(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面放電管容器内のガスを排気した後に、その放電管容器内に放電ガスを充填する平面放電管の製造方法において、
上記平面放電管容器を開閉自在とされた真空容器内に配し、上記平面放電管容器内と真空容器内のガス圧差を所定値以下に保持するための上記ガスの流量を制限する狭窄部を設け、上記狭窄部を介して上記平面放電管容器内のガスと上記真空容器内のガスとを共通の排気手段により、共通の狭窄部を通じて排気し、
その排気がほぼ限界に達した後、上記狭窄部よりも断面積が大きい狭窄部を通じて排気することを特徴とする平面放電管の製造方法。
【請求項２】
上記平面放電管容器及び上記真空容器内の圧力が所定値に達した後、上記真空容器の排気系を遮断し、上記平面放電管容器内のみを高性能排気手段により排気することを特徴とする請求項１記載の平面放電管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば液晶のバックライト等に用いられ平面形蛍光灯などの放電管、特に大きな面積の平面放電管の製造方法及びその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来においては平面放電管を大気中に配置した状態で、そのガス排気／注入用パイプ（チップ管）を通じて、空気を十分排気した後放電ガスを充填していた。この従来の製造方法において平面放電管内を排気した段階で、大気圧により放電管を構成するガラスに大きな荷重がかかるため、ガラスの肉厚を大としてその荷重に耐えられるようにする必要があった。このため従来ではガラスの厚さが２ミリの場合９０×１２０ｍｍ２程度の大きさが限度であった。
【０００３】
このような点から特開２００１−５７１５３号公報に示す製造方法によれば、平面放電管容器を真空容器内に配し、放電管容器内のガスを排気する際に、その放電管容器内の圧力にほぼ追従させて真空容器内のガスを排気し、圧力を減少させると共に、放電管容器内に放電ガスを充填する際に、その放電管容器内の圧力にほぼ追従させて、真空容器内にガスを供給して圧力を増加させることが提案されている。
図３に示すように、真空容器１１内に平面放電管容器１２が配される。平面放電管容器１２は２枚のガラス板が対向して設けられ、これら両ガラス板の内面に電極、誘電体膜、蛍光体膜がそれぞれ形成され、ガラス板の周縁部はフリットガラスで互いに溶着されて封止されている。放電管容器１２にはガス排気／注入用パイプ（チップ管）１３が連結され、チップ管１３は真空容器１１より外部に導出されている。真空容器１１内には加熱器１４も設けられ、加熱器１４は外部の加熱制御器１５と接続されている。
【０００４】
真空容器１１より導出されたチップ管１３にパイプ３３が連結され、また真空容器１１の排気／注入口２９にパイプ３４が連結される。パイプ３３、３４にそれぞれ流量調節弁３５、３６が設けられ、これら流量調節弁３５、３６の放電管容器１２、真空容器１１側のパイプ３３、３４に圧力計３７、３８がそれぞれ取付けられ、放電管容器１２内、真空容器１１内の各圧力を測定できるようにされている。パイプ３３の流量調節弁３５に対し放電管容器１２と反対側に排気弁３９を介して、高性能真空ポンプとしてロータリポンプ４１とブースタポンプ４２が接続され、弁３５、３９の間のパイプ３３に対し、供給弁４３を介して放電ガス源、例えば、Ｘｅ（キセノン）ガスボンベ４４が連結される。パイプ３４の流量調節弁３６の真空容器１１と反対側に、排気弁４５を介して真空ポンプとしてロータリポンプ４６が接続され、弁３６、４５の間のパイプ３４に供給弁４７を介してガス源、例えば窒素ガスボンベ４８が連結される。
【０００５】
更に圧力計３７、３８の測定値が流量調整制御装置４９に入力され、放電管容器１２内の圧力に、真空容器１１内の圧力がほぼ追従するように流量調節弁３５、３６が制御される。つまり供給弁４３、４７を閉とし、流量調節弁３５、３６、排気弁３９、４５を開として、ロータリポンプ４１により放電管容器１２内を真空引きする。この際に放電管容器１２内の圧力ＰＳを圧力計３７で測定し、この圧力ＰＳに、真空容器１１内の圧力ＰＰがほぼ追従するように、流量調整制御装置４９により流量調節弁３６、必要に応じて流量調節弁３５が制御される。従って放電管容器１２内の圧力ＰＳが時間経過と共に減少すると、これにほぼ追従して真空容器１１内の圧力ＰＰも減少し、放電管容器１２内の圧力ＰＳと真空容器１１内の圧力ＰＰとの圧力差はわずかであって、放電管容器１２に大きな荷重が加わることはない。
