KR102290308B1 - 감소된 봉지 높이의 편차를 갖는 진공 단열 유리(ｖｉｇ) 윈도우 유닛 및 그 제조방법 - Google Patents

감소된 봉지 높이의 편차를 갖는 진공 단열 유리(ｖｉｇ) 윈도우 유닛 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

진공 단열 유리(VIG) 윈도우 어셈블리 및 그 제조 방법이 제공되는 것으로, 최종 에지 봉지 높이의 편차는 바람직하게 0.20 mm 이하, 더 바람직하게 약 0.15 mm 이하이다. 최종 에지 봉지 높이 편차의 조절 단계는 실질적으로 유리 기판 사이의 캐비티의 진공 펌프 다운 중에 VIG 윈도우 어셈블리의 유리 기판의 파손을 줄인다. 에지 봉지 높이 편차는, 예를 들면, 초록색 프릿 물질의 초기 디스펜싱을 조절하고/조절하거나, 소성 중 온도 편차를 조절하고/조절하거나, 소성 중 사이클 횟수를 조절함으로써, 조절될 수 있다.

Description

감소된 봉지 높이의 편차를 갖는 진공 단열 유리(ＶＩＧ) 윈도우 유닛 및 그 제조방법{VACUUM INSULATED GLASS (VIG) WINDOW UNIT WITH REDUCED SEAL HEIGHT VARIATION AND METHOD FOR MAKING SAME}
본 개시 내용은 일반적으로 진공 단열 유리(VIG) 윈도우 유닛 구성 및 VIG 윈도우 유닛의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시 내용은 VIG 윈도우 유닛 에지 봉지의 구성, 및 VIG 윈도우 유닛의 에지 봉지 경계(perimeter)에 의해 한정되고 유리 기판 사이에 형성되는 캐비티를 진공 상태로 만들기 위해서 사용되는 펌프 다운 절차 중, 에지 봉지 근처에서 VIG 윈도우 유닛의 파손 가능성을 줄이기 위해 최종적인 에지 봉지 높이의 편차를 감소시키는, 에지 봉지재의 적용 방법에 관한 것이다. 본 개시 내용은 캐비티 진공 전에 에지 봉지 높이의 편차(예를 들면, 허용치)를 감소시키기 위한 유닛의 치수화에 관한 것이다.
진공 단열 유리(VIG) 유닛은 일반적으로 진공 상태로 만들거나 낮은 압력의 공간/캐비티를 둘러싼 적어도 2개의 이격된 유리 기판을 포함한다. 유리 기판은, 말단 에지 봉지(edge seal)에 의해 상호 연결되는 데, 일반적으로 유리 기판 사이에 존재하는 낮은 압력 환경에 기인한 유리 기판의 파괴를 방지하고, 유리 기판 사이의 간격을 유지하기 위해, 유리 기판 사이에 스페이서를 포함한다. 일부 예시의 VIG 구성은, 예를 들면, 미국 특허 제5,657,607호, 제5,664,395, 5,657,607호, 제5,902,652호, 제6,506,472호 및 제6,383,580호에 개시되어 있고, 이들 개시 내용은 본원에 참조로 포함되어 있다.
도 1 및 2는 일반적인 VIG 윈도우 유닛(1) 및 VIG 윈도우 유닛(1)을 형성하는 소자를 도시한다. 예를 들면, VIG 유닛(1)은, 진공의, 낮은 압력 공간/캐비티(6)를 동봉하는, 2개의 이격된, 실질적으로 평행한 유리 기판(2, 3)을 포함할 수 있다. 유리 시트 또는 기판(2,3)은, 예를 들면, 융해된 땜납 유리로 이루어질 수 있는 말단 에지 봉지(4)에 의해 상호 연결된다. 유리 기판(2,3) 사이에 존재하는 낮은 압력 공간/갭(6)이라는 점에서, VIG 유닛(1)의 유리 기판(2,3)의 간격을 유지하기 위해, 유리 기판(2,3) 사이에 지지체 필러/스페이서(5)의 어레이가 포함될 수 있다.
