DE112009001347T5

DE112009001347T5 - Schmelzverbindungsprozess für Glas

Info

Publication number: DE112009001347T5
Application number: DE112009001347T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Hamamatsu Matsumoto; Toshimitsu Hamamatsu Wakuda
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2011-04-21
Also published as: US20110067448A1; CN102056858B; JP5535652B2; KR101665727B1; KR20110016870A; TWI419850B; US10322469B2; WO2009150976A1; JP2010116319A; CN102056858A; TW201012767A; JPWO2009150976A1; JP5535591B2

Abstract

Glasverschmelzungsverfahren zur Herstellung einer Glasverschmelzungsstruktur durch Verschmelzen eines ersten und eines zweiten Glaselements miteinander, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Anordnen einer Glasschicht auf einem ersten Glaselement entlang eines zu verschmelzenden Bereichs, wobei die Glasschicht durch Entfernen eines organischen Lösungsmittels und eines Bindemittels aus einer Pastenschicht, die ein Glaspulver, ein Laserabsorptionsmaterial, das organische Lösungsmittel und das Bindemittel enthält, ausgebildet wird;
Bestrahlen eines Teils der Glasschicht mit einem ersten Laserstrahl, um den Teil der Glasschicht zu schmelzen und einen Laserabsorptionsteil in der Glasschicht auszubilden;
Bestrahlen des zu verschmelzenden Bereichs entlang desselben mit einem zweiten Laserstrahl, während der Laserabsorptionsteil als Bestrahlungsstartposition verwendet wird, um die Glasschicht zu schmelzen und die Glasschicht am ersten Glaselement zu befestigen; und
Überlagern des zweiten Glaselements auf das erste Glaselement, an dem die Glasschicht befestigt ist, so dass die Glasschicht dazwischen eingefügt wird, und Bestrahlen des zu verschmelzenden Bereichs entlang desselben mit...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Glasverschmelzungsverfahren zur Herstellung einer Glasverschmelzungsstruktur durch Verschmelzen von Glaselementen miteinander.
Stand der Technik
Als herkömmliches Glasverschmelzungsverfahren auf dem vorstehend erwähnten technischen Gebiet ist eines bekannt, das das Brennen einer Glasschicht, die ein Laserabsorptionspigment enthält, auf ein Glaselement entlang eines zu verschmelzenden Bereichs, dann Überlagern des anderen Glaselements auf das erstere Glaselement, so dass die Glasschicht dazwischen eingefügt wird, und Bestrahlen des zu verschmelzenden Bereichs entlang desselben mit einem Laserstrahl, um ein Glaselement und das andere Glaselement miteinander zu verschmelzen, umfasst.
Ein typisches Verfahren zum Brennen einer Glasschicht auf ein Glaselement ist unterdessen eines, das ein organisches Lösungsmittel und ein Bindemittel aus einer Pastenschicht entfernt, die eine Glasfritte, ein Laserabsorptionspigment, das organische Lösungsmittel und das Bindemittel enthält, um die Glasschicht fest am Glaselement zu fixieren; und dann das Glaselement, an dem die Glasschicht fest angebracht ist, in einem Brennofen erhitzt, um die Glasschicht zu schmelzen, wodurch die Glasschicht auf das Glaselement gebrannt wird (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
Andererseits wird vom Gesichtspunkt der Unterdrückung der Erhöhung des Energieverbrauchs und der Brennzeit, die durch die Verwendung des Brennofens verursacht wird (d. h. vom Gesichtspunkt einer höheren Effizienz), ein Verfahren vorgeschlagen, das eine an einem Glaselement fest angebrachte Glasschicht mit einem Laserstrahl bestrahlt, um die Glasschicht zu schmelzen, wodurch die Glasschicht auf das Glaselement gebrannt wird (siehe beispielsweise Patentliteratur 2).
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische übersetzte internationale Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-524419
Patentliteratur 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-366050
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Es gab jedoch Fälle, in denen der verschmolzene Zustand in den Glaselementen, die durch die Glasschicht miteinander verschmolzen werden, die durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl auf das Glaselement gebrannt wird, ungleichmäßig wird.
Angesichts solcher Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Glasverschmelzungsverfahren zu schaffen, das einen gleichmäßigen verschmolzenen Zustand zwischen den Glaselementen erreichen kann.
Lösung für das Problem
Zum Erreichen der vorstehend erwähnten Aufgabe führten die Erfinder sorgfältige Untersuchungen durch und haben als Ergebnis herausgefunden, dass der verschmolzene Zustand zwischen den Glaselementen aufgrund der Tatsache ungleichmäßig wird, dass das Laserabsorptionsvermögen der Glasschicht drastisch zunimmt, wenn die Temperatur der Glasschicht ihren Schmelzpunkt Tm zum Zeitpunkt des Brennens überschreitet, wie in 11 dargestellt. Das heißt, bei der Glasschicht, die fest am Glaselement angebracht ist, erzeugen Leerräume, die durch die Entfernung des Bindemittels gebildet werden, und die Körnigkeit der Glasfritte eine Streuung von Licht, die die Absorptionscharakteristik des Laserabsorptionspigments überschreitet, so dass das Laserabsorptionsvermögen gering ist (z. B. erscheint die Glasschicht unter sichtbarem Licht weißer). Wenn ein Laserstrahl in einem solchen Zustand emittiert wird, um die Glasschicht auf das Glaselement zu brennen, schmilzt die Glasfritte, um die Leerräume zu füllen, und verliert die Körnigkeit, so dass das Laserabsorptionspigment bemerkenswert seine Absorptionscharakteristik aufzeigt, wodurch die Glasschicht ihr Laserabsorptionsvermögen drastisch erhöht (z. B. unter sichtbarem Licht dunkler erscheint). Wie in 12 dargestellt, weist der Laserstrahl hier eine solche Temperaturverteilung auf, dass die Temperatur im mittleren Teil in der Breitenrichtung (Richtung, die zur Laserstrahl-Bewegungsrichtung im Wesentlichen senkrecht ist) höher wird.
Wenn der Laserstrahl von der Bestrahlungsstartposition bewegt wird, nachdem er für eine Weile in einer Bestrahlungsstartposition bleibt, um einen stabilen Bereich herzustellen, in dem die Glasschicht über die ganze Breite schmilzt, kann daher das Schmelzen, das der Breite nach im mittleren Teil gestartet wird, das Laserabsorptionsvermögen im mittleren Teil erhöhen, so dass der Breite nach der mittlere Teil mehr als erforderlich schmilzt, wodurch Risse im Glaselement verursacht werden und die Glasschicht kristallisiert wird. Beim Brennen der Glasschicht wird daher der Laserstrahl selbst dann bewegt, wenn sich das Schmelzen in der Laserbestrahlungsstartposition in einem instabilen Zustand befindet, wie in 13 dargestellt, so dass das Schmelzen sich allmählich verbreitert, um einen stabilen Zustand zu erreichen. Folglich erstreckt sich ein instabiler Bereich, in dem das Schmelzen instabil ist, von der Bestrahlungsstartposition, bis der stabile Zustand erreicht ist. Da das Laserabsorptionsvermögen zwischen dem instabilen und dem stabilen Bereich variiert, wird eine Glasverschmelzungsstruktur mit einem ungleichmäßigen verschmolzenen Zustand hergestellt, wenn Glaselemente durch die Glasschicht mit einem solchen instabilen Bereich miteinander verschmolzen werden. Die Erfinder haben weiter Untersuchungen auf der Basis dieser Feststellung durchgeführt, wodurch die vorliegende Erfindung vollendet wird.
Wenn der Laserstrahl von der Bestrahlungsstartposition bewegt wird, nachdem er für eine Weile in einer Bestrahlungsstartposition bleibt, um einen stabilen Bereich herzustellen, in dem die Glasschicht über die ganze Breite schmilzt, kann das Schmelzen, das der Breite nach im mittleren Teil begonnen wird, auch das Laserabsorptionsvermögen im mittleren Teil erhöhen, so dass der mittlere Teil in einen Zustand mit übermäßigem Wärmeintrag fällt, wodurch Risse im Glaselement verursacht werden und die Glasschicht kristallisiert wird. Wenn der Laserstrahl vor dem Schmelzen der Glasschicht über die ganze Breite in der Laserstrahl-Bestrahlungsstartposition bewegt wird, wie in 13 dargestellt, erstreckt sich daher ein instabiler Bereich, in dem die Breite des Schmelzens vom mittleren Teil allmählich zunimmt, von der Bestrahlungsstartposition, bis ein stabiler Zustand erreicht ist. Da das Laserabsorptionsvermögen zwischen dem instabilen und dem stabilen Bereich variiert, wird eine Glasverschmelzungsstruktur mit einem ungleichmäßigen verschmolzenen Zustand hergestellt, wenn Glaselemente durch die Glasschicht mit einem solchen instabilen Bereich miteinander verschmolzen werden. Die Erfinder haben ferner Untersuchungen auf der Basis dieser Feststellung durchgeführt, wodurch die vorliegende Erfindung vollendet wird.
Die Änderung der Farbe der Glasschicht unter sichtbarem Licht in dem Fall, in dem das Laserabsorptionsvermögen der Glasschicht durch das Schmelzen der Glasschicht verstärkt wird, ist nicht auf die Änderung von einem weißeren Zustand in einen dunkleren Zustand begrenzt. Laserabsorptionspigmente für Laserstrahlen im nahen Infrarot umfassen beispielsweise jene, die grün zeigen, wenn die Glasschicht schmilzt.
