(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質上平行な第１基板及び第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた複数のスペーサ及びシールと、前記第１基板と前記第２基板との間に位置して、大気圧未満の圧力に真空引きされるキャビティと、前記第１基板によって支持されたハイブリッドゲッターと、を用意し、前記ハイブリッドゲッターは、非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）物質及び蒸発型ゲッター（ＥＧ）物質を含み、前記ＥＧ物質は、前記ＮＥＧ物質を少なくとも部分的に覆う、工程と、
前記ハイブリッドゲッターを活性化する工程と、
を含む、真空断熱ガラス（ＶＩＧ）窓ユニットの製造方法。
【請求項２】
前記ＮＥＧ物質及び前記ＥＧ物質は、前記第１基板によって支持された容器内に設けられ、前記ＥＧ物質は、前記ＮＥＧ物質が前記ＥＧ物質と前記容器の底部との間に位置するように前記容器内で前記ＮＥＧ物質を覆う、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記容器は、前記第１基板内に規定された凹部内に位置する、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記活性化する工程の前に、前記ハイブリッドゲッターは、前記第１基板内に規定された凹部内に位置し、
前記活性化する工程の後に、非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）物質は前記第１基板内に規定された前記凹部内に位置し、前記ＥＧ物質から蒸発して蒸着したゲッター物質は少なくとも前記凹部に実質上対向する領域内の前記第２基板上に位置する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記活性化する工程の前に、前記ハイブリッドゲッターは、前記ＮＥＧ物質と前記ＥＧ物質との間に位置する保護膜をさらに含む、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記保護膜は、実質上金属性である、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記保護膜は、アルミニウム及びニッケルのうちの１つ以上を含む、
請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記保護膜は、それぞれ第１金属と第２金属とを含む第１層及び第２層を含む、
請求項５〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記保護膜は、それぞれ本質的に第１金属と第２金属とからなる第１層及び第２層を含む、
請求項５〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１金属はＡｌであり、前記第２金属はＮｉである、
請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記活性化する工程の前に、前記ゲッターは、前記第１基板によって支持され、前記活性化する工程によって前記ハイブリッドゲッターの少なくとも一部のＥＧ物質が蒸発し、少なくとも前記第２基板の表面上に蒸着する、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記活性化する工程は、コイルから放射線及び／又はレーザ光によって前記ハイブリッドゲッターを加熱して行われる、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記活性化する工程は、前記ハイブリッドゲッターを活性化するために排気管を介してレーザ光を方向付ける工程を含む、
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記活性化する工程は、前記キャビティが大気圧未満の圧力に真空引きされる真空引き工程中及び／又は真空引き工程後に行われる、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記活性化する工程は、前記キャビティ内の圧力が少なくとも１×１０−２から１×１０−３ｍｂａｒ以下に減少した後に行われるように、前記キャビティを真空引きする真空引き工程中及び／又は真空引き工程後に行われる、
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＥＧ物質は、Ｂａ、Ｃａ及びＳｒのうちの１つ以上を含む、
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＥＧ物質は、バリウム（Ｂａ）を含む、
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＮＥＧ物質は、ジルコニウム（Ｚｒ）を含む、
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１基板及び前記第２基板はそれぞれガラスを含み、前記活性化する工程の前及び／又は後に前記ＶＩＧ窓ユニットの可視透過率が少なくとも５０％である、
請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的に真空断熱ガラス（ＶＩＧ）窓ユニット及びＶＩＧ窓ユニットの製造方法に関する。具体的には、本開示は少なくとも１つのハイブリッドゲッターを含むＶＩＧ窓ユニット、及びその製造方法に関する。本発明の特定の実施形態例において、ＶＩＧ窓ユニット及び／又はその製造方法に用いるハイブリッドゲッターは蒸発型ゲッター（ＥＧ）物質及び非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）物質を含む。特定の実施形態例において、ＮＥＧ物質は少なくともゲッター活性化／フラッシュ前にハイブリッドゲッター内でＥＧ物質によって（直接又は間接的に）覆われてもよい。
