WO2005116159A1 - 封着材組成物、気密容器およびその製造方法 - Google Patents

封着材組成物、気密容器およびその製造方法 Download PDF

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WO2005116159A1
WO2005116159A1 PCT/JP2005/009907 JP2005009907W WO2005116159A1 WO 2005116159 A1 WO2005116159 A1 WO 2005116159A1 JP 2005009907 W JP2005009907 W JP 2005009907W WO 2005116159 A1 WO2005116159 A1 WO 2005116159A1
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WO
WIPO (PCT)
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sealing material
material composition
silicone resin
refractory filler
sealing
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/009907
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mizuho Ishida
Satoshi Niiyama
Tsuneo Manabe
Original Assignee
Asahi Glass Company, Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Company, Limited filed Critical Asahi Glass Company, Limited
Priority to JP2006513995A priority Critical patent/JPWO2005116159A1/ja
Publication of WO2005116159A1 publication Critical patent/WO2005116159A1/ja

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Classifications

    • 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
    • C03C27/00Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
    • C03C27/06Joining glass to glass by processes other than fusing
    • C03C27/10Joining glass to glass by processes other than fusing with the aid of adhesive specially adapted for that purpose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/10Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K3/1006Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers characterised by the chemical nature of one of its constituents
    • C09K3/1018Macromolecular compounds having one or more carbon-to-silicon linkages

Definitions

  • the present invention provides a sealing material composition having excellent properties as a sealing material for an airtight container, particularly excellent ultraviolet resistance, particularly excellent vacuum ultraviolet resistance, and using the sealing material composition.
  • the present invention relates to a hermetically sealed airtight container and a method for manufacturing the airtight container.
  • Plasma display panels PDPs
  • cathode ray tubes CRTs
  • fluorescent lamps are manufactured using hermetic containers in which the joining surfaces of glass, ceramic, or metal members are hermetically sealed.
  • Displays such as display tubes (VFD), field emission displays (FED), surface-conduction electron emission displays (SED), organic electroluminescence (EL) displays, and flat fluorescent screens used as backlights or lighting for liquid crystal displays, Piezoelectric oscillators, laser diodes (LD), light emitting diodes (LED), double glazing, micromachines (MEMS), photomultiplier tubes, etc.
  • the sealing material used to hermetically seal the bonding surface includes inorganic sealing materials such as low melting point glass frit and low melting point metal, and organic sealing materials such as epoxy. Used.
  • a lead-based glass frit to which lead is added in the form of oxidized lead or the like in order to lower the melting point of glass is the most common. If a product sealed with such lead-based glass frit is disposed of outdoors and left to be exposed to the weather, lead in the sealing material may melt out and contaminate the environment. Therefore, the development of a sealing material that does not use lead, which is harmful to the human body, has been required. In addition, since the sealing temperature of the low-melting glass frit cannot be lowered to 350 ° C or less, the members of the hermetic container, such as phosphors used for displays and flat fluorescent plates, organic EL elements, and FEDs and SEDs. The field emission element and the like may be subject to thermal degradation.
  • low-melting-point metals are superior to low-melting-point glass frit in that they do not contain harmful substances !, and that they can be sealed at a low temperature, but they have sufficient adhesive strength to be sealed. There is a problem that there is no point and that the price is higher than other sealing materials.
  • organic sealing materials such as epoxy do not contain harmful substances!
  • points points that can be sealed at low temperatures, adhesive strength, and price, low melting glass frit and low melting point are used. Force equivalent to metal or superior to other sealing materials Heat resistance and UV resistance are inferior to these, and there is a problem in long-term reliability. Furthermore, when high airtightness is required, the required airtightness cannot be sufficiently satisfied.
  • the sealing portion is further improved. Improvement in reliability is desired.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-207152
  • the present invention is a sealing material for hermetically sealing a bonding surface between glass, ceramic or metal substrates, does not contain harmful components such as lead, and has a temperature of 300 ° C or less.
