TWI490072B

TWI490072B - Glass welding method and glass layer fixation method

Info

Publication number: TWI490072B
Application number: TW099131740A
Authority: TW
Inventors: Satoshi Matsumoto
Original assignee: Hamamatsu Photonics Kk
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2015-07-01
Also published as: JP5535589B2; KR101844083B1; TW201127534A; US9021836B2; WO2011065109A1; US20120247153A1; JP2011111344A; KR20120117749A; CN102666417B; CN102666417A

Description

玻璃熔接方法及玻璃層固著方法

本發明係關於一種將玻璃構件彼此熔接而製造玻璃熔接體之玻璃熔接方法、及為實現此之玻璃層固著方法。

作為上述技術領域中之先前之玻璃熔接方法，已知有如下方法：將包含雷射光吸收性顏料之玻璃層以沿著熔接預定區域之方式燒接於一玻璃構件上之後，使另一玻璃構件經由玻璃層重合於該玻璃構件上，並沿著熔接預定區域照射雷射光，藉此將一玻璃構件與另一玻璃構件熔接。

另外，作為於玻璃構件上燒接玻璃層之技術，通常為如下技術：自包含玻璃料、雷射光吸收性顏料、有機溶劑及黏合劑之漿料層中除去有機溶劑及黏合劑，藉此使玻璃層固著於玻璃構件上後，藉由將固著有玻璃層之玻璃構件於煅燒爐內加熱而使玻璃層熔融，從而於玻璃構件上燒接玻璃層(例如參照專利文獻1)。

又，為使玻璃層固著於玻璃構件上，提出有藉由雷射光之照射來代替爐內之加熱而自玻璃層除去有機物(有機溶劑或黏合劑)(例如參照專利文獻2、3)。根據此種技術，可防止形成於玻璃構件上之功能層等受到加熱而劣化，又，可抑制由於使用爐而引起之消耗能量之增大及爐內之加熱時間之變長。

先行技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特表2006-524419號公報

專利文獻2：日本專利特開2002-366050號公報

專利文獻3：日本專利特開2002-367514號公報

然而，若藉由雷射光之照射進行玻璃層對於玻璃構件之燒接，則於燒接時或於其後之玻璃構件彼此之熔接時，有時玻璃構件會產生裂痕等玻璃構件破損。

因此，本發明係鑒於上述情況而完成者，其目的在於提供一種可製造可靠性較高之玻璃熔接體之玻璃熔接方法、及為實現此之玻璃層固著方法。

本發明者為達成上述目的反覆進行努力研究，結果發現，玻璃構件之破損與利用雷射光之照射的玻璃層之燒接有關的原因在於，如圖12所示，若燒接時玻璃層之溫度超過熔點Tm，則玻璃層之雷射光吸收率急遽變高。即，配置於玻璃構件上之玻璃層中，由於玻璃料之粒子性等，而引起超出雷射光吸收性顏料之吸收特性之光散射，成為雷射光吸收率較低之狀態(例如，於可見光下看起來發白)。

因此，如圖13所示，若以玻璃層之溫度成為高於熔點Tm且低於結晶化溫度Tc之溫度Tp之方式以雷射功率P照射雷射光，則由於玻璃料之熔融而使粒子性受到破壞等，顯著表現出雷射光吸收性顏料之吸收特性，玻璃層之雷射光吸收率急遽變高(例如，於可見光下看起來發黑或發綠)。藉此，玻璃層中引起預想以上之雷射光之吸收，而由於熱輸入過多所引起之熱衝擊導致玻璃構件產生裂痕。

又，藉由以雷射功率P進行雷射光之照射，如圖13所示，實際上玻璃層之溫度達到高於結晶化溫度Tc之溫度Ta。若玻璃層中位於與燒接對象之玻璃構件為相反側之部分(即，玻璃層中位於熔接對象之玻璃構件側之部分)由於熱輸入過多而結晶化，則該部分之熔點變高。因此，於其後之玻璃構件彼此之熔接時，為使玻璃層中位於熔接對象之玻璃構件側之部分熔融，必需提高雷射功率來照射雷射光，從而與燒接時同樣地由於熱輸入過多所引起之熱衝擊而使玻璃構件產生裂痕。

