JP5257829B2 - Sealing material - Google Patents

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Description

本発明は、電子部品または平面表示装置等に好適な封着材料に関するものである。特に、本発明は、プラズマディスプレイパネル(PDP)の前面ガラス基板と背面ガラス基板の封着に好適な封着材料に関するものである。   The present invention relates to a sealing material suitable for an electronic component or a flat display device. In particular, the present invention relates to a sealing material suitable for sealing a front glass substrate and a back glass substrate of a plasma display panel (PDP).

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、化学的耐久性および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。   Conventionally, glass has been used as a sealing material for flat display devices and the like. Glass is excellent in chemical durability and heat resistance as compared with a resin-based adhesive, and is suitable for ensuring airtightness of a flat display device or the like.

これらのガラスは、用途によっては機械的強度、流動性、電気絶縁性等様々な特性が要求されるが、少なくとも平面表示装置等に使用される蛍光体の蛍光特性を劣化させない温度で使用可能であることが要求される。それゆえ、上記特性を満足するガラスとして、ガラスの融点を下げる効果が大きい鉛ホウ酸系ガラスが広く用いられてきた(特許文献1参照)。   These glasses require various properties such as mechanical strength, fluidity, and electrical insulation depending on the application, but they can be used at temperatures that do not deteriorate the fluorescent properties of phosphors used in flat display devices. It is required to be. Therefore, as a glass that satisfies the above characteristics, lead borate glass having a large effect of lowering the melting point of the glass has been widely used (see Patent Document 1).

ところが、最近、鉛ホウ酸系ガラスに含まれるPbOに対して環境上の問題が指摘されており、鉛ホウ酸系ガラスからPbOを含まないガラスに置き換えることが望まれている。そのため、鉛ホウ酸系ガラスの代替品として、様々な低融点ガラスが開発されている。その中でも特許文献2等に記載されているビスマス系ガラス(Bi23−B23系ガラス)は、熱膨張係数等の諸特性において鉛ホウ酸系ガラスと略同等の特性を有するため、その代替候補として期待されているが、流動性および熱的安定性等の特性において、依然として鉛ホウ酸系ガラスに及ばないのが実情である。 However, recently, environmental problems have been pointed out with respect to PbO contained in lead borate glass, and it is desired to replace lead borate glass with glass containing no PbO. Therefore, various low melting glass has been developed as a substitute for lead borate glass. Among them, bismuth-based glass (Bi 2 O 3 —B 2 O 3 -based glass) described in Patent Document 2 and the like has substantially the same characteristics as lead borate glass in various properties such as thermal expansion coefficient. Although it is expected as an alternative candidate, the actual situation is that it does not reach that of lead borate glass in terms of characteristics such as fluidity and thermal stability.

さらに、封着材料は、一般的に、ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含有する複合材料であり、従来、耐火性フィラー粉末として、低膨張のチタン酸鉛等が使用されてきた。しかし、ガラスの場合と同様にして、チタン酸鉛等もPbOを含まない耐火性フィラーに置き換えることが望まれている。   Furthermore, the sealing material is generally a composite material containing glass powder and refractory filler powder, and conventionally, low expansion lead titanate or the like has been used as the refractory filler powder. However, as in the case of glass, it is desired to replace lead titanate and the like with a refractory filler containing no PbO.

ところで、PDPは、以下のような製造工程で作製され、封着材料は、以下のような熱処理工程を経る。まず、PDPの背面ガラス基板の外周縁部にビークル内に分散された封着材料を塗布した後、ビークル成分を熱分解または焼却して、一次焼成(グレーズ工程、仮焼成工程)を行う。封着材料を均一に分散させるビークルは、有機溶媒や樹脂等を含有している。一般的に、樹脂は、ガラスの軟化点以下の温度で良好に熱分解するニトロセルロースまたはアクリル樹脂等が使用されている。封着材料とビークルは、三本ロールミル等の混練装置を用いて、均一に混練することにより、ペーストに加工される。一次焼成は、樹脂が完全に熱分解する温度条件で行われる。一次焼成において、仮に樹脂の熱分解が不完全であると、その後に供される二次焼成(封着工程、シール工程)でガラス中に樹脂の残渣が残存し、その結果、ガラスに失透または泡等のPDPの気密性を確保する上で致命的な欠陥が生じやすくなる。次に、前面ガラス基板と背面ガラス基板の位置合わせを行った上で、二次焼成を行い、封着材料で前面ガラス基板と背面ガラス基板を封着する。最後に、排気管を通してPDP内部を真空排気した後、希ガスを必要量注入して排気管を封止する。このようにしてPDPは作製される。
特開昭63−315536号公報 特開平6−24797号公報
By the way, the PDP is manufactured by the following manufacturing process, and the sealing material is subjected to the following heat treatment process. First, a sealing material dispersed in a vehicle is applied to the outer peripheral edge of the rear glass substrate of the PDP, and then the vehicle components are pyrolyzed or incinerated to perform primary firing (glazing process, pre-baking process). A vehicle that uniformly disperses the sealing material contains an organic solvent, a resin, and the like. In general, as the resin, nitrocellulose, an acrylic resin, or the like that is thermally decomposed well at a temperature below the softening point of glass is used. The sealing material and the vehicle are processed into a paste by uniformly kneading using a kneading apparatus such as a three-roll mill. The primary firing is performed under temperature conditions where the resin is completely thermally decomposed. In the primary firing, if the thermal decomposition of the resin is incomplete, a resin residue remains in the glass in the subsequent secondary firing (sealing step, sealing step), and as a result, the glass is devitrified. Or it becomes easy to produce a fatal defect when ensuring the airtightness of PDP, such as a bubble. Next, after aligning the front glass substrate and the back glass substrate, secondary firing is performed, and the front glass substrate and the back glass substrate are sealed with a sealing material. Finally, the inside of the PDP is evacuated through the exhaust pipe, and then a necessary amount of rare gas is injected to seal the exhaust pipe. In this way, the PDP is manufactured.
Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 63-315536 JP-A-6-24797

既述の通り、PDPは、一次焼成工程、二次焼成工程、真空排気工程を経て、製造される。通常、一次焼成工程、二次焼成工程は、大気中で行われ、真空排気工程は、高真空の減圧雰囲気で行われる。真空排気工程は、装置内部を高真空にするために、長時間(通常、430℃で7〜10時間)を要する工程となっており、PDPの製造効率を低下させる一因となっている。このような事情に鑑み、近年、PDPの製造効率を向上させるために、真空排気工程を高温で行う試みが検討されている。真空排気工程を高温、具体的には450〜500℃で行うと、装置内部を短時間で高真空状態にすることができるため、PDPの製造効率を大幅に高めることができる。   As described above, the PDP is manufactured through a primary firing process, a secondary firing process, and a vacuum exhaust process. Usually, the primary firing process and the secondary firing process are performed in the air, and the vacuum exhaust process is performed in a high vacuum reduced pressure atmosphere. The evacuation process is a process that requires a long time (usually 7 to 10 hours at 430 ° C.) in order to make the inside of the apparatus into a high vacuum, which is a cause of reducing the production efficiency of the PDP. In view of such circumstances, in recent years, attempts have been made to perform the evacuation process at a high temperature in order to improve the manufacturing efficiency of the PDP. When the evacuation process is performed at a high temperature, specifically 450 to 500 ° C., the inside of the apparatus can be brought into a high vacuum state in a short time, and thus the production efficiency of the PDP can be greatly increased.

また、真空排気工程を450℃〜500℃で行うと、装置内部の残存ガス量や不純物の含有量を低減できるため、換言すれば装置内部の真空度を高めることができるため、装置内部の希ガスの純度を高めることができ、その結果、PDPの輝度特性を向上させることができる。   Further, if the evacuation step is performed at 450 ° C. to 500 ° C., the amount of residual gas and impurities inside the device can be reduced. In other words, the degree of vacuum inside the device can be increased. The purity of the gas can be increased, and as a result, the luminance characteristics of the PDP can be improved.

しかし、真空排気工程を450〜500℃で行うと、以下のような問題が生じる。   However, when the evacuation process is performed at 450 to 500 ° C., the following problems occur.

PDPの前面ガラス基板と背面ガラス基板の封着には、一般的に、非晶質のガラス粉末を用いた封着材料が使用される。PDPの一次焼成工程、二次焼成工程は、蛍光体等の劣化を防止するために、530℃以下、好ましくは510℃以下の温度で行う必要があり、それゆえ封着材料は、530℃以下の温度で良好に流動することが要求される。封着材料を530℃以下の温度で良好に流動させるためには、ガラス粉末の軟化点を低下させる必要があるが、このような場合において、真空排気工程を450℃以上で行うと、真空排気工程でガラスが再軟化し、封着材料が装置内部に引き込まれて、PDPの気密信頼性が損なわれやすくなる。また、装置内部に引き込まれた封着部位は、機械的衝撃により、破損しやすく、PDPの気密信頼性が損なわれやすくなる。   Generally, a sealing material using amorphous glass powder is used for sealing the front glass substrate and the rear glass substrate of the PDP. The primary firing step and the secondary firing step of the PDP need to be performed at a temperature of 530 ° C. or lower, preferably 510 ° C. or lower in order to prevent deterioration of the phosphor or the like. Therefore, the sealing material is 530 ° C. or lower. It is required to flow well at a temperature of In order to allow the sealing material to flow well at a temperature of 530 ° C. or lower, it is necessary to lower the softening point of the glass powder. In such a case, if the vacuum evacuation step is performed at 450 ° C. or higher, the vacuum evacuation step is performed. In the process, the glass is re-softened, and the sealing material is drawn into the apparatus, so that the airtight reliability of the PDP is easily impaired. In addition, the sealing portion drawn into the apparatus is easily damaged by mechanical impact, and the airtight reliability of the PDP is easily impaired.

