TWI496645B - Glass welding method and glass layer fixation method - Google Patents

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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而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，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。
先前技術文獻 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而於玻璃構件上燒接玻璃層，並經由該玻璃層將玻璃構件彼此熔接，則有時熔接狀態會變得不均勻。
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，玻璃構件彼此之熔接狀態變得不均勻之原因在於，如圖11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將急遽變高。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，於可見光下看起來泛白)。若於此種狀態下為了於玻璃構件上燒接玻璃層而照射雷射光，則會因為玻璃料熔融而使粒子性受到破壞等，令雷射光吸收性顏料之吸收特性變得顯著，因而使得玻璃層之雷射光吸收率急遽變高(例如，於可見光下看起來泛黑或泛綠)。因此，尤其於雷射光之照射起始位置之附近容易殘留雷射光吸收率較低之區域。並且，若經由具有雷射光吸收率較低之區域之玻璃層而將玻璃構件彼此熔接，則玻璃熔接體中熔接狀態變得不均勻。
進而，於雷射光吸收率較低之區域中，黏合劑未充分分解而殘留。若經由具有此種區域之玻璃層而將玻璃構件彼此熔接，則由於玻璃料之熔點高於黏合劑之分解點，故而於黏合劑之分解氣體自熔融之玻璃層中完全逸出之前玻璃層固化。藉此，於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發生洩漏之虞。
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；沿著熔接預定區域照射第1雷射光，藉此使黏合劑氣化並使玻璃粉熔融，而使玻璃層固著於第1玻璃構件上，並且提高玻璃層之雷射光吸收率；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，並對玻璃層照射第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；及沿著熔接預定區域照射第1雷射光，藉此使黏合劑氣化並使玻璃粉熔融，而使玻璃層固著於第1玻璃構件上，並且提高玻璃層之雷射光吸收率。
該等玻璃熔接方法及玻璃層固著方法中，對包含黏合劑、雷射光吸收材及玻璃粉之玻璃層照射第1雷射光，藉此使黏合劑氣化並使玻璃粉熔融，而使玻璃層固著於第1玻璃構件上。藉此，於固著在第1玻璃構件上之玻璃層中，黏合劑逸出，且雷射光吸收率升高而成為均勻之狀態。其結果，藉由經由此種穩定之狀態之玻璃層將第1玻璃構件與第2玻璃構件熔接，可使玻璃構件彼此之熔接狀態變得均勻。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。
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。
[第1實施形態]
圖1係藉由第1實施形態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101係經由沿著熔接預定區域R而形成之玻璃層103，而將玻璃構件(第1玻璃構件)104與玻璃構件(第2玻璃構件)105熔接者。玻璃構件104、105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104、105之外緣而設定為具有特定寬度之矩形環狀。玻璃層103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而形成為具有特定寬度之矩形環狀。
