서, 제1 레이저 광의 조사 영역은, 용착 예정 영역의 연장 방향을 따라서 배열된 제1 영역 및 제2 영역을 가지고 있고, 제2 영역에 대해서 제1 영역이 선행하도록 용착 예정 영역을 따라서 이동시켜진다. 그리고, 제2 영역은, 제1 영역의 조사에 의해서 용융시켜진 유리층이 고화하기 전에 유리층에 조사된다. 이와 같이, 유리층이 고화하기 전에 제1 레이저 광의 제2 영역이 유리층에 조사되므로, 유리층이 고화하는데 필요로 하는 시간이 길어지고, 그 결과, 제1 레이저 광의 제1 영역의 조사에 의해서 가스화한 바인더가 유리층으로부터 빠지기 쉬워진다. 따라서, 이들 유리 용착 방법 및 유리층 정착 방법에 의하면, 유리층에 기포가 형성되는 것을 억제할 수 있으므로, 기밀한 용착을 필요로 하는 유리 용착체를 제조하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명에 관한 유리 용착 방법에서는, 제1 영역에서의 제1 레이저 광의 강도는, 제2 영역에서의 제1 레이저 광의 강도보다도 높게되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 유리층을 단시간에 효율 좋게 용융시킬 수 있다. 그 한편으로, 제1 영역에 이어서 제2 영역이 유리층에 조사되어도, 유리층의 온도가 계속 상승하여 결정화 온도에 이르는 것을 방지하고, 유리층의 온도를 융점보다도 높고 또한 결정화 온도보다도 낮은 온도로 유지할 수 있다.

또, 본 발명에 관한 유리 용착 방법에서는, 제1 영역과 제2 영역이 연결되어 있어도 괜찮고, 제1 영역과 제2 영역이 떨어져 있어도 괜찮다. 어느 경우에도, 유리층이 고화하기 전에 제1 레이저 광의 제2 영역이 유리층에 조사되므로, 제1 레이저 광의 제1 영역의 조사에 의해서 가스화한 바인더가 유리층으로부터 빠지기 쉬워진다. 또한, 제1 영역의 조사와 제2 영역의 조사와의 사이에서 냉각에 의해서 발생하는 응력을 저감하는 관점에서는, 제1 영역과 제2 영역이 연결되어 있는 쪽이 좋다.

또, 본 발명에 관한 유리 용착 방법에서는, 제1 레이저 광은, 제1 유리 부재측으로부터 제1 유리 부재를 통하여 유리층에 조사되는 것이 바람직하다. 이 경우, 유리층에서의 제1 유리 부재측의 부분이 충분히 가열되므로, 제1 유리 부재에 대한 유리층의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 게다가, 유리층에서의 제1 유리 부재와 반대측 부분(즉, 유리층에서 제2 유리 부재와 용착되는 부분)이 입열 과다에 의해서 결정화하는 것이 방지되므로, 제2 유리 부재에 대한 유리층의 용착 상태를 균일화할 수 있다.

본 발명에 의하면, 기밀한 용착을 필요로 하는 유리 용착체를 제조하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명에 관한 유리 용착 방법의 일실시 형태에 의해서 제조된 유리 용착체의 사시도이다.
도 2는 도 1의 유리 용착체를 제조하기 위한 유리 용착 방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 도 1의 유리 용착체를 제조하기 위한 유리 용착 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 1의 유리 용착체를 제조하기 위한 유리 용착 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도 1의 유리 용착체를 제조하기 위한 유리 용착 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 도 1의 유리 용착체를 제조하기 위한 유리 용착 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 가소성용 레이저 광의 조사 영역과 유리층과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1의 유리 용착체를 제조하기 위한 유리 용착 방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 9는 도 1의 유리 용착체를 제조하기 위한 유리 용착 방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 10은 유리 부재에 정착되어진 유리층의 사진을 나타내는 도면이다.
도 11은 가소성용 레이저 광의 조사 영역과 유리층과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12는 가소성용 레이저 광의 조사 영역과 유리층과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13은 기포가 형성된 유리층의 사진을 나타내는 도면이다.
도 14는 응집한 유리층의 사진을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 유리 용착체(1)는, 용착 예정 영역(R)을 따라서 형성된 유리층(3)을 매개로 하여, 유리 부재(제1 유리 부재, 4)와 유리 부재(제2 유리 부재, 5)가 용착된 것이다. 유리 부재(4, 5)는, 예를 들면, 무알칼리 유리로 이루어진 두께 0.7mm의 직사각형 판 모양의 부재이며, 용착 예정 영역(R)은, 유리 부재(4, 5)의 외측 가장자리를 따르도록 소정의 폭으로 직사각형 고리 모양으로 설정되어 있다. 유리층(3)은, 예를 들면, 저융점 유리(바나듐 인산계 유리, 납붕산 유리 등)로 이루어지고, 용착 예정 영역(R)을 따르도록 소정의 폭으로 직사각형 고리 모양으로 형성되어 있다.

