JPWO2004035500A1 - ガラスパネル及び減圧処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このガラスパネル96における減圧層92に存在する気体を排出して減圧層92を減圧する装置として、以下に説明する排気カップ100が知られている。
図9は、排気カップ100の概略構成を示す断面図である。
図9において、排気カップ100は金属製の円柱であって、その中心軸上を穿孔して形成された本排気部101と、該本排気部101と連通するポート102と、該ポート102と接続する管状の本排気系103と、上記中心軸と同心円上に形成された溝状の差動排気部104と、該差動排気部104と連通するポート105と、該ポート105と接続する管状の差動排気系106と、本排気部101内に配設される筒状のフィラメント107とを備える。
排気カップ100は、フィラメント107が排気管95をその筒内に内包するように、板ガラス90上に装着される。このとき、差動排気部104は後述するロータリーポンプ(RP)112によって減圧されるので、排気カップ100は板ガラス90に吸着する。
図10は、ガラスパネル96における減圧層92を減圧する際の環境を示す図である。
図10において、ガラスパネル96及び排気カップ100は、内部の昇温、降温が自在である炉110に収容される。本排気系103は炉110の外に配設されているターボ分子ポンプ(TMP)111に接続され、差動排気系106は炉110の外部に配設されているRP112に接続される。TMP111は本排気系103を介して本排気部101及び減圧層92を減圧し、RP112は差動排気系106を介して差動排気部104を減圧する。
次に、ガラスパネル96における減圧層92の減圧処理について説明する。
図11は、ガラスパネル96における減圧層92の減圧処理のフローチャートである。
まず、板ガラス91上に複数のピラー94を所定の規則に従って配列し、配列されたピラー94の上に板ガラス90を載置することによって板ガラス90及び91をペアリングする(ステップS1201)。
次いで、ペアリングされた板ガラス90及び91の全周縁に周縁シール材93を塗布し(ステップS1202)(図12A)、排気カップ100をフィラメント107が排気管95をその筒内に内包するように、板ガラス90に装着する(ステップS1203)(図12B)。その後、排気カップ100が装着された板ガラス90及び91を炉110の内部で焼成して周縁シール材93を溶融させた後、当該板ガラス90及び91を冷却して周縁シール材93を凝固させることによって板ガラス90及び91を封着する(ステップS1204)(図12C)。これにより、板ガラス90及び91の間に減圧層92が形成され、板ガラス90,91、周縁シール材93及びピラー94の組み合わせはガラスパネル96となるが、上述した処理は大気中で実行されるので、この時点における減圧層92の圧力は大気圧である。
次いで、炉110内の温度を一定時間維持することによって減圧層92に存在する水分、有機物、油脂等をガス化させると共に、TMP111を稼働させて上記ガス及び空気を減圧層92から排出することによって減圧層92を減圧するベーキングを行い(ステップS1205)、減圧層92の圧力が所定の値を下回ると、ガラスパネル96の冷却を開始し(ステップS1206)、ガラスパネル96の温度がほぼ室温と等しくなると、フィラメント107に通電し、これを発熱させる。これにより、フィラメント107が内包する排気管95の端部を溶融させて減圧層92を封止する(ステップS1207)(図12D)(例えば、日本国特許公表2002−530184号公報参照。)。
図11の減圧処理におけるステップS1204〜S1207において、RP112は常に稼働され、差動排気部104を減圧することによって排気カップ100を板ガラス90に吸着させると共に、本排気部101へ排気カップ100の外から空気の侵入を防止する。
図13は、図11の減圧処理における時間と温度の関係を示す図である。
ステップS1201〜S1203の各工程はt1までに実行され、ステップS1204の封着はt1〜t4において実行され、ステップS1205のベーキングはt4〜t5において実行され、ステップS1206の冷却はt5〜t6において実行され、ステップS1207の封止はt6〜t7において実行される。
しかしながら、図11の減圧処理において、排気カップ100は室温雰囲気及び低融点ガラスが溶融する高温雰囲気のいずれにおいても板ガラス90に吸着する必要があるが、排気カップ100を構成する金属の膨張係数と板ガラス90の膨張係数とが大幅に異なると、炉110の雰囲気が室温から高温へ変化したとき、これらの膨張係数の差に起因して、板ガラス90に対する排気カップ100の相対的な動きが発生し、板ガラス90と排気カップ100との間に隙間が生じるため、ガラスパネル96における減圧層92の真空度が低下するという問題がある。
この発明は、以上のような問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、真空層の真空度の低下を防止するガラスパネル及び減圧処理装置を提供することにある。
本第1の態様において、前記層状空間は、前記気体の排出後にガスが導入されるガス導入層であることが好ましい。
本第1の態様において、前記所定値が20×10−6/℃であることが好ましい。
本第1の態様において、前記層状空間に存在する気体を排出する際に、前記排気装置が装着される板ガラスの部分において発生する応力は、前記板ガラスの短期許容応力以下であることが好ましい。
本第1の態様において、上記ガラスパネルは、前記板ガラスの端部から5〜100mmの範囲内に配設され且つ前記層状空間と外部とを連通する連通部を備えることが好ましい。