其次，對用於製造上述玻璃熔接體101之玻璃熔接方法(包含為將玻璃構件104與玻璃構件105熔接而製造玻璃熔接體101，使玻璃層103固著於玻璃構件104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104之表面104a形成漿料層106。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)102、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106包含玻璃料102、雷射光吸收性顏料、有機溶劑及黏合劑。
繼而，使漿料層106乾燥而除去有機溶劑，藉此沿著熔接預定區域R，於玻璃構件104之表面104a固著具有特定寬度且延伸之玻璃層103。藉此，包含黏合劑、雷射光吸收性顏料及玻璃料102之玻璃層103以沿著環狀之熔接預定區域R之方式配置於玻璃構件104上。再者，固著於玻璃構件104之表面104a之玻璃層103係由於玻璃料102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，於可見光下看起來泛白)。
繼而，如圖3所示，沿著熔接預定區域R，使聚光點對準形成為矩形環狀之玻璃層103之1個角部而照射雷射光L1。該雷射光L1之光點直徑設定為大於玻璃層103之寬度，對玻璃層103所照射之雷射光L1之功率調整為於寬度方向(與雷射光L1之行進方向大致正交之方向)上成為相同程度。藉此，玻璃層之一部分係於整個寬度方向上同等地熔融，而雷射光之吸收率較高之雷射光吸收部108a遍及整個寬度方向而形成。其後，如圖4所示，對玻璃層103之剩餘3個角部，亦同樣地依序照射雷射光L1而形成雷射光吸收部108b、108c、108d。再者，雷射光吸收部108a~108d中，於玻璃層之一部分(角部)由於玻璃料102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，此部分之雷射光吸收率成為高於未照射雷射光之部分之狀態(例如，於可見光下看起來僅與雷射光吸收部108a~108d相對應之角部泛黑)。
繼而，以圖4之圖中左下方所示之雷射光吸收部108a為起點(照射起始位置)，如圖5及圖6所示，使聚光點對準玻璃層103，使雷射光L2之照射沿著熔接預定區域R朝向圖中之箭頭之行進方向前進。藉此，遍及配置於玻璃構件104上之玻璃層103之熔接預定區域R全周而使黏合劑氣化並使玻璃料102熔融，藉此除去黏合劑，進行再固化，從而於玻璃構件104之表面104a燒接固著玻璃層103。其結果，製造玻璃層固著構件(即，固著有玻璃層103之玻璃構件104)。
於該玻璃層103之燒接時，以預先提高雷射光吸收率之雷射光吸收部108a為照射起始位置，開始雷射光L2之照射，因此自照射起始位置起即刻成為玻璃層103之熔融遍及整個寬度方向進行且熔融穩定之穩定區域(玻璃層遍及整個寬度方向而熔融之區域)，從而，遍及熔接預定區域R整個區域而玻璃層103之熔融變得不穩定之不穩定區域(玻璃層僅於寬度方向之一部分熔融之區域)減少。又，於剩餘之3個角部亦分別設置有雷射光吸收部108b~108d，因此，當作為玻璃熔接體而發揮功能時容易受到負載之角部亦於燒接時切實地熔融。再者，關於燒接於玻璃構件104之表面104a之玻璃層103，遍及熔接預定區域R整個區域，由於玻璃料102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，於可見光下看起來泛黑)。
如上所述，當遍及熔接預定區域R整個區域均穩定之玻璃層103之燒接結束時，則如圖7所示，使玻璃構件105經由玻璃層103而重合於玻璃層固著構件10(即，固著有玻璃層103之玻璃構件104)。