また、ビスマス系ガラスは、鉛ホウ酸系ガラスに比べて、ガラスの軟化点が高いため、ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含有する封着材料において、従来、ビスマス系ガラス粉末の軟化点を低下させることにより、封着材料の流動性を向上させることが主な技術的課題であった。しかし、従来の手法で、封着材料の流動性を高めると、真空排気工程で封着材料が装置内部に引き込まれやすくなり、真空排気工程を高温化することが困難になる。   In addition, bismuth-based glass has a higher softening point than lead borate-based glass. Therefore, in sealing materials containing bismuth-based glass powder and refractory filler powder, the softening point of bismuth-based glass powder has been conventionally used. It has been a main technical problem to improve the fluidity of the sealing material by lowering. However, when the fluidity of the sealing material is increased by a conventional method, the sealing material is easily drawn into the apparatus in the vacuum exhaust process, and it is difficult to increase the temperature of the vacuum exhaust process.

そこで、本発明は、ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含有する封着材料において、530℃以下の温度で良好に流動するとともに、450℃〜500℃の真空排気工程で変形し難い封着材料を得ることにより、PDP等の特性および製造効率を向上させることを技術的課題とする。   Therefore, the present invention provides a sealing material containing a bismuth-based glass powder and a refractory filler powder, which flows well at a temperature of 530 ° C. or less and hardly deforms in a vacuum exhaust process at 450 ° C. to 500 ° C. It is a technical problem to improve characteristics and manufacturing efficiency of PDP and the like by obtaining materials.

本発明者は、鋭意努力の結果、ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含有する封着材料において、ビスマス系ガラス粉末のガラス組成範囲を、下記酸化物換算の質量%表示で、Bi 73〜81.4%、B 2〜12%、Al 0〜5%、ZnO 1〜9.9%、BaO 0〜10%、CuO 0〜5%、Fe 0〜3%、CeO 0〜5%、Sb 0〜5%に規制した上で、質量比Bi /B の値を8.1〜11に規制するとともに、耐火性フィラー粉末として、リン酸ジルコニウム((ZrO))を2.1〜45体積%含有させることで、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、本発明の封着材料は、ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含有する封着材料において、ビスマス系ガラス粉末は、ガラス組成として、下記酸化物換算の質量%表示で、Bi 73〜81.4%、B 2〜12%、Al 0〜5%、ZnO 1〜9.9%、BaO 0〜10%、CuO 0〜5%、Fe 0〜3%、CeO 0〜5%、Sb 0〜5%含有し、質量比Bi /B の値が8.1〜11であり、且つ耐火性フィラー粉末として、リン酸ジルコニウムを2.1〜45体積%含有することを特徴とする。 As a result of diligent efforts, the present inventor, in a sealing material containing a bismuth-based glass powder and a refractory filler powder, shows the glass composition range of the bismuth-based glass powder in terms of mass% in terms of the following oxide, Bi 2 O 3 73 ~81.4%, B 2 O 3 2~12%, Al 2 O 3 0~5%, ZnO 1~9.9%, BaO 0~10%, 0~5% CuO, Fe 2 O 3 0~3%, CeO 2 0~5%, after having regulated the Sb 2 O 3 0~5%, while regulating the values of the mass ratio Bi 2 O 3 / B 2 O 3 to 8.1 to 11, As a refractory filler powder, the present inventors have found that the above technical problem can be solved by containing 2.1 to 45 volume% of zirconium phosphate ((ZrO) 2 P 2 O 7 ), and propose as the present invention. is there. That is, the sealing material of the present invention is a sealing material containing a bismuth-based glass powder and a refractory filler powder. The bismuth-based glass powder has a glass composition represented by mass% in terms of the following oxide, and is expressed as Bi 2 O. 3 73 ~81.4%, B 2 O 3 2~12%, Al 2 O 3 0~5%, ZnO 1~9.9%, BaO 0~10%, 0~5% CuO, Fe 2 O 3 0~3%, CeO 2 0~5%, Sb 2 O 3 containing 0 to 5%, the value of the mass ratio Bi 2 O 3 / B 2 O 3 is 8.1 to 11, and a refractory filler powder And containing 2.1 to 45 vol% of zirconium phosphate.

本発明の封着材料は、耐火性フィラー粉末として、リン酸ジルコニウムを2.1〜45体積%含有している。封着材料中にリン酸ジルコニウムを2.1体積%以上含有させると、熱処理工程でガラスが変形し難くなり、真空排気工程で封着材料が装置内部に引き込まれにくくなる。その一方で、リン酸ジルコニウムの含有量を45体積%以下に規制すれば、二次焼成工程で封着材料の流動性を確保することができる。つまり、リン酸ジルコニウムを2.1〜45体積%含有させることにより、真空排気工程を450℃〜500℃で行っても、封着材料が装置内部に引き込まれにくくなり、装置内部を短時間で高真空状態にすることができるとともに、封着材料を530℃以下の温度で良好に流動させることができる。その結果、PDPの製造効率を大幅に高めることができるとともに、PDPの輝度特性を向上させることができる。   The sealing material of the present invention contains 2.1 to 45% by volume of zirconium phosphate as a refractory filler powder. When 2.1 volume% or more of zirconium phosphate is contained in the sealing material, the glass is hardly deformed in the heat treatment process, and the sealing material is not easily drawn into the apparatus in the vacuum exhaust process. On the other hand, if the content of zirconium phosphate is regulated to 45% by volume or less, the fluidity of the sealing material can be ensured in the secondary firing step. That is, by containing 2.1 to 45 volume% of zirconium phosphate, the sealing material is less likely to be drawn into the apparatus even when the evacuation process is performed at 450 to 500 ° C. While being able to make a high vacuum state, a sealing material can be made to flow favorably at the temperature of 530 degrees C or less. As a result, the manufacturing efficiency of the PDP can be greatly increased, and the luminance characteristics of the PDP can be improved.

本発明の封着材料は、ビスマス系ガラス粉末のガラス組成範囲を上記のように規制している。このようにすれば、ガラスの熱的安定性を向上させることができ、一次焼成工程および二次焼成工程でビスマス系ガラスが失透し難くなり、PDPの前面ガラス基板と背面ガラス基板の封着強度を高めることができる。   The sealing material of the present invention regulates the glass composition range of the bismuth-based glass powder as described above. In this way, the thermal stability of the glass can be improved, and the bismuth-based glass is less likely to be devitrified in the primary firing step and the secondary firing step, and the front glass substrate and the rear glass substrate of the PDP are sealed. Strength can be increased.

また、ビスマス系ガラス粉末のガラス組成範囲を上記のように規制すれば、ガラス粉末の軟化点を低下できるため、封着材料の流動性を高めることができ、封着材料を530℃以下の温度で良好に流動させることができる。さらに、このようにすれば、ガラス組成中にPbOを含有しなくても、ガラスの軟化点を低下できるため、近年の環境的要請を満たすことができる。   In addition, if the glass composition range of the bismuth-based glass powder is regulated as described above, the softening point of the glass powder can be lowered, so that the fluidity of the sealing material can be increased, and the temperature of the sealing material is 530 ° C. or lower. Can be made to flow well. Further, in this way, even if PbO is not contained in the glass composition, the softening point of the glass can be lowered, so that recent environmental demands can be satisfied.

第二に、本発明の封着材料は、リン酸ジルコニウムの平均粒子径D50が6〜40μmであることが好ましい。ここで、本発明でいう「平均粒子径D50」とは、レーザー回折法で測定した値を指す。 Secondly, the sealing material of the present invention preferably has an average particle diameter D 50 of zirconium phosphate is 6~40Myuemu. Here, the “average particle diameter D 50 ” referred to in the present invention refers to a value measured by a laser diffraction method.

第三に、本発明の封着材料は、リン酸ジルコニウムの10%粒子径D10が1〜6μmおよび/または90%粒子径D90が15〜80μmであることが好ましい。「10%粒子径D10」および「90%粒子径D90」は、レーザー回折法で測定した値を指す。また、「平均粒子径D10」は、積算粒子量が10%になる粒子径であり、「90%粒子径D90」は、積算粒子量が90%になる粒子径である。 Third, the sealing material of the present invention, the 10% particle size D 10 of zirconium phosphate is preferably 1~6μm and / or 90% particle diameter D 90 of an 15~80Myuemu. “10% particle diameter D 10 ” and “90% particle diameter D 90 ” indicate values measured by a laser diffraction method. Further, “average particle diameter D 10 ” is a particle diameter at which the accumulated particle amount is 10%, and “90% particle diameter D 90 ” is a particle diameter at which the accumulated particle amount is 90%.

第四に、本発明の封着材料は、ビスマス系ガラス粉末が、ガラス組成として、質量比Bi/Bの値が8.1〜10.2であることが好ましい。 Fourthly , it is preferable that the sealing material of the present invention has a bismuth-based glass powder having a glass composition having a mass ratio Bi 2 O 3 / B 2 O 3 of 8.1 to 10.2 .

第五に、本発明の封着材料は、非結晶性であることが好ましい。ここで、「非結晶性」とは、示差熱分析(DTA)で550℃以上、好ましくは570℃以上、より好ましくは600℃以上の温度で結晶化ピークが発現しないものを指す。なお、DTAは、大気中で行い、昇温速度10℃/分、室温から測定を開始する。 Fifth, the sealing material of the present invention is preferably non-crystalline. Here, the term “non-crystalline” means that a crystallization peak does not appear at a temperature of 550 ° C. or higher, preferably 570 ° C. or higher, more preferably 600 ° C. or higher by differential thermal analysis (DTA). In addition, DTA is performed in air | atmosphere and a temperature increase rate starts at 10 degree-C / min and room temperature.

