JP2012031032A

JP2012031032A - Glass fusing method

Info

Publication number: JP2012031032A
Application number: JP2010173875A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Matsumoto; 松本　　聡
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2010-08-02
Filing date: 2010-08-02
Publication date: 2012-02-16

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for fusing glass, which can produce a highly reliable glass fused body.SOLUTION: In the method for producing a highly reliable glass fused body, when laser L is irradiated on a glass layer 3 along a fusing-scheduled region R, the irradiation of the laser light L is controlled so that the average gradient with time from an initial temperature Ti to a glass transition temperature Tg of a temperature-time curve F indicating changes with time of the temperature in the glass layer 3 is larger than that from the glass transition temperature Tg to a fusing temperature Tm of the curve F. Therefore, the time since the temperature of the glass layer 3 starts from the initial temperature Ti till that reaches the glass transition temperature Tg can be shortened. Therefore, cracks in the glass layer 3 and glass members 4, 5 are prevented from being generated, and the highly reliable glass fused body 1 can be produced.

Description

本発明は、ガラス部材同士を溶着してガラス溶着体を製造するためのガラス溶着方法に関する。 The present invention relates to a glass welding method for producing a glass welded body by welding glass members together.

上記技術分野のガラス溶着方法として、ガラス層を介してガラス部材同士を重ね合わせ、その状態でガラス層にレーザ光を照射することにより、ガラス部材同士を溶着してガラス溶着体を製造する方法が知られている（例えば特許文献１，２参照）。特許文献１，２記載のガラス溶着方法では、ガラス層へのレーザ光の照射を開始する際に、レーザ光の出力を漸増させて、レーザ光の照射領域におけるガラス層の温度を徐々に上昇させている。 As a glass welding method in the above technical field, there is a method in which glass members are overlapped with each other through a glass layer, and the glass layer is irradiated with laser light in that state to thereby weld the glass members together to produce a glass welded body. Known (for example, see Patent Documents 1 and 2). In the glass welding methods described in Patent Documents 1 and 2, when starting the irradiation of the laser light onto the glass layer, the output of the laser light is gradually increased to gradually increase the temperature of the glass layer in the laser light irradiation region. ing.

特表２００８−５２７６５５号公報Special table 2008-527655 gazette 特表２００８−５２７６５７号公報Special table 2008-527657 gazette

しかしながら、特許文献１，２記載のガラス溶着方法にあっては、ガラス層へのレーザ光の照射を開始する際に、急激な温度上昇に起因したガラス層やガラス部材へのクラックの発生は防止し得るものの、その他の要因によって、ガラス層にクラックが生じる場合があった。 However, in the glass welding methods described in Patent Documents 1 and 2, when starting laser beam irradiation on the glass layer, the occurrence of cracks in the glass layer and the glass member due to a rapid temperature rise is prevented. However, cracks may occur in the glass layer due to other factors.

そこで、本発明は、信頼性の高いガラス溶着体を製造することが可能なガラス溶着方法を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the glass welding method which can manufacture a reliable glass welded body.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特許文献１，２に記載のガラス溶着方法において、ガラス層にクラックが生じるのは、ガラス層の温度が初期温度からガラス転移点に至るまでの時間が長くなり、弾性に乏しいガラス層が自らの熱膨張による応力に耐え切れないことが要因であることを突き止めた。その一方で、ガラス層の温度を短時間で急激に上昇させると、熱衝撃によりガラス層やガラス部材にクラックが生じるおそれがある。本発明者は、これらの知見に基づいて更に検討を重ね、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that in the glass welding methods described in Patent Documents 1 and 2, the glass layer is cracked because the glass layer temperature is changed from the initial temperature to the glass transition temperature. It has been found that the time taken to reach the point is long, and the glass layer having poor elasticity cannot withstand the stress caused by its own thermal expansion. On the other hand, if the temperature of the glass layer is rapidly increased in a short time, there is a risk that cracks may occur in the glass layer or the glass member due to thermal shock. The present inventor has further studied based on these findings and has completed the present invention.

即ち、本発明に係るガラス溶着方法は、第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着してガラス溶着体を製造するためのガラス溶着方法であって、第１のガラス部材に対して、溶着予定領域に沿うように、レーザ光吸収材を含むガラス層を配置する第１の工程と、第１のガラス部材に対して、ガラス層を介して第２のガラス部材を重ね合わせる第２の工程と、溶着予定領域に沿ってガラス層にレーザ光を照射することにより、第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着する第３の工程と、を備え、第３の工程では、レーザ光の照射領域におけるガラス層の温度が初期温度から溶着温度に至るまでの時間において、照射領域におけるガラス層の温度の時間変化が所定の曲線となるように、レーザ光の照射を制御し、所定の曲線は、照射領域におけるガラス層の温度が初期温度からガラス転移点に至るまでの時間の平均の傾きが、照射領域におけるガラス層の温度がガラス転移点から溶着温度に至るまでの時間の平均の傾きよりも大きいことを特徴とする。 That is, the glass welding method according to the present invention is a glass welding method for manufacturing a glass welded body by welding a first glass member and a second glass member, and the first glass member is attached to the first glass member. The second step of superposing the second glass member on the first glass member via the glass layer with the first step of arranging the glass layer containing the laser light absorbing material so as to follow the planned welding region And a third step of welding the first glass member and the second glass member by irradiating the glass layer with laser light along the planned welding region. In the third step, In the time from the initial temperature to the welding temperature of the glass layer temperature in the laser light irradiation region, the laser light irradiation is controlled so that the time change of the glass layer temperature in the irradiation region becomes a predetermined curve. The predetermined curve is the irradiation area The average slope of the time from when the glass layer temperature reaches the glass transition point to the glass transition point is greater than the average slope of the time from the glass transition temperature to the welding temperature of the glass layer in the irradiated region. It is characterized by.

