JP5325344B2 - ガラスパネルの排気口の形成方法及びこれを用いて製造したガラスパネル製品 - Google Patents
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Description
本発明は、一対の板ガラス間の空間部が減圧（又はガス封入）されているガラスパネル（例えば、真空複層ガラス、プラズマディスプレイパネルなど）を形成し、空間部の減圧を実施するときの排気口をガラスパネルの本体に形成し、減圧後に排気口を密閉する技術に関するものである。
従来は、厚さ方向に間隔を置いて配置された一対の板ガラスのうちいずれか一側の板ガラスに、前記両側の板ガラス間の密閉空間内部の気体を外部に排出するための排気口を設置するとき、前記一側の板ガラスに排気ホールを設置し、前記排気ホールに排気管を垂直に設置した。
これと同時に、排気管の下端部と前記一側の板ガラスの前記排気ホールの上部周りの接合部に密封用成形材を介在させて加熱・溶融することによって、前記密封用成形材を流動させ、固体化して密封部を形成する方法でガラスパネルの排気口を形成した。
次に、前記排気口を介して板ガラス間の気体を外部に排出し、減圧した後でそのガラス管を加熱することによって、先端部を閉鎖して密封した。したがって、排気管がガラスパネルの表面から突出することを避けることができなかった。
図１ａ〜図１ｃは、従来技術に係る排気口の形成方法を示した断面図である。
図１ａを参照すると、上部板ガラス１８の一側に排気ホール５を形成する。
図１ｂを参照すると、排気ホール５の上端部６に排気管７を挿入した後、排気管７と上部板ガラス１８との間の接合部に密封用成形材８を配置する。
図１ｃを参照すると、密封用成形材８を加熱・溶融することによって、前記密封用成形材を流動させ、固体化して密封部１９を形成する方法で板ガラスの排気口を形成する。
前記のようにして排気口を完成すると、排気口を介して板ガラス間のガスを排出し、排気管７の上部を密封する段階を行う。
図２ａ及び図２ｂは、従来技術に係る排気口の閉鎖方法を示した断面図である。
図２ａを参照すると、密封部１９を含む排気管７の上部に減圧用吸入口を含む蓋６１を覆う。
次に、蓋６１の一側に設けられた吸入口を介して板ガラス１４、１８間のガスを排出しながら、排気管７の上部を加熱装置６２で加熱する。
このとき、板ガラス１４、１８間には、内部空間を維持させながら、外部から吸入するガスを遮断するためのシーリング部材１５がさらに形成される。
図２ｂを参照すると、排気管７の上部を溶融して排気管を閉鎖させる。
上述した従来の板ガラス排気口の形成及び密閉方法は、排気管として使用したガラス管が板ガラスの一側のガラス表面から突出するので、板ガラスの接合又は複層加工などの後加工工程を行う場合、加工性に制約が生じるという問題がある。
特に、板ガラスを積層したり、後加工する工程で排気管が損傷する場合、板ガラス間の真空又は減圧状態が損傷するので、これを防止するために閉鎖状態の排気口の上部に保護キャップをさらに形成することができる。
図３は、従来技術に係る排気口の保護キャップを示した断面図である。
図３を参照すると、密封部１９及び閉鎖状態の排出用ガラス管７に備えられる突出型排気口の上部に保護キャップ７０を形成したことが分かる。この場合、後加工工程での排気口の損傷は防止できるが、接合加工及び複層加工工程に制約が伴う。
また、従来の排気管を加熱して密閉する場合、ガラス管を溶融して密閉するが、一般的な板ガラスの軟化点温度以上に温度を上昇させなければならないので、ガラスパネルを構成する板ガラスに変形が発生しうるという問題がある。
図４は、従来技術に係る排気口の閉鎖段階でのガラスパネルの変形問題を示した断面図である。
図４を参照すると、２枚の板ガラス１４、１８間にシーリング部材１５及び間隔維持部材１６を含む形態で備えられるガラスパネルの上部に、突出型排気口が形成されたことが分かる。このとき、突出型排気口の排気管７と上部板ガラス１８との間の界面を密封するために密封部１９を形成するが、密封用成形材を板ガラスの軟化点温度以上に加熱・溶融することによって、上部板ガラス１８が損傷する問題が発生した。