結晶性の封着材料は、一旦、ガラスに結晶が析出すると、ガラスが軟化変形し難くなり、真空排気工程で封着材料が装置内部に引き込まれる事態を防止することができる。しかし、結晶性の封着材料は、ガラスの溶融工程、粉砕工程、耐火性フィラー粉末の混合工程等で発生する不純物により、結晶の析出時期が容易に変動し、封着材料の製造ロットによって、結晶の析出時期が変動しやすい性質を有している。PDP等の平面表示装置は、既述の通り、複数回の熱処理工程を経るため、結晶性の封着材料を使用すると、前面ガラス基板と背面ガラス基板を安定して封着することが困難になる。具体的には、一次焼成工程でガラスに結晶が析出すれば、二次焼成工程でガラスに析出した結晶が成長して、封着材料の流動性が低下し、その結果、前面ガラス基板と背面ガラス基板の封着強度が低下しやすくなり、PDPの気密信頼性も確保し難くなる。その点、封着材料が非結晶性であれば、上記の問題は生じず、封着材料の製造工程で発生する不純物により、封着材料の特性が変動し難く、前面ガラス基板と背面ガラス基板の封着強度を確保することができる。なお、本発明の封着材料は、結晶性である場合を排除するものではなく、例えば、PDPの製造工程において、一次焼成工程で熱処理温度を高温にし、意図的に封着部位の表面に結晶を出させる態様を排除するものではない。   In the crystalline sealing material, once crystals are deposited on the glass, the glass is difficult to be softened and deformed, and the sealing material can be prevented from being drawn into the apparatus in the vacuum exhaust process. However, the crystalline sealing material can easily change the crystal deposition time due to impurities generated in the glass melting process, pulverization process, refractory filler powder mixing process, etc., depending on the production lot of the sealing material, It has the property that the precipitation time of crystals tends to fluctuate. As described above, since a flat display device such as a PDP undergoes a plurality of heat treatment steps, it is difficult to stably seal the front glass substrate and the rear glass substrate when a crystalline sealing material is used. Become. Specifically, if crystals are deposited on the glass in the primary firing step, the crystals deposited on the glass in the secondary firing step grow, and the fluidity of the sealing material is reduced. The sealing strength of the glass substrate tends to decrease, and it becomes difficult to ensure the airtight reliability of the PDP. In that respect, if the sealing material is non-crystalline, the above-mentioned problem does not occur, and the characteristics of the sealing material hardly change due to impurities generated in the manufacturing process of the sealing material. The sealing strength can be ensured. The sealing material of the present invention does not exclude the case where it is crystalline. For example, in the PDP manufacturing process, the heat treatment temperature is increased in the primary firing process, and the crystal is intentionally crystallized on the surface of the sealing site. This does not exclude the aspect of causing

第六に、本発明の封着材料は、実質的にPbOを含有しないことが好ましい。ここで、本発明でいう「実質的にPbOを含有しない」とは、ガラス組成中のPbOの含有量が1000ppm以下の場合を指す。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。 Sixth, it is preferable that the sealing material of the present invention does not substantially contain PbO. Here, “substantially not containing PbO” in the present invention refers to a case where the content of PbO in the glass composition is 1000 ppm or less. In this way, environmental demands in recent years can be satisfied.

第七に、本発明の封着材料は、PDPの前面ガラス基板と背面ガラス基板の封着に用いることが好ましいSeventh, the sealing material of the present invention is preferably used for sealing the front glass substrate and the rear glass substrate of the PDP.

本発明の封着材料において、ビスマス系ガラス粉末のガラス組成範囲を上記のように限定した理由を下記に示す。なお、以下の%表示は、特に断りがある場合を除き、質量%を指す。   The reason for limiting the glass composition range of the bismuth-based glass powder as described above in the sealing material of the present invention will be described below. In addition, the following% display points out the mass% except the case where there is particular notice.

Biは、軟化点を下げるための主要成分である。その含有量は73〜81.4%、好ましくは7〜80.5%、より好ましくは73〜79%、更に好ましくは75〜77%未満である。Biの含有量が73%より少ないと、ガラスの軟化点が高くなり過ぎ、530℃以下の温度で封着しにくくなる。一方、Biの含有量が81.4%より多いと、ガラスが熱的に不安定になり、溶融時または焼成時にガラスが失透しやすくなる。 Bi 2 O 3 is a main component for lowering the softening point. Its content is 73 to 81.4%, preferably 7 from 3 to 80.5%, more preferably 73-79%, more preferably less than 75 to 77%. When the content of Bi 2 O 3 is less than 73 %, the softening point of the glass becomes too high and it becomes difficult to seal at a temperature of 530 ° C. or lower. On the other hand, when the content of Bi 2 O 3 is more than 81.4%, the glass becomes thermally unstable, and the glass is easily devitrified at the time of melting or firing.

23は、ビスマス系ガラスのガラスネットワークを形成する成分であり、必須成分である。その含有量は2〜12%、好ましくは3〜10%、より好ましくは4〜10%、更に好ましくは5〜9.6%である。B23の含有量が2%より少ないと、ガラスが熱的に不安定になり、溶融時または焼成時にガラスが失透しやすくなる。一方、B23の含有量が12%より多いと、ガラスの粘性が高くなり過ぎ、530℃以下の温度で封着することが困難になる。 B 2 O 3 is a component that forms a glass network of bismuth glass and is an essential component. Its content is 2 to 12%, preferably 3 to 10%, more preferably 4 to 10%, still more preferably 5 to 9.6%. If the content of B 2 O 3 is less than 2%, the glass becomes thermally unstable, and the glass tends to devitrify during melting or firing. On the other hand, if the content of B 2 O 3 is more than 12%, the viscosity of the glass becomes too high and it becomes difficult to seal at a temperature of 530 ° C. or lower.

Al23は、ガラスの耐候性を向上させる成分である。その含有量は0〜5%、好ましくは0〜2%である。Al23の含有量が5%より多いと、ガラスの軟化点が高くなり過ぎ、530℃以下の温度で封着することが困難になる。 Al 2 O 3 is a component that improves the weather resistance of glass. Its content is 0-5%, preferably 0-2%. If the content of Al 2 O 3 is more than 5%, the softening point of the glass becomes too high, and it becomes difficult to seal at a temperature of 530 ° C. or lower.

ZnOは、溶融時または焼成時にガラスの失透を抑制する効果がある成分である。その含有量は1〜9.9%、好ましくは2〜9.9%、より好ましくは3〜9%、更に好ましくは4〜8%である。ZnOの含有量が1%より少ないと、溶融時または焼成時にガラスの失透を抑制する効果が得られにくくなる。ZnOの含有量が9.9%以上であると、ガラス組成内のバランスを欠き、逆にガラスの熱的安定性が損なわれ、その結果、ガラスが失透しやすくなる。 ZnO is a component that has an effect of suppressing devitrification of the glass during melting or firing. The content is 1 to 9.9% , preferably 2 to 9.9 %, more preferably 3 to 9%, and still more preferably 4 to 8%. When the content of ZnO is less than 1%, it becomes difficult to obtain an effect of suppressing devitrification of the glass during melting or firing. When the content of ZnO is 9.9 % or more, the balance in the glass composition is lost, and conversely, the thermal stability of the glass is impaired, and as a result, the glass is easily devitrified.

BaO、SrO、MgO、CaOは、溶融時または焼成時にガラスの失透を抑制する効果がある成分である。これらの成分は合量で15%までガラス組成中に含有させることができる。これらの成分の合量が15%より多いと、ガラスの軟化点が高くなり過ぎ、530℃以下の温度で封着し難くなる。   BaO, SrO, MgO, and CaO are components that have an effect of suppressing devitrification of the glass during melting or firing. These components can be contained in the glass composition up to 15% in total. When the total amount of these components is more than 15%, the softening point of the glass becomes too high and it becomes difficult to seal at a temperature of 530 ° C. or lower.

BaOの含有量は0〜10%が好ましく、0〜8%がより好ましく、1〜7%が更に好ましい。BaOの含有量が10%より多いと、ガラス組成内のバランスを欠き、逆にガラスの熱的安定性が損なわれ、その結果、ガラスが失透しやすくなる。また、ガラスの熱的安定性を向上させる観点から、BaOの含有量を1%以上(望ましくは3%以上)とするのが好ましい。   The content of BaO is preferably 0 to 10%, more preferably 0 to 8%, and still more preferably 1 to 7%. When the content of BaO is more than 10%, the balance in the glass composition is lost, and conversely, the thermal stability of the glass is impaired, and as a result, the glass is easily devitrified. Further, from the viewpoint of improving the thermal stability of the glass, the BaO content is preferably 1% or more (desirably 3% or more).

SrO、MgO、CaOのそれぞれの含有量は0〜5%が好ましく、0〜2%がより好ましい。各成分の含有量が5%より多いと、ガラスが失透、或いは分相しやすくなる。   Each content of SrO, MgO, and CaO is preferably 0 to 5%, and more preferably 0 to 2%. When the content of each component is more than 5%, the glass is easily devitrified or phase-separated.

CuOは、溶融時または焼成時にガラスの失透を抑制する効果があり、5%まで添加することができる。CuOの含有量が5%より多いと、ガラスが失透しやすくなり、ガラスの流動性が損なわれやすくなる。また、ガラスの熱的安定性を向上させる観点から、CuOを微量添加するのが好ましく、具体的には、CuOの含有量を0.01%以上(望ましくは0.1%以上、より望ましくは1%以上)とするのが好ましい。   CuO has an effect of suppressing devitrification of the glass at the time of melting or firing, and can be added up to 5%. If the content of CuO is more than 5%, the glass tends to devitrify and the fluidity of the glass tends to be impaired. Further, from the viewpoint of improving the thermal stability of the glass, it is preferable to add a small amount of CuO. Specifically, the content of CuO is 0.01% or more (desirably 0.1% or more, more desirably 1% or more).