【０００６】
放電管容器１２に対して十分な真空度とする点から、ブースタポンプ４２を利用してＰＳが１０−６気圧程度になるまで真空引きする。一方真空容器１１はＰＰが１０−３気圧程度になるまででよい。放電管容器１２内の気圧ＰＳと真空容器１１内の圧力ＰＰの差は極くわずかである。
放電管容器１２内の圧力を１０−６気圧とした状態で、加熱器１４により例えば２５０℃で５分間程度の加熱を放電管容器１２に与えてベーキングを行ない、放電管容器１２内の不純物を除去する。その後、排気弁３９、４５を閉じ、供給弁４３、４７を開き、Ｘｅガスボンベ４４からＸｅガスを放電管容器１２内へ供給する。この場合も、放電管容器１２内の圧力ＰＳを測定し、真空容器１１内の圧力ＰＰがＰＳにほぼ追従するように、流量調整制御装置４９により流量調節弁３６、必要に応じて流量調節弁３５を制御して、窒素ガスボンベ４８から窒素ガスを真空容器１１内へ供給する。このようにして放電管容器１２内にＸｅガスが供給され、その圧力ＰＳがほぼ１気圧程度になるようにされるが、この圧力ＰＳの上昇中、真空容器１１内の圧力ＰＰもＰＳに追従するように窒素ガスが供給され、放電管容器１２内の圧力ＰＳと真空容器１１内の圧力ＰＰとの差は僅かに保持される。
【０００７】
以上のようにすることにより、例えばガラスの肉厚が２ｍｍで２４０×２９０ｍｍ２の比較的大きな面積のものでも作ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示した従来の装置は、流量調節弁３５と３６を流量調整制御装置４９により、制御して放電管容器１２内の圧力と、真空容器１１内の圧力とをほぼ一致させているが、放電管容器１２内の圧力を調節する流量調節弁３５は微量の流量を制御する必要があり、つまり両流量調節弁３５と３６に対する流量制御量に大きな差があるため、放電管容器１２と真空容器１１との両圧力をほぼ同一勾配で減圧させることを簡単な構成で行わせることは困難である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、真空容器内に平面放電管容器を配し、真空容器と放電管容器とを共通の排気手段により排気する。この際真空容器及び放電管容器内の圧力差が所定値以下に保持される程度に、その排気速度を小とする。つまり、放電管容器に通じる管路及び真空容器に通じる管路が共通の管路を通じて上記共通の排気手段に連結され、その共通の管路の排気ガス流量を微小値とし、例えば８ｃｍ３／秒とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施形態１
図１に１つの実施形態を示し、図３と対応する部分に同一符号を付けてある。図３に示したと同様に、平面放電管容器１２は、真空容器１１内に配され、放電管容器１２のガス排気／注入用パイプ（チップ管）１３に放電管用管路５１の一端が連結され、真空容器１１のガス排気／注入口２９に真空容器用管路５２の一端が連結され、これら管路５１及び５２の各他端は互いに連結されて共通管路５３の一端に連結される。共通管路５３の他端は、この例では流量調節弁５４を介して共通の排気手段としてのロータリポンプ４６に連結される。
【００１１】
管路５１及び５２、連結点５５側において、管路５１及び５２にそれぞれ例えばボールバルブよりなる排気用開閉弁５６及び５７がそれぞれ挿入されている。開閉弁５６とチップ管１３との間において管路５１に、圧力計３７が、また給気用開閉弁４３を介して放電ガス源４４がそれぞれ連結され、更にこの例では、開閉弁５８を介して、高真空用（高性能）排気手段として、ロータリポンプ４１及びブースタポンプ４２が連結されている。真空容器用開閉弁５７と排気／注入口２９との間において真空容器用管路５２に圧力計３８が、また給気用開閉弁４７を介して充填ガス源４８がそれぞれ連結されている。
【００１２】