本第1の態様において、前記排気装置は、前記板ガラスとの接触面において開口する溝を有し、該溝の断面積は0.5mm2以上であることが好ましい。
本第1の態様において、前記連通部は、前記ガラスパネルが表示装置として用いられたときに、前記表示装置の裏面に相当する面に設けられることが好ましい。
上記目的を達成するために、本発明の第2の態様によれば、対向する複数の板ガラスと、前記複数の板ガラスの間に設けられた層状空間とを有するガラスパネルに装着されると共に前記層状空間に存在する気体を排出する排気装置を備える減圧処理装置において、前記板ガラスの膨張係数と前記排気装置の構成材料の膨張係数との差の絶対値が所定値以下である減圧処理装置が提供される。
本第2の態様において、前記所定値は20×10−6/℃であることが好ましい。
本第2の態様において、前記層状空間に存在する気体の排出の際、前記排気装置が前記板ガラスの部分において発生させる応力は、前記板ガラスの短期許容応力以下であることが好ましい。
本第2の態様において、前記板ガラスは前記層状空間と外部とを連通する連通部を有し、前記排気装置は、前記板ガラスとの接触面において開口すると共に前記連通部を収容する密封室を有し、前記接触面における前記密封室周りのシール部の少なくとも1部はその幅が5mmであることが好ましい。
本第2の態様において、前記排気装置は、前記板ガラスとの前記接触面において開口する溝を有し、該溝の断面積は0.5mm2以上であることが好ましい。
本第2の態様において、前記板ガラスは前記層状空間と外部とを連通する連通部を有し、前記排気装置は、前記板ガラスとの接触面において、前記連通部を収容する密封室及び該密封室を囲う溝状の他の密封室を有し、前記密封室を減圧する減圧ポンプは減圧系統を介して前記密封室と接続され、前記他の密封室を減圧する他の減圧ポンプは他の減圧系統を介して前記他の密封室と接続されることが好ましい。
本第2の態様において、前記排気装置、前記減圧系統、及び前記他の減圧系統の構成材料は、金属又は金属及びセラミックの組み合わせからなることが好ましい。
本第2の態様において、前記減圧系統は大気開放弁を有することが好ましい。
本第2の態様において、前記他の減圧系統は、前記他の密封室及び前記他の減圧ポンプの間に配設された真空計と、前記他の減圧ポンプの近傍に配設された他の真空計とを有することが好ましい。
本第2の態様において、前記排気装置は焼鈍処理が施されることが好ましい。
本第2の態様において、前記排気装置は、前記連通部に対向し且つ該連通部と所定の間隙を維持して配設された発熱体を前記密封室に有することが好ましい。
本第2の態様において、前記発熱体の前記連通部への対向面積が、前記連通部の前記発熱体への対向面積の3倍以上であることが好ましい。
本第2の態様において、前記発熱体に定電流を供給する定電流装置を有することが好ましい。
本第2の態様において高温雰囲気を実現する炉を備え、前記複数のガラスパネルはその周縁に塗布された封着材を前記高温雰囲気で溶融することによって互いに封着され、前記発熱体と前記定電流装置とを接続する電流導入端子は前記炉の外に設けられることが好ましい。
本第2の態様において、前記排気装置を複数有し、該複数の排気装置における前記発熱体の夫々に順次電流を供給する電流供給装置を有することが好ましい。
本第2の態様において、前記炉は循環空気を供給する供給口を有し、該供給口に対向する位置において前記循環空気を整流する整流板を有することが好ましい。
本第2の態様において、群をなす複数の前記排気装置が複数の箇所に配設されることが好ましい。
本第2の態様において、前記ガラスパネルの封着後、前記炉内の徐冷の際に、前記発熱体の発熱により前記連通部を溶融することが好ましい。
本第2の態様において、前記ガラスパネルは前記連通部を複数有し、該複数の連通部のうち一の連通部を介して前記層状空間に存在する気体を排出すると共に、他の連通部を介して前記層状空間へガスを導入することが好ましい。
本第2の態様において、前記連通部を介して前記層状空間に存在する気体を排出した後に、前記連通部を介して前記層状空間へガスを導入することが好ましい。
図2は、本発明の実施の形態に係る減圧処理装置の概略構成を示す図である。
図3は、図1のガラスパネルにおける減圧層の減圧処理のフローチャートである。
図4A〜Dは、図1のガラスパネルにおける減圧層の減圧処理の手順を示す図である。
図5は、図3の減圧処理における時間と温度の関係を示す図である。
図6は、図2の減圧処理装置における電気回路の概略構成を示す図である。
図7は、図2の減圧処理装置の概略構成を示す斜視図である。
図8は、従来の減圧層を有するガラスパネルの概略構成を示す図である。
図9は、排気カップの概略構成を示す断面図である。
図10は、図8のガラスパネルにおける減圧層を減圧する際の環境を示す図である。
図11は、図8のガラスパネルにおける減圧層の減圧処理のフローチャートである。
図12A〜Dは、図8のガラスパネルにおける減圧層の減圧処理の手順を示す図である。
図13は、図11の減圧処理における時間と温度の関係を示す図である。
図1は、本発明の実施の形態に係るガラスパネルの概略構成を示す図であり、図2は、本発明の実施の形態に係る減圧処理装置の概略構成を示す図である。
図1において、ガラスパネル16は、対向する2枚の板ガラス10,11と、該板ガラス10及び11の間に形成される減圧層12(層状空間)と、該減圧層12の周縁をシールする低融点ガラスからなる周縁シール材13(封着材)と、減圧層12に配設され、板ガラス10及び11の間隔を所定値に保つ複数の柱状のピラー14と、板ガラス10を貫通する穴に一端が埋め込まれている排気管15(連通部)とを備える。
