(57)【要約】【課題】タブレット一体型排気管に結晶性ガラスタブレットを適用した場合において、結晶性ガラスタブレットが封着工程で軟化流動した後に、ガラスに結晶が析出するタブレット一体型排気管を得ることにより、平面表示装置等の製造効率を向上させること。【解決手段】本発明のタブレット一体型排気管は、拡径された排気管の先端部に、結晶性ガラスタブレットが取り付けるとともに、結晶性ガラスタブレットの封着面の全部または一部を研磨面とすることに特徴付けられる。【選択図】図１
2008210792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡径された排気管の先端部に、結晶性ガラスタブレットが取り付けられているタブレット一体型排気管であって、
結晶性ガラスタブレットの封着面の全部または一部が研磨面であることを特徴とするタブレット一体型排気管。
【請求項２】
拡径された排気管の先端部に、結晶性ガラスタブレットが取り付けられているタブレット一体型排気管であって、
結晶性ガラスタブレットの封着面の表面粗さＲｔが２μｍ以下であることを特徴とするタブレット一体型排気管。
【請求項３】
拡径された排気管の先端部に、結晶性ガラスタブレットが取り付けられているタブレット一体型排気管であって、
さらに、拡径された排気管の先端部に、高融点タブレットとが取り付けられており、且つ結晶性ガラスタブレットが拡径された排気管の先端部側に取り付けられ、高融点タブレットが結晶性ガラスタブレットよりも後端部側に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のタブレット一体型排気管。
【請求項４】
結晶性ガラスタブレットが、鉛ホウ酸系ガラス７０〜１００質量％と耐火性フィラー０〜３０質量％を含有し、
且つ鉛ホウ酸系ガラスが、ガラス組成として、質量％で、ＰｂＯ  ６０〜８５％、Ｂ2Ｏ3  ３〜１５％、ＺｎＯ  ７〜１８％、ＳｉＯ2  ０〜７％、ＢａＯ  ０〜５％含有し、
耐火性フィラーが、ウイレマイト、チタン酸鉛、チタン酸鉛系固溶体、ジルコン、コーディエライト、アルミナから選ばれる一種または二種以上含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタブレット一体型排気管。
【請求項５】
結晶性ガラスタブレットが、ビスマス系ガラス６０〜１００質量％と耐火性フィラー０〜４０質量％を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタブレット一体型排気管。
【請求項６】
結晶性ガラスタブレットが、ビスマス系ガラス６０〜１００質量％と耐火性フィラー０〜４０質量％を含有し、
且つビスマス系ガラスが、ガラス組成として、質量％で、Ｂｉ2Ｏ3  ６０〜８８％、Ｂ2Ｏ3  ２〜２０％、ＺｎＯ  ４〜２７％、ＳｉＯ2  ０〜５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ  ０〜１５％、ＣｕＯ  ０〜９％、Ｆｅ2Ｏ3  ０〜４％、Ｓｂ2Ｏ3  ０〜３％含有し、
耐火性フィラーが、ウイレマイト、酸化亜鉛、ガーナイト、ジルコン、コーディエライト、アルミナ、リン酸ジルコニウム、酸化スズから選ばれる一種または二種以上を含有することを特徴とする請求項１〜３、５のいずれかに記載のタブレット一体型排気管。
【請求項７】
結晶性ガラスタブレットが、ビスマス系ガラス６０〜１００質量％と耐火性フィラー０〜４０質量％を含有し、
且つビスマス系ガラスが、ガラス組成として、質量％で、Ｂｉ2Ｏ3  ６０〜８８％、Ｂ2Ｏ3  ２〜２０％、ＺｎＯ  ４〜２７％、ＳｉＯ2  ０〜５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ  ０〜１５％、ＣｕＯ  ０〜５％、Ｆｅ2Ｏ3  ０〜４％、Ｓｂ2Ｏ3  ０〜３％、ＣｅＯ2  ０〜３％、ＭｏＯ3＋ＷＯ3  ０〜５％、Ｉｎ2Ｏ3＋Ｇａ2Ｏ3  ０〜５％含有し、
耐火性フィラーが、ウイレマイト、酸化亜鉛、ガーナイト、ジルコン、コーディエライト、アルミナ、酸化スズから選ばれる一種または二種以上を含有することを特徴とする請求項１〜３、５、６のいずれかに記載のタブレット一体型排気管。
【請求項８】
平面表示装置に使用することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のタブレット一体型排気管。
【請求項９】
プラズマディスプレイパネルに使用することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のタブレット一体型排気管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気管と結晶性ガラスタブレットが一体化されたタブレット一体型排気管に関し、特にプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等の平面表示装置に好適なタブレット一体型排気管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、平面表示装置等の封着材料としてガラスが用いられている。ガラスは、樹脂系の接着剤に比べ、化学的耐久性や耐熱性に優れるとともに、平面表示装置等の気密性を確保するのに適している。
【０００３】
封着材料に使用されるガラスは、用途に応じて結晶性、或いは非結晶性が選択される。一般的に、封着工程後にガラスが軟化流動してはいけない用途、例えばＰＤＰ用の排気管の封着用途では、結晶性ガラスを選択するのが好ましいとされている。具体的には、この用途では、封着工程後に軟化点付近、例えば４００〜４２０℃、近年では５００℃程度まで熱処理温度が上がる真空排気工程があるため、非結晶性のガラスを用いると、真空排気工程でガラスが再軟化して、それが原因でＰＤＰ等に気密リークが発生するおそれがある。このような事態を防止するために、本用途では結晶性ガラスを選択するのが好ましいとされている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
ところで、ＰＤＰ等に取り付けられる排気管は、その内部を排気、或いは排気後に希ガスを充填する目的で使用される。
【０００５】
排気管の取り付けにあたっては、排気設備に接続しやすいように、ガラス基板（パネル）に対して排気管の傾きを低減、すなわちガラス基板面に対し垂直に取り付けること、更にはＰＤＰ等の発光能力を維持しつつ、ＰＤＰ等の内部の気密性が保たれるように取り付けること等が求められる。また、排気管が折損したり、取り付け部が剥離しないような強度で排気管をガラス基板に取り付ける必要がある。さらに、排気管は、真空排気工程に供される前に、ガラス基板に設けられた排気孔と、排気管先端の開口部が一致するように取り付けられる。
【０００６】
従来から、排気管とガラス基板を封着する方法として、ガラス粉末をリング状に成形加工したガラスタブレット（プレスフリット・ガラス焼結体・ガラス成形体等とも称される）が用いられている。ガラスタブレットには、排気管を挿入するための挿入孔が形成されている。この挿入孔に排気管を挿入し、排気管の先端部をガラス基板の排気孔の位置に合わせた後、ガラスタブレットの封着温度で焼成し、ガラスタブレットを軟化させれば、排気管とガラス基板を封着することができる。
【０００７】