Das Glasverschmelzungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Glasverschmelzungsverfahren zur Herstellung einer Glasverschmelzungsstruktur, indem ein erstes und ein zweites Glaselement miteinander verschmolzen werden, wobei das Verfahren die Schritte des Anordnens einer Glasschicht auf dem ersten Glaselement entlang eines zu verschmelzenden Bereichs, wobei die Glasschicht durch Entfernen eines organischen Lösungsmittels und eines Bindemittels aus einer Pastenschicht, die ein Glaspulver, ein Laserabsorptionsmaterial, das organische Lösungsmittel und das Bindemittel enthält, ausgebildet wird; des Bestrahlens eines Teils der Glasschicht mit einem ersten Laserstrahl, um den Teil der Glasschicht zu schmelzen und einen Laserabsorptionsteil in der Glasschicht auszubilden; des Bestrahlens des zu verschmelzenden Bereichs entlang desselben mit einem zweiten Laserstrahl, während der Laserabsorptionsteil als Bestrahlungsstartposition verwendet wird, um die Glasschicht zu schmelzen und die Glasschicht am ersten Glaselement zu befestigen; und des Überlagerns des zweiten Glaselements auf das erste Glaselement, an dem die Glasschicht befestigt ist, so dass die Glasschicht dazwischen eingefügt wird, und des Bestrahlens des zu verschmelzenden Bereichs entlang desselben mit einem dritten Laserstrahl, um das erste und das zweite Glaselement miteinander zu verschmelzen, umfasst.
In diesen Glasverschmelzungsverfahren wird vor dem Befestigen einer Glasschicht an einem ersten Glaselement durch Schmelzen der Glasschicht ein Teil der Glasschicht mit einem ersten Laserstrahl bestrahlt, um den Teil der Glasschicht zu schmelzen und die Glasschicht mit einer Laserabsorptionsschicht mit einem Laserabsorptionsvermögen, das höher ist als jenes eines nicht mit dem ersten Laserstrahl bestrahlten Teils, auszubilden. Dann wird der zu verschmelzende Bereich entlang desselben mit einem zweiten Laserstrahl bestrahlt, während der Laserabsorptionsteil als Bestrahlungsstartposition verwendet wird, um die Glasschicht zu schmelzen und die Glasschicht am ersten Glaselement zu befestigen. Da die Bestrahlungsstartposition für den zweiten Laserstrahl bereits an sich zum Laserabsorptionsteil geworden ist, kann ein stabiler Bereich, in dem das Schmelzen der Glasschicht stabil ist, unmittelbar ab dem Startpunkt zum Einleiten der Bestrahlung mit dem zweiten Laserstrahl oder in der Nähe ausgebildet werden. Folglich werden das erste und das zweite Glaselement durch die mit einem solchen stabilen Bereich ausgebildete Glasschicht miteinander verschmolzen, wodurch der verschmolzene Zustand zwischen den Glaselementen gleichmäßig gemacht werden kann.
Im Glasverschmelzungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise der Laserabsorptionsteil in dem Teil der Glasschicht über die ganze Breite der Glasschicht in einer Richtung ausgebildet, die eine Bewegungsrichtung des zweiten Laserstrahls in Bezug auf den zu verschmelzenden Bereich schneidet. In diesem Fall wird der Laserabsorptionsteil über die ganze Breite ausgebildet, wodurch das Schmelzen der Glasschicht früher stabilisiert werden kann. Bevorzugter wird der Laserabsorptionsteil derart ausgebildet, dass ein mittlerer Teil davon in der Richtung, die die Bewegungsrichtung des zweiten Laserstrahls in Bezug auf den zu verschmelzenden Bereich schneidet, in der Bewegungsrichtung des zweiten Laserstrahls vorsteht. In der Temperaturverteilung in der Laserstrahl-Bewegungsrichtung, wie in 12 dargestellt, wird die Temperatur gewöhnlich an beiden Endteilen in der Breitenrichtung des Laserabsorptionsteils niedriger als im mittleren Teil. Wenn der Laserabsorptionsteil derart ausgebildet wird, dass der mittlere Teil in der Breitenrichtung in der Bewegungsrichtung vorsteht, steigt die Temperatur im mittleren Teil schneller an, so dass die Wärme im mittleren Teil in der Breitenrichtung sich zu beiden Endteilen in einer kürzeren Zeit ausbreitet, wodurch beide Endteile vollständig erhitzt werden, was es möglich macht, dass das Schmelzen in der Breitenrichtung des Laserabsorptionsteils gleichmäßiger wird.
Im Glasverschmelzungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise mehrere Laserabsorptionsteile intermittierend entlang des zu verschmelzenden Bereichs ausgebildet, während einer der mehreren Laserabsorptionsteile als Bestrahlungsstartposition verwendet wird. Selbst wenn die zweite Laserabtastgeschwindigkeit so schnell ist, dass das Schmelzen nicht aufholen kann, wodurch wahrscheinlich ein instabiler Bereich gebildet wird, kann das intermittierende Ausbilden von mehreren Laserabsorptionsteilen entlang des zu verschmelzenden Bereichs an sich periodisch Bereiche mit hoher Absorption bilden, wodurch das Schmelzen der Glasschicht kontinuierlich stabilisiert wird, ohne sie in den instabilen Zustand zurückzuführen. Dies kann die Herstellungszeit durch Erhöhen der Abtastgeschwindigkeit verkürzen und die Herstellungsausbeute verbessern.
Das Glasverschmelzungsverfahren gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Glasverschmelzungsverfahren zur Herstellung einer Glasverschmelzungsstruktur durch Verschmelzen eines ersten und eines zweiten Glaselements miteinander, wobei das Verfahren die Schritte des Anordnens einer Glasschicht auf dem ersten Glaselement entlang eines zu verschmelzenden Bereichs und eines vorbestimmten Bereichs, der mit dem zu verschmelzenden Bereich verbunden ist, wobei die Glasschicht durch Entfernen eines organischen Lösungsmittels und eines Bindemittels aus einer Pastenschicht, die ein Glaspulver, ein Laserabsorptionsmaterial, das organische Lösungsmittel und das Bindemittel enthält, ausgebildet wird; des Bestrahlens des vorbestimmten Bereichs entlang desselben ab einer Bestrahlungsstartposition im vorbestimmten Bereich mit einem ersten Laserstrahl und dann des kontinuierlichen Bestrahlens des zu verschmelzenden Bereichs entlang desselben mit dem ersten Laserstrahl, um die Glasschicht zu schmelzen und die Glasschicht am ersten Glaselement zu befestigen; und des Überlagerns des zweiten Glaselements auf das erste Glaselement, an dem die Glasschicht befestigt ist, so dass die Glasschicht dazwischen eingefügt wird, und des Bestrahlens des zu verschmelzenden Bereichs entlang desselben mit einem zweiten Laserstrahl, um das erste und das zweite Glaselement miteinander zu verschmelzen, umfasst.
In diesem Glasverschmelzungsverfahren wird, wenn eine Glasschicht an einem ersten Glaselement befestigt wird, ein vorbestimmter Bereich, der mit einem zu verschmelzenden Bereich verbunden ist, entlang desselben mit einem ersten Laserstrahl ab einer Bestrahlungsstartposition im vorbestimmten Bereich bestrahlt, wobei das Schmelzen der Glasschicht sich in der Breitenrichtung im vorbestimmten Bereich ausdehnt. Da die Glasschicht so im Voraus im vorbestimmten Bereich geschmolzen wird, wird das Verhältnis des instabilen Bereichs in dem zu verschmelzenden Bereich verringert, wodurch die Glasschicht am ersten Glaselement befestigt werden kann, während sie ein verbessertes Verhältnis des stabilen Bereichs aufweist. Folglich können das erste und das zweite Glaselement durch die Glasschicht mit dem verringerten instabilen Bereich miteinander verschmolzen werden, wodurch der verschmolzene Zustand zwischen den Glaselementen gleichmäßig gemacht werden kann. Hier bedeutet der ”stabile Bereich” einen Bereich, in dem die Glasschicht über ihre ganze Breite geschmolzen ist, wohingegen der ”instabile Bereich” einen Bereich bedeutet, in dem die Glasschicht nur in einem Teil der Breite geschmolzen ist.
Im Glasverschmelzungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der vorbestimmte Bereich vorzugsweise den ganzen instabilen Bereich, in dem das Schmelzen der Glasschicht instabil wird, wenn sie einmal ab der Bestrahlungsstartposition mit dem ersten Laserstrahl bestrahlt wird. Wenn der zu verschmelzende Bereich entlang desselben mit dem ersten Laserstrahl bestrahlt wird, nachdem die Glasschicht durch das Vorschmelzen im vorbestimmten Bereich in einen stabilen Bereich umgewandelt ist, wird die Glasschicht im zu verschmelzenden Bereich durch einen stabilen Bereich konstruiert.
Im Glasverschmelzungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise der vorbestimmte Bereich an der Außenseite eines zu verschmelzenden ringförmigen Bereichs angeordnet. Wenn der vorbestimmte Bereich an der Außenseite angeordnet ist, können Pulver wie z. B. Glaspulver, die aus ungeschmolzenen Teilen im vorbestimmten Bereich, einschließlich instabiler Bereiche, erzeugt werden, davon abgehalten werden, in den zu verschmelzenden Bereich einzutreten.