펌프 아웃 튜브(8)는, 예를 들면, 유리 기판(2) 중 하나의 내부 표면으로부터 유리 기판(2)의 외부 표면의 선택적 리세스(11)의 하부, 또는 선택적으로 유리 기판(2)의 외부 표면으로 통과하는 개구/구멍(10)으로 땜납 유리(9)에 의해 기밀 봉지될 수 있다. 예를 들면, 일련의 펌프 다운 조작을 사용해서 내부 캐비티(6)를 낮은 압력 상태로 만들기 위해, 펌프 아웃 튜브(8)에 진공 장치를 부착한다. 캐비티(6)의 진공 조작 후, 낮은 압력의 캐비티/공간(6)의 진공을 봉지하기 위해, 튜브(8)의 일부분(예를 들면, 팁)을 용융한다. 봉지된 펌프 아웃 튜브(8)가 선택적 리세스(11) 내에 유지될 수 있다. 선택적으로, 화학적 게터(12)는, 유리 기판 중 하나, 예를 들면, 유리 기판(2)의 내면에 배치되는 리세스(13) 내에 포함될 수 있다. 화학적 게터(getter)(12)는, 캐비티(6)가 진공 처리되고 봉지된 후에 유지될 수 있는 특정 잔류 불순물을 흡수하거나 결합하는 데에 사용될 수 있다.
융해된, 땜납 유리의 말단 에지 봉지(4)를 포함하는 VIG 유닛은, 일반적으로 기판(2)의 말단 주변 (또는 기판(3) 상)에, 유리 프릿(glass frit) 용액(예를 들면, 프릿 페이스트)을 증착함으로써 제조된다. 최종적으로, 이러한 유리 프릿 페이스트에 의해 유리 땜납 에지 봉지(4)를 형성한다. 2개의 기판(2,3) 사이에 유리 프릿 용액 및 스페이스/필러(5)가 개재되도록, 기판(2) 상에 그 외의 기판(예를 들면, 3)을 배치한다. 유리 기판(2,3), 스페이서/필러(5) 및 봉지재(예를 들면, 용액 또는 페이스트 유리 프릿)를 포함하는 전체 어셈블리를, 적어도 약 500℃의 온도까지 가열하고, 이 온도에서 유리 프릿을 용융시키고, 유리 기판(2,3)의 표면을 웨팅시킨 후, 최종적으로 기밀 봉지된 말단/에지 봉지(4)을 형성한다.
기판 사이에 에지 봉지(4)를 형성한 후, 펌프 아웃 튜브(8)를 통해 진공 상태를 만들고, 기판(2,3) 사이의 낮은 압력 공간/캐비티(6)을 형성한다. 공간(6) 사이의 압력은 진공 공정에 의해 대기압 미만, 예를 들면 약 10-2 Torr 미만으로 형성될 수 있다. 공간/캐비티(5) 내의 낮은 압력을 유지하기 위해, 기판(2,3)은 기밀 봉지한다. 대기압 하에서, 대략 평행한, 분리된 기판을 유지하기 위해, 기판 사이에 낮은 고강도 스페이서/필러(5)가 제공된다. 상기 기재된 바와 같이, 기판(2,3) 사이의 공간(6)이 진공 상태가 되면, 예를 들면, 레이저 등을 사용해서 펌프 아웃 튜브(8)의 팁을 용융함으로써 봉지할 수 있다.
캐비티를 대기압 미만으로 만든 후, 캐비티를 진공 상태로 만들거나 퍼지하기 위해 사용된 펌프 아웃 튜브의 단부를 가열해서 개구를 용융하고, VIG 윈도우 유닛의 캐비티를 봉지함으로써 펌프 아웃 튜브가 봉지될 수 있다. 예를 들면, 제한 없이, 이러한 가열 및 용융은 펌프 아웃 튜브의 팁에 레이저를 조사함으로써 달성될 수 있다.
일부 예에서, 캐비티 진공 공정 중에, 에지 봉지 근방에서 VIG 유닛 유리의 파손이 관찰되었다. 캐비티 진공 공정 중에 발생한 이러한 파손의 원인을 결정하는 데에 상당한 시간 및 자원이 소비되었다. 최종적으로, 봉지 높이의 편차는 파손 문제에 관련될 수 있는 것으로 인식되었다. 예를 들면, 프릿 물질 함유 접착제 등과 같은 에지 봉지를 형성하는 데에 사용되는 물질은, 캐비티를 한정하는 봉지 경계 주변에서 높이의 편차가 지나치게 큰 것을 포함하는 경우가 있다. 다수 실험을 수행한 후, 놀랍게도 봉지 두께의 편차 허용치와 캐비티 진공 (또는 펌프 다운) 공정 중 파손 경우 사이에서 상관관계가 존재하는 것을 알 수 있었다. 놀랍게도 봉지 높이의 편차는, VIG 유닛의 유리 기판 사이에 형성된 캐비티를 진공 상태로 만드는 도중에 봉지 근방에서 VIG 유닛 상의 응력에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 진공 공정은 경우에 따라서 풀 다운(pull-down) 또는 펌프 다운(pump-down) 절차라고 칭할 수도 있다. 놀랍게도 봉지 높이의 편차가 지나치게 크면, 봉지의 경계 및 일반적으로 봉지 근방의 내측에서 VIG 유닛의 유리를 파손시킬 수 있는 펌프 다운 중에 충분한 응력이 발생하는 경우가 있는 것을 알 수 있었다. 예를 들면, 제한 없이, 봉지 높이의 편차가 지나치게 크면, 필러 또는 스페이서와 적어도 하나의 유리 기판 사이의 갭을 일으키고, 따라서 유리 기판이 펌프 다운 중에 구부러지거나 휘어질 수 있다. 봉지 경계의 주변에서 봉지 높이의 편차가 너무 큰 경우, 유리가 파손되는 것을 알 수 있었다.
