JP2005263613A - ガラススペーサーおよびその製造方法、ならびにフィールドエミッションディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸化物基準のモル百分率表示で本質的にSiO2およびTiO2の含有率の合計が50〜80%であるSiO2−TiO2系ガラスの予備成形体をガラス軟化点以上の温度に加熱して延伸成形し、次いで水素ガス雰囲気中、または水素ガスおよび窒素ガスの混合雰囲気中で還元熱処理する。還元熱処理の温度は600〜900℃が好ましい。
【選択図】なし
Description
SiO2はガラスの骨格を形成し、ガラスの安定性および化学耐久性を向上させる成分であり、必須である。その含有率は20〜50%である。20%未満ではガラスの安定性または化学耐久性が低下する。好ましくは25%以上である。50%超では、TiO2または、Nb2O5の含有量が少なくなり還元熱処理しても所望の表面抵抗率まで低下しない。
アノード電極33に用いられる透明電極としては、たとえば厚さが0.01〜100μmであるITO(Inドープ酸化スズ)膜が挙げられる。
カソード電極34に用いられる電極としては、たとえば厚さが0.01〜100μmであるAl、Ag等の金属膜、ITO(Inドープ酸化スズ)膜が挙げられる。
絶縁層38は、ゲート電極39をエミッタ36に対し所望の位置に設け、かつゲート電極39をカソード電極34と電気的に絶縁するためのものであり、たとえば厚さが0.1〜100μmである酸化物セラミックス膜、PbO−SiO2−RO系低融点ガラス膜である。ここで、ROはアルカリ土類金属酸化物である。
SiO2:30モル%、TiO2:40モル%、CaO:7.5モル%、SrO:7.5モル%、BaO:15モル%となるように原料を調合し、白金または白金、ロジウムるつぼを用いて電気炉内で大気雰囲気下で1400℃で5時間攪拌しながら熔解する。次いで熔融ガラスを流し出して板状に成形し徐冷する。
SiO2:30モル%、TiO2:40モル%、CaO:7.5モル%、SrO:7.5モル%、BaO:15モル%となるように原料を調合したものに全原料100gに対しカーボンを2g添加したものを、白金または白金、ロジウムるつぼを用いて電気炉内で大気雰囲気下で1400℃で5時間攪拌しながら熔解する。次いで熔融ガラスを流し出して板状に成形し徐冷する。
SiO2:30モル%、TiO2:40モル%、CaO:7.5モル%、SrO:7.5モル%、BaO:15モル%になるように原料を調合したものに全原料100gに対しカーボンを2g添加したものを、白金または白金、ロジウムるつぼを用いて電気炉内で大気雰囲気下で1400℃で5時間攪拌しながら熔解する。次いで熔融ガラスを流し出して板状に成形し徐冷する。
SiO2:30モル%、TiO2:40モル%、CaO:7.5モル%、SrO:7.5モル%、BaO:15モル%になるように原料を調合し、アルミナつぼを用いて電気炉内で10−12気圧の酸素分圧の雰囲気下で1400℃で5時間熔解する。次いで熔融ガラスを流し出して板状に成形し徐冷する。
下記の表2〜表5に示す含有率(モル%表示)となるように、ガラス原料として通常用いられている酸化物、炭酸塩、硫酸塩および硝酸塩からなる原料を調合し、白金または白金、ロジウムるつぼを用いて電気炉内で、大気雰囲気下において1400℃で5時間攪拌しながら熔解する。次いで熔融ガラスを流し出して板状に成形し徐冷し、例5〜例15の実施例および例16〜例22の比較例を作製する。これらガラスの一部を用いて測定できる平均線膨張係数α(単位:10−7/℃)およびガラス転移点Tg(単位:℃)およびヤング率E(単位:GPa)を表2〜表5に示す。なお、平均線膨張係数αおよびガラス転移点Tgの測定は下記の方法で行う。ヤング率Eは超音波パルス法で測定する。
上記の方法で得た板材を35×3×400mmのサイズに鏡面研磨し、予備成形体を作製する。該予備成形体を図1に示す延伸成形装置に導入し、送りロールスピードを2mm/分で加熱炉に送り軟化させながら、延伸ロールスピード500mm/分で延伸する。次いで、各々50mmの長さに切断し、2×0.2×50mmのサイズのガラススペーサーを作製する。得られたガラススペーサーの外観を光学顕微鏡で観察し、失透が認められいものを○、失透が認められるものを△とする。なお、多量の失透発生により所望の形状に安定的に延伸成形できない場合は×とする。これらの失透発生の状態を表2〜表5に示す。