【背景技術】
【０００２】
真空断熱ガラス（ＶＩＧ）窓ユニットは、一般的に、離隔された少なくとも２つのガラス基板を備えており、これらガラス基板の間には真空引きした又は低圧の空間／キャビティを含んでいる。基板は、外周端部シールで相互接続されており、一般的に、ガラス基板間の間隔を保持するため及び基板間に存在する真空引きした環境が原因で生じ得るガラス基板の崩壊を回避するためにガラス基板間にスペーサが含まれている。いくつかのＶＩＧ構造例は、例えば、米国特許第５，６５７，６０７号、同第５，６６４，３９５号、同第５，６５７，６０７号、同第５，９０２，６５２号、同第６，５０６，４７２号、及び同第６，３８３，５８０号に開示されており、これら公報の開示全体をいずれも参照として本明細書に組み込む。
【０００３】
図１及び図２は、従来のＶＩＧ窓ユニット１及びＶＩＧ窓ユニット１の構成要素を表している。
【０００４】
例えば、ＶＩＧユニット１は、離隔された２つの実質上平行なガラス基板２，３を備えていてよく、これらガラス基板の間には真空引きした低圧の空間／キャビティ６を含んでいる。ガラスシート又は基板２，３は、外周端部シール４で相互接続されており、外周端部シールは、例えば、溶融はんだガラス等であってよい。基板２，３の間に存在する低圧の空間／間隙６を考慮して、支柱／スペーサ５のアレイをガラス基板２，３の間に備えてＶＩＧユニット１の基板２，３の間隔を維持することもある。
【０００５】
排気管８は、例えば、はんだガラス９によって、一方のガラス基板２の内表面から当該ガラス基板２の外表面にある任意の凹部１１の底面に通じる、又は、場合により当該ガラス基板２の外表面にまで及ぶ開口部／穴１０に気密封止されていてよい。排気管８に吸引装置を取り付けて、内部キャビティ６を大気圧未満の低圧状態に真空引きする（例えば、ポンプダウン）。キャビティ６を真空引きした後、排気管８の一部（例えば、先端）を溶融することで低圧キャビティ／空間６を真空密封する。この任意の凹部１１は、封止された排気管８を保持することができる。
【０００６】
図１〜図２に示すように、ゲッター１２は、１つのガラス基板、例えば、ガラス基板２の内部面で配置される凹部１３内に含まれてもよい。ゲッター１２は、キャビティ６を真空引きと封止後に残存している可能性のある特定の残留不純物を吸着、及び／又は特定の残留不純物に結合するために使用され得る。ゲッターは、ゲッター表面に気体不純物を保持したり、このような気体を溶解するために気体と反応させられる金属混合物又はそれを含むものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本明細書には、ＶＩＧ窓ユニットに用いる改善されたゲッターを提供する技術及び／又はＶＩＧ窓ユニットの製造方法が開示されている。本開示は、ＶＩＧ窓ユニット内に少なくとも１つのハイブリッドゲッターの使用及び／又はこのようなＶＩＧ窓ユニットの製造方法に関する。ゲッターは一般的に２種類、蒸発型ゲッター（ＥＧ）及び非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）に分けられる。ＮＥＧ型ゲッターは、ＥＧ型ゲッターより低い活性温度を有する傾向がある。本発明の特定の実施形態例において、ＶＩＧ窓ユニット及び／又はその製造方法に用いるハイブリッドゲッターは、ＥＧ及びＮＥＧ物質を含む。特定の実施形態例において、ＮＥＧ物質は、少なくともゲッター活性化／フラッシュ前にハイブリッドゲッター内でＥＧ物質によって（直接又は間接的に）覆われてもよい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の特定の実施形態例において、真空断熱ガラス（ＶＩＧ）窓ユニットの製造方法が提供され、実質上平行な第１及び第２基板（例えば、ガラス又はガラスを含む基板）、第１基板と第２基板との間に設けられた複数のスペーサ及びシール、基板の間に位置して大気圧未満の圧力に真空引きされるキャビティ、及び第１基板によって支持されたハイブリッドゲッターを備える工程、ハイブリッドゲッターは非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）物質及び蒸発型ゲッター（ＥＧ）物質を含み、ＥＧ物質はＮＥＧ物質を少なくとも部分的に覆う工程、及びハイブリッドゲッターを活性化する工程を含む。
【０００９】
本発明の特定の実施形態例において、実質上平行な第１及び第２基板、第１基板と第２基板との間に設けられた複数のスペーサ及びシール、及び第１基板と第２基板との間に位置して大気圧未満の圧力を有するキャビティを含み、非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）物質は第１基板上に（直接又は間接的に）位置して、蒸発型ゲッター（ＥＧ）物質から蒸発して蒸着したゲッター物質はＮＥＧ物質位置に少なくとも実質上対向する領域で第２基板上に（直接又は間接的に）位置する、真空断熱ガラス（ＶＩＧ）窓ユニットが提供される。
【００１０】
これら及びその他の実施態様及び利点は、本明細書では特定の実施態様例によって、そして以下の図面を参照しながら説明する。図面中、同様の参照符号は同様の要素を指すものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来のＶＩＧユニットの概略断面図である。