Fe23は、溶融時または焼成時にガラスの失透を抑制する効果があり、その含有量は0〜3%が好ましく、0〜2%がより好ましい。Fe23の含有量が3%より多いと、ガラス組成内のバランスを欠き、逆にガラスの熱的安定性が損なわれ、その結果、ガラスが失透しやすくなる。また、ガラスの熱的安定性を向上させる観点から、Fe23を微量添加するのが好ましく、具体的には、Fe23の含有量を0.01%以上(望ましくは0.1%以上)とするのが好ましい。 Fe 2 O 3 has an effect of suppressing devitrification of the glass at the time of melting or firing, and its content is preferably 0 to 3%, more preferably 0 to 2%. When the content of Fe 2 O 3 is more than 3%, the balance in the glass composition is lost, and conversely, the thermal stability of the glass is impaired, and as a result, the glass is easily devitrified. From the viewpoint of improving the thermal stability of the glass, it is preferable to add a small amount of Fe 2 O 3. Specifically, the content of Fe 2 O 3 is 0.01% or more (desirably 0.1%). % Or more).

CeO2は、溶融時または焼成時にガラスの失透を抑制する効果があり、その含有量は0〜5%、好ましくは0〜2%、より好ましくは0〜1%である。CeO2の含有量が5%より多いと、ガラス組成内のバランスを欠き、逆にガラスの熱的安定性が損なわれ、ガラスが失透しやすくなる。また、ガラスの熱的安定性を向上させる観点から、CeO2を微量添加するのが好ましく、具体的には、CeO2の含有量を0.01%以上とするのが好ましい。 CeO 2 has an effect of suppressing devitrification of the glass at the time of melting or firing, and its content is 0 to 5%, preferably 0 to 2%, more preferably 0 to 1%. When the content of CeO 2 is more than 5%, the balance in the glass composition is lost, and conversely, the thermal stability of the glass is impaired, and the glass is easily devitrified. Further, from the viewpoint of improving the thermal stability of the glass, it is preferable to add a small amount of CeO 2. Specifically, the CeO 2 content is preferably 0.01% or more.

Sb23は、ガラスの失透を抑制するための成分であり、その含有量は0〜5%、好ましくは0〜2%、より好ましくは0.1〜1%である。Sb23は、ビスマス系ガラスのネットワーク構造を安定化させる効果があり、ビスマス系ガラスにおいて、Sb23を適宜添加すれば、Bi23の含有量が多い場合、例えばBi23の含有量が76%以上であっても、ガラスの熱的安定性が低下し難くなる。ただし、Sb23の含有量が5%より多いと、ガラス組成内のバランスを欠き、逆にガラスの熱的安定性が損なわれ、その結果、ガラスが失透しやすくなる。また、ガラスの熱的安定性を向上させる観点から、Sb23を微量添加するのが好ましく、具体的には、Sb23の含有量を0.1%以上(望ましくは0.4%以上)とするのが好ましい。 Sb 2 O 3 is a component for suppressing the devitrification of the glass, and its content is 0 to 5%, preferably 0 to 2%, more preferably 0.1 to 1%. Sb 2 O 3 has the effect of stabilizing the network structure of bismuth-based glass. If Sb 2 O 3 is appropriately added to the bismuth-based glass, the content of Bi 2 O 3 is large, for example, Bi 2 O. Even if the content of 3 is 76% or more, the thermal stability of the glass is hardly lowered. However, when the content of Sb 2 O 3 is more than 5%, the balance in the glass composition is lost, and conversely, the thermal stability of the glass is impaired, and as a result, the glass is easily devitrified. From the viewpoint of improving the thermal stability of the glass, it is preferable to add a small amount of Sb 2 O 3. Specifically, the Sb 2 O 3 content is 0.1% or more (preferably 0.4%). % Or more).

なお、ビスマス系ガラス粉末は、ガラス組成として、上記成分以外にも、例えば以下の成分を合量で20%、好ましくは10%までガラス組成中に含有させることができる。   The bismuth-based glass powder can contain, for example, the following components in addition to the above components in the glass composition in a total amount of 20%, preferably 10% in addition to the above components.

SiO2は、ガラスの耐候性を向上させる成分である。その含有量は0〜10%、好ましくは0〜3%である。SiO2の含有量が10%より多いと、ガラスの軟化点が高くなり過ぎ、530℃以下の温度で封着することが困難になる。 SiO 2 is a component that improves the weather resistance of glass. Its content is 0 to 10%, preferably 0 to 3%. When the content of SiO 2 is more than 10%, the softening point of the glass becomes too high, and it becomes difficult to seal at a temperature of 530 ° C. or lower.

WO3は、ガラスの失透を抑制するための成分であり、その含有量は0〜10%が好ましく、0〜2%がより好ましい。ビスマス系ガラスにおいて、ガラスの軟化点を下げるためには、Bi23の含有量を多くする必要があるが、Bi23の含有量が多くなると、焼成時にガラスから結晶が析出しやすくなり、封着材料の流動性が阻害される傾向がある。特に、Bi23の含有量が多い場合、例えばBi23の含有量が76%以上の場合、その傾向が顕著になる。しかし、ビスマス系ガラスにおいて、WO3を適宜添加すれば、Bi23の含有量が76%以上であっても、ガラスの熱的安定性が低下し難くなる。ただし、WO3の含有量が10%より多いと、ガラス組成内のバランスを欠き、逆にガラスの熱的安定性が損なわれ、その結果、ガラスが失透しやすくなる。 WO 3 is a component for suppressing the devitrification of the glass, and its content is preferably 0 to 10%, more preferably 0 to 2%. In bismuth-based glasses, it is necessary to increase the content of Bi 2 O 3 in order to lower the softening point of the glass. However, if the content of Bi 2 O 3 increases, crystals tend to precipitate from the glass during firing. Therefore, the fluidity of the sealing material tends to be hindered. In particular, when the content of Bi 2 O 3 is large, for example, when the content of Bi 2 O 3 is 76% or more, the tendency becomes remarkable. However, if WO 3 is appropriately added to the bismuth-based glass, the thermal stability of the glass is hardly lowered even if the Bi 2 O 3 content is 76% or more. However, if the content of WO 3 is more than 10%, the balance in the glass composition is lost, and conversely, the thermal stability of the glass is impaired, and as a result, the glass is easily devitrified.

In23、Ga23は必須成分ではないが、ガラスの失透を抑制するための成分であり、その含有量は合量で0〜5%が好ましく、0〜3%がより好ましい。In23、Ga23は、ビスマス系ガラスのネットワーク構造を安定化させる効果があり、ビスマス系ガラスにおいて、In23、Ga23を適宜添加することによって、Bi23の含有量が多い場合、例えばBi23の含有量が76%以上であっても、ガラスの熱的安定性が低下し難くなる。ただし、In23、Ga23の含有量が合量で5%より多いと、ガラス組成内のバランスを欠き、逆にガラスの熱的安定性が損なわれ、その結果、ガラスが失透しやすくなる。なお、In23の含有量は0〜1%がより好ましく、Ga23の含有量は0〜0.5%がより好ましい。 In 2 O 3 and Ga 2 O 3 are not essential components, but are components for suppressing the devitrification of the glass. The total content is preferably 0 to 5%, more preferably 0 to 3%. . In 2 O 3, Ga 2 O 3 has the effect of stabilizing the network structure of the bismuth glass, the bismuth glass, by adding In 2 O 3, Ga 2 O 3 as appropriate, Bi 2 O 3 when the content of large, even for example the content of Bi 2 O 3 is more than 76%, thermal stability of the glass is hardly lowered. However, if the content of In 2 O 3 and Ga 2 O 3 is more than 5% in total, the balance in the glass composition is lost, and conversely, the thermal stability of the glass is impaired, resulting in loss of the glass. It becomes easy to see through. In addition, the content of In 2 O 3 is more preferably 0 to 1%, and the content of Ga 2 O 3 is more preferably 0 to 0.5%.

Li、Na、KおよびCsの酸化物は、ガラスの軟化点を低くする成分であるが、溶融
時にガラスの失透を促進する作用を有するため合量で2%以下とするのが好ましい。
The Li, Na, K, and Cs oxides are components that lower the softening point of the glass. However, since they have an action of promoting devitrification of the glass during melting, the total amount is preferably 2% or less.

25は、溶融時にガラスの失透を抑制する成分であるが、その添加量が1%より多いと、溶融時にガラスが分相しやすくなるため好ましくない。 P 2 O 5 is a component that suppresses the devitrification of the glass at the time of melting. However, if the amount added is more than 1%, it is not preferable because the glass tends to phase-separate at the time of melting.

MoO3、La23、Y23およびGd23は、溶融時にガラスの分相を抑制する成分であるが、これらの合量が3%より多いと、ガラスの軟化点が高くなり過ぎ、530℃以下の温度で焼成しにくくなる。 MoO 3 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 and Gd 2 O 3 are components that suppress the phase separation of the glass at the time of melting. However, if the total amount of these is more than 3%, the softening point of the glass is high. It becomes too difficult to fire at a temperature of 530 ° C. or lower.

また、その他の成分であっても、ガラスの特性を損なわない範囲で15%(好ましくは5%)までガラス組成中に添加することができる。   Moreover, even if it is another component, it can add to a glass composition to 15% (preferably 5%) in the range which does not impair the characteristic of glass.

