JPH08165142A - 封着用組成物 - Google Patents

封着用組成物

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JPH08165142A
JPH08165142A JP6309115A JP30911594A JPH08165142A JP H08165142 A JPH08165142 A JP H08165142A JP 6309115 A JP6309115 A JP 6309115A JP 30911594 A JP30911594 A JP 30911594A JP H08165142 A JPH08165142 A JP H08165142A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sealing composition
low
thermal expansion
sealing
glass
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Pending
Application number
JP6309115A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryuichi Tanabe
隆一 田辺
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
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Publication of JPH08165142A publication Critical patent/JPH08165142A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/24Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders
    • C03C8/245Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders containing more than 50% lead oxide, by weight

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  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】重量%で低融点ガラス粉末60〜90%と低膨
張セラミックスフィラー10〜40%とからなるととも
に、該低融点ガラス粉末は重量%でPbO:77〜87
%、B23 :10〜20%、Al23 :2〜8%、
SiO2 :0〜3%からなってK2 O,Na2 O及びL
2 Oからなるアルカリ成分を実質的に含まず、該封着
用組成物による封着ガラスの室温〜300℃の熱膨張係
数が65〜80×10-7-1であることを特徴とする封
着用組成物。 【効果】耐水圧強度、耐圧強度に優れ、さらに放電ガス
や蛍光体の寿命も良いプラズマディスプレイパネル用封
着組成物が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低温度の熱処理により
封着を完成することができる封着用組成物、特にPDP
(プラズマディスプレイパネル)における排気管又はゲ
ッターバルブと基板との封着に好適に用いられる封着用
組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、PDPにおける排気管又はゲッタ
ーバルブとガラス基板の封着には、低融点ガラスを用
い、430〜500℃で封着していた。かくして封着さ
れたパネルは、250〜380℃に加熱されつつ排気さ
れ、100〜500Torrにて、ネオン又はHe−X
e等の放電ガスを封入し、封止される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のPDPにおい
て、ガラス基板としてたとえばソーダライムガラス板を
使用した場合、その熱膨張係数は、78〜85×10-7
-1程度であるので、従来の封着用ガラスでは、熱膨張
率がガラス基板にマッチングしておらず、パネルが割れ
やすいという問題があった。また、封着フリットのアル
カリ成分がプラズマガンや蛍光体の寿命を悪くすること
があった。
【0004】本発明の目的はこの欠点を解消し、PDP
の排気管又はゲッターバルブとガラス基板との封着を良
好にする組成物を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、重量%で低融
点ガラス粉末60〜90%と低膨張セラミックスフィラ
ー10〜40%とからなるとともに、該低融点ガラス粉
末は重量%でPbO:77〜87%、B23 :10〜
20%、Al23 :2〜8%、SiO2 :0〜3%か
らなってK2 O,Na2 O及びLi2 Oからなるアルカ
リ成分を実質的に含まず、該封着用組成物による封着ガ
ラスの室温〜300℃の熱膨張係数が65〜80×10
-7-1であることを特徴とする封着用組成物を提供する
ものである。
【0006】本発明の低膨張セラミックスフィラーは、