【図２】図１の従来のＶＩＧユニットの平面図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態に係るハイブリッドゲッターのＥＧ物質をフラッシュ／活性化前の例示のＶＩＧ窓ユニットを示す概略部分断面図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態に係る図３のＶＩＧ窓ユニットに用いることができる、ＥＧ物質のフラッシュ／活性化前の例示のハイブリッドゲッターの断面図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態に係る図３のＶＩＧ窓ユニットに用いることができる、ＥＧ物質のフラッシュ／活性化前の追加例示のハイブリッドゲッターの断面図である。
【図６】本発明の特定の実施形態例において、円筒状の容器内に設けることのできる、図３〜図５の任意のゲッターを示す上面図である。
【図７】本発明の特定の実施形態例において、環状の容器内に設けることのできる、図３〜図５の任意のゲッターを示す上面図である。
【図８】本発明の例示的な実施形態に係る、図３〜図６の任意のハイブリッドゲッターをフラッシュ／活性化後、例示のＶＩＧ窓ユニットを示す概略部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書では、以下の図面を参照して特定の実施態様例を詳述する。図面中、同様の参照符号は同様の要素を指すものとする。本明細書に記載の実施態様は、限定ではなく例示を目的とするものであり、また、当業者は、本明細書に添付する特許請求の範囲の真の趣旨及び全範囲を逸脱することなく様々な変更が可能であると考えることができることが分かるであろう。
【００１３】
真空断熱ガラス（ＶＩＧ）窓ユニットを製造する技術では、実質上平行な第１及び第２ガラス基板２，３、第１基板と第２基板との間に設けられた複数のスペーサ５及びシール４（例えば、端部シール）、及びガラス基板２，３の間に位置して大気圧未満の圧力に真空引きされるキャビティ６が設けられる。ハイブリッドゲッター３２は基板２によって支持され、ハイブリッドゲッターは非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）物質３２ａ及び蒸発型ゲッター（ＥＧ）物質３２ｂを含む。特定の実施形態例において、ＥＧ物質３２ｂは、ハイブリッドゲッターのＮＥＧ物質３２ａを少なくとも部分的に覆う。特定の実施形態例において、ＮＥＧ物質３２ａ及びＥＧ物質３２ｂは、ガラス基板２によって支持された容器３８（例えば、ゲッターを活性化するときに用いることができるコイルを介して加熱するようにした、金属性又は実質上金属性の容器）内に設けられ、ＥＧ物質３２ｂは、容器３８内でＮＥＧ物質３２ａを部分的に又は全体カバーして、ＮＥＧ物質３２ａは、ＥＧ物質３２ｂと容器３８の底部３８ａとの間に位置する。少なくとも活性化／フラッシュ前に、ハイブリッドゲッター３２は、基板２内に規定された凹部１４内に位置してもよい。シール物質（例えば、フリット）は、端部シール４を形成するために加熱した後、真空引きキャビティ６の真空引き工程中及び／又は後ハイブリッドゲッター３２が活性化／フラッシュするように十分に加熱する。活性化前に、全体ゲッター３２は、基板２によって支持された後、ハイブリッドゲッターの活性化／フラッシュによってハイブリッドゲッターの少なくとも一部のＥＧ物質３２ｂが対向基板３の少なくとも一面（例えば、基板３の内部主表面及び／又は基板３内に規定され得る任意の凹部１４'内上の蒸発とラインオブサイト（ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｔｅ）蒸着とがなされる。ハイブリッドゲッター３２の活性化は、好ましくは、コイルから放射線及び／又はレーザ光によってハイブリッドゲッター３２を加熱することによって行われる（例えば、ハイブリッドゲッターを活性化するために排気管８を介してレーザ光を方向付けて、及び／又はＶＩＧユニットの外側に位置するコイルからゲッターに放射線を方向付ける）。活性化は、好ましくは大気圧未満の圧力でキャビティ６を真空引きする真空引き工程中及び／又は後に行われる。特定の実施形態例において、ゲッター３２の活性化は、キャビティ６を真空引きする真空引き工程中及び／又は後に遂行され、前記活性化は、キャビティ６の圧力を少なくとも約１×１０−２から１×１０−３ｍｂａｒ以下に減少させた後に行われる。ＮＥＧ物質は、特定の例において、キャビティ／空間６内の残留気体がＥＧ物質に比べてＮＥＧ物質によく付着するために有利である。
【００１４】
ゲッター３２は、真空引き中及び／又は後に、排気管の真空引き及び封止後のキャビティ６内に存在又は／及び残留することがある特定の残留不純物（例えば、好ましくない気体、例えば、ＣＯ２及びＮ２）を吸収又は／及びこれらと結合する。簡略化するために、ゲッターは、不活性化形態で図示されている（図３〜図５）。ゲッターは、一般的に２つの主要な種類、蒸発型ゲッター（ＥＧ）及び非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）に分けられる。ＥＧは、多くの場合、カルシウム、ストロンチウム及び／又は特にバリウムのうちの１つ以上のアルカリ土金属を含む。ＮＥＧは、多くの場合、チタニウム、ジルコニウム、又は、アルミニウム及び第１列の遷移金属の中から選択された１つ以上の金属との合金を含む。ＥＧ及びＮＥＧの全てのゲッター型は、除去される気体種がゲッター表面上に吸収されるのを抑制し、ゲッター表面から様々な酸化物、炭化物及び／又は窒化物を除去するこのような操作のために、加熱による活性が必要である。一般的にゲッターが不活性形態で製造されて移動するため、真空引きされる空間に配列される場合、適切な活性／フラッシュ熱処理を必要とする。
【００１５】