2:延伸成形体
3:送りロール
4:延伸ロール
5:加熱炉
11:ガラススペーサー
13:石英管
14:サンプル導入部
16:還元熱処理用ガス導入部
17:排気部
19:加熱ヒーター
21:バルブ
31:前面基板
32:背面基板
33:アノード電極
34:カソード電極
35:スペーサー
36:エミッタ
37:蛍光体
38:絶縁層
39:ゲート電極
30:アノードパネル
40:エミッタパネル
Claims (12)
- 酸化物基準のモル百分率表示で本質的にSiO2およびTiO2の含有率の合計が50〜80%であるSiO2−TiO2系ガラスの予備成形体を、粘度が105〜108Pa・sになるように加熱して延伸成形し、次いで水素ガス雰囲気中、または水素ガスおよび不活性ガスの混合雰囲気中で還元熱処理することを特徴とするガラススペーサーの製造方法。
- 前記不活性ガスが、窒素ガスである請求項1に記載のガラススペーサーの製造方法。
- 前記SiO2−TiO2系ガラスが、下記酸化物基準のモル百分率表示で本質的に、
SiO2: 20〜50%、
TiO2: 25〜45%、
Nb2O5: 0〜10%、
MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO: 20〜50%、
B2O3+Al2O3: 0〜10%、および
ZrO2: 0〜10%からなり、かつSiO2+TiO2: 50〜80%である請求項1または請求項2に記載のガラススペーサーの製造方法。 - 前記還元熱処理の温度が、600〜900℃である請求項1〜3に記載のガラススペーサーの製造方法。
- 前記還元熱処理の温度が、前記SiO2−TiO2系ガラスの軟化点未満である請求項1〜4に記載のガラススペーサーの製造方法。
- 前記還元熱処理の時間が、1〜5時間である請求項1〜5に記載のガラススペーサーの製造方法。
- 下記酸化物基準のモル百分率表示で本質的に、
SiO2: 20〜50%、
TiO2: 25〜45%、
Nb2O5: 0〜10%、
MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO: 20〜50%、
B2O3+Al2O3: 0〜10%、および
ZrO2: 0〜10%からなり、かつSiO2+TiO2: 50〜80%であって、
20℃における表面抵抗率が109〜1014Ωであることを特徴とするガラススペーサー。 - 50〜350℃における平均線膨張係数が、60×10−7〜110×10−7/℃である請求項7に記載のガラススペーサー。
- ガラス転移点が500℃以上である請求項7または請求項8に記載のガラススペーサー。
- 蛍光体を有するアノードパネルと、電子を放出するエミッタを有するエミッタパネルと、複数のスペーサーとを有し、アノードパネルとエミッタパネルとが前記複数のガラススペーサーにより離間されて対向しているフィールドエミッションディスプレイであって、
前記ガラススペーサーが、下記酸化物基準のモル百分率表示で本質的に、
SiO2: 20〜50%、
TiO2: 25〜45%、
Nb2O5: 0〜10%、
MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO: 20〜50%、
B2O3+Al2O3: 0〜10%、および
ZrO2: 0〜10%からなり、かつSiO2+TiO2: 50〜80%であって、
20℃における表面抵抗率が109〜1014Ωであることを特徴とするフィールドエミッションディスプレイ。 - 前記ガラススペーサーの50〜350℃における平均線膨張係数が、60×10−7〜110×10−7/℃である請求項10に記載のフィールドエミッションディスプレイ。
- 前記ガラススペーサーのガラス転移点が500℃以上である請求項10または請求項11に記載のフィールドエミッションディスプレイ。
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