KR101402552B1 - 진공유리 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공유리 패널에 관한 것이다. 이러한 진공유리 패널의 한 예는 제1 유리 패널, 상기 제1 유리 패널과 일정한 간격으로 마주보며 이격되어 있는 제2 유리 패널, 상기 제1 유리 패널과 제2 유리 패널 중 적어도 하나에 위치하여 상기 제1 유리 패널과 제2 유리 패널 중 하나의 내부면에서부터 외부면으로 돌출된 적어도 하나의 홈, 상기 적어도 하나의 홈에 위치한 적어도 하나의 제1 게터, 그리고 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 사이의 가장 자리 부분에 위치하여 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널과 접착되어 있는 밀폐부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 홈은 상기 밀폐부에 의해 에워싸여진 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 사이의 내부 공간에 위치한다.

Description

진공유리 패널 및 그 제조 방법{VACUUM GLASS PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 진공유리 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
진공유리 패널(vacuum glass panel)은 두 개의 판 유리를 부착한 후 두 판 유리 사이를 진공 상태로 만들어 형성된다. 이러한 진공유리 패널은 약 20년 내지 30년 동안 진공 상태가 유지되어야 한다.
이를 위해, 두 개의 판 유리 사이를 진공 상태로 만들 때, 두 판 유리 사이에 위치한 가스뿐만 아니라 판 유리 면에 흡착된 가스를 가능한 한 많이 그리고 빨리 제거하여 두 판 유리 사이의 진공값을 약 10-6 torr 내지 10-5 torr와 같은 고진공 상태로 유지시켜야 진공유리 패널의 단열 수명이 오래 지속된다.
두 판 유리 사이를 진공 상태로 만들기 위해, 판 유리 사이에 존재하는 가스뿐만 아니라 판 유리 면에 흡착되어 존재하는 가스를 외부로 효율적으로 배출(탈가스)하기 위해, 판 유리의 온도를 증가시킨 상태에서 두 판 유리 사이에 존재하는 가스의 배기 동작이 행해진다. 이 경우, 두 판 유리 사이의 진공값을 원하는 값(예 10-6 torr 내지 10-5 torr)으로 만들기 위해서는 약 6시간 이상 동안 배기 과정이 이루어진다
따라서, 진공유리 패널의 제조 시간이 길어져 진공유리 패널의 생산성이 감소하는 문제가 발생한다.
또한, 판 유리 면에 흡착된 가스를 외부로 배출시키는 탈가스화의 효율을 향상시키기 위해, 가스 배출 동작은 약 350℃ 내지 400℃의 고온에서 행해진다. 따라서, 고온의 공정 온도로 인해, 진공유리 패널을 구성하는 판 유리의 손상으로 인한 수율 저하나 에너지 소비 등의 문제가 발생한다.
즉 고온에서의 장시간 배기 동작은 진공유리의 생산성 저하 및 제조비용 증가 등의 문제를 발생시킨다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 진공유리 패널의 배기 공정시간을 단축하여 생산성을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 진공유리 패널의 제조 비용을 감소하기 위한 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 진공유리 패널은 제1 유리 패널, 상기 제1 유리 패널과 일정한 간격으로 마주보며 이격되어 있는 제2 유리 패널, 상기 제1 유리 패널과 제2 유리 패널 중 적어도 하나에 위치하여 상기 제1 유리 패널과 제2 유리 패널 중 하나의 내부면에서부터 외부면으로 돌출된 적어도 하나의 홈, 상기 적어도 하나의 홈에 위치한 적어도 하나의 제1 게터, 그리고 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 사이의 가장 자리 부분에 위치하여 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널과 접착되어 있는 밀폐부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 홈은 상기 밀폐부에 의해 에워싸여진 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 사이의 내부 공간에 위치한다.
상기 제1 유리 패널의 상기 내부면에서 상기 적어도 하나의 홈이 위치하지 않는 부분과 상기 제2 유리 패널의 상기 내부면에서 상기 적어도 하나의 홈이 위치하지 않는 부분 사이의 간격은 상기 제1 게터의 두께보다 작은 것이 좋다.
상기 적어도 하나의 홈의 직경은 상기 제1 유리 패널 및 상기 제2 유리 패널 중 적어도 하나의 두께보다 클 수 있다.
상기 특징에 따른 진공유리 패널은 상기 제1 유리 패널 및 상기 제2 유리 패널 중 하나를 관통하여 상기 내부 공간과 연결되어 있는 흡인구, 그리고 상기 흡인구를 막는 덮개부를 더 포함할 수 있다.
상기 덮개부는 상기 흡인구의 적어도 일부에 채워져 있는 접착제와 상기 접접착제에 부착된 덮개를 포함할 수 있다.
상기 접착제는 인듐으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 한 특징에 따른 진공유리 패널은 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 사이의 내부 공간에 위치하고, 상기 제1 게터와 다른 형상을 갖는 제2 게터를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 게터는 띠 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 게터는 상기 제1 유리 패널의 상기 내부면에서 상기 적어도 하나의 홈이 위치하지 않는 부분과 상기 제2 유리 패널의 상기 내부면에서 상기 적어도 하나의 홈이 위치하지 않는 부분 사이의 간격보다 작은 크기의 두께를 갖는 것이 좋다.
상기 제2 게터는 0.1cm 내지 0.5 cm의 폭, 2cm 내지 10cm의 길이 및 0.1㎜ 내지 0.3㎜의 두께를 가질 수 있다.
상기 특징에 따른 진공유리 패널은 상기 제2 게터에 연결되어 있고, 상기 밀폐부를 관통하여 상기 내부 공간에서 외부로 뻗어 있는 단자를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 진공유리 패널의 제조 방법은 밀봉재를 이용하여, 적어도 하나에 홈과 흡인구가 위치하고 상기 홈에 게터가 위치하는 제1 유리 패널과 제2 유리 패널을 일체화시키는 단계, 진공 기구를 상기 흡인구에 밀착시켜 상기 흡인구의 주위를 밀폐시키는 단계, 상기 진공 기구를 동작시켜 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 사이에 위치하는 기체를 상기 흡인구를 통해 외부로 배출시키는 단계, 상기 게터에 열을 가하여 상기 게터를 반복적으로 활성화시키는 단계, 그리고 상기 흡인구를 덮는 밀폐부를 상기 흡인구 위에 위치시켜 상기 흡인구를 막는 단계를 포함한다.
상기 게터를 활성화시키는 단계는 유도 가열 방식이나 레이저를 이용하여 상기 게터를 가열할 수 있다.
상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널을 일체화시키는 단계, 상기 진공 기구를 상기 흡인구의 주위에 밀폐시키는 단계, 상기 기체를 상기 외부로 배출시키는 단계, 상기 게티를 반복적으로 활성화시키는 단계, 그리고 상기 덮개부로 상기 흡인구를 막는 단계는 대기 중에서 이루어질 수 있다.
상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널을 일체화시키는 단계는 제1 온도에서 행해지고, 상기 기체를 상기 외부로 배출시키는 단계는 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도에서 행해질 수 있다.