特定の実施形態例において、活性化前に、ハイブリッドゲッター３２はＮＥＧ物質３２ａ及びＥＧ物質３２ｂの間に位置する保護膜３２ｃを含んでもよい。保護膜３２ｃは、実質上金属性であってもよく、アルミニウム、ニッケル、又はこれらの混合物を含んでもよい。保護膜３２ｃは、断層膜、又は第１金属（例えば、Ａｌ）及び第２金属（例えば、Ｎｉ）を含む第１層及び第２層を含んでもよい。ゲッターの活性化によって、好ましくは保護膜３２ｃが分解され、著しい多孔質化及び／又は崩壊する。
【００１６】
特に、図３を参照すると、例示のＶＩＧ窓ユニット１の概略断面図が示されている。ＶＩＧ窓ユニット１は、例えば、これに限定されないが、家庭用住居、オフィスビル、共同住宅、ドア、及び／又はそれ以外の窓として使用され得る。ＶＩＧ窓ユニット１は、離隔して、実質上平行で透明な第１及び第２ガラス基板２，３を含み、第１及び第２ガラス基板は、端部シール４によって相互接続されることができ、端部シール４は、例えば、バナジウム系、又はＶＢＺ型シール、又ははんだガラス型シールであるかこれらを含んでもよいが、これらに制限されない。バナジウム系、又はＶＢＺ型シール組成物は、２０１２年１月２０日に出願された米国特許出願第１３／３５４，９６３号に開示されており、本明細書に参照として含まれる。ＶＢＺ（例えば、バナジウム、バリウム、亜鉛）系のシール組成物は、米国特許出願第１３／３５４，９６３号に記載されており、特定の実施形態例として端部シール４及び／又はフリットベース管シール９に対して用いてもよい。特定の実施形態例において、従来のはんだガラスフリット材料は、気密端部シール４及び／又はフリットベース管シール９に対して用いてもよい。ＶＢＺ型シールフリット組成物を用いる場合、ＶＢＺ組成物がＶＩＧユニットのシールを形成するために用いることができる特定のその他の従来のガラスフリット組成物よりも低い焼成温度（例えば、２５０℃未満）を有するため、ＶＩＧユニットのガラスの好ましい性質を保持するために低い温度のシール熱プロファイルが用いられる。本明細書に開示された実施形態は、任意の好適なシール物質を用いてＶＩＧ構成に同様に適用可能であることが理解されるであろう。
【００１７】
特定の実施形態において、透明なガラス基板２，３は、略同一の大きさであってもよい。しかし、特定の他の例示的な実施形態では、１つのガラス基板２は、例えばＶＩＧユニットの端部に近接して略Ｌ字状の段差を設けるために、その他のガラス基板３より大きくてもよい。ガラス基板２，３の１つ又は両方は、例えば、限定するものではないが、低放射率コーティング（図示せず）などの少なくとも１つのコーティング物質（図示せず）を選択的に含んでもよい。ガラス基板２，３のうち少なくとも１つの内表面上に様々なコーティングが存在してもよく、このようなコーティングがＶＩＧ窓ユニット１に対する様々な有益な性能特徴を提供することが理解できる。特定の実施形態例において、ＩＲ照射を遮断するための低放射率コーティングは、基板（２及び／又は３）の内表面上に設けられる。特定の実施形態例において、ＶＩＧ窓ユニットは、可視透過率が少なくとも約３０％、好ましくは少なくとも約４０％、さらに好ましくは少なくとも約５０％、より好ましくは少なくとも約６０％又は７０％である。
【００１８】
支柱／スペーサ５のアレイは、ガラス基板２，３の間の低圧キャビティ／空間６に最終的に設けられる、大気圧未満の圧力の点で基板の間隔を保持するためにガラス基板２，３の間に位置する。特定の実施形態例において、スペーサ５は、高さが、例えば、約０．１から１．０ｍｍ、好ましくは約０．２から０．４ｍｍであってもよい。スペーサ５の高さは、略真空キャビティ６の高さで規定されてもよい。上記のように、スペーサ５は、顕著に目立たないように十分に小さいサイズであることが好ましい。特定の実施形態例によれば、スペーサ５は、はんだガラス、ガラス、セラミック、金属、ポリマー、又は、任意のその他の適切な物質であってもよく、あるいは、これらを含んでいてもよい。さらに、スペーサー５は、例えばおおむね円筒形、丸形、球形、ダイム形、Ｃ形、まくら形又は任意の他の好適な形であってよい。
【００１９】
排気管８は、例えば、はんだガラス９を用いて気密封止されてもよく、ガラス基板のうちの１つ（例えば、基板３）内に孔２２を介して設けられる。排気管８は、例えば、排気管８の先端に真空ポンプを（直接又は間接的に）取付けて、基板２，３の間のキャビティ６を低圧（例えば、大気圧未満の圧力）で減圧することによって、キャビティ６を真空引きする工程に用いられる。また、キャビティ６は、低圧チャンバー内で真空引きされてもよい。好ましい例としては、真空引きした後、キャビティ６内の圧力は、例えば、好ましくは約１０−２Ｔｏｒｒ未満、さらに好ましくは約１０−３Ｔｏｒｒ未満、より好ましくは５×１０−４Ｔｏｒｒ未満である。真空引き工程中、ＶＩＧユニットは、真空引き工程を助けるために、例えば約１５０℃〜３００℃の温度で加熱してもよい。キャビティ６を真空引きした後、排気管８は、例えば、任意の好適な手段（例えば、レーザ）で管８の先端８ａを溶融することによって封止されてもよい。特定の実施形態例によれば、排気管８は、ガラス基板３の内表面３ａをフラッシュするように孔２２を介して拡張されたり十分に拡張されなくてもよく、特定の実施形態例で内表面３ａからの直ぐ前（例えば、内表面３ａから約０．１ｍｍ以下までの距離）に位置してもよい。
【００２０】