다음에, 상술한 유리 용착체(1)를 제조하기 위한 유리 용착 방법(유리 부재(4)와 유리 부재(5)를 용착하여 유리 용착체(1)를 제조하기 위해서, 유리 부재(4)에 유리층(3)을 정착시켜 유리층 정착 부재를 제조하는 유리층 정착 방법을 포함함)에 대해서 설명한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 디스펜서(dispenser)나 스크린 인쇄 등에 의해서 프리트 페이스트(frit paste)를 도포함으로써, 용착 예정 영역(R)을 따라서 유리 부재(4)의 표면(4a)에 페이스트층(6)을 형성한다. 프리트 페이스트는, 예를 들면, 저융점 유리(바나듐 인산계 유리, 납붕산 유리 등)로 이루어진 분말상(狀) 유리 프리트(유리 가루, 2), 산화철 등의 무기 안료인 레이저 광 흡수성 안료(레이저 광 흡수재), 아세트산 아밀 등인 유기 용제 및 유리의 연화점 온도 이하로 열분해하는 수지 성분(아크릴 등)인 바인더를 혼련한 것이다. 즉, 페이스트층(6)은, 유기 용제, 바인더, 레이저 광 흡수성 안료 및 유리 프리트(2)를 포함하고 있다.

이어서, 페이스트층(6)을 건조시켜 유기 용제를 제거한다. 이것에 의해, 직사각형 고리 모양으로 연장하는 용착 예정 영역(R)을 따르도록, 유리층(3)이 소정의 폭으로 유리 부재(4)에 배치되게 된다. 즉, 유리층(3)은, 바인더, 레이저 광 흡수성 안료 및 유리 프리트(2)를 포함하고 있다. 또한, 유리 부재(4)의 표면(4a)에 배치된 유리층(3)은, 유리 프리트(2)의 입자성 등에 의해서 레이저 광 흡수성 안료의 흡수 특성을 상회하는 광 산란이 일어나고, 레이저 광 흡수율이 낮은 상태로 되어 있다(예를 들면, 가시광선 하에서는, 유리층(3)이 하얗게 보인다).

이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 유리 부재(4)에 대해서 유리층(3)을 연직(鉛直) 방향 상측에 위치시킨 상태에서, 유리 부재(4)를 재치대(載置台, 7) 상에 재치(載置)한다. 그리고, 용착 예정 영역(R)을 따라서 직사각형 고리 모양으로 형성된 유리층(3)의 1개의 모서리부에 집광 스포트를 맞추어 레이저 광(L1)을 조사한다. 이 레이저 광(L1)의 스포트(spot) 지름은, 유리층(3)의 폭보다도 크게 되도록 설정되고, 유리층(3)에 조사되는 레이저 광(L1)의 레이저 파워가 유리층의 폭방향(레이저 광(L1)의 진행 방향과 대략 직교하는 방향)에서 동일한 정도가 되도록 조정되어 있다. 이것에 의해, 유리층(3)의 일부가 폭방향 전체에 동등하게 용융되어, 레이저 광의 흡수율이 높은 레이저 광 흡수부(8a)가 폭방향 전체에 걸쳐서 형성된다.

그 후, 도 4에 도시된 바와 같이, 유리층(3)의 나머지 3개의 모서리부에도, 마찬가지로 레이저 광(L1)을 순서대로 조사하여 레이저 광 흡수부(8b, 8c, 8d)를 형성한다. 또한, 레이저 광 흡수부(8a ~ 8d)에서는, 유리 프리트(2)의 용융에 의해서 그 입자성이 무너지는 등으로 인해서 레이저 광 흡수성 안료의 흡수 특성이 현저하게 나타나고, 이 부분의 레이저 광 흡수율은, 레이저 광(L1)이 조사되지 않았던 부분에 비해 높은 상태로 된다(예를 들면, 가시광선 하에서는, 레이저 광 흡수부(8a ~ 8d)에 대응하는 모서리부만이 검게 혹은 푸르게 보인다).

