JP5498310B2 - Glass welding method - Google Patents
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Description
本発明は、環状の溶着予定領域に沿ったレーザ光の照射によって、ガラス部材同士が溶着された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 manufacturing a glass welded body in which glass members are welded to each other by irradiation with a laser beam along an annular welding planned region.
上記技術分野のガラス溶着方法として、複数の環状のガラス層を介して互いに重ね合わされた第１及び第２のガラス基板を用意し、各ガラス層にレーザ光を照射することによって第１のガラス基板と第２のガラス基板とを溶着し、ガラス層ごとに第１及び第２のガラス基板を切断して複数のガラス溶着体を製造する方法が特許文献１に記載されている。このガラス溶着方法では、ガラス層上の所定の照射開始位置においてレーザ光をオンにしてレーザ光の照射を開始し、レーザ光がガラス層を一周して照射開始位置を再度通過した後に、このガラス層上の所定の照射終了位置においてレーザ光をオフにしてレーザ光の照射を終了し、一のガラス層から別のガラス層にレーザ光の照射を移行する。
As a glass welding method in the above technical field, a first glass substrate is prepared by preparing first and second glass substrates that are superimposed on each other via a plurality of annular glass layers, and irradiating each glass layer with laser light.
上記のガラス溶着方法では、レーザ光の照射開始位置や照射終了位置においてガラス層等にクラックが生じたり、ガラス層による封止が不十分となったりする場合があり、結果としてガラス溶着体の信頼性が損なわれるおそれがある。 In the above glass welding method, cracks may occur in the glass layer or the like at the laser beam irradiation start position or irradiation end position, or sealing with the glass layer may be insufficient, resulting in the reliability of the glass welded body. May be impaired.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、信頼性の高いガラス溶着体を製造することができるガラス溶着方法を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and makes it a subject to provide the glass welding method which can manufacture a reliable glass welded body.
上記課題を解決するために、本発明のガラス溶着方法は、環状の溶着予定領域に沿ったレーザ光の照射によって、第１のガラス部材と第２のガラス部材とが溶着された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のガラス部材に対応する第１の部分を複数含む第１のガラス基板に対し、第１の部分ごとに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２のガラス部材に対応する第２の部分を複数含む第２のガラス基板を、第１の部分のそれぞれと第２の部分のそれぞれとがガラス層を介して対向するように第１のガラス基板に重ね合わせる第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、対向する第１の部分と第２の部分とを溶着する第３の工程と、を備え、第３の工程では、溶着予定領域のうちの一の溶着予定領域に沿ってレーザ光の照射領域を相対的に移動させた後、溶着予定領域のうちの別の溶着予定領域に沿って照射領域を相対的に移動させ、第３の工程では、一の溶着予定領域内に設定された第１の領域に照射領域を初めて通過させるとき、レーザ光の照射によるガラス層への入熱量を当該第１の領域において漸増させ、第１の領域に照射領域を再び通過させた後、別の溶着予定領域の手前に設定された第２の領域に照射領域を通過させるとき、入熱量を当該第２の領域において減少させ、第３の工程では、第１の領域に照射領域を初めて通過させるとき、照射領域の相対的な移動速度を当該第１の領域において漸減させることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the glass welding method of the present invention is a method for producing a glass welded body in which a first glass member and a second glass member are welded by laser light irradiation along an annular welding scheduled region. A laser welding method for manufacturing a laser beam so that a first glass substrate including a plurality of first portions corresponding to the first glass member is aligned with a planned welding region for each first portion. A first step of disposing a glass layer containing an absorbent material, and a second glass substrate including a plurality of second portions corresponding to the second glass member, each of the first portion and each of the second portions And a second step of overlapping the first glass substrate so as to face each other through the glass layer, and by irradiating the glass layer with laser light along the planned welding region, A third step of welding the two parts; In the third step, the laser light irradiation region is relatively moved along one welding planned region of the welding planned regions, and then along another welding planned region of the welding planned regions. In the third step, when the irradiation region is first passed through the first region set in one welding planned region, the amount of heat input to the glass layer due to the laser beam irradiation. Is gradually increased in the first region, and after passing the irradiation region again through the first region, when the irradiation region is passed through the second region set before another region to be welded, the amount of heat input is reduced. In the third step, the relative movement speed of the irradiation region is gradually decreased in the first region when the irradiation region is first passed through the first region. .
