(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡径されたガラス管の端面に、環状のタブレットが固着されてなり、前記タブレットは、造粒された低融点ガラス粉末のプレス成形体であることを特徴とするタブレット一体型ガラス管。
【請求項２】
バインダーが除去されたタブレットが固着されてなることを特徴とする請求項１のタブレット一体型ガラス管。
【請求項３】
ガラス管が、フレアー状に拡径されていることを特徴とする請求項１のタブレット一体型ガラス管。
【請求項４】
ガラス管が、フランジ状に拡径されていることを特徴とする請求項１のタブレット一体型ガラス管。
【請求項５】
タブレットが、封着温度が５５０℃以下の低融点ガラスからなることを特徴とする請求項１のタブレット一体型ガラス管。
【請求項６】
平面表示管の排気管として用いられることを特徴とする請求項１〜５のタブレット一体型ガラス管。
【請求項７】
平面表示管が、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマアドレスドリキッドクリスタルディスプレイ（ＰＡＬＣ）、又は蛍光表示管（ＶＦＤ）であることを特徴とする請求項６のタブレット一体型ガラス管。
【請求項８】
ガラス管の端面を拡径する工程と、低融点ガラス粉末にバインダーを添加して造粒した後、金型に投入してプレス成形することにより、環状のタブレットを作製する工程と、拡径されたガラス管の端面にタブレットを固着する工程とを含むことを特徴とするタブレット一体型ガラス管の製造方法。
【請求項９】
ガラス管の端面とタブレットを接触させた状態で加熱して、両者を融着させることを特徴とする請求項８のタブレット一体型ガラス管の製造方法。
【請求項１０】
ガラス管の端面とタブレットを接着剤にて接着することを特徴とする請求項８のタブレット一体型ガラス管の製造方法。
【請求項１１】
ガラス管に固着する前に、タブレットのバインダーを除去するための加熱を行うことを特徴とする請求項８のタブレット一体型ガラス管の製造方法。
【請求項１２】
タブレットからのバインダー除去を、タブレットとガラス管を固着するための加熱工程にて行うことを特徴とする請求項８のタブレット一体型ガラス管の製造方法。
【請求項１３】
ガラス管の管軸と、タブレットの穴の中心が一致するように固着することを特徴とする請求項８のタブレット一体型ガラス管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面表示管の排気管等に用いられるタブレット一体型ガラス管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマアドレスドリキッドクリスタルディスプレイ（ＰＡＬＣ）、蛍光表示管（ＶＦＤ）等の平面表示管には、内部を排気、或いはさらにガスを充填する目的で、排気管と呼ばれるガラス管が取り付けられている。このガラス管は、平面表示管のパネル裏面に設けられた排気口の中心と管軸が一致するように取り付けられる。
【０００３】
ガラス管の取り付けに当たっては、排気設備への接続工程等を容易に自動化できるようにガラス管の傾きをできる限りなくすことや、表示管の発光能力を低下させないように接合部分の気密性を保つことが求められる。また、後工程でガラス管が折損したり、取り付け部分が外れたりしないように注意を払う必要がある。
【０００４】
従来、ガラス管の取り付けには、ガラス管端面に低融点ガラス粉末を含むスラリーを塗布した後、パネル上にガラス管を立てた状態で保持し、焼成する方法が広く採用されている。この方法では、焼成時に有機成分が蒸発して表示管内部が汚染されるのを防止するために、予めガラス管を加熱して、スラリー塗布層の有機成分を除去（脱バインダー）しておくことが行われる。
【０００５】
ところがこの方法では、スラリー塗布層の有機成分を除去すると、残った低融点ガラス層の平坦度が悪くなる。このため、ガラス管をパネル上に立てた時点で傾きが生じ、その状態で接合されてしまう。また低融点ガラス層とパネルとの隙間が埋まらず、気密性が保てないといった問題が生じる。
【０００６】