このガラス溶着方法では、溶着予定領域に沿ってガラス層にレーザ光を照射して第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着する際に、レーザ光の照射領域におけるガラス層の温度の時間変化を示す曲線において、ガラス層の温度が初期温度からガラス転移点に至るまでの時間の平均の傾きが、ガラス層の温度がガラス転移点から溶着温度に至るまでの時間の平均の傾きよりも大きくなるように、レーザ光の照射を制御する。このため、ガラス層の温度が初期温度から溶着温度に至るまでの時間を比較的長く維持しつつ、ガラス層の温度が初期温度からガラス転移点に至るまでの時間を短縮することができる。このように、このガラス溶着方法によれば、ガラス層の温度が初期温度からガラス転移点に至るまでの時間を短縮可能であることから、ガラス層が自らの熱膨張による応力に耐え切れないことに起因してガラス層にクラックが生じることを防止することができる。しかも、ガラス層の温度が初期温度から溶着温度に至るまでの時間を比較的長く維持可能であることから、熱衝撃によりガラス層やガラス部材にクラックが生じることを防止することができる。したがって、このガラス溶着方法によれば、信頼性の高いガラス溶着体を製造することができる。 In this glass welding method, when the first glass member and the second glass member are welded by irradiating the glass layer with laser light along the planned welding region, the temperature of the glass layer in the laser light irradiation region is adjusted. In the curve showing the time change, the average slope of the time from the glass layer temperature to the glass transition point is higher than the average slope of the time from the glass transition temperature to the welding temperature. The irradiation of the laser beam is controlled so as to be larger. For this reason, the time until the temperature of the glass layer reaches the glass transition point from the initial temperature can be shortened while maintaining the time until the temperature of the glass layer reaches the welding temperature from the initial temperature relatively long. Thus, according to this glass welding method, it is possible to shorten the time from the initial temperature of the glass layer to the glass transition point, so that the glass layer cannot withstand the stress due to its thermal expansion. It can prevent that a crack arises in a glass layer resulting from this. Moreover, since the time until the temperature of the glass layer reaches the welding temperature from the initial temperature can be maintained for a relatively long time, it is possible to prevent the glass layer and the glass member from being cracked due to thermal shock. Therefore, according to this glass welding method, a highly reliable glass welded body can be manufactured.

また、本発明に係るガラス溶着方法においては、第３の工程では、レーザ光の照射の制御として、少なくともレーザ光の出力を制御することができる。或いは、本発明に係るガラス溶着方法においては、第３の工程では、レーザ光の照射の制御として、少なくとも溶着予定領域に対するレーザ光の照射領域の移動速度を制御することができる。これらの場合、レーザ光の照射によるガラス層の温度変化において、初期温度からガラス転移点に至るまでの時間の平均の傾きがガラス転移点から溶着温度に至るまでの時間の平均の傾きよりも大きくなるような所定の曲線を好適に得ることができる。 In the glass welding method according to the present invention, at least the output of the laser beam can be controlled as the laser beam irradiation control in the third step. Alternatively, in the glass welding method according to the present invention, in the third step, as the laser light irradiation control, at least the moving speed of the laser light irradiation region relative to the planned welding region can be controlled. In these cases, the average slope of the time from the initial temperature to the glass transition point is larger than the average slope of the time from the glass transition point to the welding temperature in the temperature change of the glass layer due to laser light irradiation. Such a predetermined curve can be suitably obtained.

また、本発明に係るガラス溶着方法は、第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着してガラス溶着体を製造するためのガラス溶着方法であって、第１のガラス部材に対して、溶着予定領域に沿うように、レーザ光吸収材を含むガラス層を配置する第１の工程と、第１のガラス部材に対して、ガラス層を介して第２のガラス部材を重ね合わせる第２の工程と、溶着予定領域に沿ってガラス層にレーザ光を照射することにより、第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着する第３の工程と、を備え、第３の工程では、レーザ光の照射領域におけるガラス層の温度が初期温度から溶着温度に至るまでの時間において、照射領域におけるガラス層の温度の時間変化が、上に凸である所定の曲線となるように、レーザ光の照射を制御することを特徴とする。 Moreover, the glass welding method according to the present invention is a glass welding method for manufacturing a glass welded body by welding the first glass member and the second glass member, and the first glass member is attached to the glass welding method. The second step of superposing the second glass member on the first glass member via the glass layer with the first step of arranging the glass layer containing the laser light absorbing material so as to follow the planned welding region And a third step of welding the first glass member and the second glass member by irradiating the glass layer with laser light along the planned welding region. In the third step, In the time from the initial temperature to the welding temperature of the temperature of the glass layer in the laser light irradiation region, the laser so that the time change of the temperature of the glass layer in the irradiation region becomes a predetermined curve that is convex upward To control the light irradiation And butterflies.

