ガスの分析方法及びサンプリング装置
【課題】 封入ガスを高い精度で分析できる分析方法及び装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 ガス封入管１内に封入された封入ガスを分析する封入ガスの分析方法であって、ガス封入管１とガス封入管１よりも内圧が低くされたサンプリング容器５とを配管Ｐにより連通させてガス封入管１内の封入ガスをサンプリング容器５に移送する移送工程と、ガス封入管１とサンプリング容器５との連通を遮断する遮断工程と、遮断工程の後にサンプリング容器５とガス分析装置８ａとを連通させてサンプリング容器５内の封入ガスの分析をする分析工程と、を備える。
【解決手段】 ガス封入管１内に封入された封入ガスを分析する封入ガスの分析方法であって、ガス封入管１とガス封入管１よりも内圧が低くされたサンプリング容器５とを配管Ｐにより連通させてガス封入管１内の封入ガスをサンプリング容器５に移送する移送工程と、ガス封入管１とサンプリング容器５との連通を遮断する遮断工程と、遮断工程の後にサンプリング容器５とガス分析装置８ａとを連通させてサンプリング容器５内の封入ガスの分析をする分析工程と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス封入管内に封入されたガスの分析方法及びサンプリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネオン放電管、蛍光表示管、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等のガス封入管内には種々のガスが封入されている。このような封入ガスは、通常混合ガスであり、このような封入ガスの組成比を分析することは、工程管理上極めて重要である。
【０００３】
このような封入ガスの分析方法として、例えば、ガス封入管と分析装置とを配管により連通し封入ガスを分析装置に導く方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００１−３４９８７０号公報
【特許文献２】特開２００２−１５０９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の方法では、ガスの分析精度が十分でないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、封入ガスを高い精度で分析できるガスの分析方法及びサンプリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らが検討したところ、ガス封入管とガス分析装置とを配管により直接連通させてガス封入管内の封入ガスを直接配管により分析装置に供給すると、ガス封入管と分析装置との間の配管は通常細く長いため、この配管内を移送される際に封入ガスの各成分の分子量の差に基づく移動度の差に応じて、移送の初期に分析装置に到達するガスと、移送の終期に分析装置に到達するガスとの間に組成の差が生じることを見出した。そして、このガスの組成の差によって、分析精度が劣化していることが判明した。
【０００７】
そこで、本発明に係る封入ガスの分析方法は、ガス封入管内に封入された封入ガスを分析する封入ガスの分析方法であって、ガス封入管とガス封入管よりも内圧が低くされたサンプリング容器とを配管により連通させてガス封入管内の封入ガスをサンプリング容器に移送する移送工程と、ガス封入管とサンプリング容器との連通を遮断する遮断工程と、遮断工程の後にサンプリング容器とガス分析装置とを連通させてサンプリング容器内の封入ガスの分析をする分析工程と、を備える。
【０００８】
本発明によれば、ガス封入管と分析装置とが連通される前に、ガス封入管とサンプリング容器とが連通され、ガス封入管内のガスがまずサンプリング容器内に移送される。そして、この連通を十分な時間維持することによって、ガス封入管内とサンプリング容器内とでガスの組成を互いに十分に均一にすることができる。続いて、サンプリング容器とガス分析装置との連通が遮断された後、サンプリング容器と分析装置とが連通されてサンプリング容器内のガスが分析装置に供給される。したがって、ガス封入管と分析装置との間が離れていても、ガス封入管内と殆ど同一のガス組成とされたサンプリング容器内を分析装置の近くに配置してこのサンプリング容器から分析装置にガスを供給できるので、配管による実質的なガス移送距離を短くでき、封入ガスの分析精度を高めることができる。
【０００９】
ここで、本発明は、移送工程において、ガス封入管の壁の一部を破壊することによってガス封入管とサンプリング容器とを連通する場合に特に好適である。
【００１０】
具体的には、例えば、ガス封入管に設けられたゲッターバルブ等のガラス封止部や、ガス封入管の壁の一部に設けられた窪み部等を破壊して小さな開口を生じさせ、この開口を介してガス封入管とサンプリング容器とが連通させることが考えられる。この場合、開口は通常小さいために、この開口においても封入ガスの流れの抵抗が大きくなり、ガス封入管から排出するガスの組成に不均一性が一層生じやすくなる場合が多い。しかしながら、本発明では、ガス封入管と分析装置とが連通される前に、ガス封入管とサンプリング容器とが連通されて封入ガスがまずサンプリング容器に移送されるので開口の小ささは殆ど問題とならない。
【００１１】
ここで、ガス封入管とサンプリング容器とを連通させてからこの連通を遮断するまでの時間が１秒以上であることが好ましく、より好ましくは１分〜６０分、さらに好ましくは１０〜６０分である。
【００１２】
これによれば、ガス封入管とサンプリング容器との間で十分にガスの混合や拡散が起こり、サンプリング容器内の封入ガスの組成比と、ガス封入管内に封入されていた封入ガスの組成比との同一性を極めて高くすることができる。
【００１３】
また、遮断工程後、分析工程の前に、サンプリング容器内に封入ガスの構成成分とは異なるリファレンスガスを供給してサンプリング容器内を所定の圧力に昇圧する昇圧工程をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
これによれば、分析工程において封入ガスの各成分のモル分率の和を取得すると、昇圧工程で設定した所定の圧力に基づいてサンプリング容器内の封入ガスの分圧が求められる。さらに、移送工程前の封入ガスの体積、すなわち、ガス封入管の内容積と、移送工程後の封入ガスの体積と、に基づいて、ガス封入管内に封入されていた封入ガスの圧力が得られる。
【００１５】
また、封入ガスがＸｅを含むことが好ましい。Ｘｅは原子量が１３１．３と非常に重いガスであり、Ｘｅを含む封入ガスを従来のように分析するとＸｅが偏在しやすく、したがって分析精度が悪化しやすいが、本発明の分析方法によれば極めて高精度な分析が可能である。
【００１６】
本発明に係るサンプリング装置は、ガス封入管内に封入された封入ガスをサンプリングする封入ガスのサンプリング装置であって、サンプリング容器と、サンプリング容器とガス封入管とを連通可能とする配管と、を備える。
【００１７】
本発明によれば、上述の分析方法に用いるのに適する。
【００１８】
ここで、配管は、ガス封入管の器壁を破壊する器壁破壊具を有することが好ましい。また、封入ガスがＸｅを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、封入ガスを高い精度で分析できる。したがって、ガス封入管の開発や製造管理に大きく資することができて工業上極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態を図１〜図３を参照して説明する。本実施形態では、ガス封入管としてのプラズマディスプレイパネル１内に封入されたガスを分析対象とする。
【００２１】
図１に示すように、サンプリング装置１００は、プラズマディスプレイパネル１の器壁を破壊する器壁破壊具２、サンプリング容器５、器壁破壊具２とサンプリング容器５とを接続するラインＬ１、ラインＬ１の接続点Ａに接続されたラインＬ２及びラインＬ３を主として備えている。ラインＬ１及び器壁破壊具２がプラズマディスプレイパネル１とサンプリング容器５とを連通する配管Ｐを構成する。
【００２２】
プラズマディスプレイパネル１は、図２に示すように、ガラス板１ａ，１ａ間に封入ガス１ｂが封じ込められたものであり、公知のものを利用可能である。封入ガスは、複数種のガスを含んでいる。封入ガスとしては、Ｘｅ，Ｎｅ，Ｈｅ等の希ガスを主として含むものや、これら希ガスの混合ガスを主として含むもの等が挙げられる。特に、Ｘｅは原子量が１３１．３と重くて偏在しやすいため、従来の如き分析方法ではＸｅを含む封入ガスの分析精度が著しく低下しやすいが、本実施形態によればこのようなＸｅを含む封入ガスの分析精度が極めて向上する。封入ガスの圧力Ｐ１は、例えば、３００００〜７００００Ｐａ程度である。また、プラズマディスプレイパネル１の内容積をＶ１とする。プラズマディスプレイパネル１内には、放電を行わせるための電極１ｅが上下に設けられている。