さらに、近年、本用途において、排気管の取り付けの際、排気管が傾きにくく、排気管先端の開口部とガラス基板の排気孔の位置合わせを容易に行うことができるタブレット一体型排気管が開発されるに至っている。例えば、特許文献３には、拡径された排気管の先端部に低融点ガラスからなるリング状のガラスタブレットが接着されてなるタブレット一体型排気管が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１２２６４０号公報
【特許文献２】特開２００１−１０８４３号公報
【特許文献３】特開２００１−３０７６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
結晶性ガラスタブレットは、以下の手順で作製される。まず、粉末状に加工されたガラス材料等を顆粒にした後、所定寸法の金型に投入して、リング状等に乾式プレス成形し、プレス体を作製する。次に、ベルト炉等の焼成炉にて、このプレス体に残存するバインダーを分解揮発させた後、ガラスの軟化点近傍の温度で焼結することにより、結晶性ガラスタブレットが作製される。
【０００９】
また、タブレット一体型排気管は、排気管の一端に結晶性ガラスタブレットを接触させた状態で焼成し、結晶性ガラスタブレットを排気管の先端部に接着させることで作製される。一般的に、結晶性ガラスタブレットを焼成治具上に載置し、加圧冶具を用いて、この結晶性ガラスタブレット上に排気管の底面を固定しながら焼成し、結晶性ガラスタブレットと排気管を接着させる。また、排気管と結晶性ガラスタブレットの接着に際し、焼成温度は、ガラスの軟化点近傍の温度にする必要がある。なお、焼成治具として、結晶性タブレットが融着しない材質、例えばカーボン治具やシリコンカーバイド等が使用される。
【００１０】
上記から明らかなように、タブレット一体型排気管の作製にあたって、軟化点以上の熱履歴が結晶性ガラスタブレットに少なくとも２回かかる。それ故、結晶性ガラスタブレットの結晶性が高い場合、プレス体の焼結工程でガラスが失透し、後のタブレット一体型排気管の作製工程で結晶性タブレットと排気管が接着しなくなり、タブレット一体型排気管から結晶性ガラスタブレットが脱離するといった問題が生じ得る。また、結晶性ガラスタブレットの結晶性が高い場合、ガラス基板等に封着する際、ガラスが失透しやすく、封着工程でガラスが十分に軟化流動し難くなり、このような場合、所望の封着強度を得られないばかりか、最悪の場合、結晶性ガラスタブレットとガラス基板等が剥離し、ＰＤＰ等に気密リークが生じやすくなる。
【００１１】
更に言えば、図３に示すようなタブレット一体型排気管の作製工程では、排気管１と結晶性ガラスタブレット２の接着強度を高めるために、結晶性ガラスタブレット１を焼成冶具６に載置した状態で、加圧冶具５を用いて、排気管１の拡径部分を加圧しながら焼成する。この場合、結晶性ガラスタブレット２の焼成冶具６に接触している部分は、焼成冶具６の影響で結晶が析出しやすくなり、その部分が封着面３であると、その部分の封着強度が損なわれやすくなる。具体的には、封着強度は、結晶性ガラスタブレット２のガラス基板表面への反応深さと反応面積に依存するが、封着工程前に封着面３に結晶が析出していると、反応面積が減少して、封着強度が損なわれやすくなる。特に、カーボン製の焼成冶具６を用いた場合、封着面３が還元環境下におかれることで結晶化しやすくなり、このような現象が顕著に認められる。
【００１２】
一方、結晶性ガラスタブレットの結晶性を低下させても、封着工程でガラスが十分に結晶化し難く、後の真空排気工程でガラスが軟化流動しやすくなるため、排気管が傾いたり、ＰＤＰ等の気密性が損なわれやすくなる。
【００１３】
したがって、タブレット一体型排気管に結晶性ガラスタブレットを用いる場合、結晶性ガラスタブレットの結晶性を制御すること、つまり封着工程でガラスが軟化流動した後に、ガラスに結晶が析出し、しかも後の真空排気工程でガラスが軟化流動しないように、結晶性ガラスタブレットの結晶性を制御することが困難であった。このような事情から、結晶性ガラスタブレットを用いたタブレット一体型排気管は、未だ実用化に至っていない。
【００１４】
また、ＰＤＰ等の封着工程や真空排気工程は、最終段階に位置付けられる工程であり、ここでの不良率はＰＤＰ等の製品コストの高騰に直結することから、数％の不良率も許容されない。しかし、結晶性ガラスタブレットは、原料中の不純物、製造工程で混入する不純物およびガラス組成の変動等により、その結晶性が変動しやすい性質を有している。したがって、タブレット一体型排気管に結晶性ガラスタブレットを用いるためには、結晶性ガラスタブレットの結晶性を制御（ここでは、特に、結晶析出時期の安定化）することは、重要な技術的課題であった。
【００１５】
なお、特許文献３に記載のタブレット一体型排気管は、ＰＤＰ等の製造効率を犠牲にして、非結晶性ガラスタブレットを適用している。具体的には、タブレット一体型排気管に非結晶性ガラスタブレットを適用した場合、結晶の析出に起因する上記問題は生じないが、真空排気工程で排気温度を不当に低下しなければならない。排気温度を低下すれば、ＰＤＰ等の排気効率が低下するため、ＰＤＰ等の製造効率が低下する。
【００１６】
そこで、本発明は、タブレット一体型排気管に結晶性ガラスタブレットを適用した場合において、結晶性ガラスタブレットが封着工程で軟化流動した後に、ガラスに結晶が析出するタブレット一体型排気管を得ることにより、平面表示装置等の製造効率を向上させることを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者は、鋭意努力の結果、拡径された排気管の先端部に、結晶性ガラスタブレットを取り付けるとともに、結晶性ガラスタブレットの封着面の全部または一部を研磨面とすることにより、上記技術的課題を解決できることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明のタブレット一体型排気管は、拡径された排気管の先端部に、結晶性ガラスタブレットが取り付けられているタブレット一体型排気管であって、結晶性ガラスタブレットの封着面の全部または一部が研磨面であることを特徴とする。ここで、「結晶性ガラス」とは、平均粒子径１０μｍに粉砕した後、得られた試料を示差熱分析（ＤＴＡ）装置で５５０℃まで昇温したとき、結晶化ピークが発現するものを指す。平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布計を用いて測定した値を指し、ＤＴＡの昇温速度は１０℃／分とする。また、「排気管の先端部」とは、拡径化された排気管の表面部位を指し、拡径化された部分において、ガラス基板等の被封着物に接する側の排気管底面および排気管外周側面を指す。結晶性ガラスタブレットは、排気管の先端部のみに接着される態様だけでなく、排気管の先端部の一部に接着される態様を含む。さらに、「結晶性ガラスタブレットの封着面」とは、結晶性ガラスタブレットがガラス基板等の被封着物に臨む面（通常、被封着物と接触する面）を指す。
【００１８】
本発明のタブレット一体型排気管は、排気管の先端部が拡径化されている。このようにすれば、排気管に結晶性ガラスタブレットを接着させやすくなるとともに、排気管をガラス基板等に自立させやすくなるため、排気管の自立に特殊な冶具、装置等を用いる必要がなくなり、平面表示装置等の製造効率が向上する。
【００１９】