또한, 봉지 높이의 큰 편차를 일으키는 데에 다양한 원인이 있는 것을 알 수 있었다. 예를 들면, 제한 없이, 초기에 적용한 초록색(예를 들면, 소성되지 않은(unfired)) 봉지재(예를 들면, 프릿)의 균일성, 소성 공정 중 유리 기판의 휨 또는 구부러짐을 포함할 수 있다. 이러한 조건은, 최종 봉지 높이의 큰 편차(예를 들면, 비균일성)에 기여하는 것을 알 수 있었다.
펌프 다운 중에 유리의 구부러짐 또는 휨에 기인하는 유리 파손에 관한 결함을 해결하기 위해서, 에지 봉지의 경계 주변에서 봉지 높이의 편차를 줄임으로써, 펌프 다운 중에 VIG 유닛 상의 응력을 완화시키고(예를 들면, 유리 기판의 구부러짐 또는 휨 정도를 줄이고), 펌프 다운 중에 VIG 유닛 유리의 파손의 경우를 줄이는 것을 결정했다. 실험 결과, 예를 들면, 제한 없이, 봉지재(예를 들면, 프릿 물질)의 초기 디스펜싱된 높이를 조절하는 것, 소성 중에 봉지재의 흐름을 조절하는 것 및 봉지 공정 중에 균일하게 온도를 조절하는 것에 의해, 봉지 높이의 편차 또는 허용치를 바람직하게 작은 정도로 감소시킬 수 있었다. 예를 들면, 제한 없이, 최종적인 에지 봉지 높이의 편차를, 바람직하게 약 0.20 mm 미만, 더 바람직하게 약 0.15 mm 미만 및 더욱 더 바람직하게 약 0.10 mm 미만으로 조절함으로써, 펌프 다운 중에 유리 파손을 상당히 감소시켰다. 소성 중에 유리 기판의 휨을 줄이고, 또 봉지재의 흐름을 조절한 소성 공정을 제공하는 것이 바람직하고, 이는에지 봉지 높이의 편차 감소에 기여할 수 있을 것이다.
최종적으로, 에지 봉지 높이의 편차를 감소시키기 위해, 본 발명자들은, 예를 들면, 제한 없이, 적용 공정 중 기기를 사용해서 소성되지 않은 봉지재의 초기 디스펜싱된 높이를 조절하면, 최종적인 봉지 높이의 균일성이 상당히 개선되고, 최종적인 봉지 높이의 편차는, 상기 기재된 바와 같이, 허용된 범위 내에 있다. 또한, 예를 들면, 소성 중 온도의 균일성을 조절함으로써, 유리 기판의 휨 또는 구부러짐을 줄이고, 또한 최종 봉지 높이의 편차를 줄인다. 또한, 소성 중 봉지재의 흐름을 조절하면, 예를 들면, 봉지재가 소성 중에 필러/스페이서의 높이에 매칭되도록 흐르는 긴 소성 공정을 실시함으로써, 예를 들면, 최종 봉지 높이의 편차를 개선한다.
이러한 이점 및 그 외의 이점은, 진공 단열 유리 윈도우 유닛에 의해 제공되는 것으로, 이는 제1기판 및 제2기판; 및 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 캐비티 경계를 한정하고, 제1기판과 제2기판 사이에 개재된 봉지재를 포함하고, 제1기판 및 제2기판 사이의 기밀 봉지를 형성하고, 낮은 압력의 캐비티 주변에서 상기 봉지재 높이의 편차는 바람직하게 약 0.20 mm 미만, 더 바람직하게 0.15 mm 이하, 더욱 더 바람직하게 약 0.10 mm 이하이다.