【００２３】
プラズマディスプレイパネル１のガラス板１ａの表面には、あらかじめ凹部１ｃが形成されている。器壁破壊具２は、図２に示すように、管部２ａを有し、管部２ａはガラス板１ａ上の凹部１ｃを覆うようにガラス板１ａに対して真空用エポキシ接着剤２５により接着されている。管部２ａにはラインＬ１が接続されている。ラインＬ１が真空引きされると、管部２ａ内も真空引きされる。さらに、器壁破壊具２は、管部２ａ内の気密性を保ったまま外部からの操作によってプラズマディスプレイパネル１のガラス板１ａの凹部１ｃを破壊するためのハンマ２ｂを有している。
【００２４】
図１に戻って、サンプリング容器５は、気密性があり、内部を真空にしても破損しない容器である。気密性は、１０−３Ｐａの真空度まで到達できるものが好ましく、１０−５Ｐａの真空度まで到達できるものであることがより好ましい。容量としては、プラズマディスプレイパネル１（ガス封入管）におけるガスが封入される空間の容積（以下、内容積という）の１／１０以上１００倍以下が好ましく、具体的には、１０ｃｍ３以上〜１０００ｃｍ３以下が好ましい。
【００２５】
サンプリング容器５の材質は特に限定されず、例えば、ステンレス、ニッケル等の金属；ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂；ガラス繊維または炭素繊維で強化した合成樹脂；ガラス；アルミナ磁器、ジルコニア磁器等のセラミクス等を使用できる。
【００２６】
ラインＬ１には接続点Ａよりも器壁破壊具２側に開閉可能なバルブＶ１が接続され、接続点Ａよりもサンプリング容器５側に、バルブＶ５及びバルブＶ６が接続されている。バルブＶ５及びバルブＶ６の間には、切り離し可能なジョイントＪ１，Ｊ１が接続されており、ジョイントＪ１の接続を切り離すことによってサンプリング装置１００からのサンプリング容器５の取り外しが可能となっている。
【００２７】
ラインＬ１の接続点Ａに接続するラインＬ３の端部にはバルブＶ４が接続されている。また、ラインＬ３における、バルブＶ４と接続点Ａとの間には低真空用真空計ＧＬ及び高真空用真空計ＧＨが接続されている。さらに、ラインＬ３のバルブＶ４の先には、リファレンスガス供給源８０が接続されたラインＬ８０が接続され、ラインＬ８０には開閉可能なパージバルブＰＶ２を有するパージラインＬ８２が接続されている。リファレンスガスは、プラズマディスプレイパネル１内に封入された成分とは異なる成分のガスであり、例えば、窒素等を用いることができる。
【００２８】
一方、ラインＬ１の接続点Ａに接続されたラインＬ４の端部にはバルブＶ３が接続されている。バルブＶ３の先には、ターボ分子ポンプ３及びロータリポンプ４が接続されている。
【００２９】
また、このサンプリング装置１００は、器壁破壊具２、サンプリング容器５、ラインＬ１、バルブＶ１，Ｖ５，Ｖ６、ジョイントＪ１，Ｊ１、ラインＬ３、バルブＶ４、ラインＬ４、バルブＶ３を、１１０℃以上１５０℃未満の温度に加熱可能なヒータ１０が設けられている。このヒータ１０は、ベーキング用のものであり、各バルブやラインの耐熱温度によっては、これ以上の温度に加熱してベーキングを行ってもよい。
【００３０】
ラインＬ１〜Ｌ４としては、例えば、外径１／４インチのステンレス管等を用いることができ、ジョイントＪ１としてはＶＣＲジョイント等を用いることができる。
【００３１】
続いて、本実施形態に係るサンプリング装置を用いたサンプリング方法について説明する。
【００３２】
まず、バルブＶ４を閉じ、バルブＶ１，Ｖ３，Ｖ５及びＶ６を開け、ターボ分子ポンプ３及びロータリポンプ４を稼動し、ヒータ１０でサンプリング容器５やラインＬ１等をベーキングしながら、サンプリング容器５、ラインＬ１、ラインＬ３、ラインＬ４、及び器壁破壊具２内を、プラズマディスプレイパネル１の内部の圧力Ｐ１よりも十分に低く、例えば、（Ｐ１／１０６）程度以下になるまで減圧する。減圧後の圧力は、１×１０−３Ｐａ、より好ましくは１×１０−５Ｐａ程度にまですることが好ましい。
【００３３】
次に、移送工程を行う。ここでは、ベーキングを行ったまま、バルブＶ３を閉め、その後、器壁破壊具２のハンマ２ｂを操作して、プラズマディスプレイパネル１のガラス板（器壁）１ａの凹部１ｃを破壊し、プラズマディスプレイパネル１の内部とサンプリング容器５の内部とを配管Ｐによって連通し、プラズマディスプレイパネル１内の封入ガスを器壁破壊具２及びラインＬ１を介してサンプリング容器５内に移送する。ここで、封入ガスの体積は、プラズマディスプレイパネル１、器壁破壊具２、ラインＬ１、ラインＬ３、ラインＬ４及びサンプリング容器５の総内容積Ｖ２となる。このときの圧力をＰ２とする。
【００３４】
この移送の際、ラインＬ１は通常細く長く、また、器壁破壊具２により凹部１ｃに形成される開口も通常小さい場合が多い。一方、封入ガスには様々な成分のガスが含まれる。したがって、ガス成分の分子量の差によって、移動しやすさ（コンダクタンス）に差を生じ、分子量の小さいガスがプラズマディスプレイパネル１から最初に流れ出てサンプリング容器５に到達しやすく、分子量の大きいガスがサンプリング容器５に到達しにくい。しかしながら、本実施形態では、移送工程時には、プラズマディスプレイパネル１が分析装置と連通しておらず、また、サンプリング容器５とプラズマディスプレイパネル１との連通を所定時間維持し、サンプリング容器５とプラズマディスプレイパネル１内との間でのガスの拡散や混合を十分に行わせることにより、サンプリング容器５内のガスの組成がプラズマディスプレイパネル１に封入されていたガスの組成とほぼ同じになる。
【００３５】
その後、バルブＶ１を閉め、封入ガスのサンプリングを終了する（遮断工程）。ここで、プラズマディスプレイパネル１とサンプリング容器５との連通を維持する時間、すなわち、プラズマディスプレイパネル１とサンプリング容器５との連通を開始してから連通を遮断するまでの時間は、１秒以上とすることが好ましく、１〜６０分程度とすることがより好ましく、１０〜６０分程度とすることが一層好ましい。
【００３６】
その後、昇圧工程に入る。ここでは、まず、パージバルブＰＶ２を開けた状態でリファレンスガス供給源８０からリファレンスガスをラインＬ８０に供給してラインＬ８０内のガスを十分にラインＬ８０及びパージラインＬ８２からパージした後、パージバルブＰＶ２を閉める。その後、バルブＶ４を少しずつ開放してリファレンスガスをラインＬ３やサンプリング容器５内に供給してサンプリング容器５内を昇圧し、サンプリング容器５内の圧力が所定の圧力Ｐ３、例えば、１気圧に到達したら、バルブＶ４を閉じる。これで昇圧工程が終了する。
【００３７】
そして、その後、バルブＶ５及びＶ６を閉めて、ジョイントＪ１，Ｊ１の結合を解除してサンプリング容器５が接続されたラインＬ１をジョイントＪ１から切り離し、図３の（ａ）又は（ｂ）に示すように、このジョイントＪ１を、分析装置１５０のジョイントＪ２又はジョイントＪ３に接続し、ガスクロマトグラフ分析を行ったり、マススペクトルグラフ分析を行ったりする。
【００３８】
分析装置１５０は、図３の（ａ）に示すように、ジョイントＪ２とガスクロマトグラフ装置８ａとが、バルブＶ１０を有するラインＬ５により接続されている装置である。ジョイントＪ１とジョイントＪ２とを接続した後にバルブＶ６及びバルブＶ１０を開けて、サンプリング容器５内のガスをガスクロマトグラフ装置８ａに送り込んで分析させればよい。
【００３９】
また、分析装置１６０は、図３の（ｂ）に示すように、ジョイントＪ３と四重極質量分析装置８ｂとが、バルブＶ６及びＶ７を有するラインＬ６により接続されている装置である。バルブＶ７とバルブＶ８との間からはバルブＶ８を有するラインＬ７が分岐しており、ラインＬ７の先にはターボ分子ポンプ６及びロータリポンプ７が接続されている。
【００４０】
この場合、あらかじめ、バルブＶ７を閉め、バルブＶ８、Ｖ９を開けた状態で２つのポンプにより真空引きを行い、その後、ジョイントＪ１をジョイントＪ３に接続し、バルブＶ７を開け、その後、バルブＶ６を開けてサンプリング容器５内のガスを四重極質量分析装置８ｂに供給すればよい。
【００４１】
分析装置１５０や１６０で分析する際は、ヒータ１７０を用いてサンプリング容器５を、サンプリング時のベーキング温度よりも高い温度に加熱して、サンプリング容器５内に吸着したガスを十分に放出させることが好ましい。
【００４２】