また、本発明のタブレット一体型排気管は、構成材料として、結晶性ガラスタブレットを使用する。このようにすれば、封着工程でガラスに結晶が析出するため、後の真空排気工程で排気温度を上昇させても、ガラスが軟化変形することがなく、平面表示装置等の製造効率を向上させることができる。
【００２０】
タブレット一体型排気管の作製において、結晶性ガラスタブレットは、軟化点付近の温度で少なくとも２回熱処理されていることから、結晶性ガラスタブレットの表面部分は、ガラスに結晶が析出しやすい状態になっている。特に、タブレット一体型排気管の製造工程で加圧冶具を使用し、結晶性ガラスタブレットと焼成冶具を接触させながら、加圧状態で結晶性ガラスタブレットと排気管を接着させる場合は、結晶性ガラスタブレットの表面部分がさらに結晶が析出しやすい状態になっている。
【００２１】
そこで、本発明者は、鋭意努力の結果、タブレット一体型排気管において、結晶性ガラスタブレットの封着面の一部または全部を研磨面にすることにより、上記問題点を解決できることを見出した。すなわち、タブレット一体型排気管の表面部分は、熱処理工程を経て、封着工程前に結晶が析出しやすい状態、あるいは僅かに結晶が析出している状態になっている。その一方、結晶性ガラスタブレットの内部は、表面部分に比べて、結晶が析出し難い状態になっている。したがって、結晶性ガラスタブレットの封着に供すべき面を研磨すれば、その研磨した面は、結晶が析出しやすい部分、あるいは僅かに結晶が析出している部分が除去されているため、封着工程で結晶が析出する前にガラスが十分に軟化流動し、その結果、結晶性ガラスタブレットとガラス基板等の反応を促進させることができ、封着強度を向上させることができる。
【００２２】
結晶性ガラスタブレットの封着面は、研磨された面積が大きい程、封着強度を向上させることができる。具体的には、研磨面は、封着面の５０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましく、９０％以上がさらに好ましい。特に、封着面をすべて研磨面とすることが最も好ましい。
【００２３】
結晶性ガラスタブレットの封着面を研磨する方法は、種々の方法を使用することができ、特に限定されるものではない。その中でも、酸化セリウム等の研磨剤を使用せず、ダイアモンド研磨盤やダイアモンド研磨紙等により、物理的研磨を行う方法が好ましい。このようにすれば、簡便に封着面を研磨することができるとともに、研磨剤が結晶核となり、結晶性ガラスタブレットの結晶析出時期が不当に早まるおそれがなくなる。研磨溶媒としては水の他、酸、アルカリ、エタノール等を使用することができる。
【００２４】
本発明のタブレット一体型排気管において、研磨処理は、結晶性ガラスタブレットの封着面を５〜２００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍ程度行えばよい。研磨処理が５μｍより小さいと、研磨処理による効果が得られ難くなる。一方、研磨処理が２００μｍより大きいと、研磨処理に要する時間が不当に長くなり、タブレット一体型排気管の製造効率が低下する。
【００２５】
第二に、本発明のタブレット一体型排気管は、拡径された排気管の先端部に、結晶性ガラスタブレットが取り付けられているタブレット一体型排気管であって、結晶性ガラスタブレットの封着面の表面粗さＲｔ（最大高さ）が２μｍ以下であることに特徴付けられる。ここで、「表面粗さＲｔ」とは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１に準拠した方法で測定した値を指す。
【００２６】
第三に、本発明のタブレット一体型排気管は、拡径された排気管の先端部に、結晶性ガラスタブレットが取り付けられているタブレット一体型排気管であって、さらに、拡径された排気管の先端部に、高融点タブレットが取り付けられており、且つ結晶性ガラスタブレットが拡径された排気管の先端部側に取り付けられ、高融点タブレットが結晶性ガラスタブレットよりも後端部側に取り付けられていることに特徴付けられる。ここで、本発明でいう「高融点タブレット」とは、５２０℃以下で軟化変形しないタブレット（例えば、ガラスの場合、ガラスの軟化点が５２０℃より高いタブレット）を指す。高融点タブレットは、種々の材料を用いることができ、金属、ガラス、セラミックス等の材料を用いることができる。
【００２７】
第四に、本発明のタブレット一体型排気管は、結晶性ガラスタブレットが、鉛ホウ酸系ガラス７０〜１００質量％と耐火性フィラー０〜３０質量％を含有し、且つ鉛ホウ酸系ガラスが、ガラス組成として、質量％で、ＰｂＯ  ６０〜８５％、Ｂ2Ｏ3  ３〜１５％、ＺｎＯ  ７〜１８％、ＳｉＯ2  ０〜７％、ＢａＯ  ０〜５％含有し、耐火性フィラーが、ウイレマイト、チタン酸鉛、チタン酸鉛系固溶体、ジルコン、コーディエライト、アルミナから選ばれる一種または二種以上含有することに特徴付けられる。なお、結晶性ガラスタブレットは、耐火性フィラーを含有せず、鉛ホウ酸系ガラスのみで構成されていてもよい。
【００２８】
第五に、本発明のタブレット一体型排気管は、結晶性ガラスタブレットが、ビスマス系ガラス６０〜１００質量％と耐火性フィラー０〜４０質量％を含有することに特徴付けられる。なお、結晶性ガラスタブレットは、耐火性フィラーを含有せず、ビスマス系ガラスのみで構成されていてもよい。ここで、「ビスマス系ガラス」とは、ガラス組成中のＢｉ2Ｏ3の含有量が５０質量％以上のガラスを指す。
【００２９】
第六に、本発明のタブレット一体型排気管は、結晶性ガラスタブレットが、ビスマス系ガラス６０〜１００質量％と耐火性フィラー０〜４０質量％を含有し、且つビスマス系ガラスが、ガラス組成として、質量％で、Ｂｉ2Ｏ3  ６０〜８８％、Ｂ2Ｏ3  ２〜２０％、ＺｎＯ  ４〜２７％、ＳｉＯ2  ０〜５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ  ０〜１５％、ＣｕＯ  ０〜９％、Ｆｅ2Ｏ3  ０〜４％、Ｓｂ2Ｏ3  ０〜３％、ＣｅＯ2  ０〜３％、ＭｏＯ3＋ＷＯ3  ０〜５％、Ｉｎ2Ｏ3＋Ｇａ2Ｏ3  ０〜５％含有し、耐火性フィラーが、ウイレマイト、酸化亜鉛、ガーナイト、ジルコン、コーディエライト、アルミナ、リン酸ジルコニウム、酸化錫から選ばれる一種または二種以上を含有することに特徴付けられる。
【００３０】
第七に、本発明のタブレット一体型排気管は、結晶性ガラスタブレットが、ビスマス系ガラス６０〜１００質量％と耐火性フィラー０〜４０質量％を含有し、且つビスマス系ガラスが、ガラス組成として、質量％で、Ｂｉ2Ｏ3  ６０〜８８％、Ｂ2Ｏ3  ２〜２０％、ＺｎＯ  ４〜２７％、ＳｉＯ2  ０〜５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ  ０〜１５％、ＣｕＯ  ０〜５％、Ｆｅ2Ｏ3  ０〜４％、Ｓｂ2Ｏ3  ０〜３％、ＣｅＯ2  ０〜３％、ＭｏＯ3＋ＷＯ3  ０〜５％、Ｉｎ2Ｏ3＋Ｇａ2Ｏ3  ０〜５％含有し、耐火性フィラーが、ウイレマイト、酸化亜鉛、ガーナイト、ジルコン、コーディエライト、アルミナ、酸化錫から選ばれる一種または二種以上を含有することに特徴付けられる。
【００３１】
第八に、本発明のタブレット一体型排気管は、平面表示装置に使用することに特徴付けられる。平面表示装置には、ＰＤＰ、各種電子放出素子を有する各種形式のフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、蛍光表示管（ＶＦＤ）等が含まれる。