このガラス溶着方法では、溶着予定領域に沿ってガラス層にレーザ光を照射して第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着する際に、レーザ光の照射領域におけるガラス層の温度の時間変化を示す曲線が、上に凸となるように、レーザ光の照射を制御する。上に凸であるこの曲線においては、溶着温度付近よりも初期温度付近の方がその傾きが大きい。このため、このガラス溶着方法によれば、ガラス層の温度が初期温度から溶着温度に至るまでの時間を比較的長く維持しつつ、ガラス層の温度が初期温度からガラス転移点に至るまでの時間を短縮することができる。したがって、ガラス層が自らの熱膨張による応力に耐え切れないことに起因してガラス層にクラックが生じることを防止でき、なおかつ、熱衝撃によりガラス層やガラス部材にクラックが生じることを防止することができる。よって、このガラス溶着方法によれば、信頼性の高いガラス溶着体を製造することができる。 In this glass welding method, when the first glass member and the second glass member are welded by irradiating the glass layer with laser light along the planned welding region, the temperature of the glass layer in the laser light irradiation region is adjusted. The laser beam irradiation is controlled so that the curve indicating the time change is convex upward. In this upwardly convex curve, the slope is greater near the initial temperature than near the welding temperature. For this reason, according to this glass welding method, the time until the temperature of the glass layer reaches the glass transition point from the initial temperature while maintaining the time from the initial temperature to the welding temperature for a relatively long time. Can be shortened. Therefore, it is possible to prevent the glass layer from cracking due to the inability to withstand the stress due to its own thermal expansion, and to prevent the glass layer and the glass member from cracking due to thermal shock. Can do. Therefore, according to this glass welding method, a highly reliable glass welded body can be manufactured.

また、本発明に係るガラス溶着方法においては、所定の曲線は、照射領域におけるガラス層の温度がガラス転移点から溶着温度に至るまでの時間に変曲点を有していることが好ましい。この場合、レーザ光の照射領域におけるガラス層の温度の時間変化を示す曲線において、ガラス層の温度がガラス転移点から溶着温度に至るまでの時間の平均の傾きに対して、ガラス層の温度が初期温度からガラス転移点に至るまでの時間の平均の傾きを一層大きく設定することができる。このため、ガラス層の温度が初期温度からガラス転移点に至るまでの時間をより一層短縮することができるので、ガラス層にクラックが生じることを確実に防止することができる。 In the glass welding method according to the present invention, it is preferable that the predetermined curve has an inflection point in the time until the temperature of the glass layer in the irradiated region reaches the welding temperature from the glass transition point. In this case, in the curve indicating the time change of the temperature of the glass layer in the laser light irradiation region, the temperature of the glass layer is relative to the average inclination of the time from the glass transition point to the welding temperature. The average inclination of the time from the initial temperature to the glass transition point can be set larger. For this reason, since the time until the temperature of the glass layer reaches the glass transition point from the initial temperature can be further shortened, the occurrence of cracks in the glass layer can be reliably prevented.

本発明によれば、信頼性の高いガラス溶着体を製造することが可能なガラス溶着方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the glass welding method which can manufacture a reliable glass welded body can be provided.

本発明に係るガラス溶着方法の一実施形態によって製造されたガラス溶着体の斜視図である。It is a perspective view of the glass welded body manufactured by one Embodiment of the glass welding method which concerns on this invention. 図１のガラス溶着体を製造するためのガラス溶着方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the glass welding method for manufacturing the glass welded body of FIG. 図１のガラス溶着体を製造するためのガラス溶着方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the glass welding method for manufacturing the glass welded body of FIG. 図１のガラス溶着体を製造するためのガラス溶着方法を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the glass welding method for manufacturing the glass welded body of FIG. 図１のガラス溶着体を製造するためのガラス溶着方法を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the glass welding method for manufacturing the glass welded body of FIG. 図１のガラス溶着体を製造するためのガラス溶着方法の変形例を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the modification of the glass welding method for manufacturing the glass welded body of FIG. 図１のガラス溶着体を製造するためのガラス溶着方法の変形例を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the modification of the glass welding method for manufacturing the glass welded body of FIG.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図１に示されるように、ガラス溶着体１は、溶着予定領域Ｒに沿うように配置されたガラス層３を介して、ガラス部材（第１のガラス部材）４とガラス部材（第２のガラス部材）５とが溶着されたものである。ガラス部材４，５は、例えば、無アルカリガラスからなる厚さ０．７ｍｍの矩形板状の部材であり、溶着予定領域Ｒは、ガラス部材４，５の外縁に沿うように矩形環状に設定されている。ガラス層３は、例えば、低融点ガラス（バナジウムリン酸系ガラス、鉛ホウ酸ガラス等）からなる層であり、溶着予定領域Ｒに沿うように矩形環状に設定されている。ガラス溶着体１は、有機ＥＬディスプレイであり、溶着予定領域Ｒの内側に形成された発光素子領域が、ガラス部材４，５及びガラス層３によって外部雰囲気から封止されている。 As shown in FIG. 1, the glass welded body 1 includes a glass member (first glass member) 4 and a glass member (second glass) via a glass layer 3 arranged along the planned welding region R. Member) 5 is welded. The glass members 4 and 5 are, for example, rectangular plate-shaped members made of alkali-free glass and having a thickness of 0.7 mm. The planned welding region R is set in a rectangular ring shape along the outer edges of the glass members 4 and 5. ing. The glass layer 3 is a layer made of, for example, low-melting glass (vanadium phosphate glass, lead borate glass, etc.), and is set in a rectangular ring shape along the planned welding region R. The glass welded body 1 is an organic EL display, and the light emitting element region formed inside the planned welding region R is sealed from the external atmosphere by the glass members 4 and 5 and the glass layer 3.