分析装置１５０を用いた分析によれば、リファレンスガス及び封入ガスによる信号がガスクロマトグラフスペクトルにピークとして現れ、ガスの組成比が判明する。スペクトル全体の強度は、昇圧工程で調整された圧力Ｐ３、例えば、１気圧であるので、ガスの組成比から、サンプリング容器５内のリファレンスガス以外の封入ガスの各成分の分圧及びこれらの分圧の和Ｐ２を取得することができる。
【００４３】
また、分析装置１６０を用いた分析によれば、リファレンスガス及び封入ガスによる信号がマススペクトルにピークとして現れ、ガスの組成比が判明する。マススペクトル全体の強度は、昇圧工程で調整された圧力Ｐ３、例えば、１気圧であるので、ガスの組成比から、サンプリング容器５内のリファレンスガス以外の封入ガスの各成分の分圧及びこれらの分圧の和Ｐ２を取得することができる。
【００４４】
さらに、移送工程において、封入ガスの移送後の体積Ｖ２とプラズマディスプレイパネル１の内容積Ｖ１とはそれぞれ既知であるので、Ｐ１＝Ｐ２・Ｖ２／Ｖ１によりプラズマディスプレイパネル１における封入ガスの圧力Ｐ１を取得できる。
【００４５】
このように、本実施形態によれば、プラズマディスプレイパネル１と分析装置とが連通される前に、プラズマディスプレイパネル１とサンプリング容器５とが連通され、プラズマディスプレイパネル１内の封入ガスがまずサンプリング容器内に移送される。そして、この際に、組成比の均一性を高めるのに十分な時間を与えることができ、プラズマディスプレイパネル１内とサンプリング容器５内とでガスの組成を互いに十分に均一にすることができる。そして、サンプリング容器とガス分析装置との連通を遮断した後、サンプリング容器５と分析装置１５０，１６０とが連通されてサンプリング容器５内のガスが分析装置１５０，１６０に供給される。したがって、プラズマディスプレイパネル１と分析装置１５０，１６０との間が離れている場合でも、プラズマディスプレイパネル１内と殆ど同一のガス組成とされたサンプリング容器５を分析装置１５０，１６０の近くに配置してこのサンプリング容器５から分析装置１５０，１６０にガスを供給できる。したがって、配管による実質的なガスの移送距離を短くでき、封入ガスの分析精度を高めることができる。
【００４６】
特に、本実施形態では、プラズマディスプレイパネル１の壁の一部を破壊して開口を形成することによってプラズマディスプレイパネル１とサンプリング容器５とを連通している。この場合、開口は通常極めて小さいために、この開口においても封入ガスが流れ出す際に抵抗が大きく、プラズマディスプレイパネル１から排出するガスの組成比の不均一性は一層高くなる傾向がある。しかしながら、本実施形態では、プラズマディスプレイパネル１とサンプリング容器５との連通が維持される時間を十分確保すれば開口の小ささは殆ど問題とならない。
【００４７】
また、遮断工程後、分析工程の前に、サンプリング容器内に封入ガスの構成成分とは異なるリファレンスガスを供給してサンプリング容器内を所定の圧力Ｐ３に昇圧する昇圧工程をさらに備えているので、サンプリング容器内の封入ガスの分圧Ｐ２、さらに、ガス封入管内に封入されていた封入ガスの圧力Ｐ１が得られる。
【００４８】
（第二実施形態）
続いて、第二実施形態について説明する。本実施形態の分析システム（サンプリング装置）２００は、第一実施形態に係るサンプリング装置１００に、第一実施形態の分析装置１５０及び分析装置１６０を結合したものである。
【００４９】
具体的には、ラインＬ４のバルブＶ３と接続点Ａとの間に接続点Ｂをさらに設け、接続点Ｂに対して、分析装置１５０のラインＬ５が接続されると共に、接続点Ｂに対して、分析装置１６０のラインＬ６が接続されている。
【００５０】
本実施形態では、ヒータ１０によって、さらに接続点ＢからラインＬ６のバルブＶ７までの部分、及び、接続点ＢからラインＬ５のバルブＶ１０までの部分も加熱可能となっている。
【００５１】
このようなシステムでは、第一実施形態と同様にしてプラズマディスプレイパネル１からサンプリング容器５へ封入ガスを移送し、バルブＶ１を閉じた後、サンプリング容器５を取り外さずに、サンプリング容器５と分析装置１５０及び／又は分析装置１６０とを連通できるので、迅速な測定ができる。また、第一実施形態と同様の作用効果を奏することはいうまでもない。
【００５２】
（第三実施形態）
続いて、第三実施形態について説明する。本実施形態の分析システム（サンプリング装置）３００が第二実施形態にかかる分析システム２００と異なる点は、複数のサンプリング容器５がそれぞれラインＬ１を介して器壁破壊具２と接続されている点である。具体的には、ラインＬ１は、接続点Ａよりもサンプリング容器側で各サンプリング容器５の数に対応して分岐しており、各サンプリング容器５は、それぞれ、サンプリング容器５側から、バルブＶ６、ジョイントＪ１，Ｊ１、及び、バルブＶ５を介して接続点Ａに接続されている。
【００５３】
本実施形態では、ヒータ１０によって、各サンプリング容器５、及び、各ラインＬ１、バルブＶ６、ジョイントＪ１，Ｊ１、バルブＶ５がそれぞれ加熱可能となっている。
【００５４】
この実施形態では、一つのプラズマディスプレイパネル１からの封入ガスを複数のサンプリング容器５に対して分配移送することができ、複数の方法で一つのサンプリングガスを分析するのに適する。また、サンプリングした一部のガスを保存しておくのにも便利である。
【００５５】
（第四実施形態）
本実施形態では、ブロック化された分析システム（サンプリング装置）４００を用いてサンプリング及び分析を行う。
【００５６】
本実施形態の分析システム４００は、器壁破壊部４１０、ガスサンプリング装置部４２０、真空ポンプ部４３０、分析装置１６０を有する。
【００５７】
器壁破壊部４１０は、器壁破壊具２、及び、この器壁破壊具２に接続されたラインＬ４１を備える。ラインＬ４１の途中にはバルブＶ１が接続され、また、ラインＬ４１の端部にはジョイントＪ４１が接続されている。
【００５８】
ガスサンプリング装置部４２０は、サンプリング容器５と、サンプリング容器５の一端に接続されたラインＬ４３及びサンプリング容器５の他端に接続されたラインＬ４５を有する。ラインＬ４５の途中にはバルブＶ１１が接続され、ラインＬ４５の端部にはジョイントＪ４５が接続されている。また、ラインＬ４３の途中には、サンプリング容器５側から順に、バルブＶ６、ジョイントＪ１，Ｊ１、バルブＶ５及びジョイントＪ４３が接続されている。
【００５９】
ラインＬ４３のバルブＶ５とジョイントＪ４３との間には、接続点Ａが設けられ、接続点ＡからはラインＬ４７及びラインＬ４９が分岐している。
【００６０】
ラインＬ４７は、その途中にバルブＶ１０を有し、ラインＬ４７の先端にはジョイントＪ４９が接続されている。一方、ラインＬ４９の途中には、低真空用真空計ＧＬ及び高真空用真空計ＧＨが接続され、ラインＬ４９の先端にはバルブＶ４が設けられている。バルブＶ４の先には、第三実施形態と同様に、ラインＬ８０を介してリファレンスガス供給源８０、が接続され、ラインＬ８０からはパージバルブＰＶ２を有するパージラインＬ８２が分岐している。
【００６１】
真空ポンプ部４３０は、ジョイントＪ５１、及び、このジョイントＪ５１に接続されたラインＬ５１を有し、ラインＬ５１には、ジョイントＪ５１側から、低真空用真空計ＧＬ、高真空用真空計ＧＨ、バルブＶ３、ターボ分子ポンプ３、及びロータリポンプ４が接続されている。ラインＬ５１のバルブＶ３とジョイントＪ５１との間からは、パージバルブＰＶ２を有するパージラインＬ８４が分岐している。
【００６２】
分析装置１６０は、第二実施形態の分析装置１６０と同様である。
【００６３】
そして、器壁破壊部４１０のジョイントＪ４１がガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ４３と接続され、分析装置１６０のジョイントＪ３がガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ４５に接続され、真空ポンプ部４３０のジョイントＪ５１がガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ４９に接続されている。なお、分析装置１６０に代えて、第二実施形態の分析装置１５０を採用してもよく、この場合には、ジョイントＪ２をガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ４５と接続すればよい。
【００６４】
本実施形態では、ヒータ１０によって、サンプリング容器５、バルブＶ７からサンプリング容器５までの部分、器壁破壊具２、器壁破壊具２からサンプリング容器までの部分、ラインＬ４９、ラインＬ４７、ラインＬ５１、及びパージラインＬ８４が加熱されるようになっている。
【００６５】
本実施形態では、ラインＬ４３、及びラインＬ４１及び器壁破壊具２が配管Ｐを構成する。
【００６６】