  • a sealing material composition that can be sealed at a temperature has excellent adhesive strength to glass, ceramic and metal, and also has excellent ultraviolet resistance and weather resistance, and the use of the sealing material composition
  • An object of the present invention is to provide a hermetically sealed airtight container and a method for manufacturing the airtight container.
  • the present invention has been made to achieve the above object. That is, the present invention includes a curable methylphenol silicone resin, a refractory filler and an ultraviolet absorber,
  • the amount of the UV absorber is 0.05 to 5% by mass based on the total of the curable methylphenyl silicone resin, the refractory filler and the UV absorber;
  • a sealing material composition characterized in that the amount of the refractory filler is 10 to 80% by mass relative to the total of the curable methylphenyl silicone resin, the refractory filler and the ultraviolet absorber. .
  • the amount of the ultraviolet absorber is 0.2 with respect to the total of the curable methyl silicone resin, the refractory filler and the ultraviolet absorber.
  • it is ⁇ 3% by weight.
  • the ultraviolet absorber has a particle diameter of 15 ⁇ !
  • the carbon black is a carbon black having a particle size of up to 70 ⁇ m and a dibutyl phthalate (DBP) absorption of 50 to 300 cm 3 Z100 g.
  • DBP dibutyl phthalate
  • the methylphenol silicone resin preferably has a molar ratio of phenyl groups to methyl groups of 0.1 to 1.2.
  • the refractory filler is preferably spherical silica having an average particle size of 0.1 to 20 m.
  • the present invention also provides an airtight container hermetically sealed using the sealing material composition of the present invention.
  • the present invention provides a method for applying a sealing material composition to at least one bonding surface between substrates constituting an airtight container, and then heating and curing the sealing material composition to form the bonding surface.
  • a method for manufacturing an airtight container including sealing in an airtight manner
  • the sealing material composition contains a curable methylphenyl silicone resin, a refractory filler and an ultraviolet absorber,
  • the amount of the UV absorber is 0.05 to 5% by mass based on the total of the curable methylphenyl silicone resin, the refractory filler and the UV absorber;
  • the amount of the refractory filler is 10 to 80% by mass based on the total of the curable methylphenyl silicone resin, the refractory filler and the ultraviolet absorbent;
  • the ultraviolet absorber has a particle diameter of 15 ⁇ ! ⁇ 70 nm, dibutyl phthalate (DBP) absorption number of a carbon black 50 ⁇ 300cm 3 ZlOOg,
  • the methylphenol silicone resin has a molar ratio of phenyl groups to methyl groups of 0.1 to 1.2,
  • the refractory filler is a spherical silica having an average particle size of 0.1 to 20 m, and provides a method for producing an airtight container.
  • the sealing material composition of the present invention containing a curable methylphenol silicone resin, a refractory filler and an ultraviolet absorber is a conventional lead-based glass sealing material (400 ° C to 550 ° C). Sealing is possible at a much lower temperature (130 ° C to 250 ° C) than when using ()). This reduces the risk of thermal degradation during sealing of members in the hermetic container, such as phosphors used in displays and flat fluorescent screens, organic EL devices, and field emission devices used in FEDs and SEDs. Being done.
  • the airtight container is a double-glazed glass using tempered glass
  • the risk of the strength of the tempered glass being impaired by heating at the time of sealing is reduced.
  • the sealing material composition of the present invention is excellent in the adhesive strength of the sealing portion and the airtightness of the sealing portion, and is different from the case of sealing with a conventional lead-based glass frit. Compared to comparison
  • the sealing material composition of the present invention is excellent in long-term reliability in which the moisture permeability of the sealing portion is low.
  • the sealing material composition of the present invention is excellent in ultraviolet resistance, and properties such as adhesion strength, airtightness, and moisture resistance of the sealed portion are deteriorated even when exposed to ultraviolet irradiation for a long time. There is nothing to do.
  • the sealing material composition of the present invention is excellent in vacuum ultraviolet light resistance, and even when exposed to ultraviolet light having a wavelength in the vacuum ultraviolet region, the adhesive strength, airtightness, and moisture resistance of the sealed portion are obtained. The characteristics such as are not deteriorated.