このガラス溶着方法では、一の溶着予定領域に沿ってレーザ光の照射領域を相対的に移動させるに際し、レーザ光によるガラス層への入熱量を漸増させる。このため、照射領域をガラス層に進入させるときに、その進入位置となるガラス層のエッジ部分及び第１の領域において、入熱過多や温度の急上昇に起因してガラス層や第１及び第２のガラス部材にクラックが生じることが防止される。しかも、第１の領域に照射領域を初めて通過させるときに、照射領域の移動速度を漸減させる。これにより、第１の領域において、レーザ光の照射によって溶融して再固化するガラス層の溶融再固化領域が、第１の領域の始点から終点に向かって徐々に大きくなるような末広がり状に形成される。このような第１の領域に照射領域を再度通過させることにより、第１及び第２の部分を確実に封止することができる。さらに、第１の領域に照射領域を再度通過させた後に第２の領域に照射領域を通過させるときに、入熱量を減少させる。このため、別のガラス層に照射領域を進入させるときに、その進入位置となる別のガラス層のエッジ部分において、入熱過多に起因して別のガラス層や第１及び第２のガラス部材にクラックが生じることが防止される。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, the amount of heat input to the glass layer by the laser beam is gradually increased when the irradiation region of the laser beam is relatively moved along one welding scheduled region. For this reason, when the irradiation region enters the glass layer, the glass layer and the first and second regions are caused by excessive heat input and a rapid increase in temperature at the edge portion of the glass layer and the first region that are the entry positions. The generation of cracks in the glass member is prevented. Moreover, when the irradiation region passes through the first region for the first time, the moving speed of the irradiation region is gradually decreased. Thereby, in the first region, the melting and re-solidifying region of the glass layer that is melted and re-solidified by irradiation with laser light is formed so as to gradually widen from the start point to the end point of the first region. Is done. By passing the irradiation region again through such a first region, the first and second portions can be reliably sealed. Further, when the irradiation region is passed through the second region after passing the irradiation region again through the first region, the amount of heat input is reduced. For this reason, when making an irradiation area | region approach into another glass layer, another glass layer and the 1st and 2nd glass member originate in excessive heat input in the edge part of another glass layer used as the approach position. It is possible to prevent cracks from occurring. Therefore, according to this glass welding method, a highly reliable glass welded body can be manufactured.
ここで、第３の工程では、第１の領域に照射領域を初めて通過させるとき、レーザ光の出力を当該第１の領域において略一定に維持することが好ましい。この場合、各溶着領域に沿ってレーザ光を照射する上で、レーザ光の出力の制御の複雑化が避けられる。また、レーザ光の出力を変更することに伴うレーザ光源への負荷が低減される。 Here, in the third step, when the irradiation region is first passed through the first region, it is preferable that the output of the laser light is maintained substantially constant in the first region. In this case, in irradiating the laser beam along each welding region, complicated control of the output of the laser beam can be avoided. In addition, the load on the laser light source associated with changing the output of the laser light is reduced.
或いは、第３の工程では、第１の領域に照射領域を初めて通過させるとき、レーザ光の出力を当該第１の領域において漸増させることが好ましい。この場合、第１の領域において、末広がり状の溶融再固化領域がより確実に形成される。 Alternatively, in the third step, it is preferable to gradually increase the output of the laser light in the first region when the irradiation region is first passed through the first region. In this case, in the first region, the end-spreading melt resolidification region is more reliably formed.
また、第２の領域は、その一部が一の溶着予定領域内に位置するように設定されており、第３の工程では、第１の領域に照射領域を再び通過させた後、第２の領域に照射領域を通過させるとき、入熱量を当該第２の領域において漸減させることが好ましい。この場合、レーザ光の照射領域をガラス層から退出させるときに、その退出位置となるガラス層のエッジ部分では入熱量が比較的小さくなるので、当該エッジ部分において入熱過多に起因してガラス層や第１及び第２のガラス部材にクラックが生じることが防止される。 In addition, the second region is set so that a part of the second region is positioned within one welding scheduled region. In the third step, after the irradiation region is again passed through the first region, the second region is It is preferable to gradually reduce the amount of heat input in the second region when passing the irradiation region through the second region. In this case, when the laser light irradiation area is withdrawn from the glass layer, the amount of heat input is relatively small at the edge portion of the glass layer that is the exit position, so the glass layer is caused by excessive heat input at the edge portion. In addition, the occurrence of cracks in the first and second glass members is prevented.
さらに、第２の領域は、その全部が一の溶着予定領域内に位置するように設定されており、第３の工程では、第１の領域に照射領域を再び通過させた後、第２の領域に照射領域を通過させるとき、入熱量を当該第２の領域において漸減させることが好ましい。この場合、レーザ光の照射領域をガラス層から退出させるときに、その退出位置となるガラス層のエッジ部分では入熱量が一層小さくなるので、当該エッジ部分において入熱過多が起こり、それに起因してガラス層や第１及び第２のガラス部材にクラックが生じることがより確実に防止される。 Furthermore, the second region is set so that all of the second region is located within one welding scheduled region. In the third step, after the irradiation region is again passed through the first region, When passing the irradiation region through the region, it is preferable to gradually reduce the amount of heat input in the second region. In this case, when the laser light irradiation area is withdrawn from the glass layer, the amount of heat input is further reduced at the edge portion of the glass layer at the exit position, and therefore excessive heat input occurs at the edge portion, resulting in that. It is more reliably prevented that the glass layer and the first and second glass members are cracked.