이어서, 도 5, 6에 도시된 바와 같이, 레이저 광 흡수부(8a)를 기점(起點, 조사 개시 위치)으로 하여 유리층(3)에 집광 스포트를 맞추어 레이저 광(제1 레이저 광, L2)을 용착 예정 영역(R)을 따라서 조사한다. 즉, 레이저 광 흡수부(8a)를 조사 개시 위치로 하여, 용착 예정 영역(R)을 따라서 레이저 광(L2)의 조사 영역을 상대적으로 이동시켜 유리층(3)에 레이저 광(L2)을 조사한다. 이 때, 레이저 광(L2)은, 유리 부재(4)에 대해서 유리층(3)을 연직 방향 상측에 위치시킨 상태에서, 재치대(7)에 마련된 개구(도시하지 않음), 및 유리 부재(4)를 통하여, 유리 부재(4)측으로부터 유리층(3)에 조사된다(레이저 광(L1)도 마찬가지임). 이것에 의해, 바인더가 가스화하여 유리층(3)으로부터 제거됨과 아울러 유리층(3)이 용융?재고화하고, 유리 부재(4)의 표면(4a)에 유리층(3)이 눌어붙어 정착시켜져(가소성), 유리층 정착 부재가 제조된다.

여기서, 가소성용 레이저 광(L2)의 조사 영역은, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 용착 예정 영역(R)의 연장 방향(즉, 유리층(3)의 폭방향과 대략 직교하는 방향)을 따라서 배열된 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)를 가지고 있고, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 연결되어 있다. 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 영역(A1)에서의 레이저 광(L2)의 강도는, 제2 영역(A2)에서의 레이저 광(L2)의 강도보다도 높게되어 있고, 레이저 광(L2)의 조사 영역은, 제2 영역(A2)에 대해서 제1 영역(A1)이 선행하도록 용착 예정 영역(R)을 따라서 이동시켜진다. 유리층(3)에서는, 제1 영역(A1)의 조사에 의해서 바인더가 가스화시켜짐과 아울러 유리 프리트(2)가 용융시켜진다. 그리고, 제1 영역(A1)의 조사에 의해서 용융시켜진 유리층(3)이 고화하기 전에 유리층(3)에 제2 영역(A2)이 조사됨으로써, 가스화한 바인더가 유리층(3)으로부터 방출된다. 즉, 바인더는, 제1 영역(A1)의 조사에 의해서 가스화시켜지고, 제2 영역(A2)의 조사에 의해서 유리층(3)으로부터 방출된다.

또한, 유리층(3)의 가소성 시에는, 레이저 광 흡수율을 미리 높여진 레이저 광 흡수부(8a)를 조사 개시 위치로 하여 레이저 광(L2)의 조사를 개시하고 있기 때문에, 조사 개시 위치로부터 바로, 유리층(3)이 폭방향 전체에 걸쳐서 용융한다. 이것에 의해, 용착 예정 영역(R) 전역에 걸쳐서, 유리층(3)의 용융이 불안정하게 되는 불안정 영역이 저감되고, 유리층(3)의 용융이 안정한 안정 영역이 된다. 또, 나머지 3개의 모서리부에도 각각 레이저 광 흡수부(8b ~ 8d)를 마련하고 있기 때문에, 유리 용착체로서 기능시킬 때에 부하가 걸리기 쉬운 모서리부가, 가소성 시에 확실히 용융한다. 또한, 유리 부재(4)의 표면(4a)에 정착시켜진 유리층(3)은, 용착 예정 영역(R) 전역에 걸쳐서, 유리 프리트(2)의 용융에 의해서 그 입자성이 무너지는 등으로 인해서 레이저 광 흡수성 안료의 흡수 특성이 현저하게 나타나고, 레이저 광 흡수율이 높은 상태가 된다.