또 다른 이점은 진공 단열 유리 윈도우 유닛의 제조방법에 의해 제공되는 것으로, 봉지재 - 봉지재는 경계를 가지고, 기기에 의해 증착되고, 소성되지 않은 높이가 약 0.6 mm 내지 0.9 mm 를 가짐 - 을 제1유리 기판 상에 증착하는 단계, 및 소성된 봉지재 높이의 편차가 바람직하게 약 0.20 mm 미만, 더 바람직하게 약 0.15 mm 이하, 더욱 더 바람직하게 약 0.10 mm 이하인 진공 단열 유리 윈도우 유닛 서브어셈블리를 제공하기 위해, 상기 제1유리 기판, 제2유리 기판 및 상기 제1유리 기판과 제2유리 기판 사이에 개재된 상기 봉지재를 포함하는 서브어셈블리를 소성하는 단계를 포함한다.
이러한 및 그 외의 실시형태 및 이점은 특정한 예시의 실시형태에 대해서 다음의 도면을 참조해서 기재되고, 유사한 참조 부호는 유사한 엘리먼트를 의미한다:
도 1은 종래의 VIG 유닛의 개략 단면도이고;
도 2는 종래의 VIG 유닛의 상부 평면도이고;
도 3은 예시의 실시형태에 따르는 예시의 VIG 유닛의 에지 부위를 도시하는 개략 부분 단면도이고;
도 4는 예를 들면, 봉지재 높이를 포함하는 다양한 공정 조건이 조절되는, 특정한 예시의 실시형태에 따르는 VIG 유닛 제조방법을 도시한 흐름도이다.
특정한 예시의 실시형태는 본원에서 상세하게 하기 도면을 참조해서 기재되고, 유사한 참조 부호는 유사한 엘리먼트를 의미한다. 본원에 기재된 실시형태는 예시적인 것으로 의도되고, 제한 없이, 당업자에 의해 수반한 청구범위의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 가능하다는 것이 이해될 것이다.
도 3을 참조하면, 예시의 VIG 윈도우 유닛(1)의 일부의 개략적 단면도가 도시된다. VIG 윈도우 유닛(1)은 에지 봉지(4)에 의해 서로 연결될 수 있는, 서로 이격된 제1 및 제2 투명한 유리 기판(2,3)을 포함할 수 있고, 이러한 기판은, 예를 들면, 제한 없이, 바나듐계 또는 VBZ 타입 봉지 또는 땜납 유리형 봉지이거나 이를 포함할 수 있다. 예시의 바나듐계 또는 VBZ 타입 봉지 조성물은 2012년 1 월 20일에 출원된, 미국 특허 출원 제13/354,963호(본원에 참조로 포함됨)에 개시되어 있다. VBZ (예를 들면, 바나듐, 바륨, 아연)계 봉지 조성물은 미국 특허 출원 제13/354,963호에 기재되어 있고, 특정한 예시의 실시형태에서 에지 봉지(4)에 사용될 수 있다. 종래의 땜납 유리 프릿 물질은, 특정한 예시의 실시형태에서 에지 봉지(4)에 사용될 수 있다. VBZ 타입 봉지 조성물을 사용하는 경우, VBZ 조성물은 VIG 유닛을 봉지하는 데에 사용될 수 있는 특정한 그 외의 종래의 유리 프릿 조성물의 온도(예를 들면, 약 500℃)보다 낮은 소성 온도(예를 들면, <250℃)를 갖기 때문에, VIG 유닛 유리의 소망의 기질을 유지하는 데에, 낮은 온도 봉지 열 프로파일이 사용된다. 본원에 개시된 실시형태는 임의의 적합한 봉지재를 사용하는 VIG 구성에 동일하게 적용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 상기 기재된 바와 같이, 에지 실(4)의 경계는, 상기 기재된 바와 같이 기판의 사이가 진공 상태가 되도록 기밀 봉지된 캐비티(6)를 한정한다.
특정한 실시형태에서, 투명한 유리 기판(2,3)은 거의 동일한 크기일 수 있다. 그러나, 특정한 그 외의 예시의 실시형태에서, VIG 유닛의 에지 근방에서 거의 L 형상 계단을 제공하기 위해서, 하나의 유리 기판이 다른 하나의 유리 기판보다 클 수 있다. 유리 기판(2,3)의 하나 또는 둘은 또한 선택적으로 적어도 하나의 코팅 물질(미도시)를 포함하고, 예를 들면, 제한 없이, 저 E 코팅을 포함할 수 있다. 다양한 코팅은 적어도 하나의 유리 기판(2,3)의 내부 표면 상에 존재할 수 있고, 이러한 코팅은 VIG 윈도우 유닛(1)에 다양한 바람직한 성능 특징을 제공하는 것으로 이해될 것이다. 특정한 예시의 실시형태에서, VIG 윈도우 유닛의 가시투과율은, 적어도 약 30%, 더 바람직하게 적어도 약 40%, 더욱 더 바람직하게 적어도 약 50%, 더욱 더 바람직하게 적어도 약 60% 또는 70%이다.
