JP2004031021A - Method for enclosing gas into capillary tube and its device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細管内へのガス封入方法およびその装置に関し、さらに詳しくは、直径0.5〜5mm程度の細管からなる発光管(「表示管」や「ガス放電管」とも呼ばれる)を並列に複数配列して、任意の画像を表示する表示装置の作製に好適に用いられる細管内へのガス封入方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上述のような表示装置を作製する場合、直径0.5〜5mm程度の細管からなる発光管を多数作製する必要がある。各発光管は、細管内に、たとえば電子放出膜や蛍光体層を形成した後、内部に放電ガスを導入し、両端を封着することにより作製する。
【0003】
この細管の内部に放電ガスを封入する際には、細管を一本ずつ真空排気した後、細管の内部に放電ガスを封入するようにしていたが、量産性に劣るため、本発明者らにより、複数の細管に対して排気と放電ガスの導入を同時に行うことが可能な、以下のような細管内へのガス封入装置が検討された。
【0004】
図4は複数の細管内へのガス封入装置の概要を示す説明図である。
この図において、1は発光管となるガラス製の細管、32は細管1に放電ガスを導入する本体、33は本体32に設けられ細管1を装着する装着部、34は装着部33に設けられたオーリング、35は細管1の内部を真空にするための真空ポンプ、36は真空ポンプ35用の第1バルブ、37は細管1の内部に放電ガスを導入するための放電ガスボンベ、38は放電ガスボンベ37用の第2バルブである。
【0005】
この装置では、複数の細管1の内部に同時に放電ガスを導入する。それには、まず、複数の細管1の各一方端(図では上方)を加熱溶融させて封着しておく。そして、第1バルブ36と第2バルブ37の両方を閉じた状態にして、細管1の他方(図では下方)の各開口端を本体32の装着部33に装着する。この装着に際しては、オーリング34で本体32と細管1の密封性が保たれるようにする。
【0006】
次に、第1バルブ36を開き、真空ポンプ35を用いて細管1の内部を真空に近い状態まで減圧し、排気を行う。
【0007】
次に、第1バルブ36を閉じ、第2バルブ37を開いた状態にして、本体32を介して細管1内に放電ガスボンベ38内の放電ガスが導入されるようにし、細管1内の圧力が所定の圧力に達したら、細管1の他方(図では下方)の各開口端を、それぞれ図示しないヒーターで加熱して、細管1の各他方端を封着する。このようにして、細管1内に所定圧力(通常は1気圧以下)の放電ガスを封入することが検討された。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この装置では、複数の細管1の内、たとえば破損やオーリング34の取り付け不良などによって、一本でも細管1にリーク(漏れ)が生じると、他の正常な細管1にもその影響が及び、全ての細管1に対して放電ガスの導入が不良となるという問題がある。
【0009】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、単一の真空系に複数の細管を配置して、細管の排気と細管内へのガスの導入を行うようにし、一本の細管にリークが発生しても、他の細管に影響を及ぼさないようにすることを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、チャンバー内に複数の細管を配置し、チャンバーを密閉して、チャンバー内の圧力を所定の圧力以下に減圧し、その後、チャンバー内に所定の圧力までガスを供給し、各細管の少なくとも一方の端部を、それぞれ封着することからなる細管内へのガス封入方法である。
【0011】
本発明によれば、チャンバー内に複数の細管を配置し、チャンバーを密閉して、それらの細管の排気と細管内へのガスの導入を行うようにしたので、一本の細管にリークが発生しても、そのリークが他の細管に影響を与えることがない。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明において、ガスを封入する細管は、どのような径のものであってもよいが、特に直径0.5〜5mm程度のガラス細管を適用することが望ましい。この細管は、円形や扁平楕円形、あるいは矩形など、どのような断面形状を有していてもよい。
【0013】
使用するチャンバーは、内部に複数の細管を配置した後、密閉して、内部の圧力を所定の圧力以下に減圧することが可能なものであればよく、当該分野で公知のチャンバーをいずれも適用することができる。チャンバー内の減圧には、当該分野で公知の真空ポンプをいずれも適用することができる。この場合、チャンバー内の圧力は、不純物ガスによる放電電圧上昇の理由から、10−6Torr以下に減圧することが望ましい。
【0014】
チャンバー内へのガスの供給は、バルブを開くことによってチャンバー内に、たとえば希ガスを供給することが可能なボンベを適用することができる。
【0015】
各細管の少なくとも一方の端部を、それぞれ封着するには、公知の電熱ヒーターや赤外線ヒーターを使用して当該端部を加熱溶融する方法を適用することができる。これらのヒーターは、たとえば細管がガラスで作製されている場合であれば、そのガラスを融点まで加熱することができるものであればよい。
【0016】
本発明は、また、複数の細管を内部に配置することが可能なチャンバーと、チャンバーに設けられ、複数の細管の出し入れが可能で、複数の細管が内部に配置された後、チャンバーを密閉することが可能な開口部と、チャンバー内の圧力を所定の圧力以下に減圧することが可能なポンプと、チャンバー内に所定の圧力までガスを供給することが可能なガス供給部と、各細管の少なくとも一方の端部を、それぞれ加熱溶融させて封着することが可能な加熱部とを備えてなる細管内へのガス封入装置である。
【0017】
上記構成において、ポンプは、チャンバー内の圧力を、不純物ガスによる放電電圧上昇の理由から、10−6Torr以下に減圧することが可能な真空ポンプで構成することが望ましい。
【0018】
以下、図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳述する。なお、この発明はこれによって限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
【0019】
図1は本発明の細管内へのガス封入装置の一実施形態の構成を示す説明図である。
この図において、2はチャンバー、3はチャンバーの開口部、4はチャンバーの蓋、5は真空ポンプ、6は放電ガスボンベ、7はバルブ、8はヒートコントローラー、9は上側電熱ヒーター、10は下側電熱ヒーターである。