  • the sealing material composition of the present invention does not contain lead, which is pointed out as harmful, and thus is excellent in environmental friendliness.
  • the hermetic container sealed with the sealing material composition of the present invention having the above characteristics has excellent ultraviolet resistance and characteristics of the sealed portion such as adhesive strength, airtightness and moisture resistance. But does not deteriorate over time. Therefore, products with this airtight container can operate normally and stably for a long period of time even in an environment exposed to ultraviolet irradiation.
  • the hermetic container of the present invention has excellent vacuum ultraviolet light resistance, and is therefore suitable as a flat fluorescent plate, PDP or LED exposed to vacuum ultraviolet light during use.
  • sealing the airtight container means to hermetically seal the joint surface between the bases constituting the airtight container.
  • the method for producing an airtight container of the present invention uses the sealing material composition of the present invention to seal the airtight container.
  • the deposition temperature has been significantly reduced. As a result, energy consumption and work time are reduced, resulting in energy saving and cost reduction.
  • FIGS. 1 (a) and 1 (b) show parts of a test sample used for leak evaluation.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a test sample used for evaluating leak characteristics in an assembled state.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of a test sample used for evaluation of adhesiveness.
  • FIG. 4 is a plan view of a test sample used for evaluation of discoloration and discoloration by irradiation with vacuum ultraviolet light.
  • the sealing material composition of the present invention comprises a curable methylphenyl silicone resin and a refractory filler. And UV absorbers.
  • the silanol groups of the curable methylphenylsilicone resin have an affinity for the surface of the refractory filler or the surface of an ultraviolet absorbent such as carbon
  • the curable methylphenylsilicone resin or refractory filler is used. It is possible to uniformly and freely control the mixing of one and the ultraviolet absorber.
  • a sealing material composition capable of sufficiently exhibiting the properties of a curable methylphenyl silicone resin, a refractory filler, and an ultraviolet absorber is obtained, and the sealing material composition (partially polymerized methylphenyl- (Including those containing silicone resin) are suitable for sealing between glass, ceramic and metal substrates widely used in airtight containers.
  • the term "sealing between substrates" as used herein refers to sealing between substrates of the same type, such as glass or ceramic, and sealing between different substrates, such as between glass-ceramic or glass-metal. Point to both.
  • the sealing material composition of the present invention can perform sealing between these substrates at a low temperature, has high adhesive strength, has excellent adhesive processability, and has high mechanical heat resistance for a long period of time, and has high gas leak resistance. Has many characteristics such as good airtightness, good heat resistance and good dimensional stability.
  • curable silicone resins have excellent heat resistance, weather resistance, moisture resistance, and electrical characteristics. Therefore, they are widely used as materials for electric, electronic, and precision equipment, and reinforcing fillers such as silica. It is also known to improve the strength by blending one. Also, for example, a curable silicone resin modified with an epoxy resin has excellent strength, heat resistance, moisture resistance, and mold release properties. A composition in which the mechanical strength of a molded article is improved is known (see JP-A-7-316398). The curable silicone resin or its modified resin can reduce the stress acting on the glass member to be sealed, which has a relatively small elastic modulus, and can reduce the strain due to the difference in the coefficient of thermal expansion.
  • a curable silicone resin is composed of a bifunctional silicone monomer (R Si-X) and a trifunctional silicone monomer.
  • a tetrafunctional silicon monomer (Si—X) may be used in combination. Where R is carbon
  • R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a monovalent aromatic carbon having 6 to 12 carbon atoms. More preferably, it is a methyl group, an ethyl group or a phenyl group, which is preferably a hydrogen group.
  • X is a hydrolyzable group such as a hydroxyl group, an alkoxy group, and a chlorine atom. In the curable methylphenyl silicone resin of the present invention, X is preferably a hydroxyl group.
  • the curable silicone resin is a copolymer obtained by partially hydrolyzing and co-condensing these monomers, and has a silanol group generated by hydrolysis of X.