また、第３の工程では、第１の領域に照射領域を再び通過させた後、第２の領域に照射領域を通過させるとき、照射領域の相対的な移動速度を当該第２の領域において漸増させることが好ましい。この場合、第２の領域において、レーザ光の出力の変更に依らずに、入熱量を漸減させることができるので、レーザ光の出力を変更することに伴うレーザ光源への負荷が低減される。また、第２の領域において照射領域の移動速度を漸増させるので、ガラス溶着体の製造におけるタクトタイムの短縮化が図られる。 In the third step, when the irradiation region is again passed through the first region and then passed through the second region, the relative movement speed of the irradiation region is gradually increased in the second region. It is preferable to make it. In this case, since the amount of heat input can be gradually reduced in the second region without depending on the change in the output of the laser beam, the load on the laser light source accompanying the change in the output of the laser beam is reduced. Moreover, since the moving speed of the irradiation area is gradually increased in the second area, the tact time in the production of the glass welded body can be shortened.
さらに、第１のガラス基板及び第２のガラス基板から、溶着された第１の部分及び第２の部分を切り出し、複数のガラス溶着体を得る第４の工程を更に備えることが好ましい。これにより、第１のガラス部材と第２のガラス部材とが溶着されたガラス溶着体が複数得られる。 Furthermore, it is preferable to further include a fourth step of cutting out the welded first part and the second part from the first glass substrate and the second glass substrate to obtain a plurality of glass welded bodies. Thereby, a plurality of glass welded bodies in which the first glass member and the second glass member are welded are obtained.
また、本発明の溶着方法は、環状の溶着予定領域に沿ったレーザ光の照射によって、第１のガラス部材と第２のガラス部材とが溶着された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、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２のガラス部材を、ガラス層を介して第１のガラス部材に重ね合わせる第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、溶着予定領域に沿ってレーザ光の照射領域を相対的に移動させ、第３の工程では、溶着予定領域内に設定された第１の領域に照射領域を初めて通過させるとき、レーザ光の照射によるガラス層への入熱量を当該第１の領域において漸増させ、第３の工程では、第１の領域に照射領域を初めて通過させるとき、照射領域の相対的な移動速度を当該第１の領域において漸減させることを特徴とする。 Further, the welding method of the present invention is a glass welding method for producing a glass welded body in which the first glass member and the second glass member are welded by irradiation with laser light along the annular welding scheduled region. Then, the first step of arranging a glass layer containing a laser light absorbing material so as to be along the planned welding region with respect to the first glass member, and the second glass member through the glass layer. A second step of superimposing the first glass member on the first glass member, 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, the irradiation region of the laser beam is relatively moved along the planned welding region, and in the third step, the irradiation region is set in the first region set in the planned welding region. When passing for the first time, by laser irradiation The amount of heat input to the lath layer is gradually increased in the first region, and in the third step, when the irradiation region passes through the first region for the first time, the relative movement speed of the irradiation region is changed in the first region. It is characterized by being gradually reduced.
このガラス溶着方法によれば、上述したように、ガラス層や第１及び第２の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と共に、第１及び第２の部分を確実に封止することができるので、信頼性の高いガラス溶着体を製造することができる。 According to this glass welding method, as described above, cracks can be prevented from occurring in the glass layer and the first and second glass members, and the first and second portions are reliably sealed. Therefore, a highly reliable glass welded body can be manufactured.