板ガラス10に装着される排気カップ17(排気装置)は円柱状であって、その中心軸上を穿孔して形成された本排気部18(密封室)と、該本排気部18と連通するポート19と、該ポート19と接続する管状の本排気系20(減圧系統)と、上記中心軸と同心円上に形成された溝状の差動排気部21(他の密封室)と、該差動排気部21と連通するポート22と、該ポート22と接続する管状の差動排気系23(他の減圧系統)と、本排気部18内に配設される横置きのコイル状のフィラメント24(発熱体)とを備える。
また、排気カップ17の構成材料はステンレスであり、特に、0〜500℃の間において板ガラス10の膨張係数(8.5×10−6/℃)と排気カップ17の構成材料の膨張係数との差の絶対値が20×10− 6/℃以下となるステンレス、例えばSUS304等が用いられ、本排気系20及び差動排気系23の構成材料は金属である。また、排気カップ17は本排気部18や差動排気部21を形成するための溶接加工の後、真空中において焼鈍処理が施される。
排気カップ17は、フィラメント24がガラスパネル16の排気管15に対向し、且つ排気管15と一定の間隔を維持するように、板ガラス10上に装着される。このとき、差動排気部21は後述するRP27(他の減圧ポンプ)によって減圧されるので、排気カップ17は板ガラス10に吸着する。板ガラス10に接触する接触面には、そのほぼ中央に本排気部18が設けられ、本排気部18を囲うように排気カップ17の中心軸と同心円上に溝状の差動排気部21が設けられる。この溝状の差動排気部21は、接触面において開口し且つその断面積は0.5mm2以上、望ましくは1.0mm2以上である。また、接触面における本排気部18周りのシール部の幅、すなわち接触面における本排気部18から排気カップ17の外部までの経路距離は5mm以上である。
ここで、排気カップ17の外部から本排気部18を密封するためには、上記経路距離が0mmより大きければよいが、上記経路距離が小さいと、当該経路距離に応じて排気管15が配置される位置から板ガラス10の端部までの距離も小さくなる場合がある。この場合、板ガラス10の端部強度が低下し、後述する減圧層12の減圧処理における焼成工程やベーキング、若しくは市場環境におけるガラスパネル16の昇温時等において、板ガラス10の当該端部に応力が集中して板ガラス10が破損するおそれがある。従って、排気管15が配置される位置から板ガラス10の端部までの距離は所定の距離、例えば少なくとも5mm以上確保する必要があり、それ故、上記経路距離も5mm以上であるのがよい。
また、図2において、減圧処理装置25は、複数の排気カップ17と、各々の差動排気系23に排気カップ17の直下流において設けられたアナログ真空計28(真空計)と、各差動排気系23が集合された集合差動排気系29と、該集合差動排気系29にRP27の直上流において設けられたデジタル真空計30(他の真空計)と、各本排気系20が集合された集合本排気系31と、該集合本排気系31にTMP26(減圧ポンプ)の上流において設けられた大気開放弁32とを備える。
TMP26は、集合本排気系31、本排気系20、ポート19及び本排気部18を介して減圧層12を減圧し、RP27は、集合差動排気系29、差動排気系23及びポート22を介して差動排気部21を減圧する。各アナログ真空計28は対応する本排気系20の真空度を測定し、デジタル真空計30は集合差動排気系29の真空度を測定する。また、ガラスパネル16及び排気カップ17は、内部の昇温、降温が自在である炉(不図示)に収容される。
排気カップ17によれば、板ガラス10に接触する接触面には、そのほぼ中央に本排気部18が設けられ、本排気部18を囲うように排気カップ17の中心軸と同心円上に溝状の差動排気部21が設けられるので、減圧層12に存在する気体、例えば空気を減圧層12から排出する際に、減圧された差動排気部21が排気カップ17の外部から本排気部18への空気の侵入を防止することができ、減圧層12の真空度の低下を効率的に防止することができる。
図1では、本排気部18の外周に設けられた差動排気部21は、1重の溝構造であるが、これに限られるものでなく、接触面の面積が許す限りであれば、2重、3重の溝構造であってもよい。
また、減圧処理装置25によれば、各々の差動排気系23の排気カップ17の直下流においてアナログ真空計28が設けられ、集合差動排気系29のRP27の直上流においてデジタル真空計30が設けられるので、差動排気部21への空気の侵入があったときに、直ちに異常が感知できる。
当該異常の感知方法としては、アナログ真空計28及びデジタル真空計30の表示値の差分が大となるか否かで判断する方法が用いられる。この方法において基準となる表示値の差分は、ほぼ1000Paである。
当該異常の感知方法では、表示値の差分をデータとして取り込んだコンピュータ(不図示)が異常を判断してもよく、作業者が目視によって異常を判断してもよい。
表示値の差分で判断する場合は、配管抵抗が小さいと差分の値が小さくなるので、アナログ真空計28とデジタル真空計30とをできる限り離して配置する必要があり、そのため、減圧処理装置25では、アナログ真空計28を排気カップ17の直下流に設け、且つデジタル真空計30をRP27の直上流に設けている。また、アナログ真空計28は高温雰囲気では使用できないので、アナログ真空計28は炉の外に設けられるのが好ましい。
複数のガラスパネル16に順次、排気カップ17を装着するときには、ガラスパネル16に装着された排気カップ17の数が少ない場合、未だガラスパネル16に装着されていない排気カップ17の差動排気系23はベント(不図示)によって閉鎖されているので、デジタル真空計30の表示値は総じて小さくなる。従って、デジタル真空計30の表示値としては、全てのガラスパネル16に排気カップ17が装着された後の表示値を用いるのが好ましい。