進而，如圖14所示，玻璃層之黏度存在下述傾向：緩緩變低直至玻璃層之溫度達到結晶化溫度Tc為止，但若玻璃層之溫度超過結晶化溫度Tc，則緩緩變高。估計其原因在於，熔融之玻璃層中結晶部析出，該結晶部成為(於含有包含陶瓷等之膨脹係數調整用填料之情形時，亦以該填料為)核而進行結晶成長，藉此玻璃層之流動性下降。此處，若如上所述，玻璃層之雷射光吸收率急遽上升，則相伴於此，如圖14所示，玻璃層之溫度亦自T1急遽上升至T2，因此玻璃層之黏度亦急遽變高。其結果，難以填埋熔融之玻璃層中由於黏合劑之氣化而形成之氣泡，因此於黏合劑之分解氣體完全逸出之前玻璃層固化。藉此，玻璃層中形成多個氣泡，若該等氣泡相連，則存在玻璃熔接體之玻璃層中引起洩漏之虞。

本發明者基於該見解進而反覆進行研究而完成本發明。即，本發明之玻璃熔接方法之特徵在於：其係將第1玻璃構件與第2玻璃構件熔接而製造玻璃熔接體者，其包括以下步驟：將包含黏合劑、雷射光吸收材及玻璃粉之玻璃層以沿著熔接預定區域之方式配置於第1玻璃構件上；藉由沿著熔接預定區域照射具有第1熱輸入量之第1雷射光，使黏合劑氣化並且使玻璃粉熔融，於與第1雷射光之行進方向交叉之方向上的玻璃層之熔融率超過特定值時，自第1熱輸入量切換為少於第1熱輸入量之第2熱輸入量，且藉由沿著熔接預定區域照射具有第2熱輸入量之第1雷射光，使黏合劑氣化並且使玻璃粉熔融，從而使玻璃層固著於第1玻璃構件上；及使第2玻璃構件經由玻璃層而重合於固著有玻璃層之第1玻璃構件上，並沿著熔接預定區域照射第2雷射光，藉此將第1玻璃構件與第2玻璃構件熔接。

又，本發明之玻璃層固著方法之特徵在於：其係使玻璃層固著於第1玻璃構件上而製造玻璃層固著構件者，其包括以下步驟：將包含黏合劑、雷射光吸收材及玻璃粉之玻璃層以沿著熔接預定區域之方式配置於第1玻璃構件上；及藉由沿著熔接預定區域照射具有第1熱輸入量之第1雷射光，使黏合劑氣化並且使玻璃粉熔融，於與第1雷射光之行進方向交叉之方向上的玻璃層之熔融率超過特定值時，自第1熱輸入量切換為少於第1熱輸入量之第2熱輸入量，且藉由沿著熔接預定區域照射具有第2熱輸入量之第1雷射光，使黏合劑氣化並且使玻璃粉熔融，從而使玻璃層固著於第1玻璃構件上。

該等玻璃熔接方法及玻璃層固著方法中，當沿著熔接預定區域照射第1雷射光而使玻璃層熔融時，藉由沿著熔接預定區域照射具有第1熱輸入量之第1雷射光而使黏合劑氣化並且使玻璃粉熔融，於與第1雷射光之行進方向交叉之方向上的玻璃層之熔融率超過特定值時切換熱輸入量，沿著熔接預定區域照射具有少於第1熱輸入量之第2熱輸入量之第1雷射光，藉此使黏合劑氣化並且使玻璃粉熔融，而使玻璃層固著於第1玻璃構件上。於該玻璃層之固著時，若玻璃層之熔融率超過特定值，則玻璃層之雷射光吸收率急遽變高，其後，照射具有少於第1熱輸入量之第2熱輸入量之第1雷射光，因此抑止玻璃層變為熱輸入過多之狀態。藉由此種熱輸入量之切換，即便利用第1雷射光之照射而使玻璃層固著於第1玻璃構件上，亦可於玻璃層之固著時或其後之玻璃構件彼此之熔接時，防止玻璃構件產生裂痕等之玻璃構件破損。進而，藉由此種熱輸入量之切換，可抑制由於玻璃層之急遽溫度上升而導致之玻璃層之黏度急遽變高，因此黏合劑之分解氣體容易自熔融之玻璃層中逸出。藉此，可防止玻璃層中形成多個氣泡。因此，根據該等玻璃熔接方法及玻璃層固著方法，可製造可靠性較高之玻璃熔接體。再者，所謂「熱輸入量」，係第1雷射光於其照射區域中所具有之能量密度。又，所謂「玻璃層之熔融率」係於與第1雷射光之行進方向交叉之方向上，「玻璃層之熔融部分之寬度」佔「玻璃層之整個寬度」之比例。