상기 덮개부는 접착제와 상기 접착제가 위치한 덮개로 이루어질 수 있고, 상기 접착제의 녹는점은 상기 제2 온도보다 낮은 것이 좋다.
상기 제2 온도는 150℃ 내지 250℃일 수 있다.
이러한 특징에 따르면, 제1 및 제2 유리 패널 사이의 진공도를 높이기 위해 제1 및 제2 유리 패널 사이에 존재하는 기체를 흡인구를 통해 외부로 배출하는 것뿐만 아니라 게터를 이용하므로, 배기 속도가 향상되어 제1 및 제2 유리 패널 사이의 진공도는 빠르게 높아지고 탈 가스도 가속화된다. 이로 인해, 진공유리 패널의 제조 시간이 줄어들어, 진공유리 패널의 생산성이 향상된다.
또한, 게터에 의해 제1 및 제2 유리 패널 사이의 진공도가 가속화시키므로, 진공 챔버에서 진공유리 패널을 제조하지 않아도 되므로, 진공유리 패널의 제조 비용이 줄어든다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 진공유리 패널을 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4의 (a) 내지 (c) 각각은 흡입구에 존재하는 접착제의 형성 위치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널의 다른 예에 따른 일부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라서 흡인구를 통해 제1 및 제2 유리 패널 사이의 내구 공간에 존재하는 기체를 배출하는 진공 기구가 흡인구에 위치한 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공유리 패널의 일부 단면도이다.
도 7b은 도 7a에 도시한 진공유리 패널을 VIIb-VIIb 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예와 비교예의 경우 시간 변화에 따른 진공도 변화 상태를 그래프로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따라 게터의 반복 활성화에 따른 진공유리 패널에서 시간 변화에 따른 진공도 변화를 도시한 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널(100)은 제1 유리 패널(glass panel)(110), 제1 유리 패널(110) 하부에서 제1 유리 패널(110)과 마주보고 있고 제1 유리 패널(110)과 정해진 간격으로 이격되어 있는 제2 유리 패널(120), 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이에 위치하여 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 가장자리 부분을 밀봉하는 밀폐부(130), 밀폐부(130)에 의해 형성된 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 내부 공간에 위치하는 복수의 간격재(2), 그리고 제2 유리 패널(120)의 일 부분에 위치한 흡인구(121), 그리고 흡인구(121)를 막는 덮개부(140)를 구비한다.
제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 각각은 정사각형이나 직사각형과 같은 사각형의 판 유리로 이루어져 있고, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)이 두께는 서로 동일하거나 다를 수 있다.
한 예로서, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 각각의 두께는 약 2.5㎜ 내지 약 10㎜일 수 있다. 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 각각은 강화 처리된 강화 유리이거나 강화 처리되지 않는 일반 유리일 수 있다.
본 예에서, 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 각각은 사각형 형상을 갖고 있지만 이에 한정되지 않고 원형 또는 타원형과 같은 다른 형상을 가질 수 있다.
제2 유리 패널(120)은 제2 유리 패널(120)의 내부면(또는 제1 면)에서부터 외부면(또는 제2 면) 쪽으로 움푹 들어가 있는 적어도 하나의 홈(123)을 갖고 있다. 본 예에서, 제2 유리 패널(120)의 내부면은 제1 유리 패널(110)과 인접한 면이고, 제2 유리 패널(120)의 외부면은 외부와 접하고 있는 면으로서 제2 유리 패널(110)의 내부면의 반대편에 위치한 면이다.
이로 인해, 제2 유리 패널(120)의 외부면은 위치에 무관하게 동일한 높이를 갖고 있지만, 제2 유리 패널(120)의 내부면은 서로 다른 두 개의 높이를 가진다. 즉, 본 예에서, 적어도 하나의 홈(123)이 형성된 제2 유리 패널(120)의 내부면의 부분이 적어도 하나의 홈(123)이 형성되지 않는 제2 유리 패널(120)의 내부면의 부분의 높이보다 낮다.
제2 유리 패널(120)의 내부면에 형성된 적어도 하나의 홈(123)은 단면 형상을 사각형과 같은 다각형, 원형 또는 타원형과 같은 다양한 형상을 가질 수 있다.
이러한 적어도 하나의 홈(123) 내에는 적어도 하나의 게터(getter)(제1 게터)(4)가 위치한다. 따라서, 제2 유리 패널(120)에 형성된 적어도 하나의 홈(123)과 이 홈(123)과 마주보고 있는 제1 유리 패널(110)의 내부면의 부분에 의해 형성된 공간을 게터방이라 한다.
적어도 하나의 게터(4)는 가스를 흡착하는 성질이 큰 금속으로 이루어져 있고, 예를 들어, 철(Fe)/바나듐(V)/티타늄(Ti) 합금, 마그네슘(Mg), 바륨(Ba), 또는 바륨 합금 등으로 이루어질 수 있다. 따라서, 게터(4)에 열을 가해 게터(4)의 상태를 활성화시킬 경우, 게터(4)는 주변에 존재하는 기체를 흡수하여, 주변의 진공도를 증가시킨다.
본 예에서, 게터(4)는 원기둥 형상을 가질 수 있다.
본 예에서, 적어도 하나의 홈(123)은 최소 단면 직경[이하, '홈(123)의 직경이라 함](d1)은 게터(4)의 최대 직경(d2)보다 크고, 홈(123)이 형성된 제2 유리 패널(120)의 내부면에서부터 제2 유리 패널(120)에 인접한 제1 유리 패널(110)의 내부면까지의 최소 간격[이하, '홈(123)에서 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 간격' 또는 '게터방의 높이'라 함](h1)은 게터(4)의 두께(h2)보다 크거나 같다.
본 실시예에서, 제2 유리 패널(120)의 경우와 동일하게, 제1 유리 패널(110)의 내부면은 제1 유리 패널(110)의 내부면과 인접한 면이고, 제1 유리 패널(110)의 외부면은 외부와 접하고 있는 면으로서 제1 유리 패널(110)의 내부면의 반대편에 위치한 면이다.
또한, 게터(4)의 두께(h2)는 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 최소 간격(I1), 예를 들어, 제1 유리 패널(110)의 내부면과 홈(123)이 형성되지 않은 제2 유리 패널(120)의 내부면 사이의 최소 간격(I1)보다 클 수 있다. 이럴 경우, 적어도 하나의 홈(123)에 의해 형성된 게터방에 위치한 게터(4)가 홈(123)의 외부로 빠져 나와 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 최소 간격(I1) 사이에서 이동하는 것이 방지된다. 따라서 게터(4)에 의해 진공유리 패널(100)의 미관과 투명도가 손상되는 것이 방지된다.
적어도 하나의 홈(123)에 위치하는 게터(4)의 개수는 적어도 하나의 홈(123)의 직경(d1)에 따라 정해진다.
본 예에서, 적어도 하나의 홈(123)의 직경(d1)은 적어도 하나의 홈(123)이 형성된 제2 유리 패널(120)의 두께(T1)보다 클 수 있다. 이럴 경우, 제2 유리 패널(120)을 강화 유리로 제조하기 위해 약 600℃ 내지 700℃의 고온으로 열처리한 후 급냉시켜 제2 유리 패널(120)을 강화 처리할 때 발생하는 열충격에 적어도 하나의 홈(123)에 의해 제2 유리 패널(120)에 손상되는 것이 방지된다.