上述した問題を解決するために、ガラスパネルの製造時、板ガラス間の空間部を減圧させるための排気口を最小限の高さで形成しなければならなく、ガラスパネルに損傷を与えずに効率的に排気口を密閉させる方法に対する研究が進められているが、未だに明らかな成果を達成していない実情にある。
前記問題を解決するために、本発明は、排気管を使用せずに、排気ホールを漏斗状に形成した後、密封用成形材を排気管の形態で形成することによって、密封用成形材を通してガラスパネル間の気体を排出すると同時に、密封用成形材を溶融させることによって、自然に排気ホールを閉鎖できるようにし、排気口として最終的に突出した排気管を備えなくとも良好な密閉性を確保できるガラスパネルの排気口の形成方法及びこれを用いて製造したガラスパネル製品を提供することを目的とする。
本発明に係るガラスパネルの排気口の形成方法は、厚さ方向に間隔を置いて密閉空間を有する一対の板ガラスのうちいずれか一側の板ガラスに前記密閉空間内の気体を外部に排出できる排気口を形成する方法において、前記一側の板ガラスに排気ホールを形成すること、前記排気ホールの上部に排気管形態の密封用成形材を垂直に挿入すること、前記密封用成形材を通して前記板ガラス間の気体を外部に排出すること、前記密封用成形材を加熱して前記密封用成形材を流動状態で形成した後、前記密封用成形材が崩れながら前記密封用成形材によって前記排気ホールを閉鎖させること、及び前記排気ホール内に残留する前記密封用成形材を固体化して密閉性を確保することを含む。
ここで、前記排気管形態の密封用成形材の外径は５mm以下に形成され、内径は１mm以上に形成されることを特徴とする。
また、前記排気ホールの断面は、上部が広くかつ下部が狭い漏斗状や階段状に形成されることを特徴とし、前記排気ホールの上部の最大直径は、前記排気管形態の密封用成形材の外径を基準にして０.５mm以上大きく形成され、前記排気ホールの下部の最小直径は、前記排気管形態の密封用成形材の外径を基準にして０.５mm以上小さく形成されることを特徴とする。
併せて、前記密封用成形材の軟化点が前記板ガラスの軟化点より１００℃以上低い物質を使用することを特徴とする。
併せて、本発明に係るガラスパネル製品は、上述した方法で製造され、非突出型の平面状排気口を有することを特徴とする。
以上説明したように、本発明のガラスパネル排気口の形成方法は、排気管形態で製造された密封型成形材を通して減圧した後、密封用成形材を加熱して排気ホールを密閉させることによって、排気口の突出部位を最小化でき、後でガラスパネルの接合又は複層加工過程で突出部位による制約を最小化できるという効果を提供する。
また、排気口の密閉作業で板ガラスより融点の低い密封用成形材を使用することによって、従来より低い温度で加熱して密閉し、その結果、密封工程で使用されるエネルギーを節約することができ、ガラスパネルの変形を防止して生産性を極大化できるという効果を提供する。
以下では、本発明に係るガラスパネルの排気口の形成方法及びこれを用いて製造したガラスパネル製品についてより詳細に説明する。
本発明の利点及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述している各実施例を参照すれば明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示する各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現可能である。ただし、本実施例は、本発明の開示を完全にし、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであって、本発明は、請求項の範疇によって定義されるものに過ぎない。明細書全般にわたって同一の参照符号は、同一構成要素を示す。
図５ａ〜図５ｆは、本発明の第１の実施例に係るガラスパネルの排気口の形成方法を示した断面図である。
