ガラス突起スペーサを備えた真空絶縁ガラス窓
ガラス突起スペーサ（５０）および２以上の窓用板ガラス（２０）を採用する真空絶縁ガラス（ＶＩＧ）窓（１０）が開示される。ガラス突起スペーサが、１つの窓用板ガラス（２０）の表面（２４）に形成され、かつその窓用板ガラスの本体部分（２３）のガラス材料から構成される。すなわち、窓用板ガラスに追加して固定する必要がある別個のスペーサ部材とは対照的に、ガラス突起スペーサは窓用板ガラスに一体形成される。ＶＩＧ窓を形成する方法が同じく開示される。この方法は、レーザ（１１０）からの集束ビーム（１１２Ｆ）で窓用板ガラスを照射することによりガラス突起スペーサを形成する工程を含む。ガラスにおける加熱効果がガラスを局所的に膨張させ、それによりガラス突起スペーサが形成される。このプロセスを窓用板ガラスの別の位置で繰り返し、ガラス突起スペーサのアレイを形成する。第２の窓用板ガラスをこのガラス突起スペーサと接触させ、さらにエッジ（２８Ｆ，２８Ｂ）をシールする。得られたシールされた内部領域（４０）は、その後１気圧未満の真空圧力まで真空にされる。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本明細書は、「ガラス突起スペーサを備えた真空絶縁ガラス窓」と題する、２００８年１１月５日に出願された米国特許出願第１２／２６５，１９２号の優先権を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般に真空絶縁ガラス窓に関し、特にガラス突起スペーサを採用している真空絶縁ガラス窓に関する。
【背景技術】
【０００３】
真空絶縁ガラス（ＶＩＧ）窓は、典型的には２以上の窓用板ガラスの間を真空にして構成され、この窓では通常のガラス窓と比較して、絶縁および防音特性を改善することができる。窓用板ガラスの撓みを防止するために別個のスペーサを窓用板ガラス間に配置して、窓用板ガラスが互いに接触することを防いでいる。スペーサは典型的には、アルミニウム、プラスチック、セラミック、またはガラスから作製され、そして窓用板ガラスとは別に、すなわち別個の要素として、窓用板ガラスの間に配置され固定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在のスペーサは、窓用板ガラスを分離させるには効果的であるが、窓を見たときに視認されやすく、窓の見栄えを悪くする傾向にある。さらに、窓用板ガラスの間に別個のスペーサを配置し、そしてこのスペーサを窓用板ガラスに固定させる必要があるため、ＶＩＧ窓の製造プロセスはより費用がかかり、また複雑なものになっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様は、ＶＩＧ窓である。このＶＩＧ窓は、第１ガラス材料で形成された第１本体部分を有しさらに第１の対向する表面と第１外側エッジとを有する、第１窓用板ガラスを含む。このＶＩＧ窓はさらに、第１窓用板ガラスから第１距離だけ間隔を空けて、かつ第１窓用板ガラスと略平行な状態で配置された第２窓用板ガラスであって、第２ガラス材料で形成された第２本体部分を有し、さらに第２の対向する表面と第２外側エッジとを有する、この第２窓用板ガラスを含む。第１エッジシールが、第１および第２窓用板ガラスの間に１気圧未満の真空圧力を有する第１のシールされた内部領域を画成するよう、第１および第２外側エッジ夫々の周囲に形成される。第１窓用板ガラスの第１の表面の一方に一体形成されかつ第１本体部分の第１ガラス材料から成るものであり、さらに間隔の第１距離を維持するよう第２窓用板ガラスと接触する、第１の複数のガラス突起スペーサを、このＶＩＧ窓はさらに含む。
【０００６】
本発明の別の態様は、ＶＩＧ窓を形成する方法である。この方法は、第１表面と第１エッジとを有する第１本体部分を備えかつ第１ガラス材料を含む、第１窓用板ガラスにおいて、第１表面に、第１本体部分の第１ガラス材料から成る第１の複数のガラス突起スペーサを一体形成させる工程を含む。この方法はさらに、第２表面と第２エッジとを有する第２本体部分を備えかつ第２ガラス材料を含む、第２窓用板ガラスを、第１の複数のガラス突起スペーサと接触させ、このとき第１および第２窓用板ガラスが第１および第２表面間において第１距離だけ間隔が空くようにする工程を含む。この方法は、第１および第２エッジをシールして、第１および第２窓用板ガラスの間に内部領域を画成する工程と、その後、内部領域に１気圧未満の真空圧力を形成する工程とをさらに含む。
【０００７】
本発明の別の態様は、あるプロセスにより形成されるＶＩＧ窓製品であり、このプロセスは、第１表面と第１エッジとを有する第１本体部分を備えかつ第１ガラス材料を含む、第１窓用板ガラスを提供する工程、および、第１窓用板ガラスの第１表面に、第１本体部分の第１ガラス材料から成る複数のガラス突起スペーサを形成する工程、を含む。このプロセスは、第２表面と第２エッジとを有する第２本体部分を備えかつ第２ガラス材料を含む、第２窓用板ガラスを、ガラス突起スペーサと接触させ、このとき第１および第２窓用板ガラスが第１および第２表面間において第１距離だけ間隔が空くようにする工程をさらに含む。このプロセスはさらに、第１および第２エッジをシールして、第１および第２窓用板ガラスの間に内部領域を画成する工程を含む。このプロセスは、内部領域に１気圧未満の真空圧力を形成する工程をさらに含む。
【０００８】
本発明のさらなる態様、特徴および利点は以下の詳細な説明の中で明らかにされ、ある程度は、その説明から当業者には容易に明らかになるであろうし、あるいは、以下の詳細な説明、請求項の他、添付の図面を含め、本書で説明されたように本発明を実施することにより認識されるであろう。
【０００９】
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、本発明の実施の形態を示していること、さらに、請求される本発明の本質および特性を理解するための概要または構想を提供するよう意図されていることを理解されたい。添付の図面は、本発明をさらに理解することができるように含まれているものであり、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は本発明の種々の実施形態を示し、そしてその説明とともに、本発明の原理および動作を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による２枚ガラスＶＩＧ窓の一例を示す前面図
【図２】図１のＶＩＧ窓の方向ＣＳ−ＣＳから見た断面図
【図３】一例のガラス突起スペーサの拡大断面図
【図４Ａ】両面にガラス突起スペーサが形成されている中間板ガラスを備えた、３枚ガラスＶＩＧ窓の実施形態例を示している図２に類似した断面図
【図４Ｂ】第２組のガラス突起スペーサが中間板ガラスではなく後板ガラスに形成されていることを除き、図４Ａに類似した図
【図５Ａ】ＵＶおよび可視波長スペクトルにおける、透過性アルカリ土類アルミノケイ酸塩ガラスに対する典型的な透過率曲線（透過率（％）対波長（ｍｍ））を示す図
【図５Ｂ】ＵＶおよび可視波長スペクトルにおける、透過性ソーダ石灰ガラスに対する典型的な透過率曲線（透過率（％）対波長（ｍｍ））を示す図
【図６】ＶＩＧ窓を形成する過程で窓用板ガラスにガラス突起スペーサを形成するために使用される、レーザベースのガラス突起形成装置の一例を示す概略図
【図７】パルスレーザからの光パルスにより形成されたレーザ光ビームの一実施形態例を示す概略図
【図８】ソーダ石灰窓用板ガラスに対する、レーザ出力（Ｗ）、距離ＤF、およびガラス突起スペーサの高さＨを、実験データに基づいてプロットした棒グラフ
【図９】３ｍｍのソーダ石灰窓用板ガラスサンプルに形成された、ガラス突起スペーサの３次元イメージ
【図１０】図９のガラス突起スペーサをライン走査した、略半球状の形状を示している図
【図１１】ガラス突起スペーサが略平坦な上端部分を有していることを除き、図９に示したものに類似しているガラス突起スペーサの３次元イメージ
【図１２】赤外線反射コーティングを有している窓用板ガラスの例を示す概略側面図
【図１３】図１２の窓用板ガラスに形成された、コーティングされていないガラス突起スペーサを示す拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
説明のため、本書において、用語「前」、「後」、「中間」、およびこれらの派生語は、本発明の装置および方法の説明を助けるために使用される相対語である。したがって、本発明は、明確にその反対を明記している場合を除き、種々の別の配向やステップの順序を想定し得ることを理解されたい。また、添付の図面に図示され、かつ以下の明細書の中で説明される具体的な装置およびプロセスは、添付の請求項において画成される発明の概念の実施の形態であることも理解されたい。したがって、本書において開示される実施形態に関連する具体的な寸法および他の物理的特性は、請求項において明確に他に記載されていなければ、限定するものと考えるべきではない。
【００１２】
「光誘起吸収」という用語は、窓用板ガラスを局所的に光学的放射に露出する（照射する）ことにより生じる、窓用板ガラスの吸収スペクトルの局所的変化を意味すると広く理解されている。光誘起吸収は、限定するものではないが、紫外線、近紫外線、可視、近赤外線、および／または赤外線、の波長を含む、波長または波長範囲での吸収の変化を含み得る。透過性の窓用板ガラスにおける光誘起吸収の例として、例えば限定するものではないが、色中心の形成、一時的なガラス欠陥の形成、および永久的なガラス欠陥の形成が挙げられる。
【００１３】
ガラス突起スペーサが窓用板ガラス「に形成されている」という説明は、ガラス突起スペーサが、略平坦であった窓用板ガラスの表面から外側に凸状に突き出すようにして窓用板ガラスの本体部分から成長し、かつ窓用板ガラスを構成しているガラス材料から形成されていることを意味する。
【００１４】
本書において使用される窓は、紫外線、近紫外線、可視、近赤外線、および／または赤外線、の波長を有する電磁（ＥＭ）放射を含むＥＭ放射に対して少なくとも部分的に透過性の、２以上の窓用板ガラスを備えた製品である。
【００１５】
一体形成されたガラス突起を有するＶＩＧ窓
図１は、本発明による２枚ガラスＶＩＧ窓１０の実施形態例を示す前面図である。図２は、図１のＶＩＧ窓１０例の、方向ＣＳ−ＣＳから見た断面図である。参照のため、デカルト座標が図示されている。ＶＩＧ窓１０は、２つの窓用板ガラス２０、すなわち、互いに対向しかつ略平行に配置される、前板ガラス２０Ｆおよび後板ガラス２０Ｂを含む。前板ガラス２０Ｆは、第１ガラス材料から作製された本体部分２３Ｆを有し、さらに外側および内側表面２２Ｆおよび２４Ｆと、外側エッジ２８Ｆとを有する。同様に、後板ガラス２０Ｂは、第２ガラス材料から作製された本体部分２３Ｂを有し、さらに外側および内側表面２２Ｂおよび２４Ｂと、外側エッジ２８Ｂとを有する。一実施形態例において、本体部分２３Ｆおよび２３Ｂを構成している第１および第２ガラス材料は同一のものである。
【００１６】
前板ガラス２０Ｆおよび後板ガラス２０Ｂは、夫々の内側表面２４Ｆおよび２４Ｂから測定して、距離ＤGを隔てて分離されている。外側エッジ２８Ｆおよび２８Ｂ夫々には、各外側エッジの少なくとも一部を包囲して気密シールを提供する、エッジシール３０が提供される。エッジシール３０と、前および後板ガラスの内側表面２４Ｆおよび２４Ｂとで、シールされた内部領域４０が画成される。シールされた内部領域４０は、１気圧未満の真空圧力を有するように少なくとも部分的に真空にすることが好ましく、これにより所望の絶縁および防音特性を備えたＶＩＧ窓１０が提供される。
【００１７】
ＶＩＧ窓１０は、後板ガラス２０Ｂの内側表面２４Ｂに一体形成された、複数のガラス突起スペーサ５０をさらに含む。図３はガラス突起スペーサ５０例の拡大図である。ガラス突起スペーサ５０は後板ガラス２０Ｂに一体形成されたものであり、ＶＩＧ窓１０と分離した、すなわち別個の要素として追加されたものではないことに留意されたい。つまり、ガラス突起５０は後板ガラス２０Ｂと同一の材料で形成された（すなわち同一の材料から成る）ものであり、事実上は本体部分２３Ｂの拡張部である。ガラス突起５０を形成する方法の例について、以下に詳細に論じる。
