CN202808586U - 料片及使用其的料片一体型排气管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为具有贯通孔(11)的料片(1),其特征在于,料片(1)至少包含铋系玻璃和耐火性填料,在料片(1)的任意的面上形成有凹部(12),满足(凹部的内尺寸B)/(贯通孔的尺寸A)≥1.25的关系。
Description
技术领域
本实用新型涉及料片及使用其的料片一体型排气管,尤其涉及等离子显示器面板(以下称为PDP)、有机EL显示器、场致发射显示器、荧光显示管等显示装置的排气管密封中适合的料片及使用了其的料片一体型排气管。
背景技术
PDP等显示装置中,为了使其内部排气、或在排气后填充气体,安装有由玻璃管构成的排气管。该排气管以设置在面板背面的排气孔的位置与排气管的前端部的内孔的位置一致的方式进行安装。
在安装排气管时,要求尽量消除排气管的倾斜偏差以能够容易进行排气设备的连接工序等,和确保接合部分的气密性以不降低面板的发光能力。另外,需要注意在后续工序中排气管折损、或安装部分脱落。
作为在面板中使排气管密封的方法,以往对将包含铅系玻璃粉末和耐火性填料的复合粉末材料成型为规定形状的冲压体后,使用了利用热处理炉等烧结而成的料片。这样的料片中,通常形成有可插入排气管的贯通孔,并使该料片的贯通孔与面板的排气孔的位置一致,进而使排气管的前端部的位置对准于料片的贯通孔的位置后,在料片的贯通孔内插入排气管的前端部,通过在该状态下烧成料片使其软化流动,由此使排气管密封在面板上(参照专利文献1~3)。
但是,从环境的观点出发,要求从玻璃组成中除去PbO,以至开发了铋系玻璃。根据专利文献4等,铋系玻璃具有与铅系玻璃同等的化学耐久性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平5-205667号公报
专利文献2:日本特开平6-139924号公报
专利文献3:日本特开2001-253724号公报
专利文献4:日本特开平8-59294号公报
实用新型内容
实用新型所要解决的问题
不过,近年来,在PDP的技术领域中,正在进行通过使排气工序高温化来提高显示器的亮度特性的研究。铋系玻璃与铅玻璃相比,具有:即便使排气工序高温化,也不容易在排气工序中被引入到面板的排气孔且不容易污染面板内部的倾向。
但是,铋系玻璃与铅系玻璃相比,具有在密封工序中难以软化流动的性质。因此,作为料片材质,使用铋系玻璃时,排气管与面板的密封强度变得不充分,容易使密封部分的可靠性下降。
因此,本实用新型的技术课题在于,提供一种作为料片的材质,其即使使用铋系玻璃也能够确保排气管与面板的密封强度的料片。
用于解决问题的方法
本实用新型人等发现:作为料片的材质,采用铋系玻璃和耐火性填料,同时将料片加工成规定形状,由此可解决上述技术问题,并提出了本实用新型。即,本实用新型的料片为具有贯通孔的料片,其特征在于料片至少含有铋系玻璃和耐火性填料,在料片的任意面上形成有凹部,并满足:(凹部的内尺寸)/(贯通孔的尺寸)≥1.25的关系。这里,“铋系玻璃”是指玻璃组成中的Bi2O3的含量为20摩尔%以上的玻璃。“凹部的内尺寸”是指凹部的宽度方向的最大尺寸(参照图1(b))。“贯通孔的尺寸”是指贯通孔的宽度方向的最大尺寸(参照图1(b))。
本实用新型的料片含有铋系玻璃和耐火性填料。这样的话,可以使料片的粘度特性适宜。即,料片在约420~490℃的温度区域容易流动,即便在约450~520℃的温度区域高温排气,也难以引入到面板的排气孔。其结果是,除了防止荧光体等热劣化,还可以密封排气管,而且可以利用高温排气提高显示器的亮度特性。需要说明的是,如果添加耐火性填料,则容易使料片的热膨胀系数适宜。