ＶＩＧ窓ユニットを製造する場合、支柱／スペーサ５は、底面ガラス基板２上に位置して、少なくとも１つのハイブリッドゲッター３２は、凹部１４内に位置する。その次に、端部シール物質が基板２上に蒸着する。その他の基板３は、スペーサ／支柱５、封止用ガラスフリット溶液及び２つのガラス基板２，３の間のゲッター３２が介在できるように基板２上に位置する。ガラス基板２，３、スペーサ／支柱５、ゲッター３２及び端部シール物質を含む組立品は、任意の温度（例えば、約３５０〜５００℃）まで加熱し、この温度で端部シール物質を溶融してガラス基板２，３の表面を湿らせて、最終的に気密周辺／端部シール４を形成する。基板２，３の間に端部シール４を形成した後、基板２，３の間の低圧の空間／キャビティ６を形成するために排気管８を介して真空にされる。空間／キャビティ６の低圧を保持するために、基板２，３は、端部シール４によって気密封止され、小さいスペーサ／支柱５は、大気圧下で略平行な基板の分離を保持するために基板の間に設けられる。基板２，３の間のキャビティ／空間６が真空引きされれば、排気管８は、例えば、レーザなどを用いてその先端を溶融することによって封止されてもよい。キャビティ／空間６を大気圧未満の圧力に真空引きした後、排気管８の端部８ａを加熱して開口部を熔融し、ＶＩＧ窓ユニットのキャビティを封止することによって排気管を封止してもよい。 例えば、限定されないが、排気管８の先端８ａにレーザを照射することによって加熱及び溶融を達成してもよい。
【００２１】
ＶＩＧ適用時にＮＥＧゲッターだけの使用、又はＥＧゲッターだけの使用には制限がある。ＥＧ型ゲッターは、このような温度で加熱することによって活性化し、ゲッター成分（例えば、Ｂａ）が蒸発と隣接した表面上でラインオブサイト蒸着する。蒸着物の表面が活性化したゲッターである。したがって、ＥＧゲッターの吸着能力は、活性化／フラッシュ後に形成されるコーティング面の領域によって大部分が決定される。ＶＩＧ適用時の小さい真空間隙／キャビティ６は、蒸発によって形成され得るＥＧ型ゲッターのコーティング領域をかなり制限する。活性ＮＥＧ型ゲッターの活性時に、表面吸収後ゲッターバルク内の拡散につながり、その吸着能力は、ゲッター物質の総量及び温度に依存する。ＮＥＧ型ゲッターは、一般的にＥＧ型ゲッターより低い活性化温度を有する。ＶＩＧ窓ユニットにＮＥＧ型ゲッターだけ用いることに係る問題は、気密端部シール４を形成するために高い温度（例えば、約３５０〜５００℃）の製造工程中に大気に露出し、これはＮＥＧ型ゲッターの早すぎる活性化につながることがある。したがって、端部シールフリット焼成は、キャビティ６が真空引き（例えば、排気）される前にＮＥＧ表面上に多少厚い不動態化層を生成する傾向がある。これは、ＮＥＧ型ゲッターのキャパシティを減少させ、次の活性化／フラッシュに必要な時間を増加させる。小さい反応性ＮＥＧ物質を用いれば、端部シール４の形成／焼成中に早くも形成する不動態化層の厚さを減少させるが、その結果、低温で、吸収の速度及び総容量は減少する。したがって、本発明の特定の実施形態例において、ＥＧ型ゲッター物質及びＮＥＧ型ゲッター物質は、上述した問題を解決するためにＶＩＧ適用のために設計された「ハイブリッド」形態ゲッター内で結合される。
【００２２】
特定の実施形態例において（例えば、図３〜図４参照）、ハイブリッドゲッター３２は、容器３８の底面にＮＥＧ物質の第１ゲッター層３２ａ及びＮＥＧ物質３２ａを覆うＥＧ物質の第２ゲッター層３２ｂを含む容器（例えば、誘導加熱のように加熱するように環状又は円筒状のに形成されて設計することができる金属又は実質上金属性の金属トラフ）又はこれを含む。ＥＧ層３２ｂは、発熱型のものであって、その組成物は、反応して熱を生成する反応物（例えば、Ａｌ及びＮｉ、又はＴｉ）を含むことによって、ゲッターを活性化／フラッシュに必要な時間を減らす。ＥＧ層３２ｂは、端部シール４を形成するためにフリットを焼成／加熱する間にＮＥＧ物質３２ａが大気に露出するのを防止したり減少するように製造されてもよい。ＥＧ層３２ｂは、ＮＥＧ物質３２ａをさらに保護するために、気体バリア特性を改善するための添加剤を選択的に含有してもよい。
【００２３】
活性化／フラッシュは、ハイブリッドゲッター３２をＥＧ物質３２ｂが活性化／フラッシュする温度で（例えばコイルを通した誘導加熱及び／又はレーザ光によって）加熱し、ＥＧ層のゲッター成分（例えば、Ｂａ、Ｃａ、及び／又はＳｒのうちの１つ以上）が蒸発し４４、凹部１４の側壁１５及び／又は対向基板３の表面上に活性化した層３２ｂ'として蒸着する（例えば、図８参照）。本質的に同時に、底面ＮＥＧ層３２ａは、少なくとも部分的に露出して、ＥＧの蒸発によってキャビティ６内に残留気体（例えば、ＣＯ２及び／又はＮ２）にアクセス可能である。したがって、ハイブリッドゲッター３２は、フリット可能であり（端部シール４形成の間フリット焼成工程で存在する）、図８に示した２つの異なる活性ゲッター表面生成物、すなわち、（ｉ）凹部１４の側壁１５について基板２の一部及び対向基板３上に存在できる蒸発されたＥＧ層３２ｂ'及び（ｉｉ）基板２上に凹部１４及び／又は容器３８内に存在するＮＥＧ３２ａ'である。第１層３２ａとして高反応性ＮＥＧ物質を使用することにより、ＮＥＧ３２ａ'は、室温を含みそれに限定されない温度で気体を吸収することができる。
【００２４】
図８は、ゲッター３２の活性化／フラッシュ後に図３〜図６のうちのいずれか１つのＶＩＧ窓ユニットを示す。排気管８及び選択的多孔性／粗面コーティング３６は、簡略化のために図８に示していないが、例えば、ゲッター凹部（１４及び１４'）は、本発明の特定の実施形態例において、排気管８から離隔して配置できることが立証されることに注意されたい。凹部１４及び／又は凹部１４'の側壁は、異なる例示的な実施形態によって、粗面化されても粗面化されなくてもよい（１５）。図８は、ハイブリッドゲッターを活性化／フラッシュした後、活性化したＮＥＧ物質３２ａは、基板２上の容器３８及び／又は凹部１４内に残っていることを示している。図８は、ハイブリッドゲッターを活性化／フラッシュ後に、蒸発して蒸着したＥＧ物質３２ｂ'は、従来のゲッター凹部１４に近接する対向基板３及び場合によって従来のゲッター凹部１４の側壁に存在する。この実施形態において、追加の凹部１４'は対向基板３に設けられ、活性化後ＥＧ物質３２ｂ'は凹部１４'の表面及び／又は従来のゲッター凹部１４に近接する基板３の主要内表面３ａの表面上に蒸着できることが分かる。活性化したＥＧ物質３２ｂ'は、従来のゲッター凹部１４に近接する基板２の主要内表面２ａの一部上に蒸着できる。
【００２５】