본 실시예에서, 한 예로서, 홈(123)에서 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 간격(h1)은 약 3㎜ 내지 약 8㎜이고, 홈(123)의 직경(d1)은 약 5㎜ 내지 8㎜일 수 있다.
제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 간격(h1)이 약 3㎜ 이상일 경우, 좀더 용이하게 게터(4)가 게터방에 위치하고, 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 간격(h1)이 약 8㎜ 이하일 경우, 대기압에 의해 게터방이 형성된 부분이 파손되는 것이 방지된다.
홈(123)의 직경(d1)이 약 5㎜ 이상일 경우, 게터(4)가 좀더 용이하게 홈(123) 내에 위치하고, 홈(123)의 직경(d1)이 약 8㎜ 이하일 경우, 게터방의 크기가 불필요하게 증가하는 것이 방지되어 진공유리 패널(100)의 미관과 투명도가 손상되는 것이 방지된다.
또한, 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 최소 간격(I1)은 약 0.1㎜ 내지 0.5㎜일 수 있고, 게터(4)의 직경(d2)과 두께(h2)는 각각 1㎜ 내지 3㎜일 수 있다.
제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 최소 간격(I1)이 약 0.5㎜ 이하일 때, 진공유리 패널(100)의 두께가 불필요하게 증가하는 것이 방지된다.
이와 같이, 적어도 하나의 게터(4)가 위치하는 적어도 하나의 홈(123)는 밀폐부(130)로 에워싸여져 형성된 밀폐 공간 내에 위치하고, 밀폐 공간에서 가장 자리 부분에 위치할 수 있다.
본 예와 달리, 홈(123)에 의해 형성된 게티방의 개수는 복수 개일 수 있고, 이 경우, 제2 유리 패널(120)에 형성되는 홈(123)의 개수 역시 복수 개이다. 홈(123)이 복수 개일 경우, 복수의 홈(123)은 밀폐 공간 내에 서로 이격되게 위치한다. 이때, 복수의 홈(123)는 밀폐 공간의 가장 자리부에 서로 이격되게 위치할 수 있다.
밀폐부(130)는 도 2 및 도 3에 도시한 것처럼, 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이에 위치하여 제1 유리 패널(110)의 내부면과 제2 유리 패널(120)의 내부면 각각과 접착되어 있다. 이로 인해, 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120)은 밀폐부(130)에 의해 일체화된다.
이때, 밀폐부(130)는, 도 1 내지 도 3에 도시한 것처럼, 제1 유리 패널(110)의 내부면의 가장 자리 부분에서 가장 자리 부분을 에워싸는 고리 형상으로 부착되고, 역시, 제2 유리 패널(110)의 내부면의 가장 자리 부분에서 가장자리 부분을 에워싸는 고리 형상으로 부착된다. 밀폐부(130)의 폭(d3)은 약 5㎜ 내지 10㎜일 수 있고, 위치에 무관하게 동일한 폭을 가질 수 있다.
이로 인해, 밀폐부(130)로 에워싸여져 있고 밀폐부(130)가 위치하지 않은 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 간격은 밀폐부(130)로 밀폐된 공간을 형성되고, 본 명세서에서 이 밀폐 공간을 내부 공간이라 한다. 따라서, 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 가장 자리 부분은 밀폐부(130)로 채워져 있어 외부와 차단되므로, 외부 공기는 흡인구(121)를 통하지 않고서는 내부 공간으로 유입되지 못한다.
이러한 밀폐부(130)는 글라스 프릿(glass frit) 등으로 이루어질 수 있다.
적어도 하나의 홈(123)는 밀폐부(130)로 에워싸여진 내부 공간에 위치한다.
복수의 간격재(2)는 내부 공간 내에 일정한 간격으로 위치하여 제1 유리 패널(110)의 내부면과 제2 유리 패널(120)의 내부면에 접하고 있다. 이로 인해, 복수의 간격재(2)는 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120)을 지지하며 제1 유리 패널(1100과 제2 유리 패널(120)의 최소 간격(I1)이 위치에 무관하게 일정하게 유지되도록 한다.
이러한 복수의 간격재(2) 각각은 압축 강도가 약 5t/㎠ 이상인 재료로 이루어질 수 있고, 한 예로서, 스페인레스 강(stainless steel)으로 이루어질 수 있다.
각 간격재(2)의 압축 강도가 약 5t/㎠ 이상일 경우, 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 각각의 무게와 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널에 작용하는 대기압 등으로 인해 간격재(2)가 손상되거나 파손되는 것이 방지된다. 따라서, 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120)의 사이의 최소 간격(I1)이 유지되어 진공유리 패널(100)의 단열 성능이 감소하는 것이 방지된다.
이로 인해, 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 간격(I1)은 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이에서 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120)을 지지하고 있는 복수의 간격재(2)의 두께에 의해 결정될 수 있다.
제2 유리 패널(120)에 형성된 흡인구(121)는 제2 유리 패널(120)을 관통하여 형성된 구멍이다.
본 예에서, 흡인구(121)는 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)의 내부 공간에 형성된 기체를 외부로 배출시키기 위한 통로이므로, 흡인구(121)는 밀폐부(130)로 에워싸여진 내부 공간의 한 부분에 위치하여 내부 공간과 연결되어 있다.
이로 인해, 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 내부 공간에 존재하는 기체는 흡인구(121)를 통해 외부로 배출되어 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 내부 공간은 진공 상태가 된다.
본 예에서, 내부 공간의 진공값은 대략 1×10-6 torr일 수 있다.
덮개부(140)는 제2 유리 패널(120)에 형성된 흡인구(121)를 막아 외부로부터 공기가 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널 사이의 내부 공간으로 유입되는 것을 방지한다.
이러한 덮개부(140)는, 도 1 내지 도 3에 도시한 것처럼, 흡인구(121)를 막는 덮개(141)와 덮개(141)를 흡인구(121)에 부착시키는 접착제(142)를 구비한다.
이때, 덮개(141)는 유리나 금속으로 이루어진 판 형상으로서, 흡인구(121)의 최대 직경보다 큰 직경을 갖고 있다. 이로 인해, 흡인구(121)는 덮개(141)에 의해 완전히 덮어진다.
접착제(142)는 한 예로서, 인듐(In)일 수 있다.
이때, 접착제(142)는 도 3에 도시한 것처럼 흡인구(121) 전체를 채우고 있지만, 추가로 흡인구(121) 위에 위치한 내부 공간의 적어도 일부까지 채울 수 있다.
하지만 이에 한정되지 않고, 대안적인 예에서, 도 4의 (a)와 같이 접착제(142)는 제2 유리 패널(120)의 외부면 위에 위치하여 흡인구(121)의 입구만을 막는다. 이 경우, 접착제(142)는 흡인구(121)의 내부에는 위치하지 않는다.
도 4의 (b)에 도시한 또 다른 예에서, 접착제(142)는 흡인구(121)의 적어도 일부에 위치할 수 있다. 이 경우, 접착제(142)는 흡인구(121) 내의 일부 또는 전체를 메우지만 흡인구(121) 위에 위치한 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(12)의 내부 공간의 일부까지는 채우지 않는다.