さらに、減圧処理装置25によれば、排気カップ17は、本排気部18内に横置きのコイル状のフィラメント24を排気管15と一定の間隔を維持するように収容するので、排気管15の位置に注意を払うことなく、排気カップ17を設置することができ、もって作業効率を向上できる。このとき、フィラメント24は単なる横置きのコイル状のものに限られず、横置きのコイル状のものを水平方向に潰したもの、シート状のもの若しくは水平面内において渦巻き状を呈するものであってもよく、いずれのものも、その排気管15に対向する面の面積が、排気管15におけるフィラメント24に対向する断面の面積のほぼ3倍以上であるのが好ましい。これにより、作業者の手作業に起因する排気管15とフィラメント24の相対位置のずれを吸収できる。
また、ガラスパネル16において、排気管15は板ガラス10の端部から5〜100mmの範囲内に配設されるのが好ましい。
ここで、排気カップ17において、接触面における本排気部18周りのシール部の幅が5mm確保できていれば、板ガラス10における排気管15の近傍の端部において応力が当該端部に集中することがなく、板ガラス10の破損を防止することが可能であると共に、ガラスパネル16に排気カップ17を装着して本排気部18を密封することができ、もって作業効率を向上できる。また、排気カップ17の接触面における本排気部18周りの少なくとも1部においてシール部の幅が5mmであれば、ガラスパネル16における排気管15の配置可能領域が増え、排気管15の配置を自由に行なうことができる。
溝状の差動排気部21の断面積は0.5mm2以上、望ましくは1.0mm2以上であるので、該溝内を容易に減圧することができる。さらに、ガラスパネル16をPDP(表示装置)として使用する場合、排気管15は、ガラスパネル16においてPDPの裏面に相当する面に設けられるのが好ましく、これにより、PDPの表面を平滑にすることができ、もって当該PDPの意匠性を向上できる。
次に、ガラスパネル16における減圧層12の減圧処理について説明する。
図3は、ガラスパネル16における減圧層12の減圧処理のフローチャートである。
まず、板ガラス11上に複数のピラー14を所定の規則に従って配列し、配列されたピラー14の上に板ガラス10を載置することによって板ガラス10及び11をペアリングする(ステップS301)。
次いで、ペアリングされた板ガラス10及び11の全周縁に周縁シール材13を塗布し(ステップS302)(図4A)、排気カップ17を、フィラメント24がガラスパネル16の排気管15に対向し且つ排気管15と一定の間隔を維持するように、板ガラス10上に装着する(ステップS303)(図4B)。その後、排気カップ17が装着された板ガラス10及び11を炉の内部で焼成して周縁シール材13を溶融させた後、当該板ガラス10及び11を冷却して周縁シール材13を凝固させることによって板ガラス10及び11を封着する(ステップS304)(図4C)。これにより、板ガラス10及び11の間に減圧層12が形成され、板ガラス10,11、周縁シール材13及びピラー14の組み合わせはガラスパネル16となるが、上述した処理は大気中で実行されるので、減圧層12の圧力は大気圧である。
次いで、炉内の温度を一定時間維持することによって減圧層12に存在する水分、有機物、油脂等をガス化させると共に、TMP26を稼働させて上記ガス及び空気を減圧層12から排出することによって減圧層12を減圧するベーキングを行い(ステップS305)、減圧層12の圧力が所定の値を下回ると、ガラスパネル16の冷却を開始すると共に、フィラメント24に通電して、これを発熱させる。これにより、フィラメント24が対向する排気管15の端部を溶融させて減圧層12を封止する(ステップS306)(図4D)。
図3の減圧処理におけるステップS304〜S306において、RP27は、常に稼働され、差動排気部21を減圧することによって排気カップ17を板ガラス10に吸着させるだけでなく、本排気部18への排気カップ17の外からの空気の侵入を防止する。
図5は、図3の減圧処理における時間と温度の関係を示す図である。ステップS301〜S303の各工程はT1までに実行され、ステップS304の封着はT1〜T4において実行され、ステップS305のベーキングはT4〜T5において実行され、ステップS306の冷却・封止はT5〜T6(炉内の徐冷)において実行される。
すなわち、T1〜T2において炉の内部の雰囲気温度を周縁シール材13の溶融温度まで高め、T2〜T3において上記溶融温度まで高められた上記雰囲気温度を維持し、T3〜T4において炉の内部の雰囲気温度を周縁シール材13の溶融温度を幾分下回る所定の温度まで降下させ、T4〜T5において上記雰囲気温度を上記所定の温度に維持し、T5〜T6において上記雰囲気温度を室温まで徐々に降下させるが、雰囲気温度がほぼ250℃まで降下した際、フィラメント24に通電して減圧層12を封止する。
図3の減圧処理によれば、ベーキング(ステップS305)の後、ガラスパネル16の冷却を開始すると共に、フィラメント24が対向する排気管15の端部を溶融させて減圧層12を封止する(ステップS306)ので、ベーキング時の高温から若干冷却されただけの雰囲気(ほぼ250℃)の熱エネルギーを排気管15の端部の溶融に利用することができ、フィラメント24の発熱量を削減することにより、エネルギーを削減できると共に、排気管15の封止を安定して行うことができる。さらには、ガラスパネル16を冷却しながら排気管15の封止ができるので、工数の削減も行うことができる。