そこで、脱バインダー後も表面の平坦度が良好なタブレットを用いてガラス管を取り付ける方法が検討されている。この方法では、部品点数を減らし、自動化を容易にするため、図６に示すような、予めガラス管１先端の側面部分にタブレット２を固着して一体化したタブレット一体型ガラス管を使用することが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のタブレット一体型ガラス管を用いた場合、パネルに取り付けた後の工程でガラス管の折損が多発する。また焼成時にタブレット部分が軟化するとガラス管が傾いてしまうことが多く、ガラス管をパネルに対して垂直に取り付けることが難しい。
【０００８】
本発明の目的は、傾くことなくパネルに取り付けることができ、またパネルとの接合部分の気密性が高く、しかも後工程で折損しにくく、排気管として好適なタブレット一体型ガラス管とその製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のタブレット一体型ガラス管は、拡径されたガラス管の端面に、環状のタブレットが固着されてなり、前記タブレットは、造粒された低融点ガラス粉末のプレス成形体であることを特徴とする。
また本発明のタブレット一体型ガラス管の製造方法は、ガラス管の端面を拡径する工程と、低融点ガラス粉末にバインダーを添加して造粒した後、金型に投入してプレス成形することにより、環状のタブレットを作製する工程と、拡径されたガラス管の端面にタブレットを固着する工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
タブレットが固着されたガラス管を焼成すると、タブレットの端部と接触するガラス管外表面に応力が集中するが、この部分の管径が小さいほど折損しやすくなる。そこで本発明では、ガラス管先端を拡径するとともに、最も管径が大きくなる端面部分にタブレットを固着することにより、応力の集中する部分の管径を大きくしている。これにより、後工程で発生するガラス管の折損を大幅に低減することができる。
【００１１】
また平面表示管の排気管として使用されるガラス管は、管の外径が５ｍｍ程度と非常に細径であるため、自立させることは困難である。このためガラス管側面にタブレットを固着した従来のタブレット一体型ガラス管では、タブレットが軟化するとガラス管が容易に傾いてしまう。本発明においては、管端が拡径されたガラス管を用いるため、ガラス管自身が自立しやすくなり、パネルに対してガラス管を垂直に取り付けやすくなる。
【００１２】
以下、本発明のタブレット一体型ガラス管を詳述する。
【００１３】
本発明において使用するガラス管は、先端が拡径されてなる。先端を拡径させることにより、ガラス管の折損や傾きを防止することができる。本発明において、拡径されたガラス管とは、図１（ａ）に示すようなフレアー状や、図２（ａ）、図３（ａ）に示すようなフランジ状や、図４（ａ）に示すようなフレアー部分とフランジ部分を組み合わせた形状の管端を有するガラス管を意味している。なお図中、１はガラス管、１１はフレアー状の拡径部、１２はフランジ状の拡径部、２はタブレットを示している。
【００１４】
ガラス管先端に固着されるタブレットは、重量及び形状の管理が容易であり、しかもバインダーを除去した後も表面の平坦度が殆ど変化しないため、封着形状が安定しており、信頼性の高い接合を行うことができる。タブレットに使用される低融点ガラスは、封着温度が５５０℃以下の低融点ガラスからなることが好ましい。この理由は、ガラス管が、バーナーで熔封できるように比較的耐熱性の低いガラスで作製されており、封着温度が５５０℃を超える低融点ガラスでは、焼成時にガラス管に変形が生じる可能性があるためである。
【００１５】
さらに本発明のタブレット一体型ガラス管は、拡径されたガラス管先端の端面にタブレットが固着しているために、ガラス管の折損を防止することができる。またタブレットがガラス管端面と接しているために、パネルへの取り付け時に、ガラス管の自重で（或いは、必要に応じて荷重をかけることにより）、ガラス管端面がタブレットに押しつけられ、ガラス管とタブレット、及びタブレットとパネルがそれぞれ強固に、しかも隙間なく接合する。このため接合部分の破損が起こりにくく、また高い気密性を保つことができる。この効果は、管端がフランジ状に成形されたガラス管を使用した場合に特に顕著である。
【００１６】
なお、ガラス管の折損防止の観点からは、タブレットがガラス管の端面のみと接している形態（例えば図１（ｂ）、図２（ｂ）、図３（ｂ）、図４（ｂ））が最も効果的であるが、拡径されていない部分と接してさえいなければ折損防止の効果がある。それゆえ図５に示すように、タブレット２が拡径部分１２と接していても差し支えない。またタブレットは、１つである必要はなく、２つ以上のタブレットを組み合わせて使用しても良い。