지지 필러/스페이서(5)의 어레이는, 기판(2,3) 사이의 캐비티(6) 내에 최종적으로 제공되는 대기압 미만의 압력이라는 점에서, 기판의 간격을 유지하기 위해 유리 기판(2,3) 사이에 포함될 수 있다. 특정한 예시의 실시형태에서, 스페이서의 높이는, 예를 들면, 약 0.1 내지 1.0 mm, 더 바람직하게 약 0.2 내지 0.4 mm일 수 있다. 스페이서의 높이는 진공 캐비티(6)의 높이를 한정할 수 있다. 상기 기재된 바와 같이, 스페이서(5)는 현저하게 눈의 띄지 않는 충분히 작은 크기인 것이 바람직하다. 특정한 예시의 실시형태에 따르면, 스페이서는 땜납 유리, 유리, 세라믹, 금속, 폴리머 또는 임의의 그 외의 적합한 물질이거나 이를 포함할 수 있다. 또한, 스페이서(5)는, 예를 들면, 일반적으로 원통형, 원형, 구형, 다임 형상(dime shaped), C 형, 필로우 형상 또는 임의의 그 외의 적합한 형상일 수 있다.
펌프 아웃 튜브(도 3에 미도시)는, 예를 들면, 펌프 아웃 튜브에 진공 펌프를 부착하고, 기판(2,3) 사이의 캐비티(6)를 대기압 미만의 낮은 압력 상태가 되도록 진공 상태로 만드는 공정에 사용된다. 바람직한 예에서, 캐비티(6) 내의 압력은, 예를 들면, 바람직하게 약 10-2 Torr 미만, 더 바람직하게 약 10-3 Torr 미만, 더욱 더 바람직하게 5×10-4 Torr 미만이다. 캐비티(6)를 진공 상태로 만든 후, 펌프 아웃 튜브는, 예를 들면, 임의의 적합한 수단(예를 들면 레이저)으로 튜브의 팁을 용융함으로써 봉지될 수 있다. VIG 윈도우 유닛은, 예를 들면, 제한 없이, 집, 사무실, 아파트, 문 등의 윈도우로서 사용될 수 있다.
특정한 예시의 실시형태에 따르면, 펌프 다운 중 발생하는 VIG 유닛 상의 응력을 줄여서 펌프 다운 중 VIG 유닛 유리의 파손을 줄이기 위해서, 봉지 높이의 편차를 조절한다. 확장 실험 결과, 봉지 높이의 편차 또는 허용치는, 예를 들면, 제한 없이, 봉지재(예를 들면, 프릿 물질)의 초기 디스펜싱된 높이를 조절하고/조절하거나 소성 중 봉지재의 흐름을 조절하고/조절하거나 봉지 공정 중 균일하게 온도를 조절함으로써 감소될 수 있다. 예를 들면, 제한 없이, 최종적인 에지 봉지 높이의 편차를, 바람직하게 약 0.20 mm 미만, 더 바람직하게 0.15 mm 미만, 더욱 더 바람직하게 0.10 mm 미만으로 조절하면, 펌프 다운 중 파손이 상당히 감소한다. "편차"는 최대 봉지 높이와 최소 봉지 높이 사이의 차이로 고려될 수 있다. 따라서, 낮은 압력의 캐비티를 둘러싼 에지 봉지의 경계 전체에서 에지 봉지의 최대 높이는 0.20 mm 미만, 더 바람직하게 약 0.15 mm 미만, 더욱 더 바람직하게 약 0.10 mm 미만으로 변화될 수 있다. 특정한 예시의 실시형태에 따르면, 제한 없이, 봉지 높이의 편차는, 적용 공정 중, 봉지재(예를 들면, 프릿)의 초기 디스펜싱된 높이를 더 정밀하게 조절하는 기기를 제공함으로써 감소될 수 있다. 또한, 최종적인 에지 봉지 높이의 편차에 기여하는, VIG 윈도우 유닛의 유리 기판의 휨 또는 구부러짐을 줄이기 위해서, 예를 들면, 낮은 온도 편차 및/또는 긴 소성 시간을 갖는 더욱 조절한 소성 공정이 사용될 수 있다. 또한, 예의 실시형태에 따르면, 예를 들면, 봉지재가 소성 중에 필러 또는 스페이서의 높이에 매칭되도록 흐르고, 봉지 높이의 편차를 감소시킴으로써, 소성 중에 봉지재의 흐름을 조절하는 긴 소성 공정이 사용될 수 있다.