本發明之玻璃熔接方法中，較佳為藉由使第1雷射光之照射功率下降，而自第1熱輸入量切換為第2熱輸入量。於此情形時，由於藉由照射功率之下降而進行熱輸入量之切換，故而可切實地自第1熱輸入量切換為第2熱輸入量。

本發明之玻璃熔接方法中，較佳為藉由使第1雷射光相對於玻璃層之行進速度上升，而自第1熱輸入量切換為第2熱輸入量。於此情形時，由於藉由第1雷射光之行進速度之上升而進行熱輸入量之切換，故而可切實地自第1熱輸入量切換為第2熱輸入量。並且，由於使行進速度上升而進行切換，故而可使玻璃層之固著所需之時間縮短。再者，所謂「第1雷射光相對於玻璃層之行進速度」，係指第1雷射光之相對行進速度，其包含使第1雷射光固定而使玻璃層移動之情形、使玻璃層固定而使第1雷射光移動之情形、使第1雷射光及玻璃層各自移動之情形。

本發明之玻璃熔接方法中，較佳為於自第1雷射光之照射開始經過特定時間時，自第1熱輸入量切換為第2熱輸入量。於此情形時，可藉由控制預先求出之特定時間之簡易方法而自第1熱輸入量容易地切換為第2熱輸入量。並且，於相同構成之玻璃層之情形時，若第1雷射光之照射條件相同，則可將特定時間設為大致相同，因此可容易地使複數層相同構成之玻璃層連續或同時熔融，從而可提高製造效率。

本發明之玻璃熔接方法中，較佳為於自玻璃層所放射之熱輻射光之強度上升至特定值時，自第1熱輸入量切換為第2熱輸入量。於此情形時，藉由對具有隨著玻璃層之熔融率上升而遞增之關聯性之熱輻射光之強度進行檢測，可正確地進行熱輸入量之切換。

本發明之玻璃熔接方法中，較佳為於由玻璃層所反射之第1雷射光之反射光之強度下降至特定值時，自第1熱輸入量切換為第2熱輸入量。於此情形時，藉由對具有隨著玻璃層之熔融率上升而遞減之關聯性之反射光之強度進行檢測，可正確地進行熱輸入量之切換。

根據本發明，可製造可靠性較高之玻璃熔接體。

以下，參照圖式對本發明之較佳實施形態加以詳細說明。再者，各圖中對於相同或相當之部分標註相同的符號，省略重複之說明。

圖1係藉由本發明之玻璃熔接方法之一實施形態而製造之玻璃熔接體的立體圖。如圖1所示，玻璃熔接體1係經由沿著熔接預定區域R而形成之玻璃層3，而將玻璃構件(第1玻璃構件)4與玻璃構件(第2玻璃構件)5熔接而成者。玻璃構件4、5例如為包含無鹼玻璃且厚度為0.7 mm的矩形板狀之構件，熔接預定區域R係沿著玻璃構件4、5之外緣而設定成矩形環狀。玻璃層3例如包含低熔點玻璃(釩磷酸系玻璃、鉛硼酸玻璃等)，且沿著熔接預定區域R而形成為矩形環狀。

其次，對用於製造上述玻璃熔接體1之玻璃熔接方法(包含為將玻璃構件4與玻璃構件5熔接，製造玻璃熔接體1，而使玻璃層3固著於玻璃構件4上，從而製造玻璃層固著構件之玻璃層固著方法)加以說明。

首先，如圖2所示，藉由利用分注器或網版印刷等塗佈玻料漿料，而沿著熔接預定區域R於玻璃構件4之表面4a形成漿料層6。玻料漿料例如係將包含低熔點玻璃(釩磷酸系玻璃、鉛硼酸玻璃等)之粉末狀之玻璃料(玻璃粉)2、氧化鐵等無機顏料即雷射光吸收性顏料(雷射光吸收材)、乙酸戊酯等有機溶劑、及於玻璃之軟化點溫度以下熱分解之樹脂成分(硝基纖維素、乙基纖維素、丙烯酸等)即黏合劑混練而成者。玻料漿料亦可為將使預先添加有雷射光吸收性顏料(雷射光吸收材)之低熔點玻璃成為粉末狀之玻璃料(玻璃粉)、有機溶劑、及黏合劑混練而成者。即，漿料層6包含玻璃料2、雷射光吸收性顏料、有機溶劑及黏合劑。