또한, 도 4의 (c)는 접착제(142)가 흡인구(121)뿐만 아니라 흡인구(121) 위에 위치한 내부 공간의 적어도 일부까지 위치한 경우를 도시한 예로서, 도 4의 (c)의 경우, 접착제(142)는 흡인구(121) 위에 위치한 내부 공간 전체에 위치하여 제1 유리 패널(110)의 내부면과 접촉된다.
위에 기재한 본 예에서, 흡인구(121)는 제2 유리 패널(120)에 위치하지만 이와는 달리, 제1 유리 패널(110)에 위치한다. 이 경우, 흡인구(121)는 제1 유리 패널(110)의 일부를 관통하여 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 내부 공간과 연결된다. 이럴 경우에도, 흡인구(121)를 막기 위해 흡인구(121) 위에 덮개부(140)가 위치하여 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 내부 공간을 진공 상태로 유지한다.
또한, 적어도 하나의 홈(123)은 제2 유리 패널(120)에 형성되지만, 이와는 달리 제1 유리 패널(110)에 형성될 수 있다. 이 경우, 적어도 하나의 홈(123)의 형성 위치를 제외하면 제2 유리 패널(120)에 형성된 경우와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
다른 예에서, 게터방을 형성하는 적어도 하나의 홈(123)은 도 5에 도시한 것처럼 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 모두에 형성된다.
즉, 도 5에 도시한 것처럼, 제1 유리 패널(110)의 내부면에서부터 외부면 쪽으로 돌출된 홈(113)과 제2 유리 패널(120)의 내부면에서부터 외부면 쪽으로 돌출된 홈(123a)를 포함하고 있다.
이때, 제1 유리 패널(110)에 형성된 홈(113)과 제2 유리 패널(120)에 형성된 홈(123a)는 서로 마주보는 위치에 형성되어, 제1 유리 패널(110)의 홈(113)과 제2 유리 패널(120)의 홈(123a)에 의해 형성된 공간이 개터방이 된다.
따라서, 본 예의 경우, 게터방은 서로 다른 유리 패널(110, 120)에 서로 마주보게 형성된 한 쌍의 홈(113, 123a)에 의해 형성된다.
이미 설명한 것처럼, 게터방은 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 내부 공간 내에 형성되므로, 게터방을 형성하기 위해 제1 유리 패널(110)에 형성된 홈(113)과 제2 유리 패널(120)에 형성되는 홈(213a) 역시 내부 공간에 위치한다.
이와 같이, 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 각각에서 서로 대응되게 위치한 한 쌍의 홈(113, 213a)에 의해 형성된 게터방의 높이(h1), 즉 홈(112, 213a)이 제1 유리 패널(110)의 부분과 제2 유리 패널(120)의 부분에서 서로 마주보게 위치하고 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)의 내부면 사이의 최소 간격(h1)은 게터방 내에 위치하는 게터(4)의 두께(h2)보다 크거나 같다.
도 3과 달리, 제2 유리 패널(120)뿐만 아니라 제1 유리 패널(110)에도 홈이 형성되므로, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)의 최소 간격(I1)은 홈(113)이 위치하지 않은 부분의 제1 유리 패널(110)의 내부면과 홈(213a)이 위치하지 않은 부분의 제2 유리 패널(120)의 내부면 사이의 최소 간격(I1)이 되고, 이 간격(I1)은 게터(4)의 두께(h2)보다 작을 수 있다. 이로 인해, 게터(4)가 게터방에서 이탈하여 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 공간에서 자유롭게 이동하는 것이 방지된다.
본 예에서, 제1 유리 패널(110)에 형성된 홈(113)의 직경(d1)과 제2 유리 패널(110)에 형성된 홈(113)의 직경(d1)은 서로 동일하지만, 다를 수 있다.
제1 유리 패널(110)에 형성된 홈(113)의 직경(d1)은 제1 유리 패널(110)의 두께(T1)보다 크고, 제2 유리 패널(110)에 형성된 홈(113)의 직경(d1)은 제2 유리 패널(120)의 두께(T1)보다 큰 것이 좋다. 이로 인해, 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120)을 강화 처리할 때, 형성된 홈(113, 213a)에 의해 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 중 적어도 하나가 손상되는 것이 방지된다.
이와 같이, 도 5에 도시한 게터방은 게터방을 형성을 위해 제2 또는 제1 유리 패널(120 또는 110)뿐만 아니라 나머지 다른 제1 또는 제2 유리 패널(110 또는 120)에 홈(113, 213a)이 형성된 것을 제외하면, 이미 도 3을 참고로 하여 설명한 게터방과 동일하므로, 게터방에 대한 자세한 설명은 생략한다.
게터방에 존재하는 게터(4)의 개수는 게터방의 직경(d1)에 따라 달리질 수 있고, 도 5의 경우, 게터방에 두 개의 게터(4)가 존재하는 예를 도시한다.
이와 같이, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)에 서로 마주보고 형성된 한 쌍의 홈(113, 213a)에 의해 형성된 게터방은 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 내부 공간 내에 복수가 형성될 수 있다. 이때, 도 3과 달리, 게터방을 형성하기 위해 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)에 각각 형성된 한 쌍의 홈(113, 123a)이 필요하므로, 제1 유리 패널(110)에 형성된 홈(113)의 개수와 제2 유리 패널(120)에 형성된 홈(123a)의 개수는 동일하며, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 각각에 형성된 홈(113, 123a)의 개수는 게터방의 개수와 동일하다.
이처럼, 흡인구(121)와 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)의 적어도 하나에 형성된 홈(113, 213, 213a)은 드릴 공정(drilling) 등을 통해 형성될 수 있다.
다음에, 적어도 하나의 게터방에 적어도 하나의 게터(4)를 구비한 진공유리를 제조하는 방법의 한 예를 설명한다.
먼저, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 중 적어도 하나에 형성된 홈(113, 213, 213a) 내에 적어도 하나의 게터(4)를 위치시킨 후, 흡인구(121)를 구비한 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 중 하나의 가장 자리 부분을 에워싸는 고리 형상으로 밀봉재를 형성한다.
다음, 밀봉재에 의해 에워싸여진 제1 또는 제2 제 유리 패널(110, 120)의 부분 위에 복수의 간격재(2)를 위치시킨 후, 약 450℃ 내지 500℃(제1 온도)의 공정 챔버에서 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)을 압착하여, 밀봉재를 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120)의 해당 부분에 부착시킨 후 냉각시킨다. 이로 인해, 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이에 위치하여, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)을 일체화시키는 밀폐부(130)를 형성한다.
이때, 밀봉재는 흡인구(120)와 홈(113, 213, 213a)을 에워싸게 형성된다.
이로 인해, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)은 복수의 간격재(2)에 의해 미리 정해진 간격(I1)만큼 이격되어 서로 일체화되고, 밀폐부(130)로 에워싸여진 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 공간은 밀폐부(130)에 의해 밀폐된 공간, 즉 내부 공간을 형성한다.