특정한 예시의 실시형태에 따르면, VIG 윈도우 유닛의 제조방법이 개시되어 있다. 특정한 예시의 방법에 따르면, 초기의 봉지 높이용 물질 적용은, VIG 유닛의 유리 기판 중 하나 상에 초기의 봉지재를 디스펜싱하기 위해 기기를 사용해서 조절될 수 있다. 초기의 디스펜스 봉지재 높이는 다음의 소성에 사용되는 공정 타입에 따라 다를 수 있다. 예를 들면, 제한 없이, 단파 적외선(SWIR) 소성에 의한 초기의 봉지재 증착은, 바람직하게 초록색 소성되지 않은(예를 들면, 측정된 드라이) 프릿(예를 들면, 봉지재) 높이가 약 0.4 mm 내지 0.9 mm, 더 바람직하게 약 0.5 mm 내지 0.8 mm, 더욱 더 바람직하게 약 0.6 mm 내지 0.7 mm 일 수 있다. SWIR 처리는, 비교적 단시간에 수행되기 때문에, 초기 초록색 프릿 높이의 증착 허용치는 긴 사이클 소성 공정의 경우에서보다 작다. 긴 피크 가열 시간에 의해, 봉지재가 필러 또는 스페이서의 높이까지 흐르거나 유지되기 때문에, 예를 들면, 제한 없이, 긴 사이클의 종래 타입의 소성 동안, 예를 들면, 초록색 소성되지 않은 프릿 높이는 약 0.4 mm 내지 1.0 mm, 더 바람직하게 0.5 mm 내지 0.9 mm, 더욱 더 바람직하게 약 0.6 mm 내지 0.9 mm일 수 있다. 또 다른 실시형태에 따르면, 예를 들면, VIG 유닛의 유리 기판이 휘거나 또는 비틀어지는 것을 줄이면, 봉지 높이의 편차를 추가로 조절 또는 감소하기 위해서, 열 사이클이 조절될 수 있다. 예를 들면, 온도차에 의해 유리 기판이 휘어지고 비틀어져서, 바람직하지 않은 봉지 높이의 편차를 일으킨다. 따라서, 특정한 예시의 실시형태에 따르면, 예를 들면, 더 큰 온도 균일(예를 들면, 2.0℃ 미만) 및 충분한 가열 시간(예를 들면, 20-30 분)을 제공하기 위해서, 소성 조건을 조절해서 유리 기판이 균일한 온도에 도달하고 평탄화됨으로써 유리가 안정화하고 평탄화된다.
도 3을 다시 참조하면, 에지 봉지(4)의 최종 봉지 높이(H)가 도시된다. 특정한 예시의 실시형태에 따르면, VIG 유닛(1)의 에지 봉지(4)의 경계에 따른 에지 봉지(4)의 높이 H 편차는, 예를 들면, 제한 없이, 봉지재(예를 들면, 프릿)의 초기 디스펜싱된 높이의 편차를 조절함으로써 조절될 수 있다. 상기 기재된 바와 같이, 바람직한 예시의 초기 디스펜싱된 프릿 높이는, 예를 들면, VIG 유닛을 소성하는 데에 사용된 공정 타입에 따라 다를 수 있다. SWIR 타입 소성 공정을 사용하는 특정한 예시의 실시형태에 따르면, 초기의 디스펜싱된 봉지재 높이는, 예를 들면, 바람직하게 약 0.4 mm 내지 0.9 mm, 더 바람직하게 약 0.5mm 내지 0.8 mm, 더욱 더 바람직하게 약 0.6 mm 내지 0.7 mm일 수 있다. 긴 사이클의 종래 타입의 소성을 사용하는 그 외의 예시의 실시형태에 따르면, 예를 들면, 초기의 디스펜싱된 봉지재 높이(예를 들면, 초록색 소성되지 않은 프릿 높이)는, 바람직하게 0.4 mm 내지 1.0 mm, 더 바람직하게 약 0.5 mm 내지 0.9 mm, 더욱 더 바람직하게 약 0.6 mm 내지 0.9 mm일 수 있다. 긴 사이클의 종래 타입 공정의 편차는, 이러한 타입의 소성 공정이 일반적으로 더 긴 피크 가열 시간을 갖기 때문에, 더 클 수 있다. 예시의 실시형태에 따르면, 초기의 프릿 디스펜싱은 상기 예시의 실시형태에 대해 근접한 허용치에 기인해서 기계 공정을 사용해서 실시될 수 있다. 또한, 특정한 예시의 실시형태에 따르면, 소성 중 봉지재의 흐름을 용이하게 하고 유리 기판의 평탄화를 용이하게 해서 최종 봉지 높이의 편차를 줄이는 것을 돕기 위해, 더 긴 피크 가열시간을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기재된 바와 같이, 온도차에 의해 유리 기판이 휘어지고 비틀어져서 바람직하지 않은 봉지 높이의 편차를 일으킬 수 있다. 따라서, 특정한 예시의 실시형태에 따르면, 유리 기판이 균일한 온도에 도달하게 함으로써 유리가 안정화하고 평탄하게 되고 봉지재를 흐르게 하기 위해서, 소성 조건은, 예를 들면, 큰 온도 균일성(예를 들면, 약 2.0℃ 미만) 및 충분한 가열 시간(예를 들면, 약 20-30분)을 제공하도록, 조절될 수 있다. 얻어진 VIG 유닛은, 최종 봉지 높이의 편차가 감소하고, 최종적인 에지 봉지 높이의 편차는 바람직하게 약 0.20 mm 미만, 더 바람직하게 0.15 mm 이하, 더욱 더 바람직하게 약 0.10 mm 이하이다.