この構成において、給気用開閉弁４３及び４７と開閉弁５８を閉状態にし、排気用開閉弁５６及び５７を開状態にして共通排気手段４６を駆動して真空容器１１内及び放電管容器１２内を同時に排気する。この際、放電管容器１２内の容積が真空容器１１内の容積より可成り小さいため、放電管容器１２内の圧力が真空容器１１内の圧力より下るが、この差により、真空容器１１内のガスが連結点５５を通じて放電管容器１２側に流れ、両容器１１及び１２内の圧力差が例えば１／５０気圧程度より大にならない程度に、共通の排気手段４６による排気を徐々に行う。このため例えば共通管路５３に挿入された流量調節弁５４を調整してその流量が最大でも例えば８ｃｍ３／秒程度の微量にする。つまり共通管路５３にこのように両容器１１及び１２内の圧力差を所定値以下に保持するための流量を制限する狭窄部が設けられる。共通の排気手段４６自体でこのような微量排気が可能であれば前記狭窄部は用いなくてもよい。
【００１３】
またこのような微量の排気により両容器１１及び１２内の圧力を所望値、例えば１０−３気圧程度にするには、排気時間が長くなる。よって例えば圧力計３７及び３８の指示の変化が可成り遅くなった状態で、流量調節弁５４の弁開度を大として、排気し易いようにしてもよい。このような操作を、複数回行ってもよい。共通排気手段４６がその排気量を調整できるものであれば、共通排気手段４６の排気量を調整してもよい。これらの調節は自動的に行うように構成してもよい。このようにして真空容器１１及び放電管容器１２内が所定気圧、例えば１０−３の気圧となった後、開閉弁４３及び４７を閉状態にしたまま、排気用開閉弁５６を閉状態にし、開閉弁５８を開状態にして、ロータリポンプ４１及びブースタポンプ４２、つまり高真空用（高性能）排気手段５９を駆動して、放電管容器１２内に対する排気を更に行う。この際、共通管路５３、共通排気手段４６、真空容器用管路５２側が、この高真空排気系から遮断され、かつ高真空排気系が放電管用管路５１に直接接続されているため、つまり流路が狭い流量調節弁が介在されていないため、放電管容器１２内を効率よく高真空にすることができる。
【００１４】
放電管容器１２内が例えば１０−６気圧になった状態で、加熱器１４により、例えば２２０℃で５時間程度の加熱を放電管容器１２に与えて、ベーキングを行い、放電管容器１２内の不純物を除去する。
その後排気用開閉弁５６を閉じた状態で、開閉弁５８及び５７を閉状態にし、つまり全ての排気系を遮断した後、給気用開閉弁４３及び４７を開いて放電ガス源４４からＸｅガスのような放電ガスを放電管容器１２へ供給し、また充填ガス源４８から窒素ガスのような充填ガスを真空容器１１へ供給する。このガス供給の場合にも真空容器１１内と放電管容器１２内の両ガス圧の差が所定値以内に保持しながら行うが、この手法は例えば前記公報中の図５とその説明に示す手法を用いればよい。この手法については他の実施形態において簡単に説明する。
実施形態２
次に図２を参照してこの発明のより具体的な実施形態を説明する。図２において図１と対応する部分に同一符号を付けて、重複説明を省略する。なお、図１とは放電管用管路５１と真空容器用管路５２の位置関係が上下逆になっているので注意されたい。
【００１５】
この実施形態では共通排気手段４６による排気時に、排気能力を変更するため、共通管路５３に複数、この例では３本の選択管路６１、６２、６３が並列に連結されて挿入され、その各選択管路６１、６２、６３にそれぞれ、ボールバルブのような開閉弁６４、６５、６６が挿入され、更に選択管路６１、６３にはそれぞれニードルバルブのような流量を設定することができる調節弁６７、６８が挿入されている。調節弁６７はその設定流量が最も小さくされ、真空容器１１内及び放電管容器１２内が共に１気圧の状態にある時に、共通の排気手段４６により排気しても、両容器１１及び１２内の圧力の差が所定値、例えば１／５０気圧以内に保持される微小流量、例えば８ｃｍ３／秒程度とされる。調節弁６８は調節弁６７よりも大きい流量、例えば１０倍程度にされる。
【００１６】
この例では放電管用管路５１と高性能排気手段５９との連結は十字状連結管７１を介して行われ、この十字状連結管７１の径は放電管用管路５１の径より太く、例えば４倍程度以上とされ、放電管容器１２内を、高性能排気手段５９による排気がより効率的に行われるようにされている。この十字状連結管７１に高真空用の圧力計７２が連結されて、放電管容器１２内の圧力をより正確に測定できるようにされている。