【0020】
上側電熱ヒーター9は、細管の上側端部を封着するためのヒーターであり、チャンバーの蓋4の内側に設けられている。下側電熱ヒーター10は、細管の下側端部を封着するためのヒーターであり、チャンバー2内部の底部に設けられている。そして、上側電熱ヒーター9と下側電熱ヒーター10は、ヒートコントローラー8に接続され、ヒートコントローラー8によって加熱温度を任意に制御することが可能である。
【0021】
チャンバー2内には、開口部3から複数の細管の出し入れが可能であり、この開口部3から、複数の細管1をチャンバー2内に配置した後、蓋4を閉じることで、チャンバー2を密閉することが可能である。
【0022】
真空ポンプ5は、チャンバー2内の圧力を、たとえば10−6Torr程度の所定の圧力まで減圧することが可能である。
【0023】
放電ガスボンベ6には、放電ガスとしてXe(96%)+Ne(4%)の混合希ガスが100〜1000Torrの圧力で充填されている。そして、バルブ7を切り換えることにより、チャンバー2内の圧力を真空ポンプ5で減圧したり、チャンバー2内に放電ガスを供給することが可能である。
【0024】
図2は細管と細管のホルダーを示す説明図である。
この図において、1は発光管となる細管、12はホルダーである。
細管1は、円形の断面を有しており、ホウケイ酸ガラスを用い、管の外径1mm、肉厚100μm、長さ400mmで作製したものである。
この細管1は、細管1と相似形の大形の母材をダンナー法で作製し、それを加熱して軟化させながら、リドロー(引き伸ばし)することにより作製している。
【0025】
ホルダー12は複数の細管1を縦方向に保持するようになっている。ホルダー12の底部12aはホルダー12が自立できるように筒状になっており、ホルダー12をチャンバー2内に配置した際には、細管1の下端に下側電熱ヒーター10を取り付けることができるようになっている。また、ホルダー12をチャンバー2内に配置してチャンバーの蓋4を閉じたときには、細管1の上端に上側電熱ヒーター9を取り付けることができるようになっている。
【0026】
図3はチャンバー内にホルダーを配置した状態を示す説明図である。
この図に示すように、複数の細管1を保持したホルダー12を、チャンバーの開口部3からチャンバー2内に配置する。この配置は、人力で行ってもよいし、自動で行うようにしてもよい。
【0027】
ホルダー12をチャンバー2内に配置して、チャンバーの蓋4を閉じると、細管1の上端に上側電熱ヒーター9が取り付けられ、細管1の下端に下側電熱ヒーター10が取り付けられた状態となる。
【0028】
次に、細管内へのガス封入装置の動作を説明する。
本実施形態の細管内へのガス封入装置では、ホルダー12に保持した複数の細管1の内部に同時に放電ガスを導入する。
【0029】
それには、まず、ホルダー12をチャンバー2内に配置した状態で、ヒートコントローラー8で制御することにより、全ての細管1に対し、同時に、上側電熱ヒーター9で細管1の上端を加熱し、細管1の上端を封着する。細管1は、外径が1mmであるため、電熱ヒーターで加熱して溶融させることで、細管1を容易に封着することが可能である。
【0030】
次に、バルブ7を操作して、真空ポンプ5とチャンバー2を連通させ、真空ポンプ5でチャンバー2内を10−6Torrまで減圧し、排気を行う。
【0031】
次に、バルブ7を操作して、放電ガスボンベ6とチャンバー2を連通させ、チャンバー2内に放電ガスボンベ6内の放電ガスが導入されるようにし、チャンバー2内の圧力が500Torrに達したら、ヒートコントローラー8で制御することにより、全ての細管1に対し、同時に、下側電熱ヒーター10で細管1の下端を加熱し、細管1の下端を封着する。
【0032】
なお、上記では、細管1の上端を封着し、その後、放電ガスを導入して細管1の下端を封着したが、これを逆にし、細管1の下端を封着し、その後、放電ガスを導入して細管1の上端を封着するようにしてもよい。
【0033】
また、細管1の上端も下端も封着せず、先にチャンバー2内に放電ガスを導入し、その後、細管1の上端、下端の順もしくはその逆の順、あるいは上端と下端を同時に封着してもよい。
【0034】
このようにして、チャンバー内に複数の細管を配置して、それらの細管の排気と細管内への放電ガスの導入を行うことにより、一本の細管にリークが発生しても、そのリークが他の細管に影響を与えないようにすることができる。
【0035】
【発明の効果】
本発明によれば、チャンバー内に複数の細管を配置し、チャンバーを密閉して、それらの細管の排気と細管内への放電ガスの導入を行うようにしたので、たとえば一本の細管にリークが発生したとしても、そのリークが他の細管に影響を及ぼすことがなくなり、細管内へのガス封入工程の効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の細管内へのガス封入装置の一実施形態の構成を示す説明図である。
【図2】実施形態における細管と細管のホルダーを示す説明図である。
【図3】実施形態におけるチャンバー内にホルダーを配置した状態を示す説明図である。
【図4】検討課題としての複数の細管内へのガス封入装置の概要を示す説明図である。
【符号の説明】
1 細管
2 チャンバー
3 チャンバーの開口部
4 チャンバーの蓋
5 真空ポンプ
6 放電ガスボンベ
7 バルブ
8 ヒートコントローラー
9 上側電熱ヒーター
10 下側電熱ヒーター
12 ホルダー
12a ホルダーの底部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for filling gas into a thin tube, and more particularly, to an arc tube (also called a "display tube" or a "gas discharge tube") formed of a thin tube having a diameter of about 0.5 to 5 mm in parallel. The present invention relates to a method and a device for sealing a gas into a thin tube suitably used for producing a display device which displays a desired image by arranging a plurality of images.
[0002]
[Prior art]