図５ａを参照すると、本発明の第１の特徴的な構成で、厚さ方向に間隔を置いて配置された一対の板ガラスのうち一側の板ガラスに、前記一対の板ガラス間の密閉空間部を減圧・密閉するための排気口が形成される。このとき、説明の便宜上、排気口が形成される板ガラスを上部板ガラス１００といい、排気口が形成される部分の断面のみを示した。
図示したように、上部板ガラス１００の一側に厚さ方向に貫通する排気ホール１１０、１２０が形成され、本発明に係る排気ホール１１０、１２０は、上側から下側に行くほど徐々にホールの直径が減少する漏斗状に形成することが望ましい。
このように漏斗状の排気ホール１１０、１２０を有する理由は、加熱によって溶融状態にある密封用成形材を排気ホール１１０、１２０の内部に自然に流入させ、密閉させるためである。
したがって、排気ホールの誘導傾斜面１２０を板ガラス１００の表面部分に形成し、前記誘導傾斜面１２０は、ガラスパネルの加工状況に応じて多様な形態で形成することができる。
図５ａでは、平面形態が二つの同心円をなすように２個の傾斜面を含む形態で形成されており、図６ａでは、単一傾斜面を見ることができ、図７ａ及び図８ａでは階段状の傾斜面を見ることができる。前記各実施例については、下記の図面を参照して詳細に説明する。
次に、図５ｂを参照すると、排気ホール１１０、１２０の誘導傾斜面１２０に、排気管形態で成形された密封用成形材１３０を挿入する。
本発明では、非突出型排気口を形成するために、従来に問題となった排気管を使用しないことを特徴とするので、密封用成形材１３０を排気管形態に製作して使用する。このとき、本発明に係るガラスパネルの減圧処理は、真空チャンバ内で行ったり、排気ホールの部位に局部的な真空環境を作って行うので、排気管形態の密封用成形材１３０の高さは、既存の排気管のように高くなくてもよい。併せて、後続工程で密封用成形材１３０によって排気ホール１１０、１２０を密閉させなければならないので、上部板ガラス１００の表面から０.５〜２mmの範囲内で突出した形態で形成することが望ましい。密封用成形材１３０が、排気ホールの誘導傾斜面１２０に挿入された状態で板ガラス１００表面の高さより０.５mm未満の形態で形成される場合、ガラスパネルの減圧処理工程後、密閉過程で密閉が円滑に行われないこともあり、２mmを超える高さで形成される場合、後続工程で密封用成形材１３０が上部板ガラス１００の表面に露出するという問題が発生しうる。
併せて、本発明で使用される密封用成形材１３０は、環状、漏斗状などの多様な形態で形成することができ、上部板ガラス１００に接触する部分の成形材の軟化点が板ガラスに接触しない部分の成形材の軟化点より低い物質が結合されてなる異種構造で形成することができる。
このうち、特に、パイプ型排気管の形態で密封用成形材１３０が設けられる場合、排気管形態の密封用成形材１３０の外径は５mm以下にすることが望ましく、その内径は１mm以上に形成することが望ましい。密封用成形材１３０の外径が５mmを超える場合は、密閉後、密封材がガラス表面に突出するようになる。また、密封用成形材１３０の内径を１mm以上に設定することによって、減圧工程でガラスパネル内部の気体を円滑に排気できる空間を確保する。
その次に、上述した真空チャンバ又は局部真空装置を用いてガラスパネル間の空間を減圧させる。そして、プラズマディスプレイパネルなどのガラスパネル製品を製造するためには、減圧後にガス封入過程も連続的に行う。
このとき、密封用成形材１３０は、上部板ガラス１００に接触する部分の成形材の軟化点が上部板ガラス１００に接触しない部分の成形材の軟化点より低い物質が結合されてなる異種構造で形成することができる。
このような形態の密封用成形材１３０は、加熱溶融によって流動する密封用成形材１３０が排気ホールの誘導傾斜面１２０に沿って広がりやすい形態であって、接着性能も向上し、良好な密封効果を発揮できるようにする。