放電管用管路５１と放電ガス源４４を連結する給気管路７３に間隔をおいて２つの電磁弁７４と７５が挿入される。また充填ガス源４８と真空容器用管路５２とを連結する給気管路７６に補助タンク７７が挿入され、補助タンク７７の両側に、補助タンク７７内に充填ガスを充填し、また補助タンク７７内の充填ガスを真空容器１１へ供給するために、電磁弁７８、７９が設けられる。補助タンク７７内のガスを真空容器１１内に供給し、電磁弁７４及び７５間の管路７３ａ内のガスを放電管容器１２内へ供給した時に、真空容器１１内の圧力の上昇値と、放電管容器１２内の圧力の上昇値とがほぼ一致するように、補助タンク７７の容積と、電磁弁７４と７５の間の管路７３ａ内の容積とを選定してある。
【００１７】
なお真空容器１１の電源用ポート８１、８２を通じて加熱器１４と加熱制御器１５との配線が行われ、また熱電対用ポート８３を通じて加熱器１４の温度測定用熱電対と加熱制御器１５との配線が行われている。真空容器１１にはリーク弁８４が設けられている。
この構成において、放電管容器１２内を真空にするには電磁弁７５、７９、開閉弁５８、６５、６６およびリーク弁８４を閉状態とし、排気用開閉弁５６、５７、開閉弁６４を開状態として、共通の排気手段４６を駆動して、調節弁６７を通じて微小流量で両容器１１及び１２を排気する。この状態においては排気速度が微量であるため、両容器１１及び１２内の圧力の差は所定値、例えば１／５０気圧以下である。この状態で排気が進むと、圧力計３７、３８の指示が減圧方向において進みが遅くなり、つまり減圧速度が可成り下りるので、開閉弁６５を開状態にする。これにより、共通排気管路５３の狭窄部が調節弁６７から調節弁６８と拡げられ、減圧速度が向上し、減圧が進むが、再び減圧速度が可成り下った状態で開閉弁６６を開状態として、減圧速度を向上させる。このようにして排気が進むに従って共通管路５３の最大流量を大きくすることにより比較的短時間で、所望の値、例えば１０−３気圧に減圧することができる。例えば調節弁６７のみを通じて所望の気圧にするには３時間程度もかかった所を、４０分程度で行うことができる。
【００１８】
その後、排気用開閉弁５６を閉状態にし、開閉弁５８を開状態にして高性能排気手段５９により放電管容器１２内を更に高真空状態にする。この状態で放電管容器１２を加熱してベーキングを行い、その後放電ガス充填処理に移る。
放電ガスの充填は、排気用開閉弁５６、５７、５８を閉状態にし、電磁弁７５と７９を閉じた状態で電磁弁７４と７８を開き、管路７３ａ内に放電ガスを、補助タンク７７内に充填ガスをそれぞれ充填し、電磁弁７４と７８を閉として電磁弁７５と７９を開とする。これにより管路７３ａ内の放電ガスが放電管容器１２内へ供給され、同じく補助タンク７７内の充填ガスが真空容器１１内に供給され、これら両容器１１及び１２内の圧力がほぼ同一量上昇する。同様にして電磁弁７５と７９を閉とし、電磁弁７４と７８を開として、放電ガスと充填ガスをそれぞれ管路７３ａ内と補助タンク７７内にそれぞれ充填した後、放電管容器１２と真空容器１１内にそれぞれ所定量ずつ供給することを繰返すことにより放電管容器１２内と真空容器１１内の各圧力をほぼ等しい状態で上昇させ、放電管容器１２内に放電ガスを所定圧に充填することができる。
【００１９】
上述において、調節弁６７や６８を通じて排気している状態において、これら調節弁の開度を、減圧速度の低下に応じて徐々に広げてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、放電管容器内と真空容器内とを共通の排気手段により排気することにより、両容器内の圧力差を所定値以下に保持した状態で所望の真空度にすることができ、しかも簡単な構成で済む。
また、高性能排気手段５９を排気用開閉弁５６より放電管容器１２側の管路５１に連結することにより、狭い流量の調節弁を通じて排気する場合より効率的に排気することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を示す図。
【図２】この発明の他の実施形態を示す図。
【図３】従来の平面放電管製造装置を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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