Das Glasverschmelzungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst vorzugsweise ferner den Schritt des Anordnens des zu verschmelzenden Bereichs und des vorbestimmten Bereichs, der mit einem Endteil des zu verschmelzenden Bereichs verbunden ist, entlang einer ersten Linie, die sich in einer vorbestimmten Richtung erstreckt, im ersten Glaselement und des Anordnens des zu verschmelzenden Bereichs und des vorbestimmten Bereichs, der mit dem anderen Endteil des zu verschmelzenden Bereichs verbunden ist, entlang einer zweiten Linie, die sich in der vorbestimmten Richtung erstreckt, im ersten Glaselement; wobei während der Bestrahlung mit dem ersten Laserstrahl der erste Laserstrahl von einer Seite zur anderen Seite entlang der ersten Linie relativ bewegt wird und dann kontinuierlich von der anderen Seite zur einen Seite entlang der zweiten Linie relativ bewegt wird. Das derartige Hin- und Herbewegen des ersten Laserstrahls entlang der ersten und der zweiten Linie, die sich in der vorbestimmten Richtung erstrecken, kann eine Glasschicht vorbereitend in einem vorbestimmten Bereich und dann einem zu verschmelzenden Bereich kontinuierlich in den zu verschmelzenden Bereichen, die entlang der ersten und der zweiten Linie angeordnet sind, schmelzen, wodurch mehrere Glasschichten mit verbesserten Verhältnissen von stabilen Bereichen effizient erhalten werden können.
Vorzugsweise umfasst das Glasverschmelzungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ferner den Schritt des Anordnens von mindestens zwei Sätzen, die jeweils aus dem zu verschmelzenden Bereich und dem vorbestimmten Bereich, der mit einem Endteil des zu verschmelzenden Bereichs verbunden ist, gebildet sind, entlang einer Linie, die sich in einer vorbestimmten Richtung erstreckt, im ersten Glaselement; wobei während der Bestrahlung mit dem ersten Laserstrahl der erste Laserstrahl von einer Seite zur anderen Seite entlang der Linie relativ bewegt wird. Das derartige Bewegen des ersten Laserstrahls entlang der Linie, die sich in der vorbestimmten Richtung erstreckt, kann eine Glasschicht vorbereitend in einem vorbestimmten Bereich und dann einem zu verschmelzenden Bereich kontinuierlich in mindestens zwei Sätzen der zu verschmelzenden Bereiche, die entlang der ersten Linie angeordnet sind, schmelzen, wodurch mehrere Glasschichten mit verbesserten Verhältnissen von stabilen Bereichen effizient erhalten werden können.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann einen gleichmäßigen verschmolzenen Zustand zwischen Glaselementen erreichen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Glasverschmelzungsstruktur, die durch das Glasverschmelzungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform hergestellt ist;
2 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ist eine Schnittansicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ist eine Draufsicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
5 ist eine Schnittansicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
6 ist eine Draufsicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
7 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
8 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
9 ist eine Ansicht, die modifizierte Beispiele eines Laserabsorptionsteils darstellt;
10 ist eine Ansicht, die weitere modifizierte Beispiele des Laserabsorptionsteils darstellt;
11 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Temperatur und dem Laserabsorptionsvermögen einer Glasschicht darstellt;
12 ist ein Graph, der eine Temperaturverteilung bei der Laserbestrahlung darstellt;
13 ist ein Diagramm, das stabile und instabile Bereiche bei der Laserbestrahlung darstellt;
14 ist eine perspektivische Ansicht einer Glasverschmelzungsstruktur, die durch das Glasverschmelzungsverfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform hergestellt ist;
15 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform;
16 ist eine Schnittansicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform;
17 ist eine Schnittansicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform;
18 ist eine Draufsicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform;
19 ist eine Draufsicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform;
20 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform;
21 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform;
22 ist eine Draufsicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform;
23 ist eine Draufsicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der dritten Ausführungsform;
24 ist eine Draufsicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der dritten Ausführungsform;
25 ist eine Draufsicht zum Erläutern eines modifizierten Beispiels des Laserstrahl-Bestrahlungsverfahrens in der dritten Ausführungsform; und
26 ist eine Ansicht zum Erläutern des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der dritten Ausführungsform, wobei (a) und (b) eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht sind.
Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen im Einzelnen erläutert. In den Zeichnungen werden dieselben oder äquivalenten Teile mit denselben Zeichen bezeichnet, während auf ihre überschneidenden Beschreibungen verzichtet wird.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Glasverschmelzungsstruktur, die durch eine Art des Glasverschmelzungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform hergestellt wird. Wie in 1 dargestellt, ist die Glasverschmelzungsstruktur 101 eine schmelzverbundene Glasstruktur, bei der Glaselemente (ein erstes und ein zweites Glaselement) 104, 105 durch eine Glasschicht 103, die entlang eines zu verschmelzenden Bereichs R ausgebildet ist, miteinander verschmolzen sind. Jedes der Glaselemente 104, 105 ist beispielsweise ein rechteckiges plattenförmiges Element, das aus alkalifreiem Glas mit einer Dicke von 0,7 mm besteht, während der zu verschmelzende Bereich R wie ein rechteckiger Ring entlang der Außenkanten der Glaselemente 104, 105 mit einer vorbestimmten Breite angeordnet ist. Die Glasschicht 103 besteht beispielsweise aus niedrig schmelzendem Glas (Glas auf Vanadium-Phosphat-Basis, Bleiborsilikatglas oder dergleichen) und ist zu einem rechteckigen Ring entlang des zu verschmelzenden Bereichs R mit einer vorbestimmten Breite geformt.
Das Glasverschmelzungsverfahren zur Herstellung der vorstehend erwähnten Glasverschmelzungsstruktur 101 wird nun erläutert.
Wie in 2 dargestellt, wird zuerst eine Frittenpaste durch eine Abgabevorrichtung, Siebdrucken oder dergleichen aufgebracht, um eine Pastenschicht 106 auf einer Oberfläche 104a des Glaselements 104 entlang des zu verschmelzenden Bereichs R auszubilden. Ein Beispiel der Frittenpaste ist eine, die durch Kneten einer pulverförmigen Glasfritte (Glaspulver) 102, die aus amorphem niedrig schmelzendem Glas (Glas auf Vanadium-Phosphat-Basis, Bleiborsilikatglas oder dergleichen) besteht, eines Laserabsorptionspigments (Laserabsorptionsmaterials), das ein anorganisches Pigment wie z. B. Eisenoxid ist, eines organischen Lösungsmittels wie z. B. Amylacetat, und eines Bindemittels, das eine Harzkomponente (wie z. B. Acrylharz) ist, die bei der Glaserweichungstemperatur oder niedriger thermisch zersetzbar ist, ausgebildet wird. Die Frittenpaste kann auch eine sein, in der eine Glasfritte (Glaspulver), die aus pulverförmigem niedrig schmelzendem Glas, das im Voraus mit einem Laserabsorptionspigment (Laserabsorptionsmaterial) dotiert wird, besteht, ein organisches Lösungsmittel und ein Bindemittel miteinander verknetet sind. Das heißt, die Pastenschicht 106 enthält die Glasfritte 102, das Laserabsorptionspigment, das organische Lösungsmittel und das Bindemittel.
Anschließend wird die Pastenschicht 106 getrocknet, um das organische Lösungsmittel zu beseitigen, und ferner erhitzt, um das Bindemittel zu entfernen, wodurch die Glasschicht 103, die sich mit einer vorbestimmten Breite erstreckt, fest an der Oberfläche 104a des Glaselements 104 entlang des zu verschmelzenden Bereichs R angebracht wird. Hier erzeugen Leerräume, die durch die Entfernung des Bindemittels gebildet werden, und die Körnigkeit der Glasfritte 102 eine Streuung von Licht, die die Absorptionscharakteristik des Laserabsorptionspigments übersteigt, so dass die an der Oberfläche 104a des Glaselements 104 fest angebrachte Glasschicht 103 sich in einem Zustand mit niedrigem Laserabsorptionsvermögen befindet (z. B. unter sichtbarem Licht weißer erscheint).
Wie in 3 dargestellt, wird das Glaselement 104 als nächstes an einer Oberfläche 107a (hier einer polierten Oberfläche) eines planaren Lagertischs 107, der aus Aluminium besteht, angebracht, so dass die Glasschicht 103 dazwischen eingefügt wird. Dann wird ein Laserstrahl (erster Laserstrahl) L1 derart emittiert, dass ein konvergierender Punkt an einer Ecke der Glasschicht 103 angeordnet wird, die entlang des zu verschmelzenden Bereichs R zu einem rechteckigen Ring geformt ist. Der Punktdurchmesser des Laserstrahls L1 wird größer festgelegt als die Breite der Glasschicht 103, während der Laserstrahl L1, der die Glasschicht 103 bestrahlt, so eingestellt wird, dass er eine im Wesentlichen gleichmäßige Leistung in der Breitenrichtung (der Richtung, die zur Laserbewegungsrichtung im Wesentlichen senkrecht ist) aufweist. Folglich wird ein Teil der Glasschicht über die ganze Breite gleichmäßig geschmolzen, so dass ein Laserabsorptionsteil 108a mit einem hohen Laserabsorptionsvermögen über die ganze Breite ausgebildet wird. Wie in 4 dargestellt, werden danach die restlichen drei Ecken der Glasschicht 103 nacheinander mit dem Laserstrahl L1 bestrahlt, um Laserabsorptionsteile 108b, 108c, 108d auszubilden. Da die Glasfritte 102 schmilzt, um Leerräume zu füllen, verlieren in den Laserabsorptionsteilen 108a bis 108d Teile (Ecken) der Glasschicht die Körnigkeit, um zu ermöglichen, dass das Laserabsorptionspigment seine Absorptionscharakteristik bemerkenswert aufzeigt, wodurch ein Laserabsorptionsvermögen erreicht wird, das höher ist als jenes in Bereichen, die nicht mit dem Laserstrahl bestrahlt werden (z. B. erscheinen nur die Ecken, die den Laserabsorptionsteilen 108a bis 108d entsprechen, unter sichtbarem Licht dunkler).
