KR20010014226A - 유리 스페이서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인발 공정(drawing process)에 의해서 얻어지며, 실질적으로 다각형의 지지 횡단면을 가지며, 치수(a, b)를 갖는 직사각형에 내접하는 하나 이상의 직선의 지지 표면을 갖는 유리 스페이서(glass spacer)에 관한 것이며, 상기 스페이서는 높이(ℓ) 만큼 솟아 있으며, 스페이서의 치수는 다음의 관계: a < 300 ㎛; 0.2 < ℓ < 20 mm; b/a < 100, 및 바람직하게는 b/a < 200를 만족한다.

Description

유리 스페이서{GLASS SPACER}

본 발명이 상기와 같은 적용에 한정되는 것은 아니지만, 두 유리판의 사이에 간격, 더 상세히는 아주 작은 두께의 간격, 일반적으로 유리판의 전체 표면에 걸쳐서 몇 밀리미터(mm) 미만의 간격을 유지하는데 사용되는 스페이서를 참조로 하여 보다 구체적으로 설명될 것이다.

상기와 같은 구조는 관련 기술이 어떠하던지 간에, 디스플레이 스크린의 생산 분야에서 널리 요구된다. 이러한 디스플레이 스크린은 플라즈마 스크린 또는 마이크로도트(microdot) 스크린과 같은 전계 방출(field emission)(FED) 스크린일 수 있다. 상기와 같은 구조는 또한 진공 창유리의 제작, 또는 플랫 램프에서 요구될 수 있다. "플랫 램프(flat lamp)" 라는 표현은 램프 표면의 적어도 일부분에 걸쳐서 곡률을 가질 수 있는, 더욱이 이러한 램프의 기술의 어떤 것이던지 간에, 램프를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이는 상기와 같은 타입의 스크린에서, 특히 두 유리판 사이에 진공을 형성하기 위해서 작은 간격이 유지되어야 하기 때문이다.

문서 WO-81/01910에 기술된 바와 같이, 이러한 타입의 스크린, 보다 구체적으로 외측 유리판, 즉 관찰자에 의해서 보여지는 유리판은 높은 광학적 투명성을 가져야 한다는 것이 공지되어 있다.

두 유리판 사이의 간격 유지를 가능케 하는 스페이서는 그래서 가능하면 최소한으로 보여져야 한다.

가능한 한 최소한으로 보여지도록 하기 위해서 연마된 실린더 또는 볼 형태의 유리 스페이서를 제작하는 것이 제안되어 왔다.

이러한 스페이서는 산업적인 규모로 쉽사리 제작할 수 있는 것처럼 보이지만, 사용에 있어서 안정성의 문제가 존재한다. 이것은 둥근 형상이 설치 과정 또는 어쩌면 끼워 맞춰진 후에 요동 운동(rolling movement)을 야기할 수 있기 때문이다.

이러한 문제점을 수정하기 위해서, 그 결과 직사각형 횡단면을 갖는 유리 스페이서를 제작하는 것이 고려되어 왔다. 유리판과 접촉하는 스페이서의 편평한 표면 때문에, 이러한 스페이서는 보다 우수한 안정성을 제공한다.

이러한 스페이서를 제작하는데는 다른 결점이 존재한다. 상기 스페이서는 일반적으로 기계에 의해서 제작되는데, 이러한 기계로는 표면 연마가 간단한 방법으로 달성되지 않는다.

이러한 결점들을 완화하기 위해서, 문서 EP-0,627,389 A에는 그래서, 바람직하게는 모든 측 방향 표면들이 연마된 다각형 횡단면의 예비 성형품이 먼저 인발 가공(drawing)되고 그리고 나서 여러 개의 로드(rod)로 절단되는 유리 다면체(polyhedron)를 제작하기 위한 공정이 제안되는데, 상기 로드는 로드가 서로 모여진 후에, 다시 원하는 길이로 절단되고, 그리고 나서 상기 로드의 단부가 연마된다.

상기 방법은 유리 스페이서가 저 비용으로, 그렇지만 꽤 어려운 치수로 제작되는 것을 가능케 하는 한 이점을 가지며, 이러한 유리 다면체의 각각은 매우 작은 치수를 가지며, 의도된 적용에서 요구하는 치수에 전적으로 일치한다.

이것은 마이크로도트 스크린과 같은 디스플레이 스크린의 경우에, 스페이서가 분리 스트립(separating strip)에 매우 정확하게 설치되어야 하기 때문이다. 이러한 분리 스트립은 칼라 화소의 경계를 정하기 위해서 한 방향으로, 또는 두 수직 방향으로 제공된다. 스페이서가 화소 영역을 침범하지 않도록 스페이서의 설치가 행해져야 한다.

그래서 본 발명의 발명자는 예를 들면, 두 개의 편평한 기판 사이에서 간격 유지 기능을 수행하고, 예를 들면 화소를 방해하는 아무런 위험없이 정확하게 설치될 수 있는 유리 스페이서를 한정하는 임무, 및 산업화 가능한 방식으로 행해질 수 있는 설치 과업을 부여받았다.