도 4는 특정한 예시의 실시형태에 따르는 VIG 윈도우 유닛을 제조하는 방법을 도시하는 예시의 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1유리 기판이 S1에 제공된다. 유리 기판은, 예를 들면, 스페이서 또는 필러 등과 같은 일반적인 VIG 윈도우 유닛의 특정한 구조적 피처를 제공하기 위해 처리될 수 있다. S3에서, 제1유리 기판에는, 예를 들면, 제한 없이, 봉지될 영역 경계에 봉지재가 배치되고, 캐비티를 제2유리 기판(하기 기재됨)에 의해 한정된다. 상기 기재된 바와 같이, VIG 윈도우 유닛 내에 봉지를 형성하기 위해 사용된 임의의 개수의, 가능한 프릿 또는 봉지재가 존재할 수 있다. 예를 들면, 제한 없이, 바나듐계 또는 VBZ 타입 봉지 또는 땜납 유리 타입 봉지이거나 이를 포함한다. 예시의 바나듐계 또는 VBZ 타입 봉지 조성물은 2012년 1월 20일에 출원된 미국 특허 출원 제13/354,963호에 개시되고, 본원에 참조로 포함된다. VBZ(예를 들면, 바나듐, 바륨, 아연)계 봉지 조성물은 미국 특허 출원 제13/354,963호에 개시되고, 특정한 예시의 실시형태에서 에지 봉지(4)에 사용될 수 있다. 특정한 예시의 실시형태에서 종래의 땜납 유리 프릿 물질이 에지 봉지(4)에 사용될 수 있다. 특정한 바람직한 예시의 실시형태에 따르면, 봉지재는, S3에서 예를 들면, 사용될 다음의 소성 타입에 기초해서 초록색 프릿 높이까지 기기에 의해 증착된다. 예를 들면, 단파 적외선(SWIR) 소성 시에, 초록색 적외선 프릿(예를 들면, 봉지재) 높이는, 바람직하게 약 0.4 mm 내지 0.9 mm, 더 바람직하게 약 0.5mm 내지 0.8 mm, 더욱 더 바람직하게 약 0.6 mm 내지 0.7 mm일 수 있다. 상기 기재된 바와 같이, SWIR 처리는 비교적 단시간에 수행되기 때문에, 초기 초록색 프릿 높이의 증착 허용치는 긴 사이클 소성 공정의 경우에보다 작을 수 있다. 예를 들면, 제한 없이, 상기 상세하게 기재된 긴 사이클의 종래 타입의 소성 동안, 예를 들면, 초록색 소성되지 않은 프릿 높이는, 봉지재가 필러 또는 스페이서의 높이까지 흐르거나 유지하기 때문에, 바람직하게 약 0.4 mm 내지 1.0 mm, 더 바람직하게 약 0.5 mm 내지 0.9 mm, 더욱 더 바람직하게 약 0.6 mm 내지 0.9 mm일 수 있다. 봉지재를 S3에 제공한 후, 제2 유리 기판을 S5에 제공하고, 제1유리 기판과 제2유리 기판 사이에 소성되지 않은 프릿 물질 및 필러를 개재한다. 제1유리 기판과 제2유리 기판은 프릿 봉지재와 함께, 예를 들면, 제한 없이, SWIR 또는 긴 사이클 대류와 같은 임의의 적합한 기술을 사용해서 S7에서 소성한다. 얻어진 VIG 유닛은 바람직하게 최종 봉지 높이의 편차가 감소하고, 예를 들면, 최종적인 에지 봉지 높이의 편차는 바람직하게 약 0.20 mm 미만, 더 바람직하게 약 0.15 mm 이하, 및 더욱 더 바람직하게 약 0.10 mm 이하일 수 있다.
