(57)【要約】【課題】ガラス部材の加熱延伸法による製造において、寸法精度のばらつきを減少させ、製品検査の負担軽減と製造歩留まりを向上する。【解決手段】可撓性を有するシート材の中央にガラス母材の断面よりも小さい母材通過口と、該通過口からシート材の外周方向に向かう複数本の切れ目を形成した貴金属製のシート材８を、炉体７のガラス母材１の投入口に取り付け、上記切れ目によって通過口を広げながら且つ通過口側のシート材端部をガラス母材１に接触させながらガラス母材１を該通過口から炉体７内に投入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスに用いる平板状のガラス部材の製造方法であって、該ガラス部材と相似形状のガラス母材を、該ガラス母材の軟化温度以上に保持された炉体内に投入し、該炉体内において該ガラス母材を加熱延伸して炉体外に引き出す工程を有し、上記炉体の投入口において、ガラス母材と炉体の内壁との間隙を遮蔽しながら該ガラス母材を炉体内に投入することを特徴とするガラス部材の製造方法。
【請求項２】
前記ガラス母材と炉体の内壁との間隙を遮蔽する手段が、可撓性を有するシート材の中央にガラス母材の断面よりも小さい母材通過口と、該通過口からシート材の外周方向に向かう複数本の切れ目を形成した遮蔽部材であり、該シート材をガラス母材の進行方向を塞ぐように炉体に取り付け、上記切れ目によって通過口を広げながら且つ通過口側のシート材端部をガラス母材に接触させながらガラス母材を該通過口から炉体内に投入する請求項１に記載のガラス部材の製造方法。
【請求項３】
加熱延伸法によりガラス母材を加熱延伸してガラス部材を製造する加熱延伸装置であって、
ガラス母材を投入して加熱する炉体を有し、
該炉体のガラス母材の投入口において、ガラス母材と炉体の内壁との間隙を遮蔽する遮蔽部材を有することを特徴とする加熱延伸装置。
【請求項４】
前記遮蔽部材が、貴金属からなるシート材であって、該シート材が中央にガラス母材の断面よりも小さい母材通過口と、該通過口からシートの外周方向に向かう複数本の切れ目を有し、炉体の投入口を塞ぐように該炉体に取り付けられている請求項３に記載の加熱延伸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子・電気機器における一対の基板間に介在されて、該基板間を支持するスペーサ等、電子デバイスに用いられるガラス部材の製造方法とこれに用いられる加熱延伸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表面伝導型の電子放出素子を基板上にマトリクス状に配置し、電子放出素子を気密に封入するように対向配置された基板上に設けられた蛍光体に放出電子を照射して画像を形成するパネル状ディスプレイの開発が進んでいる。
【０００３】
このような、電子源が一対の基板間に気密に封入された電子線装置の基板間を支持するスペーサの製造方法としては、例えば、特許文献１に加熱延伸法が開示されている。この方法は、断面が長方形のガラス母材を加熱軟化させ、該ガラス母材の送り出す送り出しローラーの送り出し速度と、該ガラス母材を引き取る引き取りローラーによる引き取り速度の差によって延伸する方法である。延伸したガラス母材は延伸前のガラス母材と断面形状が相似形であり、これを切断して、所望の平板状スペーサとする。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６４１２９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スペーサの主な役割は減圧状態となる基板間の距離（ギャップ）を保持してパネル外からの大気圧を支持することにある。しかしながら基板間のギャップを維持するスペーサの高さ方向の寸法ばらつきが大きいと、大気圧により基板が変形を起こす、更には基板が割れる恐れが増大する。
【０００６】