【００１８】
一実施形態例において、ガラス突起スペーサ５０は互いに規則的に間隔を空けて設けられる。ガラス突起スペーサ５０は本体部分２３Ｂに一体形成されているため、ＶＩＧ窓１０を通常の（すなわち、略垂直入射の）視角で見ると、ガラス突起スペーサ５０は実質的に視認されない。そのため、図１ではガラス突起５０を実態のないもののように図示している。ガラス突起５０は、図３に示すように、「先端」すなわち「上端部分」５１を有する。以下で論じるが、上端部分５１は図３に示されているように丸みを帯びた状態である必要はない。ガラス突起スペーサ５０は前板ガラスの内側表面２４Ｆと接し、そして前板ガラス２０Ｆおよび後板ガラス２０Ｂ間の分離距離ＤGを維持する働きをする。
【００１９】
一実施形態例において、窓用板ガラス２０Ｆおよび２０Ｂはソーダ石灰ガラスの板ガラスから形成され、これらの窓用板ガラスは、さらに一実施形態例において、２ｍｍから３ｍｍの間の厚さＴGを有する。一実施形態例において、ソーダ石灰ガラスに形成されたガラス突起スペーサ５０の高さ（「突起高さ」）Ｈは、７５μｍから１７０μｍの範囲内であり、より好適には１００μｍから１７０μｍの範囲内であり、そしてさらに好適には１５０μｍから１７０μｍの範囲内である。一実施形態例において、窓用板ガラス２０Ｆおよび２０Ｂは略同じ厚さＴG（図６参照）を有する。
【００２０】
図４Ａは図２に類似した断面図であり、前板ガラス２０Ｆと後板ガラス２０Ｂとの間に中間板ガラス２０Ｍを挟んで含む、３枚ガラスＶＩＧ窓１０の実施形態例を示したものである。中間板ガラス２０Ｍは、第３ガラス材料からなる本体部分２３Ｍを有し、さらに前面２２Ｍ、後面２４Ｍ、およびエッジ２８Ｍを有する。第１組および第２組のガラス突起スペーサ５０が、中間板ガラス２０Ｍの前面２２Ｍおよび後面２４Ｍに夫々形成され、そして中間板ガラス２０Ｍと前板ガラス２０Ｆとの間の距離ＤGA、中間板ガラス２０Ｍと後板ガラス２０Ｂとの間の距離ＤGBを夫々維持する働きをする。図４Ａに示した実施形態例においては、単一のエッジシール３０が、エッジ２８Ｆ、２８Ｍおよび２８Ｂをシールする働きをする。別の実施形態例においては複数のエッジシール３０が使用され、この場合は、１つのエッジシールがエッジ２８Ｆおよび２８Ｍ夫々の少なくとも一部をシールする働きをし、そして他のエッジシールがエッジ２８Ｍおよび２８Ｂ夫々の少なくとも一部をシールする働きをする（図４Ｂ参照）。
【００２１】
エッジシール３０と窓用板ガラスの表面２４Ｆおよび２２Ｍとで第１のシールされた内部領域４０Ａが画成され、一方エッジシール３０と窓用板ガラスの表面２４Ｍおよび２４Ｂとで第２のシールされた内部領域４０Ｂが画成される。シールされた内部領域４０Ａおよび４０Ｂは、１気圧未満の真空圧力を夫々が有するように真空にすることが好ましく、これにより、所望の、そして特に図１および図２に示した２枚ガラスＶＩＧ窓１０の約２倍の、絶縁および防音特性を備えた、３枚ガラスＶＩＧ窓１０が提供される。
【００２２】
図４Ｂは図４Ａに類似した、３枚ガラスＶＩＧ窓１０の別の実施形態例を示したものであり、ここでは第２組のガラス突起スペーサ５０が、中間板ガラス２０Ｍではなく後板ガラス２０Ｂの内側表面２４Ｂに形成されている。図４Ｂはさらに、上述したように、複数のエッジシール３０を使用した実施形態例を示している。
【００２３】
一実施形態例において、中間板ガラス２０Ｍはソーダ石灰ガラスで形成され、そしてさらに一実施形態例において、この板ガラスは２ｍｍから３ｍｍの間の厚さＴGを有する。一実施形態例において、前、中間、および後板ガラスの本体部分２３Ｆ、２３Ｍおよび２３Ｂは、同一のガラス材料から作製されている。
【００２４】
ソーダ石灰ガラスは最も一般的な窓用ガラスであるが、本書において開示されるＶＩＧ窓の発明は、以下に詳細に説明する方法を用いて一体型ガラス突起スペーサ５０を形成することが可能な、任意の種類のガラスに適用させることができる。例えば、本書において開示されるＶＩＧ窓の発明は、低鉄の（「高透明の」）窓用ガラスの他、以下で紹介および論じられる他のガラスにも適用される。
【００２５】
ガラス突起スペーサの形成
窓用板ガラスに使用されている市販の透過性ガラスは、高出力レーザを利用可能な、例えば約８００μｍから１６００μｍの間の近赤外（ＮＩＲ）域や、約３４０ｎｍから約３８０ｎｍの間の紫外（ＵＶ）域などの波長をほとんど吸収しない傾向にある。例えば、アルカリ土類アルミノケイ酸塩ガラスおよびアルミノケイ酸ナトリウムガラス（全てＮＹ州コーニングのコーニング社（Corning Incorporated）から入手可能な、Ｅａｇｌｅ２０００（登録商標）ガラス、ＥａｇｌｅＸＧ（商標）ガラス、１３１７ガラス、およびＧｏｒｉｌｌａ（商標）ガラスなどのガラス）は、典型的には図５Ａに示すような透過スペクトルを有し、そしてソーダ石灰ガラスは、典型的には図５Ｂに示すような透過スペクトルを有している。図５Ａおよび図５Ｂから明らかであるように、アルカリ土類アルミノケイ酸塩ガラスおよびソーダ石灰ガラスの透過率は、波長３５５ｎｍで約８５％超（ガラス／空気界面での反射によるフレネル損失を含む）であり、これは数百ワットの出力が利用可能なレーザを使用しない限り、容積が小さいガラスであっても作業点（〜１０5ポアズ）に近い温度まで加熱するには不十分である。
【００２６】
意外なことに、アルカリ土類アルミノケイ酸塩ガラス（例えば、前述のＥａｇｌｅ２０００ガラスおよびＥａｇｌｅＸＧガラスなどのＬＣＤガラス）、ソーダ石灰ガラス、およびアルミノケイ酸ナトリウムガラス（例えば、前述の１３１７ガラスおよびＧｏｒｉｌｌａガラス）から形成されたものを含む、特定の透過性の窓用板ガラスでは、強力なＵＶレーザビームをこの透過性の窓用板ガラスに通して伝送することによって、そのレーザ波長での吸収を十分なレベルに上昇させ得ることが分かっている。特に、高繰返し率のナノ秒パルス幅のＵＶレーザが最も効果的であることが分かった。このようなパルスのＵＶレーザビームに数秒間露出すると、本来であれば比較的低吸収の透過性ガラスに、光誘起吸収を生じさせることが分かった。この誘起されたガラスの吸収はＵＶ波長で著しく増加し、窓用板ガラスをその作業温度まで（同一のレーザまたは別のレーザを使用して）局所的に加熱することを可能にし、そしてガラス突起スペーサ５０の形成を可能にする。ＵＶにより生成された吸収は、一旦照射が終了すると短時間（例えば、数秒）で弱まる。
【００２７】
中赤外線波長レーザなどの他の種類のレーザを、ほとんどの透過性ガラス材料に対してＵＶレーザの代わりに使用することができる。一例の中赤外線波長レーザは、約２．７μｍの波長を有するレーザビームを生成する。説明のため、本発明の方法を実施するために使用する装置と関連付けて、ＵＶレーザを以下において説明および検討する。
【００２８】
図６は、ＶＩＧ窓１０を形成する過程で窓用板ガラス２０にガラス突起スペーサ５０を形成するために使用される、レーザベースの装置（「装置」）１００の一例を示す概略図である。装置１００は、光軸Ａ１に沿って配列されるレーザ１１０を含む。レーザ１１０は、出力Ｐを有するレーザビーム１１２を光軸に沿って放射する。一実施形態例において、レーザ１１０は電磁スペクトルの紫外線（ＵＶ）領域で動作する。
【００２９】
さらに図７を参照すると、特定の実施形態例において、レーザ１１０はレーザビーム１１２を構成する光パルス１１２Ｐを生成するパルスレーザであり、このとき光パルスはＵＶ波長（例えば、約３５５ｎｍ）を有し、そしてナノ秒スケールの時間的パルス幅τPを有する。一実施形態例において、光パルス１１２Ｐは、２０ｎｓ≦τP≦８０ｎｓの範囲の時間的パルス幅τPと、５０ｋＨｚ≦Ｒ≦２００ｋＨｚの範囲の繰返し率Ｒとを有する。さらにこの実施形態例において、レーザ１１０は２０ワットのレーザ（すなわち、Ｐ＝２０Ｗ）である。一実施形態例において、レーザ１１０は第３高調波のＮｄベースレーザを含む。図７に示すように、光パルス１１２Ｐは時間量Δｔだけ間隔が空いているものであり、それにより繰返し率はＲ＝１／Δｔと定義される。
【００３０】
装置１００は光軸Ａ１に沿って配列された集光光学系１２０をさらに含み、この集光光学系は焦点ＦＰを含む焦点面ＰFを画成する。一実施形態例において、集光光学系１２０は、レーザ１１０から順に光軸Ａ１に沿って、デフォーカスレンズ１２４と第１集束レンズ１３０の組合せ（この組合せがビーム拡大器を形成する）、および第２集束レンズ１３２を含む。一実施形態例において、デフォーカスレンズ１２４の焦点距離はｆD＝−５ｃｍであり、第１集束レンズ１３０の焦点距離はｆC1＝２０ｃｍであり、そして第２集束レンズ１３２の焦点距離はｆC2＝３ｃｍ、開口数はＮＡC2＝０．３である。一実施形態例において、デフォーカスレンズ１２４と第１および第２集束レンズ１３０および１３２は、石英ガラスから作製され、かつ反射防止（ＡＲ）コーティングを含む。集光光学系１２０の別の実施形態例は、レーザビーム１１２から集束レーザビーム１１２Ｆを生成するよう構成された、ミラー、またはミラーおよびレンズ部材の組合せ、を含む。
【００３１】
装置１００は、レーザ１１０に電気的に接続され、かつレーザの動作を制御するよう適合された、コントローラ１５０をさらに含み、このコントローラとしては、例えばレーザコントローラ、マイクロコントローラ、コンピュータ、マイクロコンピュータなどが挙げられる。一実施形態例においては、レーザ制御信号ＳＬによりレーザ１１０を「オン」および「オフ」にするのではなく、レーザビーム１１２の経路内にシャッター１６０を提供し、レーザビームを選択的に遮断できるようにこのシャッターをコントローラ１５０に電気的に接続させて、シャッター制御信号ＳＳによりレーザビームを「オン」および「オフ」にしてもよい。
【００３２】
装置１００の操作を開始する前に、前表面２２および後表面２４を備えた本体部分２３を有する窓用板ガラス２０がこの装置に対して配置される。具体的には、窓用板ガラスの前表面２２および後表面２４が光軸に対し略直角を成すようにして、窓用板ガラスの後表面２４が焦点面ＰFから軸方向に沿ってレーザ１１０に向かう方向へ（すなわち＋ｚ方向へ）距離ＤFだけわずかに変位した位置となるように、窓用板ガラス２０は光軸Ａ１の途中に配置される。一実施形態例において、窓用板ガラス２０は、１ｍｍ≦ＴG≦６ｍｍの範囲の厚さＴGを有している。さらに一実施形態例においては、０．５ｍ≦ＤF≦２ｍｍである。この配列では、ガラス突起スペーサは窓用板ガラス表面２４に形成され、この表面が図２の後板ガラス２０Ｂの表面２４Ｂに対応する。
【００３３】
レーザ１１０はその後、コントローラ１５０からの制御信号ＳＬにより駆動され、レーザビーム１１２を生成する。シャッター１６０を使用する場合には、レーザ１１０が駆動された後、コントローラ１５０からのシャッター制御信号ＳＳによってシャッターを駆動しかつ「オン」の位置として、シャッターがレーザビーム１１２を通過させるようにする。次にレーザビーム１１２は集光光学系１２０に受け入れられ、そして集光光学系の中のデフォーカスレンズ１２４が、レーザビームを発散させてデフォーカスレーザビーム１１２Ｄを形成する。デフォーカスレーザビーム１１２Ｄは次に第１集束レンズ１３０に受け入れられ、この第１集束レンズは、デフォーカスレーザビームから、拡大されたコリメートレーザビーム１１２Ｃを形成するように配列される。コリメートレーザビーム１１２Ｃは次に第２集束レンズ１３２に受け入れられ、この第２集束レンズが集束レーザビーム１１２Ｆを形成する。集束レーザビーム１１２Ｆは窓用板ガラス２０を通過し、光軸Ａ１に沿って焦点ＦＰで焦点スポットＳを形成するが、この焦点は、上述したように窓用板ガラスの後表面２４から距離ＤFの位置にあり、すなわち本体部分２３の外側に存在している。集束レーザビーム１１２Ｆは窓用板ガラスを通過して収束するため、窓用板ガラス２０は光学系１２０の焦点ＦＰの位置に若干影響することにここで留意されたい。しかしながら、窓用板ガラス２０の厚さＴGは典型的には十分薄いため、この焦点シフトの影響は無視することができる。
【００３４】
