JPS60103050A - 封着用ガラス組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガラス製の外囲器が使用されている蛍光表示
管のような表示管の外囲器の封着に用いにれる低融点の
封着用ガラス組成物に関するものである。

一般に蛍光表示管は、ガラスで形成された絶縁性基板上
に配線導体、陽極導体、蛍光体等をｆａ層配設して陽極
を形成し、陽極上に離間して制御電極、プイラメント状
の陰極等の電極が配設されている。これらの電極を囲む
ように前面容器が配設され、前記絶縁性基板の周縁で封
着されている。

この前面容器は前記絶縁性基板と同様にガラスで形成さ
れている、したがって封着に用いる封着４Ａは、ガラス
とガラスを気密に接着することが必要であるとともに絶
縁性基板と前面容器の間に内部の電極から延長さオした
リード端子が配設されているために、このリード端子を
形成する金属である４２６合金とも接着性が必要である
。また封着処理は、４００〜５００℃位の熱処理をする
ので絶縁基板および前面容器を形成する軟質のガラス板
（ソーダガラス）と封着材である封着用ガラス組成物の
熱膨張率がほぼ等しいことが必要である。

また、封着処理の加熱湿度すなわち封着温度は、封着材
の軟化点に５０〜７０℃に加えた温度である。

封着時間が大であれば封着温度は多少低い温度でもよく
、また、封着物である基板と前面容器に外圧を加えるこ
とにより、封着温度を軟化点に近い温度に持っていくこ
とができる。

この封着処理の時点で蛍光表示管の基板には。

配線導体、陽極導体、蛍光体が配設されているのである
。したがって封着温度が高すぎると蛍光体のドープ物質
が蒸発したり、化学変化を起こしたりして蛍光体が変質
してしまい、輝度の低下や発光効率の低下という問題点
が生じる。さらに配線導体がアルミニウムの場合には、
アルミニウムが酸化したり、溶解して切断したりする現
像が生じて導通不良を起こす問題点を有していた。

前記の問題点を解決するためには封着温度をできるだけ
低い温度で封着処理をすればよいのであり、そのような
低い温度で軟化し、封着作業ができるガラス封着材が要
求されていた。

従来、このようなガラス容器を有している蛍光表示管の
封着に用いる封着材は、　ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３−５ｉ０２
の非結晶性低軟点ガラスが用いられていた。この低軟化
点ガラスの一例としてＰｂＯを主成分とした高鉛ガラス
である。

高鉛ガラスの原料組成の一例を示せば下記のとおりであ
る。

Ｐｂ０　７８〜８８重量％ ８２０３　１０〜１２重量％ ５ｉＯｚ　０−１０重重量 各原料組成の割合によって熱膨張率、軟化点は変化する
が、熱膨張率は、９０〜１２０　Ｘ　１０−”／℃（２
０〜２８０℃）であり、軟化点は、３３０℃〜４５０℃
である。

ＰｂＯを多くすれば軟化点は、下がる傾向がある。

ＰｂＯが８８％、Ｂ２Ｏ３が１２％の二成分の品鉛ガラ
スで３３０℃という軟化点を有するが、熱膨張率は、１
２０Ｘ　１０−／℃（２０〜２８℃）であり、ソーダガ
ラス板の熱膨張率と比較して大きすぎるという問題点と
、耐薬品性、耐水性等のガラスの性質が悪くなるという
問題点もあった。

また副成分としてＰｂＦを添加することにより、やはり
軟化点を下げることは可能であるが、蛍光表示管の封着
に用いると溶融したときにフッ素系のガスが発生し、蛍
光体や酸化物熟陰極の特性を悪くする原因となるので使
用できなかった。

軟化１点の低いガラスは、前記ＰｂＯを主体にしたもの
の他に、Ｖｚ　Ｏｙ　Ｂλ０３＝　ＺｎＯ系のガラスや
Ｖ２Ｏ５Ｐ２　（ｂ　ＺｎＯ系のガラスや、さらにＴＪ
Ｌｘ　０２　Ｂｘ　０３−Ｄｉユ０．系のガラス等は、
ＰｂＯを主体とするガラスよりさらに軟化点の低いガラ
スを作ることは可能である。しかし、これらのガラスは
、非晶質ガラスであるが、加熱して温度を上げたときも
結晶化したりする現像が生じ使用することができなかっ
た。