对本实用新型的料片而言,在料片的任意面上形成有凹部。这样的话,由于可适当地收容排气管的前端部,所以容易使面板与排气管密封。另外,由于料片配置在排气管的底面,所以排气管的密封强度得以提高。
本实用新型的料片的(凹部的内尺寸)/(贯通孔的尺寸)的值为1.25以上。这样的话,密封时位于排气管的底面的铋系玻璃的量增多,所以可以补充铋系玻璃的流动不足。其结果是可以显著提高排气管的密封强度。
第二,本实用新型的料片优选满足:(凹部的内尺寸)/(贯通孔的尺寸)≤2.0的关系。这样的话,容易防止高温排气时料片到达面板的排气孔而污染面板内部的情况发生。
第三,本实用新型的料片从上方看时,贯通孔与凹部优选成为大致同心圆状。如果这样的话,容易使排气管的内孔与料片的贯通孔的中心位置对准,容易减少排气管的安装不良的情况。
第四,本实用新型的料片优选满足:0.20<(凹部的深度)/(料片的高度)<0.60的关系。(凹部的深度)/(料片的高度)的值如果超过0.20,则容易将排气管固定于凹部。另一方面,(凹部的深度)/(料片的高度)的值如果小于0.60,则容易防止料片(特别是凹部的上部)的缺损。这里,“凹部的深度”是指凹部的厚度方向的最大尺寸(参照图1(b))。“料片的高度”是指料片厚度方向的最大尺寸(参照图1(b))。
第五,本实用新型的料片的玻璃化温度优选350℃以上。如果这样的话,则即便在约450~520℃的温度区域进行高温排气,料片也难以引入到面板的排气孔。这里,“玻璃化温度”是指用推杆式热膨胀系数测定(TMA)装置测定的值。
第六,本实用新型的料片的铋系玻璃以摩尔%计优选含有Bi2O330~60%、B2O310~35%、ZnO 1~35%作为玻璃组成。如果这样的话,铋系玻璃(或者料片)在约420~490℃的温度区域中变得容易流动,而且即便在约450~520℃的温度区域进行高温排气,也难以引入到面板的排气孔。
第七,本实用新型的料片的耐火性填料优选为选自堇青石、锆石、氧化锡、氧化铌、磷酸锆、磷酸钨酸锆、NbZr(PO4)3中的一种或二种以上。这些耐火性填料具有与铋系玻璃的适应性良好且在密封工序中难以使铋系玻璃失透的性质。
第八,本实用新型的料片优选用于排气管的密封。
第九,本实用新型的料片优选用于PDP的排气管的密封。
第十,本实用新型的料片一体型排气管,其特征在于,所述料片一体型排气管包括一端具有扩径部的排气管、和料片,所述料片为上述任一项所述的料片,而且排气管的扩径部的一部分固定在形成于料片上的凹部。如果这样的话,面板安装时,不需要料片的贯通孔与排气管的内孔的中心位置对准,因此可以使排气管的安装作业简单化。另外,容易相对于面板垂直安装排气管。
第十一,本实用新型的料片一体型排气管,其特征在于,料片的热膨胀系数比排气管的热膨胀系数低5~20×10-7/℃。如果这样的话,会在密封部分施加适当的压缩应力,提高密封部分的可靠性。这里,“热膨胀系数”是指30~300℃的温度范围时的平均热膨胀系数。
附图说明
图1为表示本实用新型的实施方式的料片的形态的示意图。(a)是使凹部在上从上方看到的示意图,(b)是(a)的X-X方向的剖面示意图。
图2是表示本实用新型的实施方式的料片一体型排气管的剖面示意图。
符号说明
1料片
11贯通孔
12凹部
A贯通孔的尺寸
B凹部的内尺寸
C料片的高度
D凹部的深度
2排气管
21扩径部
具体实施方式
图1(a)、(b)为表示本实用新型的实施方式的料片的形态示意图。如该图所示,本实施方式的料片1中,形成有贯通孔11。在料片1的上面,形成有与贯通孔11成为同心圆状的凹部12。料片1的凹部12中,在面板的安装时排气管的前端部被收容。贯通孔11的尺寸A相当于贯通孔11的内径。凹部12的内尺寸B相当于凹部12的内径。料片1的高度C相当于料片1的厚度。凹部12的深度D相当于距凹部底面的高度。