繼而，使漿料層6乾燥而除去有機溶劑，藉此沿著熔接預定區域R，使玻璃層3固著於玻璃構件4之表面4a。藉此，包含黏合劑、雷射光吸收性顏料及玻璃料2之玻璃層3以沿著熔接預定區域R之方式配置於玻璃構件4上。再者，玻璃構件4之表面4a上所固著之玻璃層3係由於玻璃料2之粒子性等，而引起超出雷射光吸收性顏料之吸收特性之光散射，成為雷射光吸收率較低之狀態(例如，於可見光下看起來發白)。

繼而，如圖3～圖5所示，使聚光點對準玻璃層3之熔接預定區域R中之照射起始位置A，開始雷射光(第1雷射光)L1之照射，沿著熔接預定區域R朝向圖示箭頭之行進方向使照射前進。另外，如圖6所示，雷射光L1具有寬度方向(與雷射光L1之行進方向大致正交之方向)之中央部之溫度較高，朝向兩端部而溫度變低的溫度分佈。因此，如圖5所示，自玻璃層3之熔融率(於與雷射光L1之行進方向大致正交之方向上，玻璃層3之熔融部分之寬度佔玻璃層3之整個寬度的比例)大致為零的照射起始位置A直至熔融率緩緩上升而成為熔融率接近100%之穩定區域的穩定區域起始位置B為止，存在特定距離，而自照射起始位置A直至穩定區域起始位置B為止成為玻璃層3之熔融於寬度方向之一部分進行之不穩定區域。

該不穩定區域中，玻璃層3之熔融未遍及整個寬度方向進行，因此雷射光吸收率未完全變高。因此，如圖8所示，雷射光L1係以於對穩定區域之玻璃層3進行照射時結晶化之較強的照射條件、例如係雷射光L1之照射功率為10 W的第1熱輸入量而開始照射。再者，所謂熱輸入量，可以下述式(1)所表示，本實施形態中，行進速度或光點直徑為固定，因此熱輸入量根據照射功率而發生變化。

熱輸入量(J/mm² )=功率密度(J‧S/mm² )÷行進速度(S)…(1)其後，若直至穩定區域起始位置B而成為玻璃層3遍及整個寬度方向而熔融之穩定區域，則玻璃層3之溫度遍及寬度方向而成為熔點Tm以上，由於玻璃料之熔融而使粒子性受到破壞等，顯著表現出雷射光吸收性顏料之吸收特性，玻璃層3之雷射光吸收率遍及整個寬度方向而急遽變高，熔融率變得接近100%(例如，於可見光下看起來發黑)。藉此，玻璃層3中引起預想以上之雷射光L1之吸收，而對玻璃層3之熱輸入變得過多。

因此，如圖7所示，於經過玻璃層3之熔融率變得接近100%的特定時間X之後(或其之前)，即玻璃層3剛於整個寬度方向超過熔點Tm而雷射光吸收率急遽變高之後，進行切換以使雷射光L1之照射功率自照射功率10 W下降至照射功率8 W，將熱輸入量自照射功率為10 W之第1熱輸入量切換為照射功率為8 W之第2熱輸入量。本實施形態中，預先針對各玻璃層3之構成而求出特定時間X，利用控制預先所求出之特定時間X之簡易方法而自第1熱輸入量切換為第2熱輸入量。又，於相同構成之玻璃層之情形時，對於相同之熱輸入量成為大致相同之熔融程度，因此只要雷射光L1之照射條件相同，則可使特定時間X大致相同。

其後，以作為第2熱輸入量之照射功率8 W進行雷射照射，沿著熔接預定區域R繼續利用雷射光L1之對玻璃層3之照射後，直至返回至照射起始位置A為止，結束燒接。再者，亦可視需要使雷射照射重疊，以對不穩定區域再照射雷射光L1而使其成為穩定區域。