次に、環状の溶着予定領域Ｒに沿った溶着用レーザ光Ｌの照射によって、上述したガラス溶着体１を製造するためのガラス溶着方法について説明する。まず、図２に示されるように、ディスペンサやスクリーン印刷等によってフリットペーストを塗布することにより、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス部材４の表面４ａにペースト層６を形成する。フリットペーストは、例えば、低融点ガラス（バナジウムリン酸系ガラス、鉛ホウ酸ガラス等）からなる粉末状のガラスフリット（ガラス粉）２、酸化鉄等の無機顔料であるレーザ光吸収性顔料（レーザ光吸収材）、酢酸アミル等である有機溶剤、及びアクリル等の樹脂成分であるバインダが混練されたものである。 Next, a glass welding method for manufacturing the above-described glass welded body 1 by irradiation of the welding laser beam L along the annular welding scheduled region R will be described. First, as shown in FIG. 2, a paste layer 6 is formed on the surface 4 a of the glass member 4 along the planned welding region R by applying a frit paste by a dispenser, screen printing, or the like. The frit paste is, for example, a powdery glass frit (glass powder) 2 made of low-melting glass (vanadium phosphate glass, lead borate glass, etc.), or a laser light absorbing pigment (laser) that is an inorganic pigment such as iron oxide. Light absorbing material), an organic solvent such as amyl acetate, and a binder that is a resin component such as acrylic.

続いて、ペースト層６を乾燥させて有機溶剤を除去し、ペースト層６を加熱してバインダを除去することにより、ガラス部材４の表面４ａにガラス層３を固着させる。さらに、ガラス層３を加熱してガラスフリット２を溶融・再固化させることにより、ガラス部材４の表面４ａに、レーザ光吸収性顔料を含むガラス層３を定着させる。続いて、図３に示されるように、ガラス層３が定着したガラス部材４に対して、ガラス層３を介してガラス部材５を重ね合わせる。 Subsequently, the paste layer 6 is dried to remove the organic solvent, and the paste layer 6 is heated to remove the binder, thereby fixing the glass layer 3 to the surface 4 a of the glass member 4. Further, the glass layer 3 containing the laser light absorbing pigment is fixed on the surface 4 a of the glass member 4 by heating the glass layer 3 to melt and resolidify the glass frit 2. Subsequently, as illustrated in FIG. 3, the glass member 5 is overlaid on the glass member 4 to which the glass layer 3 has been fixed via the glass layer 3.

そして、図４に示されるように、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス層３にレーザ光Ｌを照射することにより、ガラス部材４とガラス部材５とを溶着する（溶着においては、ガラス層３が溶融し、ガラス部材４，５が溶融しない場合もある）。より具体的には、溶着予定領域Ｒ（ガラス層３）上の所定の照射開始位置Ｓにおいてレーザ光Ｌの照射を開始し、レーザ光Ｌの照射領域を溶着予定領域Ｒに沿って一周移動させて、再び照射開始位置Ｓに照射領域を通過させた後に、溶着予定領域Ｒ（ガラス層３）上の所定の照射終了位置Ｅにおいてレーザ光Ｌの照射を終了する。 And as FIG. 4 shows, the glass member 4 and the glass member 5 are welded by irradiating the laser beam L to the glass layer 3 along the welding plan area | region R. In some cases, the glass members 4 and 5 are not melted. More specifically, the irradiation of the laser beam L is started at a predetermined irradiation start position S on the planned welding region R (glass layer 3), and the irradiation region of the laser beam L is moved around the welding planned region R once. Then, after passing the irradiation region again to the irradiation start position S, the irradiation of the laser beam L is ended at a predetermined irradiation end position E on the planned welding region R (glass layer 3).

この工程では、ガラス層３へのレーザ光Ｌの照射を開始する際に、そのレーザ光Ｌの照射を制御する。より具体的には、図５（ａ）に示されるように、時刻ｔ０でレーザ光Ｌの照射を開始した後、レーザ光Ｌの照射領域を溶着予定領域Ｒに沿って移動させながら、時刻ｔ２までレーザ光Ｌの出力を漸増させる。このとき、時刻ｔ０から時刻ｔ１（ｔ１＜ｔ２）までのレーザ光Ｌの出力の増加割合に対して、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間の出力の増加割合を小さくする。 In this step, when the irradiation of the laser beam L to the glass layer 3 is started, the irradiation of the laser beam L is controlled. More specifically, as shown in FIG. 5A, after the irradiation of the laser light L is started at the time t0, the irradiation region of the laser light L is moved along the planned welding region R at the time t2. Until the output of the laser beam L is gradually increased. At this time, the increase rate of the output between time t1 and time t2 is made smaller than the increase rate of the output of laser light L from time t0 to time t1 (t1 <t2).

このようにレーザ光Ｌの出力を制御することにより、レーザ光Ｌの照射領域におけるガラス層３の温度が、時刻ｔ０から時刻ｔ２にかけて、図５（ｂ）に示される温度―時間曲線Ｆのように漸増する。この照射領域におけるガラス層３の温度の時間変化を示す温度―時間曲線Ｆは、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間の平均の傾きが、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間の平均の傾きよりも大きい。 By controlling the output of the laser beam L in this way, the temperature of the glass layer 3 in the irradiation region of the laser beam L changes from time t0 to time t2 as shown in a temperature-time curve F shown in FIG. Gradually increase. In the temperature-time curve F showing the time change of the temperature of the glass layer 3 in this irradiation region, the average slope from time t0 to time t1 is larger than the average slope from time t1 to time t2. .