これらの問題を防ぐための寸法ばらつきの許容値はディスプレイパネルのサイズや基板の厚さ、スペーサ材の配置によっても異なるが、３０乃至６０インチクラスのディスプレイにおいては、要求されるばらつき範囲は概ね８μｍ以下になる。これは、仮に基板間のギャップ設計値が１．６ｍｍ乃至２ｍｍの範囲任意の値であるとすると、高さに対するばらつきの許容公差は±０．２乃至０．２５％以下となる。
【０００７】
ところが従来、上記加熱延伸法により加工したスペーサの外径寸法は一般的には±１％程度高精度な加工であっても±０．３乃至０．５％のばらつきを有するため製品を検査する負担の増大と、製造歩留まりの低下が問題となる。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、ガラス部材の加熱延伸法による製造において、寸法精度のばらつきを減少させ、製品検査の負担軽減と製造歩留まりを向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１は、電子デバイスに用いる平板状のガラス部材の製造方法であって、該ガラス部材と相似形状のガラス母材を、該ガラス母材の軟化温度以上に保持された炉体内に投入し、該炉体内において該ガラス母材を加熱延伸して炉体外に引き出す工程を有し、上記炉体の投入口において、ガラス母材と炉体の内壁との間隙を遮蔽しながら該ガラス母材を炉体内に投入することを特徴とする。
【００１０】
本発明のガラス部材の製造方法においては、
前記ガラス母材と炉体の内壁との間隙を遮蔽する手段が、可撓性を有するシート材の中央にガラス母材の断面よりも小さい母材通過口と、該通過口からシート材の外周方向に向かう複数本の切れ目を形成した遮蔽部材であり、該シート材をガラス母材の進行方向を塞ぐように炉体に取り付け、上記切れ目によって通過口を広げながら且つ通過口側のシート材端部をガラス母材に接触させながらガラス母材を該通過口から炉体内に投入すること、
が好ましい。
【００１１】
本発明の第２は、加熱延伸法によりガラス母材を加熱延伸してガラス部材を製造する加熱延伸装置であって、
ガラス母材を投入して加熱する炉体を有し、
該炉体のガラス母材の投入口において、ガラス母材と炉体の内壁との間隙を遮蔽する遮蔽部材を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の加熱延伸装置においては、
前記遮蔽部材が、貴金属からなるシート材であって、該シート材が中央にガラス母材の断面よりも小さい母材通過口と、該通過口からシートの外周方向に向かう複数本の切れ目を有し、炉体の投入口を塞ぐように該炉体に取り付けられていること、
が好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、加熱延伸法により平板状のガラス部材をより形状精度良く製造することが可能になり、特にスペーサにおいて、高さ寸法のバラツキを低減することで、製造工程の歩留まり向上と製品検査の負担軽減を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明者は、鋭意検討した結果、加熱延伸法によるガラス部材の製造工程において、ガラス母材を炉体に投入する際に、ガラス母材と炉体の内壁との間隙から炉体内に侵入する炉体外の外乱空気による影響が大きいことを知見し、本発明を達成した。
【００１５】
本発明の特徴は、ガラス母材を炉体に投入する際に、該炉体の投入口における炉体の内壁とガラス母材との間隙を遮蔽することにある。具体的には、該遮蔽手段として、可撓性を有するシート材の中央にガラス母材の断面よりも小さい母材通過口と、該通過口からシートの外周方向に向かう複数本の切れ目を形成した遮蔽部材が好ましく用いられる。該シート材は、投入口を塞ぐように、即ち、ガラス母材の進行方向を塞ぐように炉体に取り付けられ、ガラス母材は上記通過口を切れ目によって広げながら通過する。その際、シート材の通過口側端部は通過するガラス母材表面に接触することで、良好にガラス母材と炉体の内壁との間隙を遮蔽する。
【００１６】