  • the curable silicone resin can be further condensed (can be hardened) by the silanol group, and finally becomes a cured product having substantially no silanol group by curing.
  • the cured product consists of a bifunctional silicon unit (RSiO) and a trifunctional silicon unit (RSiO).
  • Each silicon unit in the curable silicone resin is, together with each silicon unit of these cured products, a silicon unit containing a silanol group that is formed by hydrolysis of X and contributes to the curability of the silicone resin.
  • a bifunctional silicon unit having a silanol group is represented by (R Si (OH) one), and a trifunctional silicon unit having a silanol group is represented by (RSi (0
  • the molar ratio of the unit is equal to the molar ratio of each silicon monomer as a raw material.
  • the curable methylphenol silicone resin preferably has a Si-OZSi-R value of 11.0 to 15.2, as determined from FT-IR. That is, the peak area of Si—O (peaks appearing in the range of 1250 to 95 Ocm ⁇ 1 ) (a) is defined as the peak area derived from methyl group (peaks appearing in the range of 1330 to 1250 cm 1 ) (b). And the product of the peak area (b) derived from the methyl group and the value (c) of (number of moles of phenyl group Z number of moles of methyl group) determined from H—N MR and the value obtained by dividing the sum by the product This value is represented by the following equation.
  • the curable methylphenol silicone resin has a molar ratio of the bifunctional silicon unit to (the total of the bifunctional silicon unit and the trifunctional silicon unit) (simple ratio).
  • the molar ratio of the bifunctional silicon unit is 0.05 to 0.55.
  • the curable methylphenyl silicone resin is a curable silicone resin containing both a methyl group and a phenyl group as the organic group R.
  • the curable methylphenol silicone resin is prepared by, for example, a method of hydrolyzing and co-condensing dichlorodimethylsilane and trichloromethylphenylsilane.
  • the molar ratio of the bifunctional silicon unit of the curable methylphenyl silicone resin is more preferably from 0.2 to 0.4. Further, the curable Mechirufue - Le silicone resin which becomes a force substantially only the bifunctional Kei-containing units and trifunctional Kei-containing units are preferred.
  • Such a curable methylphenol silicone resin has excellent heat resistance without easily decomposing and discoloring even if it is kept at a high temperature of 250 ° C or more for a long time.
  • Curable methyl phenyl silicone resins include curable dialkyl silicone resins such as dimethyl silicone resin, and methyl phenyl silicone resins such as ethyl phenol silicone resin.
  • the physical properties can be adjusted by adding a small amount of fat. Normally, it is preferable not to use these hardening silicone resins other than methylphenol silicone resin.
  • a curable methylphenyl silicone resin may be used after being modified with an epoxy resin, a phenol resin, an alkyd resin, a polyester resin, an acrylic resin, or the like. The amount of fat that denatures and denatures is small, Preferable curable methylphenyl silicone resins are substantially modified, and curable methylphenyl silicone resins are preferred! /.
  • the curable methylphenol silicone resin is usually handled in a solution (varnish) dissolved in a solvent such as transportation and storage.
  • the sealing material composition of the present invention can be produced by using this varnish, and mixing it with a refractory filler and an ultraviolet absorber.
  • the paste produced in this manner becomes a paste-like sealing material composition having fluidity.
  • a curable methylphenyl silicone resin having no solvent is mixed with a refractory filler and an ultraviolet absorber to obtain a solid sealing material composition. Talk about doing things.
  • the solvent can be removed to obtain a solid sealing material composition.
  • a paste-like sealing material composition can be obtained by mixing a solvent with the solid sealing material composition.
  • the solvent used for varnishing the curable methylphenyl silicone resin is not particularly limited, and may be any solvent that dissolves the curable methylphenyl silicone resin.
  • aromatic hydrocarbon solvents xylene, toluene, benzene, solvents having a boiling point of 100 ° C or less, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, isopropyl acetate, dimethyl ether, dipropyl ether, tetrahydrofuran, acetonitrile, propionyl Tolyl, 1-propanol, 2-propanol, aryl alcohol and the like can be used.
