(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の延在部と第２の延在部とが交差する交差部を含む溶着予定領域に沿って、第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着するガラス溶着装置であって、
複数の前記第１のガラス部材を含む第１のガラス基板と、複数の前記第２のガラス部材を含む第２のガラス基板との間に、互いに平行な複数の第１のラインのそれぞれに複数の前記第１の延在部が沿い、かつ前記第１のラインと交差する互いに平行な複数の第２のラインのそれぞれに複数の前記第２の延在部が沿うように設定された複数の前記溶着予定領域のそれぞれに沿って、レーザ光吸収材を含むガラス層が配置された状態で、前記第１のガラス基板及び前記第２のガラス基板を支持するガラス基板支持部と、
前記ガラス基板支持部上の前記ガラス層において、第１の方向における幅が前記第１の方向に垂直な第２の方向における幅よりも大きい照射領域となるように、レーザ光を整形する整形光学系を有し、前記ガラス基板支持部上の前記ガラス層に前記レーザ光を照射するレーザ光照射部と、
前記照射領域が前記第１のライン及び前記第２のラインのそれぞれに沿って相対的に移動するように、前記ガラス基板支持部及び前記レーザ光照射部の少なくとも一方を制御すると共に、前記第１のラインでは前記第１のラインに平行な方向に前記第１の方向が一致し、かつ前記第２のラインでは前記第２のラインに平行な方向に前記第１の方向が一致するように、前記ガラス基板支持部及び前記レーザ光照射部の少なくとも一方を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記照射領域が前記第１のライン及び前記第２のラインのそれぞれに沿って相対的に移動する速度が大きくなるように、前記ガラス基板支持部及び前記レーザ光照射部の少なくとも一方を制御した場合に、前記第１の方向における前記照射領域の幅の、前記第２の方向における前記照射領域の幅を基準とする比が大きくなるように、前記レーザ光照射部を制御することを特徴とするガラス溶着装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記照射領域が前記第１のラインのそれぞれに沿って相対的に移動するように、前記ガラス基板支持部及び前記レーザ光照射部の少なくとも一方を制御し、その後、前記照射領域が前記第２のラインのそれぞれに沿って相対的に移動するように、前記ガラス基板支持部及び前記レーザ光照射部の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１記載のガラス溶着装置。
【請求項３】
前記レーザ光照射部は、前記レーザ光の光軸を中心として前記整形光学系を回転させる回転駆動体を更に有し、
前記制御部は、前記第１のラインでは前記第１のラインに平行な方向に前記第１の方向が一致し、かつ前記第２のラインでは前記第２のラインに平行な方向に前記第１の方向が一致するように、前記回転駆動体を制御することを特徴とする請求項１又は２記載のガラス溶着装置。
【請求項４】
第１の延在部と第２の延在部とが交差する交差部を含む溶着予定領域に沿って、第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着し、ガラス溶着体を製造するガラス溶着方法であって、
複数の前記第１のガラス部材を含む第１のガラス基板と、複数の前記第２のガラス部材を含む第２のガラス基板との間に、互いに平行な複数の第１のラインのそれぞれに複数の前記第１の延在部が沿い、かつ前記第１のラインと交差する互いに平行な複数の第２のラインのそれぞれに複数の前記第２の延在部が沿うように設定された複数の前記溶着予定領域のそれぞれに沿って、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、
前記ガラス層にレーザ光を照射し、前記レーザ光の照射領域を前記第１のライン及び前記第２のラインのそれぞれに沿って相対的に移動させることにより、前記溶着予定領域に沿って前記第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２の工程と、
前記第１のガラス基板及び前記第２のガラス基板を前記溶着予定領域ごとに切断し、複数の前記ガラス溶着体を得る第３の工程と、を備え、
前記第２の工程においては、前記第１のラインでは、前記第１のラインに平行な方向における前記照射領域の幅が前記第１のラインに垂直な方向における前記照射領域の幅よりも大きくなるように前記レーザ光を整形し、前記第２のラインでは、前記第２のラインに平行な方向における前記照射領域の幅が前記第２のラインに垂直な方向における前記照射領域の幅よりも大きくなるように前記レーザ光を整形し、