"산업화 가능한"이라는 말은 예를 들면, 다음의 정밀도를 염두에 두고, 산업용 로봇의 도움으로 스페이서가 정확하게 그리고 재생산 가능하게 설치될 수 있어야 한다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 두 개의 편평한 기판(substrate)을 일정한 간격 떨어진 상태로 유지하기 위한, 거의 다각형의 지지 횡단면을 갖는 유리 스페이서에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 스페이서를 제작하기 위한 장치를 도시하는 도면.

도 2는 도 1에 도시된 장치의 일 부분의 확대 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 제 1 스페이서의 개략적인 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 제 2 스페이서의 개략적인 사시도.

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 스페이서의 횡단면의 다양한 가능한 형상을 도시하는 도면.

도 8 내지 도 17은 제작 과정 중에 광학적인 감시를 하는데 특히 적절한 스페이서의 횡단면의 다양한 가능한 형상을 도시하는 도면.

상기 목적은 본 발명에 따라서 인발 공정에 의해서 얻어지며, 치수가 a, b 인 직사각형에 들어맞는 하나 이상의 직선 표면을 갖는 거의 다각형의 지지 횡단면을 갖는 스페이서에 의해서 성취되는데, 상기 스페이서는 높이 ℓ을 가지며, 스페이서의 치수는 다음의 관계:

a < 300 ㎛

0.2 mm < ℓ < 20 mm

b/a < 1000 이며, 바람직하게는 b/a < 200, 를 만족한다.

그래서 본 발명에 의해 정의된 스페이서는 예를 들면, 디스플레이 스크린의 경우에 두 유리판 사이에서 기능을 수행할 수 있다. 게다가, 로봇의 정밀도에 있어서의 불확실성 및 기능을 수행하는데 요구되는 최소 치수를 염두에 두고서, 상기와 같은 스페이서를 산업용 로봇의 도움으로 설치하는 것이 가능한데, 특히 상기와 같은 스페이서를 화소를 방해할 아무런 위험성 없이 분리 스트립 상에 위치시키는 것이 가능하다. 중간 전압 및 고 전압의 FED 타입의 스크린과 관련된 적용에서, 스페이서의 치수는 다음의 관계: 0.5 < ℓ < 5 mm, 및 바람직하게는 1 < ℓ < 3 mm를 만족하는 것이 바람직하다.

바람직한 실시예에 따르면, 스페이서의 치수는 다음의 관계:

0.1 < b/ℓ, 및 바람직하게는 1 < b/ℓ을 만족한다.

상기와 같은 조건은 스페이서의 안정성을 개선시키는데, 이러한 개선은 특히 상기 스페이서의 자동 배향(orientation)을 확실하게 하기 위해서 로봇이 스페이서를 붙잡을 때, 및 스페이서가 떨어지지 않도록 기판 상에 놓여질 때 유용하다.

또한 로봇에 의해서 스페이서를 붙드는 것을 개선하기 위해서, 스페이서의 배향이 고정되어 있기 때문에, 스페이서의 치수는 바람직하게는 b/ℓ ≤ 50인 관계를 만족한다.

상기와 같은 스페이서는 문서 EP-0,627,389 A에 제안된 것과 같은 방법을 사용하여 제작될 수 있다. 상기 문서는 상사율(homothetic ratio) 내에서 얻기를 원하는 형상에 거의 일치하는 형상을 갖는 횡단면을 갖는 유리 예비 성형품 또는 로드를 인발 가공하는 공정을 기술한다. 이 예비 성형품은 원하는 횡단면으로 정확하게 가공될 수 있을 정도로 충분히 큰 크기를 갖는다. 게다가, 상기 예비 성형품은 초기에 측 방향 표면이 연마된다.

이러한 인발 가공 단계는 예비 성형품의 온도가 연화 온도에 가까이 상승할 때 일어나며, 그리고 나서 실제 인발 가공이 하나 또는 그 이상의 단계에서 일어난다.

예비 성형품을 인발 가공하고 나서 얻어진 인발 로드는 상사율 내의 예비 성형품의 형상과 유사한 형상을 갖는 횡단면을 갖는데, 이는 원하는 스페이서의 횡단면과 일치한다. 더욱이, 로드는 이 로드가 "화염 연마(fire polish)"를 발생시키는 고온을 지나가기 때문에 측부 표면 상에 연마된 외관을 갖는다. 이러한 현상은 예비 성형품의 측 방향 표면이 연마되지 않고, "미세하게 연삭된(finely ground)" 외관과 같이 다른 외관을 갖도록 예비 성형품을 이용하는 것을 가능하게 할 수 있다. 본 발명은 "화염 연마"라는 용어에서, 약 6 ㎛²의 스캐닝 영역에서 AFM(atomic force microscopy : 원자 현미경)에 의해 측정된 5Å 미만의 표면 거칠기(rms 값)를 지칭한다. 바람직하게는, 상기 표면 거칠기는 2Å 정도이다.