したがって、前記活性化前に、ハイブリッドゲッター３２は、第１基板２内に規定された凹部１４内に位置し（例えば、図３参照）、前記活性化後の非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）物質３２ａ'は、第１基板２内に規定された凹部１４内に位置し、ＥＧ物質３２ｂから蒸発して蒸着したゲッター物質３２ｂ'は、少なくとも第１基板２内に規定された凹部１４に実質上対向する領域内の第２基板３上に位置してもよい（例えば、図８参照）。
【００２６】
選択的に、図３に示すように、対向基板３は、凹部１４'、及び／又は、粗面及び／又は多孔性コーティング３６を含み、これは活性化後に基板３上に蒸着するＥＧ物質の表面領域を増加させる機能をする。しかし、特定の実施形態例において、ゲッター凹部１４に対向基板３の表面は、選択的で本発明の特定の実施形態例において平坦であってもよい。
【００２７】
様々な実施形態において、ガラス又はガラスを含む基板（２及び／又は３）は、厚さが約１〜６ｍｍ、好ましくは約３〜５ｍｍであり、例えば、約４ｍｍであってもよい。様々な実施形態において、凹部１４は及び／又は凹部１４'は、深さが約１．５ｍｍ〜２．５ｍｍで、例えば厚さ４ｍｍのガラスシートに、凹部深さは約２ｍｍである。 基板２，３を形成する特定の実施形態例において、ゲッター凹部（１４及び１４'）は、それぞれのガラスシートに形成され、選択的にガラスシートが熱強化された後に、選択的に基板のうちの１つの内表面上に低放射率コーティングが設けられてもよく、その次に２つの基板２，３（任意の低放射率コーティングを含む、図示せず）は、ＶＩＧ形成工程中に、本明細書に記載されたように端部シール物質及びスペーサの周辺に共に位置してもよい。
【００２８】
本発明の特定の実施形態例において（例えば、図３及び図５参照）、ハイブリッドゲッターはＥＧ層３２ｂとＮＥＧ層３２ａとの間に位置して接触する追加の保護膜３２ｃ（例えば、膜又は１つ以上の層）を含んでもよい。保護膜３２ｃは、ＮＥＧ３２ａの気体バリア保護を改善するだけでなく活性化前及び／又は中にＥＧ物質とＮＥＧ物質との間に反応を防止したり減少するために設けられてもよい。保護膜３２ｃは、ＥＧ層３２ｂの活性化／フラッシュ中に到達したピーク温度以下でその強度を失い（例えば、多孔性化、気化、分解、及び／又は崩壊）、したがってハイブリッドゲッターの活性化後ＮＥＧ層３２ａが残留気体を吸収する。保護膜３２ｃの一例としては、アルミニウム又はこれを含む層（Ａｌは６６０℃で溶融）であり、真空蒸着コーティング、薄箔、又は剛性のスペーサ、例えば非常に薄いワッシャとして存在する。また他の例示の保護膜３２ｃは、Ａｌ及びＮｉの混合物又はこれを含む層である。また他の例示の保護膜３２ｃは、Ａｌ層及びＮｉ層で、これは互いに直接接触するように位置する（例えば、２つの金属性又は実質上金属性ホイールが互いに直接接触する）。Ｎｉ融点（約１４５３）は特定の実施形態例でピークＥＧ活性化／フラッシュ温度を超過するが（例えば、約１３００℃）、ＡｌとＮｉホイールの間の発熱反応は、保護膜の強度を実質上破壊するのに十分な局所温度まで上昇させることができ、生成された熱によってゲッターフラッシュを容易にしてもよい。
【００２９】
図６〜図７は、任意のゲッター３２が初めに円筒状の（図６）又は環状の（図７）ゲッター容器３８内に設けられることを示す。その他の形状の容器３８を用いてもよい。また、ゲッター物質が特定の実施形態例で容器３８内に初めに設けられるが、ゲッター３２は、選択的に初めに基板２上に直接蒸着するため、特定の実施形態例において容器３８を必要としない。
【００３０】
ハイブリッドゲッター３２は、本発明の特定の実施形態例において、ＶＩＧユニットの外側に位置するコイルから誘導加熱によって活性化してもよく、レーザ光によって活性化する例示の技術は図３に示す。真空引き工程中及び／又は後にキャビティ／空間６の圧力が減少する場合、ＶＩＧユニットは真空引き工程を助けるために加熱して、例えば約１５０〜３００℃まで加熱する。キャビティ真空引き工程中及び／又は後に、レーザ光及び／又はコイルはゲッターを活性化するために用いてもよい。ＶＩＧユニットは、排気真空引き工程で用いられた加熱によってすでに加熱されるため（例えば約１５０〜３００℃まで）、ゲッター３２を活性化するために必要となるエネルギ及び時間は、真空引き工程中に活性化を行うことによって減らすことができる。また、真空引き工程中に行われる場合、活性化に必要な全ての又は一部の時間は、真空引き工程に必要な時間と重なることができ（例えば、約３〜１２分）、したがってＶＩＧ窓ユニットを製造するのに必要な時間を減らすことができる。真空引き及びゲッター活性化が重なるように（すなわち、少なくとも部分的に同時に）行うことによって、固定された長さ及び先速度のインライン製造工程の処理量を増加させることができる。
【００３１】
図３に示すように、ゲッター３２は、排気管８の下及びガラス基板２のゲッター凹部１４内に少なくとも部分的に設けられ、管８を介してレーザ光でゲッターを加熱してもよい。排気管８の下の位置はまた、活性化／フラッシュのうちＥＧゲッター物質を分散させることによって活性ゲッターの表面領域を増加させるため、好ましい。
【００３２】