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できるガラス溶着方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the glass welding method which can manufacture a reliable glass welded body can be provided.
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４とガラス部材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熱さ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
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、マトリックス状（ここでは２行３列）に配置された有効部分（第１の部分）４１〜４６を含むガラス基板４０を準備する。各有効部分４１〜４６は、ガラス部材４に対応している。そして、有効部分４１〜４６ごとに環状に溶着予定領域Ｒを設定する。
Next, a glass welding method for manufacturing the above-described glass welded
続いて、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、有効部分４１〜４６ごとに溶着予定領域Ｒに沿うようにガラス基板４０の表面４０ａにペースト層６を配置する。フリットペーストは、例えば、低融点ガラス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。
Subsequently, the
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、ガラス基板４０の表面４０ａにガラス層３を固着させる。更に、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、ガラス基板４０の表面４０ａ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、ガラス基板４０の表面４０ａに、有効部分４１〜４６を包囲するように接着層７を配置する。接着層７は、例えば紫外線硬化樹脂からなり、ガラス基板４０の外縁に沿って矩形環状に形成されている。
Subsequently, the
続いて、図３に示されるように、マトリックス状（ここでは２行３列）に配置された有効部分（第２の部分）５１〜５６を含むガラス基板５０を準備する。各有効部分５１〜５６は、ガラス部材５に対応しており、各有効部分５１〜５６には、発光素子領域が形成されている。そして、有効部分４１〜４６のそれぞれと有効部分５１〜５６のそれぞれとがガラス層３を介して対向するようにガラス基板４０とガラス基板５０とを重ね合わせる。
Subsequently, as illustrated in FIG. 3, a
続いて、接着層７を紫外線の照射によって硬化させ、ガラス基板４０とガラス基板５０との間の空間（有効部分４１〜４６と有効部分５１〜５６とで挟まれる空間）を接着層７によって外部雰囲気から封止する。なお、ガラス基板４０とガラス基板５０との重ね合わせ、及び、接着層７による封止は、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中で実施される。
Subsequently, the
続いて、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、互いに対向する有効部分４１〜４６と有効部分５１〜５６とを溶着する（以下、この工程を「溶着工程」という。溶着においては、ガラス層３が溶融し、ガラス基板４０，５０（ガラス部材４，５）が溶融しない場合もある）。図４に示されるように、溶着工程では、有効部分４１，５１に対応する溶着予定領域Ｒから有効部分４６，５６に対応する溶着予定領域Ｒまで連続してレーザ光Ｌを走査していく。つまり、一の溶着予定領域Ｒに沿ってレーザ光Ｌの照射領域を相対的に移動させた後、別の溶着予定領域Ｒに沿って照射領域を相対的に移動させるといったように、各溶着予定領域Ｒに沿って照射領域を相対的に移動させる。このとき、一の溶着予定領域Ｒから別の溶着予定領域Ｒに照射領域を移動させる際には、レーザ光Ｌをオンにしたままとする。なお、レーザ光Ｌを照射する順序は、例えば、有効部分４１，５１に対応する溶着予定領域Ｒから時計回りに設定される。
Subsequently, by irradiating the
ここで、有効部分４１，５１に着目して、溶着工程についてより詳細に説明する。溶着工程では、まず、図５に示されるように、ガラス基板４０，５０外の所定の位置Ｓにおいてレーザ光Ｌをオンにした後に、有効部分４１，５１に対応するガラス層３の角部Ｃ１から当該ガラス層３にレーザ光Ｌの照射領域を進入させる。このとき、ガラス層３の角部Ｃ１のエッジ部分Ｅ１が、照射領域の進入位置となる。その後、レーザ光Ｌの照射領域を、角部Ｃ２、角部Ｃ３、角部Ｃ４の順に時計回りに移動させていき、角部Ｃ１を再び通過させた後に角部Ｃ２においてガラス層３から退出させる。このとき、ガラス層３の角部Ｃ２のエッジ部分Ｅ２が照射領域の退出位置となる。その後、レーザ光Ｌの照射領域を、有効部分４２，５２に対応する別のガラス層３の角部Ｃ１のエッジ部分Ｅ１から当該ガラス層３に進入させた後、同様にして照射領域を移動させていく。
Here, focusing on the
溶着予定領域Ｒには、ガラス層３の一辺上において、レーザ光の照射によるガラス層３への入熱量を変化させる入熱量変化領域（第１の領域）Ｒ１及び入熱量変化領域（第２の領域）Ｒ２が設定されている。入熱量変化領域Ｒ１は、ガラス層３の角部Ｃ１と角部Ｃ２との間に位置しており、入熱量変化領域Ｒ２は、入熱量変化領域Ｒ１と角部Ｃ２との間に位置している。この溶着工程では、レーザ光Ｌの照射領域を入熱量変化領域Ｒ１に初めて通過させるときには、照射領域の相対的な移動速度を漸減させることで入熱量を漸増させる。また、入熱量変化領域Ｒ１に照射領域を再び通過させた後に、入熱量変化領域Ｒ２に照射領域を通過させるときには、照射領域の相対的な移動速度を漸増させることにより入熱量を漸減させる。
In the planned welding region R, on one side of the
より具体的には、図６に示されるように、時刻Ｔ０においてレーザ光Ｌをオンにした後、レーザ光Ｌの出力をＰ１、照射領域の移動速度をＶ１として、時刻Ｔ１においてエッジ部分Ｅ１からガラス層３に照射領域を進入させる。そして、照射領域が入熱量変化領域Ｒ１の始点に初めて到達する時刻Ｔ２において、レーザ光Ｌの出力をＰ１で一定に維持したまま、照射領域の移動速度の漸減を開始し、照射領域が入熱量変化領域Ｒ１の終点に初めて到達する時刻Ｔ３において、照射領域の移動速度の漸減を終了する。これにより、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間において、レーザ光Ｌの出力がＰ１で一定に維持されつつ照射領域の移動速度が当初のＶ１からＶ２に減少する。その結果、入熱量変化領域Ｒ１において入熱量が漸増されて、照射領域の温度が徐々に上昇して融点を上回る。
More specifically, as shown in FIG. 6, after turning on the laser beam L at time T0, the output of the laser beam L is P1, the moving speed of the irradiation region is V1, and from the edge portion E1 at time T1. An irradiation area is made to enter the