Wie in 5 und 6 dargestellt, wird danach der zu verschmelzende Bereich R entlang desselben mit einem Laserstrahl (zweiten Laserstrahl) L2 bestrahlt, der in der Richtung des dargestellten Pfeils vom Laserabsorptionsteil 108a, der unten links in 6 gezeigt ist und als Startpunkt (Bestrahlungsstartposition) wirkt, bewegt wird, während ein konvergierender Punkt an der Glasschicht 103 angeordnet wird. Dies schmilzt und verfestigt die Glasschicht 103, die auf dem Glaselement 104 angeordnet ist, wieder, wodurch die Glasschicht 103 auf die Oberfläche 104a des Glaselements 104 gebrannt wird. Wenn die Glasschicht 103 gebrannt wird, wird die Bestrahlung mit dem Laserstrahl L2 derart gestartet, dass der Laserabsorptionsteil 108a, dessen Laserabsorptionsvermögen bereits verbessert ist, als Bestrahlungsstartposition verwendet wird. Daher wird das Schmelzen der Glasschicht 103 über die ganze Breite unmittelbar ab der Bestrahlungsstartposition bewirkt, um einen stabilen Bereich auszubilden, in dem das Schmelzen stabil ist, wodurch der instabile Bereich, in dem das Schmelzen der Glasschicht 103 instabil ist, über den ganzen zu verschmelzenden Bereich R verringert wird. Da die restlichen drei Ecken auch jeweils mit den Laserabsorptionsteilen 108b bis 108d versehen sind, schmelzen die Ecken, an denen wahrscheinlich eine Last angreift, wenn sie als Glasverschmelzungsstruktur fungieren, zuverlässig zum Zeitpunkt des Brennens. Im ganzen zu verschmelzenden Bereich R verliert, da die Glasfritte 102 schmilzt, um die Leerräume zu füllen, die Glasschicht 103 die Körnigkeit, um zu ermöglichen, dass das Laserabsorptionspigment seine Absorptionscharakteristik bemerkenswert aufzeigt, wodurch ein Laserabsorptionsvermögen erreicht wird, das höher ist als jenes in Bereichen, die nicht mit dem Laserstrahl bestrahlt werden (z. B. unter sichtbarem Licht dunkler erscheinend).
Nachdem das stabile Brennen der Glasschicht 103 somit über den ganzen zu verschmelzenden Bereich R vollendet ist, wird das Glaselement 104, auf das die Glasschicht 103 gebrannt ist, vom Lagertisch 107 entfernt. Da hier die Differenz zwischen den Längenausdehnungskoeffizienten der Glasfritte 102 und des Lagertischs 107 größer ist als die Differenz zwischen den Längenausdehnungskoeffizienten der Glasfritte 102 und des Glaselements 104, bindet sich die Glasschicht 103 nicht fest an den Lagertisch 107. Da die Oberfläche 107a des Lagertischs 107 poliert ist, befindet sich die an die Oberfläche 104a des Glaselements 104 gebrannte Glasschicht 103 in einem Zustand, in dem Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche 103a auf der Seite entgegengesetzt zum Glaselement 104 flach gemacht sind. In dieser Ausführungsform wird das Brennen durch Bestrahlung mit dem Laserstrahl L2 von der Seite des Glaselements 104 ausgeführt, so dass die Glasschicht 103 zuverlässig am Glaselement 104 befestigt wird, während die Kristallisation auf der Seite der Oberfläche 103a verringert ist, wodurch der Schmelzpunkt in diesem Teil nicht ansteigt.
Im Anschluss an das Brennen der Glasschicht 103 wird das Glaselement 105, wie in 7 dargestellt, auf das Glaselement 104, an das die Glasschicht 103 gebrannt ist, überlagert, so dass die Glasschicht 103 dazwischen eingefügt wird. Da die Oberfläche 103a der Glasschicht 103 flach gemacht ist, kommt hier eine Oberfläche 105a des Glaselements 105 mit der Oberfläche 103a der Glasschicht 103 ohne Lücken in Kontakt.
Wie in 8 dargestellt, wird dann der zu verschmelzende Bereich R entlang desselben mit einem Laserstrahl (dritten Laserstrahl) L3 bestrahlt, während ein konvergierender Punkt an der Glasschicht 103 angeordnet wird. Folglich absorbiert die Glasschicht 103 in einem gleichmäßigen Zustand mit einem hohen Laserabsorptionsvermögen über den ganzen zu verschmelzenden Bereich R den Laserstrahl L3, was die Glasschicht 103 und ihre Umfangsabschnitte (die Abschnitte der Glaselemente 104, 105 auf den Oberflächen 104a, 105a) in ähnlichen Ausmaßen schmilzt und wieder verfestigt, wodurch die Glaselemente 104, 105 aneinander gebunden werden. Hier kommt die Oberfläche 105a des Glaselements 105 mit der Oberfläche 103a der Glasschicht 103 ohne Lücken in Kontakt, während die auf das Glaselement 104 gebrannte Glasschicht 103 als stabiler Bereich ausgebildet wird, in dem das Schmelzen über den ganzen zu verschmelzenden Bereich R stabil ist, wodurch die Glaselemente 104, 105 entlang des zu verschmelzenden Bereichs R gleichmäßig verschmolzen werden.
Vor dem Schmelzen der Glasschicht 103 und Befestigen der Glasschicht 103 am Glaselement 104 bestrahlt das Glasverschmelzungsverfahren zur Herstellung der Glasverschmelzungsstruktur 101, wie im Vorangehenden erläutert, einen Teil der Glasschicht 103 mit dem Laserstrahl L1, um den Teil der Glasschicht 103 zu schmelzen und die vier Ecken der Glasschicht 103 mit den Laserabsorptionsteilen 108a bis 108d mit einem Laserabsorptionsvermögen, das höher ist als jenes in dem nicht mit dem Laserstrahl L1 bestrahlten Teil, auszubilden. Dann wird der zu verschmelzende Bereich R entlang desselben mit dem Laserstrahl L2 bestrahlt, während einer der mehreren Laserabsorptionsteile 108a bis 108d als Bestrahlungsstartposition verwendet wird, um die Glasschicht 103 zu schmelzen und die Glasschicht 103 am Glaselement 104 zu befestigen. Da die Bestrahlungsstartposition für den Laserstrahl L2 somit zu dem Laserabsorptionsteil 108a gemacht ist, kann ein stabiler Bereich, in dem das Schmelzen der Glasschicht 103 stabil ist, ummittelbar ab dem Startpunkt zum Starten der Bestrahlung mit dem Laserstrahl L2 oder in der Nähe ausgebildet werden. Folglich werden die Glaselemente 104, 105 durch die Glasschicht 103, die mit einem solchen stabilen Bereich ausgebildet ist, miteinander verschmolzen, wodurch der verschmolzene Zustand zwischen den Glaselementen 104, 105 leicht gleichmäßig gemacht werden kann.
Im vorstehend erwähnten Glasverschmelzungsverfahren wird der Laserabsorptionsteil 108a in einem Teil (Ecke) der Glasschicht 103 über die ganze Breite der Glasschicht 103 in einer Richtung ausgebildet, die die Bewegungsrichtung des Laserstrahls L2 in Bezug auf den zu verschmelzenden Bereich R schneidet. Dies kann das Schmelzen der Glasschicht 103 früher stabilisieren, da der Laserabsorptionsteil 108a über die ganze Breite ausgebildet wird. Jeder der Laserabsorptionsteile 108a bis 108d wird im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet, so dass der mittlere Teil in der Richtung, die die Bewegungsrichtung des Laserstrahls L2 in Bezug auf den zu verschmelzenden Bereich R schneidet, in der Bewegungsrichtung des Laserstrahls L2 vorsteht. Eine solche Form erreicht ein gleichmäßigeres Schmelzen in der Richtung, die die Bewegungsrichtung des Laserstrahls L2 schneidet.
Das vorstehend erwähnte Glasverschmelzungsverfahren bildet die Laserabsorptionsteile 108a bis 108d intermittierend aus und verwendet einen von ihnen, d. h. den Laserabsorptionsteil 108a, als Bestrahlungsstartposition. Selbst wenn die Abtastgeschwindigkeit für den Laserstrahl L2 so schnell ist, dass das Schmelzen nicht aufholen kann, wodurch wahrscheinlich ein instabiler Bereich gebildet wird, kann das intermittierende Ausbilden der mehreren Laserabsorptionsteile 108a bis 108d entlang des zu verschmelzenden Bereichs R an sich periodisch Bereiche mit hoher Absorption ausbilden, wodurch das Schmelzen der Glasschicht 103 kontinuierlich stabilisiert wird, ohne sie in den instabilen Zustand zurückzuführen. Dies kann die Herstellungszeit durch Erhöhen der Abtastgeschwindigkeit verkürzen und die Herstellungsausbeute verbessern. Die Ecken, an denen wahrscheinlich eine Last angreift, wenn die Glasverschmelzungsstruktur ausgebildet wird, werden mit den Laserabsorptionsteilen 108a bis 108d versehen und können somit ebenso zuverlässig schmelzen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend erwähnte erste Ausführungsform begrenzt.