藉由進行此種切換熱輸入量之控制來進行玻璃層3之燒接，而使配置於玻璃構件4上之玻璃層3於結晶化受到抑制之狀態下熔融、再固化，從而使玻璃構件4之表面4a燒接固著有玻璃層3。其結果，製造出玻璃層固著構件(即，固著有玻璃層3之玻璃構件4)。進而，藉由此種熱輸入量之切換，抑制由於玻璃層3之急遽之溫度上升而導致玻璃層3之黏度急遽變高，因此黏合劑之分解氣體容易自熔融之玻璃層3中逸出。藉此，可防止玻璃層3中形成多個氣泡。再者，燒接於玻璃構件4之表面4a之玻璃層3由於玻璃料2之熔融而使粒子性受到破壞等，顯著表現出雷射光吸收性顏料之吸收特性，成為雷射光吸收率較高之狀態(例如，於可見光下看起來發黑)。

繼而，若遍及熔接預定區域R全周而結晶化受到抑制之玻璃層3之燒接結束，則如圖8所示，使玻璃構件5經由玻璃層3而重合於玻璃層固著構件10(即，固著有玻璃層3之玻璃構件4)。

繼而，如圖9所示，使聚光點對準玻璃層3，沿著熔接預定區域R照射雷射光(第2雷射光)L2。藉此，遍及熔接預定區域R全周而成為雷射光吸收率較高且結晶化受到抑止之狀態的玻璃層3吸收雷射光L2，玻璃層3及其周邊部分(玻璃構件4、5之表面4a、5a部分)熔融、再固化，從而玻璃構件4與玻璃構件5熔接(熔接中，亦有時係玻璃層3熔融，而玻璃構件4、5未熔融)。此時，燒接於玻璃構件4上之玻璃層3之熔融遍及熔接預定區域R全周而形成為結晶化受到抑止之穩定區域，亦充分除去黏合劑，因此玻璃層3之熔點不會變高，而玻璃構件4與玻璃構件5沿著熔接預定區域R均勻地熔接，破損得以防止。

如上所述，用於製造玻璃熔接體1之玻璃熔接方法(包含玻璃層固著方法)中，於沿著熔接預定區域R照射雷射光L1而使玻璃層3熔融時，藉由沿著熔接預定區域R照射具有第1熱輸入量之雷射光L1而使黏合劑氣化並且使玻璃料2熔融，於與雷射光L1之行進方向大致正交之方向上的玻璃層3之熔融率接近100%時切換熱輸入量，沿著熔接預定區域R照射具有少於第1熱輸入量之第2熱輸入量之雷射光L1，藉此使黏合劑氣化並且使玻璃料2熔融，而使玻璃層3固著於玻璃構件4上。於該玻璃層3之固著時，若玻璃層3之熔融率接近100%，則玻璃層3之雷射光吸收率急遽變高，但之後，照射具有少於第1熱輸入量之第2熱輸入量之雷射光L1，因此可抑止玻璃層3成為熱輸入過多之狀態。藉由此種熱輸入量之切換，使得即便於利用雷射光L1之照射使玻璃層3固著於玻璃構件4上，亦可防止玻璃構件4、5破損，例如於玻璃層3之固著時或其後的玻璃構件4、5彼此之熔接時玻璃構件4、5產生裂痕等。進而，藉由此種熱輸入量之切換，可抑制由於玻璃層3之急遽之溫度上升而導致玻璃層3之黏度急遽變高，因此黏合劑之分解氣體容易自熔融之玻璃層3中逸出。藉此，可防止玻璃層3中形成多個氣泡。因此，根據該等玻璃熔接方法及玻璃層固著方法，可製造可靠性較高之玻璃熔接體1。

又，上述玻璃熔接方法中，藉由使雷射光L1之照射功率降低，而自第1熱輸入量切換為第2熱輸入量。由於藉由此種照射功率之下降而進行熱輸入量之切換，故而可切實地自第1熱輸入量切換為第2熱輸入量。

又，上述玻璃熔接方法中，於自雷射光L1之照射開始經過特定時間X時熔融率接近100%，自第1熱輸入量切換為第2熱輸入量。因此，能夠利用控制預先所求出之熔融率接近100%的特定時間X之簡易方法而自第1熱輸入量容易地切換為第2熱輸入量。並且，於相同構成之玻璃層之情形時，只要雷射光L1之照射條件相同，則可將特定時間X設為大致相同，因此可容易地使複數層相同構成之玻璃層3連續或同時熔融，可大幅提高製造複數個玻璃熔接體1時之製造效率。