その後、レーザ光Ｌの出力をＰ１、照射領域の移動速度をＶ２に維持したまま、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５にかけて再び入熱量変化領域Ｒ１に照射領域を通過させる（即ち、入熱量を維持したまま、入熱量変化領域Ｒ１にオーバーラップしてレーザ光Ｌを照射する）。そして、照射領域が、再び入熱量変化領域Ｒ１を通過した後に入熱量変化領域Ｒ２の始点に到達する時刻Ｔ６において、レーザ光Ｌの出力をＰ１で一定に維持したまま、照射領域の移動速度の漸増を開始する。その後、照射領域が入熱量変化領域Ｒ２の終点に到達する時刻Ｔ７において、照射領域の移動速度の漸増を終了する。これにより、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７の間において、レーザ光Ｌの出力がＰ１で一定に維持されつつ照射領域の移動速度がＶ２からＶ１に上昇する。その結果、入熱量変化領域Ｒ２において入熱量が漸減され、照射領域の温度が徐々に下降して融点を下回る。そして、時刻Ｔ８において、ガラス層３のエッジ部分Ｅ２から照射領域を退出させる。その後、時刻Ｔ９において、別のガラス層３のエッジ部分Ｅ１から当該ガラス層３に照射領域を進入させて、照射領域が入熱量変化領域Ｒ１を始めて通過する時刻Ｔ１０から時刻Ｔ１１の間に、再び移動速度を漸減させる。
Thereafter, the irradiation region is again passed through the heat input amount change region R1 from time T4 to time T5 while maintaining the output of the laser beam L at P1 and the moving speed of the irradiation region at V2 (that is, while maintaining the heat input amount, The laser light L is irradiated so as to overlap the heat input change region R1). Then, at time T6 when the irradiation region reaches the starting point of the heat input amount change region R2 after passing through the heat input amount change region R1 again, the output speed of the laser light L is kept constant at P1 and the moving speed of the irradiation region is changed. Start increasing gradually. Thereafter, at time T7 when the irradiation region reaches the end point of the heat input amount change region R2, the gradual increase in the movement speed of the irradiation region is finished. Thereby, between time T6 and time T7, the moving speed of the irradiation region increases from V2 to V1 while the output of the laser beam L is kept constant at P1. As a result, the heat input amount is gradually reduced in the heat input amount change region R2, and the temperature of the irradiation region gradually decreases and falls below the melting point. Then, at time T8, the irradiation region is moved out from the edge portion E2 of the
なお、速度Ｖ１は、レーザ光Ｌの出力がＰ１であるとき、ガラス層３が溶融する入熱量をガラス層３に与えない程度の速度であり、速度Ｖ２は、同じくレーザ光Ｌの出力がＰ１であるとき、ガラス層３を溶融させて有効部分同士を溶着させるのに十分な入熱量をガラス層３に与えられる程度の速度である。
The speed V1 is a speed that does not give the glass layer 3 a heat input amount that the
以上のようにして、互いに対向する有効部分４１〜４６と有効部分５１〜５６とを溶着した後に、図７に示されるように、ガラス基板４０，５０から溶着された有効部分４１〜４６と有効部分５１〜５６とのセットを切り出して、複数（ここでは６セット）のガラス溶着体１を得る。
After the
以上説明したように、ガラス溶着体１を製造するためのガラス溶着方法においては、一の溶着予定領域Ｒに沿ってレーザ光Ｌの照射領域を相対的に移動させるに際し、入熱量変化領域Ｒ１においてレーザ光Ｌによるガラス層３への入熱量を漸増させる。このため、照射領域をガラス層３に進入させるときに、その進入位置となるガラス層３のエッジ部分Ｅ１及び入熱量変化領域Ｒ１において、入熱過多や温度の急上昇に起因してガラス層３やガラス基板４０，５０にクラックが生じることが防止される。
As described above, in the glass welding method for manufacturing the glass welded
また、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おいては、レーザ光Ｌの照射領域を比較的大きい移動速度Ｖ１で溶着予定領域Ｒに進入させた後に、入熱量変化領域Ｒ１に照射領域を初めて通過させるときに照射領域の移動速度をＶ２まで漸減させ、ガラス層３への入熱量を漸増させて溶着を開始する。
Moreover, in the glass welding method for manufacturing the glass welded
一般に、照射領域を所定の移動速度で移動させた場合、その照射領域の温度分布は、図９の実線で示されるようなプロファイルとなる。これに対して、照射領域を上記所定の移動速度よりも小さい移動速度で移動させた場合には、その照射領域の温度分布は、図９の破線で示されるように、比較的なだらかなプロファイルとなる。 In general, when the irradiation region is moved at a predetermined moving speed, the temperature distribution of the irradiation region becomes a profile as shown by a solid line in FIG. On the other hand, when the irradiation area is moved at a movement speed smaller than the predetermined movement speed, the temperature distribution in the irradiation area is a relatively gentle profile as shown by the broken line in FIG. Become.