ここで、時刻ｔ１は、照射領域におけるガラス層３の温度がガラス転移点Ｔｇに到達する時刻に設定され、時刻ｔ２は、照射領域におけるガラス層３の温度が溶着温度Ｔｍに到達する時刻に設定される。したがって、温度―時間曲線Ｆは、照射領域におけるガラス層３の温度が初期温度Ｔｉからガラス転移点Ｔｇに至るまでの時間（時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間）の平均の傾きが、照射領域におけるガラス層３の温度がガラス転移点Ｔｇから溶着温度Ｔｍに至るまでの時間（時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間）の平均の傾きよりも大きくなる。 Here, time t1 is set to the time when the temperature of the glass layer 3 in the irradiation region reaches the glass transition point Tg, and time t2 is set to the time when the temperature of the glass layer 3 in the irradiation region reaches the welding temperature Tm. Is done. Therefore, the temperature-time curve F shows that the average slope of the time from the initial temperature Ti to the glass transition point Tg (the time from time t0 to time t1) in the irradiation region is as follows. The temperature of the glass layer 3 becomes larger than the average slope of the time from the glass transition point Tg to the welding temperature Tm (time from time t1 to time t2).

つまり、この工程では、レーザ光Ｌの照射領域におけるガラス層３の温度が初期温度Ｔｉから溶着温度Ｔｍに至るまでの時間において、レーザ光Ｌの照射領域におけるガラス層３の温度の時間変化が、上述した温度―時間曲線Ｆとなるように、レーザ光Ｌの照射を制御する。 That is, in this process, the time change of the temperature of the glass layer 3 in the irradiation region of the laser light L in the time until the temperature of the glass layer 3 in the irradiation region of the laser light L reaches the welding temperature Tm from the initial temperature Ti, The irradiation of the laser beam L is controlled so that the temperature-time curve F described above is obtained.

なお、ここでの初期温度Ｔｉは、レーザ光Ｌの照射前におけるガラス層３の温度であり、溶着温度Ｔｍは、ガラス層３の融点以上かつガラス層３の結晶化温度未満の温度である。また、温度―時間曲線Ｆにおいて、ガラス層３の温度が初期温度Ｔｉからガラス転移点Ｔｇに至るまでの時間の平均の傾きは、（Ｔｇ−Ｔｉ）／（ｔ１−ｔ０）で与えられるものであり、ガラス層３の温度がガラス転移点Ｔｇから溶着温度Ｔｍに至るまでの時間の平均の傾きは、（Ｔｍ−Ｔｇ）／（ｔ２−ｔ１）で与えられるものである。 Here, the initial temperature Ti is the temperature of the glass layer 3 before the irradiation with the laser beam L, and the welding temperature Tm is a temperature not lower than the melting point of the glass layer 3 and lower than the crystallization temperature of the glass layer 3. In the temperature-time curve F, the average slope of the time from when the temperature of the glass layer 3 reaches the glass transition point Tg to the initial temperature Ti is given by (Tg−Ti) / (t1−t0). The average inclination of the time from the glass transition point Tg to the welding temperature Tm is given by (Tm−Tg) / (t2−t1).

以上のようにレーザ光Ｌの出力の制御を行いながら、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス層３にレーザ光Ｌを照射することにより、ガラス部材４とガラス部材５とを溶着して図１に示されたガラス溶着体１を得る。 While controlling the output of the laser beam L as described above, the glass member 4 and the glass member 5 are welded by irradiating the laser beam L to the glass layer 3 along the planned welding region R, and the result is shown in FIG. The glass welded body 1 shown is obtained.

以上説明したように、本実施形態に係るガラス溶着方法においては、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス層３にレーザ光Ｌを照射してガラス部材４とガラス部材５とを溶着する際に、レーザ光Ｌの照射領域におけるガラス層３の温度の時間変化を示す温度―時間曲線Ｆにおいて、ガラス層３の温度が初期温度Ｔｉからガラス転移点Ｔｇに至るまでの時間の平均の傾きが、ガラス層３の温度がガラス転移点Ｔｇから溶着温度Ｔｍに至るまでの時間の平均の傾きよりも大きくなるように、レーザ光Ｌの出力を制御する。 As described above, in the glass welding method according to the present embodiment, when the glass member 4 and the glass member 5 are welded by irradiating the glass layer 3 with the laser light L along the planned welding region R, the laser is used. In the temperature-time curve F showing the time change of the temperature of the glass layer 3 in the irradiation region of the light L, the average slope of the time until the temperature of the glass layer 3 reaches the glass transition point Tg from the initial temperature Ti is the glass layer. The output of the laser beam L is controlled so that the temperature of 3 is larger than the average slope of the time from the glass transition point Tg to the welding temperature Tm.