繼而，如圖8所示，使聚光點對準玻璃層103而沿著熔接預定區域R照射雷射光L3。藉此，遍及熔接預定區域R整個區域而成為雷射光吸收率較高且均勻之狀態的玻璃層103吸收雷射光L3，玻璃層103及其周邊部分(玻璃構件104、105之表面104a、105a部分)相同程度地熔融‧再固化，而將玻璃構件104與玻璃構件105熔接(熔接中，亦有時玻璃層103熔融而玻璃構件104、105未熔融)。此時，燒接於玻璃構件104上之玻璃層103之熔融遍及熔接預定區域R整個區域而穩定地進行，形成為穩定區域，亦充分除去黏合劑，因此沿著熔接預定區域R將玻璃構件104與玻璃構件105均勻地熔接。
如上所述，用於製造玻璃熔接體101之玻璃熔接方法(包含玻璃層固著方法)中，對包含黏合劑、雷射光吸收性顏料及玻璃料102之玻璃層103照射雷射光L2，藉此使黏合劑氣化並使玻璃料102熔融，而使玻璃層103固著於玻璃構件104上。藉此，於固著在玻璃構件104上之玻璃層103中，黏合劑逸出，且雷射光吸收率升高而成為均勻之狀態。其結果，藉由經由此種穩定之狀態之玻璃層103將玻璃構件104與玻璃構件105熔接，可使玻璃構件104、105彼此之熔接狀態變得均勻。因此，根據以上之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101。
又，上述玻璃熔接方法中，於使玻璃層103熔融而使玻璃層103固著於玻璃構件104上之前，對玻璃層103之一部分照射雷射光L1，使玻璃層103之一部分熔融，而預先於玻璃層103之4個角部形成雷射吸收率高於未照射雷射光L1之部分之雷射光吸收部108a~108d。並且，以複數個雷射光吸收部108a~108d中之一雷射光吸收部108a為照射起始位置，沿著熔接預定區域R照射雷射光L2，使玻璃層103熔融，從而使玻璃層103固著於玻璃構件104上。如上所述，雷射光L2之照射起始位置為雷射光吸收部108a，因此可自開始雷射光L2之照射之起點附近起即刻成為玻璃層103之熔融穩定之穩定區域。其結果，由於經由伴隨著此種穩定區域而形成之玻璃層103將玻璃構件104與玻璃構件105熔接，故而可容易地使玻璃構件104、105彼此之熔接狀態變得均勻。
另外，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為止，但若玻璃層之溫度超過結晶化溫度，則緩緩變高。估計其原因在於：於熔融之玻璃層中析出結晶部，以該結晶部為(於含有包含陶瓷等之膨脹係數調整用填料之情形時，亦為該填料)核進行結晶成長，故玻璃層之流動性下降。此處，若熔融之玻璃層之雷射光吸收率急遽上升，則伴隨於此，熔融之玻璃層之溫度亦自結晶化溫度以下之溫度急遽上升至結晶化溫度以上之溫度，因此熔融之玻璃層之黏度亦急遽變高。其結果，熔融之玻璃層中難以填埋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，於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發生洩漏之虞。此處，若如上所述般以雷射光吸收部108a為照射起始位置，沿著熔接預定區域R照射雷射光L2，使玻璃層103熔融，從而使玻璃層103固著於玻璃構件104上，則自開始雷射光L2之照射之起點附近起即刻成為玻璃層103之熔融穩定之穩定區域，因此可抑制玻璃層103之過度加熱，從而可防止玻璃層103中形成多個氣泡。
又，上述玻璃熔接方法中，於玻璃層103之一部分(角部)，以遍及與雷射光L2相對於熔接預定區域R之行進方向交叉之方向上的玻璃層103之整個寬度之方式形成有雷射光吸收部108a。於此情形時，由於以遍及寬度整體之方式形成雷射光吸收部108a，故而可使玻璃層103之熔融更早地穩定化。又，以與雷射光L2相對於熔接預定區域R之行進方向交叉之方向上的中央部朝向雷射光L2之行進方向突出之方式，將雷射光吸收部108a~108d形成為大致圓形狀。藉由此種形狀，使與雷射光L2之行進方向交叉之方向上之熔融變得更均勻。
又，上述玻璃熔接方法中，沿著熔接預定區域斷續地形成複數個雷射光吸收部108a~108d，將該等複數個雷射光吸收部108a~108d中之一雷射光吸收部108a設為照射起始位置。若如上所述般預先沿著熔接預定區域R斷續地形成複數個雷射光吸收部108a~108d，則即便於雷射光L2之掃描速度較迅速而尚未熔融從而將要形成不穩定區域之情形時，亦由於斷續地形成有高吸收區域，故可使玻璃層103之熔融連續且穩定化而不會返回至不穩定狀態。其結果，可實現藉由掃描速度之高速化而縮短製造期間，且亦可實現製造良率之提昇。並且，因於角部形成有雷射光吸收部108a~108d，故亦使於形成有玻璃熔接體時容易受到負載之角部切實地熔融。