【００３２】
第九に、本発明のタブレット一体型排気管は、ＰＤＰに使用することに特徴付けられる。近年、ＰＤＰの分野では、製造効率の向上が重要課題になっている。その点、本発明のタブレット一体型排気管を用いると、排気温度を上昇させても、排気管の封着部位が軟化変形し難く、その結果、真空排気工程の排気時間を短縮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明のタブレット一体型排気管において、結晶性ガラスタブレットの封着面の表層部分が研磨除去されていればよく、研磨面の表面粗さは特に限定されないが、結晶性ガラスタブレットの研磨面の表面粗さ（Ｒａ）は、４０ｎｍ〜１０μｍが好ましく、０．１〜５μｍがより好ましい。結晶性ガラスタブレットの研磨面の表面粗さ（Ｒａ）が４０ｎｍより小さいと、タブレット一体型排気管がガラス基板上で滑りやすくなり、ガラス基板等に固定し難くなる。一方、結晶性ガラスタブレットの研磨面の表面粗さ（Ｒａ）が１０μｍより大きいと、タブレット一体型排気管が傾きやすくなり、タブレット一体型排気管の自立安定性が損なわれやすくなる。
【００３４】
本発明のタブレット一体型排気管は、結晶性ガラスタブレットの封着面に結晶が析出していないことが好ましい。このようにすれば、結晶性ガラスタブレットが封着工程で軟化流動した後に、ガラスに結晶を析出させることができ、その結果、排気管とガラス基板の封着強度を高めることができる。
【００３５】
本発明のタブレット一体型排気管において、結晶性ガラスタブレットの封着面の表面粗さ（最大高さ）Ｒｔは２μｍ以下が好ましく、１．５μｍ以下がより好ましい。このようにすれば、結晶性ガラスタブレットの封着面に局所的に結晶が析出する事態を防止することができ、結晶性ガラスタブレットの封着面に均一に結晶を析出させることができる。例えば、結晶性ガラスタブレットの封着面の全部を研磨処理すれば、結晶性ガラスタブレットの封着面の表面粗さＲｔを２μｍ以下にすることができる。
【００３６】
本発明のタブレット一体型排気管は、拡径された排気管の先端部に結晶性ガラスタブレットが取り付けられている。このようにすれば、ガラス基板、結晶性ガラスタブレットおよび排気管の３つの部品について、排気孔を起点にした中心位置合わせを行う必要がなくなり、排気管の取り付け作業を簡略化することができる。このようなタブレット一体型排気管を製造するためには、排気管の一端に結晶性ガラスタブレットを接触させた状態で焼成し、結晶性ガラスタブレットを排気管の先端部に接着させる必要がある。結晶性ガラスタブレットを排気管の先端部に接着させる方法として、既述の方法以外にも、焼成治具に固定された状態の排気管に結晶性ガラスタブレットを挿入し焼成する方法を採用することができる。排気管を固定する焼成治具は、結晶性ガラスタブレットが融着しない材質を用いることが好ましく、例えば、カーボン治具等が使用可能である。また、排気管と結晶性ガラスタブレットの接着は、ガラスの軟化点付近で５〜１０分程度の短時間で行えばよい。
【００３７】
結晶性ガラスタブレットは、以下のように複数回の焼成工程を別途独立に経て、製造される。まず、粉末状に加工されたガラス材料等にバインダーや溶剤を添加し、スラリーを形成する。次に、このスラリーをスプレードライヤー等の造粒装置に投入し、顆粒を作製する。その際、顆粒は、溶剤が揮発する程度の温度（１００〜２００℃程度）で熱処理される。さらに、作製された顆粒は、所定寸法の金型に投入され、リング状等に乾式プレス成形され、プレス体が作製される。さらに、ベルト炉等の焼成炉にて、このプレス体に残存するバインダーを分解揮発させた後、ガラスの軟化点近傍の温度で焼成することにより、結晶性ガラスタブレットが作製される。また、焼成炉での焼成は、複数回行われる場合がある。焼成を複数回行うと、結晶性ガラスタブレットの強度が向上し、結晶性ガラスタブレットの欠損、破壊等を効果的に防止することができる。
【００３８】
排気管としては、アルカリ金属酸化物を所定量含有させたＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3系ガラスが好適であるが、特に日本電気硝子株式会社製の商品名「ＦＥ−２」が好適である。この排気管は、熱膨張係数が８５×１０-7／℃、耐熱温度が５５０℃であり、寸法が、例えば外径５ｍｍ、内径３．５ｍｍである。また、既述の理由により、排気管の先端部をフレア部またはフランジ部とするのが好ましい。排気管の先端部を拡径化する方法として、種々の方法を採用することができる。その中でも、排気管の先端部を回転させながらガスバーナーを用いて加熱し、数種類の治具を用いて所定の形状に加工する方法が量産性に優れるため好適である。
【００３９】
本発明のタブレット一体型排気管は、拡径された排気管の先端部に、結晶性ガラスタブレットが取り付けられているタブレット一体型排気管であって、さらに、拡径された排気管の先端部に、高融点タブレットが取り付けられており、且つ結晶性ガラスタブレットが拡径された排気管の先端部側に取り付けられ、高融点タブレットが結晶性ガラスタブレットよりも後端部側に取り付けられていることが好ましい。このようにすれば、結晶性ガラスタブレットが排気管の先端部側に取り付けられているので、ガラス基板等に排気管を取り付ける際にガラス基板等と接触する面積は、排気管だけの場合よりも広くなり、ガラス基板等に排気管を安定して自立させることができ、ガラス基板等に対して垂直に取り付けやすくなる。また、このようにすれば、タブレット一体型排気管の製造工程において、結晶性ガラスタブレットを排気管に固着させる際、焼成治具と結晶性ガラスタブレットの間に高融点タブレットを配置させることができる。その結果、結晶性ガラスタブレットの固着に際し、特殊な焼成治具を使用する必要がなくなり、製造工程を簡略化することができる。
【００４０】
上記構成のタブレット一体型排気管において、結晶性ガラスタブレットは、好ましくは排気管の先端部の外周側面に固着され、さらに好ましくは排気管の先端部の外周側面のみに固着され、排気管先端部のガラス基板等と封着を行うべき面、すなわち封着面には固着されない。このようにすれば、ガラス基板等に形成された排気孔へガラスが流れ込む事態を容易に防止できる。また、高融点タブレットを排気管に直接接着させずに、結晶性ガラスタブレットを介して排気管に接着すれば、封着工程で高融点タブレット部分をクリップで固定した状態で排気管を加圧封着できるため、所望の封着強度や封着形状が得られやすくなる。
【００４１】
高融点タブレットとしては、日本電気硝子株式会社製の商品名「ＳＴ−４」、「ＦＮ−１３」を用いるのが好ましい。高融点タブレットは、既述の結晶性ガラスタブレットと同様の方法で作製することができる。
【００４２】
図１に本発明のタブレット一体型排気管の一例を示す。図１は、タブレット一体型排気管の断面概念図であり、排気管１の先端部が拡径化されており、排気管１のガラス基板等の被封着物に臨む先端部に結晶性ガラスタブレット２が接着されている。すなわち、結晶性ガラスタブレット２において、排気管１の先端部と結晶性ガラスタブレット２が接着している面に対向する面が封着面３となり、この封着面３の全部または一部が研磨面となっている。
【００４３】