本实施方式的料片1中,(凹部的内尺寸B)/(贯通孔的尺寸A)的值为1.25以上,优选1.265以上、更优选1.28以上、更优选1.30以上、更优选1.31以上,特别优选1.32以上。(凹部的内尺寸B)/(贯通孔的尺寸A)的值过小时,密封时位于排气管的底面的铋系玻璃的量降低,所以难以补充铋系玻璃的流动不足。其结果是排气管的密封强度下降。
本实施方式的料片1中,(凹部的内尺寸B)/(贯通孔的尺寸A)的值为2.0以下,优选1.8以下、更优选1.7以下、更优选1.6以下、更优选1.55以下,特别优选1.5以下。(凹部的内尺寸B)/(贯通孔的尺寸A)的值过大时,高温排气时料片1容易到达面板的排气孔,容易发生污染面板内部的情况。
本实施方式的料片1中,(凹部的深度D)/(料片的高度C)的值超过0.20,优选0.24以上、更优选0.26以上、更优选0.28以上,特别优选0.30以上。(凹部的深度D)/(料片的高度C)的值过小时,使排气管固定于料片1的凹部12时,容易发生排气管的位置偏离等。
本实施方式的料片1中,(凹部的深度D)/(料片的高度C)的值小于0.60,优选0.50以下、更优选0.44以下、更优选0.40以下,特别优选0.38以下。(凹部的深度D)/(料片的高度C)的值过大时,料片1(特别是凹部12的上部)的机械强度容易下降。
本实施方式的料片1中,玻璃化温度优选为350℃以上、更优选357℃以上、更优选362℃以上、特别优选365℃以上。玻璃化温度过低时,在约450~520℃的温度区域进行高温排气时,料片容易被引入到面板的排气孔。其中,玻璃化温度优选为400℃以下,特别优选390℃以下。玻璃化温度过高时,料片在约420~490℃的温度区域难以进行流动。
本实施方式的料片1中,填充率优选80%以上、更优选84%以上、更优选86%以上、更优选88%以上、特别优选89%以上。填充率过低时,料片1的机械强度容易降低。这里,“填充率”是指用(料片的体积比重(嵩比重))/(料片的比重)的式子算出的值。
本实施方式的料片1优选非结晶性的材料。如果这样的话,排气管的密封强度提高,而且容易防止在密封工序中玻璃上不当地析出结晶,以至发生密封不良的情况。这里,“非结晶性”是指对料片1进行粉碎、分级,得到利用激光衍射法(体积)进行的平均粒径D50为5μm的粉末后,对该粉末进行差示热分析装置的测定(大气中,升温速度10℃/分钟、从室温开始测定),直至530℃也未出现结晶化峰的性质。
本实施方式的料片1中,铋系玻璃作为玻璃组成以摩尔%计,优选含有Bi2O3 30~60%、B2O3 10~35%、ZnO 1~35%。以下对如上所述限定各成分的含有范围的理由进行说明。需要说明的是,玻璃组成范围的说明中,%表示是指摩尔%。
Bi2O3是用于使软化点下降的主要成分。Bi2O3的含量为30~60%,优选36~55%,特别优选37~52%。Bi2O3的含量过少时,软化点过高,在约420~490℃的温度区域容易使流动性下降。另一方面,Bi2O3的含量过多时,容易在烧成时使玻璃失透,由于该失透,容易使流动性下降。或者在约450~520℃的温度区域进行高温排气时,玻璃容易被引入到面板的排气孔。
B2O3是作为玻璃形成成分的必需成分。B2O3的含量为10~35%,优选为15~30%,特别优选为18~28%。B2O3的含量过少时,难以形成玻璃网络,所以容易在烧成时使玻璃失透。或者,在约450~520℃的温度区域进行高温排气时,玻璃容易被引入到面板的排气孔。另一方面,B2O3的含量过多时,玻璃的粘性增大,在约420~490℃的温度区域流动性容易下降。
ZnO为提高耐失透性的成分。ZnO的含量优选1~35%、更优选5~30%、更优选10~25%,特别优选13~25%。其含量少于1%、或者多于35%时,玻璃组成的成分平衡受损失,容易使耐失透性下降。
