JPS5843342B2 - 酸化銅を含む封止ガラス組成物の形成方法 - Google Patents

酸化銅を含む封止ガラス組成物の形成方法

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JPS5843342B2
JPS5843342B2 JP51039453A JP3945376A JPS5843342B2 JP S5843342 B2 JPS5843342 B2 JP S5843342B2 JP 51039453 A JP51039453 A JP 51039453A JP 3945376 A JP3945376 A JP 3945376A JP S5843342 B2 JPS5843342 B2 JP S5843342B2
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C27/00Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的に低軟化点及び低熱膨張率の封止ガラス
組成物の形成方法に係り、更に具体的に言えばガスを通
さないガラス封止部を形成するために有用な酸化銅を含
む封止ガラス組成物の形成方法に係る。
低軟化点及び低熱膨張率の銅含有ガラス組成物はセラミ
ック、金属及びガラスの如き種々の表面を封止するため
にそしてその様な表面を相互に結合させるために有用で
ある。
この様な銅ガラスは、例えば、電極を有するガラス基板
の間の空間にガスが含まれているガス表示パネルを形成
するために用いられるガラス基板を相互に封止するため
に用いられる。
ガスは可視像を形成するために種々の電極に電位を加え
ることによりイオン化される。
酸化銅を含むガラス組成物からこの様な封止部を形成す
る場合に伴う1つの問題はそのガラス組成物の形成中に
酸化第二銅CuOが酸化第一銅Cu2Oに変換させるこ
とである。
形成されたC u 20の結晶は必要とされるガスを通
さない封止部でなく多孔性の封止部を生ぜしめる原因に
なると考えられている。
それらの結晶は又封止部を形成するためガラス組成物か
ら底形されるロッド上に種又は突起部を形成し得る。
これらの突起部はしばしばロッドから分離してパネルの
内部を汚染する。
本発明による方法は、清浄なそしてガスを通さない封止
部が形成され得る様にCu2Oの結晶の含有量が制御さ
れる。
酸化銅を含む封止ガラス組成物の形成を可能にする。
次に、本発明による方法について概略的に説明する。
本発明による方法に従って、CuOが存在しているとき
は温度が封止ガラス中に有害な種又は突起部を形成せし
める温度よりも低く保たれる、酸化銅を含む封止ガラス
組成物を形成するための方法が達成される。
本発明による方法の一実施例に於ては、CuOを含まな
い比較的高融点の酸化物を含むガラス組成物の第一部分
が形成される。
次に、CuOを含む比較的低融点の酸化物を含むガラス
組成物の第二部分が形成される。
第二部分に含まれるCuOは第二部分の温度が約s o
o ’c以下に下げられてから加えられる。
それから、これらの2つの部分が約800℃以下の温度
に於て混合されそして均質な酸化銅を含むガラス組成物
を形成するために加熱される。
それから、このガラス組成物は任意の所望の形状に成形
され得る。
本発明による方法の記載の実施例に於ける封止ガラス組
成物の主要部分は酸化鉛である。
この様な鉛ガラスは表示パネルを封止するために必要と
される軟化特性及び熱膨張特性を与える。
少量の他の酸化物は必要な強度、軟化点及び熱膨張率の
特性を与えるために含まれている。
それらの酸化物は、例えばkll 20 s 、 Z
n O及びS 102の如き比較的高融点の酸化物並び
番こ例えばB2O3,Bi2O3及びCuOの如き比較
的低融点の酸化物を含む。
本発明による方法の記載の実施例に於けるガラス組成物
を形成するために用いられる好ましい組成物の範囲は、
例えば以下の重量%から戒る。
pbo 約64 乃至約66 重量%Al2O3約
1 乃至約 2 重量% B l 203 約 O乃至約 1.5重量%B2O
3約13 乃至約15 重量% ZnO約10.5乃至約12.5重量% 5102 約 2 乃至約 3 重量%CuO約
3.5乃至約 5 重量% これらの酸化物の比率は特に厳密なものではなく、任意
の選択された適用例に必要とされる物理的特性を与える
様に選択される。
しかしながら、Al2O3は最高約2重量%に保たれる
べきであり、そうでない場合にはロッドから分離して封
止されるべき部品を汚染し得る種又は突起部を生じ得る
均質でない混合物の得られることが解った。
実施例 Cu2Oの形成が最小限にされるべき適用例のための好
ましい実施例に於ては、ガラス組成物は2つの部分から
形成される。
第一部分Aは全ての比較的高融点の酸化物を一部の比較
的低融点の酸化物とともに含んでいる。
この部分には、CuOは含まれていない。
簡便には、比較的低融点の酸化物の全量の約半分が第一
部分に含まれている。
従って、A12039ZnO及び5102がP b O
+ B t203及びB2O3の全量の約半分と混合さ
れそして均質な溶融体が達成される迄加熱される。
この溶融体の最終的温度は均質な溶融体を得るために必
要な最低の温度である約1100’C±2000である
これよりも高い温度も用いられ得るが不必要である。
均質な溶融体を得るため(こ必要である最低の温度はそ
の特定の組成物に応じて幾分変化する。