이미 설명한 것처럼, 밀폐부(130)가 흡인구(121)와 홈(113,213, 213a)를 에워싸는 위치에 도포되면, 흡인구(121)는 내부 공간과 연결되어 있고, 적어도 하나에 형성된 홈(113, 213, 213a)에 의해 적어도 하나의 게터(4)가 위치한 적어도 하나의 게터방이 형성된다.
다음, 공정 챔버의 온도가 약 150℃ 내지 250℃(제2 온도)의 온도로 감소하면, 도 6에 도시한 것처럼, 오링(O ring)(51), 배기구(52), 배기구(53) 내에 위치한 거치대(53) 및 배기 펌프(도시하지 않음) 등을 구비한 진공 기구(50)를 흡인구(121)에 밀착시켜 흡인구(121)의 주위를 오링(51)으로 밀폐시킨다.
진공 기구(50)의 거치대(53)는 상하 방향으로 이동하며 내부에 열선과 같은 가열 장치(도시하지 않음)가 내장되어 있다.
다음, 흡인구(121)의 주위가 오링(51)으로 밀폐된 상태에서 배기 펌프를 작동시켜 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 내부 공간에 존재하는 기체를 흡인구(121)를 통해 배기구(52)를 거쳐 공정 챔버의 외부로 배출시킨다. 이로 인해, 제1 및 제2 유리 패널(110,120) 사이의 내부 공간의 진공도는 증가한다.
그런 다음, 유도 가열 방식이나 레이저(laser) 등을 이용하여 게터방에 위치한 적어도 하나의 게터(4)에 설정 시간(예, 30초 내지 1분) 동안 열을 가해 약 500℃ 내지 700℃의 온도로 게터(4)를 가열하여 게터(4)를 활성화시킨다. 이로 인해, 게터(4)는 기체를 흡수할 수 있는 활성화 상태가 된다.
이때, 가스 배출 공정은 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 내부 표면에 부착된 가스가 배출되는 탈가스를 가속화시키기 위해서 약 150℃ 내지 250℃의 공정 챔버에서 행해진다. 따라서, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 내부 표면에 부착된 기체는 제1 및 제2 유리 패널(110,120) 사이의 내부 공간으로 탈가스된다.
이로 인해, 진공 기구(50)의 동작에 의해 제1 및 제2 유리 패널(110,120) 사이의 내부 공간에 존재하는 기체뿐만 아니라 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 내부표면에 존재했던 기체도 외부로 배출된다.
이때, 게터방에 존재하는 게터(4)가 상태가 활성화 상태이므로, 제1 및 제2 유리 패널(110,120) 사이의 내부 공간에 존재하는 기체는 게터(4)에 의해서 흡수된다.
따라서, 제1 및 제2 유리 패널(110,120) 사이의 내부 공간에 존재하는 기체는 진공 기구(50)뿐만 아니라 게터(4)에 의해서도 감소되므로, 진공 기구(50)뿐만 아니라 게터(4)를 이용할 경우, 진공 기구(50)만을 이용할 때보다 제1 및 제2 유리 패널(110,120) 사이의 내부 공간의 진공도는 더욱 빠르게 증가한다.
이때, 본 예에서 가스 배출 공정 시 공정 온도는 약 150℃ 내지 250℃이지만, 이러한 공정 온도는 흡인구(121)의 주위를 밀폐시키는 오링(51)의 녹는 온도에 따라 정해진다.
즉, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)의 표면에 존재하는 기체의 탈가스화를 위해서는 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)의 온도를 증가시키는 것이 유리하지만, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)의 온도를 증가시킬 경우, 오링(51)의 녹는점보다 높은 온도까지 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)의 온도를 증가시킬 경우, 제2 유리 패널(110, 120)과 접촉하는 오링(51)이 녹는다. 이로 인해, 오링(51)에 의한 밀폐 효과가 감소하여 외부 공기가 오링(51)을 통해 흡인구(121) 내로 유입되는 문제가 발생한다.
따라서, 오링(51)의 밀폐 효과를 최적의 상태로 유지하면서 진공 기구(50)와 게터(4)를 이용한 고진공화 공정을 실시하기 위해, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)의 탈가스화를 용이하게 하기 위한 가스 배출 시 공정 온도는 오링(51)의 녹는점보다 낮은 온도일 수 있고, 한 예로서, 약 150℃ 내지 250℃일 수 있다.
이미 설명한 것처럼, 탈가스화는 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)의 온도가 증가할수록 효과가 좋기 때문에, 진공 기구(50)에 녹는점이 300℃ 이상인 칼레츠 오링(kalrez O-ring) 등을 사용할 경우 가스 배출 시 공정 온도는 250℃ 이상으로 증가시킬 수 있다. 따라서, 이 경우, 진공유리 패널의 진공화 동작을 더욱더 가속화될 수 있다.
이와 같이, 도 9에 도시한 것처럼, 게터(3)와 진공 기구(50)를 이용하여 게터(4)를 활성화시킨 후 원하는 온도에서 진공 기구(50)를 이용한 진공화 동작은 게터(4)의 활성화 상태가 유지되는 동안 지속된다. 이때, 도 9에 도시한 것처럼, 게게(3)의 활성화 공정의 시작 시점(SP)에서부터 종료 시점(EP)까지 게터(3)에 인가된 열에 의해 게터(3)에서의 탈가화스로 인해 일시적으로 진공값은 감소하지 않고 증가하여 진공도는 나빠지게 된다.
하지만, 시간이 경과하여 각 게터(4)의 표면에 가스가 흡착(게터의 배기))되어 활성화 상태가 종료되면 도 9에 도시한 것처럼 활성화 후 진공값은 감소하여 진공도는 증가하게 된다. 다시 정해진 시간 동안 각 게터(4)에 열을 가해 게터(4)를 활성화시키고 이러한 공정을 복수 번 반복하여 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)내의 가스를 제거한다. 이때, 게터(4)를 활성화시키는 동작은 대략 50번 내지 200번 행해질 수 있다. 따라서, 활성화 공정이 종료되면 진공값은 증가하게 되므로, 반복적인 활성 공정이 이루어지면, 도 9에 도시한 것처럼, 활성화 공정 후 진동값의 그래프(G1)는 점차적으로 감소하는 그래프를 나타내게 된다.
이러한 복수 번의 게터 활성화 과정을 이용한 가스 배기 공정을 통해 원하는 진공도(예, 약 1×10-6 torr)까지 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 내부 공간의 진공값을 낮춰 진공도를 증가시킨다.
복수의 홈(123)을 형성하여 복수의 게터방을 형성할 경우, 복수의 게터방을 정해진 시간 동안 순차적으로 활성화시키게 되고, 이로 인해, 진공 기구(50)를 이용하여 배기 공정 중에 복수의 게터방 중 적어도 하나에 존재하는 게터(4)는 활성화 상태를 유지하게 된다. 또한, 하나의 게터방에 두 개 이상인 복수 개의 게터(4)가 존재할 경우에도 복수 개의 게터(4)를 정해진 시간 동안 순차적으로 활성화시켜, 동일한 게터방에 위치하는 복수의 게터(4) 중 적어도 하나는 활성화 상태를 유지하게 된다. 이로 인해, 배기 공정 기간 내내 게터(4)의 활성화 상태는 끊임없이 유지되므로, 게터(4)에 의해 배기 효율을 향상된다.