ここで、T5〜T6において、排気管15の封止を安定して行える理由は、フィラメント24が排気管15の端部に加える熱エネルギーが小さくてすむため、例え、加える熱エネルギーがばらついたとしても、そのばらつきの絶対量が小さいためと推察される。従って、例えば、フィラメント24に供給される電圧や電流が変動しても安定して排気管15の封止を行うことができる。
図3の減圧処理において、ガラスパネル16をPDPとして使用する場合であって、ガラスパネル16が排気管15を複数有している場合、減圧処理装置25は一の排気管15を介して減圧層12に存在する気体を排出すると共に、他の排気管15を介して減圧層12へガス(例えば、キセノン等の希ガス)を導入してもよく、これにより、ガスの充填の効率を向上できる。また、ガラスパネル16が排気管15を1つのみ有している場合、排気管15を介して減圧層12を減圧した後に、排気管15を介して減圧層12にガスを導入してもよく、これにより、減圧とガスの充填とを連続して行うことができ、もって作業効率を向上できる。このとき、ガスが導入された減圧層12はガス導入層を形成する。
減圧処理装置25によれば、0〜500℃の間において板ガラス10の膨張係数と排気カップ17の構成材料の膨張係数との差の絶対値が20×10−6/℃以下であるので、図3の減圧処理の間、板ガラス10に対する排気カップ17の相対的な動きを防止でき、板ガラス10と排気カップ17との間に隙間が生じず、減圧層12の真空度の低下を防止することができる。
上述したように、図3の減圧処理におけるステップS304〜S306において、排気カップ17を板ガラス10に吸着させるため、RP27は差動排気部21を減圧するが、特にガラスパネル16の封着(ステップS304)において、RP27が、差動排気部21と本排気部18との間における板ガラス10及び排気カップ17の微小な隙間を介して本排気部18を減圧することがあり、その結果、減圧層12が減圧されるため、溶融した周縁シール材13が減圧層12へ約20mm程度引き込まれるという問題がある。
しかしながら、減圧処理装置25によれば、本排気系20は大気開放弁32を有するので、RP27が差動排気部21を減圧していても、大気開放弁32を開放することによって本排気部18を大気圧に保つことができ、減圧層12が減圧されることがなく、もって溶融した周縁シール材13を減圧層12に引き込むことを抑制できる。大気開放弁32を開放した場合、ガラスパネル16の封着後における周縁シール材13の減圧層12への侵入量は6〜7mm程度である。
また、図3の減圧処理では、板ガラス10及び11を封着したとき(ステップS304)、減圧層12の圧力は大気圧であり、その後、ベーキング(ステップS305)において減圧層12の減圧を開始すると、本排気部18はほぼ真空の状態に直ちに到達するが、減圧層12は排気管15の管路抵抗により依然、大気圧に保たれる。従って、ベーキングの初期において板ガラス10における排気カップ17が装着される部分、特に、本排気部18に対向する部分には、本排気部18の負圧によって曲げ応力(排気装置が装着される板ガラスの部分において発生する応力)が発生する。このとき、当該曲げ応力が板ガラス10の短期許容応力以下となるガラスパネル16を用いるのが好ましく、これにより、板ガラス10のクラックの発生を防止できる。特に、本排気部18の開口部の径であるφ38mmの範囲において、負圧として大気圧の絶対値相当の圧力が負荷されたとき、板ガラス10に発生する曲げ応力が板ガラス10の短期許容応力以下であることが好ましい。
さらに、図3の減圧処理において、排気カップ17はステンレス製であり、本排気系20、及び差動排気系23は金属製であるので、高温雰囲気に耐えることができ、ガラスパネル16の封着(ステップS303)からベーキング(ステップS304)にかけて、ガラスパネル16に排気カップ17、本排気系20、及び差動排気系23を装着したまま処理することができ、工数を削減できると共に、排気カップ17、本排気系20及び差動排気系23の脱着のためにガラスパネル16を冷却する必要がないので、エネルギーの削減もできる。但し、排気カップ17、本排気系20及び差動排気系23は金属からのみなるものに限られず、金属及びセラミックの組み合わせからなるものであってもよい。
減圧処理装置25によれば、排気カップ17は焼鈍処理が施されるので、排気カップ17の溶接加工の際に生じる加工歪みを除去でき、ガラスパネル16の封着(ステップS304)やベーキング(ステップS305)において、排気カップ17に熱歪みが発生しても、排気カップ17が変形しない。その結果、板ガラス10と排気カップ17との間に隙間が生じることがなく、減圧層12の真空度の低下を確実に防止することができる。また、排気カップ17は真空中において処理されるので、その表面が酸化することがなく、焼鈍処理後の本排気系20や差動排気系23の溶接を容易に行うことができる。
図6は、図2の減圧処理装置25における電気回路の概略構成を示す図である。
図6において、電源70は定電流装置71(電流供給装置)に接続され、定電流装置71は複数の分岐配線72,73,74を有し、複数の分岐配線72,73,74の各々は、対応する排気カップ17におけるフィラメント24へ接続され、各フィラメント24は本排気系20を利用する戻り回路75に接続され、戻り回路75は減圧処理装置25が有する床面76へ接続され、そして、床面76はアース線77を介してアースされる。床面76は減圧処理装置25の構成部品であるが、上述した炉の床面も兼ねる。従って、フィラメント24は炉内に収容されるが、定電流装置71及び電源70は炉外に配置される。また、分岐配線72,73,74を炉内部分と炉外部分に仕切る電流導入端子78は、炉外且つ床面76から所定の距離だけ離れた位置に設置される。また、分岐配線72,73,74の各々は、対応する排気カップ17の本排気系20に収容される。
定電流装置71は、分岐配線72,73,74の夫々に一定の電流を供給するだけでなく、分岐配線72,73,74への電流の供給の順序を制御し、分岐配線72,73,74へ順次電流を供給する。
フィラメント24の発熱量を制御するためには、通常、フィラメント24に負荷される電圧を制御すればよい。しかしながら、各フィラメント24に接続される分岐配線72,73,74の長さは夫々異なるので、分岐配線72,73,74の回路抵抗r1,r2,r3は夫々異なる値となり、電源70を共有する場合、各フィラメント24に負荷される電圧を同じにするのは困難であり、電圧を負荷するフィラメント24を変更する度に回路抵抗を考慮に入れて電圧の調整を行う必要がある。
減圧処理装置25によれば、定電流装置71がフィラメント24に一定の電流を供給するので、分岐配線72,73,74の回路抵抗r1,r2,r3を考慮に入れる必要が無く、もってフィラメント24の発熱量を容易に制御することができる。
また、通常、電流導入端子78は、構成材料としてのセラミックからなり、分岐配線72,73,74の夫々に対応して設けられた貫通孔を有する。貫通孔に分岐配線を通した際に発生する貫通孔の壁と分岐配線との隙間にはろう材が充填されるが、ろう材を炉内の高温雰囲気に直接暴露するとろう材が酸化するという問題がある。
減圧処理装置25によれば、炉外且つ床面76から所定の距離だけ離れた位置に設置されるので、電流導入端子78で使用されるろう材が高温雰囲気に暴露させることがなく、ろう材の酸化を防止することができ、もって電流導入端子78の耐久性を向上できる。
また、分岐配線72,73,74の各々は、対応する排気カップ17の本排気系20に収容されるので、炉内の構成を簡素なものにすることができる。
さらに、減圧処理装置25によれば、定電流装置71は、分岐配線72,73,74への電流の供給の順序を制御し、分岐配線72,73,74へ順次電流を供給するので、フィラメント24の数に一対一で対応した数の電源70を備える必要が無く、もって減圧処理装置25のコストを削減し、且つ減圧処理装置25の大きさを縮小することができる。
尚、図6において、電源70には3個のフィラメント24が接続されるが、接続されるフィラメント24の数はこれに限られず、例えば、電源70に15個のフィラメント24が接続されてもよく、減圧処理装置25が有する電源70の数も1つに限られず、複数、例えば、4つであってもよい。電源70を増やすことによって1つの電源70が電流を供給するフィラメント24の数を削減することができ、もって封止に要する時間を低減することができる。
図7は、図2の減圧処理装置25の概略構成を示す斜視図である。
図7において、減圧処理装置25は、床面76を有する台車状の基部80と、基部80における床面76の端部近傍に配設された4つの排気塔81と、ガラスパネル16を積層して載置可能なラック(不図示)とを備える。
また、炉はその内部を昇温、降温させるための循環空気を供給する供給口を有するが、減圧処理装置25は、供給口に対向する位置において排気塔81に支持されたパンチングメタルからなる整流板82を備える。
排気塔81の各々には、群をなす複数の排気カップ17が本排気系20及び差動排気系23を介して接続され、これら複数の排気カップ17は、本排気系20及び差動排気系23がフレキシブルチューブ構造を有するので、基部80の四隅の夫々に対応した位置(複数の箇所)まで移動可能である。
従来、炉の供給口から供給された循環空気は、供給口に対応した位置に載置されたガラスパネル16にのみ吹き付けられるため、供給口に対応した位置に載置されたガラスパネル16のみ封着、ベーキングが適切に行われ、供給口から離れた位置に載置されたガラスパネル16は封着、ベーキングが適切に行われないという問題がある。
しかしながら、減圧処理装置25によれば、供給口に対向する位置において循環空気を整流する整流板82を備えるので、供給口に対向した位置において処理されるガラスパネル16のみに循環空気が吹き付けられることがなく、もって炉内の全てのガラスパネル16にほぼ均一に循環空気を吹き付けることができ、全てのガラスパネル16に封着、ベーキングを適切に行うことができる。尚、整流板82としては、上述したパンチングメタルに限られるものでなく、スリットが設けられた平板や網などであってもよい。
また、減圧処理装置25によれば、群をなす複数の排気カップ17は、基部80の四隅の夫々に対応した位置まで移動可能であるので、複数のガラスパネル16の配置を自由に行うことができ、また、ラックの積み卸しの支障になることがなく、もって作業効率を向上できる。
上述した減圧処理装置25は、複数のガラスパネル16をバッチ処理する構成であるが、排気カップ17、本排気系20、差動排気系23、RP27、TMP26及び電源70を1つずつ備え、1枚のガラスパネル16につき、1つの減圧処理装置25が対応する構成にしてもよく、これにより、ガラスパネル16を個別に減圧処理できるので、上述したバッチ処理でなく、連続処理(連続プロセス)が可能となる。
また、ガラスパネル16における減圧層12の真空度は任意であり、完全真空でも、ガスが導入されたことに起因する低真空でもよく。例えば、当該ガラスパネル16をPDPに用いる際には、ガス導入層である減圧層12の真空度が約100Torrから約600Torr、望ましくは450Torrであるのがよく、これにより、ガラスパネル16をPDP等に好適に用いることができる。
本発明のガラスパネルによれば、層状空間は、気体の排出後にガスが導入されるガス導入層であるので、当該ガラスパネルをPDP等に好適に用いることができる。
本発明のガラスパネル及び減圧処理装置によれば、所定値は20×10−6/℃であるので、層状空間の真空度の低下をより防止することができる。