室温〜300℃の熱膨張係数が70×10-7-1以下で
あるものが好ましい。特に好ましい熱膨張係数は60×
10-7-1以下である。
【0007】本発明の封着用組成物によれば、430〜
500℃で5分〜30分程度の加熱で、PDP用ガラス
基板と排気管又はゲッターバルブとを封着することが可
能である。
【0008】本発明において、低融点ガラス粉末の含有
量は60〜90重量%の範囲である。低融点ガラス粉末
の含有量が大きすぎると、低膨張セラミックフィラー量
が少なくなるため、熱膨張係数が大きくなりすぎ、基板
ガラスと熱膨張係数が合わず、封着後封着フリット部に
引張応力が残り、割れるおそれがある。この点でより好
ましい低融点ガラス粉末の含有量は85%以下である。
また、低融点ガラス粉末の含有量が少なすぎると、ガラ
ス分が少なく、流動性が悪くなり、封着部の気密性が損
なわれるおそれがある。この点でより好ましい低融点ガ
ラス粉末の含有量は65%以上である。
【0009】430〜500℃、5分〜30分程度で封
着でき、基板ガラスとほぼ同等の熱膨張係数を有する封
着物とするために、低融点ガラス粉末としては重量%表
示で次の組成のものとされる。
【0010】PbO 77〜87% B23 10〜20% Al23 2〜8% SiO2 0〜3% R2 O(K2 O,Na2 O及びLi2 Oからなるアルカ
リ成分)を不純物として0.1%以下。
【0011】かかる組成において、PbOの含有量が、
小さすぎると、軟化点が高くなりすぎ、流動性が悪く、
封着部の強度、気密性が損なわれるので好ましくない。
この点でより好ましいPbOの含有量は80%以上であ
る。また、PbOの含有量が大きすぎると、軟化点が低
くなりすぎ、高温での強度が弱くなるので好ましくな
い。この点でより好ましいPbOの含有量は85%以下
である。
【0012】B23 の含有量が小さすぎると、熱膨張
係数が大きくなるので好ましくない。この点でより好ま
しいB23 の含有量は11%以上である。また、大き
すぎると化学的耐久性が悪くなるので好ましくない。こ
の点でより好ましいB23の含有量は18%以下であ
る。
【0013】Al23 の含有量が小さすぎると、化学
的耐久性が悪く好ましくない。この点でより好ましいA
23 の含有量は3%以上である。また、大きすぎる
と、軟化点が高くなりすぎ、流動性が悪くなり好ましく
ない。この点でより好ましいAl23 の含有量は7%
以下である。
【0014】SiO2 は必須ではないが、化学的耐久性
を向上させる効果がある。但し、含有が多すぎると、軟
化点が高くなりすぎ、流動性が悪くなり好ましくない。
【0015】アルカリ成分については、プラズマイオン
が封着フリットを衝撃してアルカリ成分をたたき出し、
プラズマディスプレイの基板ガラスや蛍光体の寿命を短
くするため、実質的に含まないことが好ましい。具体的
には、不純物として含有する0.1%以下が好ましい。
【0016】一方、低膨張セラミックスフィラーは、総
量で封着用組成物の10〜40重量%が混合される。低
膨張セラミックスフィラーの含有量が大きすぎると、封
着時の流動性が悪くなる。この点でより好ましい含有量
は35%以下である。また、低膨張セラミックスフィラ
ーの含有量が小さすぎると、封着フリットの熱膨張係数
を基板に合わせることが難しく、強度的にも弱くなる。
この点でより好ましい含有量は15%以上である。
【0017】低膨張セラミックスフィラーとしてはジル
コン、アルミナ、ムライト、シリカ、チタン酸鉛、コー
ジエライト、β−ユークリプタイト、β−スポジュメ
ン、β−石英固溶体からなる群から選ばれた少なくとも
1種が好ましい。かかるセラミックスフィラーのうち、
特にジルコン、チタン酸鉛は封着強度に優れ望ましい。
【0018】また室温〜300℃における封着用組成物
の熱膨張係数は、使用されるガラス基板の室温〜300
℃の熱膨張係数が78〜85×10-7℃程度であること
を考慮すると、65〜80×10-7-1の範囲にあるの
が好ましい。特に好ましくは、67〜78×10-7-1
の範囲である。熱膨張係数が大きすぎるかもしくは小さ
すぎると、基板ガラスあるいは封着フリットに引張応力
が働き、強度が低下する。
【0019】なお、焼成後の非晶質の割合が多いガラス
は、ガラス転移点(Tg)より高温で熱膨張係数が急激
に増大する。したがって、室温付近のみならず、固着点
(Tgよりわずかに高い温度)近傍で熱膨張がマッチン
グすることが重要である。本発明ではこの観点から、熱
膨張の目安として室温〜300℃の熱膨張係数を採用し
て上記範囲とされる。
【0020】
【実施例】常法にしたがって、原料を調合、混合し、1
100〜1400℃で溶融した。次いでこれをツインロ
ーラーによって、薄片状とした。この際、水砕法を用い
ることも可能である。これをボールミルにて、所定時間
粉砕し、表1に示す組成(単位:重量%)のガラス粉末
を製造した。次いでこのガラス粉末、低膨張セラミック
スフィラーを表1に示す重量割合で混合し、例1〜9の
封着用組成物を調整した(例1〜6:実施例、例7〜
9:比較例)。
【0021】この封着用組成物について、フローボタン
径、封着残留歪、熱膨張係数を測定した結果を表1に示
す。ここで、フローボタン径、封着残留歪、熱膨張係数
とは以下のようなものである。