さらに、図２に本発明のタブレット一体型排気管の一例を示す。図２は、タブレット一体型排気管の断面概念図であり、排気管１の先端部が拡径化されており、排気管１の拡径部１ａ外周面側の先端部に結晶性ガラスタブレット２が接着している。結晶性ガラスタブレット２において、ガラス基板等の被封着物に臨む排気管１の先端面を水平方向に延長した面が封着面３となり、この封着面３の全部または一部が研磨面となっている。また、高融点タブレット４は排気管１の外周面側に接着していない。さらに、結晶性ガラスタブレット２は拡径部分１ａの先端部側に取り付けられており、高融点タブレット４は結晶性ガラスタブレット２よりも拡径部１ａの後端部側に取り付けられている。
【００４４】
結晶性ガラスタブレットは、種々のガラス系の結晶性ガラスを構成材料とすることができる。例えば、鉛ホウ酸系ガラス、ビスマス系ガラス、リン酸錫系ガラス、バナジウム系ガラス等を使用することができる。特に、鉛ホウ酸系ガラスとビスマス系ガラスは、低融点であり、化学的耐久性が良好であるため、好適である。
【００４５】
本発明のタブレット一体型排気管において、結晶性ガラスタブレットの結晶化温度は軟化点〜５５０℃であることが好ましく、（軟化点＋１０℃）〜５３０℃であることがより好ましく、（軟化点＋２０℃）〜５２０℃がさらに好ましい。結晶性ガラスタブレットの結晶化温度が軟化点より低いと、結晶性ガラスタブレットまたはタブレット一体型排気管の作製工程でガラスが失透しやすくなり、所望の封着強度や流動性を確保し難くなる。結晶性ガラスタブレットの結晶化温度が５５０℃より高いと、封着工程でガラスに結晶が析出し難くなり、後の真空排気工程で排気温度を不当に低下させる必要がある。ここで、「軟化点」は、結晶性ガラスタブレットを平均粒子径１０μｍに粉砕したものを試料とし、ＤＴＡ装置を用いて、室温から昇温速度１０℃／分で測定した値を指す。同様に、「結晶化温度」は、結晶性ガラスタブレットを平均粒子径１０μｍに粉砕したものを試料とし、ＤＴＡ装置を用いて、室温から昇温速度１０℃／分で測定した値を指す。
【００４６】
本発明のタブレット一体型排気管において、結晶性ガラスタブレットの軟化点は、４７０℃以下が好ましく、４６０℃以下がより好ましい。結晶性ガラスタブレットの軟化点が４７０℃より高いと、封着工程でガラスが流動し難くなる。
【００４７】
本発明のタブレット一体型排気管において、結晶性ガラスタブレットの熱膨張係数は、被封着物に対して３〜３０×１０-7／℃程度低く設計することが好ましい。一般的に、結晶性ガラスタブレットで形成される封着部位は、被封着物より機械的強度が低い。そこで、結晶性ガラスタブレットの熱膨張係数を上記範囲内にすれば、封着部位に残留する応力をコンプレッション（圧縮）側にすることができ、封着部位を破壊し難くすることができる。なお、結晶性ガラスタブレットの熱膨張係数は、結晶化前および結晶化後で上記範囲内であることが好ましい。
【００４８】
本発明に係る結晶性ガラスタブレットは、鉛ホウ酸系ガラス７０〜１００質量％と耐火性フィラー０〜３０質量％を含有することが好ましく、鉛ホウ酸系ガラス８５〜１００質量％と耐火性フィラー０〜１５質量％を含有することがより好ましく、鉛ホウ酸系ガラス９０〜９９．９質量％と耐火性フィラー０．１〜１０質量％を含有することがさらに好ましい。鉛ホウ酸系ガラスは、低融点であることから、５００℃以下の温度で良好に流動するとともに、耐火性フィラーを添加すれば、熱膨張係数を容易に調整できることから、被封着物の熱膨張係数に容易に整合させることができ、封着部位に不当な応力が残留する事態を防止することができる。ただし、耐火性フィラーの含有量が３０質量％より多いと、鉛ホウ酸系ガラスの含有量が相対的に少なくなり、所望の流動性を確保することが困難になる。
【００４９】
本発明に係る鉛ホウ酸系ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＰｂＯ  ６０〜８５％、Ｂ2Ｏ3  ３〜１５％、ＺｎＯ  ７〜１８％、ＳｉＯ2  ０〜５％、ＢａＯ  ０〜５％含有することが好ましい。上記のようにガラス組成範囲を限定した理由を下記に示す。
【００５０】
ＰｂＯは、ガラスの低融点化に寄与する成分であるとともに、析出結晶の構成成分になる成分であり、その含有量は６０〜８５％、好ましくは７０〜８０％、より好ましくは７２〜７８％である。ＰｂＯの含有量が６０％より少ないと、ガラスの融点が十分に下がらず、５００℃以下の温度で封着し難くなる。一方、ＰｂＯの含有量が８５％より多いと、ガラスが熱的に不安定になり、結晶性ガラスタブレットまたはタブレット一体型排気管の作製工程でガラスが失透しやすくなり、所望の封着強度や流動性を確保し難くなる。
【００５１】
Ｂ2Ｏ3は、ガラスネットワークを形成する成分であるとともに、析出結晶の構成成分となる成分であり、その含有量は３〜１５％、好ましくは５〜１５％、より好ましくは７〜１３％である。Ｂ2Ｏ3の含有量が３％より少ないと、ガラス化が困難になる。一方、Ｂ2Ｏ3の含有量が１５％より多いと、ガラスの融点が高くなり、５００℃以下の温度で封着し難くなるとともに、ガラスが熱的に安定になり過ぎ、封着時にガラスに結晶が析出し難くなる。
【００５２】
ＺｎＯは、ガラスを熱的に安定化させる成分であるとともに、ガラスの熱膨張係数を低下させる効果がある成分であり、その含有量は５〜２０％、好ましくは７〜１８％、より好ましくは９〜１５％である。ＺｎＯの含有量が５％より少ないと、ガラスの熱膨張係数が高くなり過ぎることに加えて、ガラスが熱的に不安定になり、結晶性ガラスタブレットまたはタブレット一体型排気管の作製工程でガラスが失透しやすくなり、所望の封着強度や流動性を確保し難くなる。一方、ＺｎＯの含有量が２０％より多いと、ガラスの粘性が高くなり、５００℃以下の温度で封着し難くなる。
【００５３】
ＳｉＯ2は、ガラスネットワークを形成する成分であるとともに、ガラスの化学的耐久性や耐水性を向上させる成分であり、その含有量は０〜７％、好ましくは０〜５％、より好ましくは０．１〜３％である。ＳｉＯ2の含有量が７％より多いと、ガラスの融点が高くなり、５００℃以下の温度で封着し難くなるとともに、ガラスが熱的に安定になり過ぎ、封着時にガラスに結晶が析出し難くなる。
【００５４】
ＢａＯは、結晶析出のタイミングを制御しやすくする成分であり、その含有量は０〜５％、好ましくは０〜３％、より好ましくは０〜２％である。ＢａＯの含有量が５％より多いと、ガラスの熱膨張係数が高くなり過ぎるとともに、ガラスが熱的に安定になり過ぎ、封着時にガラスに結晶が析出し難くなる。
【００５５】
上記以外の成分であっても本発明の効果を妨げない範囲で他の成分を１５％以下、好ましくは１０％以下含有させることができる。例えば、他の成分として、Ａｌ2Ｏ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＣｕＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5、Ａｇ2Ｏ、ＳｒＯ、Ｐ2Ｏ5、Ｃｏ2Ｏ3、ＭｏＯ3、ＷＯ3、Ｎｂ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ5、ＣｅＯ2、Ｇａ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＴｅＯ2、Ｆ2および希土類酸化物等を合量で１５％以下、好ましくは１０％以下含有させることができる。
【００５６】