前記第２の工程においては、前記照射領域が前記第１のラインに沿って相対的に移動する速度が大きくなるように、前記照射領域を前記第１のラインに沿って相対的に移動させた場合に、前記第１のラインに平行な方向における前記照射領域の幅の、前記第１のラインに垂直な方向における前記照射領域の幅を基準とする比が大きくなるように、前記ガラス層に前記レーザ光を照射し、前記照射領域が前記第２のラインに沿って相対的に移動する速度が大きくなるように、前記照射領域を前記第２のラインに沿って相対的に移動させた場合に、前記第２のラインに平行な方向における前記照射領域の幅の、前記第２のラインに垂直な方向における前記照射領域の幅を基準とする比が大きくなるように、前記ガラス層に前記レーザ光を照射することを特徴とするガラス溶着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶着予定領域に沿ってガラス部材同士を溶着するガラス溶着装置及びガラス溶着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を利用した加工技術においては、レーザ光の照射領域の形状として長尺形状の形状を採用する場合がある。例えば、特許文献１には、ガラス基板間に配置されたガラス層にレーザ光を照射し、線状の照射領域をその長手方向に沿って移動させることにより、ガラス基板同士を溶着する技術が記載されている。また、特許文献２には、板状の被加工物にレーザ光を照射し、細長い楕円状の照射領域を所定のラインに沿って被加工物上に位置させることにより、そのラインに沿って被加工物を曲げる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０４８４１号公報
【特許文献２】国際公開２００４／０５０２９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、溶着予定領域に沿ってガラス部材同士が溶着されたガラス溶着体を得るために、重ね合わされたガラス基板間に複数の溶着予定領域をマトリックス状に設定し、各溶着予定領域に沿ってガラス基板同士を溶着した後、溶着予定領域ごとにガラス基板を切断する場合がある。そのような場合において、溶着予定領域が、延在部同士が交差する交差部を含んでいると、交差部で入熱過多の状態となってガラス層やガラス基板にクラック等の損傷が生じるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、溶着予定領域が、延在部同士が交差する交差部を含んでいても、ガラス層やガラス部材に損傷が生じるのを防止しつつ、その溶着予定領域に沿ってガラス部材同士を溶着することができるガラス溶着装置及びガラス溶着方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のガラス溶着装置は、第１の延在部と第２の延在部とが交差する交差部を含む溶着予定領域に沿って、第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着するガラス溶着装置であって、複数の第１のガラス部材を含む第１のガラス基板と、複数の第２のガラス部材を含む第２のガラス基板との間に、互いに平行な複数の第１のラインのそれぞれに複数の第１の延在部が沿い、かつ第１のラインと交差する互いに平行な複数の第２のラインのそれぞれに複数の第２の延在部が沿うように設定された複数の溶着予定領域のそれぞれに沿って、レーザ光吸収材を含むガラス層が配置された状態で、第１のガラス基板及び第２のガラス基板を支持するガラス基板支持部と、ガラス基板支持部上のガラス層において、第１の方向における幅が第１の方向に垂直な第２の方向における幅よりも大きい照射領域となるように、レーザ光を整形する整形光学系を有し、ガラス基板支持部上のガラス層にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、照射領域が第１のライン及び第２のラインのそれぞれに沿って相対的に移動するように、ガラス基板支持部及びレーザ光照射部の少なくとも一方を制御すると共に、第１のラインでは第１のラインに平行な方向に第１の方向が一致し、かつ第２のラインでは第２のラインに平行な方向に第１の方向が一致するように、ガラス基板支持部及びレーザ光照射部の少なくとも一方を制御する制御部と、を備え、制御部は、照射領域が第１のライン及び第２のラインのそれぞれに沿って相対的に移動する速度が大きくなるように、ガラス基板支持部及びレーザ光照射部の少なくとも一方を制御した場合に、第１の方向における照射領域の幅の、第２の方向における照射領域の幅を基準とする比が大きくなるように、レーザ光照射部を制御することを特徴とする。
【０００７】