Obwohl die erste Ausführungsform nacheinander die Laserabsorptionsteile 108a bis 108d ausbildet, können beispielsweise vier Laser verwendet werden, um die Laserabsorptionsteile 108a bis 108d gleichzeitig auszubilden. Der Schritt des Anordnens der Glasschicht 103 auf dem Glaselement 104 und der Schritt des Ausbildens der Laserabsorptionsteile 108a bis 108d in der Glasschicht 103 können auch im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden.
Wie in 9 dargestellt, können auch ein halbkreisförmiger Laserabsorptionsteil 118a, ein rechteckiger Laserabsorptionsteil 118b, ein Laserabsorptionsteil 118c mit mehreren Kreisen, die in dessen Breitenrichtung ausgebildet sind, ein Laserabsorptionsteil 118d, der mit einem winzigen Kreis der Breite nach in dessen mittlerem Teil ausgebildet ist, und dergleichen ausgebildet werden und die Bestrahlung mit dem Laserstrahl L2 kann ausgeführt werden, während irgendeiner dieser Laserabsorptionsteile 118a bis 118d als Bestrahlungsstartposition verwendet wird, um die Glasschicht 103 zu brennen.
Wenn ein Laserabsorptionsteil an einer Ecke des zu verschmelzenden Bereichs R, der zu einem rechteckigen Ring geformt ist, hergestellt wird, können fächerförmige Laserabsorptionsteile 118e, 118f und dergleichen ausgebildet werden, wie in 10 dargestellt, und die Bestrahlung mit dem Laserstrahl L2 kann ausgeführt werden, während irgendeiner dieser Laserabsorptionsteile 118e und 118f als Bestrahlungsstartposition verwendet wird, um das Brennen zu bewirken.
Wenn Laserabsorptionsteile intermittierend hergestellt werden, können die Laserabsorptionsteile 118a bis 118d an den jeweiligen Ecken vorgesehen werden, wie in der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform dargestellt, oder mehrere Laserabsorptionsteile können in vorbestimmten Intervallen in einem linearen Teil der Glasschicht 103 angeordnet werden.
Obwohl die erste Ausführungsform die Glasschicht 103 mit den Laserstrahlen L1, L2 durch das Glaselement 104 bestrahlt, kann die Glasschicht 103 direkt mit den Laserstrahlen L1, L2 von der entgegengesetzten Seite bestrahlt werden.
[Zweite Ausführungsform]
14 ist eine perspektivische Ansicht einer Glasverschmelzungsstruktur, die durch das Glasverschmelzungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform hergestellt ist. Wie in 14 dargestellt, ist die Glasverschmelzungsstruktur 201 eine schmelzverbundene Glasstruktur, in der Glaselemente (ein erstes und ein zweites Glaselement) 204, 205 durch eine Glasschicht 203 miteinander verschmolzen sind, die entlang eines zu verschmelzenden Bereichs R ausgebildet ist. Jedes der Glaselemente 204, 205 ist beispielsweise ein rechteckiges plattenförmiges Element, das aus alkalifreiem Glas mit einer Dicke von 0,7 mm besteht, während der zu verschmelzende Bereich R wie ein rechteckiger Ring entlang der Außenkanten der Glaselemente 204, 205 mit einer vorbestimmten Breite angeordnet ist. Die Glasschicht 203 besteht beispielsweise aus niedrig schmelzendem Glas (Glas auf Vanadium-Phosphat-Basis, Bleiborsilikatglas oder dergleichen) und ist zu einem rechteckigen Ring entlang des zu verschmelzenden Bereichs R mit einer vorbestimmten Breite geformt.
Das Glasverschmelzungsverfahren zur Herstellung der vorstehend erwähnten Glasverschmelzungsstruktur 201 wird nun erläutert.
Wie in 15 dargestellt, wird zuerst eine Frittenpaste durch eine Abgabevorrichtung, Siebdrucken oder dergleichen aufgebracht, um eine Pastenschicht 206 auf einer Oberfläche 204a des Glaselements 204 entlang des zu verschmelzenden Bereichs R in Form eines rechteckigen Rings und eines Annäherungsbereichs S, der mit einer Ecke des zu verschmelzenden Bereichs R verbunden ist und nach außen vorsteht, auszubilden. Ein Beispiel der Frittenpaste ist eine, die durch Kneten einer pulverförmigen Glasfritte (Glaspulver) 202, die aus amorphem niedrig schmelzendem Glas (Glas auf Vanadium-Phosphat-Basis, Bleiborsilikatglas oder dergleichen) besteht, eines Laserabsorptionspigments (Laserabsorptionsmaterials), das ein anorganisches Pigment wie z. B. Eisenoxid ist, eines organischen Lösungsmittels wie z. B. Amylacetat, und eines Bindemittels, das eine Harzkomponente (wie z. B. Acrylharz) ist, die bei der Glaserweichungstemperatur oder niedriger thermisch zersetzbar ist, ausgebildet wird. Die Frittenpaste kann auch eine sein, in der eine Glasfritte (Glaspulver), die aus pulverförmigem niedrig schmelzendem Glas, das im Voraus mit einem Laserabsorptionspigment (Laserabsorptionsmaterial) dotiert wird, besteht, ein organisches Lösungsmittel und ein Bindemittel miteinander verknetet sind. Das heißt, die Pastenschicht 206 enthält die Glasfritte 202, das Laserabsorptionspigment, das organische Lösungsmittel und das Bindemittel.
Anschließend wird die Pastenschicht 206 getrocknet, um das organische Lösungsmittel zu beseitigen, und ferner erhitzt, um das Bindemittel zu entfernen, wodurch die Glasschicht 203 fest an der Oberfläche 204a des Glaselements 204 entlang des zu verschmelzenden Bereichs R und des mit dem zu verschmelzenden Bereich R verbundenen Annäherungsbereichs S angebracht wird. Hier erzeugen Leerräume, die durch die Entfernung des Bindemittels gebildet werden, und die Körnigkeit der Glasfritte 202 eine Streuung von Licht, die die Absorptionscharakteristik des Laserabsorptionspigments übersteigt, so dass die an der Oberfläche 204a des Glaselements 204 fest angebrachte Glasschicht 203 sich in einem Zustand mit niedrigem Laserabsorptionsvermögen befindet (z. B. unter sichtbarem Licht weißer erscheint).
Wie in 16 dargestellt, wird als nächstes das Glaselement 204 an einer Oberfläche 207a (hier einer polierten Oberfläche) eines planaren Lagertischs 207, der aus Aluminium besteht, angebracht, so dass die Glasschicht 203 dazwischen eingefügt wird. Folglich wird die Glasschicht 203, die durch Entfernen des organischen Lösungsmittels und des Bindemittels aus der Pastenschicht 206 ausgebildet wird, zwischen dem Glaselement 204 und dem Lagertisch 207 entlang des zu verschmelzenden Bereichs R und des mit dem zu verschmelzenden Bereich R verbundenen Annäherungsbereichs S angeordnet.
Wie in 16 bis 18 dargestellt, beginnt dann die Bestrahlung mit einem Laserstrahl (ersten Laserstrahl) L1 von einer Bestrahlungsstartposition A im Annäherungsbereich S, der mit dem zu verschmelzenden Bereich R der Glasschicht 203 verbunden ist, während ein konvergierender Punkt im Annäherungsbereich A angeordnet wird, so dass er entlang des Annäherungsbereichs S in den zu verschmelzenden Bereich R fortschreitet. Da der Laserstrahl L1 die vorstehend erwähnte Temperaturverteilung (siehe 12) aufweist, dehnt sich unterdessen das Schmelzen allmählich in der Breitenrichtung der Glasschicht 203 (der Richtung, die zur Laserstrahl-Bewegungsrichtung im Wesentlichen senkrecht ist) von der Bestrahlungsstartposition A im Annäherungsbereich S aus, so dass ein stabiler Bereich, in dem die Glasschicht 203 über die ganze Breite davon geschmolzen wird, nahe einem Verbindungspunkt B, der mit dem zu verschmelzenden Bereich R verbunden ist, ausgebildet wird. Das heißt, der Annäherungsbereich S, der auf der Außenseite des zu verschmelzenden Bereichs angeordnet ist, umfasst den ganzen instabilen Bereich, in dem die Glasschicht 203 in einem Teil von deren Breite geschmolzen wird.
Danach wird die Bestrahlung der Glasschicht 203 mit dem Laserstrahl L1 entlang des zu verschmelzenden Bereichs R über den Verbindungspunkt B zwischen dem Annäherungsbereich S und dem zu verschmelzenden Bereich R hinaus fortgeführt, bis er zum Verbindungspunkt B zurückkehrt, wie in 19 dargestellt.
Folglich beginnt die Bestrahlung mit dem Laserstrahl L1 ab der Bestrahlungsstartposition A im Annäherungsbereich S, der mit dem zu verschmelzenden Bereich R verbunden ist, und das Schmelzen des zu verschmelzenden Bereichs R wird gestartet, nachdem ein stabiler Bereich gebildet ist, so dass die Glasschicht 203, die auf dem Glaselement 204 angeordnet ist, über den ganzen zu verschmelzenden Bereich R stabil schmilzt und sich wieder verfestigt, wodurch die Glasschicht 203 auf die Oberfläche 204a des Glaselements 204 gebrannt wird. Da die Glasfritte 202 schmilzt, um die Leerräume zu füllen, verliert die Glasschicht 203 die Körnigkeit, um zu ermöglichen, dass das Laserabsorptionspigment seine Absorptionscharakteristik bemerkenswert aufzeigt, wodurch ein Laserabsorptionsvermögen erreicht wird, das höher ist als jenes in Bereichen, die nicht mit dem Laserstrahl bestrahlt werden (d. h. unter sichtbarem Licht dunkler erscheinend).