続いて、本システム４００の使用方法について説明する。ここでは、複数個のプラズマディスプレイパネル１を用意する。そして、プラズマディスプレイパネル１の数に対応して器壁破壊部４１０及びガスサンプリング装置部４２０を用意する。そして、各プラズマディスプレイパネル１に対して器壁破壊部４１０の器壁破壊具２を接着する。作業性を向上させる観点からは、器壁破壊具２を容器に接着してから、ジョイントＪ４１及びバルブＶ１を有するラインＬ４１を器壁破壊具２に接続して器壁破壊部４１０とすることも好ましい。続いて、各器壁破壊部４１０のジョイントＪ４１と各ガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ４３とを接続する。すなわち、各プラズマディスプレイパネル１に応じた、器壁破壊部４１０及びガスサンプリング装置部４２０の組合せＰＡ１，ＰＡ２，…ができることとなる。
【００６７】
その後、最初のサンプルとなるプラズマディスプレイパネル１に関してサンプリングを行う。まず、一つの組合せＰＡ１について、ガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ４９に対して真空ポンプ部４３０のジョイントＪ５１を接続する。
【００６８】
そして、バルブＶ４、Ｖ１１、ＰＶ３を閉じ、バルブＶ５，Ｖ６，Ｖ１，Ｖ１０，Ｖ３を開ける。そして、ヒータ１０により、サンプリング容器５やラインＬ４３等を１１０〜１５０℃の温度範囲でベーキングする。そして、ベーキングしながら、ロータリポンプ４やターボ分子ポンプ３を稼動して、サンプリング容器５やラインＬ４３内を圧力Ｐ１よりも低い圧力、例えば、１０−５Ｐａまで排気する。
【００６９】
続いて、バルブＶ３及びＶ１０を閉めると共にパージバルブＰＶ３を開けて、バルブＶ３とバルブＶ１０間を大気圧に戻し、ジョイントＪ４９及びジョイントＪ５１の接合を切り離し、真空ポンプ部４３０を切り離す。
【００７０】
続いて、器壁破壊具２を操作してプラズマディスプレイパネル１の封入ガスをサンプリング容器５内に移送する。前述した所定時間経過の後、バルブＶ１を閉め、必要に応じて、第一実施形態と同様にして、バルブＶ４を介してリファレンスガス供給源８０からリファレンスガスをサンプリング容器５等の内部に供給して、所定気圧Ｐ３（例えば、１気圧）にまで圧力を上げ、その後、バルブＶ４，Ｖ５，Ｖ６を閉める。
【００７１】
続いて、ガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ４５に対して分析装置１６０のジョイントＪ３を接続する。そして、バルブＶ７，Ｖ８，Ｖ９を開け、サンプリング容器５やラインＬ４５等のさらなる高温でのベーキングを行いつつ、ターボ分子ポンプ６及びロータリポンプ７を用いてバルブＶ１１から四重極質量分析装置８ｂまでの部分を排気する。排気は１０−５Ｐａまで到達させることが好ましい。
【００７２】
その後、バルブＶ１１を開けると共にバルブＶ８、Ｖ９を適切な値に調節して、サンプリング容器５内の封入ガスの分析を第一実施形態と同様に行い、測定終了後分析装置１６０をジョイントＪ３から切り離す。なお、ガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ１を介して他の分析装置１５０と接続することも可能である。
【００７３】
一方、第一のサンプルに係る組合せＰＡ１のガスサンプリング装置部４２０から既に切り離された真空ポンプ部４３０は、２番目のサンプルであるプラズマディスプレイパネル１に係る組合せＰＡ２のガスサンプリング装置部４２０に対して接続され、上述と同様にして排気を行い、その後切り離される。組合せＰＡ２に関しては、その後封入ガスをサンプリング容器５へ移送し、組合せＰＡ１から切り離された分析装置をこの組合せＰＡ２に接続し、ガス分析を行う。一方、組合せＰＡ２から切り離された真空ポンプ部４３０は、組合せＰＡ３に接続される。このように、ある組合せＰＡｎ＋１に対して真空ポンプ部４３０を接続して真空に引いている間に、既に、真空引き及び封入ガスの移送が終了した組合せＰＡｎに対して分析装置１６０を接続して分析を行えるので、第一〜第三実施形態のように、真空ポンプ部とガスサンプリング部とが一体化している場合に比べて、真空ポンプ部の効率的な利用ができる。
【００７４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず様々な変形態様が可能である。例えば、上記実施形態では、ガス封入管として、プラズマディスプレイパネルを採用しているが、これ以外でも、ネオン放電管、蛍光表示管、蛍光灯、液晶ディスプレイのバックライト、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、エキシマレーザー等、内部にガスが封入され管内の電極間に電圧が印加される他の放電管に本発明を好適に適用でき、さらに、放電管でなくても、電球等のガスが封入されたガス封入管であれば本発明を実施可能である。
【００７５】
また、上記実施形態では、器壁破壊具２を用いてガス封入管としてのプラズマディスプレイパネル１の器壁を破壊してガス封入管とサンプリング容器との連通を行っているが、中空針をガス封入管の管壁に貫通させることによって連通させてもよい。また、ガス封入管の製造工程において内部に封入ガスを封入して管を密閉する際に器壁の一部を溶融させることにより形成される封止部であるゲッターバルブをガス封入管が備えている場合にはこのバルブを破壊具により破壊し連通してもよく、さらに、ガス封入管が開閉可能なバルブを備えている場合にはガス封入管のそのバルブを開放することによって連通してもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、昇圧工程を行っているが、昇圧工程は任意である。
【００７７】
また、上記実施形態では、ガス分析装置として、ガスクロマトグラフ装置や四重極質量分析装置を用いているが、これ以外のガス分析装置を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】図１は、第一実施形態に係るサンプリング装置の概略構成図である。
【図２】図２は、図１の器壁破壊具及びその周辺の拡大図である。
【図３】図３は、第一実施形態に係る分析システムの概略構成図であり、（ａ）はガスクロマトグラフを有する分析システム、（ｂ）は四重極質量分析装置を有する分析システムである。
【図４】図４は、第二実施形態に係るサンプリングシステムの概略構成図である。
【図５】図５は、第三実施形態に係るサンプリングシステムの概略構成図である。
【図６】図６は、第四実施形態に係るサンプリングシステムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…プラズマディスプレイパネル、１ａ…器壁、１ｃ…凹部、５…サンプリング容器、Ｐ…配管、１５０…ガスクロマトグラフ装置（ガス分析装置）、１６０…四重極質量分析装置（ガス分析装置）、１００…サンプリング装置、２００、３００，４００…分析システム（サンプリング装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス封入管内に封入されたガスの分析方法及びサンプリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネオン放電管、蛍光表示管、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等のガス封入管内には種々のガスが封入されている。このような封入ガスは、通常混合ガスであり、このような封入ガスの組成比を分析することは、工程管理上極めて重要である。
【０００３】
このような封入ガスの分析方法として、例えば、ガス封入管と分析装置とを配管により連通し封入ガスを分析装置に導く方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００１−３４９８７０号公報
【特許文献２】特開２００２−１５０９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の方法では、ガスの分析精度が十分でないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、封入ガスを高い精度で分析できるガスの分析方法及びサンプリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らが検討したところ、ガス封入管とガス分析装置とを配管により直接連通させてガス封入管内の封入ガスを直接配管により分析装置に供給すると、ガス封入管と分析装置との間の配管は通常細く長いため、この配管内を移送される際に封入ガスの各成分の分子量の差に基づく移動度の差に応じて、移送の初期に分析装置に到達するガスと、移送の終期に分析装置に到達するガスとの間に組成の差が生じることを見出した。そして、このガスの組成の差によって、分析精度が劣化していることが判明した。