このため、ガラス層３の温度が初期温度Ｔｉから溶着温度Ｔｍに至るまでの時間を比較的長く維持しつつ、ガラス層３の温度が初期温度Ｔｉからガラス転移点Ｔｇに至るまでの時間を短縮することができる。このように、このガラス溶着方法によれば、ガラス層３の温度が初期温度Ｔｉからガラス転移点Ｔｇに至るまでの時間を短縮可能であることから、ガラス層３が自らの熱膨張による応力に耐え切れないことに起因してガラス層３にクラックが生じることを防止することができる。しかも、ガラス層３の温度が初期温度Ｔｉから溶着温度Ｔｍに至るまでの時間を比較的長く維持可能であることから、熱衝撃によりガラス層３やガラス部材４，５にクラックが生じることを防止するこができる。したがって、このガラス溶着方法によれば、信頼性の高いガラス溶着体１を製造することができる。 For this reason, the time until the temperature of the glass layer 3 reaches the glass transition point Tg from the initial temperature Ti is reduced while maintaining the time until the temperature of the glass layer 3 reaches the welding temperature Tm from the initial temperature Ti. can do. Thus, according to this glass welding method, it is possible to shorten the time until the temperature of the glass layer 3 reaches the glass transition point Tg from the initial temperature Ti, so that the glass layer 3 is subjected to stress due to its own thermal expansion. It is possible to prevent the glass layer 3 from being cracked due to inability to withstand. In addition, since the time from the initial temperature Ti to the welding temperature Tm can be maintained for a relatively long time, the glass layer 3 and the glass members 4 and 5 are prevented from cracking due to thermal shock. Can do. Therefore, according to this glass welding method, the highly reliable glass welded body 1 can be manufactured.

また、このガラス溶着方法によれば、温度―時間曲線Ｆにおいて、ガラス層３の温度がガラス転移点Ｔｇから溶着温度Ｔｍに至るまでの時間の平均の傾きが比較的小さくなるように、レーザ光Ｌの照射を制御するので、ガラス層３の温度が急激に上昇して結晶化温度を超えてしまうことが避けられる。したがって、結晶化に起因してガラス層３の溶融性が悪くなり、ガラス部材４とガラス部材５との溶着が不完全になることが避けられる。 Further, according to this glass welding method, in the temperature-time curve F, the laser beam is adjusted so that the average slope of the time from the glass transition point Tg to the welding temperature Tm is relatively small. Since the irradiation of L is controlled, it is possible to avoid the temperature of the glass layer 3 from rapidly rising and exceeding the crystallization temperature. Therefore, it can be avoided that the meltability of the glass layer 3 is deteriorated due to crystallization and the welding between the glass member 4 and the glass member 5 is incomplete.

なお、このガラス溶着方法においては、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス層３にレーザ光Ｌを照射してガラス部材４とガラス部材５とを溶着する際に、レーザ光Ｌの照射領域におけるガラス層３の温度の時間変化を示す温度―時間曲線Ｆが、図６に示されるように、ガラス層３の温度が初期温度Ｔｉから溶着温度Ｔｍに至るまでの時間において上に凸となるように、レーザ光Ｌの出力の制御を行ってもよい。上に凸である温度―時間曲線Ｆにおいては、溶着温度Ｔｍ付近よりも初期温度Ｔｉ付近の方がその傾きが大きくなる。このため、この場合においても、ガラス層３の温度が初期温度Ｔｉから溶着温度Ｔｍに至るまでの時間を比較的長く維持しつつ、ガラス層３の温度が初期温度Ｔｉからガラス転移点Ｔｇに至るまでの時間を短縮することができる。したがって、上述の理由から、信頼性の高いガラス溶着体を製造することができる。 In this glass welding method, when the glass member 4 and the glass member 5 are welded by irradiating the glass layer 3 with the laser light L along the planned welding region R, the glass layer in the irradiation region of the laser light L is used. As shown in FIG. 6, the temperature-time curve F showing the time change of the temperature of 3 is convex upward in the time from the initial temperature Ti to the welding temperature Tm, as shown in FIG. The output of the laser beam L may be controlled. In the temperature-time curve F that is convex upward, the slope is greater near the initial temperature Ti than near the welding temperature Tm. For this reason, also in this case, the temperature of the glass layer 3 reaches from the initial temperature Ti to the glass transition point Tg while maintaining a relatively long time from the initial temperature Ti to the welding temperature Tm. Can be shortened. Therefore, a highly reliable glass welded body can be manufactured for the reasons described above.

ここで、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス層３にレーザ光Ｌを照射してガラス部材４とガラス部材５とを溶着する際に、上記のように、温度―時間曲線Ｆが上に凸となるようにレーザ光Ｌの出力の制御を行う場合には、当該温度―時間曲線Ｆが、図６に示されるように、ガラス層３の温度がガラス転移点Ｔｇから溶着温度Ｔｍに至るまでの時間に変曲点Ｐを有するようにすることがより好ましい。この場合、温度―時間曲線Ｆにおいて、ガラス層３の温度がガラス転移点Ｔｇから溶着温度Ｔｍに至るまでの時間の平均の傾きに対して、ガラス層３の温度が初期温度Ｔｉからガラス転移点Ｔｇに至るまでの時間の平均の傾きを大きく設定することができる。このため、ガラス層３の温度が初期温度Ｔｉからガラス転移点Ｔｇに至るまでの時間をより一層短縮することができるので、ガラス層３にクラックが生じることを確実に防止することができる。なお、ここでの変曲点Ｐは、温度―時間曲線Ｆの傾きが所定値以上変化する点であり、２つの直線によって形成される角であってもよいし、滑らかな曲線によって形成されてもよい。 Here, when the glass member 4 and the glass member 5 are welded by irradiating the glass layer 3 with the laser beam L along the planned welding region R, the temperature-time curve F is convex upward as described above. In the case of controlling the output of the laser light L, the temperature-time curve F shows that the temperature of the glass layer 3 is from the glass transition point Tg to the welding temperature Tm, as shown in FIG. It is more preferable to have an inflection point P in time. In this case, in the temperature-time curve F, the temperature of the glass layer 3 changes from the initial temperature Ti to the glass transition point with respect to the average inclination of the time from the glass transition point Tg to the welding temperature Tm. The average slope of the time until Tg can be set large. For this reason, since the time until the temperature of the glass layer 3 reaches the glass transition point Tg from the initial temperature Ti can be further shortened, it is possible to reliably prevent the glass layer 3 from being cracked. The inflection point P here is a point at which the slope of the temperature-time curve F changes by a predetermined value or more, and may be an angle formed by two straight lines or a smooth curve. Also good.