その次に、図５ｃ及び図５ｄを参照すると、加熱装置１４０を用いた加熱工程で密封用成形材１３０を加熱することによって、密封用成形材１３０の上部が密封された形態の成形材に製造する。このとき、密封用成形材１３０の軟化点が、ガラスパネルに使用される板ガラスの軟化点より１００℃以上低い物質を使用することによって、従来より低い温度で加熱密閉工程を行えるようにする。したがって、密封工程で使用されるエネルギーを節約することができ、ガラスパネルの変形を防止し、生産性を極大化させることができる。
その次に、図５ｅを参照すると、加熱装置１４０を用いた加熱を充分に行わせ、上部が密封された形態の成形材１３０ａが溶融状態で流れるようにし、排気ホールの下部１１０にも埋められるようにして排気口用成形材１３０ｂを形成する。
その次に、図５ｆを参照すると、加熱装置１４０を除去した後、排気口用成形材１３０ｂを固体化して排気口密封材１５０の形態にし、排気口を完全に閉鎖できるようにする。
前記のように密封用成形材を加熱して排気ホールを密閉させることによって、排気口の突出部位を最小化することができ、後でガラスパネルの接合又は複層加工過程で突出部位による制約を最小化できるようにする。このとき、本発明は、上部板ガラス１００の表面に排気口密封材１５０を完全に露出させないことが望ましいが、図５ｄ又は図５ｅの過程でのエネルギー消費を減少させるために密封材の溶融のための加熱を最小化することができ、これによって、排気口密封材１５０の一部が上部板ガラス１００の表面から突出するようになる。このとき、許容可能な範囲を０.５mm以内にするだけで、本発明に係る排気口の製造方法に全く影響を及ぼさなくなる。
本発明に係るガラスパネルの排気口の形成方法は、以上説明した通りであり、このうち、本発明の主要特徴の一つになる排気ホールの誘導傾斜面の形態によって多様な実施例を使用することができる。
図６ａ〜図６ｃは、本発明の第２の実施例に係るガラスパネルの排気口の形成方法を示した断面図である。
図６ａを参照すると、基本的な漏斗状の排気ホール２１０、２２０を示したもので、単一傾斜面２２０を有する上部板ガラス２００が備えられる。
次に、図６ｂを参照すると、単一傾斜面２２０の上部に排気管形態の密封用成形材２３０を挿入する。このとき、挿入と同時に溶融加熱工程を行い、密封用成形材２３０の下端が単一傾斜面２２０に融着できるようにし、減圧工程を円滑に行えるようにする。
その次に、図６ｃを参照すると、単一傾斜面２２０を有する排気ホール２１０内に排気口密封材２４０を形成する。このとき、単一傾斜面２２０の角度によって排気口密封材２４０の形成深さを自由に調節することができ、これによって、ガラスパネルの真空信頼度も調節することができる。
図７ａ〜図７ｃは、本発明の第３の実施例に係るガラスパネルの排気口の形成方法を示した断面図である。
図７ａ〜図７ｃを参照すると、単一階段状の排気ホール３１０、３２０を上部板ガラス３００に形成し、密封用成形材３３０を用いて下部排気ホール３１０を完全に密封させ、排気口密封材３４０を形成できるようにする。
このような形態の排気ホール３１０、３２０の構造では、初期の溶融加熱時に密封用成形材３３０が排気ホールに密着する面積を増加させ、減圧工程の信頼性をより向上させることができる。
図８ａ〜図８ｃは、本発明の第４の実施例に係るガラスパネルの排気口の形成方法を示した断面図である。
図８ａ〜図８ｃを参照すると、二重階段状の排気ホール４１０、４２０を上部板ガラス４００に形成し、密封用成形材４３０を用いて下部排気ホール４１０を完全に密封させ、排気口密封材４４０を形成できるようにする。
このような形態の排気ホール４１０、４２０の構造では、初期の溶融加熱時に密封用成形材４３０が排気ホールに密着する面積を増加させ、減圧工程の信頼性をより向上させることができる。
また、階段状の傾斜により、溶融加熱時に密封用成形材４３０を下部排気ホール４１０により容易に誘導させ、一般の傾斜状よりも安定的な構造の排気口密封材４４０を形成することができる。
上述したように、本発明に係るガラスパネルの排気口の形成方法は、多様な実施例で行うことができ、これを用いたガラスパネル製品は、次のような形態で形成することができる。
図９は、本発明に係るガラスパネルを示した斜視図である。