したがって、入熱量変化領域Ｒ１において照射領域の移動速度をＶ１からＶ２へ漸減させることにより、ガラス層３の溶融領域が、ガラス層３の幅方向の中心部から徐々に広がっていくこととなる。これにより、図８（ａ）に示されるように、入熱量変化領域Ｒ１における溶融再固化領域Ｍ１が、その幅が入熱量変化領域Ｒ１の始点から終点にかけて徐々に大きくなるような末広がり状に形成される。このとき、溶融再固化領域Ｍ１の外形は、ガラス層３の幅方向の中心に向かって凸となる。このため、入熱量変化領域Ｒ１の始点近傍では未溶融領域Ｍ２が占める割合が増加する。このような入熱量変化領域Ｒ１に対して、入熱量が比較的大きい状態で（レーザ光Ｌの出力をＰ１、照射領域の移動速度をＶ２とした状態で）照射領域を再び通過させることにより、有効部分同士を確実に溶着して封止することができる。
Therefore, the melting region of the
さらに、入熱量変化領域Ｒ１に照射領域を再度通過させた後に入熱量変化領域Ｒ２に照射領域を通過させるときに、ガラス層３への入熱量を漸減させる。このため、一のガラス層３から照射領域を退出させた後に別のガラス層３に照射領域を進入させるときに、その進入位置となる別のガラス層３のエッジ部分Ｅ１における入熱量が比較的小さくなる。一般に、ガラス層のエッジ部分は他の部分に比べて放熱性が低いが、この場合には、上述したように別のガラス層３のエッジ部分Ｅ１では入熱量が比較的小さくなるので、当該エッジ部分Ｅ１において、入熱過多に起因してガラス層３やガラス基板４０，５０にクラックが生じることが防止される。
Further, when the irradiation region is passed through the heat input change region R2 after passing the irradiation region again through the heat input change region R1, the heat input to the
しかも、このガラス溶着方法においては、入熱量変化領域Ｒ２の全部が、一の溶着予定領域Ｒ内に位置するように設定されている。このため、レーザ光Ｌの退出位置であるガラス層３のエッジ部分Ｅ２では、ガラス層３への入熱量が十分に小さくなる。その結果、ガラス層３のエッジ部分Ｅ２において、入熱過多に起因してガラス層３やガラス基板４０，５０にクラックが生じることを防止できる。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。
Moreover, in this glass welding method, all of the heat input amount change region R2 is set so as to be located in one welding scheduled region R. For this reason, the amount of heat input to the
さらに、このガラス溶着方法においては、入熱量変化領域Ｒ１及び入熱量変化領域Ｒ２における入熱量の漸増及び漸減を、レーザ光Ｌの出力を一定に維持しつつ照射領域の移動速度を変更して行う。このため、各溶着予定領域Ｒに沿ってレーザ光Ｌを照射する上で、レーザ光Ｌの出力の制御の複雑化が避けられると共に、レーザ光Ｌの出力を変更することに伴うレーザ光源への負荷が低減される。しかも、入熱量変化領域Ｒ２において照射領域の移動速度を漸増させるので、ガラス溶着体１の製造におけるタクトタイムを短縮できる。さらには、レーザ光Ｌをオンにしたまま、一の溶着予定領域Ｒから別の溶着予定領域Ｒへ照射領域を移動させるので、レーザ光Ｌのオン・オフを繰り返すことに起因してレーザ光源へ負荷がかかることを防止できる。
Further, in this glass welding method, the heat input in the heat input change region R1 and the heat input change region R2 is gradually increased and decreased by changing the moving speed of the irradiation region while keeping the output of the laser light L constant. . For this reason, when irradiating the laser beam L along each planned welding region R, the control of the output of the laser beam L can be prevented from being complicated, and the laser light source associated with changing the output of the laser beam L can be avoided. The load is reduced. In addition, since the moving speed of the irradiation region is gradually increased in the heat input change region R2, the tact time in manufacturing the glass welded
ここで、溶着予定領域（ガラス層）上の所定の照射開始位置でレーザ光をオンにしてピーク出力での照射を開始する場合、図８（ｂ）に示されるように、照射開始位置近傍の照射開始領域Ｒ３において、溶融再固化領域Ｍ３が照射開始位置から急激に広がって形成される。このため、照射開始領域Ｒ３においては、溶融再固化領域Ｍ３が大部分を占めており、未溶融領域Ｍ４が僅かしか形成されない。このため、照射開始領域Ｒ３に再度レーザ光の照射領域を通過させても、有効部分同士の溶着が十分に行われない場合がある。また、このガラス溶着方法では、複数のガラス溶着体を製造する場合に、レーザ光のオン・オフを繰り返し行う必要があり、レーザ光源に対する負荷が大きくなる。したがって、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が特に有意となる。
Here, when the laser beam is turned on at a predetermined irradiation start position on the planned welding region (glass layer) and irradiation at the peak output is started, as shown in FIG. In the irradiation start region R3, the melt resolidification region M3 is formed so as to spread rapidly from the irradiation start position. For this reason, in the irradiation start area | region R3, the melt | dissolution resolidification area | region M3 occupies most, and only the unmelted area | region M4 is formed. For this reason, even if the irradiation region of the laser beam is passed again through the irradiation start region R3, the effective portions may not be sufficiently welded. Further, in this glass welding method, when manufacturing a plurality of glass welded bodies, it is necessary to repeatedly turn on and off the laser light, and the load on the laser light source increases. Therefore, the glass welding method for manufacturing the glass welded
なお、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おいては、入熱量変化領域Ｒ２の全部が溶着予定領域Ｒ内に位置するものとしたが、これに限らず、例えば、その一部が溶着予定領域Ｒ内に位置するように設定してもよい。この場合においても、レーザ光Ｌの退出位置であるガラス層３のエッジ部分Ｅ２では、ガラス層３への入熱量が十分に小さくなる。
In addition, in the glass welding method for manufacturing the glass welded
或いは、入熱量変化領域Ｒ２は、入熱量変化領域Ｒ１よりも照射領域の進行方向前方であって、別の溶着予定領域Ｒの手前の位置に設定されていればよい。このように入熱量変化領域Ｒ２が別の溶着予定領域Ｒの手前の位置に設定されていれば、別のガラス層３に照射領域を進入させるときに、その進入位置となる別のガラス層３のエッジ部分Ｅ１において、入熱過多に起因して別のガラス層３やガラス基板４０，５０にクラックが生じることが防止される。