유리층(3)의 가소성에 이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 유리층 정착 부재(10, 즉, 유리층(3)이 정착한 유리 부재(4))에 유리층(3)을 사이에 두고 유리 부재(5)를 서로 겹친다. 이어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 유리층(3)에 집광 스포트를 맞추어 레이저 광(제2 레이저 광, L3)을 용착 예정 영역(R)을 따라서 조사한다. 즉, 용착 예정 영역(R)을 따라서 레이저 광(L3)의 조사 영역을 상대적으로 이동시켜 유리층(3)에 레이저 광(L3)을 조사한다. 이것에 의해, 용착 예정 영역(R) 전역에 걸쳐서 레이저 광 흡수율이 높고 또한 균일한 상태로 되어 있는 유리층(3)에 레이저 광(L3)이 흡수되어, 유리층(3) 및 그 주변 부분(유리 부재(4, 5)의 표면(4a, 5a) 부분)이 용융?재고화(본소성(本燒成))하며, 유리 부재(4)와 유리 부재(5)가 용착 예정 영역(R)을 따라서 용착되어 유리 용착체(1)이 얻어진다(용착에서는, 유리층(3)이 용융하고, 유리 부재(4, 5)가 용융하지 않는 경우도 있음). 또한, 레이저 광(L3)의 조사는, 유리층(3)의 전체에 대해서 일괄로 실시해도 괜찮다.

이상 설명한 바와 같이, 유리 용착체(1)를 제조하기 위한 유리 용착 방법(유리층 정착 방법을 포함함)에서는, 바인더를 가스화시킴과 아울러 유리층(3)을 용융시켜 유리 부재(4)에 유리층(3)을 정착시키기 위해서(즉, 가소성을 위해서), 레이저 광(L2)이 유리층(3)에 조사된다. 여기서, 레이저 광(L2)의 조사 영역은, 용착 예정 영역(R)의 연장 방향을 따라서 배열된 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)를 가지고 있고, 제2 영역(A2)에 대해서 제1 영역(A1)이 선행하도록 용착 예정 영역(R)을 따라서 이동시켜진다. 그리고, 제2 영역(A2)은, 제1 영역(A1)의 조사에 의해서 용융시켜진 유리층(3)이 고화하기 전에 유리층(3)에 조사된다. 이와 같이, 유리층(3)이 고화하기 전에 레이저 광(L2)의 제2 영역(A2)이 유리층(3)에 조사되므로, 유리층(3)이 고화하는데 필요로 하는 시간이 길어지고, 그 결과, 레이저 광(L2)의 제1 영역(A1)의 조사에 의해서 가스화한 바인더가 유리층(3)으로부터 빠지기 쉬워진다. 따라서, 이 유리 용착 방법에 의하면, 용융한 유리층(3)으로부터 가스화한 바인더를 확실히 빠지게 하여, 도 10에 도시된 바와 같이, 유리층(3)에 기포가 형성되는 것을 억제할 수 있으므로, 기밀한 용착을 필요로 하는 유리 용착체(1)를 제조하는 것이 가능해진다.

또, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 영역(A1)에서 레이저 광(L2)의 강도가, 제2 영역(A2)에서 레이저 광(L2)의 강도보다도 높게되어 있으므로, 유리층(3)을 단시간에 효율 좋게 용융시킬 수 있다. 그 한편으로, 제1 영역(A1)에 이어서 제2 영역(A2)이 유리층(3)에 조사되어도, 유리층(3)의 온도가 계속 상승하여 결정화 온도(Tc)에 이르는 것을 방지하고, 유리층(3)의 온도를 융점(Tm)보다도 높고 또한 결정화 온도(Tc)보다도 낮은 온도로 유지할 수 있다.

또, 가소성용 레이저 광(L2)은, 유리 부재(4)측으로부터 유리 부재(4)를 통하여 유리층(3)에 조사된다. 이것에 의해, 유리층(3)에서 유리 부재(4)측 부분이 충분히 가열되므로, 유리 부재(4)에 대한 유리층(3)의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 게다가, 유리층(3)에서 유리 부재(4)와 반대측 부분(즉, 유리층(3)에서 유리 부재(5)와 용착되는 부분)이 입열 과다에 의해서 결정화하는 것이 방지되므로, 유리 부재(5)에 대한 유리층(3)의 용착 상태를 균일화할 수 있다.