【００１７】
次に本発明のタブレット一体型ガラス管を作製する方法を説明する。
【００１８】
まずダンナー法、ダウンドロー法、アップドロー法等、公知の方法で作製したガラス管を所定の長さに切断した後、先端をフレアー状又はフランジ状に拡径する。
【００１９】
また低融点ガラス粉末にバインダーを添加し、造粒した後、金型に投入し、環状にプレス成形してタブレットを作製する。
【００２０】
次に得られたガラス管の拡径された先端端面にタブレットを固着する。このときガラス管の管軸とタブレットの穴の中心が一致するように位置合わせすることが重要である。固着の方法としては、両者を接触させた状態で加熱して、タブレットをガラス管端面に融着させる方法や、接着剤を用いて両者を接着する方法が採用できる。
【００２１】
なおタブレットからバインダーを除去するための加熱は、ガラス管に固着する前に行ってもよいが、タブレットとガラス管の融着のための加熱工程を利用してもよい。
【００２２】
このようにして作製されたタブレット一体型ガラス管を平面表示管等に取り付けるには、パネル裏面等に設けられた排気口の中心と管軸が一致するように、タブレット部分を下にしてパネル上に立てた状態で保持し、焼成すればよい。なお本発明のタブレット一体型ガラス管は、上記したような排気管用途に限られるものではなく、例えばガラス管内に予めゲッターを挿入しておき、この状態で表示管に取り付けるゲッター封入用部材等、種々の用途に使用可能である。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明のタブレット一体型ガラス管を説明する。
【００２４】
表１は、本実施例において使用するガラス管を示している。
【００２５】
【表１】
0003671762.tif 000002
【００２６】
各ガラス管は次のようにして作製した。
【００２７】
まず、日本電気硝子（株）製のガラス管（材質名  ＦＥ−２）を用意した。このガラス管は、熱膨張係数が８５×１０-7／℃、耐熱温度が５５０℃であり、外径６ｍｍ、内径３．５ｍｍ、長さ７０ｍｍの大きさを有するものを使用した。次にこのガラス管を回転させながら、その一端をガスバーナーで加熱し、数種類の冶具を用いて、図２（ａ）に示すようなフランジ状、図３（ａ）に示すような２段に拡径されたフランジ状、及び図４（ａ）に示すようなフレアー部とフランジ部を組み合わせた形状の３種に管端を加工とした。なおガラス管Ｄは、ガラス管端部を拡径していない直管形状である。
【００２８】
また表２は、タブレットの作製に用いる低融点ガラス素材を示している。
【００２９】
【表２】
0003671762.tif 000003
【００３０】
タブレットは次のようにして作製した。
【００３１】
まず表２に示す粉末状の低融点ガラス素材にバインダーを添加し、造粒器にて造粒した。次いでこの造粒物を所定の金型に充填し、プレス成形した。その後、ガラスの軟化点で１０分間加熱してバインダーを除去し、環状タブレットを得た。
【００３２】
次に、ガラス管とタブレットを固着させ、表３、４に示すような本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜６）及び比較例（試料Ｎｏ．７）を各３０本ずつ作製した。
【００３３】
【表３】
0003671762.tif 000004
【００３４】
【表４】
0003671762.tif 000005
【００３５】
試料Ｎｏ．１、３〜６は次のようにして調製した。
【００３６】
まずガラス管の拡径部が上側となるように、ガラス管をカーボン冶具に差し込んで固定した。次いで、ガラス管の管軸とタブレットの穴の中心が一致するように、カーボン治具を用いてガラス管上にタブレットを載置し、この状態で電気炉に入れ、低融点ガラス素材の軟化点で１０分間加熱した。このようにしてタブレットを、拡径されたガラス管の端面に融着させて試料とした。
【００３７】
試料Ｎｏ．２は、アクリルバインダーをターピネオールに溶解させた接着剤を用い、ガラス管の管軸とタブレットの穴の中心が一致するように、タブレットを拡径されたガラス管の端面に接着させて試料とした。
【００３８】