【０００７】
そこで、本発明に係る封入ガスの分析方法は、ガス封入管内に封入された封入ガスを分析する封入ガスの分析方法であって、ガス封入管とガス封入管よりも内圧が低くされたサンプリング容器とを配管により連通させてガス封入管内の封入ガスをサンプリング容器に移送する移送工程と、ガス封入管とサンプリング容器との連通を遮断する遮断工程と、遮断工程の後にサンプリング容器とガス分析装置とを連通させてサンプリング容器内の封入ガスの分析をする分析工程と、を備える。
【０００８】
本発明によれば、ガス封入管と分析装置とが連通される前に、ガス封入管とサンプリング容器とが連通され、ガス封入管内のガスがまずサンプリング容器内に移送される。そして、この連通を十分な時間維持することによって、ガス封入管内とサンプリング容器内とでガスの組成を互いに十分に均一にすることができる。続いて、サンプリング容器とガス分析装置との連通が遮断された後、サンプリング容器と分析装置とが連通されてサンプリング容器内のガスが分析装置に供給される。したがって、ガス封入管と分析装置との間が離れていても、ガス封入管内と殆ど同一のガス組成とされたサンプリング容器内を分析装置の近くに配置してこのサンプリング容器から分析装置にガスを供給できるので、配管による実質的なガス移送距離を短くでき、封入ガスの分析精度を高めることができる。
【０００９】
ここで、本発明は、移送工程において、ガス封入管の壁の一部を破壊することによってガス封入管とサンプリング容器とを連通する場合に特に好適である。
【００１０】
具体的には、例えば、ガス封入管に設けられたゲッターバルブ等のガラス封止部や、ガス封入管の壁の一部に設けられた窪み部等を破壊して小さな開口を生じさせ、この開口を介してガス封入管とサンプリング容器とが連通させることが考えられる。この場合、開口は通常小さいために、この開口においても封入ガスの流れの抵抗が大きくなり、ガス封入管から排出するガスの組成に不均一性が一層生じやすくなる場合が多い。しかしながら、本発明では、ガス封入管と分析装置とが連通される前に、ガス封入管とサンプリング容器とが連通されて封入ガスがまずサンプリング容器に移送されるので開口の小ささは殆ど問題とならない。
【００１１】
ここで、ガス封入管とサンプリング容器とを連通させてからこの連通を遮断するまでの時間が１秒以上であることが好ましく、より好ましくは１分〜６０分、さらに好ましくは１０〜６０分である。
【００１２】
これによれば、ガス封入管とサンプリング容器との間で十分にガスの混合や拡散が起こり、サンプリング容器内の封入ガスの組成比と、ガス封入管内に封入されていた封入ガスの組成比との同一性を極めて高くすることができる。
【００１３】
また、遮断工程後、分析工程の前に、サンプリング容器内に封入ガスの構成成分とは異なるリファレンスガスを供給してサンプリング容器内を所定の圧力に昇圧する昇圧工程をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
これによれば、分析工程において封入ガスの各成分のモル分率の和を取得すると、昇圧工程で設定した所定の圧力に基づいてサンプリング容器内の封入ガスの分圧が求められる。さらに、移送工程前の封入ガスの体積、すなわち、ガス封入管の内容積と、移送工程後の封入ガスの体積と、に基づいて、ガス封入管内に封入されていた封入ガスの圧力が得られる。
【００１５】
また、封入ガスがＸｅを含むことが好ましい。Ｘｅは原子量が１３１．３と非常に重いガスであり、Ｘｅを含む封入ガスを従来のように分析するとＸｅが偏在しやすく、したがって分析精度が悪化しやすいが、本発明の分析方法によれば極めて高精度な分析が可能である。
【００１６】
本発明に係るサンプリング装置は、ガス封入管内に封入された封入ガスをサンプリングする封入ガスのサンプリング装置であって、サンプリング容器と、サンプリング容器とガス封入管とを連通可能とする配管と、を備える。
【００１７】
本発明によれば、上述の分析方法に用いるのに適する。
【００１８】
ここで、配管は、ガス封入管の器壁を破壊する器壁破壊具を有することが好ましい。また、封入ガスがＸｅを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、封入ガスを高い精度で分析できる。したがって、ガス封入管の開発や製造管理に大きく資することができて工業上極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態を図１〜図３を参照して説明する。本実施形態では、ガス封入管としてのプラズマディスプレイパネル１内に封入されたガスを分析対象とする。
【００２１】
図１に示すように、サンプリング装置１００は、プラズマディスプレイパネル１の器壁を破壊する器壁破壊具２、サンプリング容器５、器壁破壊具２とサンプリング容器５とを接続するラインＬ１、ラインＬ１の接続点Ａに接続されたラインＬ２及びラインＬ３を主として備えている。ラインＬ１及び器壁破壊具２がプラズマディスプレイパネル１とサンプリング容器５とを連通する配管Ｐを構成する。
【００２２】
プラズマディスプレイパネル１は、図２に示すように、ガラス板１ａ，１ａ間に封入ガス１ｂが封じ込められたものであり、公知のものを利用可能である。封入ガスは、複数種のガスを含んでいる。封入ガスとしては、Ｘｅ，Ｎｅ，Ｈｅ等の希ガスを主として含むものや、これら希ガスの混合ガスを主として含むもの等が挙げられる。特に、Ｘｅは原子量が１３１．３と重くて偏在しやすいため、従来の如き分析方法ではＸｅを含む封入ガスの分析精度が著しく低下しやすいが、本実施形態によればこのようなＸｅを含む封入ガスの分析精度が極めて向上する。封入ガスの圧力Ｐ１は、例えば、３００００〜７００００Ｐａ程度である。また、プラズマディスプレイパネル１の内容積をＶ１とする。プラズマディスプレイパネル１内には、放電を行わせるための電極１ｅが上下に設けられている。
【００２３】
プラズマディスプレイパネル１のガラス板１ａの表面には、あらかじめ凹部１ｃが形成されている。器壁破壊具２は、図２に示すように、管部２ａを有し、管部２ａはガラス板１ａ上の凹部１ｃを覆うようにガラス板１ａに対して真空用エポキシ接着剤２５により接着されている。管部２ａにはラインＬ１が接続されている。ラインＬ１が真空引きされると、管部２ａ内も真空引きされる。さらに、器壁破壊具２は、管部２ａ内の気密性を保ったまま外部からの操作によってプラズマディスプレイパネル１のガラス板１ａの凹部１ｃを破壊するためのハンマ２ｂを有している。
【００２４】
図１に戻って、サンプリング容器５は、気密性があり、内部を真空にしても破損しない容器である。気密性は、１０−３Ｐａの真空度まで到達できるものが好ましく、１０−５Ｐａの真空度まで到達できるものであることがより好ましい。容量としては、プラズマディスプレイパネル１（ガス封入管）におけるガスが封入される空間の容積（以下、内容積という）の１／１０以上１００倍以下が好ましく、具体的には、１０ｃｍ３以上〜１０００ｃｍ３以下が好ましい。
【００２５】
サンプリング容器５の材質は特に限定されず、例えば、ステンレス、ニッケル等の金属；ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂；ガラス繊維または炭素繊維で強化した合成樹脂；ガラス；アルミナ磁器、ジルコニア磁器等のセラミクス等を使用できる。
【００２６】
ラインＬ１には接続点Ａよりも器壁破壊具２側に開閉可能なバルブＶ１が接続され、接続点Ａよりもサンプリング容器５側に、バルブＶ５及びバルブＶ６が接続されている。バルブＶ５及びバルブＶ６の間には、切り離し可能なジョイントＪ１，Ｊ１が接続されており、ジョイントＪ１の接続を切り離すことによってサンプリング装置１００からのサンプリング容器５の取り外しが可能となっている。
【００２７】
ラインＬ１の接続点Ａに接続するラインＬ３の端部にはバルブＶ４が接続されている。また、ラインＬ３における、バルブＶ４と接続点Ａとの間には低真空用真空計ＧＬ及び高真空用真空計ＧＨが接続されている。さらに、ラインＬ３のバルブＶ４の先には、リファレンスガス供給源８０が接続されたラインＬ８０が接続され、ラインＬ８０には開閉可能なパージバルブＰＶ２を有するパージラインＬ８２が接続されている。リファレンスガスは、プラズマディスプレイパネル１内に封入された成分とは異なる成分のガスであり、例えば、窒素等を用いることができる。
【００２８】