均質な溶融体を得るための加熱時間は約1乃至12一時
間の範囲内で変化する。
ガラス組成物の全重量に基づく第一部分に於ける酸化物
の比率は次の重量%から戒ることか好ましい。
Pb0 32.15乃至32.9重量% A12031乃至2重量% Zn0 10.5乃至12.5重量% 8102 2乃至3重量% Bi2030乃至0.75重量% B2036.5乃至7.5重量% ガラス組戒物の第二部分Bは残りの比較的低融点の酸化
物から形成され、始めにCuOを除くそれらの酸化物が
均質な溶融体を得るために必要な時間及び温度で加熱さ
れる。
好ましい組成物のためのこの溶融体の最終的温度は少な
くとも約1050℃±2000であるべきである。
これよりも高い温度も用いられ得るが、不必要である。
均質な溶融体を得るために必要な最低の温度はその特定
の組成物に応じて幾分変化する。
均質な溶融体を得るための加熱時間は約3/4乃至1時
間の範囲内で変化する。
ガラス組成物の全重量に基づく第二部分に於ける酸化物
の比率は以下のとおりである。
Pb0 32.15乃至32.9重量%B12O30
乃至0.75重量% B2O36,5乃至7.5重量% CuO3,5乃至5重量% CuOは溶融体が均質になりそして溶融体の温度が約8
00℃以下に下げられる迄溶融体に加えられない。
CuOを加えるための好ましい温度は約750’C±2
0℃である。
これはCuOのCu2Oへの還元を最小限に保つ。
CuOが加えられた後、溶融体は完全に撹拌されそして
好ましくは1乃至17時間の範囲の時間の間均質になる
迄加熱される。
次に、各々溶融された上記の2つの部分は約800℃以
下の温度、好ましくは750℃±20°Cの温度で混合
されそして約3乃至3L時間の間溶融体が均質になる迄
加熱される。
それから、上記ガラス組成物が任意の所望の形状のビレ
ット(billets)又はロッドに成形される。
ガラス・ロッドを直接溶融体から成形するためには、溶
融体の温度が従来の方法に従って約500乃至600℃
の間の温度迄下げられる。
参考例 1 比較的高融点の酸化物を含むバッチAはバッチAのみに
於ける相対的比率に基づく重量%で示されている次の組
成物から形成された。
B2O312,5重量% Bi2031.3重量% Zn0 21.4重量% 8102 5 重量% Al2O31,8重量□ Pb0 58.0重量% これらの固形の酸化物がバッチとして1時間の間−緒に
混合され、そのバッチの一部が白金のるつぼに入れられ
、そしてそれらの酸化物を溶融させるためるつぼの温度
が約1000’C迄上げられた。
そのバッチの残りの部分はバッチ全体が液状になる迄少
しずつ加えられ、それからその溶融体の温度がゆっくり
と約1100℃±20℃迄上げられた。
この溶融体は最低1時間であるが1!一時間よりは長く
ない時間の間1100℃±20℃の温度で更に充分に溶
融された。
それから、この溶融体は固形のカレットを形成するため
脱イオン水中に於て急冷され、カレットは空気中に於て
約180℃の温度で乾燥された。
バッチBはバッチBのみに於ける相対的比率(こ基づく
重量%で示されている次の組成物から形成された。
B2O315,7重量% Bi2O31,7重量% Pb0 72.9重量% Cu0 9.7重量% 上記のCuOを除く酸化物がバッチとして1時間の間−
緒(こ混合され、そのバッチの一部が白金のるつぼに入
れられ、そしてそれらの酸化物を溶融させるためにるつ
ぼの温度が約850℃進上げられた。
バッチBの残りの部分はバッチ全体が液状になる迄少し
ずつ加えられ、それからその溶融体の温度がゆっくりと
約り050℃±200C迄上げられた。
この溶融体は最低3/4時間であるが1時間よりは長く
ない時間の間1050℃±2000の温度で更に充分に
溶融され、それからその溶融体の温度が約750℃±2
0℃迄下げられた。
それから、CuOが約750℃±20℃の溶融体の温度
に於て該溶融体に加えられた。
全てのCuOが溶解されてから、溶融体が完全に撹拌さ
れた。
それから、この溶融体は少なくとも1時間であるが1Σ
時間よりは長くない時間の間750℃±20℃に於て更
に充分に溶融された。
それからこの溶融体は固形のカレットを形成するため脱
イオン水中に於て急冷され、カレットは空気中に於て1
80℃の温度で乾燥された。
最終的ガラス組成物を形成するため、55.7重量%の
バッチAが44.4重量誇のバッチBと次の様にして混
合された。
バッチAが再び約1100℃±20°Cの温度に於て溶
融されそしてこの溶融体はその温度に於て約1/2時間
の間更に充分に溶融された。
それから、その溶融体の温度が約り50℃±20℃迄下
げられそしてバッチBがその温度に於て該溶融体に少し
ずつ加えられた。
全てのバッチBのカレットが該溶融体中に溶解されてか
ら、溶融体が完全に撹拌され、それから最低3時間であ
るが3百時間よりは長くない時間の間約750℃±20
℃に於て更に充分に溶融された。
その均質な溶融体はその温度のまま金型に流し込まれ、
その温度がゆっくりと室温迄下げられた。
代替的には、ビレットが750℃±20℃の溶融体の温
度に於ける該溶融体から直接成形されそしてゆっくりと
室温迄下げられてもよい。
ガス・パネルを形成するため電極を有するガラス基板を
相互に封止するために用いられる所望の寸法及び形状を
有する処理されたビレットからガラス・ロッドが再成形
された。
ガラス・ロッドを再成形するための1つの適当な方法は
ロッドがビレットから構成される装置に於てビレットを