また、上述したガラス溶着方法においては、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス層３にレーザ光Ｌを照射してガラス部材４とガラス部材５とを溶着する際に、レーザ光Ｌの出力の制御として、レーザ光Ｌの出力を漸増させた。このようにレーザ光Ｌの出力を漸増する制御は、レーザ光Ｌの出力の変化に対してガラス層３の温度変化の追従性が良い場合（例えば、ガラスの量が少ない場合やレーザ光Ｌの吸収率が高い場合等）に好適に適用することができる。 In the glass welding method described above, when the glass member 3 is irradiated with the laser light L along the planned welding region R to weld the glass member 4 and the glass member 5, the output of the laser light L is controlled. The output of the laser beam L was gradually increased. As described above, the control for gradually increasing the output of the laser light L is performed when the temperature change of the glass layer 3 is good with respect to the change in the output of the laser light L (for example, when the amount of glass is small or the laser light L It can be suitably applied to a case where the absorption rate is high.

一方で、レーザ光Ｌの出力の変化に対して、ガラス層３の温度変化の追従性が低い場合（例えば、ガラスの量が多い場合やレーザ光Ｌの吸収率が低い場合等）には、レーザ光Ｌの出力の制御は、例えば、図７（ａ）に示されるように、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで、レーザ光Ｌの出力を所定の出力Ｐ１で一定に維持し、その後、時刻ｔ１で出力をＰ２に減少させて、時刻ｔ１から時刻ｔ２までその出力Ｐ２を維持するような制御が好適に適用することができる。このように、レーザ光Ｌの出力の変化に対するガラス層３の温度変化の追従性の高低に合わせて、レーザ光Ｌの出力の制御方法を変更することで、安定してガラス部材４とガラス部材５とを溶着して封止することができる。 On the other hand, when the followability of the temperature change of the glass layer 3 is low with respect to the change in the output of the laser light L (for example, when the amount of glass is large or the absorption rate of the laser light L is low), For example, as shown in FIG. 7A, the output of the laser light L is maintained constant at a predetermined output P1 from time t0 to time t1, and then at time t1. Control that reduces the output to P2 and maintains the output P2 from time t1 to time t2 can be suitably applied. As described above, the glass member 4 and the glass member can be stably formed by changing the control method of the output of the laser light L in accordance with the level of followability of the temperature change of the glass layer 3 with respect to the change of the output of the laser light L. 5 can be welded and sealed.

また、上述したガラス溶着方法においては、レーザ光Ｌの照射の制御として、レーザ光Ｌの出力を制御したが、レーザ光Ｌの照射の制御はこれに限らない。レーザ光Ｌの照射の制御としては、レーザ光Ｌの出力の制御に替えて、溶着予定領域Ｒに対するレーザ光Ｌの照射領域の移動速度の制御を行ってもよいし、レーザ光Ｌの出力の制御と照射領域の移動速度の制御との両方を行ってもよい。 Moreover, in the glass welding method mentioned above, although the output of the laser beam L was controlled as control of irradiation of the laser beam L, control of irradiation of the laser beam L is not restricted to this. As control of the irradiation of the laser beam L, instead of controlling the output of the laser beam L, the movement speed of the irradiation region of the laser beam L with respect to the planned welding region R may be controlled, or the output of the laser beam L may be controlled. You may perform both control and control of the moving speed of an irradiation area | region.

また、上述したガラス溶着方法では、ガラス層３を加熱してガラスフリット２を溶融・再固化させることにより、ガラス部材４の表面４ａに、レーザ光吸収性顔料を含むガラス層３を定着させたが、ガラス部材４に対するガラス層３の配置は、これに限定されない。一例として、ガラス部材４に対するガラス層３の配置は、ペースト層６を乾燥させて有機溶剤を除去し、ペースト層６を加熱してバインダを除去することにより、ガラス部材４の表面４ａにガラス層３を固着させるだけでもよい。 Further, in the glass welding method described above, the glass layer 3 containing the laser light absorbing pigment is fixed on the surface 4a of the glass member 4 by heating the glass layer 3 to melt and resolidify the glass frit 2. However, arrangement | positioning of the glass layer 3 with respect to the glass member 4 is not limited to this. As an example, the glass layer 3 is disposed on the glass member 4 by drying the paste layer 6 to remove the organic solvent, and heating the paste layer 6 to remove the binder, thereby removing the glass layer 4 on the surface 4a of the glass member 4. 3 may be fixed.