另外，有機EL(electroluminescence，電致發光)封裝體等中，由於容器本身為小型，故而使用更薄型化之玻璃構件4、5，因此作為玻璃構件4、5之材料，為使裂紋難以產生而多選擇低膨脹玻璃。此時，為使玻璃層3之線膨脹係數配合玻璃構件4、5之線膨脹係數(即，為降低玻璃層3之線膨脹係數)，而使玻璃層3中含有多量之包含陶瓷等之填料。若玻璃層3中含有多量之填料，則於雷射光L1之照射之前後玻璃層3之雷射光吸收率會進一步大幅變化。因此，上述玻璃熔接方法係於選擇低膨脹玻璃作為玻璃構件4、5之材料之情形時尤其有效。

本發明並不限定於上述實施形態。

例如，上述實施形態中，係於自雷射光L1之照射起始位置A經過特定時間X時熔融率接近100%，自第1熱輸入量切換為第2熱輸入量，但亦可如圖10所示，於自玻璃層3所放射之熱輻射光之強度上升至特定值Q時，自第1熱輸入量切換為第2熱輸入量。於此情形時，可藉由對具有隨著玻璃層3之熔融率上升而遞增之關聯性的熱輻射光之強度進行檢測，而正確地進行熱輸入量之切換。又，亦可如圖11所示，於由玻璃層3反射之雷射光L1之反射光之強度下降至特定值P時，自第1熱輸入量切換為第2熱輸入量。於此情形時，可藉由對具有隨著玻璃層3之熔融率上升而遞減之關聯性的反射光之強度進行檢測，而正確地進行熱輸入量之切換。

又，上述實施形態中，係藉由變更雷射光L1之照射功率而控制對玻璃層3之熱輸入量，但亦可如上述式(1)所示，藉由使雷射光L1之照射功率固定，使雷射光L1之相對照射速度(即，雷射光L1相對於玻璃層3之行進速度)上升而進行對玻璃層3之熱輸入量之切換。於此情形時，由於藉由雷射光L1之行進速度之上升而進行熱輸入量之切換，故而可切實地自第1熱輸入量切換為第2熱輸入量。並且，由於使行進速度上升而進行切換，故而可使玻璃層3之固著所需之時間縮短。再者，於藉由使行進速度上升而進行熱輸入量之切換之情形時，包含速度之加速過程之情形較多，因此就抑止玻璃層3之結晶化之觀點而言，較佳為於成為應進行切換之時序(經過特定時間X時，或熱輻射光或反射光之強度成為特定值)之前開始行進速度之切換控制，於實際上應進行切換之時序時完成切換。

又，上述實施形態中，係使雷射光L1、L2相對於固定之玻璃構件4、5行進，但只要使雷射光L1、L2相對於各玻璃構件4、5相對行進即可，亦可使雷射光L1、L2固定而使玻璃構件4、5移動，或亦可使玻璃構件4、5與雷射光L1、L2均移動。

又，上述實施形態中，係於熔融率成為100%等特定值時進行熱輸入量之切換，但只要玻璃層3適當地熔融，則例如亦可於熔融率成為90%等特定值時進行熱輸入量之切換，而切實地抑止玻璃層3之結晶化。再者，若於熔融率較低時切換熱輸入量，則切換後之雷射光之吸收率不充分，有無法維持玻璃層之熔融處理之虞，因此用於進行熱輸入量之切換之熔融率之特定值較佳為80%。

又，上述實施形態中，係直接對玻璃層3照射雷射光L1，但亦可經由玻璃構件4而對玻璃層3照射雷射光L1。

[產業上之可利用性]

根據本發明，可製造可靠性較高之玻璃熔接體。

1．．．玻璃熔接體

2．．．玻璃料(玻璃粉)

3．．．玻璃層

4．．．玻璃構件(第1玻璃構件)

4a．．．表面

5．．．玻璃構件(第2玻璃構件)

5a．．．表面

6．．．漿料層

10．．．玻璃層固著構件

A．．．照射起始位置

B．．．穩定區域起始位置

R．．．熔接預定區域

L1．．．雷射光(第1雷射光)

L2．．．雷射光(第2雷射光)