集束レーザビーム１１２Ｆの一部は、前述した窓用板ガラスにおける光誘起吸収により、窓用板ガラス２０を通過するときに吸収される。これは窓用板ガラス２０を局所的に加熱する働きをする。光誘起吸収の量は比較的低く、例えば、約３％から約４％である。集束レーザビーム１１２Ｆが窓用板ガラス２０に局所的に吸収されると、急速な温度変化が本体部分２３においてガラスの膨張を誘発し、本体部分２３内に限定的な膨張区域を生成する。膨張区域は、この膨張区域を包囲している、ガラスの非加熱の（そのため膨張していない）領域に制約されるため、膨張区域内のガラスは上方に変形して内部応力を解放することを強いられ、こうしてガラス突起スペーサ５０が形成される。図６の挿入図に示すように、ガラス突起スペーサ５０は、最も高いビーム強度の位置に対応しているピーク５１を有する。一実施形態例において、ガラス突起スペーサ５０はガラスの加熱された領域を急速に冷却することによって固定される。一実施形態例において、この固定は集束レーザビーム１１２Ｆへの露出（すなわち、集束レーザビーム１１２Ｆでの照射）を終了することで達成される。
【００３５】
集束レーザビーム１１２Ｆがガウシアン分布のような円対称の断面強度分布を有している場合には、局所加熱およびその付随するガラスの膨張は窓用板ガラス本体２３の円形領域上で生じ、そして得られるガラス突起スペーサ５０は実質的に円対称となる。
【００３６】
一実施形態例においては、複数のガラス突起スペーサ５０が上述の方法を用いて窓用板ガラス２０に形成され、さらにこの窓用板ガラスは、ＶＩＧ窓１０を形成するために使用される。一実施形態例において、装置１００はＸ・Ｙ・Ｚステージ１７０を含み、このＸ・Ｙ・Ｚステージは、コントローラ１５０に電気的に接続され、かつ窓用板ガラス２０を集束レーザビーム１１２Ｆに対して、大きな矢印１７２で示すようなＸ、ＹおよびＺ方向に移動させるように構成されている。このため、コントローラ１５０からのステージ制御信号ＳＴを用いてステージ１７０を選択的に移動させて、そして窓用板ガラス２０の様々な位置を照射することにより、複数のガラス突起スペーサ５０を形成することができる。
【００３７】
一実施形態例において、ガラス突起スペーサ５０は図１に示すように規則的なアレイの状態で形成される。一実施形態例において、隣接するガラス突起スペーサ５０間の間隔は、約２インチ（すなわち、約５．０８ｃｍ）と６インチ（すなわち、約１５．２４ｃｍ）との間である。さらに一実施形態例において、ガラス突起スペーサの形成はガラス突起スペーサ５０の成長を監視するフィードバック装置またはシステムを用いて制御されるため、ガラス突起スペーサを、その組のガラス突起スペーサに亘り略均一な選択された高さＨを有するように形成することができる。
【００３８】
一実施形態例においては、ガラス突起スペーサの形成を、窓用板ガラス２０を通る集束レーザビーム１１２Ｆの透過率Ｔを測定することにより監視する。一実施形態例においては、光検出器１８０を軸Ａ１に沿って窓用板ガラス２０の出力側に配列し、かつこの光検出器をコントローラ１５０に電気的に接続することによって、この監視が可能となる。ガラス突起５０が形成されると、集束レーザビーム１１２Ｆの透過率Ｔが急速に減少することが分かっている。したがって、集束レーザビーム１１２Ｆの透過光の検出に応答して光検出器１８０が生成する電気的検出器信号ＳＤの変化により、この急速な透過率の低下は検出される。集束レーザビーム１１２Ｆの照射（露出）を（例えば、コントローラ１５０の上述したような制御信号ＳＬまたはＳＳを用いる操作によって）終了させると、局所的加熱が停止され、そしてガラス突起スペーサ５０が固定される。一実施形態例においては、測定された透過率Ｔを用いて照射線量を制御する。
【００３９】
一実施形態例においては、光検出器１８０を窓用板ガラス２０の入力側に隣接させて配列し、照射プロセス中の窓用板ガラス本体２３からの蛍光をこの光検出器で検出する。検出された蛍光の閾値変化を、露出を終了させるために、または照射線量を調節するためにその後使用する。
【００４０】
別の実施形態例においては、照射を制御することによって各ガラス突起スペーサの突起高さを制御するために、フィードバックサブシステムを使用してもよい。例えば、フィードバックサブシステムを実行して、第１の窓用板ガラスを通過する集束レーザビームの透過強度、各ガラス突起スペーサ夫々の温度、各ガラス突起スペーサ夫々から発せられる蛍光強度、および各ガラス突起スペーサ夫々の突起高さ、のうちの１以上を監視し、そして監視された変数について既定値が測定されたときに照射を終了させることによって、照射を制御してもよい。
【００４１】
別の実施形態例においては、窓用板ガラス２０のガラス突起スペーサ５０が形成される位置に集束レーザビーム１１２Ｆを選択的に導き得るよう、集光光学系１２０を走査に適したものとする。
【００４２】
突起高さＨは、レーザ出力Ｐ、繰返し率Ｒ、集束条件、および窓用板ガラス２０を構成するガラス材料を含む、いくつかの要因に依存する。図８の棒グラフは、集束レーザビーム１１２Ｆのレーザ出力（Ｗ）、焦点面ＰFと窓用板ガラスの後表面２４との間の距離ＤF、および、厚さＴG＝３ｍｍのソーダ石灰ガラスから作られた窓用板ガラスの突起高さＨ、をプロットしたものである。図８の棒グラフは実験データに基づくものであり、特定の種類の窓用板ガラス２０に装置１００を用いてガラス突起スペーサ５０を形成する操作パラメータの、範囲の一例を提供する。使用した露出（照射）時間は２秒から２．５秒の間であり、この変化は突起高さＨに著しい影響を与えないことが認められた。ＵＶレーザの最適な繰返し率は、Ｒ＝１５０ｋＨｚであることが分かった。突起高さＨの範囲は、ＤFが約０．６ｍｍでありレーザ出力Ｐが約９Ｗであるときの約７５μｍから、ＤFが約１．１ｍｍでありレーザ出力が約１３Ｗであるときの約１７０μｍにまで及ぶ。
【００４３】
突起高さＨが小さ過ぎる場合、内部領域４０に加えることができる真空の量を減少させることになり得、隣接する窓用板ガラス２０間の間隔が小さくなり過ぎるとともに、絶縁特性を低下させることに繋がり得ることに留意されたい。内部領域の容積が小さくなると、同様に絶縁特性の低下に繋がる。さらに、突起高さＨが小さいと、近接して配列されたガラス表面間の光の干渉に起因して、「ニュートンリング」を生じさせる可能性がある。突起高さＨ≧１００μｍであれば、ほとんどのＶＩＧ窓１０に対するこれら２つの潜在的な問題を克服するのに十分であると推定される。
【００４４】
図９は、厚さＴG＝３ｍｍのソーダ石灰窓用板ガラスに形成された、ガラス突起スペーサ５０の３次元イメージである。図１０は、図９のガラス突起スペーサ５０をライン走査したものである。このライン走査は、ガラス突起スペーサ５０が、略半球状の形状と、約７５μｍの突起高さＨと、そして約２５０μｍのベース直径ＤBとを有していることを表している。
【００４５】
図１１は、ガラスプレートの形の成長制限面を窓用板ガラスの表面２４に隣接させて置いた後に上記のように窓用板ガラスを照射した点以外は図９に示したものに類似している、ガラス突起スペーサ５０の３次元イメージである。得られたガラス突起スペーサ５０は、特定の突起高さＨまで成長した後、隣接するガラスプレートによってこの成長が制限されたものである。この得られたガラス突起スペーサ５０は、略平坦な直径ＤTの上端部分５１を有するものであった。この手法では、ガラス突起５０のサイズ、高さ、および形状は、ある程度まで制御することが可能であり、そして特に略平坦な上端部分５１の直径ＤT（したがって表面積）を制御することができる。一実施形態例において、略平坦な上端部分５１は略円形の形状を有しているため、その表面積ＳＡは関係ＳＡ＝π[ＤT／２] 2により十分に近似される。ｎ個のガラス突起スペーサ５０からなる組により生じる総接触面積ＳＡTは、ＳＡT＝πｎ[ＤT／２] 2により近似される。
【００４６】
ガラス突起スペーサ５０のサイズ、形状、および高さは、より複雑な成長制限構造を用いることによって、あるいは集束レーザビーム１１２Ｆの断面形状を変化させることによって、より正確に制御することができる。突起高さＨの制御による利益は、ガラスの非均一性や僅かなレーザの不安定性に起因する突起高さのばらつきが、これにより軽減されることである。これら２つの要因は、検査されていない場合には、ガラス突起スペーサ５０の突起間に最大で±５μｍの高さのばらつきを生じさせることもある。上端が略平坦なガラス突起スペーサ５０による別の利益は、先端部分５１とガラス２０Ｆとの間の接触部分において機械的応力が低減（最小化を含む）されることである。
【００４７】
装置１００はガラス突起スペーサ５０が半球状の形状を有することを可能にするが、これは主に、突起形成の基となるガラスの増大が、溶融ガラスの表面張力により制御されるためである。この効果は、円対称の断面を有する集束レーザビーム１１２Ｆを使用することによって引き出される。ガラス突起スペーサ５０の丸みを帯びた形状は、ガラス突起スペーサと隣接する窓用板ガラスとの間の総接触面積ＳＡTを最小にするのを可能にし、これにより２つの窓用板ガラス間の熱伝導を減少させるという点で有利である。総接触面積ＳＡTが増加すると絶縁性が低下するため、ＶＩＧ窓１０におけるこの熱伝達機構を減少させる（さらに好適には最小化する）ことは重要である。一方、ガラス突起スペーサ５０ごとの接触面積ＳＡが極小さいと、局所的な応力集中につながり得、さらに、隣接する窓用板ガラス２０および／またはガラス突起スペーサ５０に潜在的に損傷を与える可能性がある。図１１に関連して上述したように、ガラス突起スペーサ５０は、サイズ（すなわち、直径ＤTとその接触面積ＳＡ）の制御が可能な、略平坦な上端部分５１を有するものとすることができる。
【００４８】
ＶＩＧ窓１０の一実施形態例においては、絶縁性を増加させ、好適には絶縁性を最適化するように、総接触面積ＳＡTが選定される。ベース直径ＤBが約３００μｍから約７００μｍの範囲のガラス突起スペーサ５０において、略平坦な上端部分５１の「上端」直径ＤTはＤT≦１００μｍであることが好ましく、より好適にはＤT≦７５μｍであり、さらに好適にはＤT≦５０μｍであると推定される。
【００４９】
レーザで成長させたＶＩＧ窓１０内のガラス突起スペーサ５０の可視性と、従来のＶＩＧ窓で使用された別個のスペーサの可視性とを評価するため、ＶＩＧ窓に垂直な表面に対して様々な傾斜角度で、いくつかの写真を撮影した。グレージング入射角から見たときにはガラス突起スペーサ５０は視認されたが、より通常のよくある視角付近ではほとんど見えなくなった。次に、事実上同じ条件下で撮影された、別個のセラミックスペーサを有する市販の窓用板ガラスの写真と、ＶＩＧ窓１０の写真を比較した。別個のセラミックスペーサは、特に通常のよくある視角付近で、非常によく視認された。
【００５０】
図４Ａに示すように、一実施形態例においては、ガラス突起スペーサ５０が中間板ガラス２０Ｍの両面２２Ｍおよび２４Ｍに形成され、この図に示されているような３枚ガラスＶＩＧ窓１０を形成する。両面のガラス突起スペーサ５０は、一実施形態例において、片面の突起形成と照射条件を変えて形成する。例として、１つの手法では、窓用板ガラス２０Ｍの片面２２Ｍにガラス突起スペーサ５０を形成し、その後この板ガラスを回転させて向きを変え、他方の面２４Ｍにさらにガラス突起を形成する。この実施形態においては、それまでに形成されたガラス突起スペーサを照射しないよう、中間板ガラス２０Ｍの夫々の面に形成された２組のガラス突起スペーサ５０を若干ずらす必要があるかもしれない。このずれの量は、例えば、ベース直径ＤBの約２倍以下であるが、この量は典型的にはおよそ２００μｍから７００μｍであって、このように典型的なＶＩＧ窓１０のサイズと比較すると極めて小さいものである。
【００５１】
ＶＩＧ窓１０に、一体形成されたガラス突起スペーサ５０を使用すると、窓用板ガラスに別個の（すなわち、一体化されていない）スペーサを配置および固定するよりも、費用効果が高いであろうと予想される。これは主に、別個のスペーサを正確な位置に配置し、そしてＶＩＧ窓を組み立てる間これらを所定の位置で保持するための設備やプロセスの必要性が、本発明によれば排除されるためである。ガラス突起５０の上端部分５１と隣接する窓用板ガラス２０との間の接触面積ＳＡが、より小さくかつ制御可能であるため、熱伝導によってＶＩＧ窓１０を通る熱伝達は、別個のスペーサを使用した場合に比べて減少（および好適には最小化）する。３枚ガラスＶＩＧ窓の製造の場合には、コストの優位性はより一層明らかになり、この場合には別個のスペーサの取扱いおよび設置は極めて難題である。