상기 로드는 서로 평행하도록 함께 모아진다. 바람직하게는, 이러한 로드는 실린더, 특히 유리 실린더 내에 모아지며, 왁스 또는 접착제 같은 결합제(binder)를 사용하여 서로 결합된다.

다음으로, 로드의 묶음은 원하는 스페이서를 형성하도록 원하는 길이로 절단된다.

원하는 길이를 얻고 난 후에, 스페이서의 묶음은 연삭되고 그리고 나서 양단이 연마된다. 그래서 모든 표면에 걸쳐서 연마된 스페이서를 얻는 것이 가능하다. 추가로, 만약 절단 작업이 아주 정밀하지 못하면, 연마 작업 중에 스페이서의 길이를 교정하는 것이 가능하다.

다음으로, 스페이서는, 특히 결합제를 용융시킴으로써 또는 화학적 분해에 의해서 서로 분리된다.

그래서 설명된 공정은 정밀한 치수, 및 낮은 비용으로 스페이서를 얻는 것을 가능하게 한다. 이것은 조작자에 의해서 수행되는 수동적인 작업이 매우 한정되기 때문이다. 한편으로, 상기는 제작 비용을 감소시키며, 다른 한편으로, 수동으로 행해지지 않는 치수를 만드는 작업은 정밀하며 규칙적이다.

이러한 스페이서의 실시예의 한 변형에 따르면, 로드는 원하는 길이로 절단되지 않고 구성되는데, 즉, 스페이서의 적층(stock)이 서로 결합된다. 본 변형의 제 1 실시예에 따르면, 스페이서는 절단되지 않은 로드로 이루어진 릴(reel) 또는 롤(roll) 형태로 판매되거나 배달될 수 있다.

본 변형의 제 2 실시예에 따르면, 로드는 스페이서를 한정하는 횡방향 노치(notch)를 갖는다. 이러한 노치는 인발 가공 메커니즘의 밑에 위치된 예를 들면, 회전 기계 공구, 바람직하게는 다이아몬드 타입의 회전 기계 공구에 의해 얻어진다.

이러한 노치는 바람직하게는 오목(indentation) 형상을 갖는다. 상기 노치는 다각형 횡단면의 최소 폭(width)의 30% 이하의 깊이를 갖는다. 이러한 깊이는 최대로 20 ㎛와 같으며, 바람직하게는 최대 10 ㎛와 같다. 노치의 폭은 바람직하게는 20 ㎛ 미만이다.

본 제 2 실시예의 변형은 모든 표면이 연마될 필요가 없는 스페이서의 적용에 유용하다.

상기 두 변형 중 어느 한 변형에 따르면, 인발 방향에 직교하는 평면에 있는 스페이서의 횡단면은 정사각형, 삼각형, 직사각형 또는 사다리꼴 형상을 갖는다.

다른 실시예에 따르면, 인발 방향에 직교하는 평면에 있는 횡단면은 "U" 형상, "H" 형상, 십자(cross) 형상, 또는 적어도 하나의 총안 부분(crenellated part)을 포함하는 형상을 갖는다. 더욱이, 상기의 변형 중 어느 하나에 따라서 얻어진 스페이서는, 인발 공정 때문에, 거의 다각형 횡단면의 꼭지점이 2 내지 10 ㎛, 바람직하게는 5 내지 10 ㎛의 곡률 반경을 갖는 둥근 형상이 된다. 이러한 둥근 형상의 꼭지점은 특히 특정의 적용에 있어서, 유리판 및, 예를 들면 상기 스페이서를 설치할 때 미끄러짐이 발생하는 경우에 유리판의 표면에 적층되는 층에 손상을 줄 위험성을 줄이는 것을 가능하게 한다.

제 1 변형에 따르면, 스페이서는 다음의 관계식:

b < 5 mm, 및 바람직하게는 b < 3 mm를 만족한다.

그래서 상기 스페이서는 "필러(pillar)"라 불리는 스페이서인데, 이 스페이서는 디스플레이 스크린, 진공 창유리 및 플랫 램프에 흔히 사용된다. 이러한 타입의 스페이서에 있어서, 인발 공정 때문에 얻어지는 위에서 언급된 둥근 형상의 부분 및 그 결과로 발생하는 날카로운 모서리의 부재(absence)는 스페이서 상에 첨단 효과(point effect)가 생기는 것을 방지한다.

제 2 변형에 따르면, 스페이서는 관계식:

5 mm < b를 만족한다.

그래서 상기 스페이서는 더 기다랗기 때문에 "리브(rib)"라 불리는 스페이서이며, 이 스페이서는 디스플레이 스크린에 흔히 사용된다. 상기와 같은 적용에서, 치수 b는, 예를 들면 스크린과 같이, 스페이서가 끼워 넣어지는 대상물의 측면 중 어느 하나의 치수와 같을 수 있다. 이러한 타입의 스페이서에 있어서, 인발 공정 때문에 얻어지는 위에서 언급된 둥근 형상의 부분은 대향 양극에 마주하는 삼중점(진공, 금속, 스페이서)을 형성하는 날카로운 모서리를 감추는 것을 가능하게 하는데, 이 삼중점은 고장이 일어나는 것을 촉진하는 것으로 알려져 있다.