Nachdem das stabile Brennen der Glasschicht 203 über den ganzen zu verschmelzenden Bereich R vollendet ist, wird das Glaselement 204, auf das die Glasschicht 203 gebrannt ist, vom Lagertisch 207 entfernt. Da hier die Differenz zwischen den Längenausdehnungskoeffizienten der Glasfritte 202 und des Lagertischs 207 größer ist als die Differenz zwischen den Längenausdehnungskoeffizienten der Glasfritte 202 und des Glaselements 204, bindet sich die Glasschicht 203 nicht fest an den Lagertisch 207. Da die Oberfläche 207a des Lagertischs 207 poliert ist, befindet sich die an die Oberfläche 204a des Glaselements 204 gebrannte Glasschicht 203 in einem Zustand, in dem Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche 203a auf der Seite entgegengesetzt zum Glaselement 204 flach gemacht sind. In dieser Ausführungsform wird das Brennen durch Bestrahlung mit dem Laserstrahl L1 von der Seite des Glaselements 204 ausgeführt, so dass die Glasschicht 203 zuverlässig am Glaselement 204 befestigt wird, während die Kristallisation auf der Seite der Oberfläche 203a verringert ist, wodurch der Schmelzpunkt in diesem Teil nicht ansteigt. Nachdem das Brennen der Glasschicht 203 vollendet ist, kann der Teil der Glasschicht 203 im Annäherungsbereich S gegebenenfalls durch ein vorbestimmtes Verfahren entfernt werden.
Im Anschluss an das Brennen der Glasschicht 203 wird das Glaselement 205, wie in 20 dargestellt, auf das Glaselement 204, an das die Glasschicht 203 gebrannt ist, überlagert, so dass die Glasschicht 203 dazwischen eingefügt wird. Da die Oberfläche 203a der Glasschicht 203 flach gemacht ist, kommt hier eine Oberfläche 205a des Glaselements 205 mit der Oberfläche 203a der Glasschicht 203 ohne Lücken in Kontakt.
Wie in 21 dargestellt, wird dann der zu verschmelzende Bereich R entlang desselben mit einem Laserstrahl (zweiten Laserstrahl) L2 bestrahlt, während ein konvergierender Punkt an der Glasschicht 203 angeordnet wird. Folglich absorbiert die Glasschicht 203 in einem gleichmäßigen Zustand mit einem hohen Laserabsorptionsvermögen über den ganzen zu verschmelzenden Bereich R den Laserstrahl L2, was die Glasschicht 203 und ihre Umfangsabschnitte (die Abschnitte der Glaselemente 204, 205 auf den Oberflächen 204a, 205a) in ähnlichen Ausmaßen schmilzt und wieder verfestigt, wodurch die Glaselemente 204, 205 aneinander gebunden werden. Hier kommt die Oberfläche 205a des Glaselements 205 mit der Oberfläche 203a der Glasschicht 203 ohne Lücken in Kontakt, während die auf das Glaselement 204 gebrannte Glasschicht 203 als stabiler Bereich ausgebildet wird, in dem das Schmelzen über den ganzen zu verschmelzenden Bereich R stabil ist, wodurch die Glaselemente 204, 205 entlang des zu verschmelzenden Bereichs R gleichmäßig verschmolzen werden.
Wenn die Glasschicht 203 am Glaselement 204 befestigt wird, bestrahlt das Glasverschmelzungsverfahren zur Herstellung der Glasverschmelzungsstruktur 201, wie im Vorangehenden erläutert, den Annäherungsbereich S, der mit dem zu verschmelzenden Bereich R verbunden ist, von der Bestrahlungsstartposition A im Annäherungsbereich S, wodurch das Schmelzen der Glasschicht 203 sich in der Breitenrichtung im Annäherungsbereich S ausdehnt, bis es die ganze Breite erreicht. Das heißt, der Annäherungsbereich S umfasst den ganzen instabilen Bereich. Die Glasschicht 203 wird im Voraus im Annäherungsbereich S geschmolzen und kann folglich am Glaselement 204 befestigt werden, während sie ein verbessertes Verhältnis des stabilen Bereichs aufweist, wodurch die Glaselemente 204, 205 durch die Glasschicht 203 mit dem verbesserten Verhältnis des stabilen Bereichs miteinander verschmolzen werden können, um einen gleichmäßigen verschmolzenen Zustand zu erreichen.
Im vorstehend erwähnten Glasverschmelzungsverfahren ist der Annäherungsbereich S an der Außenseite des zu verschmelzenden Bereichs R in Form eines rechteckigen Rings angeordnet. Dies kann Pulver wie z. B. Glaspulver, die durch ungeschmolzene Teile im Annäherungsbereich S erzeugt werden, vom Eintritt in den zu verschmelzenden Bereich R abhalten. Die erzeugten Pulver können leicht abgewaschen werden. Ein weiterer Schritt zum Entfernen eines solchen Annäherungsbereichs nach dem Befestigen der Glasschicht 203 am Glaselement 204 kann die Glasverschmelzungsstruktur 201 mit einer ausgezeichneten äußeren Form ergeben.
[Dritte Ausführungsform]
Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun erläutert. Diese Ausführungsform legt ein Glasverschmelzungsverfahren zum gemeinsamen Herstellen von mehreren Glasverschmelzungsstrukturen 201 dar.
Wie in 22 dargestellt, werden zuerst mehrere Sätze, die jeweils aus einem zu verschmelzenden Bereich R in Form eines rechteckigen Rings und Annäherungsbereichen S1, die mit dem zu verschmelzenden Bereich R verbunden sind, bestehen, zu einer Matrix angeordnet. Diese Ausführungsform ordnet fünf derartige Sätze von zu verschmelzenden Bereichen R und Annäherungsbereichen S1 in jeder von spaltenweisen und reihenweisen Richtungen an.
Wie in 23 dargestellt, ist jeder der zu verschmelzenden Bereiche R in Form eines rechteckigen Rings, die in der Matrix angeordnet sind, durch ein Paar von zu verschmelzenden Bereichen Ra, Rb, die sich entlang jeweiliger spaltenweiser Linien L11, L12 (erste und zweite Linien) erstrecken, und ein Paar von zu verschmelzenden Bereichen Rc, Rd, die sich entlang jeweiliger reihenweiser Linien L13, L14 (erste und zweite Linien) erstrecken, gebildet. Die Annäherungsbereiche S1, die mit dem zu verschmelzenden Bereich R verbunden sind, sind durch einen Annäherungsbereich Sa, der mit einem Endteil des zu verschmelzenden Bereichs Ra entlang der Linie L11 verbunden ist, einen Annäherungsbereich Sb, der mit dem anderen Endteil des zu verschmelzenden Bereichs Rb entlang der Linie L12 verbunden ist, einen Annäherungsbereich Sc, der mit einem Endteil des zu verschmelzenden Bereichs Rc entlang der Linie L13 verbunden ist, und einen Annäherungsbereich Sd, der mit dem anderen Endteil des zu verschmelzenden Bereichs Rd entlang der Linie L14 verbunden ist, gebildet.
Nachdem die so konstruierten zu verschmelzenden Bereiche R und Annäherungsbereiche S1 in der Matrix mit denselben Orientierungen angeordnet sind, wird eine Frittenpaste durch eine Abgabevorrichtung, Siebdrucken oder dergleichen wie in der zweiten Ausführungsform aufgebracht, um mehrere Pastenschichten 216 in einer Matrix auf einer Oberfläche 214a eines Glaselements 214 entlang der zu verschmelzenden Bereiche R in Form eines rechteckigen Rings und der Annäherungsbereiche S1, die mit den zu verschmelzenden Bereichen R in Form eines rechteckigen Rings verbunden sind, wie in 22 dargestellt, auszubilden.
Anschließend werden das organische Lösungsmittel und das Bindemittel aus jeder Pastenschicht 216 entfernt, um die Glasschicht 213 fest an der Oberfläche 214a des Glaselements 214 entlang des zu verschmelzenden Bereichs R und der Annäherungsbereiche S1, die mit dem zu verschmelzenden Bereich R verbunden sind, zu fixieren. In jeder der Glasschichten 213, die fest an der Oberfläche 214a des Glaselements 214 angebracht sind, erzeugen hier Leerräume, die durch die Entfernung des Bindemittels gebildet werden, und die Körnigkeit der Glasfritte eine Streuung von Licht, die die Absorptionscharakteristik des Laserabsorptionspigments übersteigt, so dass das Laserabsorptionsvermögen niedrig ist (z. B. erscheint die Glasschicht unter sichtbarem Licht weißer). Danach wird das Glaselement 214 auf einer Oberfläche (hier einer polierten Oberfläche) eines planaren Lagertischs, der aus Aluminium besteht, angebracht, so dass die Glasschicht 213 dazwischen eingefügt wird.
Wie in 24 dargestellt, wird als nächstes jede der in der Matrix angeordneten Glasschichten 213 auf das Glaselement 214 gebrannt.
Zuerst wird ein Laserstrahl (erster Laser) L3 entlang der Linie L11 von der Unterseite (einer Seite) in der Zeichnung zur Oberseite (der anderen Seite) in der Zeichnung bewegt, um die fünf zu verschmelzenden Bereiche Ra, die spaltenweise in derselben Orientierung entlang der Linie L11 angeordnet sind, und die jeweiligen Annäherungsbereiche Sa, die mit den zu verschmelzenden Bereichen Ra verbunden sind, zu bestrahlen. Wenn jeder Satz des zu verschmelzenden Bereichs Ra und Annäherungsbereichs Sa entlang derselben mit dem Laserstrahl L3 bestrahlt wird, wie in der zweiten Ausführungsform, wird der Annäherungsbereich Sa mit dem Laserstrahl L3 von einer Bestrahlungsstartposition im Annäherungsbereich Sa bestrahlt und dann wird der zu verschmelzende Bereich Ra kontinuierlich damit bestrahlt; diese Prozedur wird wiederholt.