【００５２】
ＶＩＧ窓１０の実施形態例では、様々な材料組成を有する窓用板ガラス２０が採用される。例えば、ある窓用板ガラス２０（例えば、図２の後板ガラス２０Ｂ）は第１のガラス種類で形成され、別の窓用板ガラス（例えば、前板ガラス２０Ｆ）は第２のガラス種類で形成される。例えば、第１のガラス種類はソーダ石灰窓用ガラスであり、一方第２のガラス種類はアルミノケイ酸ナトリウムガラス（例えば、１３１７、２３１７、および他）であり、あるいはその逆も同様である。さらに、ＶＩＧ窓１０の一実施形態例においては、構造的強度を提供するために１つの窓用板ガラス２０をより厚いもの（例えば、３ｍｍから６ｍｍ）とし、一方ＶＩＧ窓１０の総厚さおよび総重量を最小限に抑えるため、他方の窓用板ガラスを、増大する能力がより高くかつより薄い（例えば、１ｍｍから２ｍｍ）ものとする。
【００５３】
アルミノケイ酸ナトリウムガラス１３１７（「１３１７ガラス」）において実施されたガラス突起形成の実験では、高度な増大能力が示され、厚さＴG＝１．３ｍｍのサンプルに形成された突起の高さＨは１５５μｍであった。ここで、ソーダ石灰窓用ガラスおよび１３１７ガラスは、同様の熱膨張係数（ＣＴＥ）約９ｐｐｍ／℃を有することに留意されたい。
【００５４】
鉄の含有量が非常に少ない（すなわち緑がかった色を有していない）「高透明の」窓用板ガラス２０において実施された実験においては、上述の方法を用いて、突起高さＨが約２１２μｍのガラス突起スペーサ５０が形成された。すなわち、一実施形態例において、鉄の含有量が少ないガラスに形成されたガラス突起スペーサ５０の突起高さＨは、７５μｍから２２５μｍの範囲であり、より好適には１００μｍから２２５μｍの範囲であり、さらに好適には１５０μｍから２２５μｍの範囲である。
【００５５】
図１２は、後表面２４に赤外線反射コーティング２１０を有している窓用板ガラス２０の例を示す概略側面図である。この窓用板ガラスは、伝達される熱の量をさらに低減するため、ＶＩＧ窓に有用である。
【００５６】
図１３は図１２に類似した拡大断面図であるが、図１２のＩＲ反射窓用板ガラス２０に対し、その上に形成されたガラス突起スペーサ５０を示したものである。コーティング２１０の溶融点は窓用板ガラス２０よりも大幅に低いため、ガラス突起スペーサ５０の近傍ではコーティングが溶融して失われ、スペーサをコーティングされていない状態にする。残留してしまったコーティング２１０は、標準的なガラス洗浄技術を用いて後表面２４を洗浄することによって、いかなるものでも容易に除去される。
【００５７】
ＶＩＧ窓の形成
本発明の一態様は、上述したようなガラス突起スペーサ５０を形成する方法を使用して、例えばＶＩＧ窓１０のようなＶＩＧ窓を形成するものに関する。すなわち、再び図１および図２を参照すると、ＶＩＧ窓１０を形成する一例の方法は、第１ガラス材料を含む第１（後）板ガラス２０Ｂに、その第１本体部分の第１ガラス材料で構成される、複数のガラス突起スペーサ５０を形成する工程を含む。この方法は次に、第２ガラス材料の第２（前）板ガラス２０Ｆを第１の複数のガラス突起スペーサ５０と接触させ、このとき第１および第２板ガラスが夫々の表面２４Ｆおよび２４Ｂ間において図２に示すように第１距離ＤGだけ間隔が空くようにする工程を含む。この方法はさらに、第１および第２エッジ２８Ｆおよび２８Ｂ夫々の少なくとも一部をエッジシール３０でシールして、前板ガラス２０Ｆおよび後板ガラス２０Ｂ間に内部領域４０を画成する工程を含む。内部領域４０はその後、１気圧未満の真空圧力を内部に形成するように、少なくとも部分的に真空にされる。特定の実施形態例において、第１および第２ガラス材料は同一のものである。
【００５８】
３枚ガラスＶＩＧ窓１０を形成する方法は、２枚ガラスＶＩＧ窓の形成に類似しており、ここで図４Ａおよび図４Ｂを参照して論じる。図４Ａを参照すると、３枚ガラスＶＩＧ窓１０の形成の実施形態例は、前（第２）板ガラス２０Ｆおよび後（第３）板ガラス２０Ｂの間に存在している中間（「第１」）板ガラス２０Ｍに２組のガラス突起スペーサを形成する工程を含む。中間板ガラス２０Ｍは、すなわち、第１および第２の複数（組）のガラス突起スペーサ５０を各表面２２Ｍおよび２４Ｍに有する。中間板ガラス２０Ｍはさらに外側エッジ２８Ｍを有し、また中間板ガラス２０Ｍは第１ガラス材料から作製されている。
【００５９】
この方法は、前板ガラス２０Ｆおよび後板ガラス２０Ｂ（夫々、第２および第３ガラス材料で構成されている）を、第１および第２の複数のガラス突起スペーサ５０と夫々接触させ、このとき前板ガラス２０Ｆおよび中間板ガラス２０Ｍが表面２４Ｆおよび２２Ｍ間において距離ＤGAだけ間隔が空くようにし、そして中間板ガラス２０Ｍおよび後板ガラス２０Ｂが表面２４Ｍおよび２４Ｂ間において距離ＤGBだけ間隔が空くようにする工程を含む。この方法は次に、この３つの前、中間、および後板ガラスのエッジ２８Ｆ、２８Ｍ、および２８Ｂ夫々の少なくとも一部を、１以上のエッジシール３０（図４Ａには１つのエッジシール３０が図示されている）でシールする工程を含む。これは、前板ガラス２０Ｆおよび中間板ガラス２０Ｍの間と、中間板ガラス２０Ｍおよび後板ガラス２０Ｂの間の、夫々、第１内部領域４０Ａおよび第２内部領域４０Ｂを画成する働きをする。内部領域４０Ａおよび４０Ｂはその後、１気圧未満の真空圧力を夫々内部に形成するように、少なくとも部分的に真空にされる。特定の実施形態例において、第１、第２、および第３ガラス材料は、全て同一のものである。
【００６０】
図４Ｂに示した別の実施形態においては、第２の組のガラス突起スペーサ５０を中間板ガラス２０Ｍに形成するのではなく、後板ガラス２０Ｂの内側表面２４Ｂに形成する。さらに、図４Ｂに示すように、３枚ガラスＶＩＧ窓１０を形成する方法は、エッジ２８Ｆおよび２８Ｍ夫々の少なくとも一部をシールして第１内部領域４０Ａに真空シールを形成するために１つのエッジシール３０を使用し、かつエッジ２８Ｍおよび２８Ｂ夫々の少なくとも一部をシールして第２内部領域４０Ｂに真空シールを形成するために別のエッジシールを使用する工程を、代わりに含む。
【００６１】
前述の説明において、ここで開示された概念から逸脱することなく、本発明の改変を作製し得ることは当業者には容易に明らかであろうが、このような改変は、以下の請求項においてその言葉で他に明確に記述されていなければ、この請求項の中に含まれると考えるべきである。
【符号の説明】
【００６２】
１０ ＶＩＧ窓
２０Ｂ 後板ガラス
２０Ｆ 前板ガラス
２０Ｍ 中間板ガラス
２３Ｂ、２３Ｆ、２３Ｍ 本体部分
２８Ｂ、２８Ｆ、２８Ｍ エッジ
３０ エッジシール
４０、４０Ａ、４０Ｂ 内部領域
５０ ガラス突起スペーサ
【関連出願の説明】
【０００１】
本明細書は、「ガラス突起スペーサを備えた真空絶縁ガラス窓」と題する、２００８年１１月５日に出願された米国特許出願第１２／２６５，１９２号の優先権を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般に真空絶縁ガラス窓に関し、特にガラス突起スペーサを採用している真空絶縁ガラス窓に関する。
【背景技術】
【０００３】
真空絶縁ガラス（ＶＩＧ）窓は、典型的には２以上の窓用板ガラスの間を真空にして構成され、この窓では通常のガラス窓と比較して、絶縁および防音特性を改善することができる。窓用板ガラスの撓みを防止するために別個のスペーサを窓用板ガラス間に配置して、窓用板ガラスが互いに接触することを防いでいる。スペーサは典型的には、アルミニウム、プラスチック、セラミック、またはガラスから作製され、そして窓用板ガラスとは別に、すなわち別個の要素として、窓用板ガラスの間に配置され固定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在のスペーサは、窓用板ガラスを分離させるには効果的であるが、窓を見たときに視認されやすく、窓の見栄えを悪くする傾向にある。さらに、窓用板ガラスの間に別個のスペーサを配置し、そしてこのスペーサを窓用板ガラスに固定させる必要があるため、ＶＩＧ窓の製造プロセスはより費用がかかり、また複雑なものになっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様は、ＶＩＧ窓である。このＶＩＧ窓は、第１ガラス材料で形成された第１本体部分を有しさらに第１の対向する表面と第１外側エッジとを有する、第１窓用板ガラスを含む。このＶＩＧ窓はさらに、第１窓用板ガラスから第１距離だけ間隔を空けて、かつ第１窓用板ガラスと略平行な状態で配置された第２窓用板ガラスであって、第２ガラス材料で形成された第２本体部分を有し、さらに第２の対向する表面と第２外側エッジとを有する、この第２窓用板ガラスを含む。第１エッジシールが、第１および第２窓用板ガラスの間に１気圧未満の真空圧力を有する第１のシールされた内部領域を画成するよう、第１および第２外側エッジ夫々の周囲に形成される。第１窓用板ガラスの第１の表面の一方に一体形成されかつ第１本体部分の第１ガラス材料から成るものであり、さらに間隔の第１距離を維持するよう第２窓用板ガラスと接触する、第１の複数のガラス突起スペーサを、このＶＩＧ窓はさらに含む。
【０００６】
本発明の別の態様は、ＶＩＧ窓を形成する方法である。この方法は、第１表面と第１エッジとを有する第１本体部分を備えかつ第１ガラス材料を含む、第１窓用板ガラスにおいて、第１表面に、第１本体部分の第１ガラス材料から成る第１の複数のガラス突起スペーサを一体形成させる工程を含む。この方法はさらに、第２表面と第２エッジとを有する第２本体部分を備えかつ第２ガラス材料を含む、第２窓用板ガラスを、第１の複数のガラス突起スペーサと接触させ、このとき第１および第２窓用板ガラスが第１および第２表面間において第１距離だけ間隔が空くようにする工程を含む。この方法は、第１および第２エッジをシールして、第１および第２窓用板ガラスの間に内部領域を画成する工程と、その後、内部領域に１気圧未満の真空圧力を形成する工程とをさらに含む。
【０００７】
本発明の別の態様は、あるプロセスにより形成されるＶＩＧ窓製品であり、このプロセスは、第１表面と第１エッジとを有する第１本体部分を備えかつ第１ガラス材料を含む、第１窓用板ガラスを提供する工程、および、第１窓用板ガラスの第１表面に、第１本体部分の第１ガラス材料から成る複数のガラス突起スペーサを形成する工程、を含む。このプロセスは、第２表面と第２エッジとを有する第２本体部分を備えかつ第２ガラス材料を含む、第２窓用板ガラスを、ガラス突起スペーサと接触させ、このとき第１および第２窓用板ガラスが第１および第２表面間において第１距離だけ間隔が空くようにする工程をさらに含む。このプロセスはさらに、第１および第２エッジをシールして、第１および第２窓用板ガラスの間に内部領域を画成する工程を含む。このプロセスは、内部領域に１気圧未満の真空圧力を形成する工程をさらに含む。
【０００８】
本発明のさらなる態様、特徴および利点は以下の詳細な説明の中で明らかにされ、ある程度は、その説明から当業者には容易に明らかになるであろうし、あるいは、以下の詳細な説明、請求項の他、添付の図面を含め、本書で説明されたように本発明を実施することにより認識されるであろう。
【０００９】
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、本発明の実施の形態を示していること、さらに、請求される本発明の本質および特性を理解するための概要または構想を提供するよう意図されていることを理解されたい。添付の図面は、本発明をさらに理解することができるように含まれているものであり、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は本発明の種々の実施形態を示し、そしてその説明とともに、本発明の原理および動作を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による２枚ガラスＶＩＧ窓の一例を示す前面図