真空引き工程中及び／又は後に、排気管８の先端を封止するために用いられるレーザ３０（例えば、ＹＡＧレーザ）は、ゲッター３２を活性化するためにゲッター３２を加熱するのに用いてもよい。特に、一般的にＥＧ３２ｂは、ＮＥＧ３２ａより高い活性温度を有する。レーザから照射されたレーザ光は、管８を経てゲッター３２をＥＧ活性化温度までさらに加熱するために、ゲッター３２に当たるように、排気管８の孔を通過するようにしてもよい。ＶＩＧユニットが真空チャンバー内に位置する場合（図示せず）、レーザ光は、ゲッター３２に向かって排気管８を介して方向付け、レーザ光がゲッターを活性化するためにゲッターに向かって方向づけられる場合、キャビティ６内の圧力は著しく増加しない。図３の実施形態で示すように、ゲッター３２は、排気管８の真下に実質上配置されてもよい。上述したように、活性化によってＥＧ物質が蒸発し、キャビティ６内に蒸着する（３２ｂ'）。ＮＥＧ型ゲッター（ＥＧの活性化前及び／又は後）内にクラックを形成することにより、キャビティ６内に残留気体がＮＥＧによって捕捉及び／又は吸収されるようにＥＧの蒸発後にＮＥＧゲッターコア又は内部に通過する。ゲッター３２がレーザ光によって活性化／フラッシュされた後、同一のレーザは、排気管８の上部をシール（チップオフ）するために用いてもよい。特定の実施形態例において、レーザ光は、ゲッター３２を活性化するためにゲッター３２上に約２〜１５秒の間、好ましくは約３〜１０秒の間注入された後に、キャビティ６を封止するために管の先端を密封するように約２０〜３０秒の間、排気管８の先端８ａ上に注入される。レーザによって管８の上部をシールオフするためのチップオフ技術では、２０１２年５月１８日に出願された米国特許第１３／４７４，８１９に記載されており、全体内容は本明細書に参照として含まれる。
【００３３】
加熱時に、活性化によってキャビティ６内にＶＩＧユニットの内表面上にＥＧ物質（例えば、バリウム）が蒸発し、ＶＩＧユニットの内表面は、凹部１４の垂直、丸みを帯びた又は傾斜した側壁及び／又は基板２，３の内側主表面及び選択的に管８の一部を含む（図８参照）。特定の実施形態例において、ＥＧ３２ｂは、ＢａＡｌ４及びＮｉ又はこれを含み、活性化するためにゲッター物質をレーザ及び／又は放射線に露出すると、粉末温度が約８００〜８５０℃に増加する。この温度で、ＢａＡｌ４とＮｉとの間で発熱反応が発生して、約１１００〜１２００℃まで上昇し、この温度でＥＧからバリウムが蒸発する。金属は、いわゆるフラッシュ現象によりＶＩＧユニットの隣接した内表面上にフィルム３２ｂ'状に凝縮し、蒸発されたバリウム含有フィルムは、真空キャビティ６から好ましくない気体をゲッターする活性要素である。したがって、ＥＧ３２が活性化すると、ゲッター物質が分散し、蒸発によってＶＩＧユニット内に隣接した領域上で蒸発してゲッター物質の表面領域を増加させる。したがって、活性化／フラッシュ後に、蒸発されたＥＧゲッター物質３２ｂ'はゲッター凹部１４の垂直、丸い、又は傾斜した側壁及び凹部１４に近接する基板（２及び／又は３）の内周面、及び場合によって管８の部分及び／又は管８の孔の側壁に設けられる。ＮＥＧゲッター物質３２ａ'は、キャビティ６から好ましくない気体を吸収できるように少なくとも部分的に露出する（例えば、図８参照）。
【００３４】
ＥＧ物質３２ｂは、蒸発型ゲッターとして機能する任意の好適な物質で構成してもよい。このような物質は、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムの中から選択される元素含有化合物を含むが、これらに限定されない。好ましくは、このような化合物は、このような元素の空気に対する反応性を制限する形態である。有用なＥＧ物質の例は、中間金属化合物ＢａＡｌ４であり、これはニッケル粉末、及び場合によってＡｌ、Ｆｅ、Ｔｉ及び／又はこれらの合金のうちの１つ以上の少量と混合してもよい。その他のＥＧ物質は、当業者によく知られている。一方、非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）物質３２ａは、非蒸発型ゲッターとして機能するものとして当業者に公知された任意の物質であってもよい。例えば、このようなＮＥＧ物質は、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタニウム（Ｔｉ）、又は、これらの混合物及びバナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、及びタングステン（Ｗ）の中から選択された少なくとも１つの他の元素を含む合金であってもよい。特定の実施形態例において、ジルコニウム基合金を用いてもよく、例えば２成分合金Ｚｒ−Ａｌ、Ｚｒ−Ｆｅ、Ｚｒ−Ｎｉ、Ｚｒ−Ｃｏ又は３成分合金Ｚｒ−Ｖ−Ｆｅ及びＺｒ−Ｍｎ−Ｆｅである。例えば、ＮＥＧ物質は、サエスゲッターズ社（ＳＡＥＳ  Ｇｅｔｔｅｒｓ）によって市販されている（商品名Ｓｔ１０１及びＳｔ７０７、Ｉｔａｌｙ）を挙げることができる。また別の例として、ＮＥＧゲッター物質３２ａでは、実質的にＺｒ７６．６％〜Ｆｅ２３．４％、又はＺｒ７５．７％〜Ｎｉ２４．３％の組成物（重量％）を有する。
【００３５】
本発明の特定の実施形態例において、真空断熱ガラス（ＶＩＧ）窓ユニットの製造方法が提供され、実質上平行な第１及び第２基板（例えば、ガラスを含む基板）、第１基板と第２基板との間に設けられた複数のスペーサ及びシール、ガラス基板の間に位置して大気圧未満の圧力に真空引きされるキャビティ、及び第１基板によって支持されたハイブリッドゲッターを備える工程、ハイブリッドゲッターは非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）物質及び蒸発型ゲッター（ＥＧ）物質を含み、ＥＧ物質はＮＥＧ物質を少なくとも部分的に覆う工程、及びハイブリッドゲッターを活性化する工程を含む。
【００３６】
先行する段落の方法において、ＮＥＧ物質及びＥＧ物質は、第１基板によって支持された容器内に設けられてもよく、ＥＧ物質は、ＮＥＧ物質がＥＧ物質と容器の底部との間に位置するように容器内でＮＥＧ物質をカバーしてもよい。容器は第１基板内に規定された凹部内に位置してもよい。
【００３７】
前記２つの段落のいずれかに記載の方法において、少なくとも前記活性化工程前にハイブリッドゲッターは、第１基板内に規定された凹部内に位置してもよい。
【００３８】