さらに、本実施形態においては、本発明のガラス溶着方法として、環状の溶着予定領域Ｒに沿ってガラス層３にレーザ光Ｌを照射する場合について説明したが、本発明のガラス溶着方法は、環状でない溶着予定領域Ｒに沿ってガラス層３にレーザ光Ｌを照射する場合についても好適に適用することができる。 Furthermore, in this embodiment, the case of irradiating the laser beam L to the glass layer 3 along the annular welding scheduled region R has been described as the glass welding method of the present invention. The present invention can also be suitably applied to the case where the glass layer 3 is irradiated with the laser light L along the welding planned region R that is not.

１…ガラス溶着体、３…ガラス層、４…ガラス部材（第１のガラス部材）、５…ガラス部材（第２のガラス部材）、Ｒ…溶着予定領域、Ｌ…レーザ光、Ｆ…温度―時間曲線（所定の曲線）。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass welded body, 3 ... Glass layer, 4 ... Glass member (1st glass member), 5 ... Glass member (2nd glass member), R ... Welding plan area | region, L ... Laser beam, F ... Temperature- Time curve (predetermined curve).

Claims

第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着してガラス溶着体を製造するためのガラス溶着方法であって、
前記第１のガラス部材に対して、溶着予定領域に沿うように、レーザ光吸収材を含むガラス層を配置する第１の工程と、
前記第１のガラス部材に対して、前記ガラス層を介して前記第２のガラス部材を重ね合わせる第２の工程と、
前記溶着予定領域に沿って前記ガラス層にレーザ光を照射することにより、前記第１のガラス部材と前記第２のガラス部材とを溶着する第３の工程と、を備え、
前記第３の工程では、前記レーザ光の照射領域における前記ガラス層の温度が初期温度から溶着温度に至るまでの時間において、前記照射領域における前記ガラス層の温度の時間変化が所定の曲線となるように、前記レーザ光の照射を制御し、
前記所定の曲線は、前記照射領域における前記ガラス層の温度が前記初期温度からガラス転移点に至るまでの時間の平均の傾きが、前記照射領域における前記ガラス層の温度が前記ガラス転移点から前記溶着温度に至るまでの時間の平均の傾きよりも大きいことを特徴とするガラス溶着方法。 A glass welding method for producing a glass welded body by welding a first glass member and a second glass member,
A first step of disposing a glass layer containing a laser light absorbing material along the planned welding region with respect to the first glass member;
A second step of superimposing the second glass member on the first glass member via the glass layer;
A third step of welding the first glass member and the second glass member by irradiating the glass layer with laser light along the planned welding region,
In the third step, the time change of the temperature of the glass layer in the irradiation region becomes a predetermined curve in the time from the initial temperature to the welding temperature of the temperature of the glass layer in the laser light irradiation region. So as to control the irradiation of the laser beam,
In the predetermined curve, the average inclination of the time from the initial temperature to the glass transition point of the temperature of the glass layer in the irradiated region is the temperature of the glass layer in the irradiated region from the glass transition point. A glass welding method characterized by being larger than an average inclination of time to reach a welding temperature.

前記第３の工程では、前記レーザ光の照射の制御として、少なくとも前記レーザ光の出力を制御することを特徴とする請求項１記載のガラス溶着方法。 The glass welding method according to claim 1, wherein, in the third step, at least the output of the laser beam is controlled as the control of the irradiation of the laser beam.

前記第３の工程では、前記レーザ光の照射の制御として、少なくとも前記溶着予定領域に対する前記レーザ光の前記照射領域の移動速度を制御することを特徴とする請求項１又は２記載のガラス溶着方法。 3. The glass welding method according to claim 1, wherein, in the third step, as a control of the irradiation of the laser light, at least a moving speed of the irradiation region of the laser light with respect to the welding planned region is controlled. .

第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着してガラス溶着体を製造するためのガラス溶着方法であって、
前記第１のガラス部材に対して、溶着予定領域に沿うように、レーザ光吸収材を含むガラス層を配置する第１の工程と、
前記第１のガラス部材に対して、前記ガラス層を介して前記第２のガラス部材を重ね合わせる第２の工程と、
前記溶着予定領域に沿って前記ガラス層にレーザ光を照射することにより、前記第１のガラス部材と前記第２のガラス部材とを溶着する第３の工程と、を備え、
前記第３の工程では、前記レーザ光の照射領域における前記ガラス層の温度が初期温度から溶着温度に至るまでの時間において、前記照射領域における前記ガラス層の温度の時間変化が、上に凸である所定の曲線となるように、前記レーザ光の照射を制御することを特徴とするガラス溶着方法。 A glass welding method for producing a glass welded body by welding a first glass member and a second glass member,
A first step of disposing a glass layer containing a laser light absorbing material along the planned welding region with respect to the first glass member;
A second step of superimposing the second glass member on the first glass member via the glass layer;
A third step of welding the first glass member and the second glass member by irradiating the glass layer with laser light along the planned welding region,
In the third step, the time change of the temperature of the glass layer in the irradiation region is convex upward in the time from the initial temperature to the welding temperature in the temperature of the glass layer in the laser light irradiation region. A glass welding method, wherein the irradiation of the laser beam is controlled so that a predetermined curve is obtained.

前記所定の曲線は、前記照射領域における前記ガラス層の温度がガラス転移点から前記溶着温度に至るまでの時間に変曲点を有していることを特徴とする請求項４記載のガラス溶着方法。
5. The glass welding method according to claim 4, wherein the predetermined curve has an inflection point in a time from the glass transition point to the welding temperature when the temperature of the glass layer in the irradiation region is reached. .