【図２】図１のＶＩＧ窓の方向ＣＳ−ＣＳから見た断面図
【図３】一例のガラス突起スペーサの拡大断面図
【図４Ａ】両面にガラス突起スペーサが形成されている中間板ガラスを備えた、３枚ガラスＶＩＧ窓の実施形態例を示している図２に類似した断面図
【図４Ｂ】第２組のガラス突起スペーサが中間板ガラスではなく後板ガラスに形成されていることを除き、図４Ａに類似した図
【図５Ａ】ＵＶおよび可視波長スペクトルにおける、透過性アルカリ土類アルミノケイ酸塩ガラスに対する典型的な透過率曲線（透過率（％）対波長（ｍｍ））を示す図
【図５Ｂ】ＵＶおよび可視波長スペクトルにおける、透過性ソーダ石灰ガラスに対する典型的な透過率曲線（透過率（％）対波長（ｍｍ））を示す図
【図６】ＶＩＧ窓を形成する過程で窓用板ガラスにガラス突起スペーサを形成するために使用される、レーザベースのガラス突起形成装置の一例を示す概略図
【図７】パルスレーザからの光パルスにより形成されたレーザ光ビームの一実施形態例を示す概略図
【図８】ソーダ石灰窓用板ガラスに対する、レーザ出力（Ｗ）、距離ＤF、およびガラス突起スペーサの高さＨを、実験データに基づいてプロットした棒グラフ
【図９】３ｍｍのソーダ石灰窓用板ガラスサンプルに形成された、ガラス突起スペーサの３次元イメージ
【図１０】図９のガラス突起スペーサをライン走査した、略半球状の形状を示している図
【図１１】ガラス突起スペーサが略平坦な上端部分を有していることを除き、図９に示したものに類似しているガラス突起スペーサの３次元イメージ
【図１２】赤外線反射コーティングを有している窓用板ガラスの例を示す概略側面図
【図１３】図１２の窓用板ガラスに形成された、コーティングされていないガラス突起スペーサを示す拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
説明のため、本書において、用語「前」、「後」、「中間」、およびこれらの派生語は、本発明の装置および方法の説明を助けるために使用される相対語である。したがって、本発明は、明確にその反対を明記している場合を除き、種々の別の配向やステップの順序を想定し得ることを理解されたい。また、添付の図面に図示され、かつ以下の明細書の中で説明される具体的な装置およびプロセスは、添付の請求項において画成される発明の概念の実施の形態であることも理解されたい。したがって、本書において開示される実施形態に関連する具体的な寸法および他の物理的特性は、請求項において明確に他に記載されていなければ、限定するものと考えるべきではない。
【００１２】
「光誘起吸収」という用語は、窓用板ガラスを局所的に光学的放射に露出する（照射する）ことにより生じる、窓用板ガラスの吸収スペクトルの局所的変化を意味すると広く理解されている。光誘起吸収は、限定するものではないが、紫外線、近紫外線、可視、近赤外線、および／または赤外線、の波長を含む、波長または波長範囲での吸収の変化を含み得る。透過性の窓用板ガラスにおける光誘起吸収の例として、例えば限定するものではないが、色中心の形成、一時的なガラス欠陥の形成、および永久的なガラス欠陥の形成が挙げられる。
【００１３】
ガラス突起スペーサが窓用板ガラス「に形成されている」という説明は、ガラス突起スペーサが、略平坦であった窓用板ガラスの表面から外側に凸状に突き出すようにして窓用板ガラスの本体部分から成長し、かつ窓用板ガラスを構成しているガラス材料から形成されていることを意味する。
【００１４】
本書において使用される窓は、紫外線、近紫外線、可視、近赤外線、および／または赤外線、の波長を有する電磁（ＥＭ）放射を含むＥＭ放射に対して少なくとも部分的に透過性の、２以上の窓用板ガラスを備えた製品である。
【００１５】
一体形成されたガラス突起を有するＶＩＧ窓
図１は、本発明による２枚ガラスＶＩＧ窓１０の実施形態例を示す前面図である。図２は、図１のＶＩＧ窓１０例の、方向ＣＳ−ＣＳから見た断面図である。参照のため、デカルト座標が図示されている。ＶＩＧ窓１０は、２つの窓用板ガラス２０、すなわち、互いに対向しかつ略平行に配置される、前板ガラス２０Ｆおよび後板ガラス２０Ｂを含む。前板ガラス２０Ｆは、第１ガラス材料から作製された本体部分２３Ｆを有し、さらに外側および内側表面２２Ｆおよび２４Ｆと、外側エッジ２８Ｆとを有する。同様に、後板ガラス２０Ｂは、第２ガラス材料から作製された本体部分２３Ｂを有し、さらに外側および内側表面２２Ｂおよび２４Ｂと、外側エッジ２８Ｂとを有する。一実施形態例において、本体部分２３Ｆおよび２３Ｂを構成している第１および第２ガラス材料は同一のものである。
【００１６】
前板ガラス２０Ｆおよび後板ガラス２０Ｂは、夫々の内側表面２４Ｆおよび２４Ｂから測定して、距離ＤGを隔てて分離されている。外側エッジ２８Ｆおよび２８Ｂ夫々には、各外側エッジの少なくとも一部を包囲して気密シールを提供する、エッジシール３０が提供される。エッジシール３０と、前および後板ガラスの内側表面２４Ｆおよび２４Ｂとで、シールされた内部領域４０が画成される。シールされた内部領域４０は、１気圧未満の真空圧力を有するように少なくとも部分的に真空にすることが好ましく、これにより所望の絶縁および防音特性を備えたＶＩＧ窓１０が提供される。
【００１７】
ＶＩＧ窓１０は、後板ガラス２０Ｂの内側表面２４Ｂに一体形成された、複数のガラス突起スペーサ５０をさらに含む。図３はガラス突起スペーサ５０例の拡大図である。ガラス突起スペーサ５０は後板ガラス２０Ｂに一体形成されたものであり、ＶＩＧ窓１０と分離した、すなわち別個の要素として追加されたものではないことに留意されたい。つまり、ガラス突起５０は後板ガラス２０Ｂと同一の材料で形成された（すなわち同一の材料から成る）ものであり、事実上は本体部分２３Ｂの拡張部である。ガラス突起５０を形成する方法の例について、以下に詳細に論じる。
【００１８】
一実施形態例において、ガラス突起スペーサ５０は互いに規則的に間隔を空けて設けられる。ガラス突起スペーサ５０は本体部分２３Ｂに一体形成されているため、ＶＩＧ窓１０を通常の（すなわち、略垂直入射の）視角で見ると、ガラス突起スペーサ５０は実質的に視認されない。そのため、図１ではガラス突起５０を実態のないもののように図示している。ガラス突起５０は、図３に示すように、「先端」すなわち「上端部分」５１を有する。以下で論じるが、上端部分５１は図３に示されているように丸みを帯びた状態である必要はない。ガラス突起スペーサ５０は前板ガラスの内側表面２４Ｆと接し、そして前板ガラス２０Ｆおよび後板ガラス２０Ｂ間の分離距離ＤGを維持する働きをする。
【００１９】
一実施形態例において、窓用板ガラス２０Ｆおよび２０Ｂはソーダ石灰ガラスの板ガラスから形成され、これらの窓用板ガラスは、さらに一実施形態例において、２ｍｍから３ｍｍの間の厚さＴGを有する。一実施形態例において、ソーダ石灰ガラスに形成されたガラス突起スペーサ５０の高さ（「突起高さ」）Ｈは、７５μｍから１７０μｍの範囲内であり、より好適には１００μｍから１７０μｍの範囲内であり、そしてさらに好適には１５０μｍから１７０μｍの範囲内である。一実施形態例において、窓用板ガラス２０Ｆおよび２０Ｂは略同じ厚さＴG（図６参照）を有する。
【００２０】
図４Ａは図２に類似した断面図であり、前板ガラス２０Ｆと後板ガラス２０Ｂとの間に中間板ガラス２０Ｍを挟んで含む、３枚ガラスＶＩＧ窓１０の実施形態例を示したものである。中間板ガラス２０Ｍは、第３ガラス材料からなる本体部分２３Ｍを有し、さらに前面２２Ｍ、後面２４Ｍ、およびエッジ２８Ｍを有する。第１組および第２組のガラス突起スペーサ５０が、中間板ガラス２０Ｍの前面２２Ｍおよび後面２４Ｍに夫々形成され、そして中間板ガラス２０Ｍと前板ガラス２０Ｆとの間の距離ＤGA、中間板ガラス２０Ｍと後板ガラス２０Ｂとの間の距離ＤGBを夫々維持する働きをする。図４Ａに示した実施形態例においては、単一のエッジシール３０が、エッジ２８Ｆ、２８Ｍおよび２８Ｂをシールする働きをする。別の実施形態例においては複数のエッジシール３０が使用され、この場合は、１つのエッジシールがエッジ２８Ｆおよび２８Ｍ夫々の少なくとも一部をシールする働きをし、そして他のエッジシールがエッジ２８Ｍおよび２８Ｂ夫々の少なくとも一部をシールする働きをする（図４Ｂ参照）。
【００２１】
エッジシール３０と窓用板ガラスの表面２４Ｆおよび２２Ｍとで第１のシールされた内部領域４０Ａが画成され、一方エッジシール３０と窓用板ガラスの表面２４Ｍおよび２４Ｂとで第２のシールされた内部領域４０Ｂが画成される。シールされた内部領域４０Ａおよび４０Ｂは、１気圧未満の真空圧力を夫々が有するように真空にすることが好ましく、これにより、所望の、そして特に図１および図２に示した２枚ガラスＶＩＧ窓１０の約２倍の、絶縁および防音特性を備えた、３枚ガラスＶＩＧ窓１０が提供される。
【００２２】
図４Ｂは図４Ａに類似した、３枚ガラスＶＩＧ窓１０の別の実施形態例を示したものであり、ここでは第２組のガラス突起スペーサ５０が、中間板ガラス２０Ｍではなく後板ガラス２０Ｂの内側表面２４Ｂに形成されている。図４Ｂはさらに、上述したように、複数のエッジシール３０を使用した実施形態例を示している。
【００２３】
一実施形態例において、中間板ガラス２０Ｍはソーダ石灰ガラスで形成され、そしてさらに一実施形態例において、この板ガラスは２ｍｍから３ｍｍの間の厚さＴGを有する。一実施形態例において、前、中間、および後板ガラスの本体部分２３Ｆ、２３Ｍおよび２３Ｂは、同一のガラス材料から作製されている。
【００２４】
ソーダ石灰ガラスは最も一般的な窓用ガラスであるが、本書において開示されるＶＩＧ窓の発明は、以下に詳細に説明する方法を用いて一体型ガラス突起スペーサ５０を形成することが可能な、任意の種類のガラスに適用させることができる。例えば、本書において開示されるＶＩＧ窓の発明は、低鉄の（「高透明の」）窓用ガラスの他、以下で紹介および論じられる他のガラスにも適用される。
【００２５】
ガラス突起スペーサの形成
窓用板ガラスに使用されている市販の透過性ガラスは、高出力レーザを利用可能な、例えば約８００μｍから１６００μｍの間の近赤外（ＮＩＲ）域や、約３４０ｎｍから約３８０ｎｍの間の紫外（ＵＶ）域などの波長をほとんど吸収しない傾向にある。例えば、アルカリ土類アルミノケイ酸塩ガラスおよびアルミノケイ酸ナトリウムガラス（全てＮＹ州コーニングのコーニング社（Corning Incorporated）から入手可能な、Ｅａｇｌｅ２０００（登録商標）ガラス、ＥａｇｌｅＸＧ（商標）ガラス、１３１７ガラス、およびＧｏｒｉｌｌａ（商標）ガラスなどのガラス）は、典型的には図５Ａに示すような透過スペクトルを有し、そしてソーダ石灰ガラスは、典型的には図５Ｂに示すような透過スペクトルを有している。図５Ａおよび図５Ｂから明らかであるように、アルカリ土類アルミノケイ酸塩ガラスおよびソーダ石灰ガラスの透過率は、波長３５５ｎｍで約８５％超（ガラス／空気界面での反射によるフレネル損失を含む）であり、これは数百ワットの出力が利用可能なレーザを使用しない限り、容積が小さいガラスであっても作業点（〜１０5ポアズ）に近い温度まで加熱するには不十分である。
【００２６】
意外なことに、アルカリ土類アルミノケイ酸塩ガラス（例えば、前述のＥａｇｌｅ２０００ガラスおよびＥａｇｌｅＸＧガラスなどのＬＣＤガラス）、ソーダ石灰ガラス、およびアルミノケイ酸ナトリウムガラス（例えば、前述の１３１７ガラスおよびＧｏｒｉｌｌａガラス）から形成されたものを含む、特定の透過性の窓用板ガラスでは、強力なＵＶレーザビームをこの透過性の窓用板ガラスに通して伝送することによって、そのレーザ波長での吸収を十分なレベルに上昇させ得ることが分かっている。特に、高繰返し率のナノ秒パルス幅のＵＶレーザが最も効果的であることが分かった。このようなパルスのＵＶレーザビームに数秒間露出すると、本来であれば比較的低吸収の透過性ガラスに、光誘起吸収を生じさせることが分かった。この誘起されたガラスの吸収はＵＶ波長で著しく増加し、窓用板ガラスをその作業温度まで（同一のレーザまたは別のレーザを使用して）局所的に加熱することを可能にし、そしてガラス突起スペーサ５０の形成を可能にする。ＵＶにより生成された吸収は、一旦照射が終了すると短時間（例えば、数秒）で弱まる。
【００２７】