本発明において、上記シート材としてはＰｔ等の貴金属からなる箔材が好ましく用いられる。
【００１７】
図１は本発明のガラス部材の製造方法を良好に実施しうる本発明の加熱延伸装置の一実施形態の構造を示す、鉛直方向（延伸方向）断面模式図である。図中、１はガラス母材、１’は延伸後のガラス母材、２はガラス部材、３はヒーター、４はメカチャック、５はローラー、６はカッター、７は炉体、８はシート材である。また、図２（ａ）は図１のシート材８の平面図であり、図中２１は母材通過口、２２は切れ目である。さらに、図２（ｂ）は、該シート材８の母材通過口２１をガラス母材１が通過する状態を示す鉛直方向断面模式図である。
【００１８】
本例において、遮蔽部材であるシート材８の母材通過口２１は、ガラス母材１の断面（延伸方向に対して直行する方向の断面）よりも小さく形成されているため、このままではガラス母材１は母材通過口２１を通過できない。しかしながら、該通過口２１からシート材８の外周に向かって複数本の切れ目２２が形成されているため、該切れ目２２によって通過口２１が広がることができる。よって、図２（ｂ）に示すように、ガラス母材１の表面に通過口側のシート材端部が接触しながらガラス母材１が通過口２１を通過して炉体７内に投入される。この時、ガラス母材１と炉体７の内壁との間隙は、該シート材８の通過口側端部によって良好に遮蔽されるため、ガラス母材１が炉体７内に投入される際に、炉体外の外乱空気の影響が投入口より炉体内へ侵入するのを防止することができる。そして、係る外乱空気の侵入を防止することにより、炉体内の温度変動が抑制され、精度良くガラス部材を加熱延伸することができる。
【００１９】
尚、本発明において該シート材８は１枚でもガラス母材１と炉体７の内壁との間隙をほぼ遮蔽することができるが、より高い遮蔽効果を得るために、切れ目２２の位置を互いにずらせた複数枚のシート材を重ねて用いることも好ましく適用される。複数枚重ねて用いることで、１枚目の切れ目が広がった箇所や、シート材とガラス母材表面とが非接触であいた隙間を２枚目以降のシート材で遮蔽することができ、ほぼ完全に上記間隙を遮蔽することができる。
【００２０】
また、シート材８の母材通過口２１からシート材８の外周に向けて形成した切れ目２２の、外周側端部を繋いだ線で形成される形状は、図２（ａ）においてはガラス母材１の断面に相似形の長方形であるが、本発明はこれに限定されるものではない。より良好な遮蔽効果が得られる範囲で、該形状を円、楕円、或いは矩形の角部を欠いた形状など、適宜選択される。またさらに、複数枚のシート材を重ねて用いる場合には、シート材毎に係る形状が異なっていても良い。
【００２１】
図１において、ガラス母材１に対して熱源であるヒーター３はガラス母材１の延伸方向に直行する断面の各外辺から概等距離に配置されている。本例におけるガラス母材１の断面形状は長方形であるが、本発明はこのような断面形状のガラス母材１に限らず、縦横の寸法が異なる断面形状のガラス母材１、例えば断面形状が楕円形、台形などのガラス母材１に対しても有効である。このようにガラス母材１の断面形状が複雑な場合でも、切れ目２２を形成したシート材８を複数枚重ねることで同様の遮蔽効果を得ることが可能である。
【００２２】
図１の装置においては、ガラス母材１をメカチャック４で締め付け保持し、シート材８の通過口２１を通過したガラス母材１の下部はヒーター３でガラス母材１の軟化温度以上に加熱され、延伸したガラス母材１’の下部を引き取りローラー５間に挟み込む。この状態で、メカチャック４を徐々に下降させながら、引き取りローラー５を回転させ、メカチャック４の下降速度より速い引き取り速度で延伸ガラス母材１’を引き取る。同時に、上記メカチャック４と引き取りローラー５間で、ヒーター３によりガラス母材１を軟化温度以上に加熱し軟化させる。
【００２３】
すると、メカチャック４の下降速度と引き取りローラー５による引き取り速度の速度差によって、軟化温度以上に加熱されて軟化したガラス母材１が延伸され、該ガラス母材１と断面形状がほぼ相似形状の延伸ガラス母材１’が連続して形成される。