Alternatively, the heat input amount change region R2 only needs to be set at a position in front of the irradiation region and another welding scheduled region R in front of the heat input amount change region R1 in the traveling direction. In this way, when the heat input amount change region R2 is set at a position before another welding scheduled region R, when the irradiation region enters the
また、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おいては、入熱量変化領域Ｒ１に初めて照射領域を通過させる際に、レーザ光Ｌの出力をＰ１に一定に維持しつつ照射領域の移動速度を漸減させることで入熱量を漸増させるものとしたが、これに限らない。例えば、入熱量変化領域Ｒ１に初めて照射領域を通過させる際には、照射領域の移動速度を漸減させつつレーザ光Ｌの出力を漸増させて入熱量を漸増させてもよい。
Moreover, in the glass welding method for manufacturing the glass welded
この場合、溶融再固化領域Ｍ１が末広がり状の形状により確実に形成されると共に、溶融再固化領域Ｍ１の外形がガラス層３の幅方向内側に向かって一層凸となるように形成される。したがって、入熱量変化領域Ｒ１に照射領域を再び通過させることにより、有効部分同士をより一層確実に溶着して封止することができる。
In this case, the melted and resolidified region M1 is surely formed with a divergent shape, and the outer shape of the melted and resolidified region M1 is formed to be more convex toward the inner side in the width direction of the
なお、上記のように、入熱量変化領域Ｒ１に初めて照射領域を通過させる際に、照射領域の移動速度を漸減させつつレーザ光Ｌの出力を漸増させて入熱量を漸増させた場合には、入熱量変化領域Ｒ１に照射領域を再び通過させた後に入熱量変化領域Ｒ２に照射領域を通過させる際に、照射領域の移動速度を漸増させつつレーザ光Ｌの出力を漸減させることが好ましい。 As described above, when passing the irradiation region through the heat input amount change region R1 for the first time, when the heat input is gradually increased by gradually increasing the output of the laser light L while gradually decreasing the moving speed of the irradiation region, When passing the irradiation region again through the heat input amount changing region R2 after passing the irradiation region again through the heat input amount changing region R1, it is preferable to gradually decrease the output of the laser light L while gradually increasing the moving speed of the irradiation region.
また、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では、入熱量変化領域Ｒ１に照射領域を通過させた後に入熱量変化領域Ｒ２に照射領域を通過させるときには、当該入熱量変化領域Ｒ２内において入熱量を減少させればよく、漸減に限らない。
Moreover, in the glass welding method for manufacturing the glass welded
また、速度Ｖ１は、ガラス基板４０とガラス基板５０との間に配置される物体のうちの最も融点が低い物体に対して、その物体が融点以上となるような入熱量をその物体に与えない程度の速度とすることが好ましい。この場合には、レーザ光の空走時（即ち、照射領域が溶着予定領域Ｒ以外の領域を移動するとき）において、レーザ光の照射による熱的なダメージを軽減できる。
In addition, the speed V1 does not give the object a heat input amount that makes the object have a melting point or higher with respect to the object having the lowest melting point among the objects arranged between the
また、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、ガラス基板４０の表面４０ａ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、ガラス基板４０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、ガラス基板４０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、ガラス基板４０の表面４０ａにガラス層３を固着させるだけでもよい。
In the glass welding method for manufacturing the glass welded
さらに、本実施形態においては、ガラス溶着体１を製造するためのガラス溶着方法を、ガラス基板上に有効部分が複数設定される、所謂多面取りの場合について説明したが、本発明に係るガラス溶着方法は、一対の有効部分同士を溶着して一つのガラス溶着体を製造する場合にも好適に適用できる。
Furthermore, in the present embodiment, the glass welding method for producing the glass welded
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）、４０…ガラス基板（第１のガラス基板）、４１〜４６…有効部分（第１の部分）、５０…ガラス基板（第２のガラス基板）、５１〜５６…有効部分（第２の部分）、Ｒ…溶着予定領域、Ｒ１…入熱量変化領域（第１の領域）、Ｒ２…入熱量変化領域（第２の領域）、Ｌ…レーザ光。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第１のガラス部材に対応する第１の部分を複数含む第１のガラス基板に対し、前記第１の部分ごとに前記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２のガラス部材に対応する第２の部分を複数含む第２のガラス基板を、前記第１の部分のそれぞれと前記第２の部分のそれぞれとが前記ガラス層を介して対向するように前記第１のガラス基板に重ね合わせる第２の工程と、
前記溶着予定領域に沿って前記ガラス層に前記レーザ光を照射することにより、対向する前記第１の部分と前記第２の部分とを溶着する第３の工程と、を備え、
前記第３の工程では、前記溶着予定領域のうちの一の溶着予定領域に沿って前記レーザ光の照射領域を相対的に移動させた後、前記溶着予定領域のうちの別の溶着予定領域に沿って前記照射領域を相対的に移動させ、
前記第３の工程では、前記一の溶着予定領域内に設定された第１の領域に前記照射領域を初めて通過させるとき、前記レーザ光の照射による前記ガラス層への入熱量を当該第１の領域において漸増させ、前記第１の領域に前記照射領域を再び通過させた後、前記別の溶着予定領域の手前に設定された第２の領域に前記照射領域を通過させるとき、前記入熱量を当該第２の領域において減少させ、
前記第３の工程では、前記第１の領域に前記照射領域を初めて通過させるとき、前記照射領域の相対的な移動速度を当該第１の領域において漸減させ、
前記第２の領域の始点は、前記照射領域の移動方向の前方に向かって前記第１の領域の終点から離間している、
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 in which a first glass member and a second glass member are welded by irradiation with a laser beam along an annular welding planned area,
A glass layer including a laser light absorbing material is disposed along the planned welding region for each first portion with respect to a first glass substrate including a plurality of first portions corresponding to the first glass member. A first step of:
A second glass substrate including a plurality of second portions corresponding to the second glass member, such that each of the first portions and each of the second portions are opposed to each other through the glass layer. A second step of superimposing on the first glass substrate;