상기 제 2 변형에서, 스페이서의 거의 다각형의 지지 횡단면은 인발 가공 후에 얻어진 로드의 횡단면에 일치하지 않으며, 본 변형에서의 스페이서의 지지 횡단면은 상기 로드의 측 방향 면이 되며, 인발 가공 후에 스페이서가 절단되는 길이에 해당하는 치수 중 하나가 된다.

원하는 스페이서가 어떤 타입이던지 간에, 본 발명에 따른 스페이서의 치수는 정밀도가 높다는 것이 분명하게 드러난다.

그 결과, 스페이서를 제작하기 위한 공정에 의해서 얻어지는 치수의 시간의경과에 따른 안정성이 탁월하게 된다. 이제, 문서 EP-0,627,389 A에 기술된 것과 같은 인발 공정은 비록 만족스럽지만, 치수에서 드리프트(drift)가 발생하지 않도록 지속적으로 감시되어야 한다. 게다가, 재료의 손실을 제한하기 위해서, 상기 감시 작업은 바람직하게는 인발 가공 과정 동안에 광학적으로 수행되며, 예를 들면, 가열 시스템에 대한 예비 성형품의 중심 맞추기 감시 및 인발 파라미터를 직접적으로 보정하도록 로드의 치수를 감시하는데 사용되는 레이저 빔을 이용하여 수행된다.

접촉이 발생하지 않는 이점을 가지는 상기와 같은 광학적 감시 작업은 전송 중인 이미지의 대비 분석(contrast analysis)을 기초로 한다. 그렇지만, 대부분의 원하는 형상은 만족스런 분석을 허용할 만큼 충분한 대비를 제공하지 않는 것으로 보인다.

그래서, 본 발명의 발명자는 스페이서의 형상이 상기와 같은 타입의 감시 작업과 양립할 수 있는 스페이서를 제시하기를 원했다.

이러한 목적을 만족하기 위해서, 본 발명의 발명자는 프리즘의 횡단면이 적어도 하나의 측면 상에서 변형된 직각 다각형인 직각 프리즘의 형상을 갖는 스페이서를 제안한다. 용어 직각 다각형(orthogonal polygon)은 두 개의 인접하는 측면이 직교하는 다각형을 의미한다.

인발 작업과 치수의 품질을 일련적으로 감시하는 것을 가능케 하는, 스페이서의 상기와 같은 특징은 위에 나타나 있으며, 주 특징이 용이한 취급을 보장하는 본 발명에 따른 스페이서의 경우에 더 특히 바람직하다. 그렇지만, 치수 감시 작업과 연관된 스페이서의 상기 특징은 어떤 타입의 스페이서, 및 특히 위에서 언급된 특징을 갖지 않는 스페이서에도 또한 적용 가능하다는 것이 이해되어야 한다.

일 실시예에 따르면, 스페이서의 형상은 스페이서의 횡단면이 적어도 하나의 굴곡 진 측면을 갖도록 이루어진다.

다른 실시예에 따르면, 스페이서의 다각형 횡단면은 직각이 아닌 각, 바람직하게는 둔각을 형성하는 두 개 이상의 연속적인 측면을 갖는다.

상기 실시예 중 어느 하나에 따르면, 스페이서의 형상은 인발 과정 동안에 로드의 치수가 광학적으로 감시되는 것을 가능케 한다. 이것은 직각 다면체의 "변형(deformation)"을 포함할 수 있는 상기와 같은 형상이 광학 감시 작업이 이루어지는 동안에 충분한 대비를 갖는 전송중인 이미지를 얻는 것을 가능하게 하기 때문이다. 상기와 같은 대비는, 한편으로는 인발 장치에 대한 로드의 중심 맞추기의 제어를 가능케 하고, 다른 한 편으로는 치수 특성(a,b)의 측정을 가능케 하는 다양한 피크(peak)를 갖는다. 인발 속도는 스페이서의 요구되는 치수를 보장하기 위해서 자동적으로 조절될 수 있다.

다른 유익한 실시예에 따르면, 스페이서는 이제 설명될 다양한 특징 또는 특성을 가질 수 있다. 이러한 특징 및 특성은 전기적, 광학적, 및 기계적 특성들이다. 이러한 다양한 특징들은 동시에 나타날 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. 더욱이, 위에서 언급된 특징들을 갖는 스페이서의 경우에 특히 유리한 바와 같이, 만약 이들이 동시에 나타난다면, 이러한 새로운 특징들은 어떤 타입의 스페이서에도 적용될 수 있으며, 상기와 같이 새로운 특징으로 여겨질 것이다.