図９を参照すると、上部板ガラス５００と下部板ガラス５９０との間にコーナー用密封材５８０が形成され、前記各板ガラス５００、５９０間の空間を減圧させるための排出口５２０が形成される。このとき、排出口５２０は、排気口密封材を含み、上部板ガラス５００の表面高さと類似した高さにすることが望ましい。
併せて、本発明に係るガラスパネル製品のためには、コーナー用密封材５８０の溶融温度より高い溶融温度を有する密封用成形材を形成することが望ましい。コーナー用密封材５８０の溶融温度より高い溶融温度を有する密封用成形材を形成する場合は、ガラスパネルのコーナー密封過程で排気口密封材が減圧工程前に閉鎖されることを防止することができ、その結果、不良減少及び生産量増大効果を得ることができる。
以上、添付の図面を参照して本発明の各実施例を説明したが、本発明は、前記各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に製造することができ、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想や必須特徴を変更せずとも他の具体的な形態で実施可能であることを理解できるだろう。したがって、以上説明した各実施例は、全ての面で例示的なものであって、限定的なものでないと理解しなければならない。
１００、２００、３００、４００、５００：上部板ガラス、１１０、２１０、３１０、４１０：排気ホール、１２０、２２０：傾斜面、１３０、２３０、３３０、４３０：密封用成形材、１４０：加熱装置、１３０ａ：上部が密封された形態の成形材、１３０ｂ：排気口用成形材、１５０、２４０、３４０、４４０：排気口密封材、３２０：単一階段状段差、４２０：二重階段状段差、５２０：排出口、５８０：コーナー用密封材、５９０：下部板ガラス
Claims (8)
- 厚さ方向に間隔を置いて密閉空間を有する一対の板ガラスのうち一側の板ガラスに前記密閉空間内の気体を外部に排出できる排気口を形成する方法において、
前記一側の板ガラスに排気ホールを形成すること；
前記排気ホールの上部に排気管形態の密封用成形材を垂直に挿入すること；
前記板ガラス間の気体を外部に排出すること；
前記密封用成形材を加熱して前記密封用成形材を流動状態で形成した後、前記密封用成形材が崩れながら前記密封用成形材によって前記排気ホールを閉鎖させること；及び
前記排気ホール内に残留する前記密封用成形材を固体化して密閉性を確保することを含むガラスパネルの排気口の形成方法。 - 前記排気管形態の密封用成形材の外径は５mm以下に形成され、内径は１mm以上に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のガラスパネルの排気口の形成方法。
- 前記排気ホールの断面は、上部に傾斜面を有する漏斗状に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のガラスパネルの排気口の形成方法。
- 前記排気ホールの傾斜面は階段状に形成されることを特徴とする、請求項３に記載のガラスパネルの排気口の形成方法。
- 前記排気ホールの最大直径は、前記排気管形態の密封用成形材の外径を基準にして０.５mm以上大きく形成され、前記排気ホールの最小直径は、前記排気管形態の密封用成形材の外径を基準にして０.５mm以上小さく形成されることを特徴とする、請求項３に記載のガラスパネルの排気口の形成方法。
- 前記密封用成形材の軟化点が前記板ガラスの軟化点より１００℃以上低い物質を使用することを特徴とする、請求項１に記載のガラスパネルの排気口の形成方法。
- 前記密封用成形材は、前記板ガラスに接触する部分の成形材の軟化点が前記板ガラスに接触しない部分の成形材の軟化点より低い物質が結合されてなる異種構造であることを特徴とする、請求項６に記載のガラスパネルの排気口の形成方法。
- 請求項１〜請求項７のうちいずれか一つの方法で製造され、
非突出型の平面状排気口を有することを特徴とするガラスパネル製品。
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