本発明のガラスパネル及び減圧処理装置によれば、層状空間に存在する気体を排出する際に、排気装置が装着される板ガラスの部分において発生する応力が板ガラスの短期許容応力以下であるので、板ガラスのクラックの発生を防止できる。
本発明のガラスパネルによれば、板ガラスの端部から5〜100mmの範囲内に配設され且つ層状空間と外部とを連通する連通部を備えるので、板ガラスにおける連通部の近傍の端部において応力が当該端部に集中することがなく、板ガラスの破損を防止することが可能であると共に、排気装置を装着して減圧層を減圧することができ、もって、作業効率を向上できる。
本発明のガラスパネル及び減圧処理装置によれば、板ガラスとの接触面において開口する溝を有し、該溝の断面積は0.5mm2以上であるので、該溝内を容易に減圧することができる。
本発明のガラスパネルによれば、連通部は、ガラスパネルが表示装置として用いられたときに、表示装置の裏面に相当する面に設けられるので、表示装置の表面を平滑にすることができ、もって当該表示装置の意匠性を向上できる。
本発明の減圧処理装置によれば、板ガラスは層状空間と外部とを連通する連通部を有し、排気装置は、板ガラスとの接触面において開口すると共に連通部を収容する密封室を有し、接触面における密封室周りのシール部の少なくとも1部はその幅が5mmであるので、ガラスパネルにおける連通管の配置を自由に行なうことができる。
本発明の減圧処理装置によれば、板ガラスは層状空間と外部とを連通する連通部を有し、排気装置は、板ガラスとの接触面において、連通部を収容する密封室及び該密封室を囲う溝状の他の密封室を有するので、層状空間に存在する気体を排出する際に、排気装置の外部から密封室への空気の侵入を防止することができ、層状空間の真空度の低下を効率的に防止することができる。
本発明の減圧処理装置によれば、排気装置、減圧系統、及び他の減圧系統の構成材料は、金属又は金属及びセラミックの組み合わせからなるので、ガラスパネルを高温雰囲気で複数回処理する際に、排気装置、減圧系統、及び他の減圧系統を装着したまま処理することができ、工数を削減できると共に、排気装置、減圧系統、及び他の減圧系統の脱着のためにガラスパネルを冷却する必要がないので、エネルギーの削減もできる。
本発明の減圧処理装置によれば、減圧系統は大気開放弁を有するので、ガラスパネルの周縁に塗布された封着材を溶融する際に、他の密封室を減圧していても、密封室が減圧されることがなく、これにより、溶融した封着材が層状空間に侵入することを防止できる。
本発明の減圧処理装置によれば、他の減圧系統は、他の密封室及び他の減圧ポンプの間に配設された真空計と、他の減圧ポンプの近傍に配設された他の真空計とを有するので、他の密封室への空気の侵入があったときに、直ちに異常が感知できる。
本発明の減圧処理装置によれば、排気装置は焼鈍処理が施されるので、排気装置の溶接加工の際に生じる加工歪みを除去でき、ガラスパネルが高温雰囲気で処理される際、板ガラスと排気装置との間に隙間が生じることがなく、層状空間の真空度の低下を確実に防止することができる。
本発明の減圧処理装置によれば、排気装置は、連通部に対向し且つ該連通部と所定の間隙を維持して配設された発熱体を密封室に有するので、連通部の位置に注意を払うことなく、排気装置を装着することができ、もって作業効率を向上できる。
本発明の減圧処理装置によれば、発熱体の連通部への対向面積が、連通部の発熱体への対向面積の3倍以上であるので、連通部の位置に注意を払うことなく排気装置を装着しても確実に発熱体を連通部に対向させることができる。
本発明の減圧処理装置によれば、発熱体には定電流装置によって定電流を供給するので、定電流装置から発熱体までの配線における回路抵抗を考慮する必要をなくすことができ、もって発熱体の発熱量を容易に制御することができる。
本発明の減圧処理装置によれば、発熱体と定電流装置とを接続する電流導入端子は、炉の外に設けられるので、電流導入端子は炉内の高温雰囲気に暴露されることがなく、電流導入端子で使用されるろう材の酸化を防止することができ、もって電流導入端子の耐久性を向上できる。
本発明の減圧処理装置によれば、排気装置を複数有し、該複数の排気装置における発熱体の夫々に順次電流を供給する電流供給装置を備えるので、発熱体の数に一対一で対応した数の電流供給装置を備える必要が無く、もって減圧処理装置のコストを削減し、且つ減圧処理装置の大きさを縮小することができる。
本発明の減圧処理装置によれば、炉は循環空気の供給口を有し、該供給口に対向する位置において循環空気を整流する整流板を有するので、供給口に対向した位置において処理されるガラスパネルのみが高温雰囲気に晒されることがなく、もって炉内のガラスパネルの全てをほぼ均一の高温雰囲気に晒すことができ、ガラスパネルの品質を安定させることができる。
本発明の減圧処理装置によれば、群をなす複数の排気装置が複数の箇所に配設されるので、複数のガラスパネルの配置を自由に行うことができ、もって作業効率を向上できる。
本発明の減圧処理装置によれば、ガラスパネルの封着後、炉内の徐冷の際に、発熱体の発熱により連通部を溶融することによって封止するので、高温から若干冷却されただけの雰囲気の熱エネルギーを利用することによって、発熱体の発熱量を削減することができ、もってエネルギーを削減できると共に、連通部を安定して封止できる。
本発明の減圧処理装置によれば、ガラスパネルは連通部を複数有し、該複数の連通部のうち一の連通部を介して層状空間に存在する気体を排出すると共に、他の連通部を介して層状空間へガスを導入するので、ガスの充填の効率を向上できる。
本発明の減圧処理装置によれば、連通部を介して層状空間に存在する気体を排出した後に、連通部を介して層状空間へガスを導入するので、層状空間の減圧とガスの充填を連続して行うことができ、もって作業効率を向上できる。