本発明に係るビスマス系ガラスにおいて、ガラス組成中の質量比Bi/Bの値を以下の通りに規制するのが好ましい。質量比Bi/Bは、ビスマス系ガラスの熱的安定性および軟化特性に大きく影響を及ぼす成分比率である。また、ビスマス系ガラスにおいて、BiとBは、合量すると、ガラス組成中に占める含有量が多く、ガラスの骨格を形成する主要成分であることから、ビスマス系ガラスの特性を決定付ける成分と考えられる。Biは、ガラスの軟化点を低下させる成分であり、Bに対しBiの含有量が多くなるにつれて、ガラスの軟化点が低下する傾向がある。その一方で、ガラスの熱的安定性が乏しくなり、失透が生じやすくなる。また、Bは、ガラスの熱的安定性を向上させる成分であり、Biに対しBの含有量が多くなるにつれて、ガラスの熱的安定性が向上する。その一方で、ガラスの軟化点が上昇する傾向がある。したがって、BiとBは、その特性がトレードオフの関係にあり、質量比Bi/Bの値を所定範囲に規制すれば、ガラスの軟化点と熱的安定性を最適化することが可能になり、二次焼成工程で封着材料の流動性を確保しつつ、真空排気工程で封着材料が装置内部に引き込まれる事態を防止しやすくなる。質量比Bi/B は8.1〜1であり、好ましくは8.1〜10.8、更に好ましくは8.1〜10.2、特に好ましくは8.1〜9.9である。質量比Bi/Bの値が11より大きいと、ガラスの軟化点は低下するが、一次焼成工程でガラスが失透しやすくなる、或いは真空排気工程で封着材料が装置内部に引き込まれやすくなる。 In the bismuth-based glass according to the present invention, it is preferable to regulate the value of the mass ratio Bi 2 O 3 / B 2 O 3 in the glass composition as follows. The mass ratio Bi 2 O 3 / B 2 O 3 is a component ratio that greatly affects the thermal stability and softening characteristics of the bismuth-based glass. In addition, in Bismuth-based glass, Bi 2 O 3 and B 2 O 3 , when combined, have a large content in the glass composition and are the main components that form the glass skeleton. It is thought that it is a component that determines. Bi 2 O 3 is a component that lowers the softening point of the glass, and as the content of Bi 2 O 3 increases with respect to B 2 O 3 , the softening point of the glass tends to decrease. On the other hand, the thermal stability of the glass becomes poor, and devitrification tends to occur. Further, B 2 O 3 is a component for improving the thermal stability of the glass, as to Bi 2 O 3 becomes large content of B 2 O 3, it improves the thermal stability of the glass. On the other hand, the softening point of glass tends to increase. Therefore, Bi 2 O 3 and B 2 O 3 have a trade-off characteristic, and if the mass ratio Bi 2 O 3 / B 2 O 3 is regulated within a predetermined range, the glass softening point and heat It is possible to optimize the mechanical stability, and it is easy to prevent the sealing material from being drawn into the apparatus in the vacuum exhaust process while ensuring the fluidity of the sealing material in the secondary firing process. Mass ratio Bi 2 O 3 / B 2 O 3 is 8.1 to 1 1, the good Mashiku 8.1 to 10. 8, more preferably 8.1 to 10.2, particularly preferably 8.1 to 9. Nine . If the value of the mass ratio Bi 2 O 3 / B 2 O 3 is larger than 11, the softening point of the glass is lowered, but the glass is easily devitrified in the primary firing process, or the sealing material is used in the vacuum exhaust process. It becomes easy to be drawn inside.

以上のガラス組成を有するビスマス系ガラスは、530℃以下の温度で良好な流動性を示す非晶質のガラスであり、30〜300℃における熱膨張係数が約100〜120×10-7/℃である。 The bismuth glass having the above glass composition is an amorphous glass exhibiting good fluidity at a temperature of 530 ° C. or less, and has a thermal expansion coefficient of about 100 to 120 × 10 −7 / ° C. at 30 to 300 ° C. It is.

本発明の封着材料は、耐火性フィラー粉末として、リン酸ジルコニウムを2.1〜45体積%、好ましくは3〜25体積%、より好ましくは4〜18体積%、更に好ましくは5〜15体積%含有する。リン酸ジルコニウムは、焼成後の封着部位の形状維持に顕著な効果がある成分である。リン酸ジルコニウムが2.1体積%より少ないと、形状維持効果が乏しくなり、真空排気工程で封着材料が装置内部に引き込まれやすくなる。一方、リン酸ジルコニウムが45体積%より多いと、封着材料が流動し難くなり、一次焼成工程および二次焼成工程で所望の流動性を確保し難くなる。   The sealing material of the present invention contains 2.1 to 45% by volume of zirconium phosphate, preferably 3 to 25% by volume, more preferably 4 to 18% by volume, and further preferably 5 to 15% by volume as a refractory filler powder. %contains. Zirconium phosphate is a component that has a remarkable effect in maintaining the shape of the sealing site after firing. When the amount of zirconium phosphate is less than 2.1% by volume, the shape maintaining effect is poor, and the sealing material is easily drawn into the apparatus in the vacuum exhaust process. On the other hand, when the amount of zirconium phosphate is more than 45% by volume, the sealing material becomes difficult to flow, and it becomes difficult to secure desired fluidity in the primary firing step and the secondary firing step.

本発明の封着材料において、リン酸ジルコニウムの10%粒子径D10は1〜6μmが好ましく、2〜5μmがより好ましい。リン酸ジルコニウムの10%粒子径D10が1μmより小さいと、焼成時にリン酸ジルコニウムがガラス中に溶け込みやすくなるため、封着材料が流動し難くなり、一次焼成工程および二次焼成工程で所望の流動性を確保し難くなる。一方、リン酸ジルコニウムの10%粒子径D10が6μmより大きいと、リン酸ジルコニウムの形状維持効果が乏しくなり、真空排気工程で封着材料が装置内部に引き込まれやすくなる。 In the sealing material of the present invention, the 10% particle diameter D 10 of zirconium phosphate is preferably 1 to 6 μm, more preferably 2 to 5 μm. A 10% particle size D 10 of zirconium phosphate 1μm smaller, since the zirconium phosphate during firing tends penetration in glass, the sealing material is less likely to flow, a desired in first firing step and the secondary sintering step It becomes difficult to secure fluidity. On the other hand, the 10% particle size D 10 of zirconium phosphate is greater than 6 [mu] m, the shape maintaining effect of zirconium phosphate is poor, the sealing material is easily pulled into the apparatus by the vacuum exhaust process.

本発明の封着材料において、リン酸ジルコニウムの平均粒子径D50は6〜40μmが好ましく、10〜30μmがより好ましい。リン酸ジルコニウムの平均粒子径D50が6μmより小さいと、焼成時にリン酸ジルコニウムがガラス中に溶け込みやすくなるため、封着材料が流動し難くなり、一次焼成工程および二次焼成工程で所望の流動性を確保し難くなる。一方、リン酸ジルコニウムの平均粒子径D50が40μmより大きいと、リン酸ジルコニウムの形状維持効果が乏しくなり、真空排気工程で封着材料が装置内部に引き込まれやすくなる。 In the sealing material of the present invention, the average particle diameter D 50 of zirconium phosphate is preferably 6 to 40 μm, and more preferably 10 to 30 μm. When the average particle diameter D 50 of zirconium phosphate is smaller than 6 μm, the zirconium phosphate is easily dissolved in the glass at the time of firing, so that the sealing material becomes difficult to flow, and the desired flow in the primary firing step and the secondary firing step. It becomes difficult to secure sex. On the other hand, when the average particle diameter D 50 of zirconium phosphate is larger than 40 μm, the shape maintaining effect of zirconium phosphate is poor, and the sealing material is easily drawn into the apparatus in the vacuum exhaust process.

本発明の封着材料において、リン酸ジルコニウムの90%粒子径D90は15〜80μmが好ましく、20〜70μmがより好ましく、25〜60μmが更に好ましい。リン酸ジルコニウムの90%粒子径D90が15μmより小さいと、焼成時にリン酸ジルコニウムがガラス中に溶け込みやすくなるため、封着材料が流動し難くなり、一次焼成工程および二次焼成工程で所望の流動性を確保し難くなる。一方、リン酸ジルコニウムの90%粒子径D90が80μmより大きいと、リン酸ジルコニウムの形状維持効果が乏しくなり、真空排気工程で封着材料が装置内部に引き込まれやすくなる。 In the sealing material of the present invention, the 90% particle diameter D 90 of zirconium phosphate is preferably 15 to 80 μm, more preferably 20 to 70 μm, still more preferably 25 to 60 μm. If the 90% particle diameter D 90 of zirconium phosphate is smaller than 15 μm, the zirconium phosphate is likely to be dissolved in the glass at the time of firing, so that the sealing material is difficult to flow and is desired in the primary firing step and the secondary firing step. It becomes difficult to secure fluidity. On the other hand, when the 90% particle diameter D 90 of zirconium phosphate is larger than 80 μm, the shape maintaining effect of zirconium phosphate is poor, and the sealing material is easily drawn into the apparatus in the vacuum exhaust process.

本発明の封着材料において、リン酸ジルコニウムの比表面積は、0.1〜3m2/gが好ましく、0.5〜2m2/gがより好ましい。ここで、本発明でいう「比表面積」とは、気体吸着BET法で測定した値を指し、JIS R1626に準拠した方法により測定した値を指す。リン酸ジルコニウムの比表面積が0.1m2/gより小さいと、リン酸ジルコニウムの形状維持効果が乏しくなり、真空排気工程で封着材料が装置内部に引き込まれやすくなる。一方、リン酸ジルコニウムの比表面積が3m2/gより大きいと、焼成時にリン酸ジルコニウムがガラス中に溶け込みやすくなるため、封着材料の流動性が悪化し、530℃以下の温度で封着し難くなる。 In the sealing material of the present invention, the specific surface area of the zirconium phosphate is preferably 0.1~3m 2 / g, 0.5~2m 2 / g is more preferable. Here, the “specific surface area” in the present invention refers to a value measured by a gas adsorption BET method, and a value measured by a method based on JIS R1626. When the specific surface area of zirconium phosphate is less than 0.1 m 2 / g, the shape maintaining effect of zirconium phosphate is poor, and the sealing material is easily drawn into the apparatus in the vacuum exhaust process. On the other hand, if the specific surface area of zirconium phosphate is larger than 3 m 2 / g, zirconium phosphate is likely to be dissolved in the glass at the time of firing, so the fluidity of the sealing material is deteriorated and sealing is performed at a temperature of 530 ° C. or lower. It becomes difficult.