【００２４】
そして、冷却固化した状態で引き取りローラー５を通過した延伸ガラス母材１’をカッター６で切断することで、所望の薄さの平板状（柱状を含む）のガラス部材２とすることができる。
【００２５】
図３は、図１の装置で得られるガラス部材２の一例の斜視図であり、表示装置におけるスペーサとして用いられるものである。
【実施例】
【００２６】
（実施例１）
図３に示されるガラス部材２を、図１に示した加熱延伸装置で作製した。ガラス母材１としては、断面形状が６．２ｍｍ×４９ｍｍの長方形のものを用いた。また、遮蔽部材としては、厚さ０．０３ｍｍの白金製シート材８の中央近傍に、図２（ａ）に示されるように５．２ｍｍ×４０ｍｍの長方形の通過口２１と、該通過口２１から外周に向けてピッチ３ｍｍ、切り込み量５ｍｍの切れ目２２を入れた。そして、該シート材８を炉体７のガラス母材１の投入口に、該投入口を塞ぐように取り付けた。
【００２７】
上記ガラス母材１を、Ｖ１＝２．５ｍｍ／ｍｉｎの速度でメカチャック４を降下させることにより送り出し、ヒーター３で約７８０℃に加熱した。そして、ヒーター３の下方に配置された引き取りローラー５にてＶ２≒２７００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き取ることで加熱延伸し、最後にカッター６にて長さが８５０ｍｍになるように切断した。
【００２８】
本例で得られたガラス部材２の高さ（図３参照）をレーザー式測長機において、１ｍｍピッチで３００本測定したところ、全ての測定点で１．５９６５ｍｍ乃至１．６０３５ｍｍ（レンジ７．０μｍ）の範囲であった。また、ばらつきの３σは±３．２μｍ（±０．２％）であった。
【００２９】
（比較例１）
シート材８の母材通過口２１を７．２ｍｍ×５０ｍｍ（ガラス母材１の外径より各辺０．５ｍｍずつ大きくした）とし、切れ目２２を形成しない以外は実施例１と同様にしてガラス部材２を作製した。
【００３０】
本例のガラス部材を実施例１と同様の測定をしたところ１．５９４６ｍｍ乃至１．６０６９ｍｍ（レンジ１２．３μｍ）の範囲であり、ばらつきの３σは±６．７μｍ（±０．４２％）であった。
【００３１】
（比較例２）
シート材８の母材通過口２１を８．２ｍｍ×５１ｍｍ（ガラス母材１の外径より各辺１ｍｍずつ大きくした）とし、切れ目２２を形成しない以外は実施例１と同様にしてガラス部材を作製した。
【００３２】
本例のガラス部材を実施例１と同様の測定をしたところ１．５９４０ｍｍ乃至１．６０１２ｍｍ（レンジ１２．２μｍ）の範囲であり、ばらつきの３σは±５．４μｍ（±０．３４％）であった。
【００３３】
（比較例３）
シート材８の母材通過口２１を１２．２ｍｍ×５５ｍｍ（ガラス母材１の外径より各辺３ｍｍずつ大きくした）とし、切れ目２２を形成しない以外は実施例１と同様にしてガラス部材を作製した。
【００３４】
本例のガラス部材を実施例１と同様の測定をしたところ１．５９５０ｍｍ乃至１．６０９８ｍｍ（レンジ１４．８μｍ）の範囲であり、ばらつきの３σは±６．０μｍ（±０．３８％）であった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の加熱延伸装置の一例の構造を模式的に示す断面図である。
【図２】図１の加熱延伸装置の炉体に取り付けたシート材の平面図と、該シート材の通過光をガラス母材が通過している状態を示す断面模式図である。
【図３】本発明で得られるガラス部材の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  ガラス母材
１’  延伸ガラス母材
２  スペーサ
３  ヒーター
４  メカチャック
５  ローラー
６  カッター
７  炉体
８  シート材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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