中赤外線波長レーザなどの他の種類のレーザを、ほとんどの透過性ガラス材料に対してＵＶレーザの代わりに使用することができる。一例の中赤外線波長レーザは、約２．７μｍの波長を有するレーザビームを生成する。説明のため、本発明の方法を実施するために使用する装置と関連付けて、ＵＶレーザを以下において説明および検討する。
【００２８】
図６は、ＶＩＧ窓１０を形成する過程で窓用板ガラス２０にガラス突起スペーサ５０を形成するために使用される、レーザベースの装置（「装置」）１００の一例を示す概略図である。装置１００は、光軸Ａ１に沿って配列されるレーザ１１０を含む。レーザ１１０は、出力Ｐを有するレーザビーム１１２を光軸に沿って放射する。一実施形態例において、レーザ１１０は電磁スペクトルの紫外線（ＵＶ）領域で動作する。
【００２９】
さらに図７を参照すると、特定の実施形態例において、レーザ１１０はレーザビーム１１２を構成する光パルス１１２Ｐを生成するパルスレーザであり、このとき光パルスはＵＶ波長（例えば、約３５５ｎｍ）を有し、そしてナノ秒スケールの時間的パルス幅τPを有する。一実施形態例において、光パルス１１２Ｐは、２０ｎｓ≦τP≦８０ｎｓの範囲の時間的パルス幅τPと、５０ｋＨｚ≦Ｒ≦２００ｋＨｚの範囲の繰返し率Ｒとを有する。さらにこの実施形態例において、レーザ１１０は２０ワットのレーザ（すなわち、Ｐ＝２０Ｗ）である。一実施形態例において、レーザ１１０は第３高調波のＮｄベースレーザを含む。図７に示すように、光パルス１１２Ｐは時間量Δｔだけ間隔が空いているものであり、それにより繰返し率はＲ＝１／Δｔと定義される。
【００３０】
装置１００は光軸Ａ１に沿って配列された集光光学系１２０をさらに含み、この集光光学系は焦点ＦＰを含む焦点面ＰFを画成する。一実施形態例において、集光光学系１２０は、レーザ１１０から順に光軸Ａ１に沿って、デフォーカスレンズ１２４と第１集束レンズ１３０の組合せ（この組合せがビーム拡大器を形成する）、および第２集束レンズ１３２を含む。一実施形態例において、デフォーカスレンズ１２４の焦点距離はｆD＝−５ｃｍであり、第１集束レンズ１３０の焦点距離はｆC1＝２０ｃｍであり、そして第２集束レンズ１３２の焦点距離はｆC2＝３ｃｍ、開口数はＮＡC2＝０．３である。一実施形態例において、デフォーカスレンズ１２４と第１および第２集束レンズ１３０および１３２は、石英ガラスから作製され、かつ反射防止（ＡＲ）コーティングを含む。集光光学系１２０の別の実施形態例は、レーザビーム１１２から集束レーザビーム１１２Ｆを生成するよう構成された、ミラー、またはミラーおよびレンズ部材の組合せ、を含む。
【００３１】
装置１００は、レーザ１１０に電気的に接続され、かつレーザの動作を制御するよう適合された、コントローラ１５０をさらに含み、このコントローラとしては、例えばレーザコントローラ、マイクロコントローラ、コンピュータ、マイクロコンピュータなどが挙げられる。一実施形態例においては、レーザ制御信号ＳＬによりレーザ１１０を「オン」および「オフ」にするのではなく、レーザビーム１１２の経路内にシャッター１６０を提供し、レーザビームを選択的に遮断できるようにこのシャッターをコントローラ１５０に電気的に接続させて、シャッター制御信号ＳＳによりレーザビームを「オン」および「オフ」にしてもよい。
【００３２】
装置１００の操作を開始する前に、前表面２２および後表面２４を備えた本体部分２３を有する窓用板ガラス２０がこの装置に対して配置される。具体的には、窓用板ガラスの前表面２２および後表面２４が光軸に対し略直角を成すようにして、窓用板ガラスの後表面２４が焦点面ＰFから軸方向に沿ってレーザ１１０に向かう方向へ（すなわち＋ｚ方向へ）距離ＤFだけわずかに変位した位置となるように、窓用板ガラス２０は光軸Ａ１の途中に配置される。一実施形態例において、窓用板ガラス２０は、１ｍｍ≦ＴG≦６ｍｍの範囲の厚さＴGを有している。さらに一実施形態例においては、０．５ｍ≦ＤF≦２ｍｍである。この配列では、ガラス突起スペーサは窓用板ガラス表面２４に形成され、この表面が図２の後板ガラス２０Ｂの表面２４Ｂに対応する。
【００３３】
レーザ１１０はその後、コントローラ１５０からの制御信号ＳＬにより駆動され、レーザビーム１１２を生成する。シャッター１６０を使用する場合には、レーザ１１０が駆動された後、コントローラ１５０からのシャッター制御信号ＳＳによってシャッターを駆動しかつ「オン」の位置として、シャッターがレーザビーム１１２を通過させるようにする。次にレーザビーム１１２は集光光学系１２０に受け入れられ、そして集光光学系の中のデフォーカスレンズ１２４が、レーザビームを発散させてデフォーカスレーザビーム１１２Ｄを形成する。デフォーカスレーザビーム１１２Ｄは次に第１集束レンズ１３０に受け入れられ、この第１集束レンズは、デフォーカスレーザビームから、拡大されたコリメートレーザビーム１１２Ｃを形成するように配列される。コリメートレーザビーム１１２Ｃは次に第２集束レンズ１３２に受け入れられ、この第２集束レンズが集束レーザビーム１１２Ｆを形成する。集束レーザビーム１１２Ｆは窓用板ガラス２０を通過し、光軸Ａ１に沿って焦点ＦＰで焦点スポットＳを形成するが、この焦点は、上述したように窓用板ガラスの後表面２４から距離ＤFの位置にあり、すなわち本体部分２３の外側に存在している。集束レーザビーム１１２Ｆは窓用板ガラスを通過して収束するため、窓用板ガラス２０は光学系１２０の焦点ＦＰの位置に若干影響することにここで留意されたい。しかしながら、窓用板ガラス２０の厚さＴGは典型的には十分薄いため、この焦点シフトの影響は無視することができる。
【００３４】
集束レーザビーム１１２Ｆの一部は、前述した窓用板ガラスにおける光誘起吸収により、窓用板ガラス２０を通過するときに吸収される。これは窓用板ガラス２０を局所的に加熱する働きをする。光誘起吸収の量は比較的低く、例えば、約３％から約４％である。集束レーザビーム１１２Ｆが窓用板ガラス２０に局所的に吸収されると、急速な温度変化が本体部分２３においてガラスの膨張を誘発し、本体部分２３内に限定的な膨張区域を生成する。膨張区域は、この膨張区域を包囲している、ガラスの非加熱の（そのため膨張していない）領域に制約されるため、膨張区域内のガラスは上方に変形して内部応力を解放することを強いられ、こうしてガラス突起スペーサ５０が形成される。図６の挿入図に示すように、ガラス突起スペーサ５０は、最も高いビーム強度の位置に対応しているピーク５１を有する。一実施形態例において、ガラス突起スペーサ５０はガラスの加熱された領域を急速に冷却することによって固定される。一実施形態例において、この固定は集束レーザビーム１１２Ｆへの露出（すなわち、集束レーザビーム１１２Ｆでの照射）を終了することで達成される。
【００３５】
集束レーザビーム１１２Ｆがガウシアン分布のような円対称の断面強度分布を有している場合には、局所加熱およびその付随するガラスの膨張は窓用板ガラス本体２３の円形領域上で生じ、そして得られるガラス突起スペーサ５０は実質的に円対称となる。
【００３６】
一実施形態例においては、複数のガラス突起スペーサ５０が上述の方法を用いて窓用板ガラス２０に形成され、さらにこの窓用板ガラスは、ＶＩＧ窓１０を形成するために使用される。一実施形態例において、装置１００はＸ・Ｙ・Ｚステージ１７０を含み、このＸ・Ｙ・Ｚステージは、コントローラ１５０に電気的に接続され、かつ窓用板ガラス２０を集束レーザビーム１１２Ｆに対して、大きな矢印１７２で示すようなＸ、ＹおよびＺ方向に移動させるように構成されている。このため、コントローラ１５０からのステージ制御信号ＳＴを用いてステージ１７０を選択的に移動させて、そして窓用板ガラス２０の様々な位置を照射することにより、複数のガラス突起スペーサ５０を形成することができる。
【００３７】
一実施形態例において、ガラス突起スペーサ５０は図１に示すように規則的なアレイの状態で形成される。一実施形態例において、隣接するガラス突起スペーサ５０間の間隔は、約２インチ（すなわち、約５．０８ｃｍ）と６インチ（すなわち、約１５．２４ｃｍ）との間である。さらに一実施形態例において、ガラス突起スペーサの形成はガラス突起スペーサ５０の成長を監視するフィードバック装置またはシステムを用いて制御されるため、ガラス突起スペーサを、その組のガラス突起スペーサに亘り略均一な選択された高さＨを有するように形成することができる。
【００３８】
一実施形態例においては、ガラス突起スペーサの形成を、窓用板ガラス２０を通る集束レーザビーム１１２Ｆの透過率Ｔを測定することにより監視する。一実施形態例においては、光検出器１８０を軸Ａ１に沿って窓用板ガラス２０の出力側に配列し、かつこの光検出器をコントローラ１５０に電気的に接続することによって、この監視が可能となる。ガラス突起５０が形成されると、集束レーザビーム１１２Ｆの透過率Ｔが急速に減少することが分かっている。したがって、集束レーザビーム１１２Ｆの透過光の検出に応答して光検出器１８０が生成する電気的検出器信号ＳＤの変化により、この急速な透過率の低下は検出される。集束レーザビーム１１２Ｆの照射（露出）を（例えば、コントローラ１５０の上述したような制御信号ＳＬまたはＳＳを用いる操作によって）終了させると、局所的加熱が停止され、そしてガラス突起スペーサ５０が固定される。一実施形態例においては、測定された透過率Ｔを用いて照射線量を制御する。
【００３９】
一実施形態例においては、光検出器１８０を窓用板ガラス２０の入力側に隣接させて配列し、照射プロセス中の窓用板ガラス本体２３からの蛍光をこの光検出器で検出する。検出された蛍光の閾値変化を、露出を終了させるために、または照射線量を調節するためにその後使用する。
【００４０】
別の実施形態例においては、照射を制御することによって各ガラス突起スペーサの突起高さを制御するために、フィードバックサブシステムを使用してもよい。例えば、フィードバックサブシステムを実行して、第１の窓用板ガラスを通過する集束レーザビームの透過強度、各ガラス突起スペーサ夫々の温度、各ガラス突起スペーサ夫々から発せられる蛍光強度、および各ガラス突起スペーサ夫々の突起高さ、のうちの１以上を監視し、そして監視された変数について既定値が測定されたときに照射を終了させることによって、照射を制御してもよい。
【００４１】
別の実施形態例においては、窓用板ガラス２０のガラス突起スペーサ５０が形成される位置に集束レーザビーム１１２Ｆを選択的に導き得るよう、集光光学系１２０を走査に適したものとする。
【００４２】
突起高さＨは、レーザ出力Ｐ、繰返し率Ｒ、集束条件、および窓用板ガラス２０を構成するガラス材料を含む、いくつかの要因に依存する。図８の棒グラフは、集束レーザビーム１１２Ｆのレーザ出力（Ｗ）、焦点面ＰFと窓用板ガラスの後表面２４との間の距離ＤF、および、厚さＴG＝３ｍｍのソーダ石灰ガラスから作られた窓用板ガラスの突起高さＨ、をプロットしたものである。図８の棒グラフは実験データに基づくものであり、特定の種類の窓用板ガラス２０に装置１００を用いてガラス突起スペーサ５０を形成する操作パラメータの、範囲の一例を提供する。使用した露出（照射）時間は２秒から２．５秒の間であり、この変化は突起高さＨに著しい影響を与えないことが認められた。ＵＶレーザの最適な繰返し率は、Ｒ＝１５０ｋＨｚであることが分かった。突起高さＨの範囲は、ＤFが約０．６ｍｍでありレーザ出力Ｐが約９Ｗであるときの約７５μｍから、ＤFが約１．１ｍｍでありレーザ出力が約１３Ｗであるときの約１７０μｍにまで及ぶ。
【００４３】
突起高さＨが小さ過ぎる場合、内部領域４０に加えることができる真空の量を減少させることになり得、隣接する窓用板ガラス２０間の間隔が小さくなり過ぎるとともに、絶縁特性を低下させることに繋がり得ることに留意されたい。内部領域の容積が小さくなると、同様に絶縁特性の低下に繋がる。さらに、突起高さＨが小さいと、近接して配列されたガラス表面間の光の干渉に起因して、「ニュートンリング」を生じさせる可能性がある。突起高さＨ≧１００μｍであれば、ほとんどのＶＩＧ窓１０に対するこれら２つの潜在的な問題を克服するのに十分であると推定される。
【００４４】