除了上述成分以外,还可以添加例如以下的成分。
虽然SiO2是提高耐水性的成分,但具有使软化点不当上升的作用。因此,SiO2的含量优选0~4%、更优选0~3%、更优选0~2%,特别优选0~1%。另外,SiO2的含量过多时,在烧成时玻璃容易失透。
CuO+Fe2O3(CuO与Fe2O3的合计量)为提高耐失透性的成分。CuO+Fe2O3的含量优选0~25%、更优选0.01~15%,特别优选0.1~10%。为了使Bi2O3-B2O3-ZnO系玻璃的软化点下降,需要在玻璃组成中大量导入Bi2O3,但使Bi2O3的含量增加时,容易在烧成时使玻璃失透,由于该失透,流动性容易下降。特别是在Bi2O3的含量为30%以上时,该倾向变显著。作为该对策,如果适量添加CuO+Fe2O3,则Bi2O3的含量即变为30%以上,也可以有效抑制玻璃的失透。需要说明的是,CuO+Fe2O3的含量过多时,则玻璃组成的成分平衡受损,相反耐失透性容易下降。
CuO为提高耐失透性的成分。CuO的含量优选0~15%、更优选0.5~12%,特别优选3~10%。CuO的含量过多时,玻璃组成的成分平衡受损,相反耐失透性容易下降。
Fe2O3为提高耐失透性的成分。Fe2O3的含量优选0~10%、更优选0.1~10%,特别优选0.3~2%。Fe2O3的含量过多时,则玻璃组成的成分平衡受损,相反耐失透性容易下降。
Al2O3为提高耐水性的成分。Al2O3的含量优选0~10%、更优选0~5%,特别优选0~2%。Al2O3的含量过多时,则软化点有可能不当上升。
BaO为提高耐失透性的成分。BaO的含量优选0~20%,特别0.1~14%。BaO的含量过多时,则玻璃组成的成分平衡受损,相反耐失透性容易下降。
Sb2O3为提高耐失透性的成分。Sb2O3的含量优选0~5%,特别优选0.1~2%。Sb2O3的含量过多时,则玻璃组成的成分平衡受损,相反耐失透性容易下降。
CeO2为提高耐失透性的成分。CeO2的含量优选0~5%,特别优选0.1~2%。CeO2的含量过多时,则玻璃组成的成分平衡受损,相反耐失透性容易下降。
在本实施方式的料片1中,耐火性填料优选为选自堇青石、锆石、氧化锡、氧化铌、磷酸锆、磷酸钨酸锆、NbZr(PO4)3中的一种或二种以上,尤其是从与铋系玻璃的适合性的观点出发,优选堇青石或硅锌矿。
本实施方式的料片1中,铋系玻璃与耐火性填料的比例,以体积%计优选40~99.9%∶0.1~60%、更优选45~90%∶10~55%、更优选50~80%∶20~50%,特别优选50~70%∶30~50%。耐火性填料的含量过少时,难以享受到由耐火性填料带来的效果(尤其是使料片1的热膨胀系数下降的效果、使料片1的机械强度下降的效果)。另一方面,耐火性填料的含量过多时,铋系玻璃的比例相对地减少,因此在密封工序中料片1难以流动。
本实施方式的料片1优选基本上不含PbO。如果这样的话,可以满足近年来环境的要求。需要说明的是,“基本上不含PbO”是指料片1中的PbO的含量为1000ppm(质量)以下的情况。
料片通常可通过多次的热处理来制作。首先,使由铋系玻璃构成的粉末、和耐火性填料等,对复合粉末材料进行制作。然后,在该复合粉末材料中添加树脂、溶剂,形成浆料。之后,将该浆料投入喷雾式干燥机等的造粒装置,制作颗粒。此时,颗粒在使溶剂挥发的温度(100~200℃左右)下干燥。进而,所制作的颗粒投入设计成规定的尺寸的模具后,干式冲压成型成规定形状,制作冲压体(プレス体)。然后,利用带式炉等的热处理炉,使该冲压体中残存的树脂分解挥发之后,在复合粉末材料的软化点附近的温度进行烧结。这样一来,可以制作规定形状的料片。另外,也可以使烧结次数为多次。如果这样的话,料片的机械强度提高,容易防止料片的缺损。