前記３つの段落のいずれかに記載の方法において、前記活性化工程前に、ハイブリッドゲッターは、ＮＥＧ物質とＥＧ物質との間に位置する保護膜をさらに含んでもよい。保護膜は、金属性又は実質上金属性であってもよく、１つ以上の層を含んでもよい。例えば、保護膜は、アルミニウム及び／又はニッケルを含んでもよい。特定の実施形態において、保護膜は、第１金属と第２金属又はこれを含む第１層及び第２層を含み、例示の第１金属及び第２金属は、それぞれＡｌ及びＮｉである。
【００３９】
前記４つの段落のいずれかに記載の方法において、前記活性化工程前に、ゲッターは、第１基板によって支持されてもよく、前記活性化工程によって前記ハイブリッドゲッターの少なくとも一部ＥＧ物質が蒸発と少なくとも第２基板の表面上に蒸着してもよい。
【００４０】
前記５つの段落のいずれかに記載の方法において、前記活性化工程は、コイルから放射線及び／又はレーザ光によってハイブリッドゲッターを加熱して行われてもよい。
【００４１】
前記６つの段落のいずれかに記載の方法において、前記活性化工程は、ハイブリッドゲッターを活性化するために排気管を介してレーザ光を方向付ける工程を含んでもよい。
【００４２】
前記７つの段落のいずれかに記載の方法において、前記活性化工程は、キャビティが大気圧未満の圧力に真空引きされる真空引き工程中及び／又は後に行われてもよい。
【００４３】
前記８つの段落のいずれかに記載の方法において、前記活性化工程は、キャビティ内の圧力が少なくとも１×１０−２から１×１０−３ｍｂａｒ以下に減少させた後に活性化工程が行われるように、キャビティを真空引きする真空引き工程中及び／又は後に行われてもよい。
【００４４】
前記９つの段落のいずれかに記載の方法において、ＥＧ物質は、Ｂａ、Ｃａ及びＳｒのうちの１つ以上を含んでもよい。
【００４５】
先行する１０個の段落のうちのいずれか１つの方法において、ＮＥＧ物質は、ジルコニウム（Ｚｒ）を含んでもよい。
【００４６】
先行する１１個の段落のうちのいずれか１つの方法において、基板は、ガラスを含んでもよく、前記活性化工程前及び／又は後にＶＩＧ窓ユニットは、可視透過率が少なくとも約５０％であってもよい。
【００４７】
前記１２つの段落のいずれかに記載の方法において、（ｉ）前記活性化工程前にハイブリッドゲッターは、第１基板内に規定される凹部内に位置してもよく（ｉｉ）前記活性工程後に比蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）物質は、第１基板内に規定された凹部内に位置してもよく、ＥＧ物質から蒸発して蒸着したゲッター物質は少なくとも第１基板内に規定された凹部に実質上対向する領域内の第２基板上に位置してもよい。
【００４８】
特定の実施形態例において、実質上平行な第１及び第２基板、第１基板と第２基板との間に設けられた複数のスペーサ及びシール、及び第１基板と第２基板との間に位置して大気圧未満の圧力を有するキャビティを含み、非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）物質は、第１基板上に位置して、蒸発型ゲッター（ＥＧ）物質から蒸発して蒸着したゲッター物質は、ＮＥＧ物質位置に少なくとも実質上対向する領域で第２基板上に位置する、真空断熱ガラス（ＶＩＧ）窓ユニットが提供される。
【００４９】
先行する段落のＶＩＧ窓ユニットにおいて、ＮＥＧ物質は、第１基板上の容器内に位置してもよい。
【００５０】
前記２つの段落のいずれかに記載のＶＩＧ窓ユニットにおいて、ＮＥＧ物質は、第１基板内に規定された第１凹部内に位置してもよく、蒸発型ゲッター（ＥＧ）物質から蒸発して蒸着したゲッター物質は第２基板内に規定された第２凹部内に少なくとも部分的に位置してもよい。
【００５１】
前記３つの段落のいずれかに記載のＶＩＧ窓ユニットにおいて、ＮＥＧ物質は、第１基板内に規定された第１凹部内に位置でき蒸発型ゲッター（ＥＧ）物質から蒸発して蒸着したゲッター物質は、これが第１基板及び第２基板上に位置するように、第１凹部の少なくとも１つの側壁上に位置してもよい。
【００５２】
前記４つの段落のいずれかに記載のＶＩＧ窓ユニットにおいて、蒸発型ゲッター（ＥＧ）物質から蒸発して蒸着したゲッター物質はバリウムを含んでもよく、及び／又は、ＮＥＧ物質はＺｒ及び／又はＴｉを含んでもよい。
【００５３】
前記５つの段落のいずれかに記載のＶＩＧ窓ユニットにおいて、ＶＩＧ窓ユニットは、可視透過率が少なくとも約５０％であってもよい。
【００５４】
前記６つの段落のいずれかに記載のＶＩＧ窓ユニットにおいて、第１基板及び第２基板は、焼戻し処理されたガラスを含んでもよい。
【００５５】
前記７つの段落のいずれかに記載のＶＩＧ窓ユニットにおいて、ＮＥＧ物質は、第１基板内に規定された第１凹部内に位置してもよく、第１凹部は深さが約１．５から２．５ｍｍである。
【００５６】
前記８つの段落のいずれかに記載のＶＩＧ窓ユニットにおいて、蒸発型ゲッター（ＥＧ）物質から蒸発して蒸着したゲッター物質は、第２基板内に規定された第２凹部内に少なくとも部分的に位置してもよく、第２凹部は深さが約１．５から２．５ｍｍである。
【００５７】
本明細書では、特定の実施形態について説明及び開示してきたが、本明細書に記載の実施態様は、限定ではなく例示を目的とするものであり、また、当業者は、本明細書に添付する特許請求の範囲の真の趣旨及び全範囲を逸脱することなく様々な変更が可能であると考えることができることが分かるであろう。
【図１】
0006537967.tif 000002
【図２】
0006537967.tif 000003
【図３】
0006537967.tif 000004
【図４】
0006537967.tif 000005
【図５】
0006537967.tif 000006
【図６】
0006537967.tif 000007
【図７】
0006537967.tif 000008
【図８】
0006537967.tif 000009