本發明並不限定於上述第1實施形態。
例如，第1實施形態中，係依序形成雷射光吸收部108a~108d，但亦可使用4個雷射同時形成該等雷射光吸收部108a~108d。又，亦可大致同時進行將玻璃層103配置於玻璃構件104上之步驟、與於玻璃層103形成雷射光吸收部108a~108d之步驟。
又，亦可如圖9所示，形成半圓形狀之雷射光吸收部118a、矩形狀之雷射光吸收部118b、於寬度方向上形成有複數個圓之雷射光吸收部118c、於寬度方向中央部以微小之圓形所形成之雷射光吸收部118d等，以該等雷射光吸收部118a~118d為照射起始位置，進行雷射光L2之照射而進行玻璃層103之燒接。
又，於在形成為矩形環狀之熔接預定區域R之角部設置雷射光吸收部之情形時，亦可如圖10所示，形成扇狀之雷射光吸收部118e、118f等，以該等雷射光吸收部118e、118f為起點，進行雷射光L2之照射而進行燒接。
又，於斷續地設置雷射光吸收部之情形時，可如上述第1實施形態中所示於各角部設置雷射光吸收部108a~108d，亦可於玻璃層103之直線狀之部分隔開特定間隔而設置複數個雷射光吸收部。
又，第1實施形態中係直接對玻璃層103照射雷射光，但亦可經由玻璃構件104而對玻璃層103照射雷射光。
[第2實施形態]
圖12係藉由第2實施形態之玻璃熔接方法而製造之玻璃熔接體之立體圖。如圖12所示，玻璃熔接體201係經由沿著熔接預定區域R而形成之玻璃層203，將玻璃構件(第1玻璃構件)204與玻璃構件(第2玻璃構件)205熔接者。玻璃構件204、205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204、205之外緣而設定為具有特定寬度之矩形環狀。玻璃層203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而形成為具有特定寬度之矩形環狀。
其次，對用於製造上述玻璃熔接體201之玻璃熔接方法(包含為將玻璃構件204與玻璃構件205熔接而製造玻璃熔接體201，使玻璃層203固著於玻璃構件204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13所示，利用分注器或網版印刷等塗佈玻料漿料，藉此沿著矩形環狀之熔接預定區域R及與熔接預定區域R之一角部連接而向外側突出之入口區域S，於玻璃構件204之表面204a形成漿料層206。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)202、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206包含玻璃料202、雷射光吸收性顏料、有機溶劑及黏合劑。
繼而，使漿料層206乾燥而除去有機溶劑，藉此沿著熔接預定區域R及與熔接預定區域R連接之入口區域S，使玻璃層203固著於玻璃構件204之表面204a。藉此，包含黏合劑、雷射光吸收性顏料及玻璃料202之玻璃層203以沿著環狀之熔接預定區域R及入口區域S之方式配置於玻璃構件204上。再者，固著於玻璃構件204之表面204a之玻璃層203由於玻璃料202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，於可見光下看起來泛白)。
繼而，如圖14~圖16所示，使聚光點對準與玻璃層203之熔接預定區域R連接之入口區域S中之照射起始位置A，自照射起始位置A開始雷射光L1之照射，沿著入口區域S朝向熔接預定區域R進行雷射光L1之照射。另外，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)上之中央部之溫度變高的溫度分佈，因此如圖16所示，自入口區域S中之照射起始位置A起，熔融緩緩朝向玻璃層203之寬度方向(與雷射光之行進方向大致正交之方向)擴展，於與熔接預定區域R連接之連接位置B附近，成為玻璃層203之熔融遍及整個寬度方向之穩定區域。即，配置於熔接預定區域之外側之入口區域S包含於寬度方向之一部分進行玻璃層203之熔融的整個不穩定區域。