다음, 진공 기구(50)의 거치대(53)에 내장된 가열 장치를 동작시켜 덮개(141) 위에 놓여진 인듐(In)과 같은 접착제(142)를 녹인다.
그런 다음, 거치대(53)를 흡인구(121) 쪽으로 이동시켜 덮개(141)를 흡인구(121)쪽으로 밀착시킨 후 냉각시켜 접착제(142)와 덮개(141)로 이루어진 덮개부(140)를 이용해 흡인구(121)를 완전히 밀봉해 진공유리 패널(100)을 완성한다.
본 예에서, 접착제(142)는 가능하면 낮은 녹는점을 갖는 재료로 이루어지며, 한 예로서, 인듐(In)이 사용되지만 다른 재료가 사용될 수 있다.
즉, 접착제(142)의 부착 공정은 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 진공화 공정 완료된 후 이루어지므로, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 진공도에 악영향을 미치지 않아야 된다.
일반적으로 압력은 온도에 비례하므로, 흡인구(121)를 막기 위한 접착제(142)의 녹는점이 높을 경우 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 내부 공간의 압력은 접착제(142)를 녹이기 위해 가해지는 열에 의해 증가하게 되고, 이로 인해, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 진공도는 감소한다.
따라서, 본 예의 경우, 접착제(142)는 녹이기 위한 열에 의해 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 진공도가 감소하는 것을 방지하게 위해, 구리(Cu) 등과 같은 접착제보다 상대적으로 낮은 약 156도의 녹는점을 갖는 인듐(In)을 사용한다.
추가적으로 접착제(142)의 녹는점은 오링(51)의 녹는점보다 낮을 수 있다. 접착제(142)의 녹는점이 오링(51)의 녹는점보다 높을 경우, 흡인구(121)를 막기 위한 동작을 위해 접착제(142)를 녹일 때, 오링(51)의 녹는점보다 높은 온도의 열이 접착제(142)로 가해지게 되는데 이때, 접착제(142)에 가해지는 열이 접착제(142)에 인접하게 위치한 오링(51)에도 미치게 된다.
따라서 오링(51)의 녹는점보다 높은 온도를 갖는 열에 의해 오링(51)의 밀폐 성능이 감소하는 문제가 발생하고, 또한 오링(51)이 녹는 것을 방지하기 위해 추가적인 냉각 장치가 필요하게 된다.
하지만, 접착제(51)의 녹는점이 오링(51)의 녹는점보다 낮으면, 접착제(51)를 녹이는 중에 발생한 열로 인한 오링(51)의 열화 현상 등이 발생하지 않으며 추가적인 냉각 장치가 불필요하므로 비용 절감과 함께 오링(51)의 밀폐 성능은 정상적으로 유지된다.
본 예에 따른 진공유리 패널(100)을 제조하는 모든 공정, 즉, 밀폐부(130)를 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)에 형성하고, 진공 기구(50)를 이용하여 흡인구(121)를 통해 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 내부 공간에 존재하는 기체를 배출하고, 게터(4)를 반복 활성화시키고, 덮개부(140)를 흡인구(121)에 부착하는 공정은 동일한 공정 챔버에서 행해질 수 있고, 이 공정 챔버는 진공 상태이거나 대기 상태일 수 있다.
다음, 도 7a 및 도 7b를 참고로 하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공유리 패널에 대하여 설명한다.
도 7a 및 도 7b에 도시한 진공유리 패널은 게터(제2 게터)(41)와 이 게터(41)에 연결된 단자(42)를 구비하고 있는 것을 제외하면, 도 1 내지 도 3에 도시한 진공유리 패널의 구조와 동일하다. 따라서, 도 7a 및 도 7b에서, 도 1 내지 도 3에 도시한 구성요소와 동일한 구조를 갖고 같은 기능을 수행하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하였고 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도시의 편의를 위해, 도 7a 및 도 7b은 도 1 내지 도 3에 도시한 진공유리 패널(100)에서 제1 유리 패널(110)을 생략하였고, 또한 제2 유리 패널(120)에 위치하여 흡인구(121)를 막는 덮개부(140)의 도시 역시 생략하였다.
게터(41)는 밀폐부(130)에 의해 에워싸여진 내부 공간 내에 위치하며, 진공유리 패널(100)의 투명도와 미관을 위해 내부 공간의 자장자리 부분에 위치할 수 있다.
게터(41)는 대략 0.1cm 내지 0.5 cm의 폭과 대략 2cm 내지 10cm의 길이를 갖고 있으며, 약 0.1㎜ 내지 0.3㎜의 두께를 갖고 있다.
이때, 띠 형상의 게터(42)의 두께는 제1 유리 패널(110)과 제2 유리 패널(120) 사이의 최소 간격(I1)보다 작기 때문에 띠 형상의 게터(41)를 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 내부 공간 내에 위치시키기 위한 별도의 게터방의 형성을 불필요하다.
이러한 게터(41)에는 이 게터(41)에 각각 연결된 두 개의 단자(42)가 연결되어 있고, 두 단자(42)를 게터(41)를 통해 서로 연결되어 있다.
두 개의 단자(42) 각각 밀폐부(130)로 에워싸여진 내부 공간에서부터 밀폐부(130)를 관통해 진공유리 패널(100)의 외부 쪽으로 뻗어 있고, 이로 인해, 외부에 노출된 두 개의 단자(42)에 전기적인 신호, 예를 들어 전류를 공급한다.
단자(42)는 도전성 물질로 이루어져 있고, 외부로부터 인가된 전류를 공급받아 게터(41)에 전달한다. 따라서, 게터(41)는 단자(42)로부터 전달되는 전류에 의해 활성화된다.
다른 예에서, 게터(41)는 밀폐부(130)를 관통한 단자(42)를 구비하지 않을 수 있다. 이 경우, 이미 설명한 것처럼, 레이저나 유도 가열 방식 등을 이용하여 외부에서 게터(41)를 활성화시킬 수 있다.
이처럼, 띠 형상의 게터(41)를 구비한 진공유리 패널은 밀폐부(130)를 형성하기 위한 밀봉재를 제2 유리 패널(120)의 표면 위에 도포하기 전, 즉, 게터방인 홈(123) 내에 게터(4)를 위치시키고 간격재(2)를 제2 유리 패널(12) 위의 해당 위치시킬 때, 단자(42)와 연결된 띠 형상의 게터(41)를 해당 위치에 위치시킨다.
그런 다음, 밀봉재를 해당 위치에 도포한 후 밀폐부(130)를 형성하여 제1 및 제2 유리 패널(120)을 일체화시킨다. 이때, 밀봉재는 게터(41)에 연결된 두 개의 단자(42)를 가로지게 도포하여 단자(42)의 일부를 밀폐부(130)로 에워싸여진 내부 공간 내에 위치하고, 일부는 밀폐부(130) 중간에 위치하여 밀폐부(130)로 싸여지고) 나머지 일부는 내부 공간 외부에 위치하여 진공유리 패널 외부에 노출된다. 따라서, 단자(42)를 에워싸게 위치한 밀폐부(130)에 의해 단자(42)의 위치가 고정되며 이로 인해, 단자(42)에 연결된 띠 형상의 게터(41) 역시 내부 공간 내에서 위치가 고정된다.