上記鉛ホウ酸系ガラス粉末に添加する耐火性フィラー粉末は、ウイレマイト、チタン酸鉛、チタン酸鉛系固溶体、ジルコン、コーディエライト、アルミナから選ばれる一種または二種以上含有することが好ましい。これらの耐火性フィラーを用いると、結晶性ガラスタブレットの熱膨張係数を調整しやすくなるとともに、結晶性ガラスタブレットの機械的強度を向上させることができる。
【００５７】
結晶性ガラスタブレットの結晶析出時期を調整する目的で結晶核を１％以下添加することができる。結晶核として、アルミナ、酸化チタン、ジルコン等が挙げられる。結晶核の含有量が１％より多いと、結晶析出のタイミングが早くなり過ぎ、封着工程でガラスの流動性が阻害される。結晶核の粒度は、結晶化度を向上させるために、０．０５〜２μｍとするのが好ましい。
【００５８】
また、結晶性ガラスタブレットを着色する目的で着色剤を２％以下添加することができる。着色剤として、Ｃｏ2Ｏ3、ＭｎＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、スピネル系結晶の着色剤等が挙げられる。着色剤の添加量を低減するために、着色剤の粒度は０．０１〜３μｍとするのが好ましい。
【００５９】
本発明に係る結晶性ガラスタブレットは、ビスマス系ガラス６０〜１００質量％と耐火性フィラー０〜４０質量％を含有することが好ましく、ビスマス系ガラス６５〜１００質量％と耐火性フィラー０〜３５質量％を含有することがより好ましく、ビスマス系ガラス７０〜９９質量％と耐火性フィラー１〜３０質量％を含有することがさらに好ましい。ビスマス系ガラスは、低融点であることから、５００℃以下の温度で良好に流動するとともに、耐火性フィラーを添加すれば、熱膨張係数を容易に調整できることから、被封着物の熱膨張係数に容易に整合させることができ、封着部位に不当な応力が残留する事態を防止することができる。ただし、耐火性フィラーの含有量が４０質量％より多いと、ガラスの含有量が相対的に少なくなって、所望の流動性を確保することが困難になる。
【００６０】
本発明に係る結晶性ガラスタブレットは、実質的にＰｂＯを含有しないことがより好ましい。このようにすれば、近年の環境的要請を満たすことができる。ここで、「実質的にＰｂＯを含有しない」とは、ＰｂＯの含有量が１０００ｐｐｍ（質量）以下の場合を指す。
【００６１】
本発明に係るビスマス系ガラスは、ガラス組成として、質量％で、Ｂｉ2Ｏ3  ６０〜８８％、Ｂ2Ｏ3  ２〜２０％、ＺｎＯ  ４〜２７％、ＳｉＯ2  ０〜５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ  ０〜１５％、ＣｕＯ  ０〜９％、Ｆｅ2Ｏ3  ０〜４％、Ｓｂ2Ｏ3  ０〜３％含有することが好ましい。
【００６２】
Ｂｉ2Ｏ3は、ガラスの軟化点を下げるための主要成分であり、また析出結晶の結晶構成成分になる成分であり、その含有量は６０〜８８％、好ましくは６５〜８７％、より好ましくは７２〜８５％、更に好ましくは７５〜８３％である。Ｂｉ2Ｏ3の含有量が６０％より少ないと、ガラスの軟化点が上昇し、５００℃以下の温度で流動し難くなる。一方、Ｂｉ2Ｏ3の含有量が８８％より多いと、ガラスが熱的に不安定になり過ぎ、結晶性ガラスタブレットまたはタブレット一体型排気管の作製工程でガラスが失透しやすくなり、所望の封着強度や流動性を確保し難くなる。
【００６３】
Ｂ2Ｏ3は、ガラスネットワークを構成するために必須の成分であり、その含有量は２〜２０％、好ましくは５〜１５％、より好ましくは５．５〜１１％、さらに好ましくは５．５〜８％である。Ｂ2Ｏ3の含有量が２％より少ないと、ガラスの耐失透性が悪化し過ぎて、封着工程でガラスが流動する前に、ガラスが結晶化して、封着材料としての機能を発揮し難くなる。一方、Ｂ2Ｏ3の含有量が２０％より多いと、ガラスの軟化点が上昇し、５００℃以下の温度で流動し難くなる。
【００６４】
ＺｎＯは、溶融時にガラスの失透を抑制する効果があり、また低膨張の結晶を析出させるために必須の成分であり、その含有量は４〜２７％、好ましくは６〜２４％、より好ましくは９〜２４％、更に好ましくは１０〜１４％である。ＺｎＯの含有量が４％より少ないと、封着工程でガラスに低膨張の結晶が析出し難くなる。一方、ＺｎＯの含有量が２７％より多いと、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆に溶融時にガラスが失透しやすくなる。
【００６５】
ＳｉＯ2は、ガラスの耐候性を高める効果があり、その含有量は０〜５％、好ましくは０〜３％、より好ましくは０〜１％未満である。ＳｉＯ2の含有量が５％より多いと、ガラスの軟化点が高くなり、５００℃以下の温度で流動し難くなる。
【００６６】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯおよびＳｒＯは、ガラスの溶融時の失透を抑制する効果があり、その含有量は、合量（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ）で１５％以内、好ましくは１０％以内、より好ましくは７％以内、さらに好ましくは５％以内である。これらの成分の合量が１５％より多いと、ガラスの軟化点が上昇し、５００℃以下の温度で流動し難くなる。
【００６７】
ＣｕＯは、溶融時にガラスの失透を抑制する成分であり、その含有量は０〜９％、好ましくは０〜７％、より好ましくは０．１〜７％、更に好ましくは１〜５％である。ＣｕＯの含有量が９％より多いと、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆に溶融時にガラスが失透しやすくなる。
【００６８】
Ｆｅ2Ｏ3は、溶融時にガラスの失透を抑制する成分であり、その含有量は０〜４％、好ましくは０〜３％、より好ましくは０．１〜３％である。Ｆｅ2Ｏ3の含有量が４％より多いと、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆に溶融時にガラスが失透しやすくなる。
【００６９】
Ｓｂ2Ｏ3は、結晶の析出時期をコントロールしやすくする成分であり、その含有量は０〜３％、好ましくは０〜１％である。Ｓｂ2Ｏ3の含有量が３％より多いと、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、溶融時にガラスが失透しやすくなり、逆に結晶の析出時期をコントロールし難くなる。
【００７０】
上記以外の成分であっても特性を妨げない範囲で他の成分を１５％以下、好ましくは１０％以下含有させることができる。
【００７１】
ＣｅＯ2は、結晶の析出時期をコントロールしやすくする成分であり、その含有量は０〜３％、好ましくは０〜１％、より好ましくは０．１〜１％である。ＣｅＯ2の含有量が３％より多いと、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、溶融時にガラスが失透しやすくなり、逆に結晶の析出時期をコントロールし難くなる。
【００７２】
ＭｏＯ3およびＷＯ3は、結晶の析出時期をコントロールしやすくする成分であり、その含有量は合量（ＭｏＯ3＋ＷＯ3）で０〜５％、好ましくは０〜３％、より好ましくは０〜１％である。これらの成分の合量が５％より多いと、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、ガラスの熱的安定性を悪化させる傾向にあり、逆に結晶の析出時期をコントロールし難くなる。
【００７３】