  • the sealing material composition when used in a paste state in which the sealing material composition is dissolved in a solvent, it is easy to remove the sealing material composition by applying the same and then heating to evaporate the solvent. Therefore, the latter is more preferable.
  • the amount of the solvent used in the varnish is preferably 5 to 50% by mass. If it is less than 5% by mass, the dissolving effect of the curable methylphenol silicone resin is insufficient, and it becomes difficult to uniformly mix with the refractory filler and the ultraviolet absorber.
  • the solvent causes phase separation with the refractory filler and the UV absorber, and immediately after mixing the refractory filler and the UV absorber, Significant energy is required to remove the solvent.
  • the curable methylphenyl silicone resin is partially polymerized in the sealing material composition.
  • Methylphenol silicone resin also simply referred to as partially polymerized methylphenol silicone resin.
  • Partially polymerized methylphenyl silicone resin has a certain degree of dehydration-condensation reaction of the curable methylphenylsilicone resin of the raw material.
  • the sealing material composition containing the partially polymerized methylphenylsilicone resin is less likely to generate water during sealing, and therefore, when sealing and curing the material to be sealed, the raw material methylphenylsilicone resin is used. The risk of bubbles being generated is smaller than that of fat, and airtightness can be improved.
  • the partially polymerized methylphenol silicone resin is a high-viscosity liquid or a solid having a high melt viscosity as compared with the raw material methylphenol silicone resin, and the sealing material composition of the present invention is used as a molded article.
  • the partially polymerized methylphenyl silicone resin is a curable methylphenyl silicone resin in which the curing of the curable methylphenyl silicone resin as a raw material is partially advanced.
  • the curable methyl phenyl silicone resin in the present invention means a curable methyl phenyl silicone resin which is a raw material of the partially polymerized methyl phenyl silicone resin, and also includes the partially polymerized methyl phenyl silicone resin. means.
  • a product obtained by partially polymerizing a curable methylphenol silicone resin in particular, is referred to as a partially polymerized methylphenol silicone resin.
  • the partial polymerization of the curable methylphenyl silicone resin is usually carried out by stopping the curing reaction of the raw material methylphenyl silicone resin by heating to such an extent that the curing reaction is not completely completed. For example, it is obtained by partially curing the raw material methylphenylsilicone resin by a method such as heating at a lower temperature than in the case of normal curing reaction, or heating for a shorter time than required for normal curing. .
  • the polymerization is performed, for example, at a temperature of 120 ° C to 180 ° C, and the reaction is stopped when the crosslinking reaction does not proceed.
  • Partial polymerization of the raw material methylphenyl silicone resin may be carried out in the resin only stage or in the presence of a refractory filler and an ultraviolet absorber. It can be carried out in a composition or in the course of producing the composition.
  • Curing of the curable methylphenyl silicone resin by dehydration condensation usually proceeds only by heating, and the dehydration condensation reaction between silanol groups of the resin and the refractory filler by the silanol group of the resin.
  • a dehydrated condensation reaction of silanol groups on one surface forms a cured product insoluble in a solvent.
  • the sealing material composition applied to the object to be sealed is heated at a temperature of 140 ° C. or more, preferably 180 ° C. to 300 ° C. for only 1 to 120 minutes, and the resin hardens and becomes insoluble. It becomes a sealing material.
  • a solvent when a solvent is contained in the sealing material composition, it is volatilized and removed at the beginning of heating, and when a non-heat-resistant substance such as an organic substance is present, it is volatilized or removed during curing.
  • the solvent in order to perform stable curing, it is preferable that the solvent is volatilized and removed at a lower temperature before the sealing material composition is cured. Such volatilization of the solvent is carried out at a temperature of 100 to 140 ° C for 30 to 60 minutes, depending on the type of the solvent.
  • a curing catalyst may be used to lower the curing temperature of the curable methylphenyl silicone resin.
  • the catalyst include organometallic salts such as zinc, cobalt, tin, iron, and zirconium; and quaternary ammonium salts.
  • Chelates such as platinum salts, aluminum and titanium, and various amines or salts thereof are exemplified.