約400乃至450℃の範囲の温度で局部的に加熱する
方法である。
ガス・パネルの封止部を形成するために用いられるには
直径約0.9乃至約2.5 mm (約35乃至100
ミル)のロッドが好ましい。
ガス・パネルを封止するために用いられたとき、参考例
1に従って形成されたガラス組成物から成形された直径
約0.9 mmのロッドは必要な熱膨張、軟化点及び強
度の特性を有しそしてガスを通さない優れた封止部を達
成した。
参考例1に於て形成されたガラス組成物の全組成物の重
量%を次に示す。
酸化鋼 4.3重量% B2O313,9重量% B 12 o3i、 5重量% ※※
Zn0 11.9重量% 5in2 2.8重量% Al2O31,0重量% Pb0 64.6重量% その熱膨張率は83 X 10−7/℃でありそして軟
化温度は424℃であった。
83.6乃至86 X 10−7/℃の範囲の熱膨張率
及び約414乃至422℃の範囲の軟化温度を有する次
のガラス組成物を形成するため、参考例1の方法が繰り
返された。
それらの組成を重量%により次表に示す。
参考例 2 この参考例は全ての酸化物が単一の部分として混合され
る場合の封止ガラス組成物の形成方法を示す。
次に示す重量%の酸化物が用いられた。Pb0
64.6重量% B2O313,9重量% 5in2 2.8重量% Al2O31,0重量% Zn0 11.9重量% B i203 1. s重量% CuO4,3重量% 上記のCuOを除く全ての酸化物がバッチとして1時間
の間−緒に混合され、そのバッチの一部が白金のるつぼ
に入れられ、そして液状にするためにるつぼの温度が1
ooo℃迄上げられた。
そのバッチの残りの部分はバッチ全体が液状になる進歩
しずつ加えられ、それからその溶融体の温度がゆっくり
と約1100’C±20℃迄上げられた。
この溶融体は最低1時間であるが17時間よりは長くな
い時間の間1100℃±20℃の温度で加熱された。
それから、その溶融体の温度が770℃±20℃迄下げ
られそして溶融体の温度を7700C±20’Cに保ら
つつCuOが該溶融体に少しずつ加えられた。
全てのCuOが溶融体に加えられてから、溶融体が完全
に撹拌されそしてその溶融体の温度がゆっくりと865
℃±20℃迄上げられた。
この溶融体は最低3L時間であるが4時間よりは長くな
い時間の間上記温度に於て更に充分に溶融された。
それから、その溶融体はその温度のまま金型に流し込ま
れ又はビレットが直接該溶融体から成形された。
その温度がゆっくりとアニール温度(350℃)から室
温迄下げられた。
所望の寸法及び形状を有するガラス・ロッドが実施例1
に於て述べられた様に処理されたビレットから再成形さ
れ得る。
溶融体を更に充分に溶融させるときに885°C以上の
温度が用いられた場合には褐色の結晶を含むビレット及
びロッドの形成されることが解った。
溶融体を更に充分に溶融させるための時間及び温度の成
る種の条件の下に於てはこれより幾分高い温度も許容さ
れ、それらの条件は当業者により容易(こ決定され得る
しかしながら、約950℃以上の温度は避けられるべき
であることが解った。
参考例2に於て示された方法はより高い含有量のCu2
Oが許容され得る適用例に於ては憫足され得ることが解
った。
Cu2Oの含有量を最小限に保つ必要がある場合には、
参考例2の方法は好ましくない。
本発明による方法を約2重量%以上の含有量のAl2O
3を用いて行なってみたところ、有色の種、石及び突起
部を含むロッドが成形された。
それらのロッドは容易にこなごなにされた。
これは混合物に於ける相の分離によるものと考えられる
しかしながら、本発明による方法に於て、他の酸化物の
比率を変えモしてAl2O3の含有量を約2重量%又は
それ以下に保つことによって、より高い含有量のAl2
O3を有するガラスに適合する必要な軟化温度、熱膨張
率及び強度の特性を有するガラス組成物が達成され得る
同時に、本発明による方法は、多孔性の封止部を生せし
め得るレベルよりも低い許容され得るレベルのCuOか
らCu2O結晶への変換(約10%以下)を生じる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. I Al2O3,ZnO及びS iO2の高融点酸化
    物と、Pb02Bi203.B2O3及びCuOの低融
    点酸化物とよりなる封止ガラス組成物の形成方法におい
    て、上記高融点酸化物の全量とCuOを除く上記低融点
    酸化物の一部との混合体を加熱溶融して第1の溶融体を
    形成する工程と、CuOを除く上記低融点酸化物の残量
    を加熱溶融したものに800℃以下の温度でCuOを添
    加混合して第2の溶融体を形成する工程と、前記第1及
    び第2の溶融体をs o o ’c以下の温度で混合し
    て第3の溶融体を形成する工程と、前記第3の溶融体を
    冷却する工程とを含む、酸化銅を含む封止ガラス組成物
    の形成方法。
JP51039453A 1975-04-28 1976-04-09 酸化銅を含む封止ガラス組成物の形成方法 Expired JPS5843342B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/572,036 US3982918A (en) 1975-04-28 1975-04-28 Process for preparing a copper containing sealing glass