따라서, 본 발명의 특정한 예시의 실시형태에서, 진공 단열 유리(VIG) 윈도우 유닛이 제공되는데, 이는 제1기판 및 제2기판; 및
상기 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 캐비티 경계를 한정하는 상기 제1기판과 제2기판 사이에 개재된 봉지재를 포함하고,
상기 기판 사이의 캐비티는 대기압보다 낮은 압력을 갖고,
상기 제1기판 및 제2기판 사이의 기밀 봉지 봉지를 형성하고, 상기 전체 캐비티 주변에서 상기 봉지재 높이의 편차는 약 0.20 mm 미만이다.
바로 앞의 단락의 VIG 윈도우 유닛에서, 상기 전체 캐비티 주변에서 상기 봉지재 높이의 편차는 약 0.15 mm 이하, 더 바람직하게 약 0.10 mm 이하일 수 있다.
선행하는 2개의 단락 중 어느 하나의 VIG 윈도우 유닛에서, 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 배치되는 복수의 스페이서가 제공될 수 있다.
선행하는 3개의 단락 중 어느 하나의 VIG 윈도우 유닛에서, 상기 봉지재 높이가 기판 사이의 스페이서의 높이에 실질적으로 매칭할 수 있다.
선행하는 4개의 단락 중 어느 하나의 VIG 윈도우 유닛에서, 상기 제1기판과 제2기판은 유리 기판일 수 있다.
선행하는 5개의 단락 중 어느 하나의 VIG 윈도우 유닛에서, 상기 봉지재는 프릿을 함유하는 접착제를 포함할 수 있다.
선행하는 6개의 단락 중 어느 하나의 VIG 윈도우 유닛에서, 상기 봉지재는 바나듐을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "상에", "지지된" 등은 달리 기재되지 않는다면 2개의 엘리먼트가 서로 직접 인접하는 것을 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 즉, 제1층과 제2층 사이에 하나 이상의 층이 존재하는 경우에도, 제1층은 제2층 상에 있거나 제2층에 의해 지지되는 것으로 기재될 수 있다.
특정한 예시의 실시형태는 본원에 기재되고 개시되지만, 당업자에 의해, 본원에 기재된 실시형태는 설명적인 것이며, 이들로 제한되지 않고, 수반된 청구범위의 실제의 사상과 범위를 벗어나지 않으면서 변경할 수 있는 것으로 이해될 것이다.

Claims (4)

  1. 제1 유리 기판 및 제2 유리 기판,
    상기 제1 유리 기판과 제2 유리 기판 사이에 개재된 소성된 봉지재 - 상기 제1 유리 기판과 제2 유리 기판 사이의 캐비티는 대기압보다 낮은 압력을 가짐 -, 및
    상기 제1 유리 기판과 제2 유리 기판 사이에 제공되는 복수의 스페이서를 포함하고,
    소성되지 않은 봉지재는 프릿으로 이루어지고, 바나듐, 아연, 바륨을 포함하고, 상기 소성되지 않은 봉지재를, 소성하는 동안 상기 스페이서의 높이에 매칭되도록 흐르도록 함으로써 상기 소성된 봉지재는 상기 제1 유리 기판 및 제2 유리 기판 사이에 기밀 봉지를 형성하고, 전체 캐비티 주변의 상기 소성된 봉지재 높이의 편차는 0.15 mm 이하인, 진공 단열 유리(VIG) 윈도우 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전체 캐비티 주변의 상기 소성된 봉지재 높이의 편차는 0.10 mm 이하인, 진공 단열 유리 윈도우 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소성된 봉지재 높이가 상기 스페이서의 높이에 매칭되는, 진공 단열 유리 윈도우 유닛.
  4. 제1 유리 기판 및 제2 유리 기판,
    상기 제1 유리 기판과 제2 유리 기판 사이에 개재된 소성된 봉지재 - 상기 제1 유리 기판과 제2 유리 기판 사이의 캐비티는 대기압보다 낮은 압력을 가짐 -, 및
    상기 제1 유리 기판과 제2 유리 기판 사이에 제공되는 복수의 스페이서를 포함하고,
    소성되지 않은 봉지재는 프릿으로 이루어지고, 바나듐을 포함하고, 상기 소성되지 않은 봉지재를, 소성하는 동안 상기 스페이서의 높이에 매칭되도록 흐르도록 함으로써 상기 소성된 봉지재는 상기 제1 유리 기판 및 제2 유리 기판 사이에 기밀 봉지를 형성하고, 전체 캐비티 주변의 상기 소성된 봉지재 높이의 편차는 0.15 mm 이하인, 진공 단열 유리(VIG) 윈도우 유닛.
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