このガラス溶着装置では、整形光学系によって長尺形状の照射領域となるように整形されたレーザ光が、ガラス基板間に配置されたガラス層に照射され、そのレーザ光の照射領域が、第１のライン及び第２のラインのそれぞれに沿って相対的に移動させられる。このとき、第１のラインに第１の延在部が沿い、かつ第２のラインに第２の延在部が沿うように複数の溶着予定領域が設定され、各溶着予定領域に沿ってガラス層が配置されている。そして、第１のラインでは第１のラインに平行な方向に照射領域の長手方向が一致させられ、第２のラインでは第２のラインに平行な方向に照射領域の長手方向が一致させられる。これにより、第１のライン及び第２のラインのそれぞれにおいて、レーザ光の照射領域がスポット状である場合に比べ、ガラス層の温度の上昇・下降を緩やかにしつつ、ガラス部材同士を溶着するのに十分な熱量をガラス層に与えることができる。しかも、溶着予定領域において延在部同士が交差する交差部では、レーザ光の照射時に応力が集中し易いが、次の理由により、発生した応力を緩和させることができる。すなわち、溶着予定領域の交差部にはレーザ光が２回照射されることになるが、１回目のレーザ光の照射時に、例えば交差部においてガラス層が結晶化すると、結晶化した部分の光吸収率が低下する。そのため、交差部では、２回目のレーザ光の照射時に、１回目のレーザ光の照射時に比べガラス層の温度が上昇し難くなる。交差部では応力緩和過程が重要になるが、ガラス層の温度が上昇し難い状況下で、例えばレーザ光の照射領域がスポット状であると、２回目のレーザ光の照射時に、応力を緩和させるのに十分な時間をとることができない。それに対し、レーザ光の照射領域が長尺形状であると、交差部の周囲でもガラス層が加熱されるので（つまり、与えられる熱量が大きくなるので）、２回目のレーザ光の照射時に、応力を緩和させるのに十分な時間をとることができる。以上により、このガラス溶着装置によれば、溶着予定領域が、延在部同士が交差する交差部を含んでいても、ガラス層やガラス部材に損傷が生じるのを防止しつつ、その溶着予定領域に沿ってガラス部材同士を溶着することが可能となる。また、制御部は、照射領域が第１のライン及び第２のラインのそれぞれに沿って相対的に移動する速度が大きくなるように、ガラス基板支持部及びレーザ光照射部の少なくとも一方を制御した場合に、第１の方向における照射領域の幅の、第２の方向における照射領域の幅を基準とする比が大きくなるように、レーザ光照射部を制御する。これによれば、ガラス層の所定の部分に対してレーザ光が照射される時間が短くなるのを抑制することができ、ガラス部材同士を溶着するのに十分な熱量をガラス層に与えることが可能となる。
【０００８】
なお、第１の延在部及び第２の延在部とは、溶着予定領域のうち、交差する２本のラインのそれぞれに沿うように配置された部分であり、交差部とは、溶着予定領域のうち、その２本のラインの交点上に位置する部分である。また、第１のライン及び第２のラインは、直線である場合だけでなく、曲線である場合を含む。第１のライン及び第２のラインが曲線である場合、互いに平行な複数のラインとは、隣り合うライン間の間隔が略一定であることを意味し、ラインに平行な方向とは、ラインの接線に平行な方向を意味する。
【０００９】
ここで、制御部は、照射領域が第１のラインのそれぞれに沿って相対的に移動するように、ガラス基板支持部及びレーザ光照射部の少なくとも一方を制御し、その後、照射領域が第２のラインのそれぞれに沿って相対的に移動するように、ガラス基板支持部及びレーザ光照射部の少なくとも一方を制御することが好ましい。これによれば、照射領域の長手方向を第１のラインに平行な方向から第２のラインに平行な方向に変更する回数が１回で済むため、タクトタイムを短縮化することができる。
【００１０】
また、レーザ光照射部は、レーザ光の光軸を中心として整形光学系を回転させる回転駆動体を更に有し、制御部は、第１のラインでは第１のラインに平行な方向に第１の方向が一致し、かつ第２のラインでは第２のラインに平行な方向に第１の方向が一致するように、回転駆動体を制御することが好ましい。これによれば、回転駆動体が整形光学系を回転させるという簡易な構成によって、第１のラインに平行な方向及び第２のラインに平行な方向のそれぞれに照射領域の長手方向を一致させることができる。
【００１２】
また、本発明のガラス溶着方法は、第１の延在部と第２の延在部とが交差する交差部を含む溶着予定領域に沿って、第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着し、ガラス溶着体を製造するガラス溶着方法であって、複数の第１のガラス部材を含む第１のガラス基板と、複数の第２のガラス部材を含む第２のガラス基板との間に、互いに平行な複数の第１のラインのそれぞれに複数の第１の延在部が沿い、かつ第１のラインと交差する互いに平行な複数の第２のラインのそれぞれに複数の第２の延在部が沿うように設定された複数の溶着予定領域のそれぞれに沿って、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、ガラス層にレーザ光を照射し、レーザ光の照射領域を第１のライン及び第２のラインのそれぞれに沿って相対的に移動させることにより、溶着予定領域に沿って第１のガラス部材と第２のガラス部材とを溶着する第２の工程と、第１のガラス基板及び第２のガラス基板を溶着予定領域ごとに切断し、複数のガラス溶着体を得る第３の工程と、を備え、第２の工程においては、第１のラインでは、第１のラインに平行な方向における照射領域の幅が第１のラインに垂直な方向における照射領域の幅よりも大きくなるようにレーザ光を整形し、第２のラインでは、第２のラインに平行な方向における照射領域の幅が第２のラインに垂直な方向における照射領域の幅よりも大きくなるようにレーザ光を整形し、第２の工程においては、照射領域が第１のラインに沿って相対的に移動する速度が大きくなるように、照射領域を第１のラインに沿って相対的に移動させた場合に、第１のラインに平行な方向における照射領域の幅の、第１のラインに垂直な方向における照射領域の幅を基準とする比が大きくなるように、ガラス層にレーザ光を照射し、照射領域が第２のラインに沿って相対的に移動する速度が大きくなるように、照射領域を第２のラインに沿って相対的に移動させた場合に、第２のラインに平行な方向における照射領域の幅の、第２のラインに垂直な方向における照射領域の幅を基準とする比が大きくなるように、ガラス層にレーザ光を照射することを特徴とする。
【００１３】
このガラス溶着方法では、長尺形状の照射領域となるように整形されたレーザ光が、ガラス基板間に配置されたガラス層に照射され、そのレーザ光の照射領域が、第１のライン及び第２のラインのそれぞれに沿って相対的に移動させられる。このとき、第１のラインに第１の延在部が沿い、かつ第２のラインに第２の延在部が沿うように複数の溶着予定領域が設定され、各溶着予定領域に沿ってガラス層が配置されている。そして、第１のラインでは第１のラインに平行な方向に照射領域の長手方向が一致させられ、第２のラインでは第２のラインに平行な方向に照射領域の長手方向が一致させられる。従って、上述したガラス溶着装置と同様の理由から、このガラス溶着方法によれば、溶着予定領域が、延在部同士が交差する交差部を含んでいても、ガラス層やガラス部材に損傷が生じるのを防止しつつ、その溶着予定領域に沿ってガラス部材同士を溶着することが可能となる。また、第２の工程においては、照射領域が第１のラインに沿って相対的に移動する速度が大きくなるように、照射領域を第１のラインに沿って相対的に移動させた場合に、第１のラインに平行な方向における照射領域の幅の、第１のラインに垂直な方向における照射領域の幅を基準とする比が大きくなるように、ガラス層にレーザ光を照射し、照射領域が第２のラインに沿って相対的に移動する速度が大きくなるように、照射領域を第２のラインに沿って相対的に移動させた場合に、第２のラインに平行な方向における照射領域の幅の、第２のラインに垂直な方向における照射領域の幅を基準とする比が大きくなるように、ガラス層にレーザ光を照射する。これによれば、ガラス層の所定の部分に対してレーザ光が照射される時間が短くなるのを抑制することができ、ガラス部材同士を溶着するのに十分な熱量をガラス層に与えることが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、溶着予定領域が、延在部同士が交差する交差部を含んでいても、ガラス層やガラス部材に損傷が生じるのを防止しつつ、その溶着予定領域に沿ってガラス部材同士を溶着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態のガラス溶着方法によって製造されたガラス溶着体の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態のガラス溶着装置の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態のガラス溶着方法を説明するための斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態のガラス溶着方法を説明するための斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態のガラス溶着方法を説明するための斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態のガラス溶着方法を説明するための斜視図である。
【図７】レーザ光の照射領域がスポット状である場合及び長尺形状である場合のそれぞれにおけるガラス層の温度を示すグラフである。
【図８】本発明の他の実施形態のガラス溶着装置の斜視図である。