Anschließend wird der Laserstrahl L3 entlang der Linie L12 von der Oberseite in der Zeichnung zur Unterseite in der Zeichnung bewegt, um die fünf zu verschmelzenden Bereiche Rb, die spaltenweise in derselben Orientierung entlang der Linie L12 angeordnet sind, und die jeweiligen Annäherungsbereiche Sb, die mit den zu verschmelzenden Bereichen Rb verbunden sind, zu bestrahlen. Wenn jeder Satz des zu verschmelzenden Bereichs Rb und Annäherungsbereichs Sb mit dem Laserstrahl L3 bestrahlt wird, wie in der zweiten Ausführungsform, wird der Annäherungsbereich Sb mit dem Laserstrahl L3 von einer Bestrahlungsstartposition im Annäherungsbereich Sb bestrahlt und dann wird der zu verschmelzende Bereich Rb kontinuierlich damit bestrahlt; diese Prozedur wird wiederholt. Eine solche spaltenweise hin und her gehende Bestrahlung wird ebenso für die in den anderen Spalten angeordneten Glasschichten 213 ähnlich ausgeführt.
Als nächstes wird ein Laserstrahl (erster Laser) L4 entlang der Linie L13 von der rechten Seite (eine Seite) in der Zeichnung zur linken Seite (der anderen Seite) in der Zeichnung bewegt, um die fünf zu verschmelzenden Bereiche Rc, die reihenweise in derselben Orientierung entlang der Linie L13 angeordnet sind, und die jeweiligen Annäherungsbereiche Sc, die mit den zu verschmelzenden Bereichen Rc verbunden sind, zu bestrahlen. Wenn jeder Satz des zu verschmelzenden Bereichs Rc und des Annäherungsbereichs Sc mit dem Laserstrahl L4 bestrahlt wird, wie in der zweiten Ausführungsform, wird der Annäherungsbereich Sc mit dem Laserstrahl L4 von einer Bestrahlungsstartposition im Annäherungsbereich Sc bestrahlt und dann wird der zu verschmelzende Bereich Rc kontinuierlich damit bestrahlt; diese Prozedur wird wiederholt.
Anschließend wird der Laserstrahl L4 entlang der Linie L14 von der linken Seite in der Zeichnung zur Unterseite in der Zeichnung bewegt, um die fünf zu verschmelzenden Bereiche Rd, die reihenweise in derselben Orientierung entlang der Linie L14 angeordnet sind, und die jeweiligen Annäherungsbereiche Sd, die mit den zu verschmelzenden Bereichen Rd verbunden sind, zu bestrahlen. Wenn jeder Satz des zu verschmelzenden Bereichs Rd und Annäherungsbereichs Sd mit dem Laserstrahl L4 bestrahlt wird, wie in der zweiten Ausführungsform, wird der Annäherungsbereich Sd mit dem Laserstrahl L4 von einer Bestrahlungsstartposition im Annäherungsbereich Sd bestrahlt und dann wird der zu verschmelzende Bereich Rd kontinuierlich damit bestrahlt; diese Prozedur wird wiederholt. Eine solche reihenweise hin und her gehende Bestrahlung wird ebenso für die in den anderen Reihen angeordneten Glasschichten 213 ähnlich ausgeführt. Eine solche Bestrahlung brennt die Glasschichten 213 mit einem verbesserten Verhältnis des stabilen Bereichs gemeinsam auf das Glaselement 214. Obwohl die spalten- oder reihenweise Bestrahlung mit dem Laserstrahl L3, L4 in der vorstehend erwähnten Erläuterung durch einen Laser ausgeführt wird, können mehrere Laser gleichzeitig verwendet werden, wie in 25 dargestellt.
Da die Glasfritte 202 schmilzt, um die Leerräume zu füllen, verliert jede der auf die Oberfläche 214a des Glaselements 214 gebrannten Glasschichten 213 die Körnigkeit, um zu ermöglichen, dass das Laserabsorptionspigment seine Absorptionscharakteristik bemerkenswert aufzeigt, wodurch ein hohes Laserabsorptionsvermögen erreicht wird (sie z. B. unter sichtbarem Licht dunkler erscheint).
Nachdem das stabile Brennen jeder Glasschicht 213 über den ganzen zu verschmelzenden Bereich R vollendet ist, wird das Glaselement 214, an das die Glasschicht 213 gebrannt ist, vom Lagertisch 217 entfernt und die Glaselemente 214, 215 werden aufeinander überlagert, wobei die Glasschicht 213 dazwischen eingefügt wird. Während ein konvergierender Punkt an jeder Glasschicht 213 angeordnet wird, wird dann jeder der zu verschmelzenden Bereiche R, die in der Matrix angeordnet sind, mit dem Laserstrahl L2 bestrahlt. Jede Glasschicht 213 in einem gleichmäßigen Zustand mit einem hohen Laserabsorptionsvermögen über den ganzen zu verschmelzenden Bereich R absorbiert den Laserstrahl L2, was die Glasschicht 213 und ihre Umfangsabschnitte (die Abschnitte der Glaselemente 214, 215 an den Oberflächen 214a, 215a) in ähnlichen Ausmaßen schmilzt und wieder verfestigt, um die Glaselemente 214, 215 aneinander zu binden, wodurch eine verschmolzene Struktur 220 erhalten wird. Die Bestrahlung mit dem Laserstrahl L2 kann wie beim vorstehend erwähnten Brennen der Glasschicht 213 auf das Glaselement 214 mit den Laserstrahlen L3, L4 ausgeführt werden.
Wie in 26 dargestellt, wird anschließend die verschmolzene Struktur 220, die aus den Glaselementen 214, 215 gebildet ist, entlang spaltenweiser Linien L15 und reihenweiser Linien L16 durch ein vorbestimmtes Verfahren geschnitten. Das Schneiden unterteilt die verschmolzene Struktur, wodurch mehrere Glasverschmelzungsstrukturen 201 gemeinsam erhalten werden können. Das Schneiden kann ebenso derart ausgeführt werden, dass die Annäherungsbereiche Sa bis Sd von den Glasverschmelzungsstrukturen 201 entfernt werden.
Wie im Vorangehenden erläutert, umfasst das Glasverschmelzungsverfahren zur Herstellung der Glasverschmelzungsstrukturen 201 den Schritt des Anordnens der zu verschmelzenden Bereiche Ra, Rc und der Annäherungsbereiche Sa, Sc, die mit jeweiligen einen Endteilen der zu verschmelzenden Bereiche Ra, Rc verbunden sind, entlang der spalten- bzw. reihenweisen Linien L11, L13 und der zu verschmelzenden Bereiche Rb, Rd und der Annäherungsbereiche Sb, Sd, die mit jeweiligen anderen Endteilen der zu verschmelzenden Bereiche Rb, Rd verbunden sind, entlang der spalten- bzw. reihenweisen Linien L12, L14; und bewegt während der Bestrahlung mit den Laserstrahlen L3, L4 die Laserstrahlen L3, L4 von einer Seite zur anderen Seite entlang der Linien L11, L13 und dann kontinuierlich von der anderen Seite zur einen Seite entlang der Linien L12, L14. Das derartige Hin- und Herbewegen der Laserstrahlen L3, L4 entlang der spalten- und reihenweisen Linien L11, L13, L12, L14 macht es möglich, die Glasschicht 213 in den Annäherungsbereichen Sa bis Sd und dann den zu verschmelzenden Bereichen Ra bis Rd kontinuierlich in den jeweiligen zu verschmelzenden Bereichen R, die entlang der Linien L11, L13, L12, L14 angeordnet sind, zu schmelzen, wodurch mehrere Glasschichten 213 mit einem verbesserten Verhältnis des stabilen Bereichs effizient erhalten werden können.
Das vorstehend erwähnte Glasverschmelzungsverfahren umfasst auch den Schritt des Anordnens von mehreren zu verschmelzenden Bereichen R und der Annäherungsbereiche S1, die mit den Endteilen der zu verschmelzenden Bereiche R verbunden sind, entlang jeder der spalten- und reihenweisen Linien L11 bis L14; und bewegt während der Bestrahlung mit den Laserstrahlen L3, L4 die Laserstrahlen L3, L4 von einer Seite zur anderen Seite oder von der anderen Seite zur einen Seite entlang der Linien L11 bis L14. Das derartige Hin- und Herbewegen der Laserstrahlen L3, L4 entlang der spalten- und reihenweisen Linien L11 bis L14 macht es möglich, die Glasschicht 213 in den Annäherungsbereichen Sa bis Sd und dann den zu verschmelzenden Bereichen Ra bis Rd kontinuierlich in mehreren zu verschmelzenden Bereichen R, die entlang der Linien L11 bis L14 angeordnet sind, zu schmelzen, wodurch mehrere Glasschichten 213 mit einem verbesserten Verhältnis des stabilen Bereichs effizient erhalten werden können.
Da die Glaselemente 214, 215 durch die so auf das Glaselement 214 gebrannten Glasschichten 213 miteinander verschmolzen werden, um den instabilen Bereich zu verringern, kann der verschmolzene Zustand zwischen den Glaselementen 214, 215 gleichmäßig gemacht werden, selbst wenn die Glasschichten 213 entlang mehrerer zu verschmelzender Bereiche R daran befestigt sind, wodurch mehrere Glasverschmelzungsstrukturen 201 mit einem vorteilhaften verschmolzenen Zustand gemeinsam hergestellt werden können.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsformen begrenzt.