耐火性フィラー粉末として、リン酸ジルコニウム以外に、ウイレマイト、ジルコン、酸化スズ、コーディエライト、β−ユークリプタイト、チタン酸アルミニウム、セルシアン、石英ガラス、ムライト、β−スポジュメン、アルミナ、シリカ系セラミックス等の種々の材料を使用することができる。これらの耐火性フィラー粉末は、熱膨張係数が低く、且つ機械的強度が高く、好ましい。特に、耐火性フィラー粉末として、ウイレマイトおよびコーディエライトは、ビスマス系ガラスを失透させにくく、低膨張であり、更には機械的強度に優れているため、より好ましい。   As refractory filler powder, in addition to zirconium phosphate, willemite, zircon, tin oxide, cordierite, β-eucryptite, aluminum titanate, celsian, quartz glass, mullite, β-spodumene, alumina, silica-based ceramics, etc. A variety of materials can be used. These refractory filler powders are preferable because they have a low thermal expansion coefficient and high mechanical strength. In particular, as the refractory filler powder, willemite and cordierite are more preferable because they are less likely to devitrify bismuth-based glass, have low expansion, and are excellent in mechanical strength.

本発明の封着材料において、ガラス粉末と耐火性フィラー粉末の混合割合は、ガラス粉末40〜90体積%、耐火性フィラー粉末10〜60体積%が好ましく、ガラス粉末50〜75体積%、耐火性フィラー粉末25〜50体積%がより好ましい。両者の割合をこのように規定した理由は、耐火性フィラー粉末が10体積%より少ないと、封着材料の熱膨張係数をガラス基板等の被封着物の熱膨張係数に整合させにくくなり、残留応力により封着部位およびガラス基板等の被封着物が破壊しやすくなる。一方、耐火性フィラー粉末が60体積%より多いと、相対的にガラス粉末の含有量が少なくなるため、封着材料の流動性が悪くなり、一次焼成工程および二次焼成工程で所望の流動性を確保し難くなる。   In the sealing material of the present invention, the mixing ratio of the glass powder and the refractory filler powder is preferably 40 to 90% by volume of glass powder and 10 to 60% by volume of refractory filler powder, 50 to 75% by volume of glass powder, and refractory. The filler powder is more preferably 25 to 50% by volume. The reason for defining the ratio of the two in this way is that when the refractory filler powder is less than 10% by volume, it becomes difficult to match the thermal expansion coefficient of the sealing material to the thermal expansion coefficient of the sealed object such as a glass substrate, and the residual The sealed part and the sealed object such as the glass substrate are easily broken by the stress. On the other hand, when the amount of the refractory filler powder is more than 60% by volume, the content of the glass powder is relatively reduced, so that the fluidity of the sealing material is deteriorated, and the desired fluidity is obtained in the primary firing process and the secondary firing process. It becomes difficult to secure.

本発明の封着材料において、封着材料の密度は7.0g/cm3以下が好ましく、6.4g/cm3以下がより好ましく、6.1g/cm3以下が更に好ましい。封着材料の密度が7.0g/cm3より大きいと、封着部位を形成するための一定体積当たりの重量が多くなり過ぎ、封着材料の原料コストが高騰するおそれがある。封着材料の密度を低下させるには、低密度の耐火性フィラーを用いればよく、或いはビスマス系ガラス粉末のガラス組成中のBi23含有量を低減すればよい。なお、密度は、周知のアルキメデス法で測定した値を指す。 In the sealing material of the present invention, the density of the sealing material is preferably 7.0 g / cm 3 or less, more preferably 6.4 g / cm 3 or less, and still more preferably 6.1 g / cm 3 or less. When the density of the sealing material is larger than 7.0 g / cm 3 , the weight per fixed volume for forming the sealing site is excessively increased, and the raw material cost of the sealing material may increase. In order to reduce the density of the sealing material, a low-density refractory filler may be used, or the Bi 2 O 3 content in the glass composition of the bismuth-based glass powder may be reduced. The density refers to a value measured by a known Archimedes method.

本発明の封着材料において、封着材料の軟化点は530℃以下が好ましく、500℃以下がより好ましく、465℃以下が更に好ましい。封着材料の軟化点が530℃より高いと、530℃以下の温度で封着材料が流動し難くなり、所望の封着強度を確保できないおそれがある。封着材料の軟化点を低下させるには、ビスマス系ガラス粉末のガラス組成中のBi23含有量を増加、或いはB23含有量を低減すればよい。なお、軟化点は、DTA装置で測定した値を指し、DTAは、大気中で行い、昇温速度10℃/分、室温から測定を開始する。 In the sealing material of the present invention, the softening point of the sealing material is preferably 530 ° C. or less, more preferably 500 ° C. or less, and further preferably 465 ° C. or less. If the softening point of the sealing material is higher than 530 ° C., the sealing material becomes difficult to flow at a temperature of 530 ° C. or less, and a desired sealing strength may not be ensured. In order to lower the softening point of the sealing material, the Bi 2 O 3 content in the glass composition of the bismuth-based glass powder may be increased or the B 2 O 3 content may be reduced. The softening point indicates a value measured with a DTA apparatus. DTA is performed in the atmosphere, and the measurement is started from a temperature rising rate of 10 ° C./min and room temperature.

本発明の封着材料において、封着材料の熱膨張係数は、被封着物が高歪点ガラス基板(約83×10-7/℃)の場合、62〜78×10-7/℃が好ましく、63〜76×10-7/℃がより好ましい。ソーダガラス基板(約90×10-7/℃)の場合、62〜85×10-7/℃が好ましく、69〜76×10-7/℃がより好ましい。被封着物がアルミナ基板(約78×10-7/℃)の場合、60〜76×10-7/℃が好ましく、62〜74×10-7/℃がより好ましい。このようにすれば、封着後に封着部位にかかる歪をコンプレッション(圧縮)側にして封着部位の破壊を防ぐことができる。また、封着材料の熱膨張係数が上記範囲外であると、封着部位に不当な応力が残留しやすくなり、平面表示装置等に気密不良が発生しやすくなる。なお、熱膨張係数は、押棒式熱膨張係数測定装置で測定した値を指し、測定温度範囲は、30〜300℃とする。 In the sealing material of the present invention, the thermal expansion coefficient of the sealing material is preferably 62 to 78 × 10 −7 / ° C. when the material to be sealed is a high strain point glass substrate (about 83 × 10 −7 / ° C.). 63-76 × 10 −7 / ° C. is more preferable. In the case of a soda glass substrate (about 90 × 10 −7 / ° C.), 62 to 85 × 10 −7 / ° C. is preferable, and 69 to 76 × 10 −7 / ° C. is more preferable. When the material to be sealed is an alumina substrate (about 78 × 10 −7 / ° C.), 60 to 76 × 10 −7 / ° C. is preferable, and 62 to 74 × 10 −7 / ° C. is more preferable. If it does in this way, the distortion concerning a sealing part after sealing can be made into a compression (compression) side, and destruction of a sealing part can be prevented. Further, if the thermal expansion coefficient of the sealing material is outside the above range, unreasonable stress tends to remain at the sealing portion, and airtight defects are likely to occur in the flat display device or the like. In addition, a thermal expansion coefficient points out the value measured with the push rod type | formula thermal expansion coefficient measuring apparatus, and a measurement temperature range shall be 30-300 degreeC.

本発明の封着材料は、非晶質であることが好ましい。このようにすれば、530℃以下の温度でガラスの表面に結晶が析出し難く、つまりガラスが流動する前に、ガラスが失透し難く、所望の流動性を確保しやすくなる。また、封着材料が非晶質であると、被封着物と封着材料の反応が促進されるため、封着強度が高まり、PDPの気密信頼性を確保しやすくなる。   The sealing material of the present invention is preferably amorphous. This makes it difficult for crystals to precipitate on the surface of the glass at a temperature of 530 ° C. or lower, that is, it is difficult for the glass to devitrify before the glass flows, and it becomes easy to ensure the desired fluidity. Further, when the sealing material is amorphous, the reaction between the object to be sealed and the sealing material is promoted, so that the sealing strength is increased and it is easy to ensure the airtight reliability of the PDP.

本発明の封着材料は、PbOを含有する態様を排除するものではないが、既述の通り、環境上の理由からPbOを実質的に含有しないことが好ましい。また、ガラス組成中にPbOを含有させると、ガラス中に存在するPb2+が拡散して、封着材料の電気絶縁性を低下させる場合がある。 The sealing material of the present invention does not exclude the embodiment containing PbO, but as described above, it is preferable that the sealing material does not substantially contain PbO for environmental reasons. In addition, when PbO is contained in the glass composition, Pb 2+ present in the glass diffuses, and the electrical insulation of the sealing material may be lowered.

封着材料は、粉末のまま使用してもよいが、封着材料とビークルを均一に混練し、ペースト材料として使用すると取り扱いやすい。ビークルは、主に有機溶媒と樹脂とからなり、樹脂はペースト材料の粘性を調整する目的で添加される。また、必要に応じて、界面活性剤、増粘剤等を添加することもできる。作製されたペースト材料は、ディスペンサーやスクリーン印刷機等の塗布機を用いて、ガラス基板等の被封着物上に塗布される。   The sealing material may be used as a powder, but it is easy to handle when the sealing material and the vehicle are uniformly kneaded and used as a paste material. The vehicle is mainly composed of an organic solvent and a resin, and the resin is added for the purpose of adjusting the viscosity of the paste material. Moreover, surfactant, a thickener, etc. can also be added as needed. The produced paste material is applied onto an object to be sealed such as a glass substrate using an applicator such as a dispenser or a screen printer.