このようにして、フランジ状に拡径されたガラス管の端面にタブレットが固着された試料Ｎｏ．１、４〜６（図２（ｂ））、２段に拡径されたフランジ部を有するガラス管の端面にタブレットが固着された試料Ｎｏ．２（図３（ｂ））、及びフレアー部とフランジ部を組み合わせたガラス管の端面にタブレットが固着された試料Ｎｏ．３（図４（ｂ））を得た。
【００３９】
試料Ｎｏ．７は、タブレットの穴にガラス管を挿入し、ガラス管を立てた状態で保持した。次にこの状態で電気炉に入れ、低融点ガラス素材の軟化点で１０分間加熱した。このようにして、図６に示すようなタブレットをガラス管先端の側面部分に融着させた試料を得た。
【００４０】
続いて各試料を、タブレット面を下側にして窓板ガラス上に立て、表１に示す低融点ガラス素材の封着温度で１０分間焼成した。なお試料Ｎｏ．１〜６については、ガラス管に４００ｇの荷重をかけながら焼成を行った。このようにして接合したガラス管について、ガラス管の傾き、接合部の気密性及び機械的強度を評価した。結果を表３、４に示す。
【００４１】
なおガラス管の傾きは、投影機を用いて最大斜角になる部分を計測し、３０本全ての傾きが３°以内であれば「良」、それ以外の場合を「不良」とした。接合部の気密性は、ガラス管の開口部をヘリウムリークディテクターに接続し、ヘリウムガスを窓板ガラスとの接合部分に吹きかけ、３０本全てのサンプルが１×１０-7ａｔｍ・ｃｃ／ｓｅｃ以下のリーク速度であれば「良」とした。機械的強度は、ガラス管が水平になるように窓板ガラスを直立させて保持した後、窓板ガラスから６０ｍｍ離れたガラス管部分を、オートグラフにて２ｍｍ／ｍｉｎの速度で荷重をかけ、破壊に要した荷重を求め、その平均値を機械的強度として示した。
【００４２】
表から明らかなように、本発明の実施例であるＮｏ．１〜６の試料は、ガラス管の傾きがなく、また接合部の気密性が良好であった。さらに機械的強度については４．５ｋｇ以上であった。破壊部分を観察すると、タブレット部分とガラス管の拡径部の両方で割れが発生しており、ガラス管自体が折損しにくく、しかも両者が強固に接合していたことがわかる。
【００４３】
これに対して比較例であるＮｏ．７の試料は、焼成によるタブレットの軟化で大半のガラス管に傾きが生じ、また機械的強度が０．５ｋｇと低かった。破壊部分を観察したところ、ガラス管がタブレットと接する部分で折損しており、僅かな荷重でガラス管が折損してしまうことが分かった。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のタブレット一体型ガラス管は、傾くことなくパネルに取り付けることができ、またパネルとの接合部分の気密性が高く、しかも後工程で折損しにくいため、プラズマディスプレイパネル、フィールドエミッションディスプレイ、プラズマアドレスドリキッドクリスタルディスプレイ、蛍光表示管等の平面表示管に取り付けられる排気管として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す説明図であり、（ａ）は使用するガラス管の先端部分の断面を、（ｂ）はこれを用いたタブレット一体型ガラス管の先端部分の断面を示している。
【図２】本発明の他の実施形態を示す説明図であり、（ａ）は使用するガラス管の先端部分の断面を、（ｂ）はこれを用いたタブレット一体型ガラス管の先端部分の断面を示している。
【図３】本発明の他の実施形態を示す説明図であり、（ａ）は使用するガラス管の先端部分の断面を、（ｂ）はこれを用いたタブレット一体型ガラス管の先端部分の断面を示している。
【図４】本発明の他の実施形態を示す説明図であり、（ａ）は使用するガラス管の先端部分の断面を、（ｂ）はこれを用いたタブレット一体型ガラス管の先端部分の断面を示している。
【図５】本発明のタブレット一体型ガラス管の他の実施形態を示す説明図（先端部分の断面図）である。
【図６】従来のタブレット一体型ガラス管の先端部分の断面を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ガラス管
１１  フレアー状の拡径部
１２  フランジ状の拡径部
２  タブレット
【図１】
0003671762.tif 000006
【図２】
0003671762.tif 000007
【図３】
0003671762.tif 000008
【図４】
0003671762.tif 000009
【図５】
0003671762.tif 000010
【図６】
0003671762.tif 000011