그래서, 본 발명에 따르면, 스페이서는 바람직하게는, 적어도 부분적으로 전자 전도성을 나타내는 표면을 갖는다.

상기와 같은 표면이 특히 유익한 것은, 유리 스페이서가 전계 방출(FED) 스크린에 속하는 두 유리판을 분리시키기 위해서 사용될 때, 소위 "항복(breakdown)" 효과가 발생할 위험성이 사라진다. 이것은 항복 효과가 전하의 축적으로 야기되며 해당 스페이서를 통해서 전계 방출 스크린의 그리드(grid)와 양극 사이, 및 다른 많은 위치에서 발생하기 때문이다. 그렇지만, 그 저항률이 당업자에 의해서 스페이서 및 사용되는 타입의 스크린의 기하학적 치수에 따라 적절하게 선택될 수 있는, 위에서 언급된 표면은 전하를 소모하는데 상당한 일조를 한다. 상기와 같은 전하 소모는 결과적으로 누설 전류(leakage current)를 발생시키며, 그래서 항복이 발생할 가능성을 방지한다. 전하의 축적을 방지하는 상기와 같은 전도성 층은 1 미만 또는 1과 같은 제 2 전자 방출 계수를 갖도록 선택되는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 스페이서는, 예를 들면 두 유리판의 사이에 0.1 GΩ 내지 200 GΩ 사이, 바람직하게는 0.5 GΩ 내지 200 GΩ 사이, 더욱 바람직하게는 1 GΩ 내지 100 GΩ 사이, 및 유익하게는 10 GΩ과 같은 전류의 흐름에 대한 저항을 가진다.

몇 가지 실시예가 측 방향 표면에 적절한 저항률을 주기 위해서 고려될 수 있다.

제 1 변형에 따르면, 섬유의 측 방향 표면은 적어도 부분적으로 전도성 코팅제로 덮여있다. 이는, 예를 들면 CVD라 불리는, 기체상 열분해(gas-phase pyrolysis) 방법, 액체상 열분해 방법, 분말 형태의 고체상 열분해 방법, 또는 진공 적층 방법을 사용하여 얻어진다.

상기 적층 작업은 본 발명에 따라서 유리 섬유를 제조하는 과정 중에 또는 그 이후에 수행될 수 있다.

코팅제는, 예를 들면 낮은 수소 함유량, 즉 5% 미만의 수소 함유량을 갖는 비결정질 실리콘으로 만들어진다. 상기 코팅제는 예를 들면 붕소, 황, 비소 또는 안티몬과 같은 원소로 도핑된, 이중 도핑(doubly doped)의 비결정질 실리콘으로 또한 만들어 질 수 있다.

제 2 변형에 따르면, 유리 섬유는 그 둘레에 Ag, Au, 또는 Cu 타입의 전도성 원소를 포함한다.

예를 들면, 예비 성형품의 조성물에 Ag, Au, 또는 Cu 타입의 전도성 원소를 도입하는 것이 가능한데, 이는 스페이서의 측 방향 표면에 위에서 언급된 바와 같은 전도성 코팅제를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 원소가 스페이서의 측 방향 표면으로 이동하도록 하기 위해서, 당업자는, 예를 들면 본 발명에 따라서 로드가 인발 가공되고 유리 섬유로 형성되고 나면, 상기 유리 섬유를 적절한 열처리 과정을 거치게 한다. 상기 열처리는, 예를 들면 집성체를 형성하도록 금속 원자를 표면으로 이동시키기 위해 감소된 대기 상태의 화로 내의 숙성 처리(prolonged treatment)일 수 있다. 어떤 경우에서든, 열처리 온도와 지속 시간은 해당 스페이서의 저항률 값을 얻기 위해서 제어될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 예를 들면 은 및 질산염 형태의 칼륨을 결합하는 혼합 배쓰(bath)에서, 이온 교환 처리를 수행하는 것이 가능하다. 상기와 같은 처리는 인발 가공 과정 후에, 인발 로드가 스페이서를 형성하도록 절단되기 전 또는 후에 행해질 수 있다. 열처리 시기는 측벽만이 도통 상태가 될 것인지 또는 절단 및/또는 연마 영역에 해당하는 횡단면도 또한 도통(conducting) 상태가 될 것인지를 한정한다.

본 발명에 따른 스페이서의 다른 특징은 바람직하게는 적어도 부분적으로 광택 제거(deluster)된다는 것이다.

상기와 같은 특성은, 예를 들면 플랫 램프 또는 단열 진공 창유리에 사용되는데 유익한 산란 스페이서를 얻는 것을 가능하게 한다.