또, 가소성용 레이저 광(L2)은, 유리 부재(4)에 대해서 유리층(3)을 연직 방향 상측에 위치시킨 상태에서, 유리층(3)에 조사된다. 이것에 의해, 가소성 시에 발생하는 가스(예를 들면, 바인더의 분해 가스나 수증기 등)를 효율 좋게 상방으로 빠지게 할 수 있다.

본 발명은, 상술한 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 가소성용 레이저 광(L2)에서, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 소정의 간격만큼 떨어져 있어도 괜찮다. 이와 같은 경우에도, 유리층(3)이 고화하기 전에 레이저 광(L2)의 제2 영역(A2)이 유리층(3)에 조사되므로, 유리층(3)에 기포가 형성되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제1 영역(A1)에서 레이저 광(L2)의 강도가, 제2 영역(A2)에서 레이저 광(L2)의 강도보다도 높게되어 있으므로, 유리층(3)을 단시간에 효율 좋게 용융시킬 수 있는 한편으로, 유리층(3)의 온도를 융점(Tm)보다도 높고 또한 결정화 온도(Tc)보다도 낮은 온도로 유지할 수 있다.

또한, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)과의 간격이 5mm이며, 용착 예정 영역(R)을 따라서 레이저 광(L2)의 상대적 이동 속도가 30mm/sec인 경우, 제1 영역(A1)의 강도와 제2 영역(A2)의 강도와의 비는, 예를 들면 5：1이다.

또, 도 12에 도시된 바와 같이, 가소성용 레이저 광(L2)에서, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은, 강도가 동등해도 좋다. 이와 같은 경우에는, 유리층(3)의 온도가 서서히 계속 상승하므로, 유리층(3)의 온도가 결정화 온도(Tc)에 이르지 않도록 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)의 강도를 제어할 필요가 있다.

단, 이와 같은 경우에도, 유리층(3)에 기포가 형성되는 것을 억제하면서, 충분한 가공 속도를 얻을 수 있다. 예를 들면, 조사 영역이 원형 모양(직경 1.6mm)의 레이저 광으로, 유리층(3)에 기포가 형성되는 것을 억제하려고 하면, 용착 예정 영역(R)을 따라서 레이저 광(L2)의 상대적 이동 속도를 1mm／sec로까지 내릴 필요가 있다. 이것에 대해, 조사 영역(강도가 동등한 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)을 가지는 조사 영역)이 용착 예정 영역(R)을 따라서 길이가 긴 모양(1.0mm×3.2 mm)의 레이저 광(L2)으로, 유리층(3)에 기포가 형성되는 것을 억제하려고 하면, 용착 예정 영역(R)을 따라서 레이저 광(L2)의 상대적 이동 속도를 10mm／sec로까지 올릴 수 있다. 이와 같이, 가공 속도는, 전자에 대해 후자가 10배나 된다. 또한, 레이저 파워는, 전자가 5W 정도, 후자가 20W 정도라고 할 정도로, 전자에 대해 후자는 10배나 필요하지 않다.

또, 가소성용 레이저 광(L2)의 조사 대상이 되는 유리층(3)은, 바인더, 레이저 광 흡수성 안료 및 유리 프리트(2)를 포함한 것으로 한정되지 않고, 유기 용제, 바인더, 레이저 광 흡수성 안료 및 유리 프리트(2)를 포함한 페이스트층(6)에 상당하는 것이라도 괜찮다. 또, 유리 프리트(2)는, 유리 부재(4, 5)의 융점보다도 낮은 융점을 가지는 것으로 한정되지 않고, 유리 부재(4, 5)의 융점 이상의 융점을 가지는 것이라도 괜찮다. 또, 레이저 광 흡수성 안료는, 유리 프리트(2) 자체에 포함되어 있어도 괜찮다.