【図９】本発明の他の実施形態のガラス溶着装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態のガラス溶着方法によって製造されたガラス溶着体の斜視図である。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。このガラス溶着体１は、例えば有機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。
【００１８】
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る。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。溶着予定領域Ｒは、長辺に対応する延在部（第１の延在部）Ｒａ、短辺に対応する延在部（第２の延在部）Ｒｂ、及び延在部Ｒａと延在部Ｒｂとが交差する交差部Ｒｃを含んでいる。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）からなる層である。なお、ガラス部材４，５の形状としては、矩形板状に限定されず、様々な形状を適用することができる。また、溶着予定領域Ｒの形状としては、矩形環状に限定されず、様々な形状を適用することができる。
【００１９】
図２は、本発明の一実施形態のガラス溶着装置の斜視図である。図２に示されるように、ガラス溶着装置１１は、支持ステージ（ガラス基板支持部）１２と、レーザヘッド（レーザ光照射部）１３と、制御部１４と、を備えている。このガラス溶着装置１１は、溶着予定領域Ｒに沿ってガラス部材４とガラス部材５とを溶着するための装置である。
【００２０】
支持ステージ１２は、複数のガラス部材４を含むガラス基板４０及び複数のガラス部材５を含むガラス基板５０が載置される載置台であって、ガラス基板４０，５０間にガラス層３が配置された状態でガラス基板４０，５０を支持する。ガラス層３は、レーザ光吸収性顔料（レーザ光吸収材）を含んでおり、対向するガラス部材４，５ごとに、溶着予定領域Ｒに沿うように配置されている。
【００２１】
レーザヘッド１３は、支持ステージ１２上のガラス層３にレーザ光Ｌを照射する。レーザヘッド１３は、レーザ光出射部１５、コリメートレンズ１６、シリンドリカルレンズ（整形光学系）１７及び回転ステージ（回転駆動体）１８を有している。レーザ光出射部１５、コリメートレンズ１６及びシリンドリカルレンズ１７は、レーザ光Ｌの光軸ＯＡ上に配置されている。
【００２２】
レーザ光出射部１５は、支持ステージ１２上のガラス層３に向けてレーザ光Ｌを出射する。コリメートレンズ１６は、レーザ光出射部１５から出射されたレーザ光Ｌをコリメートする。シリンドリカルレンズ１７は、支持ステージ１２上のガラス層３における照射領域ＩＲが楕円形状となるように、コリメートレンズ１６によってコリメートされたレーザ光Ｌを整形する。回転ステージ１８は、シリンドリカルレンズ１７を内側に保持する円筒状の駆動体であって、レーザ光Ｌの光軸ＯＡを中心としてシリンドリカルレンズ１７を回転させる。
【００２３】
シリンドリカルレンズ１７は、より具体的には、支持ステージ１２上のガラス層３において、第１の方向Ｄ１における幅が第１の方向Ｄ１に垂直な第２の方向Ｄ２における幅よりも大きい照射領域ＩＲとなるように、レーザ光Ｌを整形する。ここでは、シリンドリカルレンズ１７の光入射面１７ａは、第２の方向Ｄ２のみにレーザ光Ｌを収束させる凸面（例えば焦点距離１００ｍｍ）となっており、シリンドリカルレンズ１７の光出射面１７ｂは、第１の方向Ｄ１のみにレーザ光Ｌを収束させる凸面（例えば焦点距離３００ｍｍ）となっている。
【００２４】
制御部１４は、溶着予定領域Ｒの延在部Ｒａが沿うライン（第１のライン）１０ａ及び溶着予定領域Ｒの延在部Ｒｂが沿うライン（第２のライン）１０ｂのそれぞれに沿って、照射領域ＩＲが相対的に移動するように、支持ステージ１２を制御する。また、制御部１４は、ライン１０ａではライン１０ａに平行な方向に第１の方向Ｄ１が一致し、かつライン１０ｂではライン１０ｂに平行な方向に第１の方向Ｄ１が一致するように、回転ステージ１８を制御する。なお、制御部１４は、照射領域ＩＲが各ライン１０ａ，１０ｂに沿って相対的に移動するように、レーザヘッド１３を制御してもよいし、支持ステージ１２及びレーザヘッド１３の両方を制御してもよい。また、制御部１４は、各ライン１０ａ，１０ｂに平行な方向に第１の方向Ｄ１が一致するように、支持ステージ１２を制御してもよいし、支持ステージ１２及びレーザヘッド１３の両方を制御してもよい。
【００２５】
次に、ガラス溶着装置１１を用いてガラス溶着体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３に示されるように、マトリックス状（ここでは３行５列）に配置された複数のガラス部材４を含むガラス基板４０を準備する。そして、ガラス部材４ごとに溶着予定領域Ｒを設定する。つまり、溶着予定領域Ｒは、互いに平行な複数（ここでは１０本）のライン１０ａのそれぞれに複数（ここでは３本）の延在部Ｒａが沿い、かつライン１０ａと交差する互いに平行な複数（ここでは６本）のライン１０ｂのそれぞれに複数（ここでは５本）の延在部Ｒｂが沿うように、複数（ここでは１５本）設定される。