Ｉｎ2Ｏ3およびＧａ2Ｏ3は、結晶の析出時期をコントロールしやすくする成分であり、その含有量は合量（Ｉｎ2Ｏ3＋Ｇａ2Ｏ3）で０〜５％、好ましくは０〜３％、より好ましくは０〜１％である。これらの成分の合量が５％より多いと、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、ガラスが失透しやすくなり、逆に結晶の析出時期をコントロールし難くなる。
【００７４】
Ａｌ2Ｏ3は、ガラスの耐候性を高める効果があり、その含有量は０〜５％、好ましくは０〜３％、より好ましくは０〜１％未満である。Ａｌ2Ｏ3の含有量が５％より多いと、ガラスの軟化点が高くなり、５００℃以下の温度で流動し難くなる。
【００７５】
さらに、任意成分として、以下の成分を添加することができる。例えば、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＭｏＯ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3等を１０％まで添加することができる。Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2ＯおよびＣｓ2Ｏ等のアルカリ金属酸化物は、ガラスの軟化点を低くする成分である。ただし、アルカリ金属酸化物は、ガラスの失透を過度に促進する作用を有するため、その添加量は合量で２％以下に制限するのが好ましい。Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3およびＣｅＯ2等の希土類酸化物は、ガラスを熱的に安定化する成分であるが、これらの成分の合量が５％より多いと、ガラスの軟化点が高くなり、５００℃以下の温度で流動し難くなる。
【００７６】
上記ビスマス系ガラス粉末に添加する耐火性フィラー粉末は、目的に応じて、種々の耐火性フィラーを使用することができるが、特に、ウイレマイト、酸化亜鉛、ガーナイト、ジルコン、コーディエライト、アルミナ、リン酸ジルコニウム、酸化錫から選ばれる一種または二種以上含有することが好ましい。これらの耐火性フィラーを使用すれば、結晶性ガラスタブレットの熱膨張係数を低下させることができる。また、結晶性ガラスタブレットの機械的強度を向上させることもできる。
【００７７】
本発明に係るビスマス系ガラスは、４８０℃２０分で焼成したときにＢｉ2Ｏ3・ＣｕＯ結晶および／またはＢｉ2Ｏ3・Ｂ2Ｏ3・２ＺｎＯ結晶が析出することが好ましい。なお、焼成の際、昇降温速度は１０℃／分とする。このようにすれば、ＰＤＰ等の製造工程、特に封着工程でガラスの熱膨張係数が不当に上昇する事態を防止することができる。ビスマス系ガラスのガラス組成範囲を規制（例えば、Ｂｉ2Ｏ3  ７５〜８３％、Ｂ2Ｏ3  ５〜８％、ＺｎＯ  １０％以上、ＣｕＯ  １％以上に規制）すれば、４８０℃２０分で焼成したときにＢｉ2Ｏ3・ＣｕＯ結晶および／またはＢｉ2Ｏ3・Ｂ2Ｏ3・２ＺｎＯ結晶を析出させやすくなる。
【００７８】
本発明に係るビスマス系ガラスにおいて、４８０℃２０分で焼成したときの熱膨張係数α1と５００℃２０分で焼成したときの熱膨張係数α2の差は、６×１０-7／℃以下が好ましく、４×１０-7／℃以下が好ましい。なお、焼成の際、昇降温速度は１０℃／分とし、α1とα2は押棒式熱膨張係数（ＴＭＡ）装置で３０℃〜焼成温度の範囲で測定する。α1とα2の差が６×１０-7／℃より大きいと、ＰＤＰ等の製造工程、特に封着工程で結晶性ガラスタブレットの熱膨張係数が変化しやすくなり、その結果、排気管やガラス基板に不当な応力が残留しやすくなり、ＰＤＰ等の信頼性が低下しやすくなる。なお、４８０℃２０分および５００℃２０分で焼成したときにＢｉ2Ｏ3・ＣｕＯ結晶、Ｂｉ2Ｏ3・Ｂ2Ｏ3・２ＺｎＯ結晶および１２Ｂｉ2Ｏ3・ＣｕＯ結晶が析出するように、ビスマス系ガラスのガラス組成範囲を規制（例えば、Ｂｉ2Ｏ3  ７５〜８３％、Ｂ2Ｏ3  ５〜８％、ＺｎＯ  １０．５〜１３．５％、ＣｕＯ  １〜９％、好ましくはＢｉ2Ｏ3  ７６〜８０％、Ｂ2Ｏ3  ５．５〜７．５％、ＺｎＯ  １１〜１３％、ＣｕＯ  ３〜７％に規制）すれば、α1とα2の差を６×１０-7／℃以下にしやすくなる。
【００７９】
結晶性ガラスタブレットの結晶析出時期を調整する目的で結晶核を１％以下添加することができる。結晶核の含有量が１％より多いと、結晶析出のタイミングが早くなり過ぎ、封着工程でガラスの流動性が阻害される。結晶核として、ジルコン、アルミナ、チタニア等が挙げられる。結晶核の粒度は、結晶化度を向上させるために、０．０５〜２μｍとするのが好ましい。
【００８０】
また、結晶性ガラスタブレットを着色する目的で着色剤を２％以下添加することができる。着色剤として、Ｃｏ2Ｏ3、ＭｎＯ2、スピネル系結晶の着色剤等が挙げられる。着色剤の添加量を低減するために、着色剤の粒度は０．０１〜３μｍとするのが好ましい。
【００８１】
本発明のタブレット一体型排気管は、以下の製造方法で作製することが好ましい。すなわち、本発明のタブレット一体型排気管の製造方法は、拡径化された排気管の先端に、結晶性ガラスタブレットを取り付ける工程、次いで、結晶性ガラスタブレットの封着面の全部または一部を研磨する工程を有することが好ましい。このようにすれば、早期に結晶性ガラスタブレットの封着面に結晶が析出する事態を防止することができる。なお、各工程に関する詳細な説明は、既述であるため、便宜上、その記載を省略する。
【実施例】
【００８２】
実施例に基づき、本発明のタブレット一体型排気管をさらに説明する。
【００８３】
＜実験１＞
表１〜３は、本発明のタブレット一体型排気管の実施例（試料Ｎｏ．１〜４、８〜１３、１５〜２０）および比較例（試料Ｎｏ．５〜７、１４）を示している。
【００８４】
【表１】
2008210792.tif 000003
【００８５】
【表２】
2008210792.tif 000004
【００８６】
【表３】
2008210792.tif 000005
【００８７】
次のようにして排気管を作製した。まず、日本電気硝子株式会社製の排気管（材質名：ＦＥ−２）を用意した。この排気管は、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。次にこの排気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１に示すようなフランジ状（拡径部分：外径１２ｍｍ、内径３．５ｍｍ、高さ３ｍｍ）に加工した。
【００８８】
次のようにして結晶性ガラス粉末を作製した。まず、表中に示したガラス組成となるように各種酸化物、炭酸塩等の原料を調合したガラスバッチを準備し、これを白金坩堝に入れて９００〜１０００℃で１〜２時間溶融した後、溶融ガラスを水冷ローラーにより薄片状に成形した。次に、薄片状のガラスをボールミルにて粉砕後、目開き７５μｍの篩いを通過させて、平均粒径約１０μｍの各試料を得た。得られた各結晶性ガラス粉末は、表中に示す割合で耐火性フィラー粉末と混合し、複合体粉末とした。
【００８９】
次のようにして結晶性ガラスタブレットを作製した。上記で得られた結晶性ガラス粉末（複合体粉末）にバインダーを添加し、造粒器にて造粒した後、得られた顆粒を所定の金型に充填し、プレス成形した。その後、バインダーを除去し、ガラスの軟化点で１０分間加熱してリング状の各結晶性ガラスタブレット（外径１２ｍｍ、内径５ｍｍ、高さ０．５ｍｍ）を得た。
【００９０】