しかも、またアルカリや酸等の薬品に対して変化しない
という耐薬品性や、水分に対しても変化しないという耐
湿性等の化学的性質が悪く、蛍光表示管の封着用ガラス
としては使用できるものは現在のところ存在してない。

そこで本発明は前述の事情に鑑みてなされたものであり
、軟化点が３３０℃以下で化学的性質に優れ１機械的強
度が大でありソーダガラスの熱膨張係とほぼ等しい熱膨
張係数が得られる封着用ガラス組成物を提供することを
目的とするものである。

前記目的を達成するための本発明の封着用ガラス組成物
は、次の組成を有する。

重量％表示で　Ｐｂ０　６８〜７３％ ８２０３　８〜１０％ Ｔム０　１４〜１８％ ＡＩ！）０．　１．０〜２．５％ ＳｉＯノ　１．０〜２．５％ Ｔｅ０−　０．５−１．．５％ ＳｎＯス　０．２−１．０　％ の組成を有するガラス粉末６０〜７０重量％とチタン酸
鉛粉末３０〜４０重量％とからなることを特徴とする。

ＰｂＯが６８重重量より少ないと軟化点が高く粘度が大
となり３３０℃以下の低温で封箔ができなくなる。また
７３％より多く含まれていると失透しやすくなり、化学
的性質のうち特に耐湿性が悪くなる。

したがってＰｂＯは、６８〜７３％の割合が適切である
。

Ｂ２Ｏ３が８重量％より少ないといガラス化が困難にな
るかまたは失透性の問題も生じる。１０重量％より多く
なると軟化点は下るが、安定なガラスができない。

Ｔノ、０は、軟化点を下げる目的のために入れるのであ
るが１４重量％より少ないと軟化点が３３０℃より低く
ならず、１８重重景より多くなると失透しやすくなり、
また化学的性質が大幅に悪くなる。

Ａ［、Ｏ，は、化学的性質を増すために加えるのである
が、１重量％以下だと効果が小さく、２．５重量％以上
含有させると軟化点が高くなりすぎるのである。

５ｉ０２は、化学的性質を増すためと、熱膨張係数を小
さくするために加えるのである。１重量％以下では効果
が小さく、また２、５重量％以上では軟化点が高くなっ
てしまうのである。

Ｔｅ０ｚは、軟化点を下げる目的で加える。０．５重量
％以下では軟化点が目的の値まで下らず、また、１．５
重量％より多くなると化学的性質のなかでも耐湿性が悪
くなる。

５ｎ０２は、ガラスの失透性防止の目的で加えるのであ
るが、０．２重量％以下では効果はほとんどなく、１．
０重量％より多くなると軟化点が大幅に高くなってしま
うのである。

以上のような組成を有するガラスは、軟化点が３００〜
３３０℃であるので到着温度は３５０〜４００℃と４０
０℃以下の温度で封着できることになるのであるが、こ
のガラスの熱膨張係数が１２０〜１５０ＸｌＯ−”／”
Ｃ（３０〜２４０℃）とソーダガラスの熱膨張係数９０
Ｘ１０’／℃に比鮫して大きいので熱膨張係数の小さい
粉末を加え混合して組成物の熱膨張係数を小さくする。

この熱膨張係数が小さくてかつ封着材料として必要な性
質をおとさない物質として１本発明者は、多数の実験の
結果からチタン酸鉛をさがし出したのである。このチタ
ン酸鉛の熱膨張係数は−１０〜１５　Ｘ　１（１”　／
℃と小さい値である。このチタン酸鉛の粉末を前述の組
成のガラスの粉末に対して３０〜４０重量％加えること
により熱膨張係数を７５〜９０　Ｘ　１．０”’　／℃
にすることが可能である。このチタン酸鉛は、熱膨張係
数を下げる性質の他に、粘性流動を確保し、粘度を上げ
ない性質を有する。

またチタン酸鉛は、耐熱性の結晶体であり、高温焼成し
たものであり、封着時に発泡１分解、溶解等が起こらな
い性質も有している。このような性質を有する物質のう
ち一番適するのはチタン酸鉛を説明したが、これに類す
る物質として、ジルコン（ＺｒＳｉ０４　）、チタン酸
アルミニウム（ＡｊＴｉ０３）、アルミン酸鉛（ＰｂＡ
）、Ｏｑ）、コージェライト（Ｍｇ０・２ＡムＯ６・５
ＳｉＯ，）等があり、これらの粉末を混合させて使用す
ることも可能である。