When manufacturing the above-described display device, it is necessary to manufacture a large number of arc tubes made of thin tubes having a diameter of about 0.5 to 5 mm. Each arc tube is manufactured by forming, for example, an electron emission film or a phosphor layer in a thin tube, introducing a discharge gas into the inside, and sealing both ends.
[0003]
When sealing the discharge gas inside the narrow tube, the narrow gas was evacuated one by one, and then the discharge gas was sealed inside the narrow tube. In addition, a gas filling device into a small tube as described below, which can simultaneously perform exhaust and introduction of a discharge gas into a plurality of small tubes, has been studied.
[0004]
FIG. 4 is an explanatory view showing an outline of a device for filling gas into a plurality of narrow tubes.
In this figure,
[0005]
In this device, a discharge gas is simultaneously introduced into a plurality of
[0006]
Next, the
[0007]
Next, the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this device, if one of the
[0009]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and a plurality of thin tubes are arranged in a single vacuum system to exhaust gas from the thin tubes and to introduce gas into the thin tubes. It is an object of the present invention to prevent leakage of a thin tube from affecting other thin tubes.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention arranges a plurality of thin tubes in a chamber, seals the chamber, reduces the pressure in the chamber to a predetermined pressure or less, and then supplies gas to a predetermined pressure in the chamber, and supplies the gas to each of the thin tubes. This is a method of sealing gas into a thin tube, which comprises sealing at least one end.
[0011]
According to the present invention, a plurality of small tubes are arranged in a chamber, the chamber is sealed, and the exhaust of these small tubes and the introduction of gas into the small tubes are performed. However, the leak does not affect other thin tubes.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present invention, the gas-filled thin tube may have any diameter, but it is particularly preferable to use a glass thin tube having a diameter of about 0.5 to 5 mm. This thin tube may have any cross-sectional shape such as a circular shape, a flat elliptical shape, or a rectangular shape.
[0013]
The chamber to be used only needs to be capable of reducing the internal pressure to a predetermined pressure or less after sealing a plurality of small tubes therein, and any chamber known in the art may be used. can do. Any vacuum pump known in the art can be used for reducing the pressure in the chamber. In this case, the pressure in the chamber is desirably reduced to 10 −6 Torr or less because of a rise in discharge voltage due to the impurity gas.
[0014]
For gas supply into the chamber, for example, a cylinder capable of supplying a rare gas can be applied into the chamber by opening a valve.