밀폐부(140)를 관통해 진공유리 패널(100) 외부로 도출되어 있는 단자(42)가 위치하지 않을 경우, 게터(41)에 연결된 연결부 위에 밀봉재를 도포한다. 이로 인해, 연결부 위에 위치한 밀폐부(130)로 인해 게터(41)의 위치는 고정된다. 이때, 연결부는 밀폐부(130)를 관통하지 않으므로 연결부는 외부로부터의 신호를 인가받는 단자로서의 기능은 수행하지 않는다.
이처럼, 밀폐부(130)를 통해 제1 및 제2 유리 패널(120)을 일체화한 후, 내부 공간의 진공화 동작과 게터(4, 41)의 활성화 동작 및 덮개부(140)의 형성 동작은 이미 위에 기재한 것과 같다.
일반적으로 게터(4, 41)의 배기 속도는 게터의 표면적의 크기에 비례한다. 이때, 띠 형상의 게터(41)는 원기둥 형상의 게터(4)에 비해 표면적이 훨씬 크므로, 띠 형상의 게터(41)에 의해 행해지는 배기 효율은 원 기둥 형상의 게터(4)의 배기 효율에 비해 훨씬 증가한다.
따라서, 원기둥 형상의 게터(4)만을 사용할 때보다 띠 형상의 게터(41)를 추가로 사용할 경우, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 내부 공간의 진공화 공정을 더욱 신속하게 정확하게 이루어진다.
본 예는 띠 형상의 게터(41)가 도1 내지 도 3에 도시한 진공유리 모듈(100)에 적용된 경우를 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 본 실시예에 따른 띠 형상의 게터(41)는 도 5에 도시한 진공유리 패널에도 물론 적용 가능하다.
본 예에서, 게터(41)는 띠 형상을 갖고 있지만, 이에 한정되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있고, 다양한 형상을 갖는 게터(4, 41)를 이용한 배기 효율은 게터(4, 41)의 표면적 크기에 비례하므로, 게터방 내에 위치한 게터(4)과 함께 사용하여 배기 효율을 향상시키는 본 예의 게터(41)는 게터방에 위치한 게터(4)보다 큰 표면적을 가질 수 있다.
다음, 도 8을 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따라 게터(4)를 이용하여 진공패널 모듈을 형성하는 경우와 게터를 이용하지 않고 진공유리 패널을 형성하는 비교예의 경우, 제1 및 제2 유리 패널 사이의 내부 공간의 진공도가 원하는 진공도까지 도달하는데 소요되는 시간을 각각 살펴본다.
비교예의 경우, 게터(4)는 이용하지 않으므로, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 중 적어도 하나는 게터(4)를 위한 게터방을 구비하고 있지 않다는 것을 제외하면, 본 실시예와 비교예의 진공 유리 패널의 구조는 동일하다.
도 8의 'A'에 도시한 것처럼, 본 실시예에 따라, 진공기구를 이용한 배기 동작뿐만 아니라 기체를 흡수하는 게터(4)를 반복적으로 활성화하여 가스의 배기 속도를 향상시킬 경우, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120) 사이의 내부 공간의 진공값이 원하는 수치(10-6 torr) 영역까지 도달하는데 소용되는 시간은 약 2 내지 3시간이다.
반면, 도 8의 'B'에 도시한 것처럼, 게터(4)를 사용하지 않아 게터(4)의 반복적인 활성화를 이용하지 않고 진공기구만을 이용한 배기 동작을 진행한 비교예의 경우, 제1 및 제2 유리 패널 사이의 내부 공간의 진공도는 배기 펌프에 의한 배기 동작에만 의존하므로, 원하는 진공도를 얻기 위해서는 약 6 내지 8시간이 소요된다.
약 10-6torr 이하와 같은 고진공도를 유지하기 위해서는 이미 기술한 것처럼 제1 및 제2 유리 패널의 유리 표면에 붙어있는 가스(주로, 물 분자)를 완전 제거해야만 탈가스화가 발생하지 않고 원하는 상태의 진공도가 장시간 유지된다.
이를 위해, 가스 배출 공정 중에 제1 및 제2 유리 패널을 가열하여 탈가스화를 가속화하여 제1 및 제2 유리 패널의 표면에 부착되어 있는 가스를 제거한다.
일반적으로, 탈가스화는 탈가스화를 위한 제1 및 제2 유리 패널의 가열온도가 높을수록 그리고 진공도가 높을 수록 가속화된다.
제1 및 제2 유리 패널 사이의 내부 공간이 원하는 진공도까지 도달하는데 걸리는 시간은 진공 기구를 사용하여 흡인구를 통해 제거되는 제1 및 제2 유리 패널 사이의 가스 제거 속도, 즉 배기 속도(pumping speed)에 달려있으므로, 이 배기 속도를 증가시켜야 한다.
일반적으로 0.5cm의 두께를 갖는 제1 및 제2 유리 패널에 0.3cm의 직경을 갖는 흡인구를 형성할 경우, 비교예와 같이, 흡인구만을 통한 배기 속도는 상온에서 약 0.2 l/s(liter per second)로 아주 작다. 이는 배기 속도가 흡인구의 직경과 길이에 주로 영향을 받는 반면, 진공 기구에 설치된 배기 펌프의 배가 속도에는 크게 영향을 받지 않기 때문이다.
하지만 본 실시예와 같이, 흡인구뿐만 아니라 게터를 이용하여 제1 및 제2 유리 패널 사이의 공기를 배기할 경우, 게터의 배기 속도는 게터의 표면적의 크기에 비례하며, 표면적의 깨끗한 정도(즉, 가스의 흡착 능력) 에 비례한다.
가스가 아직 흡착되지 않은 상태인 깨끗한 면을 갖고 있는 게터의 경우, 게티의 활성화 온도에서 통상 1 l/scm2의 배기속도를 갖고 있다
직경이 0.3cm 이고 높이가 0.2cm인 원기둥 형상의 게터에서, 깨끗한 표면에 의한 배기 속도는 약 0.3 l/s로 이는 흡인구에 의한 배기속도보다 약 1.5배 증가하고, 폭이 0.2cm 이고 길이가 5cm 인 띠 형상의 게터의 경우 배기속도는 2 l/s로 흡인구에 의한 배기속도의 약 10배에 이른다.
그러나 게터는 활성화 이후 단 시간 내에 표면에 가스가 흡착되어 깨끗한 상태를 유지하지 못하게 되고, 게터의 표면이 깨끗한 상태가 아닐 경우 게터에 의한 배기 속도는 크게 줄어들게 된다.
이 경우, 다시 게터의 활성화 공정(즉, 게터에 열을 가하여 게터의 표면에 존재하는 가스를 게터 내부로 이동시킨 후 화학 반응을 일으켜 가스를 고형화 시키는 과정)을 통하여 게터의 온도를 높이고 게터의 표면을 깨끗하게 하면 다시 위에 기재한 게터의 배기 속도를 회복하게 된다.