【００２６】
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、ガラス部材４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。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。
【００２７】
続いて、図４に示されるように、マトリックス状（ここでは３行５列）に配置された複数のガラス部材５を含むガラス基板５０を準備する。そして、ガラス部材４のそれぞれとガラス部材５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、この状態でガラス基板４０，５０をガラス溶着装置１１の支持ステージ１２上に載置する。これにより、互いに平行な複数のライン１０ａのそれぞれに複数の延在部Ｒａが沿い、かつライン１０ａと交差する互いに平行な複数のライン１０ｂのそれぞれに複数の延在部Ｒｂが沿うように設定された複数の溶着予定領域Ｒのそれぞれに沿って、ガラス基板４０とガラス基板５０との間に、レーザ光吸収性顔料を含むガラス層３が配置されることになる（第１の工程）。なお、ガラス基板５０においてガラス基板４０の表面４０ａに対向する表面５０ａには、ガラス部材５ごとに発光素子領域が形成されている。
【００２８】
続いて、レーザヘッド１３にレーザ光Ｌを出力させると共に支持ステージ１２を駆動させることにより、図５に示されるように、ガラス層３にレーザ光Ｌを照射し、レーザ光Ｌの照射領域ＩＲを各ライン１０ａに沿って相対的に移動させる。このとき、ライン１０ａに平行な方向に、照射領域ＩＲの長手方向である第１の方向Ｄ１が一致させられる。つまり、各ライン１０ａでは、ライン１０ａに平行な方向における照射領域ＩＲの幅がライン１０ａに垂直な方向における照射領域ＩＲの幅よりも大きくなるようにレーザ光Ｌが整形される。なお、各ライン１０ａでは、ライン１０ａに垂直な方向における照射領域ＩＲの幅がライン１０ａに垂直な方向におけるガラス層３の幅よりも大きくなるようにレーザ光Ｌが整形される。これにより、ガラス層３及びその周辺部分（ガラス基板４０，５０の表面４０ａ，５０ａ部分）が溶融・再固化し、溶着予定領域Ｒの延在部Ｒａに沿ってガラス部材４とガラス部材５とが溶着される（第２の工程）。なお、溶着においては、ガラス層３が溶融し、ガラス基板４０，５０の少なくとも一方が溶融しない場合もある。
【００２９】
続いて、レーザヘッド１３にレーザ光Ｌを出力させると共に支持ステージ１２を駆動させることにより、ガラス層３にレーザ光Ｌを照射し、レーザ光Ｌの照射領域ＩＲを各ライン１０ｂに沿って相対的に移動させる。このとき、ライン１０ｂに平行な方向に、照射領域ＩＲの長手方向である第１の方向Ｄ１が一致させられる。つまり、各ライン１０ｂでは、ライン１０ｂに平行な方向における照射領域ＩＲの幅がライン１０ｂに垂直な方向における照射領域ＩＲの幅よりも大きくなるようにレーザ光Ｌが整形される。なお、各ライン１０ｂでは、ライン１０ｂに垂直な方向における照射領域ＩＲの幅がライン１０ｂに垂直な方向におけるガラス層３の幅よりも大きくなるようにレーザ光Ｌが整形される。これにより、ガラス層３及びその周辺部分（ガラス基板４０，５０の表面４０ａ，５０ａ部分）が溶融・再固化し、溶着予定領域Ｒの延在部Ｒｂに沿ってガラス部材４とガラス部材５とが溶着される（第２の工程）。なお、溶着においては、ガラス層３が溶融し、ガラス基板４０，５０の少なくとも一方が溶融しない場合もある。
【００３０】
このように、制御部１４は、照射領域ＩＲが各ライン１０ａに沿ってジグザグ状に移動するように支持ステージ１２を制御し、その後、照射領域ＩＲが各ライン１０ｂに沿ってジグザグ状に移動するように支持ステージ１２を制御する。そして、制御部１４は、各ライン１０ａに沿った照射領域ＩＲのジグザグ状の移動と、各ライン１０ｂに沿った照射領域ＩＲのジグザグ状の移動との間に、ガラス基板４０，５０上から外れた位置において、ライン１０ａに平行な方向に第１の方向Ｄ１が一致した状態から、ライン１０ｂに平行な方向に第１の方向Ｄ１が一致した状態になるように、回転ステージ１８を制御する。
【００３１】
続いて、図６に示されるように、ガラス基板４０，５０から、溶着されたガラス部材４，５を切り出し（つまり、ガラス基板４０，５０を溶着予定領域Ｒごとに切断し）、複数（ここでは１５セット）のガラス溶着体１を得る（第３の工程）。
【００３２】