其後，越過入口區域S與熔接預定區域R之連接位置B，沿著熔接預定區域R連續進行雷射光L1對玻璃層203之照射，如圖17所示，進行雷射光L1之照射直至返回至連接位置B為止。藉此，遍及配置於玻璃構件204上之玻璃層203之熔接預定區域R全周而使黏合劑氣化並使玻璃料202熔融，藉此除去黏合劑，進行再固化，而使玻璃層203燒接固著於玻璃構件204之表面204a。其結果，製造玻璃層固著構件(即，固著有玻璃層203之玻璃構件204)。
如上所述，自與熔接預定區域R連接之入口區域S中之照射起始位置A開始照射雷射光L1而成為穩定區域後，開始熔接預定區域R之熔融，配置於玻璃構件204上之玻璃層203遍及熔接預定區域R全周而穩定地熔融‧再固化，從而於玻璃構件204之表面204a燒接玻璃層203。再者，燒接於玻璃構件204之表面204a之玻璃層203由於玻璃料202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，於可見光下看起來泛黑)。
繼而，當遍及熔接預定區域R全周均穩定之玻璃層203之燒接結束時，則如圖18所示，使玻璃構件205經由玻璃層203而重合於玻璃層固著構件20(即，固著有玻璃層203之玻璃構件204)。
繼而，如圖19所示，使聚光點對準玻璃層203而沿著熔接預定區域R照射雷射光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均勻之狀態的玻璃層203吸收雷射光L2，玻璃層203及其周邊部分(玻璃構件204、205之表面204a、205a部分)相同程度地熔融‧再固化，而將玻璃構件204與玻璃構件205熔接(熔接中，亦有時玻璃層203熔融而玻璃構件204、205未熔融)。此時，形成為燒接於玻璃構件204上之玻璃層203之熔融遍及熔接預定區域R全周而穩定的穩定區域，亦充分除去黏合劑，因此沿著熔接預定區域R將玻璃構件204與玻璃構件205均勻地熔接。
如上所述，用於製造玻璃熔接體201之玻璃熔接方法(包含玻璃層固著方法)中，對包含黏合劑、雷射光吸收性顏料及玻璃料202之玻璃層203照射雷射光L1，藉此使黏合劑氣化並使玻璃料202熔融，而使玻璃層203固著於玻璃構件204上。藉此，於固著在玻璃構件204上之玻璃層203中，黏合劑逸出，且雷射光吸收率升高而成為均勻之狀態。其結果，藉由經由此種穩定之狀態之玻璃層203將玻璃構件204與玻璃構件205熔接，可使玻璃構件204、205彼此之熔接狀態變得均勻。因此，根據以上之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201。
又，上述玻璃熔接方法中，於使玻璃層203固著在玻璃構件204上時，自與熔接預定區域R連接之入口區域S中之照射起始位置A沿著入口區域S照射雷射光L1，因此於入口區域S，玻璃層203之熔融朝向寬度方向擴展而遍及整個寬度方向。即，入口區域S包含整個不穩定區域。如上所述，於入口區域S預先使玻璃層203熔融，因此可於提高熔接預定區域R中之穩定區域之比率的狀態下使玻璃層203固著於玻璃構件204上，其結果，經由穩定區域之比率提高的玻璃層203將玻璃構件204與玻璃構件205熔接，因此可使玻璃構件204、205彼此之熔接狀態變得均勻。
又，上述玻璃熔接方法中，將入口區域S配置於矩形環狀之熔接預定區域R之外側。藉此，可使自於入口區域S之未熔融部分所產生之玻璃料等粉末不會進入至熔接預定區域R內。並且，亦可容易地利用清洗除去產生之粉末。再者，藉由進而包含使玻璃層203固著於玻璃構件204上之後而除去此種入口區域之步驟，可獲得外觀形狀優異之玻璃熔接體201。
[第3實施形態]
其次，對本發明之第3實施形態加以說明。本實施形態中，對總括地製造複數個玻璃熔接體201之玻璃熔接方法加以說明。
首先，如圖20所示，將矩形環狀之熔接預定區域R及與熔接預定區域R連接之入口區域S1設定為複數組、矩陣狀。本實施形態中，於行方向上設定5組熔接預定區域R與入口區域S1，於列方向上設定5組熔接預定區域R與入口區域S1。