광택 제거된 외형은, 예를 들면 암모니움 플루오라이드(ammonium fluoride)와 염산을 포함하는 배쓰에서 산 에칭(acid etching)에 의해서 얻어질 수 있다. 상기 처리는 제조 공정의 다양한 단계에서 행해질 수 있는데, 광택 제거를 원하는 영역에 따라 달라진다. 상기 처리는 연마된 부분이 유지되도록 인발 가공 과정 후에 로드 상에서 수행될 수 있고; 스페이서의 모든 표면이 광택 제거되도록 스페이서를 얻고 난 후에 수행될 수 있으며; 중간 단계, 즉 스페이서를 해당 길이로 절단한 후에, 그렇지만 스페이서의 일부분만이 광택 제거되도록 결합제(binder)에 여전히 삽입되어 있는 상태에서 또한 수행될 수 있다. 그래서 광택 제거된 표면은 소위, 경미한 트래핑(light trapping) 효과를 발생시키는 병렬의 작은 피라미드로 이루어진 미세한 릴리프(relief)를 갖는다.

70 ㎛의 치수를 가지며, 3 내지 4 mm 사이의 높이 ℓ인 "리브" 타입의 스페이서에 의한 전송 중인 산란된 광 강도의 측정은 광택 제거된 외형을 주는 처리의 전 및 후에 행해졌다. 처리 후의, 전송 중인 산란 양(scattering amount)은 4% 정도이며; 처리 후에는 95%에 가깝다.

다른 실시예에 따르면, 스페이서는 적어도 표면의 일부분에서 광학 코팅제, 예를 들면 하나 또는 그 이상의 얇은 층, 특히 역시 경미한 트래핑 효과를 발생시킬 수 있는 간섭층(interference layer)으로 이루어진 반사 방지 적층으로 덮인다.

본 발명에 따른 스페이서의 마지막 하나의 특징은 이온 교환 처리에 의해서 바람직하게 기계적으로 경화된다는 것이다. 경화는, 예를 들면 a=50 ㎛인 치수에 대해 5 kg의 하중에 의한 분쇄(crushing)에 저항을 제공하는 것으로 정의된다.

바람직하게는, 전도성 영역을 형성하기 위해서 예를 들면 은과 칼륨을 포함하는 배쓰에서 행해지는 위에서 설명된 처리가 이온 교환 처리와 결합된다.

그래서, 본 발명에 따른 스페이서는 플라즈마 또는 마이크로도트 스크린과 같은 디스플레이 스크린의 제작에 사용하는데, 또는 다른 절연 진공 창유리 또는 플랫 램프를 제작하는데 특히 적합하다.

본 발명의 추가적인 유익한 상세 사항과 특징은 도시된 도 1 내지 도 14를 참조로 하여, 예증적인, 그러나 비 제한적인 본 발명의 예의 설명으로부터 드러날 것이다.

상기 도면은 본 발명의 이해를 향상시키기 위해 제 축적대로 제작되지 않았으며, 더욱이, 인발 공정 때문에 나타나는 둥근 형상의 부분은 도시되지 않았다.

도 1은 본 발명에 따른 스페이서를 제작하는 장치를 도시하며, 상기 스페이서의 치수는 아래의 표 1에 주어져 있다.

본 경우에 있어서는 직사각형 횡단면이며, 또한 치수가 아래의 표에 주어져 있는 예비 성형품(1)이 지지부(2)에 고정되어 있다.

지지부(2)는 그 자체적으로 기계 시스템에 고정되어 있다. 예를 들면 무한 나사(endless screw)와 같은 것일 수 있는 상기 기계 시스템(2)은 예비 성형품(1)이 샤프트(3)를 따라서 수직의 아래방향으로 움직이도록 하는데, 그래서 상기 예비 성형품은 약 70 mm 높이인 가열 링(heating ring)(4)을 통과할 수 있다.

도 2에 도시된 상기 가열 링(4)은 저 전압 저항 가열에 의해서 가열되며, 거의 타원 형상을 갖는다. 상기 가열 링은 800。C일 때 ± 0.1。 이내로 온도가 조절되도록 예비 성형품의 주위에 더 우수한 열 분산을 허용한다.

가열 링(4)은 단열재(5)로 둘러싸여 있다. 가열 링의 아래로 약 500 mm의 거리에 위치한 인발 장치(6)는 유리 로드 또는 유리 섬유(7)를 얻을 수 있도록 예비 성형품(1)이 인발 가공되는 것을 가능케 한다.

상기 장치(6)는 측 방향의 압축력(10, 11)이 그 위에 작용하는 두 개의 구동 벨트(8, 9)로 이루어져 있다. 이러한 압축력(10, 11)은 인발 작업에 도움이 되며, 예를 들면 작은 압력 조절 가능 유압 실린더와 같은 수단(미도시됨)에 의해서 발생된다.

인발 속도는 각각 두 구동 벨트(8, 9)를 구동하는 롤러(12)의 회전 속도에 직접적으로 관련된다.

구동 벨트(8, 9)는, 예를 들면 구동 벨트가 유리 위에서 미끄러지는 것을 방지하고 그래서 균일한 인발 가공을 얻는 것을 가능케 하는 실리콘과 같은 재료로 만들어진다.