作为用于制作颗粒的树脂,优选为丙烯酸酯(丙烯酸树脂)、乙基纤维素、聚乙二醇衍生物、硝基纤维素、聚甲基苯乙烯、聚碳酸亚乙酯、甲基丙烯酸酯等。
用于颗粒的制作的溶剂,优选N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)、α-萜品醇、高级醇、γ-丁内酯(γ-BL)、四氢化萘、丁基咔必醇乙酸酯、乙酸乙酯、乙酸异戊酯、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、苄醇、甲苯、3-甲氧基-3-甲基丁醇、水、三乙二醇单甲基醚、三乙二醇二甲基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单丁基醚、三丙二醇单甲基醚、三丙二醇单丁基醚、碳酸亚丙酯、二甲亚砜(DMSO)、N-甲基-2-吡咯烷酮等。
如图2所示,本实施方式的料片1优选与排气管2一体化,作为料片一体型排气管使用。此时,优选使排气管2的一端扩径化,同时该扩径部21的一部分被固定于料片1的凹部12。在排气管2的一端设置扩径部21时,容易在料片1的凹部12内安装排气管2。从加工性的观点出发,排气管2的扩径部21优选喇叭形状或凸缘形状。
作为料片一体型排气管的制造方法,优选使排气管2的扩径部21的一部分在与料片1的凹部12接触的状态下进行热处理的方法,此时,优选用夹具固定排气管2,在该状态的排气管2上固定料片1,并进行热处理的方法。固定排气管2的夹具优选不会使料片1未熔融的材质,例如优选碳夹具等。另外,排气管2与料片1的固接可以在料片1的软化点附近进行短时间,例如5~10分钟左右。
制作本实施方式的料片一体型排气管时,优选料片1的烧结、料片1与排气管2的一体化不在同一工序进行。如果这样的话,可以容易减少料片一体型排气管的制品尺寸的不均。
作为排气管2,优选使碱金属氧化物的含量为规定量的SiO2-Al2O3-B2O3系玻璃,特别优选日本电气硝子株式会社制FE-2。该排气管2的热膨胀系数为85×10-7/℃,耐热温度为550℃,尺寸为例如外径5mm、内径3.5mm。作为使排气管2的一端扩径化的方法,可以采用各种的方法。特别是边使排气管2的一端旋转边使用煤气燃烧器进行加热,使用各种夹具加工成规定形状的方法,由于其批量生产性优异,所以优选。
本实施方式的料片一体型排气管中,料片1的热膨胀系数优选比排气管2的热膨胀系数低5~20×10-7/℃(尤其是低10~15×10-7/℃)。料片1的热膨胀系数为上述范围外时,在密封部分形成有不当的应力,密封部分的可靠性容易降低。
【实施例】
以下,对本实用新型的实施例进行说明。需要说明的是,以下的实施例仅仅是例示。本实用新型不受以下的实施例任何限定。
表1示出本实用新型的实施例(试样No.1~8)及比较例(试样No.9、10)。需要说明的是,对试样No.1、2、4、9而言,玻璃化温度为370℃,热膨胀系数为73×10-7/℃,对试样No.5、7、8而言,玻璃化温度为370℃,热膨胀系数为73×10-7/℃。试样No.10为以往的铅系玻璃(日本电气硝子株式会社制GA-0963)。试样No.1~10为非晶性。
【表1】
首先,准备表中的铋系玻璃的粉末和耐火性填料。铋系玻璃的玻璃组成(A)以摩尔%计为Bi2O3 38.2%、B2O3 26.9%、ZnO 18.4%、BaO 8.8%、CuO 6.5%、Fe2O3 0.7%、Sb2O3 0.5%,平均粒径D50为约5μm。铋系玻璃的玻璃组成(B)以摩尔%计为Bi2O3 41.9%、B2O3 22.2%、ZnO 23.5%、BaO2.8%、CuO 8.5%、Fe2O3 0.7%、Sb2O3 0.5%,平均粒径D50为约4.5μm。硅锌矿与堇青石的平均粒径D50为约8μm。添加表中的铋系玻璃和表中的耐火性填料并混合,制作了复合粉末材料。然后,在该复合粉末材料中添加树脂、溶剂,形成浆料后,将该浆料投入到喷雾式干燥机等的造粒装置中,制作了颗粒。接下来将得到的颗粒投入到规定的模具中后,干式冲压成型成规定形状,制作了能够成为图1所述的形状的冲压体。最后,用热处理炉使该冲压体中残存的树脂分解挥发后,在复合粉末材料的软化点附近的温度进行烧结,得到了具有表中的尺寸的料片(试样No.1~10)。需要说明的是,这些料片的填充率为90%。对于这些料片,评价了机械强度、独立稳定性、密封强度、及引入性。