如圖21所示，該設定為矩陣狀之矩形環狀之熔接預定區域R係由分別沿著於行方向延伸之線L11(第1線)與線L12(第2線)而成對的熔接預定區域Ra、Rb、及分別沿著於列方向延伸之線L13(第1線)與線L14(第2線)而成對的熔接預定區域Rc、Rd所構成。又，與熔接預定區域R連接之入口區域S1係由沿著線L11而與熔接預定區域Ra之一端部連接之入口區域Sa、沿著線L12而與熔接預定區域Rb之另一端部連接之入口區域Sb、沿著線L13而與熔接預定區域Rc之一端部連接之入口區域Sc、及沿著線L14而與熔接預定區域Rd之另一端部連接之入口區域Sd所構成。
具有此種構成之熔接預定區域R及入口區域S1各自以相同方向設定為矩陣狀之後，與第2實施形態同樣地利用分注器或網版印刷等塗佈玻料漿料，藉此如圖20所示，沿著矩形環狀之熔接預定區域R及與熔接預定區域R連接之入口區域S1，於玻璃構件214之表面214a矩陣狀地形成複數個漿料層216。
繼而，自各漿料層216中除去有機溶劑，沿著熔接預定區域R及與熔接預定區域R連接之入口區域S1，使玻璃層213固著於玻璃構件214之表面214a。再者，固著於玻璃構件214之表面214a之各玻璃層213由於玻璃料202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，於可見光下看起來泛白)。
繼而，如圖22所示，將配置為矩陣狀之各玻璃層213燒接於玻璃構件214上。
首先，使雷射光L3沿著線L11而自圖中之下方側(一側)向圖中之上方側(另一側)行進，沿著下述區域進行照射，上述區域係沿著線L11而於行方向上設定為相同朝向之5個熔接預定區域Ra、及與該等熔接預定區域Ra各自連接之入口區域Sa。於對各熔接預定區域Ra及各入口區域Sa照射雷射光L3時，與第2實施形態同樣地，自入口區域Sa中之照射起始位置起沿著入口區域Sa進行雷射光L3之照射之後，連續沿著熔接預定區域Ra進行照射，並重複進行上述動作。
繼而，使雷射光L3沿著線L12而自圖中之上方側向圖中之下方側行進，且沿著下述區域進行照射，上述區域係沿著線L12而於行方向上設定為相同朝向之5個熔接預定區域Rb、及與該等熔接預定區域Rb各自連接之入口區域Sb。於對各熔接預定區域Rb及各入口區域Sb照射雷射光L3時，與第2實施形態同樣地，自入口區域Sb中之照射起始位置起沿著入口區域Sb進行雷射光L3之照射之後，連續沿著熔接預定區域Rb進行照射，並重複進行上述動作。對配置於其他行之玻璃層13亦同樣地進行此種於行方向上之雷射光L3之往復照射。
其次，使雷射光L4沿著線L13而自圖中之右側(一側)向圖中之左側(另一側)行進，沿著下述區域進行照射，上述區域係沿著線L13而於列方向上設定為相同朝向之5個熔接預定區域Rc、及與該等熔接預定區域Rc各自連接之入口區域Sc。於對各熔接預定區域Rc及各入口區域Sc照射雷射光L4時，與第2實施形態同樣地，自入口區域Sc中之照射起始位置起沿著入口區域Sc進行雷射光L4之照射之後，連續沿著熔接預定區域Rc進行照射，並重複進行上述動作。
繼而，使雷射光L4沿著線L14而自圖中之左側向圖中之右側行進，沿著下述區域進行照射，上述區域係沿著線L14而於列方向上設定為相同朝向之5個熔接預定區域Rd、及與該等熔接預定區域Rd各自連接之入口區域Sd。於對各熔接預定區域Rd及各入口區域Sd照射雷射光L4時，與第2實施形態同樣地，自入口區域Sd中之照射起始位置起沿著入口區域Sd進行雷射光L4之照射之後，連續沿著熔接預定區域Rd進行照射，並重複進行上述動作。對配置於其他列之玻璃層213亦同樣地進行此種於列方向上之雷射光L4之往復照射。藉由此種照射，將穩定區域之比率提高之各玻璃層13總括地燒接於玻璃構件14上。再者，上述說明中，係以一個雷射進行朝向各行方向或各列方向之雷射光L3、L4之照射，但亦可使用複數個雷射，如圖23所示般同時地進行。
以上述方式燒接於玻璃構件214之表面214a之各玻璃層213由於玻璃料202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，於可見光下看起來泛黑)。