Publications (2)

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JPS51128314A JPS51128314A (en) 1976-11-09
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DE (1) DE2613502A1 (ja)
FR (1) FR2309481A1 (ja)
GB (1) GB1522216A (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7416556A (nl) * 1974-12-19 1976-06-22 Philips Nv Aansmelting aan metalen deel met koperen oppervlak.
US4271243A (en) * 1979-02-14 1981-06-02 Saft Leclanche Positive active material for an electrical cell
US4303547A (en) * 1979-12-28 1981-12-01 International Business Machines Corporation Luminescent material
US5157831A (en) * 1991-12-20 1992-10-27 Alfred University Process for preparing an hermetically sealed glass-metal electrical connector
US6391809B1 (en) * 1999-12-30 2002-05-21 Corning Incorporated Copper alumino-silicate glasses
US9296641B2 (en) * 2012-11-01 2016-03-29 Owens-Brockway Glass Container Inc. Inspectable black glass containers
CN111018352B (zh) * 2019-12-06 2022-05-20 西安赛尔电子材料科技有限公司 钛及钛合金-可伐封接用玻璃材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2922720A (en) * 1957-06-20 1960-01-26 Schlitz Brewing Co J Glass composition colored by copper and tin, and method of manufacturing same
FR1375847A (fr) * 1963-08-22 1964-10-23 Saint Gobain Perfectionnements à la fusion du verre
US3639113A (en) * 1969-01-31 1972-02-01 Margarita Semenovna Aslanova Method of manufacturing tape possessing semiconducting properties
US3807043A (en) * 1970-06-02 1974-04-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for making magnetic head composed of ferrite
US3759727A (en) * 1970-10-27 1973-09-18 Owens Illinois Inc Coatings
FR2234239B1 (ja) * 1973-06-25 1977-02-18 Ishizuka Glass
US3904426A (en) * 1974-08-05 1975-09-09 Ibm Process for manufacturing low temperature sealing glasses

Also Published As

Publication number Publication date
FR2309481A1 (fr) 1976-11-26
US3982918A (en) 1976-09-28
JPS51128314A (en) 1976-11-09
FR2309481B1 (ja) 1978-05-19
GB1522216A (en) 1978-08-23
DE2613502A1 (de) 1976-11-18

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