〈実施例〉 次表に本発明の封着用ガラス組成物のガラス成分を作る
ための原料成分の組成割合の実施例及びｐｂｏ、　Ｂ２
Ｏ３、Ｔ／１０、　ＡＪ！ａ０３　、５ｉ０２、　Ｔａ
Ｏ２，５ｎＯｚ　を前記の表の割合に秤量し、混合機に
よって均一になるまで混合する。混合した原料を白金溶
解炉中で７００〜９００℃に加熱して溶解した後冷却ロ
ーラーを通して冷却する。冷却したガラスは、粗粉砕、
微粉砕工程を経て、フルイにより選別され一定の微粒子
以下のガラス粉末が形成される。

表の比較例１は、ＩＩＬＩＯが６８重量％より少ない割
合の場合であり、このガラスは、軟化点が３５０℃と多
少高く、ガラスの失透性が悪く、さらに化学的性質の耐
湿性が悪くなる。

比較例２は、ＰｂＯが特許請求の範囲の」二限値７３重
旦％より大になった例であるが、軟化点は３１０℃と低
い値であるが、失透性と耐湿性および耐薬品が悪くなり
、封着材料として使用できない。

実施例１〜３は、本発明の組成割合の例であり。

軟化点は、実施例１が３１５℃であり、実施例２が３２
０℃であり、実施例３が３１０℃といずれも３３０℃以
下である。

また、ガラスの失透性、耐湿性、耐薬品性、機械的強度
等の性質も優れ、封着材料として十分使用できるもので
ある。但し上記のガラスの熱膨張率が１２０〜１５０　
Ｘ　１０−９／’Ｃ（３０〜２４０℃）とソーダガラス
の熱膨張率に比較し大きいので前述のようにＰｂＴｉ０
ａやＺｒ５ｉＯ＋やＡｊ’Ｔｉ０ＪやＰｂＡ１−０ｑ、
やＭｇＯ−２ＡＡｚ０３−５ＳｉＯｚ等のような熱膨張
率の小さく、かつ、ガラスの諸特性をおとさない物質を
粉末状にして加える。加える量はガラスの熱膨張率によ
って異なり、熱膨張率が大であるほど加える量も多くな
るが、割合としては３０〜４０％であり、混合されて出
来上。

た封着用ガラス組成物の熱膨張率は７５〜９０　Ｘ　１
０’７℃の範囲内に入る値である。

封着温度は、大体封着材の軟化点３１０〜３２０℃より
５０〜７０°Ｃ高い値であるので、約３６０〜３９０℃
と４００℃以下の温度で封着処理を行うことが可能であ
る。したがって蛍光体を変質させたり、アルミニウム配
線導体を酸化させたり、溶解させることもなく蛍光表示
管の封着ができるので、輝度が高く１発光効率の優れた
蛍光表示管が提供できるという効果を有する。

また本発明の封着材は、フッ化物が含有していないので
封着時にフッソガスによりフィラメント状陰極がシンタ
ーするという劣化現像を生ずることはなくなり、化学的
性質１機械的性質及び熱的性質等価れた封着用ガラス組
成物を提供できるという効果を有する。

特許出願人　双葉電子工業株式会社 手続補正書 昭和５９年　７月　２５日 特許庁長官　殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２０８０４５号 ２、発明の名称 封着用ガラス組成物 ３、補正をする者 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 一′、？ム工 ６、補正の内容 （１）明細書第１頁の下から第３行目に記載されている
「にれる」ヲ「られる」に補正する。

（２）明細書第３頁第１０行目に記載されている「現像
」ヲ「現象」と補正する。

（３）明細書第３頁第１０目に記載されている「低軟点
ガラス」ヲ「低軟化点ガラス」と補正する。

（４）明細書第５頁第８行目に記載されている「現像Ｊ
’ｆｃｒ現象」と補正する。

（！９　明細書第５頁第１７行目に記載されている「係
とｊを「係数と」と補正する。

特許出願人　双葉電子工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重量％表示で　Ｐｂ０　６８〜７３％ Ｂ、０３　８〜１０％ Ｔｌｘ、０　１４〜１８％ ＡＩｈ０３１．０〜２．５％ ５ｉＯｚ　１．０〜２４５％ Ｔｅ０ｚ　０．５〜１．５％ Ｓｒ＋０２０．２〜１．０％ の組成を有するガラス粉末６０〜７０重１％とチタン酸
   鉛粉末３０〜４０重量％とからなる封着用ガラス組成物
   。