【0022】フローボタン径:封着時の組成物の流動性
を示すものであり、封着用組成物の試料粉末6.5gを
直径12.7mmの円柱状に加圧成形後、430〜50
0℃15分の熱処理により流動した直径である。このフ
ローボタン径は20mm以上であることが望ましい。
【0023】接着残留歪:封着用組成物にビヒクル(酢
酸イソアミルにニトロセルロース1.2%を溶解した溶
液)を重量比11.5:1の割合で混合してペーストと
し、該ペーストを基板ガラス片の上に塗布し、フローボ
タンの場合と同じスケジュールで焼成した後、基板ガラ
ス片と封着用組成物との間に発生した残留歪をポーラリ
メーターを用いて測定した(単位:mμ/cm、「+」
は封着用組成物が圧縮歪、「−」は封着用組成物が引張
歪)。
【0024】望ましい残留歪の範囲は−100mμ/c
m〜+500mμ/cmである。
【0025】熱膨張係数:封着用組成物をフローボタン
と同じスケジュールで焼成後、所定寸法に研磨して熱膨
張計による測定を行った。昇温速度10℃/分の条件
で、伸びの測定を行い、室温〜300℃までの平均熱膨
張係数を算出した(単位:×10-7-1)。基板ガラス
との熱膨張特性のマッチングを考慮すると、この値は6
5〜85の範囲であることが好ましい。
【0026】次いで、あらかじめ放電電極、リブ等を形
成した一対のガラス基板の端部に基板用シールフリット
を介在させるとともに、基板と排気管、ゲッターバルブ
を本発明の封着用組成物を介在させてガラス基板に接着
し、430〜500℃で15分間保持してガラス基板と
排気管、ゲッターバルブを封着し、パネルを製造した。
このパネルについて端部の表面、裏面をはさんで固定し
て基板どうしの間で割れないようにして、耐水圧強度、
耐熱強度を測定した。結果を表1に示す。耐水圧強度、
耐熱強度の測定法は次のとおりである。
【0027】耐水圧強度:パネルの内外に水による圧力
差を与えて破壊する時の圧力差を測定した(単位:kg
/cm2 、5個の平均値)。パネルとしての強度を保証
するために、通常この強度が3kg/cm2 以上である
ことが好ましい。
【0028】耐熱強度:パネルの内外に水と湯による温
度差を与えて破壊する時の温度差を測定した(単位:
℃、5個の平均値)。
【0029】PDPパネルを製造する際の熱処理工程で
発生する熱応力を考慮すると、通常この強度は45℃以
上であることが望ましい。
【0030】放電ガス、蛍光体寿命:放電ガス、蛍光体
について1万時間点灯して問題なく点灯しているものを
良、劣化しているものを悪とした。
【0031】表1から本発明に係る封着用組成物は従来
以上の特性を有し、短時間封着が可能であることがわか
る。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】本発明による封着組成物を使用して、排
気管、ゲッターバルブを封着したPDPパネルは、耐水
圧強度、耐圧強度に優れ、さらに放電ガスや蛍光体の寿
命も良いという優れた効果がある。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で低融点ガラス粉末60〜90%と
    低膨張セラミックスフィラー10〜40%とからなると
    ともに、該低融点ガラス粉末は重量%でPbO:77〜
    87%、B23 :10〜20%、Al23 :2〜8
    %、SiO2 :0〜3%からなってK2 O,Na2 O及
    びLi2 Oからなるアルカリ成分を実質的に含まず、該
    封着用組成物による封着ガラスの室温〜300℃の熱膨
    張係数が65〜80×10-7-1であることを特徴とす
    る封着用組成物。
  2. 【請求項2】低膨張セラミックスフィラーは、室温〜3
    00℃の熱膨張係数が70×10-7-1以下であること
    を特徴とする請求項1記載の封着用組成物。
  3. 【請求項3】低膨張セラミックスフィラーは、ジルコ
    ン、アルミナ、ムライト、シリカ、チタン酸鉛、コージ
    エライト、β−ユークリプタイト、β−スポジュメン、
    β−石英固溶体からなる群から選ばれた少なくとも1種
    であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の
    封着用組成物。
JP6309115A 1994-12-13 1994-12-13 封着用組成物 Pending JPH08165142A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011105547A1 (ja) * 2010-02-27 2011-09-01 株式会社オハラ ガラスセラミックス、その製造方法及びその利用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011105547A1 (ja) * 2010-02-27 2011-09-01 株式会社オハラ ガラスセラミックス、その製造方法及びその利用
JP5771183B2 (ja) * 2010-02-27 2015-08-26 株式会社オハラ ガラスセラミックス、その製造方法及びその利用

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