一方、ラインＬ１の接続点Ａに接続されたラインＬ４の端部にはバルブＶ３が接続されている。バルブＶ３の先には、ターボ分子ポンプ３及びロータリポンプ４が接続されている。
【００２９】
また、このサンプリング装置１００は、器壁破壊具２、サンプリング容器５、ラインＬ１、バルブＶ１，Ｖ５，Ｖ６、ジョイントＪ１，Ｊ１、ラインＬ３、バルブＶ４、ラインＬ４、バルブＶ３を、１１０℃以上１５０℃未満の温度に加熱可能なヒータ１０が設けられている。このヒータ１０は、ベーキング用のものであり、各バルブやラインの耐熱温度によっては、これ以上の温度に加熱してベーキングを行ってもよい。
【００３０】
ラインＬ１〜Ｌ４としては、例えば、外径１／４インチのステンレス管等を用いることができ、ジョイントＪ１としてはＶＣＲジョイント等を用いることができる。
【００３１】
続いて、本実施形態に係るサンプリング装置を用いたサンプリング方法について説明する。
【００３２】
まず、バルブＶ４を閉じ、バルブＶ１，Ｖ３，Ｖ５及びＶ６を開け、ターボ分子ポンプ３及びロータリポンプ４を稼動し、ヒータ１０でサンプリング容器５やラインＬ１等をベーキングしながら、サンプリング容器５、ラインＬ１、ラインＬ３、ラインＬ４、及び器壁破壊具２内を、プラズマディスプレイパネル１の内部の圧力Ｐ１よりも十分に低く、例えば、（Ｐ１／１０６）程度以下になるまで減圧する。減圧後の圧力は、１×１０−３Ｐａ、より好ましくは１×１０−５Ｐａ程度にまですることが好ましい。
【００３３】
次に、移送工程を行う。ここでは、ベーキングを行ったまま、バルブＶ３を閉め、その後、器壁破壊具２のハンマ２ｂを操作して、プラズマディスプレイパネル１のガラス板（器壁）１ａの凹部１ｃを破壊し、プラズマディスプレイパネル１の内部とサンプリング容器５の内部とを配管Ｐによって連通し、プラズマディスプレイパネル１内の封入ガスを器壁破壊具２及びラインＬ１を介してサンプリング容器５内に移送する。ここで、封入ガスの体積は、プラズマディスプレイパネル１、器壁破壊具２、ラインＬ１、ラインＬ３、ラインＬ４及びサンプリング容器５の総内容積Ｖ２となる。このときの圧力をＰ２とする。
【００３４】
この移送の際、ラインＬ１は通常細く長く、また、器壁破壊具２により凹部１ｃに形成される開口も通常小さい場合が多い。一方、封入ガスには様々な成分のガスが含まれる。したがって、ガス成分の分子量の差によって、移動しやすさ（コンダクタンス）に差を生じ、分子量の小さいガスがプラズマディスプレイパネル１から最初に流れ出てサンプリング容器５に到達しやすく、分子量の大きいガスがサンプリング容器５に到達しにくい。しかしながら、本実施形態では、移送工程時には、プラズマディスプレイパネル１が分析装置と連通しておらず、また、サンプリング容器５とプラズマディスプレイパネル１との連通を所定時間維持し、サンプリング容器５とプラズマディスプレイパネル１内との間でのガスの拡散や混合を十分に行わせることにより、サンプリング容器５内のガスの組成がプラズマディスプレイパネル１に封入されていたガスの組成とほぼ同じになる。
【００３５】
その後、バルブＶ１を閉め、封入ガスのサンプリングを終了する（遮断工程）。ここで、プラズマディスプレイパネル１とサンプリング容器５との連通を維持する時間、すなわち、プラズマディスプレイパネル１とサンプリング容器５との連通を開始してから連通を遮断するまでの時間は、１秒以上とすることが好ましく、１〜６０分程度とすることがより好ましく、１０〜６０分程度とすることが一層好ましい。
【００３６】
その後、昇圧工程に入る。ここでは、まず、パージバルブＰＶ２を開けた状態でリファレンスガス供給源８０からリファレンスガスをラインＬ８０に供給してラインＬ８０内のガスを十分にラインＬ８０及びパージラインＬ８２からパージした後、パージバルブＰＶ２を閉める。その後、バルブＶ４を少しずつ開放してリファレンスガスをラインＬ３やサンプリング容器５内に供給してサンプリング容器５内を昇圧し、サンプリング容器５内の圧力が所定の圧力Ｐ３、例えば、１気圧に到達したら、バルブＶ４を閉じる。これで昇圧工程が終了する。
【００３７】
そして、その後、バルブＶ５及びＶ６を閉めて、ジョイントＪ１，Ｊ１の結合を解除してサンプリング容器５が接続されたラインＬ１をジョイントＪ１から切り離し、図３の（ａ）又は（ｂ）に示すように、このジョイントＪ１を、分析装置１５０のジョイントＪ２又はジョイントＪ３に接続し、ガスクロマトグラフ分析を行ったり、マススペクトルグラフ分析を行ったりする。
【００３８】
分析装置１５０は、図３の（ａ）に示すように、ジョイントＪ２とガスクロマトグラフ装置８ａとが、バルブＶ１０を有するラインＬ５により接続されている装置である。ジョイントＪ１とジョイントＪ２とを接続した後にバルブＶ６及びバルブＶ１０を開けて、サンプリング容器５内のガスをガスクロマトグラフ装置８ａに送り込んで分析させればよい。
【００３９】
また、分析装置１６０は、図３の（ｂ）に示すように、ジョイントＪ３と四重極質量分析装置８ｂとが、バルブＶ６及びＶ７を有するラインＬ６により接続されている装置である。バルブＶ７とバルブＶ８との間からはバルブＶ８を有するラインＬ７が分岐しており、ラインＬ７の先にはターボ分子ポンプ６及びロータリポンプ７が接続されている。
【００４０】
この場合、あらかじめ、バルブＶ７を閉め、バルブＶ８、Ｖ９を開けた状態で２つのポンプにより真空引きを行い、その後、ジョイントＪ１をジョイントＪ３に接続し、バルブＶ７を開け、その後、バルブＶ６を開けてサンプリング容器５内のガスを四重極質量分析装置８ｂに供給すればよい。
【００４１】
分析装置１５０や１６０で分析する際は、ヒータ１７０を用いてサンプリング容器５を、サンプリング時のベーキング温度よりも高い温度に加熱して、サンプリング容器５内に吸着したガスを十分に放出させることが好ましい。
【００４２】
分析装置１５０を用いた分析によれば、リファレンスガス及び封入ガスによる信号がガスクロマトグラフスペクトルにピークとして現れ、ガスの組成比が判明する。スペクトル全体の強度は、昇圧工程で調整された圧力Ｐ３、例えば、１気圧であるので、ガスの組成比から、サンプリング容器５内のリファレンスガス以外の封入ガスの各成分の分圧及びこれらの分圧の和Ｐ２を取得することができる。
【００４３】
また、分析装置１６０を用いた分析によれば、リファレンスガス及び封入ガスによる信号がマススペクトルにピークとして現れ、ガスの組成比が判明する。マススペクトル全体の強度は、昇圧工程で調整された圧力Ｐ３、例えば、１気圧であるので、ガスの組成比から、サンプリング容器５内のリファレンスガス以外の封入ガスの各成分の分圧及びこれらの分圧の和Ｐ２を取得することができる。
【００４４】
さらに、移送工程において、封入ガスの移送後の体積Ｖ２とプラズマディスプレイパネル１の内容積Ｖ１とはそれぞれ既知であるので、Ｐ１＝Ｐ２・Ｖ２／Ｖ１によりプラズマディスプレイパネル１における封入ガスの圧力Ｐ１を取得できる。
【００４５】
このように、本実施形態によれば、プラズマディスプレイパネル１と分析装置とが連通される前に、プラズマディスプレイパネル１とサンプリング容器５とが連通され、プラズマディスプレイパネル１内の封入ガスがまずサンプリング容器内に移送される。そして、この際に、組成比の均一性を高めるのに十分な時間を与えることができ、プラズマディスプレイパネル１内とサンプリング容器５内とでガスの組成を互いに十分に均一にすることができる。そして、サンプリング容器とガス分析装置との連通を遮断した後、サンプリング容器５と分析装置１５０，１６０とが連通されてサンプリング容器５内のガスが分析装置１５０，１６０に供給される。したがって、プラズマディスプレイパネル１と分析装置１５０，１６０との間が離れている場合でも、プラズマディスプレイパネル１内と殆ど同一のガス組成とされたサンプリング容器５を分析装置１５０，１６０の近くに配置してこのサンプリング容器５から分析装置１５０，１６０にガスを供給できる。したがって、配管による実質的なガスの移送距離を短くでき、封入ガスの分析精度を高めることができる。
【００４６】
特に、本実施形態では、プラズマディスプレイパネル１の壁の一部を破壊して開口を形成することによってプラズマディスプレイパネル１とサンプリング容器５とを連通している。この場合、開口は通常極めて小さいために、この開口においても封入ガスが流れ出す際に抵抗が大きく、プラズマディスプレイパネル１から排出するガスの組成比の不均一性は一層高くなる傾向がある。しかしながら、本実施形態では、プラズマディスプレイパネル１とサンプリング容器５との連通が維持される時間を十分確保すれば開口の小ささは殆ど問題とならない。
【００４７】
また、遮断工程後、分析工程の前に、サンプリング容器内に封入ガスの構成成分とは異なるリファレンスガスを供給してサンプリング容器内を所定の圧力Ｐ３に昇圧する昇圧工程をさらに備えているので、サンプリング容器内の封入ガスの分圧Ｐ２、さらに、ガス封入管内に封入されていた封入ガスの圧力Ｐ１が得られる。