인발 공정에 따라 다르지만, 예비 성형품(1)과 유리 로드(7) 사이의 상사율에 의해서 이 둘 사이에서 실질적으로 동일한 윤곽, 즉 동일한 직사각형 형상을 유지하는 것이 가능하다.

분당 약 200 mm의 섬유(200 mm of fibers/minute)의 인발 속도로 행해진 테스트는 상기 서술을 확인해 준다.

상기 테스트(1, 2, 및 3)의 세 결과가 다음의 표 1에 주어져 있다.

		예비 성형품(1)	유리 섬유(7)	상사율
폭	1	17.2	0.972	17.69
	2	17.2	0.980	17.55
	3	17.2	0.990	17.37
두께	1	1.3	0.080	18.25
	2	1.3	0.081	16.05
	3	1.3	0.082	15.85

게다가, 테스트(1, 2, 및 3)와 관련된 각각의 세 유리 섬유에 대해서, 섬유의 측 방향 표면의 거칠기의 rms 값이 결정되었다. 모든 경우에서, 거칠기는 스캔 면적 6.25 ㎛²에 대해서 5Å 미만이다.

최종적으로, 횡단면이 미리 연마된, 섬유의 각 직사각형 횡단면의 네 꼭지점의 곡률 반경이 결정되었다.

모든 경우에서, 곡률 반경은 5 내지 10 ㎛ 사이이다.

이제 다시 도 1로 돌아가면, 구동 벨트(8, 9)의 하부에는, 한편에는, 예를 들면 레이저 타입의 방사기(emitter)(14), 및 전송 중인 로드(7)의 이미지가 분석되는 것을 가능케 하는 시스템(도면에는 도시되지 않음)에 연결된 수신부(receiver)(15)로 이루어진 광학적 감시 장치(13)가 있다. 상기 이미지의 대조는 로드(7)의 치수가 감시되는 것을 가능케 할 것이다. 그래서 이러한 감시는 원하는 형상을 위한 다양한 인발 파라미터와 명세서에 일치하지 않는 치수를 수정할 수 있도록 일련적으로 신속하게 수행될 수 있다. 더욱이, 정확하지 못한 로드가 제작되는 경우, 로드는, 적어도 로드의 일부분이 즉시 다듬질(scrape)된다.

상기 로드(7)는 적어도 선택적으로 대략적인 길이로 절단되며, 실린더에 서로 평행하도록 같이 모여지며, 저 용융점 왁스를 사용하여 서로 결합된다. 그리고 나서 로드(7)의 묶음은 스페이서를 형성하기 위해서 절단되고 연마된다. 다음으로, 스페이서는 왁스를 용융시킴으로써 또는 화학적 분해에 의해서 회복된다.

그리고 나서, 스페이서는, 또는 인발 공정 동안에, 위에서 언급된 처리와 같은 다양한 종류의 처리 과정을 거치며, 그래서 스페이서에, 예를 들면 화학적 경화에 의해서 기계적 특성을 부여하고, 예를 들면 스페이서를 적어도 부분적으로 산란시킴으로써 광학적 특성을 부여하고, 및 예를 들면 표면이 적어도 부분적으로 전도성을 갖도록 함으로써 전기적 특성을 부여한다.

본 발명에 따른 상기와 같은 스페이서는 각각 도 3 및 도 4에 도시되어 있다.

도 3은 "리브" 타입의 스페이서(16)를 도시하는데, 상기 스페이서의 인발 횡단면은 사다리꼴이다. 지지 표면, 즉 예를 들면 유리판과 접촉하는 표면은 직사각형이며, 치수(a, b)를 갖는다. 스페이서의 높이(ℓ)는 두 유리판 사이에서 동일한 간격을 유지하는 것을 가능케 한다. 상기와 같은 스페이서(16)는 다음의 치수:

a = 150 ㎛

b = 40 mm

ℓ = 2 mm를 갖도록 제작된다.

테스트 동안에, 로봇에 의한 상기 스페이서(16)의 취급 및 설치가 매우 정확하고, 예를 들면 마이크로도트 스크린의 경우에서 화소 영역을 방해할 어떤 위험성도 없이 재생 가능하게 수행될 수 있다는 것이 증명되었다.

도 4는 인발 횡단면이 십자형이고, 본 경우에 인발 횡단면에 따라 달라지는 지지 횡단면은 치수(a, b)를 갖는 직사각형의 직선 표면을 갖는 필러 타입의 스페이서(17)를 도시한다. 상기와 같은 스페이서(17)의 일 실시예는 다음의 치수:

a = 100 ㎛

b = 2.1 mm

ℓ = 1 mm의 치수로 만들어졌다.

스페이서(16)의 경우에서와 같이, 테스트는 스페이서(17)가 높은 정밀도로 설치되는 디스플레이 스크린에 사용하는데 상기 스페이서(17)가 특히 적합하다는 것을 보여주었다.

도 5 내지 도 17은 본 발명에 따른 스페이서가 가질 수 있는 다양한 인발 횡단면(1)을 도시한다. 특히, 도 9 및 도 7은 각각 도 3 및 도 4의 스페이서에 상응하는 인발 횡단면을 다시 보여준다.