[산업상의 이용 가능성]

1 … 유리 용착체 2 … 유리 프리트(유리 가루)
3 … 유리층 4 … 유리 부재(제1 유리 부재)
5 … 유리 부재(제2 유리 부재) 10 … 유리층 정착 부재
A1 … 제1 영역 A2 … 제2 영역
R … 용착 예정 영역 L2 … 레이저 광(제1 레이저 광)
L3 … 레이저 광(제2 레이저 광)

Claims

제1 유리 부재와 제2 유리 부재를 용착하여 유리 용착체를 제조하는 유리 용착 방법으로서,
연장하는 용착 예정 영역을 따르도록, 바인더, 레이저 광 흡수재 및 유리 가루를 포함하는 유리층을 소정의 폭으로 상기 제1 유리 부재에 배치하는 공정과,
상기 용착 예정 영역을 따라서 제1 레이저 광의 조사 영역을 상대적으로 이동시켜 상기 유리층에 상기 제1 레이저 광을 조사함으로써, 상기 바인더를 가스화시킴과 아울러 상기 유리 가루를 용융시켜, 상기 제1 유리 부재에 상기 유리층을 정착시키는 공정과,
상기 유리층이 정착한 상기 제1 유리 부재에 상기 유리층을 사이에 두고 상기 제2 유리 부재를 서로 겹치고, 상기 유리층에 제2 레이저 광을 조사함으로써, 상기 제1 유리 부재와 상기 제2 유리 부재를 용착하는 공정을 포함하며,
상기 제1 레이저 광의 조사 영역은, 상기 용착 예정 영역의 연장 방향을 따라서 배열된 제1 영역 및 제2 영역을 가지고, 상기 제2 영역에 대해서 상기 제1 영역이 선행하도록 상기 용착 예정 영역을 따라서 이동시켜지며,
상기 제2 영역은, 상기 제1 영역의 조사에 의해서 용융시켜진 상기 유리층이 고화하기 전에 상기 유리층에 조사되는 것을 특징으로 하는 유리 용착 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 영역에서의 상기 제1 레이저 광의 강도는, 상기 제2 영역에서의 상기 제1 레이저 광의 강도보다도 높게되어 있는 것을 특징으로 하는 유리 용착 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 유리 용착 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 유리 용착 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 레이저 광은, 상기 제1 유리 부재측으로부터 상기 제1 유리 부재를 통하여 상기 유리층에 조사되는 것을 특징으로 하는 유리 용착 방법.
제1 유리 부재에 유리층을 정착시켜 유리층 정착 부재를 제조하는 유리층 정착 방법으로서,
연장하는 용착 예정 영역을 따르도록, 바인더, 레이저 광 흡수재 및 유리 가루를 포함하는 상기 유리층을 소정의 폭으로 상기 제1 유리 부재에 배치하는 공정과,
상기 용착 예정 영역을 따라서 제1 레이저 광의 조사 영역을 상대적으로 이동시켜 상기 유리층에 상기 제1 레이저 광을 조사함으로써, 상기 바인더를 가스화시킴과 아울러 상기 유리 가루를 용융시켜, 상기 제1 유리 부재에 상기 유리층을 정착시키는 공정을 포함하며,
상기 제1 레이저 광의 조사 영역은, 상기 용착 예정 영역의 연장 방향을 따라서 배열된 제1 영역 및 제2 영역을 가지고, 상기 제2 영역에 대해서 상기 제1 영역이 선행하도록 상기 용착 예정 영역을 따라서 이동시켜지며,
상기 제2 영역은, 상기 제1 영역의 조사에 의해서 용융시켜진 상기 유리층이 고화하기 전에 상기 유리층에 조사되는 것을 특징으로 하는 유리층 정착 방법.
제1 유리 부재에 유리층을 정착시켜 유리층 정착 부재를 제조하는 유리층 정착 방법으로서,
연장하는 용착 예정 영역을 따르도록, 레이저 광 흡수재 및 유리 가루를 포함하는 상기 유리층을 소정의 폭으로 상기 제1 유리 부재에 배치하는 공정과,
상기 용착 예정 영역을 따라서 제1 레이저 광의 조사 영역을 상대적으로 이동시켜 상기 유리층에 상기 제1 레이저 광을 조사함으로써, 상기 유리 가루를 용융시켜, 상기 제1 유리 부재에 상기 유리층을 정착시키는 공정을 포함하며,
상기 제1 레이저 광의 조사 영역은, 상기 용착 예정 영역의 연장 방향을 따라서 배열된 제1 영역 및 제2 영역을 가지고, 상기 제2 영역에 대해서 상기 제1 영역이 선행하도록 상기 용착 예정 영역을 따라서 이동시켜지며,
상기 제2 영역은, 상기 제1 영역의 조사에 의해서 용융시켜진 상기 유리층이 고화하기 전에 상기 유리층에 조사되는 것을 특징으로 하는 유리층 정착 방법.