【００４８】
（第二実施形態）
続いて、第二実施形態について説明する。本実施形態の分析システム（サンプリング装置）２００は、第一実施形態に係るサンプリング装置１００に、第一実施形態の分析装置１５０及び分析装置１６０を結合したものである。
【００４９】
具体的には、ラインＬ４のバルブＶ３と接続点Ａとの間に接続点Ｂをさらに設け、接続点Ｂに対して、分析装置１５０のラインＬ５が接続されると共に、接続点Ｂに対して、分析装置１６０のラインＬ６が接続されている。
【００５０】
本実施形態では、ヒータ１０によって、さらに接続点ＢからラインＬ６のバルブＶ７までの部分、及び、接続点ＢからラインＬ５のバルブＶ１０までの部分も加熱可能となっている。
【００５１】
このようなシステムでは、第一実施形態と同様にしてプラズマディスプレイパネル１からサンプリング容器５へ封入ガスを移送し、バルブＶ１を閉じた後、サンプリング容器５を取り外さずに、サンプリング容器５と分析装置１５０及び／又は分析装置１６０とを連通できるので、迅速な測定ができる。また、第一実施形態と同様の作用効果を奏することはいうまでもない。
【００５２】
（第三実施形態）
続いて、第三実施形態について説明する。本実施形態の分析システム（サンプリング装置）３００が第二実施形態にかかる分析システム２００と異なる点は、複数のサンプリング容器５がそれぞれラインＬ１を介して器壁破壊具２と接続されている点である。具体的には、ラインＬ１は、接続点Ａよりもサンプリング容器側で各サンプリング容器５の数に対応して分岐しており、各サンプリング容器５は、それぞれ、サンプリング容器５側から、バルブＶ６、ジョイントＪ１，Ｊ１、及び、バルブＶ５を介して接続点Ａに接続されている。
【００５３】
本実施形態では、ヒータ１０によって、各サンプリング容器５、及び、各ラインＬ１、バルブＶ６、ジョイントＪ１，Ｊ１、バルブＶ５がそれぞれ加熱可能となっている。
【００５４】
この実施形態では、一つのプラズマディスプレイパネル１からの封入ガスを複数のサンプリング容器５に対して分配移送することができ、複数の方法で一つのサンプリングガスを分析するのに適する。また、サンプリングした一部のガスを保存しておくのにも便利である。
【００５５】
（第四実施形態）
本実施形態では、ブロック化された分析システム（サンプリング装置）４００を用いてサンプリング及び分析を行う。
【００５６】
本実施形態の分析システム４００は、器壁破壊部４１０、ガスサンプリング装置部４２０、真空ポンプ部４３０、分析装置１６０を有する。
【００５７】
器壁破壊部４１０は、器壁破壊具２、及び、この器壁破壊具２に接続されたラインＬ４１を備える。ラインＬ４１の途中にはバルブＶ１が接続され、また、ラインＬ４１の端部にはジョイントＪ４１が接続されている。
【００５８】
ガスサンプリング装置部４２０は、サンプリング容器５と、サンプリング容器５の一端に接続されたラインＬ４３及びサンプリング容器５の他端に接続されたラインＬ４５を有する。ラインＬ４５の途中にはバルブＶ１１が接続され、ラインＬ４５の端部にはジョイントＪ４５が接続されている。また、ラインＬ４３の途中には、サンプリング容器５側から順に、バルブＶ６、ジョイントＪ１，Ｊ１、バルブＶ５及びジョイントＪ４３が接続されている。
【００５９】
ラインＬ４３のバルブＶ５とジョイントＪ４３との間には、接続点Ａが設けられ、接続点ＡからはラインＬ４７及びラインＬ４９が分岐している。
【００６０】
ラインＬ４７は、その途中にバルブＶ１０を有し、ラインＬ４７の先端にはジョイントＪ４９が接続されている。一方、ラインＬ４９の途中には、低真空用真空計ＧＬ及び高真空用真空計ＧＨが接続され、ラインＬ４９の先端にはバルブＶ４が設けられている。バルブＶ４の先には、第三実施形態と同様に、ラインＬ８０を介してリファレンスガス供給源８０、が接続され、ラインＬ８０からはパージバルブＰＶ２を有するパージラインＬ８２が分岐している。
【００６１】
真空ポンプ部４３０は、ジョイントＪ５１、及び、このジョイントＪ５１に接続されたラインＬ５１を有し、ラインＬ５１には、ジョイントＪ５１側から、低真空用真空計ＧＬ、高真空用真空計ＧＨ、バルブＶ３、ターボ分子ポンプ３、及びロータリポンプ４が接続されている。ラインＬ５１のバルブＶ３とジョイントＪ５１との間からは、パージバルブＰＶ２を有するパージラインＬ８４が分岐している。
【００６２】
分析装置１６０は、第二実施形態の分析装置１６０と同様である。
【００６３】
そして、器壁破壊部４１０のジョイントＪ４１がガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ４３と接続され、分析装置１６０のジョイントＪ３がガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ４５に接続され、真空ポンプ部４３０のジョイントＪ５１がガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ４９に接続されている。なお、分析装置１６０に代えて、第二実施形態の分析装置１５０を採用してもよく、この場合には、ジョイントＪ２をガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ４５と接続すればよい。
【００６４】
本実施形態では、ヒータ１０によって、サンプリング容器５、バルブＶ７からサンプリング容器５までの部分、器壁破壊具２、器壁破壊具２からサンプリング容器までの部分、ラインＬ４９、ラインＬ４７、ラインＬ５１、及びパージラインＬ８４が加熱されるようになっている。
【００６５】
本実施形態では、ラインＬ４３、及びラインＬ４１及び器壁破壊具２が配管Ｐを構成する。
【００６６】
続いて、本システム４００の使用方法について説明する。ここでは、複数個のプラズマディスプレイパネル１を用意する。そして、プラズマディスプレイパネル１の数に対応して器壁破壊部４１０及びガスサンプリング装置部４２０を用意する。そして、各プラズマディスプレイパネル１に対して器壁破壊部４１０の器壁破壊具２を接着する。作業性を向上させる観点からは、器壁破壊具２を容器に接着してから、ジョイントＪ４１及びバルブＶ１を有するラインＬ４１を器壁破壊具２に接続して器壁破壊部４１０とすることも好ましい。続いて、各器壁破壊部４１０のジョイントＪ４１と各ガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ４３とを接続する。すなわち、各プラズマディスプレイパネル１に応じた、器壁破壊部４１０及びガスサンプリング装置部４２０の組合せＰＡ１，ＰＡ２，…ができることとなる。
【００６７】
その後、最初のサンプルとなるプラズマディスプレイパネル１に関してサンプリングを行う。まず、一つの組合せＰＡ１について、ガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ４９に対して真空ポンプ部４３０のジョイントＪ５１を接続する。
【００６８】
そして、バルブＶ４、Ｖ１１、ＰＶ３を閉じ、バルブＶ５，Ｖ６，Ｖ１，Ｖ１０，Ｖ３を開ける。そして、ヒータ１０により、サンプリング容器５やラインＬ４３等を１１０〜１５０℃の温度範囲でベーキングする。そして、ベーキングしながら、ロータリポンプ４やターボ分子ポンプ３を稼動して、サンプリング容器５やラインＬ４３内を圧力Ｐ１よりも低い圧力、例えば、１０−５Ｐａまで排気する。
【００６９】
続いて、バルブＶ３及びＶ１０を閉めると共にパージバルブＰＶ３を開けて、バルブＶ３とバルブＶ１０間を大気圧に戻し、ジョイントＪ４９及びジョイントＪ５１の接合を切り離し、真空ポンプ部４３０を切り離す。
【００７０】
続いて、器壁破壊具２を操作してプラズマディスプレイパネル１の封入ガスをサンプリング容器５内に移送する。前述した所定時間経過の後、バルブＶ１を閉め、必要に応じて、第一実施形態と同様にして、バルブＶ４を介してリファレンスガス供給源８０からリファレンスガスをサンプリング容器５等の内部に供給して、所定気圧Ｐ３（例えば、１気圧）にまで圧力を上げ、その後、バルブＶ４，Ｖ５，Ｖ６を閉める。
【００７１】
続いて、ガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ４５に対して分析装置１６０のジョイントＪ３を接続する。そして、バルブＶ７，Ｖ８，Ｖ９を開け、サンプリング容器５やラインＬ４５等のさらなる高温でのベーキングを行いつつ、ターボ分子ポンプ６及びロータリポンプ７を用いてバルブＶ１１から四重極質量分析装置８ｂまでの部分を排気する。排気は１０−５Ｐａまで到達させることが好ましい。
【００７２】