図９は、厚さＴG＝３ｍｍのソーダ石灰窓用板ガラスに形成された、ガラス突起スペーサ５０の３次元イメージである。図１０は、図９のガラス突起スペーサ５０をライン走査したものである。このライン走査は、ガラス突起スペーサ５０が、略半球状の形状と、約７５μｍの突起高さＨと、そして約２５０μｍのベース直径ＤBとを有していることを表している。
【００４５】
図１１は、ガラスプレートの形の成長制限面を窓用板ガラスの表面２４に隣接させて置いた後に上記のように窓用板ガラスを照射した点以外は図９に示したものに類似している、ガラス突起スペーサ５０の３次元イメージである。得られたガラス突起スペーサ５０は、特定の突起高さＨまで成長した後、隣接するガラスプレートによってこの成長が制限されたものである。この得られたガラス突起スペーサ５０は、略平坦な直径ＤTの上端部分５１を有するものであった。この手法では、ガラス突起５０のサイズ、高さ、および形状は、ある程度まで制御することが可能であり、そして特に略平坦な上端部分５１の直径ＤT（したがって表面積）を制御することができる。一実施形態例において、略平坦な上端部分５１は略円形の形状を有しているため、その表面積ＳＡは関係ＳＡ＝π[ＤT／２] 2により十分に近似される。ｎ個のガラス突起スペーサ５０からなる組により生じる総接触面積ＳＡTは、ＳＡT＝πｎ[ＤT／２] 2により近似される。
【００４６】
ガラス突起スペーサ５０のサイズ、形状、および高さは、より複雑な成長制限構造を用いることによって、あるいは集束レーザビーム１１２Ｆの断面形状を変化させることによって、より正確に制御することができる。突起高さＨの制御による利益は、ガラスの非均一性や僅かなレーザの不安定性に起因する突起高さのばらつきが、これにより軽減されることである。これら２つの要因は、検査されていない場合には、ガラス突起スペーサ５０の突起間に最大で±５μｍの高さのばらつきを生じさせることもある。上端が略平坦なガラス突起スペーサ５０による別の利益は、先端部分５１とガラス２０Ｆとの間の接触部分において機械的応力が低減（最小化を含む）されることである。
【００４７】
装置１００はガラス突起スペーサ５０が半球状の形状を有することを可能にするが、これは主に、突起形成の基となるガラスの増大が、溶融ガラスの表面張力により制御されるためである。この効果は、円対称の断面を有する集束レーザビーム１１２Ｆを使用することによって引き出される。ガラス突起スペーサ５０の丸みを帯びた形状は、ガラス突起スペーサと隣接する窓用板ガラスとの間の総接触面積ＳＡTを最小にするのを可能にし、これにより２つの窓用板ガラス間の熱伝導を減少させるという点で有利である。総接触面積ＳＡTが増加すると絶縁性が低下するため、ＶＩＧ窓１０におけるこの熱伝達機構を減少させる（さらに好適には最小化する）ことは重要である。一方、ガラス突起スペーサ５０ごとの接触面積ＳＡが極小さいと、局所的な応力集中につながり得、さらに、隣接する窓用板ガラス２０および／またはガラス突起スペーサ５０に潜在的に損傷を与える可能性がある。図１１に関連して上述したように、ガラス突起スペーサ５０は、サイズ（すなわち、直径ＤTとその接触面積ＳＡ）の制御が可能な、略平坦な上端部分５１を有するものとすることができる。
【００４８】
ＶＩＧ窓１０の一実施形態例においては、絶縁性を増加させ、好適には絶縁性を最適化するように、総接触面積ＳＡTが選定される。ベース直径ＤBが約３００μｍから約７００μｍの範囲のガラス突起スペーサ５０において、略平坦な上端部分５１の「上端」直径ＤTはＤT≦１００μｍであることが好ましく、より好適にはＤT≦７５μｍであり、さらに好適にはＤT≦５０μｍであると推定される。
【００４９】
レーザで成長させたＶＩＧ窓１０内のガラス突起スペーサ５０の可視性と、従来のＶＩＧ窓で使用された別個のスペーサの可視性とを評価するため、ＶＩＧ窓に垂直な表面に対して様々な傾斜角度で、いくつかの写真を撮影した。グレージング入射角から見たときにはガラス突起スペーサ５０は視認されたが、より通常のよくある視角付近ではほとんど見えなくなった。次に、事実上同じ条件下で撮影された、別個のセラミックスペーサを有する市販の窓用板ガラスの写真と、ＶＩＧ窓１０の写真を比較した。別個のセラミックスペーサは、特に通常のよくある視角付近で、非常によく視認された。
【００５０】
図４Ａに示すように、一実施形態例においては、ガラス突起スペーサ５０が中間板ガラス２０Ｍの両面２２Ｍおよび２４Ｍに形成され、この図に示されているような３枚ガラスＶＩＧ窓１０を形成する。両面のガラス突起スペーサ５０は、一実施形態例において、片面の突起形成と照射条件を変えて形成する。例として、１つの手法では、窓用板ガラス２０Ｍの片面２２Ｍにガラス突起スペーサ５０を形成し、その後この板ガラスを回転させて向きを変え、他方の面２４Ｍにさらにガラス突起を形成する。この実施形態においては、それまでに形成されたガラス突起スペーサを照射しないよう、中間板ガラス２０Ｍの夫々の面に形成された２組のガラス突起スペーサ５０を若干ずらす必要があるかもしれない。このずれの量は、例えば、ベース直径ＤBの約２倍以下であるが、この量は典型的にはおよそ２００μｍから７００μｍであって、このように典型的なＶＩＧ窓１０のサイズと比較すると極めて小さいものである。
【００５１】
ＶＩＧ窓１０に、一体形成されたガラス突起スペーサ５０を使用すると、窓用板ガラスに別個の（すなわち、一体化されていない）スペーサを配置および固定するよりも、費用効果が高いであろうと予想される。これは主に、別個のスペーサを正確な位置に配置し、そしてＶＩＧ窓を組み立てる間これらを所定の位置で保持するための設備やプロセスの必要性が、本発明によれば排除されるためである。ガラス突起５０の上端部分５１と隣接する窓用板ガラス２０との間の接触面積ＳＡが、より小さくかつ制御可能であるため、熱伝導によってＶＩＧ窓１０を通る熱伝達は、別個のスペーサを使用した場合に比べて減少（および好適には最小化）する。３枚ガラスＶＩＧ窓の製造の場合には、コストの優位性はより一層明らかになり、この場合には別個のスペーサの取扱いおよび設置は極めて難題である。
【００５２】
ＶＩＧ窓１０の実施形態例では、様々な材料組成を有する窓用板ガラス２０が採用される。例えば、ある窓用板ガラス２０（例えば、図２の後板ガラス２０Ｂ）は第１のガラス種類で形成され、別の窓用板ガラス（例えば、前板ガラス２０Ｆ）は第２のガラス種類で形成される。例えば、第１のガラス種類はソーダ石灰窓用ガラスであり、一方第２のガラス種類はアルミノケイ酸ナトリウムガラス（例えば、１３１７、２３１７、および他）であり、あるいはその逆も同様である。さらに、ＶＩＧ窓１０の一実施形態例においては、構造的強度を提供するために１つの窓用板ガラス２０をより厚いもの（例えば、３ｍｍから６ｍｍ）とし、一方ＶＩＧ窓１０の総厚さおよび総重量を最小限に抑えるため、他方の窓用板ガラスを、増大する能力がより高くかつより薄い（例えば、１ｍｍから２ｍｍ）ものとする。
【００５３】
アルミノケイ酸ナトリウムガラス１３１７（「１３１７ガラス」）において実施されたガラス突起形成の実験では、高度な増大能力が示され、厚さＴG＝１．３ｍｍのサンプルに形成された突起の高さＨは１５５μｍであった。ここで、ソーダ石灰窓用ガラスおよび１３１７ガラスは、同様の熱膨張係数（ＣＴＥ）約９ｐｐｍ／℃を有することに留意されたい。
【００５４】
鉄の含有量が非常に少ない（すなわち緑がかった色を有していない）「高透明の」窓用板ガラス２０において実施された実験においては、上述の方法を用いて、突起高さＨが約２１２μｍのガラス突起スペーサ５０が形成された。すなわち、一実施形態例において、鉄の含有量が少ないガラスに形成されたガラス突起スペーサ５０の突起高さＨは、７５μｍから２２５μｍの範囲であり、より好適には１００μｍから２２５μｍの範囲であり、さらに好適には１５０μｍから２２５μｍの範囲である。
【００５５】
図１２は、後表面２４に赤外線反射コーティング２１０を有している窓用板ガラス２０の例を示す概略側面図である。この窓用板ガラスは、伝達される熱の量をさらに低減するため、ＶＩＧ窓に有用である。
【００５６】
図１３は図１２に類似した拡大断面図であるが、図１２のＩＲ反射窓用板ガラス２０に対し、その上に形成されたガラス突起スペーサ５０を示したものである。コーティング２１０の溶融点は窓用板ガラス２０よりも大幅に低いため、ガラス突起スペーサ５０の近傍ではコーティングが溶融して失われ、スペーサをコーティングされていない状態にする。残留してしまったコーティング２１０は、標準的なガラス洗浄技術を用いて後表面２４を洗浄することによって、いかなるものでも容易に除去される。
【００５７】
ＶＩＧ窓の形成
本発明の一態様は、上述したようなガラス突起スペーサ５０を形成する方法を使用して、例えばＶＩＧ窓１０のようなＶＩＧ窓を形成するものに関する。すなわち、再び図１および図２を参照すると、ＶＩＧ窓１０を形成する一例の方法は、第１ガラス材料を含む第１（後）板ガラス２０Ｂに、その第１本体部分の第１ガラス材料で構成される、複数のガラス突起スペーサ５０を形成する工程を含む。この方法は次に、第２ガラス材料の第２（前）板ガラス２０Ｆを第１の複数のガラス突起スペーサ５０と接触させ、このとき第１および第２板ガラスが夫々の表面２４Ｆおよび２４Ｂ間において図２に示すように第１距離ＤGだけ間隔が空くようにする工程を含む。この方法はさらに、第１および第２エッジ２８Ｆおよび２８Ｂ夫々の少なくとも一部をエッジシール３０でシールして、前板ガラス２０Ｆおよび後板ガラス２０Ｂ間に内部領域４０を画成する工程を含む。内部領域４０はその後、１気圧未満の真空圧力を内部に形成するように、少なくとも部分的に真空にされる。特定の実施形態例において、第１および第２ガラス材料は同一のものである。
【００５８】
３枚ガラスＶＩＧ窓１０を形成する方法は、２枚ガラスＶＩＧ窓の形成に類似しており、ここで図４Ａおよび図４Ｂを参照して論じる。図４Ａを参照すると、３枚ガラスＶＩＧ窓１０の形成の実施形態例は、前（第２）板ガラス２０Ｆおよび後（第３）板ガラス２０Ｂの間に存在している中間（「第１」）板ガラス２０Ｍに２組のガラス突起スペーサを形成する工程を含む。中間板ガラス２０Ｍは、すなわち、第１および第２の複数（組）のガラス突起スペーサ５０を各表面２２Ｍおよび２４Ｍに有する。中間板ガラス２０Ｍはさらに外側エッジ２８Ｍを有し、また中間板ガラス２０Ｍは第１ガラス材料から作製されている。
【００５９】
この方法は、前板ガラス２０Ｆおよび後板ガラス２０Ｂ（夫々、第２および第３ガラス材料で構成されている）を、第１および第２の複数のガラス突起スペーサ５０と夫々接触させ、このとき前板ガラス２０Ｆおよび中間板ガラス２０Ｍが表面２４Ｆおよび２２Ｍ間において距離ＤGAだけ間隔が空くようにし、そして中間板ガラス２０Ｍおよび後板ガラス２０Ｂが表面２４Ｍおよび２４Ｂ間において距離ＤGBだけ間隔が空くようにする工程を含む。この方法は次に、この３つの前、中間、および後板ガラスのエッジ２８Ｆ、２８Ｍ、および２８Ｂ夫々の少なくとも一部を、１以上のエッジシール３０（図４Ａには１つのエッジシール３０が図示されている）でシールする工程を含む。これは、前板ガラス２０Ｆおよび中間板ガラス２０Ｍの間と、中間板ガラス２０Ｍおよび後板ガラス２０Ｂの間の、夫々、第１内部領域４０Ａおよび第２内部領域４０Ｂを画成する働きをする。内部領域４０Ａおよび４０Ｂはその後、１気圧未満の真空圧力を夫々内部に形成するように、少なくとも部分的に真空にされる。特定の実施形態例において、第１、第２、および第３ガラス材料は、全て同一のものである。
【００６０】
図４Ｂに示した別の実施形態においては、第２の組のガラス突起スペーサ５０を中間板ガラス２０Ｍに形成するのではなく、後板ガラス２０Ｂの内側表面２４Ｂに形成する。さらに、図４Ｂに示すように、３枚ガラスＶＩＧ窓１０を形成する方法は、エッジ２８Ｆおよび２８Ｍ夫々の少なくとも一部をシールして第１内部領域４０Ａに真空シールを形成するために１つのエッジシール３０を使用し、かつエッジ２８Ｍおよび２８Ｂ夫々の少なくとも一部をシールして第２内部領域４０Ｂに真空シールを形成するために別のエッジシールを使用する工程を、代わりに含む。
【００６１】
前述の説明において、ここで開示された概念から逸脱することなく、本発明の改変を作製し得ることは当業者には容易に明らかであろうが、このような改変は、以下の請求項においてその言葉で他に明確に記述されていなければ、この請求項の中に含まれると考えるべきである。