有機溶媒としては、N、N’−ジメチルホルムアミド(DMF)、α−ターピネオール、高級アルコール、γ−ブチルラクトン(γ−BL)、テトラリン、ブチルカルビトールアセテート、酢酸エチル、酢酸イソアミル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ベンジルアルコール、トルエン、3−メトキシ−3−メチルブタノール、水、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレンカーボネート、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N−メチル−2−ピロリドン等が使用可能である。特に、α−ターピネオールは、高粘性であり、樹脂等の溶解性も良好であるため、好ましい。   As organic solvents, N, N′-dimethylformamide (DMF), α-terpineol, higher alcohol, γ-butyllactone (γ-BL), tetralin, butyl carbitol acetate, ethyl acetate, isoamyl acetate, diethylene glycol monoethyl ether , Diethylene glycol monoethyl ether acetate, benzyl alcohol, toluene, 3-methoxy-3-methylbutanol, water, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl Ether, tripropylene glycol monobutyl ether, propylene carbonate, dimethyl sulfoxide (DMSO) N- methyl-2-pyrrolidone and the like can be used. In particular, α-terpineol is preferable because it is highly viscous and has good solubility in resins and the like.

樹脂としては、アクリル樹脂、エチルセルロ−ス、ポリエチレングリコール誘導体、ニトロセルロース、ポリメチルスチレン、ポリエチレンカーボネート、メタクリル酸エステル等が使用可能である。特に、アクリル樹脂、ニトロセルロースは、ペースト材料の粘性を確保しやすく、熱分解性が良好であるため、好ましい。   As the resin, acrylic resin, ethyl cellulose, polyethylene glycol derivative, nitrocellulose, polymethylstyrene, polyethylene carbonate, methacrylic acid ester and the like can be used. In particular, acrylic resin and nitrocellulose are preferable because the viscosity of the paste material is easily secured and the thermal decomposability is good.

本発明の封着材料は、PDPの前面ガラス基板と背面ガラス基板の封着に使用することが好ましい。既述の通り、本発明の封着材料は、530℃以下の温度で良好に流動するとともに、真空排気工程が450℃〜500℃であっても、封着材料が装置内部に引き込まれにくいため、本用途に好適である。   The sealing material of the present invention is preferably used for sealing the front glass substrate and the rear glass substrate of the PDP. As described above, the sealing material of the present invention flows well at a temperature of 530 ° C. or lower, and even if the evacuation process is 450 ° C. to 500 ° C., the sealing material is not easily drawn into the apparatus. Suitable for this application.

本明細書は、PDPを中心にして、本発明を説明したが、蛍光表示管、フィールドエミッションディスプレイ(以下、FED)も装置内部を高真空にする真空排気工程が存在するため、PDPの場合と同様に真空排気工程を高温化できれば、製造効率および輝度特性を高めることができる。なお、FEDには、各種電子放出素子を有する各種形式のFEDが含まれる点は言うまでもない。   Although this specification has described the present invention centering on the PDP, the fluorescent display tube and the field emission display (hereinafter referred to as FED) also have a vacuum evacuation process in which the inside of the apparatus is evacuated. Similarly, if the temperature of the evacuation process can be increased, manufacturing efficiency and luminance characteristics can be improved. Needless to say, the FED includes various types of FEDs having various electron-emitting devices.

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples.

(実験例1)
表1〜3は、本発明の実施例(試料No.2〜7、9、11、13〜15)および本発明の比較例(試料No.1、8、17〜19)を示している。なお、試料No.10、12、16は、参考例である。
(Experimental example 1)
Tables 1 to 3 show examples of the present invention (sample Nos . 2 to 7 , 9 , 11 , and 13 to 15) and comparative examples (samples No. 1, 8 , and 17 to 19) of the present invention. Sample No. Reference numerals 10, 12, and 16 are reference examples.

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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1000〜1200℃で2時間溶融した。次に、水冷ローラーにより、溶融ガラスを薄片状に成形した。最後に、薄片状のガラスをボールミルにて粉砕後、目開き200メッシュの篩いを通過させて、平均粒径D50が10μmの各ガラス粉末試料を得た。 First, a glass batch in which raw materials such as various oxides and carbonates were prepared so as to have the glass composition shown in the table was prepared, and this was put in a platinum crucible and melted at 1000 to 1200 ° C. for 2 hours. Next, the molten glass was formed into a thin piece with a water-cooled roller. Finally, the glass flakes were pulverized by a ball mill and passed through a sieve having an opening of 200 mesh to obtain glass powder samples having an average particle diameter D 50 of 10 μm.

耐火性フィラー粉末として、平均粒子径D50が20μmのリン酸ジルコニウム粉末(表中ではZPと表記)、平均粒子径D50が8μmのウイレマイト粉末(表中ではWILと表記)、平均粒子径D50が8μmのコーディエライト粉末(表中ではCDRと表記)、平均粒子径D50が8μmの酸化スズ粉末(表中ではSnO2と表記)を使用した。 As the refractory filler powder, zirconium phosphate powder having an average particle diameter D 50 of 20 μm (indicated as ZP in the table), willemite powder having an average particle diameter D 50 of 8 μm (indicated in the table as WIL), average particle diameter D Cordierite powder 50 (expressed as CDR in the table) and tin oxide powder (expressed as SnO 2 in the table) having an average particle diameter D 50 of 8 μm were used.

以上の粉末試料を用いて、試料No.1〜19を作製し、密度、ガラス転移点、軟化点、流動径、失透状態、残留応力および引き込み性を評価した。   Using the above powder sample, Sample No. 1 to 19 were prepared, and the density, glass transition point, softening point, flow diameter, devitrification state, residual stress, and retractability were evaluated.

密度は、周知のアルキメデス法で測定した。   The density was measured by the well-known Archimedes method.

ガラス転移点は、押棒式熱膨張係数測定装置で測定した。   The glass transition point was measured with a push rod type thermal expansion coefficient measuring device.

軟化点は、DTA装置で測定した。DTAは、大気中で室温から測定を開始し、昇温速度を10℃/分とした。   The softening point was measured with a DTA apparatus. The DTA measurement was started from room temperature in the atmosphere, and the heating rate was 10 ° C./min.

熱膨張係数は、押棒式熱膨張係数測定装置で測定した。測定温度範囲は、30〜300℃とした。   The thermal expansion coefficient was measured with a push rod type thermal expansion coefficient measuring apparatus. The measurement temperature range was 30 to 300 ° C.

流動径は、封着材料の真比重に相当する重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て、そのボタン試料を高歪点ガラス基板(日本電気硝子株式会社製PP−8C)上に載置し、流気式熱処理炉に投入した後に空気中で10℃/分の速度で昇温し、510℃で20分間保持して、その後10℃/分の速度で室温まで降温し、得られた焼成ボタンの直径を測定することで評価した。なお、流動径が20mm以上であれば、流動性が良好であることを意味する。   The flow diameter was dry-pressed into a button shape having an outer diameter of 20 mm using a mold with a weight corresponding to the true specific gravity of the sealing material, and the button sample was subjected to a high strain point glass substrate (PP-made by Nippon Electric Glass Co., Ltd.). 8C), placed in an air-flow heat treatment furnace, heated in air at a rate of 10 ° C / min, held at 510 ° C for 20 minutes, and then brought to room temperature at a rate of 10 ° C / min. The temperature was lowered, and evaluation was performed by measuring the diameter of the fired button obtained. In addition, if a flow diameter is 20 mm or more, it means that fluidity | liquidity is favorable.

失透状態は、次のようにして評価した。まず、各試料とビークル(アクリル樹脂含有のα−ターピネオール)を三本ロールミルで均一に混錬し、ペースト化した後、高歪点ガラス基板(日本電気硝子株式会社製PP−8C)の端部に線状(長さ40×幅3×1.5mm厚)に塗布し、乾燥オーブンで150℃10分間乾燥した。次に、室温から10℃/分で昇温し、基板を510℃20分間焼成した後、室温まで10℃/分で降温した。最後に、得られた焼成体の表面を光学顕微鏡(50倍)で観察して、表面に結晶が認められなかったものを「○」とし、表面に結晶が認められたものを「×」とした。   The devitrification state was evaluated as follows. First, after each sample and vehicle (acrylic resin-containing α-terpineol) were uniformly kneaded with a three-roll mill and formed into a paste, the end of a high strain point glass substrate (PP-8C manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) Was applied in a linear shape (length 40 × width 3 × 1.5 mm thickness) and dried in a drying oven at 150 ° C. for 10 minutes. Next, the temperature was raised from room temperature at 10 ° C./minute, the substrate was baked at 510 ° C. for 20 minutes, and then the temperature was lowered to room temperature at 10 ° C./minute. Finally, the surface of the fired body obtained was observed with an optical microscope (50 times), and “◯” was given when no crystal was observed on the surface, and “X” when crystal was found on the surface. did.

残留応力は、次のようにして評価した。まず封着材料の真比重に相当する重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、そのボタン試料を高歪点ガラス基板(日本電気硝子株式会社製PP−8C)上に載置した。次に、これを流気式熱処理炉に投入した後に空気中で10℃/分の速度で昇温し、510℃で20分間保持し、その後10℃/分の速度で室温まで降温した。最後に、得られた焼成ボタン直下のガラス基板にクラックが発生していないものを「○」とし、クラックが発生しているものを「×」とした。   Residual stress was evaluated as follows. First, a powder having a weight corresponding to the true specific gravity of the sealing material is dry-pressed into a button shape having an outer diameter of 20 mm using a mold, and the button sample is placed on a high strain point glass substrate (PP-8C manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.). Placed. Next, this was put into an air-flow type heat treatment furnace, heated in air at a rate of 10 ° C./min, held at 510 ° C. for 20 minutes, and then cooled to room temperature at a rate of 10 ° C./min. Finally, the case where no cracks occurred in the obtained glass substrate immediately below the fired button was indicated as “◯”, and the case where cracks occurred was indicated as “x”.