その後、バルブＶ１１を開けると共にバルブＶ８、Ｖ９を適切な値に調節して、サンプリング容器５内の封入ガスの分析を第一実施形態と同様に行い、測定終了後分析装置１６０をジョイントＪ３から切り離す。なお、ガスサンプリング装置部４２０のジョイントＪ１を介して他の分析装置１５０と接続することも可能である。
【００７３】
一方、第一のサンプルに係る組合せＰＡ１のガスサンプリング装置部４２０から既に切り離された真空ポンプ部４３０は、２番目のサンプルであるプラズマディスプレイパネル１に係る組合せＰＡ２のガスサンプリング装置部４２０に対して接続され、上述と同様にして排気を行い、その後切り離される。組合せＰＡ２に関しては、その後封入ガスをサンプリング容器５へ移送し、組合せＰＡ１から切り離された分析装置をこの組合せＰＡ２に接続し、ガス分析を行う。一方、組合せＰＡ２から切り離された真空ポンプ部４３０は、組合せＰＡ３に接続される。このように、ある組合せＰＡｎ＋１に対して真空ポンプ部４３０を接続して真空に引いている間に、既に、真空引き及び封入ガスの移送が終了した組合せＰＡｎに対して分析装置１６０を接続して分析を行えるので、第一〜第三実施形態のように、真空ポンプ部とガスサンプリング部とが一体化している場合に比べて、真空ポンプ部の効率的な利用ができる。
【００７４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず様々な変形態様が可能である。例えば、上記実施形態では、ガス封入管として、プラズマディスプレイパネルを採用しているが、これ以外でも、ネオン放電管、蛍光表示管、蛍光灯、液晶ディスプレイのバックライト、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、エキシマレーザー等、内部にガスが封入され管内の電極間に電圧が印加される他の放電管に本発明を好適に適用でき、さらに、放電管でなくても、電球等のガスが封入されたガス封入管であれば本発明を実施可能である。
【００７５】
また、上記実施形態では、器壁破壊具２を用いてガス封入管としてのプラズマディスプレイパネル１の器壁を破壊してガス封入管とサンプリング容器との連通を行っているが、中空針をガス封入管の管壁に貫通させることによって連通させてもよい。また、ガス封入管の製造工程において内部に封入ガスを封入して管を密閉する際に器壁の一部を溶融させることにより形成される封止部であるゲッターバルブをガス封入管が備えている場合にはこのバルブを破壊具により破壊し連通してもよく、さらに、ガス封入管が開閉可能なバルブを備えている場合にはガス封入管のそのバルブを開放することによって連通してもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、昇圧工程を行っているが、昇圧工程は任意である。
【００７７】
また、上記実施形態では、ガス分析装置として、ガスクロマトグラフ装置や四重極質量分析装置を用いているが、これ以外のガス分析装置を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】図１は、第一実施形態に係るサンプリング装置の概略構成図である。
【図２】図２は、図１の器壁破壊具及びその周辺の拡大図である。
【図３】図３は、第一実施形態に係る分析システムの概略構成図であり、（ａ）はガスクロマトグラフを有する分析システム、（ｂ）は四重極質量分析装置を有する分析システムである。
【図４】図４は、第二実施形態に係るサンプリングシステムの概略構成図である。
【図５】図５は、第三実施形態に係るサンプリングシステムの概略構成図である。
【図６】図６は、第四実施形態に係るサンプリングシステムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…プラズマディスプレイパネル、１ａ…器壁、１ｃ…凹部、５…サンプリング容器、Ｐ…配管、１５０…ガスクロマトグラフ装置（ガス分析装置）、１６０…四重極質量分析装置（ガス分析装置）、１００…サンプリング装置、２００、３００，４００…分析システム（サンプリング装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス封入管内に封入された封入ガスを分析する封入ガスの分析方法であって、
前記ガス封入管と、前記ガス封入管よりも内圧が低くされたサンプリング容器と、を配管により連通させて前記ガス封入管内の封入ガスを前記サンプリング容器に移送する移送工程と、
前記ガス封入管と前記サンプリング容器との連通を遮断する遮断工程と、
前記遮断工程の後に、前記サンプリング容器とガス分析装置とを連通させて前記サンプリング容器内の封入ガスの分析をする分析工程と、
を備える封入ガスの分析方法。
【請求項２】
前記移送工程では、前記ガス封入管の壁の一部を破壊することによって前記ガス封入管と前記サンプリング容器とを連通する請求項１に記載の封入ガスの分析方法。
【請求項３】
前記ガス封入管と前記サンプリング容器とを連通させてから前記連通を遮断するまでの時間が１秒以上である請求項１又は２に記載の封入ガスの分析方法。
【請求項４】
前記遮断工程後、前記分析工程の前に、前記サンプリング容器内に前記封入ガスの構成成分とは異なるリファレンスガスを供給して前記サンプリング容器内を所定の圧力に昇圧する昇圧工程をさらに備える請求項１〜３の何れかに記載の封入ガスの分析方法。
【請求項５】
前記封入ガスはＸｅを含む請求項１〜４のいずれかに記載の封入ガスの分析方法。
【請求項６】
ガス封入管内に封入された封入ガスをサンプリングする封入ガスのサンプリング装置であって、
サンプリング容器と、前記サンプリング容器と前記ガス封入管とを連通可能とする配管と、を備えるサンプリング装置。
【請求項７】
前記配管は、前記ガス封入管の器壁を破壊する器壁破壊具を有する請求項６に記載のサンプリング装置。
【請求項８】
前記封入ガスはＸｅを含む請求項６又は７に記載のサンプリング装置。
【請求項１】
ガス封入管内に封入された封入ガスを分析する封入ガスの分析方法であって、
前記ガス封入管と、前記ガス封入管よりも内圧が低くされたサンプリング容器と、を配管により連通させて前記ガス封入管内の封入ガスを前記サンプリング容器に移送する移送工程と、
前記ガス封入管と前記サンプリング容器との連通を遮断する遮断工程と、
前記遮断工程の後に、前記サンプリング容器とガス分析装置とを連通させて前記サンプリング容器内の封入ガスの分析をする分析工程と、
を備える封入ガスの分析方法。
【請求項２】
前記移送工程では、前記ガス封入管の壁の一部を破壊することによって前記ガス封入管と前記サンプリング容器とを連通する請求項１に記載の封入ガスの分析方法。
【請求項３】
前記ガス封入管と前記サンプリング容器とを連通させてから前記連通を遮断するまでの時間が１秒以上である請求項１又は２に記載の封入ガスの分析方法。
【請求項４】
前記遮断工程後、前記分析工程の前に、前記サンプリング容器内に前記封入ガスの構成成分とは異なるリファレンスガスを供給して前記サンプリング容器内を所定の圧力に昇圧する昇圧工程をさらに備える請求項１〜３の何れかに記載の封入ガスの分析方法。
【請求項５】
前記封入ガスはＸｅを含む請求項１〜４のいずれかに記載の封入ガスの分析方法。
【請求項６】
ガス封入管内に封入された封入ガスをサンプリングする封入ガスのサンプリング装置であって、
サンプリング容器と、前記サンプリング容器と前記ガス封入管とを連通可能とする配管と、を備えるサンプリング装置。
【請求項７】
前記配管は、前記ガス封入管の器壁を破壊する器壁破壊具を有する請求項６に記載のサンプリング装置。
【請求項８】
前記封入ガスはＸｅを含む請求項６又は７に記載のサンプリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１０５７５（Ｐ２００７−１０５７５Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９４１６１（Ｐ２００５−１９４１６１）
【出願日】平成１７年７月１日（２００５．７．１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【出願人】（３９００００６８６）株式会社住化分析センター (72)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１日（２００５．７．１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【出願人】（３９００００６８６）株式会社住化分析センター (72)
【Ｆターム（参考）】
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