以上説明したように、ガラス溶着装置１１、及びそれを用いたガラス溶着方法においては、シリンドリカルレンズ１７によって長尺形状の照射領域ＩＲとなるように整形されたレーザ光Ｌが、ガラス基板４０，５０間に配置されたガラス層３に照射され、そのレーザ光Ｌの照射領域ＩＲが各ライン１０ａ，１０ｂに沿って相対的に移動させられる。このとき、各ライン１０ａに複数の延在部Ｒａが沿い、かつ各ライン１０ｂに複数の延在部Ｒｂが沿うように複数の溶着予定領域Ｒが設定され、各溶着予定領域Ｒに沿ってガラス層３が配置されている。そして、各ライン１０ａではライン１０ａに平行な方向に照射領域ＩＲの長手方向（すなわち、第１の方向Ｄ１）が一致させられ、各ライン１０ｂではライン１０ｂに平行な方向に照射領域の長手方向が一致させられる。これにより、各ライン１０ａ，１０ｂにおいて、レーザ光Ｌの照射領域ＩＲが円形状等のスポット状である場合に比べ、ガラス層３の温度の上昇・下降を緩やかにしつつ、ガラス部材４，５同士を溶着するのに十分な熱量をガラス層３に与えることができる。
【００３３】
しかも、溶着予定領域Ｒにおいて延在部Ｒａ，Ｒｂ同士が交差する交差部Ｒｃでは、レーザ光Ｌの照射時に応力が集中し易いが、次の理由により、発生した応力を緩和させることができる。すなわち、溶着予定領域Ｒの交差部Ｒｃにはレーザ光Ｌが２回照射されることになるが、１回目のレーザ光Ｌの照射時に、例えば交差部Ｒｃにおいてガラス層３が結晶化すると、結晶化した部分の光吸収率が低下する。そのため、交差部Ｒｃでは、２回目のレーザ光Ｌの照射時に、１回目のレーザ光Ｌの照射時に比べガラス層３の温度が上昇し難くなる。交差部Ｒｃでは応力緩和過程が重要になるが、ガラス層３の温度が上昇し難い状況下で、例えばレーザ光Ｌの照射領域ＩＲがスポット状であると、２回目のレーザ光Ｌの照射時に、応力を緩和させるのに十分な時間をとることができない。それに対し、レーザ光Ｌの照射領域ＩＲが長尺形状であると、交差部Ｒｃの周囲でもガラス層３が加熱されるので（つまり、与えられる熱量が大きくなるので）、２回目のレーザ光Ｌの照射時に、応力を緩和させるのに十分な時間をとって、発生した応力を緩和させることができる。
【００３４】
以上により、ガラス溶着装置１１、及びそれを用いたガラス溶着方法によれば、溶着予定領域Ｒが、延在部Ｒａ，Ｒｂ同士が交差する交差部Ｒｃを含んでいても、ガラス層３やガラス部材４，５にクラック等の損傷が生じるのを防止しつつ、その溶着予定領域Ｒに沿ってガラス部材４，５同士を溶着することが可能となる。
【００３５】
また、制御部１４は、照射領域ＩＲが各ライン１０ａに沿って相対的に移動するように支持ステージ１２を制御し、その後、照射領域ＩＲが各ライン１０ｂに沿って相対的に移動するように支持ステージ１２を制御する。これにより、照射領域ＩＲの長手方向をライン１０ａに平行な方向からライン１０ｂに平行な方向に変更する回数が１回で済むため、タクトタイムを短縮化することができる。
【００３６】
また、制御部１４は、各ライン１０ａではライン１０ａに平行な方向に第１の方向Ｄ１が一致し、かつ各ライン１０ｂではライン１０ｂに平行な方向に第１の方向Ｄ１が一致するように、回転ステージ１８を制御する。これにより、回転ステージ１８がシリンドリカルレンズ１７を回転させるという簡易な構成によって、ライン１０ａに平行な方向及びライン１０ｂに平行な方向のそれぞれに照射領域ＩＲの長手方向を一致させることができる。
【００３７】
なお、第２の方向Ｄ２における照射領域ＩＲの幅を１としたときに、第１の方向Ｄ１における照射領域ＩＲの幅が１．５〜４となるように、シリンドリカルレンズ１７がレーザ光Ｌを整形すれば、ガラス層３やガラス部材４，５にクラック等の損傷が生じるのをより確実に防止することができる。
【００３８】
図７は、レーザ光の照射領域がスポット状である場合及び長尺形状である場合のそれぞれにおけるガラス層の温度を示すグラフである。図７に示されるように、レーザ光Ｌの照射領域ＩＲがスポット状（例えば直径１．６ｍｍの真円状）であると、ガラス層３（例えば幅０．８ｍｍ）の温度の上昇・下降が急になるので、ガラス層３が急加熱・急冷却されることになる。しかも、レーザ光Ｌの照射時間が短くなるので、ガラス層３が到達する最高温度を高くしないと、ガラス部材４，５同士を溶着するのに十分な熱量（図７における斜線ハッチング領域に相当する）をガラス層３に与えることができない。これらにより、レーザ光Ｌの照射領域ＩＲがスポット状である場合には、ガラス層３やガラス部材４，５にクラック等の損傷が生じ易くなる。
【００３９】
それに対し、レーザ光Ｌの照射領域ＩＲが長尺形状（例えば長径６ｍｍ、短径１．６ｍｍの楕円状）であると、ガラス層３（例えば幅０．８ｍｍ）の温度の上昇・下降が緩やかになるので、ガラス層３が急加熱・急冷却されるのを防止することができる。しかも、レーザ光Ｌの照射時間が長くなるので、ガラス層３が到達する最高温度を高くしなくても、ガラス部材４，５同士を溶着するのに十分な熱量（図７におけるドットハッチング領域に相当する）をガラス層３に与えることができる。これらにより、レーザ光Ｌの照射領域ＩＲが長尺形状である場合には、ガラス層３やガラス部材４，５にクラック等の損傷が生じるのを防止することが可能となる。更に、レーザ光Ｌの照射領域ＩＲがスポット状である場合に比べレーザ光Ｌの照射時間が長くなる分、照射領域ＩＲをライン１０に沿って相対的に移動させる速度を速くすることもできるので、その場合には、タクトタイムを短縮化することが可能となる。