引き込み性は、次のようにして評価した。まず、各試料とビークル(アクリル樹脂含有のα−ターピネオール)を三本ロールミルで均一に混錬し、ペースト化した後、5mmφの排気孔を有する100×100×1.8mmtの高歪点ガラス基板(日本電気硝子株式会社製PP−8C)の外周縁に線状(長さ40×幅3×1.5mm厚)に塗布し、乾燥オーブンで150℃10分間乾燥した。次に、グレーズ面に100×100×1.8mmtの高歪点ガラス基板(日本電気硝子株式会社製PP−8C)を重ね合わせた後、クリップ等で加圧しながら、室温から10℃/分で昇温し、510℃20分間焼成した後、室温まで10℃/分で降温した。そして、排気孔を通じて、得られたガラス容器内を真空ポンプで真空排気した。真空排気は、480℃40分間行い、装置内部が10-6Torrとなるように調整した。その後、ガラス容器内を観察し、封着部位の一部が装置内部に引き込まれることによる貫通孔(気密リーク)の発生がないものを「○」、引き込まれて貫通孔が発生しているものを「×」として評価した。 The pullability was evaluated as follows. First, each sample and vehicle (acrylic resin-containing α-terpineol) were uniformly kneaded with a three-roll mill and made into a paste, and then a 100 × 100 × 1.8 mmt high strain point glass substrate having 5 mmφ exhaust holes. It was applied linearly (length 40 × width 3 × 1.5 mm thickness) to the outer periphery of PP-8C (Nippon Electric Glass Co., Ltd.) and dried in a drying oven at 150 ° C. for 10 minutes. Next, after superposing a 100 × 100 × 1.8 mmt high strain point glass substrate (PP-8C manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) on the glaze surface, pressurizing with a clip or the like, from room temperature to 10 ° C./min. After heating up and baking at 510 ° C. for 20 minutes, the temperature was lowered to room temperature at 10 ° C./min. And the inside of the obtained glass container was evacuated with the vacuum pump through the exhaust hole. The evacuation was performed at 480 ° C. for 40 minutes, and the inside of the apparatus was adjusted to 10 −6 Torr. After that, the inside of the glass container is observed, “○” indicates that there is no through hole (airtight leak) due to a part of the sealing part being drawn into the apparatus, and the through hole is generated by being drawn in. Was evaluated as “×”.

試料No.2〜7、9〜16は、ガラス粉末のガラス組成範囲が所定範囲内に規制されているとともに、封着材料中にリン酸ジルコニウムを所定量含有しているため、流動径、失透状態、残留応力および引き込み性の評価が良好であった。   Sample No. 2-7, 9-16, the glass composition range of the glass powder is regulated within a predetermined range, and since a predetermined amount of zirconium phosphate is contained in the sealing material, the flow diameter, devitrification state, Residual stress and drawability were evaluated well.

試料No.1は、封着材料中にリン酸ジルコニウムを含有していないため、引き込み性の評価が不良であった。試料No.8は、リン酸ジルコニウムの含有量が過剰であり、流動性および失透状態の評価が不良であった。試料No.17は、ガラス粉末中のBi23の含有量が少な過ぎ、流動性および残留応力の評価が不良であった。試料No.18は、ガラス粉末中のBi23の含有量が過剰であるため、流動径および失透性の評価が不良であった。試料No.19は、ガラス粉末中のZnOの含有量が過剰であるため、流動径、失透性および残留応力の評価が不良であった。 Sample No. Since No. 1 did not contain zirconium phosphate in the sealing material, the evaluation of retractability was poor. Sample No. In No. 8, the content of zirconium phosphate was excessive, and the evaluation of fluidity and devitrification state was poor. Sample No. In No. 17, the content of Bi 2 O 3 in the glass powder was too small, and the evaluation of fluidity and residual stress was poor. Sample No. No. 18 was poor in evaluation of the flow diameter and devitrification because the content of Bi 2 O 3 in the glass powder was excessive. Sample No. In No. 19, since the content of ZnO in the glass powder was excessive, the evaluation of flow diameter, devitrification, and residual stress was poor.

(実験例2)
リン酸ジルコニウムの粒度分布の影響を調査するために以下の実験を行った。表4は、本発明の実施例(試料No.20〜24)を示している。
(Experimental example 2)
The following experiment was conducted to investigate the influence of the particle size distribution of zirconium phosphate. Table 4 shows Examples (Sample Nos. 20 to 24) of the present invention.

Figure 0005257829
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まず、表4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1000〜1200℃で2時間溶融した。次に、水冷ローラーにより、溶融ガラスを薄片状に成形した。最後に、薄片状のガラスをボールミルにて粉砕後、目開き200メッシュの篩いを通過させて、平均粒径D50が10μmの各ガラス粉末試料を得た。 First, a glass batch in which raw materials such as various oxides and carbonates were prepared so as to have the glass composition shown in Table 4 was prepared, and this was put in a platinum crucible and melted at 1000 to 1200 ° C. for 2 hours. Next, the molten glass was formed into a thin piece with a water-cooled roller. Finally, the glass flakes were pulverized by a ball mill and passed through a sieve having an opening of 200 mesh to obtain glass powder samples having an average particle diameter D 50 of 10 μm.

耐火性フィラー粉末として、リン酸ジルコニウム粉末(表中ではZPと表記)を使用した。リン酸ジルコニウム焼結体の粉砕条件および分級条件等を適宜調整することにより、リン酸ジルコニウム粉末の粒度分布を調整した。また、平均粒子径D50が8μmのウイレマイト粉末(表中ではWILと表記)を使用した。 Zirconium phosphate powder (denoted as ZP in the table) was used as the refractory filler powder. The particle size distribution of the zirconium phosphate powder was adjusted by appropriately adjusting the pulverization conditions and classification conditions of the zirconium phosphate sintered body. The average particle diameter D 50 was used 8μm willemite powder (denoted WIL in the tables).

以上の粉末試料を用いて、試料No.20〜24を作製し、流動径、失透状態、残留応力および引き込み性を評価した。流動径、失透状態、残留応力および引き込み性の評価方法は、既述の評価方法と同様である。   Using the above powder sample, Sample No. 20-24 were produced and the flow diameter, the devitrification state, the residual stress, and the drawing-in property were evaluated. The evaluation method of the flow diameter, devitrification state, residual stress, and retractability is the same as the evaluation method described above.

試料No.20〜24は、ガラス粉末のガラス組成範囲が所定範囲内に規制されているとともに、封着材料中にリン酸ジルコニウムを所定量含有し、リン酸ジルコニウムの粒度分布が所定範囲であるため、流動径、失透状態、残留応力および引き込み性の評価が良好であった。   Sample No. 20 to 24, the glass composition range of the glass powder is regulated within a predetermined range, the sealing material contains a predetermined amount of zirconium phosphate, and the particle size distribution of the zirconium phosphate is within the predetermined range. The evaluation of diameter, devitrification state, residual stress, and retractability was good.

本発明の封着材料は、PDP、FED、蛍光表示管の封着に好適である。その他にも、本発明の封着材料は、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、無機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、ICセラミックパッケージ等の各種セラミックパッケージ、球レンズキャップ部品等の各種金属パッケージの封着に用いることもできる。
The sealing material of the present invention is suitable for sealing PDP, FED, and fluorescent display tube. In addition, the sealing material of the present invention can be used for sealing various ceramic packages such as an organic electroluminescence display, an inorganic electroluminescence display, and an IC ceramic package, and various metal packages such as a spherical lens cap component.

Claims (7)

ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含有する封着材料において、
ビスマス系ガラス粉末は、ガラス組成として、下記酸化物換算の質量%表示で、Bi 73〜81.4%、B 2〜12%、Al 0〜5%、ZnO 1〜9.9%、BaO 0〜10%、CuO 0〜5%、Fe 0〜3%、CeO 0〜5%、Sb 0〜5%含有し、質量比Bi /B の値が8.1〜11であり、且つ耐火性フィラー粉末として、リン酸ジルコニウムを2.1〜45体積%含有することを特徴とする封着材料。
In a sealing material containing bismuth glass powder and refractory filler powder,
The bismuth-based glass powder has a glass composition represented by mass% in terms of the following oxide, Bi 2 O 3 73 to 81.4%, B 2 O 3 2 to 12%, Al 2 O 3 0 to 5%, ZnO 1~9.9%, BaO 0~10%, 0~5 % CuO, Fe 2 O 3 0~3%, CeO 2 0~5%, Sb 2 O 3 containing 0 to 5%, the mass ratio Bi 2 A sealing material having a value of O 3 / B 2 O 3 of 8.1 to 11 and containing 2.1 to 45% by volume of zirconium phosphate as a refractory filler powder.
リン酸ジルコニウムの平均粒子径D50が6〜40μmであることを特徴とする請求項1に記載の封着材料。 Sealing material according to claim 1, wherein the average particle diameter D 50 of zirconium phosphate characterized in that it is a 6~40Myuemu. リン酸ジルコニウムの10%粒子径D10が1〜6μmおよび/または90%粒子径D90が15〜80μmであることを特徴とする請求項1または2に記載の封着材料。 3. The sealing material according to claim 1, wherein the zirconium phosphate has a 10% particle diameter D 10 of 1 to 6 μm and / or a 90% particle diameter D 90 of 15 to 80 μm. ビスマス系ガラス粉末が、ガラス組成として、質量比Bi/Bの値が8.1〜10.2であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の封着材料。 The sealing according to any one of claims 1 to 3, wherein the bismuth-based glass powder has a glass composition having a mass ratio Bi 2 O 3 / B 2 O 3 of 8.1 to 10.2. Landing material. 非結晶性であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の封着材料。   The sealing material according to claim 1, which is non-crystalline. 実質的にPbOを含有しないことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の封着材料。   The sealing material according to any one of claims 1 to 5, which does not substantially contain PbO. プラズマディスプレイパネルの前面ガラス基板と背面ガラス基板の封着に用いることを特徴とする1〜6のいずれかに記載の封着材料。   The sealing material according to any one of 1 to 6, which is used for sealing a front glass substrate and a back glass substrate of a plasma display panel.
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