A third step of welding the first portion and the second portion facing each other by irradiating the glass layer with the laser light along the planned welding region,
In the third step, after relatively moving the irradiation region of the laser light along one welding planned region of the welding planned region, to another welding planned region of the welding planned region Relatively moving the irradiation area along,
In the third step, when the irradiation region is first passed through the first region set in the one welding planned region, the amount of heat input to the glass layer due to the irradiation of the laser light is determined. After gradually increasing in the region, passing the irradiation region again through the first region, and then passing the irradiation region through the second region set before the other planned welding region, the amount of heat input is Decrease in the second region,
In the third step, when the irradiation region passes through the first region for the first time, the relative movement speed of the irradiation region is gradually decreased in the first region ,
The start point of the second region is separated from the end point of the first region toward the front in the moving direction of the irradiation region,
A glass welding method characterized by that.
前記第３の工程では、前記第１の領域に前記照射領域を再び通過させた後、前記第２の領域に前記照射領域を通過させるとき、前記入熱量を当該第２の領域において漸減させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のガラス溶着方法。 The second region is set so that a part of the second region is located in the one planned welding region,
In the third step, after passing the irradiation region again through the first region and then passing the irradiation region through the second region, the amount of heat input is gradually decreased in the second region. The glass welding method as described in any one of Claims 1-3 characterized by these.
前記第３の工程では、前記第１の領域に前記照射領域を再び通過させた後、前記第２の領域に前記照射領域を通過させるとき、前記入熱量を当該第２の領域において漸減させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のガラス溶着方法。 The second region is set so that all of the second region is located within the one welding planned region,
In the third step, after passing the irradiation region again through the first region and then passing the irradiation region through the second region, the amount of heat input is gradually decreased in the second region. The glass welding method as described in any one of Claims 1-3 characterized by these.
前記第１のガラス部材に対し、前記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２のガラス部材を、前記ガラス層を介して前記第１のガラス部材に重ね合わせる第２の工程と、
前記溶着予定領域に沿って前記ガラス層に前記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、前記溶着予定領域に沿って前記レーザ光の照射領域を相対的に移動させ、
前記第３の工程では、前記溶着予定領域内に設定された第１の領域に前記照射領域を初めて通過させるとき、前記レーザ光の照射による前記ガラス層への入熱量を当該第１の領域において漸増させ、前記第１の領域に前記照射領域を再び通過させた後、前記溶着予定領域内に設定された第２の領域に前記照射領域を通過させるとき、前記入熱量を当該第２の領域において減少させ、
前記第３の工程では、前記第１の領域に前記照射領域を初めて通過させるとき、前記照射領域の相対的な移動速度を当該第１の領域において漸減させ、
前記第２の領域の始点は、前記照射領域の移動方向の前方に向かって前記第１の領域の終点から離間している、
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 in which a first glass member and a second glass member are welded by irradiation with a laser beam along an annular welding planned area,
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 the laser beam along the planned welding region,
In the third step, the irradiation region of the laser light is relatively moved along the planned welding region,
In the third step, when the irradiation region is first passed through the first region set in the planned welding region, the amount of heat input to the glass layer due to the irradiation of the laser light is measured in the first region. After gradually increasing and passing the irradiation region again through the first region, when the irradiation region is passed through the second region set in the planned welding region, the amount of heat input is changed to the second region. Reduced in
In the third step, when the irradiation region passes through the first region for the first time, the relative movement speed of the irradiation region is gradually decreased in the first region ,
The start point of the second region is separated from the end point of the first region toward the front in the moving direction of the irradiation region,
A glass welding method characterized by that.
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