【００４０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図８に示されるように、レーザヘッド１３は、レーザ光出射部１５、コリメートレンズ１６、集光レンズ２１、シリンドリカルレンズ（整形光学系）２２及び回転ステージ１８を有するものであってもよい。ここでは、シリンドリカルレンズ２２の光入射面２２ａは、平面となっており、シリンドリカルレンズ２２の光出射面２２ｂは、第２の方向Ｄ２のみにレーザ光Ｌを収束させる凹面となっている。これにより、コリメートレンズ１６によってコリメートされたレーザ光Ｌは、集光レンズ２１によって集光された後、支持ステージ１２上のガラス層３における照射領域ＩＲが楕円形状となるように、シリンドリカルレンズ２２によって整形される。
【００４１】
また、図９に示されるように、レーザヘッド１３は、レーザ光出射部１５、コリメートレンズ１６、集光レンズ２１、アキシコンレンズ（整形光学系）２３及び回転ステージ１８を有するものであってもよい。ここでは、アキシコンレンズ２３の光入射面２３ａは、平面となっており、アキシコンレンズ２３の光出射面２３ｂは、峰が第１の方向Ｄ１に延在するように山折りされた平面となっている。これにより、コリメートレンズ１６によってコリメートされたレーザ光Ｌは、集光レンズ２１によって集光された後、支持ステージ１２上のガラス層３における照射領域ＩＲが長尺形状（弧と弦とからなる形状が互いの弧と弦とが接するように重ね合わされた形状）となるように、アキシコンレンズ２３によって整形される。
【００４２】
また、制御部１４は、照射領域ＩＲが各ライン１０ａ，１０ｂに沿って相対的に移動する速度が大きくなるように、支持ステージ１２及びレーザヘッド１３の少なくとも一方を制御した場合に、第１の方向Ｄ１における照射領域ＩＲの幅の、第２の方向Ｄ２における照射領域ＩＲの幅を基準とする比が大きくなるように、レーザヘッド１３を制御してもよい。例えば、制御部１４は、照射領域ＩＲが各ライン１０ａ，１０ｂに沿って相対的に移動する速度が大きくなるように、支持ステージ１２及びレーザヘッド１３の少なくとも一方を制御した場合に、第２の方向Ｄ２における照射領域ＩＲの幅を一定として、第１の方向Ｄ１における照射領域ＩＲの幅が大きくなるように、レーザヘッド１３を制御してもよい。これによれば、ガラス層３の所定の部分に対してレーザ光Ｌが照射される時間が短くなるのを抑制して、ガラス部材４，５同士を溶着するのに十分な熱量をガラス層３に与えることができる。なお、このような照射領域ＩＲの形状の調整は、例えば、図８のレーザヘッド１３において集光レンズ２１とシリンドリカルレンズ２２との距離を変更したり、図９のレーザヘッド１３において集光レンズ２１とアキシコンレンズ２３との距離を変更したりすることで、実現可能である。
【００４３】
また、ライン１０ａとライン１０ｂとは、直交する場合に限定されず、９０°以外の角度で交差する場合を含む。更に、ライン１０ａ，１０ｂは、直線である場合に限定されず、曲線である場合を含む。ライン１０ａが曲線である場合、ライン１０ａの接線に平行な方向に照射領域ＩＲの長手方向を一致させればよい。同様に、ライン１０ｂが曲線である場合、ライン１０ｂの接線に平行な方向に照射領域ＩＲの長手方向を一致させればよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、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。また、レーザ光Ｌの照射は、ガラス基板４０側から実施してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
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）、１０ａ…ライン（第１のライン）、１０ｂ…ライン（第２のライン）、１１…ガラス溶着装置、１２…支持ステージ（ガラス部材支持部）、１３…レーザヘッド（レーザ光照射部）、１４…制御部、１７，２２…シリンドリカルレンズ（整形光学系）、１８…回転ステージ（回転駆動体）、２３…アキシコンレンズ（整形光学系）、４０…ガラス基板（第１のガラス基板）、５０…ガラス基板（第２のガラス基板）、Ｒ…溶着予定領域、Ｒａ…延在部（第１の延在部）、Ｒｂ…延在部（第２の延在部）、Ｒｃ…交差部、Ｌ…レーザ光、ＩＲ…照射領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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