如以下述,对机械强度进行了评价。使料片距离上方1m处下落到混凝土上3次,料片中没有发生缺损的试样评价为“○”,稍微产生缺损的试样评价为“△”,产生缺损的试样评价为“×”。
如下所述,对独立稳定性进行了评价。在料片的凹部收容了相当于图2所述的形状的排气管(日本电气硝子株式会社制FE-2)的前端部。需要说明的是,排气管的前端部的外径与凹部的内尺寸相同,排气管的壁厚为1mm。另外,排气管的材质为日本电气硝子株式会社制FE-2。然后,将该独立状态的料片和排气管放置在高应变点(高歪点)的玻璃板上,而且用热处理炉在530℃烧成30分钟中。其结果是,排气管没有发生倾斜的试样评价为“○”,稍微倾斜的试样评价为“△”,发生较大的倾斜的试样评价为“×”。
如下所述,对密封强度进行了评价。在料片的凹部收容了具有相当于图2的形状的排气管(日本电气硝子株式会社制FE-2)的前端部。需要说明的是,排气管的前端部的外径与凹部的内尺寸相同,壁厚为1mm。然后,将该独立状态的料片与排气管放置在高应变点的玻璃板上,利用热处理炉在500℃烧成30分钟。最后,将距离高应变点的玻璃板5cm的位置作为起点,对使排气管倒下(引き倒す)时的倒下强度进行测定,倒下强度为与试样No.10同等以上的样品评价为“○”,比试样No.10差的样品评价为“×”。
如下所述,对引入性进行评价。在具有的孔的高应变点的玻璃板上放置各料片。此时,以高应变点玻璃板的孔与料片的贯通孔的中心匹配的方式进行放置。然后,对该状态的料片在500℃烧成30分钟。最后,对烧成后的料片与高应变点玻璃板的内孔的最短距离进行测定,该距离比试样No.10长的试样评价为“○”,与试样No.10同等的试样评价为“△”,比试样No.10短的试样评价为“×”。需要说明的是,认为虽然该评价在大气中进行,但即使是在排气工序等的减压环境下也显示同样的倾向。
由表1明显可知,对试样No.1~8而言,(凹部的内尺寸)/(贯通孔的尺寸)的值为1.25以上,因此密封强度的评价为良好。另一方面,对试样No.9而言,(凹部的内尺寸)/(贯通孔的尺寸)的值小于1.25,因此密封强度的评价为不良。
Claims (7)
1.一种料片,其为具有贯通孔的料片,其特征在于,
所述料片至少含有铋系玻璃和耐火性填料,
在料片的任一个面上形成有凹部,并满足:凹部的内尺寸/贯通孔的尺寸≥1.25的关系。
2.如权利要求1所述的料片,其特征在于,满足:凹部的内尺寸/贯通孔的尺寸≤2.0的关系。
3.如权利要求1或2所述的料片,其特征在于,贯通孔与凹部形成为大致同心圆状。
4.如权利要求1或2所述的料片,其特征在于,满足:0.20<凹部的深度/料片的高度<0.60的关系。
5.如权利要求1或2所述的料片,其特征在于,玻璃化温度为350℃以上。
6.一种料片一体型排气管,其特征在于,所述料片一体型排气管包括一端具有扩径部的排气管和料片,所述料片为权利要求1~5中任一项所述的料片,并且排气管的扩径部的一部分固定在形成于料片上的凹部。
7.如权利要求6所述的料片一体型排气管,其特征在于,料片的热膨胀系数比排气管的热膨胀系数低5~20×10-7/℃。
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