繼而，當遍及熔接預定區域R全周均穩定之各玻璃層213之燒接結束時，使玻璃構件215對燒接有玻璃層213之玻璃構件214(玻璃層固著構件)經由玻璃層213而重合。繼而，使聚光點對準各玻璃層213，與第2實施形態同樣地沿著配置為矩陣狀之各熔接預定區域R照射雷射光L2。藉此，使雷射光L2被遍及熔接預定區域R全周之雷射光吸收率高且成為均勻之狀態的各玻璃層213所吸收，且玻璃層213及其周邊部分(玻璃構件214、215之表面214a、215a部分)相同程度地熔融、再固化，而使玻璃構件214與玻璃構件215熔接，從而獲得熔接體220(熔接中，亦有玻璃層213熔融而玻璃構件214、215未熔融之情形)。再者，雷射光L2之照射亦能夠以與將上述玻璃層213燒接於玻璃構件214上時之雷射光L3、L4相同之方法進行。
繼而，如圖24所示，對於包含玻璃構件214與玻璃構件215之熔接體220，沿著行方向L15及列方向L16以特定方法切斷。繼而，藉由該切斷，將熔接體220分割為個別之玻璃熔接體201，從而可總括地獲得複數個玻璃熔接體201。再者，於該切斷時，亦能夠以自玻璃熔接體201除去各入口區域Sa~Sd之方式進行切斷。
如上所述，用於製造玻璃熔接體201之玻璃熔接方法(包含玻璃層固著方法)中，對包含黏合劑、雷射光吸收性顏料及玻璃料202之玻璃層213照射雷射光L1，藉此使黏合劑氣化並使玻璃料202熔融，而使玻璃層213固著於玻璃構件214上。藉此，於固著在玻璃構件214上之玻璃層213中，黏合劑逸出且雷射光吸收率升高，而成為均勻之狀態。其結果，藉由經由此種穩定之狀態之玻璃層213而將玻璃構件214與玻璃構件215熔接，可使玻璃構件214、215彼此之熔接狀態變得均勻。因此，根據以上之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201。
又，上述玻璃熔接方法中包含下述步驟，即，於玻璃構件214上以沿著於行方向或列方向延伸之線L11、L13之方式，設定熔接預定區域Ra、Rc及與熔接預定區域Ra、Rc之一端部連接之入口區域Sa、Sc，並且於玻璃構件214上以沿著於行方向或列方向延伸之線L12、L14之方式，設定熔接預定區域Rb、Rd及與熔接預定區域Rb、Rd之另一端部連接之入口區域Sb、Sd的步驟，於照射雷射光L3、L4時，使雷射光L3、L4沿著線L11、L13自一側向另一側行進之後，連續使雷射光L3、L4沿著線L12、L14自另一側向一側行進。如上所述，藉由使雷射光L3、L4沿著於行方向或列方向延伸之線L11、L13及線L12、L14往復行進，可於沿著線L11、L13及線L12、L14所設定之各熔接預定區域R中，連續進行於入口區域Sa~Sd中預先使玻璃層213熔融後接著使熔接預定區域Ra~Rd熔融之步驟，從而可有效率地獲得穩定區域之比率提高之複數個玻璃層213。
又，上述玻璃熔接方法中包含下述步驟，即，於玻璃構件214上以沿著於行方向或列方向延伸之線L11~L14之方式，於各線上設定複數個熔接預定區域R及與熔接預定區域R之端部連接之入口區域S1的步驟，於照射雷射光L3、L4時，使雷射光L3、L4沿著線L11~L14自一側向另一側或自另一側向一側行進。如上所述，藉由使雷射光L3、L4沿著於行方向或列方向延伸之線L11~L14行進，可於沿著線L11~L14所設定之複數個熔接預定區域R中，連續進行於入口區域Sa~Sd中預先使玻璃層213熔融後接著使熔接預定區域Ra~Rd熔融之步驟，從而可有效率地獲得穩定區域之比率提高之複數個玻璃層213。
繼而，經由以如上所述般減少不穩定區域之方式燒接於玻璃構件214上之各玻璃層213，將玻璃構件214與玻璃構件215熔接，因此雖固著有複數個沿著熔接預定區域R之玻璃層213，仍可使玻璃構件214、215彼此之熔接狀態變得均勻，而可總括地製造熔接狀態良好之複數個玻璃熔接體201。
本發明並不限定於上述實施形態。
例如，第2及第3實施形態中，係使用矩形環狀之熔接預定區域R，但本發明亦可適用於圓環狀之熔接預定區域。又，第2及第3實施形態中，係直接對玻璃層203、213照射雷射光L1，但亦可經由玻璃構件204、214而對玻璃層103照射雷射光L1。