Claims (27)
- 対向する複数の板ガラスと、前記複数の板ガラスの間に設けられた層状空間とを有し、前記複数の板ガラスのうち少なくとも1枚に装着された排気装置が前記層状空間に存在する気体を排出するガラスパネルにおいて、
前記板ガラスの膨張係数と前記排気装置の構成材料の膨張係数との差の絶対値が所定値以下であることを特徴とするガラスパネル。 - 前記層状空間は、前記気体の排出後にガスが導入されるガス導入層であることを特徴とする請求の範囲第1項記載のガラスパネル。
- 前記所定値は20×10−6/℃であることを特徴とする請求の範囲第1項記載のガラスパネル。
- 前記層状空間に存在する気体を排出する際に、前記排気装置が装着される板ガラスの部分において発生する応力は、前記板ガラスの短期許容応力以下であることを特徴とする請求の範囲第1項記載のガラスパネル。
- 前記板ガラスの端部から5〜100mmの範囲内に配設され且つ前記層状空間と外部とを連通する連通部を備えることを特徴とする請求の範囲第1項記載のガラスパネル。
- 前記排気装置は、前記板ガラスとの接触面において開口する溝を有し、該溝の断面積は0.5mm2以上であることを特徴とする請求の範囲第1項記載のガラスパネル。
- 前記連通部は、前記ガラスパネルが表示装置として用いられたときに、前記表示装置の裏面に相当する面に設けられることを特徴とする請求の範囲第5項記載のガラスパネル。
- 対向する複数の板ガラスと、前記複数の板ガラスの間に設けられた層状空間とを有するガラスパネルに装着されると共に前記層状空間に存在する気体を排出する排気装置を備える減圧処理装置において、
前記板ガラスの膨張係数と前記排気装置の構成材料の膨張係数との差の絶対値が所定値以下であることを特徴とする減圧処理装置。 - 前記所定値は20×10−6/℃であることを特徴とする請求の範囲第8項記載の減圧処理装置。
- 前記層状空間に存在する気体の排出の際、前記排気装置が前記板ガラスの部分において発生させる応力は、前記板ガラスの短期許容応力以下であることを特徴とする請求の範囲第8項記載の減圧処理装置。
- 前記板ガラスは前記層状空間と外部とを連通する連通部を有し、前記排気装置は、前記板ガラスとの接触面において開口すると共に前記連通部を収容する密封室を有し、前記接触面における前記密封室周りのシール部の少なくとも1部はその幅が5mmであることを特徴とする請求の範囲第8項の減圧処理装置。
- 前記排気装置は、前記板ガラスとの前記接触面において開口する溝を有し、該溝の断面積は0.5mm2以上であることを特徴とする請求の範囲第8項記載の減圧処理装置。
- 前記板ガラスは前記層状空間と外部とを連通する連通部を有し、前記排気装置は、前記板ガラスとの接触面において、前記連通部を収容する密封室及び該密封室を囲う溝状の他の密封室を有し、前記密封室を減圧する減圧ポンプは減圧系統を介して前記密封室と接続され、前記他の密封室を減圧する他の減圧ポンプは他の減圧系統を介して前記他の密封室と接続されることを特徴とする請求の範囲第8項記載の減圧処理装置。
- 前記排気装置、前記減圧系統、及び前記他の減圧系統の構成材料は、金属又は金属及びセラミックの組み合わせからなることを特徴とする請求の範囲第13項記載の減圧処理装置。
- 前記減圧系統は大気開放弁を有することを特徴とする請求の範囲第13項記載の減圧処理装置。
- 前記他の減圧系統は、前記他の密封室及び前記他の減圧ポンプの間に配設された真空計と、前記他の減圧ポンプの近傍に配設された他の真空計とを有することを特徴とする請求の範囲第13項記載の減圧処理装置。
- 前記排気装置は焼鈍処理が施されることを特徴とする請求の範囲第8項記載の減圧処理装置。
- 前記排気装置は、前記連通部に対向し且つ該連通部と所定の間隙を維持して配設された発熱体を前記密封室に有することを特徴とする請求の範囲第13項記載の減圧処理装置。
- 前記発熱体の前記連通部への対向面積が、前記連通部の前記発熱体への対向面積の3倍以上であることを特徴とする請求の範囲第18項記載の減圧処理装置。
- 前記発熱体に定電流を供給する定電流装置を有することを特徴とする請求の範囲第18項記載の減圧処理装置。
- 高温雰囲気を実現する炉を備え、前記複数のガラスパネルはその周縁に塗布された封着材を前記高温雰囲気で溶融することによって互いに封着され、前記発熱体と前記定電流装置とを接続する電流導入端子は前記炉の外に設けられることを特徴とする請求の範囲第20項記載の減圧処理装置。
- 前記排気装置を複数有し、該複数の排気装置における前記発熱体の夫々に順次電流を供給する電流供給装置を有することを特徴とする請求の範囲第18項記載の減圧処理装置。
- 前記炉は循環空気を供給する供給口を有し、該供給口に対向する位置において前記循環空気を整流する整流板を有することを特徴とする請求の範囲第21項記載の減圧処理装置。
- 群をなす複数の前記排気装置が複数の箇所に配設されることを特徴とする請求の範囲第8項記載の減圧処理装置。
- 前記ガラスパネルの封着後、前記炉内の徐冷の際に、前記発熱体の発熱により前記連通部を溶融することを特徴とする請求の範囲第21項記載の減圧処理装置。
- 前記ガラスパネルは前記連通部を複数有し、該複数の連通部のうち一の連通部を介して前記層状空間に存在する気体を排出すると共に、他の連通部を介して前記層状空間へガスを導入することを特徴とする請求の範囲第13項記載の減圧処理装置。
- 前記連通部を介して前記層状空間に存在する気体を排出した後に、前記連通部を介して前記層状空間へガスを導入することを特徴とする請求の範囲第13項記載の減圧処理装置。
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