【符号の説明】
【００６２】
１０ ＶＩＧ窓
２０Ｂ 後板ガラス
２０Ｆ 前板ガラス
２０Ｍ 中間板ガラス
２３Ｂ、２３Ｆ、２３Ｍ 本体部分
２８Ｂ、２８Ｆ、２８Ｍ エッジ
３０ エッジシール
４０、４０Ａ、４０Ｂ 内部領域
５０ ガラス突起スペーサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空絶縁ガラス（ＶＩＧ）窓において、
第１ガラス材料で形成された第１本体部分を有し、さらに第１の対向する表面と第１外側エッジとを有する、第１窓用板ガラス、
前記第１窓用板ガラスから第１距離だけ間隔を空けて、かつ前記第１窓用板ガラスと略平行な状態で配置された第２窓用板ガラスであって、第２ガラス材料で形成された第２本体部分を有し、さらに第２の対向する表面と第２外側エッジとを有する、該第２窓用板ガラス、
前記第１および第２窓用板ガラスの間に、１気圧未満の真空圧力を有する第１のシールされた内部領域を画成するよう、前記第１および第２外側エッジ夫々の少なくとも一部の周囲に形成された、第１エッジシール、および、
前記第１窓用板ガラスの前記第１の表面の一方に一体形成されかつ前記第１本体部分の前記第１ガラス材料から成り、さらに前記間隔の第１距離を維持するよう前記第２窓用板ガラスと接触する、第１の複数のガラス突起スペーサ、
を備えていることを特徴とするＶＩＧ窓。
【請求項２】
前記第１窓用板ガラスから前記第２窓用板ガラスとは反対側に第２距離だけ間隔を空けて、かつ前記第１窓用板ガラスと略平行な状態で配置された第３窓用板ガラスであって、第３ガラス材料で形成された第３本体部分を有し、さらに第３の対向する表面と第３外側エッジとを有する、該第３窓用板ガラス、
ａ）１気圧未満の真空圧力を有する第２のシールされた内部領域を前記第１および第３窓用板ガラスの間でさらに画成するよう、前記第３外側エッジの少なくとも一部をさらに包囲する、前記第１エッジシール、または、ｂ）１気圧未満の真空圧力を有する第２のシールされた内部領域を前記第１および第３窓用板ガラスの間でさらに画成するよう、前記第１および第３外側エッジ夫々の少なくとも一部を包囲する、第２エッジシール、のいずれか一方、および、
前記第１窓用板ガラスの、前記第１の複数のガラス突起スペーサを有する表面とは反対側の前記表面に一体形成され、かつ前記第１本体部分のガラス材料から成り、さらに前記間隔の第２距離を維持するよう前記第３窓用板ガラスと接触する、第２の複数のガラス突起スペーサ、
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のＶＩＧ窓。
【請求項３】
前記第１窓用板ガラスから前記第２窓用板ガラスとは反対側に第２距離だけ間隔を空けて、かつ前記第１窓用板ガラスと略平行な状態で配置され、さらに第３ガラス材料で形成された第３本体部分と、第３の対向する表面と、第３外側エッジとを有している、第３窓用板ガラスであって、前記第３本体部分のガラス材料から成りかつ前記間隔の第２距離を維持するよう前記第１窓用板ガラスと接触する、第２の複数のガラス突起スペーサを、該第３窓用板ガラスの前記第１窓用板ガラスに隣接している方の前記第３の表面に一体形成して備えている、該第３窓用板ガラス、および、
ａ）１気圧未満の真空圧力を有する第２のシールされた内部領域を前記第１および第３窓用板ガラスの間でさらに画成するよう、前記第３外側エッジの少なくとも一部をさらに包囲する、前記第１エッジシール、または、ｂ）１気圧未満の真空圧力を有する第２のシールされた内部領域を前記第１および第３窓用板ガラスの間でさらに画成するよう、前記第１および第３外側エッジ夫々の少なくとも一部を包囲する、第２エッジシール、のいずれか一方、
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のＶＩＧ窓。
【請求項４】
真空絶縁ガラス（ＶＩＧ）窓を形成する方法であって、
第１表面と第１エッジとを有する第１本体部分を備えかつ第１ガラス材料を含む、第１窓用板ガラスにおいて、前記第１表面に、前記第１本体部分の前記第１ガラス材料から成る第１の複数のガラス突起スペーサを一体形成させる工程、
第２表面と第２エッジとを有しかつ第２ガラス材料を含む、第２窓用板ガラスを、前記第１の複数のガラス突起スペーサと接触させ、このとき前記第１および第２窓用板ガラスが前記第１および第２表面間において第１距離だけ間隔が空くようにする工程、
前記第１および第２エッジをシールして、前記第１および第２窓用板ガラスの間に内部領域を画成する工程、および、
前記内部領域に１気圧未満の真空圧力を形成する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
第１表面と第１エッジとを有する第１本体部分を備えかつ第１ガラス材料を含む、第１窓用板ガラスを提供する工程、
前記第１窓用板ガラスの前記第１表面に、前記第１本体部分の前記第１ガラス材料から成る複数のガラス突起スペーサを形成する工程、
第２表面と第２エッジとを有しかつ第２ガラス材料を含む、第２窓用板ガラスを、前記ガラス突起スペーサと接触させ、このとき前記第１および第２窓用板ガラスが前記第１および第２表面間において第１距離だけ間隔が空くようにする工程、
前記第１および第２エッジをシールして、前記第１および第２窓用板ガラスの間に内部領域を画成する工程、および、
前記内部領域に１気圧未満の真空圧力を形成する工程、
を含むプロセスにより形成される、真空絶縁ガラス（ＶＩＧ）窓製品。
【請求項１】
真空絶縁ガラス（ＶＩＧ）窓において、
第１ガラス材料で形成された第１本体部分を有し、さらに第１の対向する表面と第１外側エッジとを有する、第１窓用板ガラス、
前記第１窓用板ガラスから第１距離だけ間隔を空けて、かつ前記第１窓用板ガラスと略平行な状態で配置された第２窓用板ガラスであって、第２ガラス材料で形成された第２本体部分を有し、さらに第２の対向する表面と第２外側エッジとを有する、該第２窓用板ガラス、
前記第１および第２窓用板ガラスの間に、１気圧未満の真空圧力を有する第１のシールされた内部領域を画成するよう、前記第１および第２外側エッジ夫々の少なくとも一部の周囲に形成された、第１エッジシール、および、
前記第１窓用板ガラスの前記第１の表面の一方に一体形成されかつ前記第１本体部分の前記第１ガラス材料から成り、さらに前記間隔の第１距離を維持するよう前記第２窓用板ガラスと接触する、第１の複数のガラス突起スペーサ、
を備えていることを特徴とするＶＩＧ窓。
【請求項２】
前記第１窓用板ガラスから前記第２窓用板ガラスとは反対側に第２距離だけ間隔を空けて、かつ前記第１窓用板ガラスと略平行な状態で配置された第３窓用板ガラスであって、第３ガラス材料で形成された第３本体部分を有し、さらに第３の対向する表面と第３外側エッジとを有する、該第３窓用板ガラス、
ａ）１気圧未満の真空圧力を有する第２のシールされた内部領域を前記第１および第３窓用板ガラスの間でさらに画成するよう、前記第３外側エッジの少なくとも一部をさらに包囲する、前記第１エッジシール、または、ｂ）１気圧未満の真空圧力を有する第２のシールされた内部領域を前記第１および第３窓用板ガラスの間でさらに画成するよう、前記第１および第３外側エッジ夫々の少なくとも一部を包囲する、第２エッジシール、のいずれか一方、および、
前記第１窓用板ガラスの、前記第１の複数のガラス突起スペーサを有する表面とは反対側の前記表面に一体形成され、かつ前記第１本体部分のガラス材料から成り、さらに前記間隔の第２距離を維持するよう前記第３窓用板ガラスと接触する、第２の複数のガラス突起スペーサ、
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のＶＩＧ窓。
【請求項３】
前記第１窓用板ガラスから前記第２窓用板ガラスとは反対側に第２距離だけ間隔を空けて、かつ前記第１窓用板ガラスと略平行な状態で配置され、さらに第３ガラス材料で形成された第３本体部分と、第３の対向する表面と、第３外側エッジとを有している、第３窓用板ガラスであって、前記第３本体部分のガラス材料から成りかつ前記間隔の第２距離を維持するよう前記第１窓用板ガラスと接触する、第２の複数のガラス突起スペーサを、該第３窓用板ガラスの前記第１窓用板ガラスに隣接している方の前記第３の表面に一体形成して備えている、該第３窓用板ガラス、および、
ａ）１気圧未満の真空圧力を有する第２のシールされた内部領域を前記第１および第３窓用板ガラスの間でさらに画成するよう、前記第３外側エッジの少なくとも一部をさらに包囲する、前記第１エッジシール、または、ｂ）１気圧未満の真空圧力を有する第２のシールされた内部領域を前記第１および第３窓用板ガラスの間でさらに画成するよう、前記第１および第３外側エッジ夫々の少なくとも一部を包囲する、第２エッジシール、のいずれか一方、
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のＶＩＧ窓。
【請求項４】
真空絶縁ガラス（ＶＩＧ）窓を形成する方法であって、
第１表面と第１エッジとを有する第１本体部分を備えかつ第１ガラス材料を含む、第１窓用板ガラスにおいて、前記第１表面に、前記第１本体部分の前記第１ガラス材料から成る第１の複数のガラス突起スペーサを一体形成させる工程、
第２表面と第２エッジとを有しかつ第２ガラス材料を含む、第２窓用板ガラスを、前記第１の複数のガラス突起スペーサと接触させ、このとき前記第１および第２窓用板ガラスが前記第１および第２表面間において第１距離だけ間隔が空くようにする工程、
前記第１および第２エッジをシールして、前記第１および第２窓用板ガラスの間に内部領域を画成する工程、および、
前記内部領域に１気圧未満の真空圧力を形成する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
第１表面と第１エッジとを有する第１本体部分を備えかつ第１ガラス材料を含む、第１窓用板ガラスを提供する工程、
前記第１窓用板ガラスの前記第１表面に、前記第１本体部分の前記第１ガラス材料から成る複数のガラス突起スペーサを形成する工程、
第２表面と第２エッジとを有しかつ第２ガラス材料を含む、第２窓用板ガラスを、前記ガラス突起スペーサと接触させ、このとき前記第１および第２窓用板ガラスが前記第１および第２表面間において第１距離だけ間隔が空くようにする工程、
前記第１および第２エッジをシールして、前記第１および第２窓用板ガラスの間に内部領域を画成する工程、および、
前記内部領域に１気圧未満の真空圧力を形成する工程、
を含むプロセスにより形成される、真空絶縁ガラス（ＶＩＧ）窓製品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公表番号】特表２０１２−５０８３３５（Ｐ２０１２−５０８３３５Ａ）
【公表日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３５６３６（Ｐ２０１１−５３５６３６）
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６３２０９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０５３９４３
【国際公開日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（３９７０６８２７４）コーニング インコーポレイテッド (1,222)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６３２０９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０５３９４３
【国際公開日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（３９７０６８２７４）コーニング インコーポレイテッド (1,222)
【Ｆターム（参考）】
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