X．．．特定時間

Q．．．特定值

P．．．雷射功率

Tm．．．熔點

Tc．．．結晶化溫度

Ta、Tp、T1、T2．．．溫度

圖1係藉由本發明之玻璃熔接方法之一實施形態而製造之玻璃熔接體的立體圖。

圖2係用以對用於製造圖1之玻璃熔接體之玻璃熔接方法進行說明的立體圖。

圖3係用以對用於製造圖1之玻璃熔接體之玻璃熔接方法進行說明的剖面圖。

圖4係用以對用於製造圖1之玻璃熔接體之玻璃熔接方法進行說明的剖面圖。

圖5係用以對用於製造圖1之玻璃熔接體之玻璃熔接方法進行說明的平面圖。

圖6係表示雷射照射之溫度分佈之圖。

圖7係表示雷射光之照射條件之切換時序的圖。

圖8係用以對用於製造圖1之玻璃熔接體之玻璃熔接方法進行說明的立體圖。

圖9係用以對用於製造圖1之玻璃熔接體之玻璃熔接方法進行說明的立體圖。

圖10係表示雷射光之照射條件之其他切換時序之圖。

圖11係表示雷射光之照射條件之其他切換時序之圖。

圖12係表示玻璃層之溫度與雷射光吸收率的關係之圖表。

圖13係表示雷射功率與玻璃層之溫度的關係之圖表。

圖14係表示玻璃層之溫度與玻璃層之黏度的關係之圖表。

A．．．照射起始位置

B．．．穩定區域起始位置

R．．．熔接預定區域

X．．．特定時間

Claims

一種玻璃熔接方法，其特徵在於：其係將第1玻璃構件與第2玻璃構件熔接而製造玻璃熔接體者，其包括以下步驟：將包含黏合劑、雷射光吸收材及玻璃粉之玻璃層以沿著熔接預定區域之方式配置於上述第1玻璃構件上；藉由沿著上述熔接預定區域照射具有第1熱輸入量之第1雷射光，使上述黏合劑氣化並且使上述玻璃粉熔融，於與上述第1雷射光之行進方向交叉之方向上的上述玻璃層之熔融率超過特定值時，自上述第1熱輸入量切換為少於上述第1熱輸入量之第2熱輸入量，且藉由沿著上述熔接預定區域照射具有上述第2熱輸入量之上述第1雷射光，使上述黏合劑氣化並且使上述玻璃粉熔融，從而使上述玻璃層固著於上述第1玻璃構件上；及使上述第2玻璃構件經由上述玻璃層而重合於固著有上述玻璃層之上述第1玻璃構件上，並沿著上述熔接預定區域照射第2雷射光，藉此將上述第1玻璃構件與上述第2玻璃構件熔接。
如請求項1之玻璃熔接方法，其中藉由使上述第1雷射光之照射功率下降，而自上述第1熱輸入量切換為上述第2熱輸入量。
如請求項1之玻璃熔接方法，其中藉由使上述第1雷射光相對於上述玻璃層之行進速度上升，而自上述第1熱輸入量切換為上述第2熱輸入量。
如請求項1之玻璃熔接方法，其中於自上述第1雷射光之照射開始經過特定時間時，自上述第1熱輸入量切換為上述第2熱輸入量。
如請求項1之玻璃熔接方法，其中於自上述玻璃層所放射之熱輻射光之強度上升至特定值時，自上述第1熱輸入量切換為上述第2熱輸入量。
如請求項1之玻璃熔接方法，其中於由上述玻璃層所反射之上述第1雷射光之反射光之強度下降至特定值時，自上述第1熱輸入量切換為上述第2熱輸入量。
一種玻璃層固著方法，其特徵在於：其係使玻璃層固著於第1玻璃構件上而製造玻璃層固著構件者，其包括以下步驟：將包含黏合劑、雷射光吸收材及玻璃粉之上述玻璃層以沿著熔接預定區域之方式配置於上述第1玻璃構件上；及藉由沿著上述熔接預定區域照射具有第1熱輸入量之第1雷射光，使上述黏合劑氣化並且使上述玻璃粉熔融，於與上述第1雷射光之行進方向交叉之方向上的上述玻璃層之熔融率超過特定值時，自上述第1熱輸入量切換為少於上述第1熱輸入量之第2熱輸入量，且藉由沿著上述熔接預定區域照射具有上述第2熱輸入量之上述第1雷射光，使上述黏合劑氣化並且使上述玻璃粉熔融，從而使上述玻璃層固著於上述第1玻璃構件上。