그래서 도시된 인발 횡단면(1)은, 몇 경우에 스페이서 또는 다른 것의 지지 표면을 이루며, 다른 경우에 인발 횡단면(1)은 스페이서의 높이를 한정하며, 그래서 예를 들면, 두 유리판 사이를 분리시키는 거리가 된다.

도 8 내지 도 17은 다양한 형상의 인발 횡단면(1)을 도시하는데, 더 구체적으로는 광학 감시에 적합한 인발 횡단면(1)을 도시한다. 상기와 같은 감시는 위에서 언급된 바와 같이 인발에 의해 얻어진 스페이서의 치수를 보장하기 위해서 수행되었다. 상기와 같은 감시는 특히, 인발 로드의 치수 및 상기 로드의 인발 장치에 대한 중심 맞추기, 더 구체적으로 가열 링(4)에 대한 중심 맞추기를 측정하는 것을 가능하게 한다.

보다 구체적으로, 도 11, 도 12 및 도 13은 도 4 및 도 7의 실시예의 변형이다.

이러한 다양한 도 8 내지 도 17은 둥근 부분의 존재 또는 직각이 아닌 각에 의해서 "변형되어진(deformed)" 직각 다각형 타입의 횡단면을 보여준다.

상기와 같은 형상은 광학 감시 과정 동안에, 직교 입사(normal incidence)의 예가 직교 입사하지 않는 다른 예와 조합하는 것을 가능케 하며, 이로써 전송 중에 얻어진 이미지에 특징적인 피크를 포함하는 대비를 발생시킨다는 것이 증명되어 왔다. 위에서 언급된 "변형(deformation)"과 연관되는 이와 같은 피크는 분석을 용이하게 하며, 필요한 측정을 얻을 수 있는 가능성을 보장한다.

물론, 본 발명은 상기와 같은 다양한 도면에 나타내어진 실시예에 제한되는 것으로 이해되어서는 안 된다.

Claims (19)

1. 유리 스페이서(glass spacer)로서, 인발(drawing) 공정에 의해서 얻어지며, 치수(a, b)를 갖는 직사각형 내에 들어맞는 하나 이상의 직선의 지지 표면을 갖는 거의 다각형의 지지 횡단면을 가지며, 높이(ℓ)를 갖는, 상기 유리 스페이서에 있어서,

   상기 스페이서의 치수는 다음의 관계:

   a < 300 ㎛

   0.2 mm < ℓ < 20 mm

   b/a < 1000, 및 바람직하게는 b/a < 200을 만족하는 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서의 치수는 다음의 관계:

   0.1 < b/ℓ, 및 바람직하게는 1 < b/ℓ을 추가적으로 만족하는 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 스페이서의 치수는 다음의 관계:

   b/ℓ ≤ 50을 만족하는 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, b < 5 mm, 및 바람직하게는 b < 3mm 인 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 5mm < b 인 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 횡단면이 측면 중 적어도 한 측면에서 변형된 직각 다각형인 직각 프리즘의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
7. 제 6항에 있어서, 상기 횡단면은 적어도 하나의 굴곡진 측면을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
8. 제 6항에 있어서, 상기 횡단면은 직각이 아닌 각을 형성하는 적어도 두 개의 연속된 측면을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서의 표면은 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성인 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
10. 제 9항에 있어서, 0.1 GΩ 내지 200 GΩ 사이, 바람직하게는 1 GΩ 내지 100 GΩ 사이, 및 보다 바람직하게는 10 GΩ과 같은 전류의 흐름에 대한 전기 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 표면 상에 Ag, Au, 또는 Cu 타입의 전도성 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
12. 제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 부분적으로 전도성 코팅제에 의해서 덮여지는 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 부분적으로 광택 제거(deluster)되는 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 이온 교환 처리(ion-exchange treatment)에 의해서 경화되는 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 거의 다각형의 횡단면의 부분(segment)은 2 내지 10 미크론 사이, 및 바람직하게는 5 내지 10 미크론 사이의 곡률 반경을 갖는 둥근 형상이 되는 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다각형 횡단면은 정사각형, 직사각형, 삼각형, 또는 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
17. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다각형 횡단면은 U 형상, 또는 H 형상, 또는 십자(cross) 형상을 갖거나, 또는 적어도 하나의 총안 부분(crenellated part)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 스페이서.
18. 스페이서의 사용에 있어서,

    표면 층을 가질 수 있는 두 유리판의 사이에 간격을 유지시키기 위한 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 따른 스페이서의 사용.
19. 스페이서의 사용에 있어서,

    플라즈마 스크린 또는 마이크로도트 스크린과 같은 디스플레이 타입의 스크린의 제작, 또는 진공 창유리 및/또는 평평한 램프의 제작에서 두 유리판의 사이에 간격을 유지시키기 위한 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 따른 스페이서의 사용.