又，第2及第3實施形態中，係將玻璃構件204、205、214、215固定而使雷射光L1~L4行進，但只要雷射光L1~L4係對於各玻璃構件204、205、214、215而相對行進即可，可將雷射光L1~L4固定而使玻璃構件204、205、214、215移動，亦可使雷射光L1~L4與玻璃構件204、205、214、215均移動。
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。
101、201．．．玻璃熔接體
102、202．．．玻璃料(玻璃粉)
103、203、213．．．玻璃層
104、204、214．．．玻璃構件(第1玻璃構件)
104a、204a、214a．．．表面
105、205、215．．．玻璃構件(第2玻璃構件)
105a、205a、215a．．．表面
106、206、216．．．漿料層
108a~108d、118a~118f．．．雷射光吸收部
220．．．熔接體
S、S1、Sa~Sd．．．入口區域
L11~L14．．．線
L15．．．行方向
L16．．．列方向
10、20．．．玻璃層固著構件
R、Ra、Rb、Rc、Rd．．．熔接預定區域
L1~L4．．．雷射光
A．．．照射起始位置
B．．．連接位置
Tm．．．熔點
圖1係藉由第1實施形態之玻璃熔接方法而製造之玻璃熔接體的立體圖。
圖2係用於對第1實施形態之玻璃熔接方法進行說明的立體圖。
圖3係用於對第1實施形態之玻璃熔接方法進行說明的剖面圖。
圖4係用於對第1實施形態之玻璃熔接方法進行說明的平面圖。
圖5係用於對第1實施形態之玻璃熔接方法進行說明的剖面圖。
圖6係用於對第1實施形態之玻璃熔接方法進行說明的平面圖。
圖7係用於對第1實施形態之玻璃熔接方法進行說明的立體圖。
圖8係用於對第1實施形態之玻璃熔接方法進行說明的立體圖。
圖9(a)~(d)係表示雷射光吸收部之變形例的圖。
圖10(a)、(b)係表示雷射光吸收部之其他變形例的圖。
圖11係表示玻璃層之溫度與雷射光吸收率之關係的圖表。
圖12係藉由第2實施形態之玻璃熔接方法而製造之玻璃熔接體的立體圖。
圖13係用於對第2實施形態之玻璃熔接方法進行說明的立體圖。
圖14係用於對第2實施形態之玻璃熔接方法進行說明的剖面圖。
圖15係用於對第2實施形態之玻璃熔接方法進行說明的剖面圖。
圖16係用於對第2實施形態之玻璃熔接方法進行說明的平面圖。
圖17係用於對第2實施形態之玻璃熔接方法進行說明的平面圖。
圖18係用於對第2實施形態之玻璃熔接方法進行說明的立體圖。
圖19係用於對第2實施形態之玻璃熔接方法進行說明的立體圖。
圖20係用於對第3實施形態之玻璃熔接方法進行說明的平面圖。
圖21係用於對第3實施形態之玻璃熔接方法進行說明的平面圖。
圖22係用於對第3實施形態之玻璃熔接方法進行說明的平面圖。
圖23係用於表示第3實施形態中之雷射光之照射方法之變形例的平面圖。
圖24係用於對第3實施形態之玻璃熔接方法進行說明之圖，圖24(a)係平面圖，圖24(b)係剖面圖。
102．．．玻璃料(玻璃粉)
103．．．玻璃層
104．．．玻璃構件(第1玻璃構件)
104a．．．表面
L2．．．雷射光

Claims (2)

  1. 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；沿著上述熔接預定區域照射第1雷射光，藉此使上述黏合劑氣化並使上述玻璃粉熔融，而使上述玻璃層固著於上述第1玻璃構件上，並且提高上述玻璃層之雷射光吸收率；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，並對上述玻璃層照射第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。
  2. 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；及沿著上述熔接預定區域照射第1雷射光，藉此使上述黏合劑氣化並使上述玻璃粉熔融，從而使上述玻璃層固著於上述第1玻璃構件上，並且提高上述玻璃層之雷射光吸收率。
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