[0015]
In order to seal at least one end of each thin tube, a method of heating and melting the end using a known electric heater or infrared heater can be applied. These heaters need only be able to heat the glass to the melting point, for example, when the thin tube is made of glass.
[0016]
The present invention also provides a chamber in which a plurality of capillaries can be arranged, and a plurality of capillaries provided in the chamber, and a plurality of capillaries can be taken in and out, and the chamber is sealed after the capillaries are arranged inside. An opening capable of reducing the pressure in the chamber to a predetermined pressure or lower, a gas supply unit capable of supplying a gas to a predetermined pressure in the chamber, A gas filling device in a narrow tube, comprising: a heating portion capable of sealing by heating and melting at least one end of each gas.
[0017]
In the above structure, it is preferable that the pump be a vacuum pump capable of reducing the pressure in the chamber to 10 −6 Torr or less because of a rise in discharge voltage due to the impurity gas.
[0018]
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. The present invention is not limited to this, and various modifications are possible.
[0019]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of an embodiment of the gas filling device in a thin tube of the present invention.
In this figure, 2 is a chamber, 3 is a chamber opening, 4 is a chamber lid, 5 is a vacuum pump, 6 is a discharge gas cylinder, 7 is a valve, 8 is a heat controller, 9 is an upper electric heater, and 10 is a lower side. It is an electric heater.
[0020]
The upper
[0021]
In the
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
FIG. 2 is an explanatory view showing a thin tube and a holder for the thin tube.
In this figure, 1 is a thin tube serving as an arc tube, and 12 is a holder.
The
The
[0025]
The
[0026]
FIG. 3 is an explanatory view showing a state where a holder is arranged in the chamber.
As shown in this figure, a
[0027]
When the
[0028]
Next, the operation of the gas filling device in the thin tube will be described.
In the gas filling device into a thin tube according to the present embodiment, a discharge gas is simultaneously introduced into a plurality of
[0029]
First, by controlling the
[0030]
Next, the
[0031]
Next, the
[0032]
In the above description, the upper end of the
[0033]
Also, the upper and lower ends of the
[0034]
In this way, by arranging a plurality of thin tubes in the chamber and exhausting those thin tubes and introducing a discharge gas into the thin tubes, even if a leak occurs in one thin tube, the leak can be reduced. Other capillaries can be left unaffected.
[0035]
【The invention's effect】
According to the present invention, a plurality of small tubes are arranged in the chamber, the chamber is sealed, and the discharge of the small tubes and the introduction of the discharge gas into the small tubes are performed. Does not affect the other small tubes even if the gas leaks, the efficiency of the gas filling process into the small tubes can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an embodiment of a gas filling device in a thin tube of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a thin tube and a holder for the thin tube in the embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state in which a holder is arranged in a chamber in the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of a gas filling device into a plurality of thin tubes as a subject to be studied.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
チャンバーを密閉して、チャンバー内の圧力を所定の圧力以下に減圧し、
その後、チャンバー内に所定の圧力までガスを供給し、
各細管の少なくとも一方の端部を、それぞれ封着することからなる細管内へのガス封入方法。Arrange multiple thin tubes in the chamber,
Close the chamber, reduce the pressure in the chamber to a predetermined pressure or less,
After that, gas is supplied to the predetermined pressure in the chamber,
A gas sealing method in a small tube, which comprises sealing at least one end of each small tube.
チャンバーに設けられ、複数の細管の出し入れが可能で、複数の細管が内部に配置された後、チャンバーを密閉することが可能な開口部と、
チャンバー内の圧力を所定の圧力以下に減圧することが可能なポンプと、
チャンバー内に所定の圧力までガスを供給することが可能なガス供給部と、
各細管の少なくとも一方の端部を、それぞれ加熱溶融させて封着することが可能な加熱部とを備えてなる細管内へのガス封入装置。A chamber in which a plurality of capillaries can be placed,
Provided in the chamber, a plurality of thin tubes can be taken in and out, and after the plurality of thin tubes are arranged inside, an opening capable of sealing the chamber,
A pump capable of reducing the pressure in the chamber to a predetermined pressure or less,
A gas supply unit capable of supplying gas to a predetermined pressure in the chamber,
A heating unit capable of heating and melting at least one end of each of the thin tubes to seal them.
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JP2002183242A JP2004031021A (en) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | Method for enclosing gas into capillary tube and its device |
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WO2023223293A1 (en) * | 2022-05-20 | 2023-11-23 | Mb-Microtec Ag | Fabrication of glass cells for hermetic gas enclosures |
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2002
- 2002-06-24 JP JP2002183242A patent/JP2004031021A/en active Pending
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WO2023223293A1 (en) * | 2022-05-20 | 2023-11-23 | Mb-Microtec Ag | Fabrication of glass cells for hermetic gas enclosures |
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