図３に示されている既述の方法により、タブレット一体型排気管を作製した。つまり、タブレット一体型排気管は、結晶性ガラスタブレットをカーボン製の焼成冶具に固定した状態で、加圧冶具を用いて排気管の拡径部分を加圧しながら、ガラスの軟化点で１０分間焼成することで作製した。また、結晶性ガラスタブレットは、排気管の拡径された部分において、被封着物と接する側の面に接着させた。焼成の際、排気管の管軸とタブレットの孔の中心が一致するように調整した。次に、ダイアモンド研磨盤（♯５００）を用いて、試料Ｎｏ．１〜４、８〜１３、１５〜２０および試料Ｎｏ．７のタブレット一体型排気管の封着面をすべて研磨面（表層を８０μｍ研磨）とした。一方、試料Ｎｏ．５、６、１４のタブレット一体型排気管は研磨処理を施さなかった。なお、タブレット一体型排気管は、各１０本作製した。
【００９１】
熱膨張係数は、ＴＭＡ装置により、３０〜４８０℃の温度範囲で求めた。なお、測定試料は、４８０℃３０分で焼成したものを用いた。
【００９２】
流動径は、各結晶性ガラスの密度（複合体粉末の場合は合成密度）に相当する質量の粉末を金型により外径２０ｍｍのボタン状に乾式プレスし、これを４０ｍｍ×４０ｍｍ×２．８ｍｍ厚の高歪点ガラス基板上に載置し、空気中で１０℃／分の速度で昇温して４８０℃で３０分間保持した上で室温まで１０℃／分で降温し、得られたボタンの直径を測定することで評価した。なお、合成密度とは、ガラス粉末の密度と耐火物フィラー粉末の密度を、所定の体積比で混合させて算出される理論上の密度である。また、流動径が１８ｍｍ以上であれば、封着工程で排気管とガラス基板を良好に封着することができる。
【００９３】
得られたタブレット一体型排気管を４０ｍｍ×４０ｍｍ×２．８ｍｍ厚の高歪点ガラス基板の中央部分に自立させ、焼成炉で１０℃／分の速度で昇温して４８０℃で３０分間保持した上で室温まで１０℃／分で降温することで焼成し、排気管と高歪点ガラス基板を封着した。その後、排気管の傾き、表面結晶の析出状態および封着強度を評価した。タブレット一体型排気管の各１０本について、上記評価を行った。
【００９４】
排気管の傾きは、投影機を用いて最大斜角になる部分を計測し、１０本すべての傾きが３°以内であれば「○」、それ以外の場合を「×」とした。
【００９５】
表面結晶の析出状態は、結晶性ガラスタブレットにより形成された封着部位の表面を光学顕微鏡（２００倍）を用いて観察することで評価した。表面全体に結晶が析出していたものを「○」、部分的に結晶が析出していたもの、或いは結晶の析出が全く認められなかったものを「×」とした。
【００９６】
封着強度は、排気管が水平になるように高歪点ガラス基板を直立させて保持した後、高歪点ガラス基板から６０ｍｍ離れた排気管部分を、オートグラフにて２ｍｍ／分の速度で荷重をかけ、破壊に要した荷重を求め、１０本の試料の平均加重が３ｋｇ以上であれば「○」、３ｋｇ未満であれば「×」とした。
【００９７】
表１〜３から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜４、８〜１３、１５〜２０は、排気管の傾き、表面結晶の析出状態および封着強度の評価が良好であった。
【００９８】
一方、表１から明らかなように、試料Ｎｏ．５、６は、結晶性ガラスタブレットの封着面が研磨されていないため、結晶性ガラスタブレットと高歪点ガラス基板の反応が十分に進行せず、封着強度の評価が不良になった。また、試料Ｎｏ．７は、ガラスタブレットの結晶性が低いため、表面結晶の析出状態の評価が不良になった。よって、試料Ｎｏ．７は、真空排気工程で排気温度を不当に低下しなければ、平面表示装置等の気密性を確保できないと考えられる。さらに、表２から明らかなように、試料Ｎｏ．１４は、結晶性ガラスタブレットの封着面が研磨されていないため、結晶性ガラスタブレットと高歪点ガラス基板の反応が十分に進行せず、封着強度の評価が不良になった。
【００９９】
＜実験２＞
試料Ｎｏ．１と試料Ｎｏ．５を用いて、比較実験を行った。
【０１００】
これらの試料を４０ｍｍ×４０ｍｍ×２．８ｍｍ厚の高歪点ガラス基板の中央部分に載置し、焼成炉で１０℃／分の速度で昇温して４６０℃で４０分間保持した上で室温まで１０℃／分で降温することで焼成し、排気管と高歪点ガラス基板を封着した。次に、形成された封着部位を硝酸水溶液で除去した後、高歪点ガラス基板の反応深さを触針式表面粗さ計で測定した。なお、両者の測定位置は、同位置になるように留意した。
【０１０１】
測定結果を図４、５に示す。図４は、試料Ｎｏ．１を用いた場合の反応深さを示したデータである。図５は、試料Ｎｏ．５を用いた場合の反応深さを示したデータである。図４、５から明らかなように、試料Ｎｏ．１は、反応深さのバラツキが小さかった。しかし、試料Ｎｏ．５は、反応深さのバラツキが大きく、結晶性ガラスタブレットと高歪点ガラス基板の反応が全く進行していない箇所（未反応部分７）が認められた。この未反応部分７は、焼成前の結晶性ガラスタブレットの封着面に対応していた。
【０１０２】
なお、試料Ｎｏ．２〜４、７〜１３、１５〜２０についても同様の評価を行ったところ、反応深さの数値は多少異なるものの、図４と同様のチャートパターンが得られた。同様にして、試料Ｎｏ．６、１４は、反応深さの数値は多少異なるものの、図５と同様のチャートパターンが得られた。
【０１０３】
＜実験３＞
試料Ｎｏ．１と試料Ｎｏ．５を用いて、比較実験を行った。
【０１０４】
試料Ｎｏ．１、５の結晶性ガラスタブレットの封着面の表面粗さＲｔをＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１に準拠した方法で測定した。その結果、試料Ｎｏ．１の結晶性ガラスタブレットの封着面の表面粗さＲｔは０．８μｍであった。一方、試料Ｎｏ．５の結晶性ガラスタブレットの封着面の表面粗さＲｔは２．７μｍであった。
【０１０５】
なお、試料Ｎｏ．２〜４、７〜１３、１５〜２０についても同様の評価を行ったところ、結晶性ガラスタブレットの封着面の表面粗さＲｔが１．５μｍ以下であった。同様にして、試料Ｎｏ．６、１４は、結晶性ガラスタブレットの封着面の表面粗さＲｔが２．０μｍより大きかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
以上の説明から明らかなように、本発明のタブレット一体型排気管は、ＰＤＰ、ＦＥＤ、ＶＦＤ等の平面表示装置に好適に使用することができる。また、本発明のタブレット一体型排気管は、平面蛍光ランプ（ＦＦＬ）等の照明装置にも好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明のタブレット一体型排気管を示す断面概念図である。
【図２】本発明のタブレット一体型排気管を示す断面概念図である。
【図３】タブレット一体型排気管を作製する方法を説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施例Ｎｏ．１のタブレット一体型排気管を用いた場合の反応深さのデータである。
【図５】本発明の比較例Ｎｏ．５のタブレット一体型排気管を用いた場合の反応深さのデータである。
【符号の説明】
【０１０８】
１  排気管
２  結晶性ガラスタブレット
３  封着面
４  高融点タブレット
５  加圧冶具
６  焼成冶具
７  未反応部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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