이를 위해, 본 실시예의 경우, 게터의 활성화 공정을 반복적으로 실시하여, 게터에 의한 배기 속도를 향상시키는 것이다.
따라서, 게터의 양이 많으면 많을 수록 배기 속도는 증가하고 또한 반복되는 활성화 공정을 통하여 게터의 표면을 깨끗하게 유지하면 게터에 의한 배기속도는 향상된다.
한 예로서, 제1 및 제2 유리 패널 사이의 내부 공간과 같은 밀폐된 공간에 0.3cm의 직경과 0.2cm의 높이를 갖는 원기둥 형상의 게터를 10개 넣고 반복적으로 활성화할 경우 약 15 l/s 의 배기 속도를 얻을 수 있었고, 0.2cm의 폭과 5cm의 길이를 갖는 띠 모양의 게터 하나를 넣고 반복적으로 활성화 할 경우, 비교예의 경우보다약 10배에 이르는 배기 속도를 얻을 수 있었다.
이와 같이, 도 8과 같이, 배기 펌프를 이용하여 흡인구만을 통해 배기 동작을 실행하는 비교예의 경우보다 배기 속도가 증가하고, 이로 인해, 약 10-6torr 부근의 고진공 상태로 도달하는 시간이 비교예의 경우보다 훨씬 줄어든다. 도 8의 경우, 본 실시예의 경우, 10-6torr 부근의 고진공 상태로 감소하는데 소요되는 시간은 약 30분인 반면, 비교예의 경우, 5시간 30분 정도임을 알 수 있다.
이미 설명한 것처럼, 탈가스화는 온도뿐만 아니라 진공도에 비례하므로, 게터의 동작에 의해 비교예의 경우보다 고진공 상태로 도달하는 시간이 단축되므로, 고진공 상태에서의 탈가스화가 가속되어 완전 탈가스화 소요 시간은 단축된다.
이러한 게터의 작용에 의해, 본 실시예의 경우, 350℃ 내지 400℃보다 낮은 150℃ 내지 250℃의 가스 배출 온도에서도 제1 및 제2 유리 패널 사이의 진공도는 약 1 내지 2시간 만에 원하는 진공도에 도달하게 되어 배기 공정을 짧은 시간 내에 마칠 수 있게 된다.
이로 인해, 진공유리 패널(100)의 제조 속도가 빨라져 진공유리 패널(100)의 생산성이 향상된다.
또한, 본 실시예의 경우, 게터(4)에 작용에 의해 진공 효율이 향상되므로, 진공화 공정은 고가의 진공 챔버에서 반드시 행해질 필요가 없이 대기 중에서도 행해진다. 이 경우, 진공 챔버가 불필요하므로, 진공유리 패널(100)의 제조 비용이 줄어든다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (15)

  1. 제1 유리 패널,
    상기 제1 유리 패널과 일정한 간격으로 마주보며 이격되어 있는 제2 유리 패널,
    상기 제1 유리 패널과 제2 유리 패널 중 적어도 하나에 위치하여 상기 제1 유리 패널과 제2 유리 패널 중 하나의 내부면에서부터 외부면으로 돌출된 적어도 하나의 홈,
    상기 적어도 하나의 홈에 위치한 적어도 하나의 제1 게터, 그리고
    상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 사이의 가장 자리 부분에 위치하여 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널과 접착되어 있는 밀폐부
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 홈은 상기 밀폐부에 의해 에워싸여진 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 사이의 내부 공간에 위치하는
    진공유리 패널.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 유리 패널의 상기 내부면에서 상기 적어도 하나의 홈이 위치하지 않는 부분과 상기 제2 유리 패널의 상기 내부면에서 상기 적어도 하나의 홈이 위치하지 않는 부분 사이의 간격은 상기 제1 게터의 두께보다 작은 진공유리 패널.
  3. 제1항에서,
    상기 적어도 하나의 홈의 직경은 상기 제1 유리 패널 및 상기 제2 유리 패널 중 적어도 하나의 두께보다 큰 진공유리 패널.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 유리 패널 및 상기 제2 유리 패널 중 하나를 관통하여 상기 내부 공간과 연결되어 있는 흡인구, 그리고
    상기 흡인구를 막는 덮개부
    를 더 포함하는 진공유리 패널.
  5. 제4항에서,
    상기 덮개부는 상기 흡인구의 적어도 일부에 채워져 있는 접착제와 상기 접착제에 부착된 덮개를 포함하는 진공유리 패널.
  6. 제5항에서,
    상기 접착제는 인듐으로 이루어져 있는 진공유리 패널.
  7. 제1항 및 제4항 내지 제6항 중 한 항에서,
    상기 적어도 하나의 홈이 형성되지 않는 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 사이의 내부 공간에 위치한 제2 게터를 더 포함한 진공유리 패널.
  8. 제7항에서,
    상기 제2 게터는 상기 제1 게터보다 큰 표면적을 갖는 진공유리 패널.
  9. 제7항에서,
    상기 제2 게터는 상기 제1 유리 패널의 상기 내부면에서 상기 적어도 하나의 홈이 위치하지 않는 부분과 상기 제2 유리 패널의 상기 내부면에서 상기 적어도 하나의 홈이 위치하지 않는 부분 사이의 간격보다 작은 크기의 두께를 갖는 진공유리 패널.
  10. 제9항에서,
    상기 제2 게터는 0.1cm 내지 0.5 cm의 폭, 2cm 내지 10cm의 길이 및 0.1㎜ 내지 0.3㎜의 두께를 갖고 있는 진공유리 패널.
  11. 제7항에서,
    상기 제2 게터에 연결되어 있고, 상기 밀폐부를 관통하여 상기 내부 공간에서 외부로 뻗어 있는 단자를 더 포함하는 진공유리 패널.
  12. 밀봉재를 이용하여, 적어도 하나에 홈과 흡인구가 위치하고 상기 홈에 게터가 위치하는 제1 유리 패널과 제2 유리 패널을 일체화시키는 단계,
    진공 기구를 상기 흡인구에 밀착시켜 상기 흡인구의 주위를 밀폐시키는 단계,
    상기 진공 기구를 동작시켜 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 사이에 위치하는 기체를 상기 흡인구를 통해 외부로 배출시키는 단계,
    상기 게터에 열을 가하여 상기 게터를 반복적으로 활성화시키는 단계, 그리고
    상기 흡인구를 덮는 밀폐부를 상기 흡인구 위에 위치시켜 상기 흡인구를 막는 단계
    를 포함하는 진공유리 패널의 제조 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 게터를 활성화시키는 단계는 유도 가열 방식이나 레이저를 이용하여 상기 게터를 가열하는 진공유리 패널의 제조 방법.
  14. 제12항에서,
    상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널을 일체화시키는 단계는 제1 온도에서 행해지고, 상기 기체를 상기 외부로 배출시키는 단계는 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도에서 행해지는 진공유리 패널의 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 제2 온도는 150℃ 내지 250℃인 진공유리 패널의 제조 방법.
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