Obwohl beispielsweise die zweite und die dritte Ausführungsform zu verschmelzende Bereiche R in Form eines rechteckigen Rings verwenden, ist die vorliegende Erfindung auch auf zu verschmelzende Bereiche in Form eines kreisförmigen Rings anwendbar. Obwohl die zweite und die dritte Ausführungsform die Glasschichten 203, 213 mit den Laserstrahlen L1, L3, L4 durch die Glaselemente 204, 214 bestrahlen, können die Glasschichten 203, 213 direkt mit den Laserstrahlen L1, L3, L4 von der entgegengesetzten Seite bestrahlt werden.
Die zweite und die dritte Ausführungsform bewegen die Laserstrahlen L1 bis L4, während die Glaselemente 204, 205, 214, 215 befestigt sind. Es reicht jedoch aus, dass die Laserstrahlen L1 bis L4 relativ zu den Glaselementen 204, 205, 214, 215 bewegt werden. Die Glaselemente 204, 205, 214, 215 können bewegt werden, während die Laserstrahlen L1 bis L4 fixiert sind, oder jeder der Laserstrahlen L1 bis L4 und der Glaselemente 204, 205, 214, 215 kann bewegt werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann einen gleichmäßigen verschmolzenen Zustand zwischen Glaselementen erreichen.
Bezugszeichenliste

101, 102...Glasverschmelzungsstruktur; 102, 202...Glasfritte (Glaspulver); 103, 203, 213...Glasschicht; 104, 204, 214...Glaselement (erstes Glaselement); 105, 205, 215...Glaselement (zweites Glaselement); 106, 206, 216...Pastenschicht; 107, 207, 217...Lagertisch; 108a bis 108d...Laserabsorptionsteil; 220...verschmolzene Struktur; A...Bestrahlungsstartposition; B...Verbindungsposition; R, Ra, Rb, Rc, Rd...zu verschmelzender Bereich; L1, L3, L4...Laserstrahl (erster Laserstrahl); L2...Laserstrahl (zweiter Laserstrahl); L3...Laserstrahl (dritter Laserstrahl); L11, L13...Linie (erste Linie); L12, L14...Linie (zweite Linie); L15, L16...Schnittlinie; S, Sa, Sb, Sc, Sd...Annäherungsbereich.

Zusammenfassung
Ein Teil einer Glasschicht 103, der entlang eines zu verschmelzenden Bereichs R angeordnet ist, wird mit einem Laserstrahl L1 bestrahlt, um die Glasschicht 103 mit einem Laserabsorptionsteil 108a mit einem hohen Laserabsorptionsvermögen auszubilden. Während der Laserabsorptionsteil 108a als Bestrahlungsstartposition verwendet wird, wird dann der zu verschmelzende Bereich R entlang desselben mit einem Laserstrahl L2 bestrahlt, um die Glasschicht 103 zu schmelzen und die Glasschicht 103 an einem Glaselement 104 zu befestigen. Da die Bestrahlungsstartposition für den Laserstrahl L2 bereits zum Laserabsorptionsteil 108a geworden ist, kann ein stabiler Bereich, in dem das Schmelzen der Glasschicht 103 stabil ist, unmittelbar ab dem Startpunkt zum Starten der Bestrahlung mit dem zweiten Laserstrahl oder in der Nähe ausgebildet werden. Das Glaselement 104 wird durch die Glasschicht 103 mit einem solchen stabilen Bereich, der über den ganzen zu verschmelzenden Bereich R ausgebildet ist, mit einem Glaselement 105 verschmolzen, um eine Glasverschmelzungsstruktur 101 zu erhalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006-524419 [0005]
JP 2002-366050 [0005]

Claims

Glasverschmelzungsverfahren zur Herstellung einer Glasverschmelzungsstruktur durch Verschmelzen eines ersten und eines zweiten Glaselements miteinander, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Anordnen einer Glasschicht auf einem ersten Glaselement entlang eines zu verschmelzenden Bereichs, wobei die Glasschicht durch Entfernen eines organischen Lösungsmittels und eines Bindemittels aus einer Pastenschicht, die ein Glaspulver, ein Laserabsorptionsmaterial, das organische Lösungsmittel und das Bindemittel enthält, ausgebildet wird; Bestrahlen eines Teils der Glasschicht mit einem ersten Laserstrahl, um den Teil der Glasschicht zu schmelzen und einen Laserabsorptionsteil in der Glasschicht auszubilden; Bestrahlen des zu verschmelzenden Bereichs entlang desselben mit einem zweiten Laserstrahl, während der Laserabsorptionsteil als Bestrahlungsstartposition verwendet wird, um die Glasschicht zu schmelzen und die Glasschicht am ersten Glaselement zu befestigen; und Überlagern des zweiten Glaselements auf das erste Glaselement, an dem die Glasschicht befestigt ist, so dass die Glasschicht dazwischen eingefügt wird, und Bestrahlen des zu verschmelzenden Bereichs entlang desselben mit einem dritten Laserstrahl, um das erste und das zweite Glaselement miteinander zu verschmelzen.
Glasverschmelzungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Laserabsorptionsteil in dem Teil der Glasschicht über die ganze Breite der Glasschicht in einer Richtung, die eine Bewegungsrichtung des zweiten Laserstrahls in Bezug auf den zu verschmelzenden Bereich schneidet, ausgebildet wird.
Glasverschmelzungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Laserabsorptionsteil derart ausgebildet wird, dass ein mittlerer Teil davon in einer Richtung, die eine Bewegungsrichtung des zweiten Laserstrahls in Bezug auf den zu verschmelzenden Bereich schneidet, in der Bewegungsrichtung des zweiten Laserstrahls vorsteht.
Glasverschmelzungsverfahren nach Anspruch 1, wobei mehrere Laserabsorptionsteile intermittierend entlang des zu verschmelzenden Bereichs ausgebildet werden; und wobei einer der mehreren Laserabsorptionsteile als Bestrahlungsstartposition verwendet wird.
Glasverschmelzungsverfahren zur Herstellung einer Glasverschmelzungsstruktur durch Verschmelzen eines ersten und eines zweiten Glaselements miteinander, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Anordnen einer Glasschicht auf dem ersten Glaselement entlang eines zu verschmelzenden Bereichs und eines vorbestimmten Bereichs, der mit dem zu verschmelzenden Bereich verbunden ist, wobei die Glasschicht durch Entfernen eines organischen Lösungsmittels und eines Bindemittels aus einer Pastenschicht, die ein Glaspulver, ein Laserabsorptionsmaterial, das organische Lösungsmittel und das Bindemittel enthält, ausgebildet wird; Bestrahlen des vorbestimmten Bereichs entlang desselben ab einer Bestrahlungsstartposition im vorbestimmten Bereich mit einem ersten Laserstrahl und dann kontinuierliches Bestrahlen des zu verschmelzenden Bereichs entlang desselben mit dem ersten Laserstrahl, um die Glasschicht zu schmelzen und die Glasschicht am ersten Glaselement zu befestigen; und Überlagern des zweiten Glaselements auf das erste Glaselement, an dem die Glasschicht befestigt ist, so dass die Glasschicht eingefügt wird, und Bestrahlen des zu verschmelzenden Bereichs entlang desselben mit einem zweiten Laserstrahl, um das erste und das zweite Glaselement miteinander zu verschmelzen.
Glasverschmelzungsverfahren nach Anspruch 5, wobei der vorbestimmte Bereich den ganzen instabilen Bereich umfasst, in dem das Schmelzen der Glasschicht instabil wird, wenn sie einmal ab der Bestrahlungsstartposition mit dem ersten Laserstrahl bestrahlt wird.
Glasverschmelzungsverfahren nach Anspruch 5, wobei der vorbestimmte Bereich an der Außenseite eines zu verschmelzenden ringförmigen Bereichs angeordnet ist.
Glasverschmelzungsverfahren nach Anspruch 5, das ferner den Schritt des Anordnens des zu verschmelzenden Bereichs und des vorbestimmten Bereichs, der mit einem Endteil des zu verschmelzenden Bereichs verbunden ist, entlang einer ersten Linie, die sich in einer vorbestimmten Richtung erstreckt, im ersten Glaselement und des Anordnens des zu verschmelzenden Bereichs und des vorbestimmten Bereichs, der mit dem anderen Endteil des zu verschmelzenden Bereichs verbunden ist, entlang einer zweiten Linie, die sich in der vorbestimmten Richtung erstreckt, im ersten Glaselement umfasst; wobei während der Bestrahlung mit dem ersten Laserstrahl der erste Laserstrahl von einer Seite zur anderen Seite entlang der ersten Linie relativ bewegt wird und dann kontinuierlich von der anderen Seite zur einen Seite entlang der zweiten Linie relativ bewegt wird.
Glasverschmelzungsverfahren nach Anspruch 5, das ferner den Schritt des Anordnens von mindestens zwei Sätzen, die jeweils aus dem zu verschmelzenden Bereich und dem vorbestimmten Bereich, der mit einem Endteil des zu verschmelzenden Bereichs verbunden ist, gebildet sind, entlang einer Linie, die sich in einer vorbestimmten Richtung erstreckt, im ersten Glaselement umfasst; wobei während der Bestrahlung mit dem ersten Laserstrahl der erste Laserstrahl von einer Seite zur anderen Seite entlang der ersten Linie relativ bewegt wird.