  • the refractory filler contained in the sealing material composition of the present invention is a heat-resistant inorganic powder, and specifically, silica, alumina, aluminum nitride, mullite, zircon, cordierite, ⁇ Examples include eucryptite, ⁇ -spodumene, quartz solid solution, forsterite, bismuth titanate, and barium titanate. Of course, these can be used together
  • the average particle size of the refractory filler is preferably from 0.1 to 130 m, more preferably from 0.1 to 90 ⁇ m, and still more preferably from 0.1 to 20 111 from 0.1 to: LO / zm is particularly preferred. If the average particle size is more than 130 m, after curing of the methylphenyl silicone resin, cracks occur at the interface between the refractory filler and the silicone resin, and gas is introduced into the internal space of the sealing structure. And the vacuum or the desired reduced pressure may not be maintained. In addition, when a paste is used by adding a solvent to the composition, there is a problem that the filler sediments and it becomes difficult to apply the composition uniformly.
  • the average particle size is less than 0.1 ⁇ m, powder agglomeration occurs and the curable methylphenyl It may not be uniformly dispersed in the corn and fat. In addition, there is a problem that the amount of the refractory filler compounded is limited due to the increase in viscosity.
  • the refractory filler is preferably silica, particularly spherical silica.
  • the average particle size of the spherical silica is preferably 0.1 to 130 / ⁇ , more preferably 0.1 to 90 / zm, and still more preferably 0.1 to 20 111.
  • 0.1-: LO / zm is particularly preferred.
  • the average particle size of the spherical silica is 0.1 to 20 / ⁇ , a sealing material composition having good coating workability can be obtained.
  • the average particle size is less than 0 .: Lm, the particles are aggregated to lower the dispersibility, making it difficult to obtain a uniform composition.
  • the amount of the refractory filler compounded is limited due to the increase in viscosity. If the average particle size is more than 130 m, the particles will precipitate, resulting in poor dispersibility, and it will also be difficult to obtain a uniform composition.
  • the amount of the refractory filler in the sealing material composition of the present invention is 10 to 80% by mass based on the total amount of the curable methylphenol silicone resin, the refractory filler and the ultraviolet absorber. It is. If it is less than 10% by mass, sufficient heat resistance cannot be exhibited. If the content exceeds 80% by mass, the dispersibility and affinity with the methylphenol silicone resin deteriorate, and as a result, cracks are generated in the sealing material (cured product), and the gas flows into the internal space of the sealing structure. Leaks and the vacuum or the desired reduced pressure cannot be maintained. In addition, the adhesive strength to the sealing site is reduced.
  • the preferred amount of refractory filler is 30-70% by weight.
  • the amount of the spherical silica in the sealing material composition is determined based on the curable methylphenol silicone resin and the refractory filler. And from 10 to 80% by mass, and preferably from 30 to 70% by mass, based on the total amount of the ultraviolet absorbent. If it is less than this range, heat resistance and light resistance will be inferior. If it exceeds this range, cracks will occur in the sealing material and gas will be sealed in the hermetic container. Cannot be maintained. In addition, the adhesive strength at the sealing site is reduced.
  • the sealing material composition of the present invention may include spherical particles having a larger particle diameter (more than 130 m) and a narrow particle diameter distribution. A small amount can be blended as a raw material.
  • a high refractive index such as spherical silica or barium titanate glass with an average particle size of 150 to 600 ⁇ m is used. Glass, soda-lime glass, zirconium, alumina, silicon nitride, ceramics such as SiC, or carbon is preferable.
  • the compounding amount is 0.1 to 15% by mass with respect to the total amount of the curable methyl ferrous silicone resin, the refractory filler and the ultraviolet absorbent (however, 50% by mass or less with respect to the total of the refractory filler) ) Is preferred 1 to 5% by mass is particularly preferred.
  • the ultraviolet absorber contained in the sealing material composition may be an organic ultraviolet absorber such as salicylic acid, benzophenone, benzotriazole, or cyanoacrylate.
  • organic ultraviolet absorber such as salicylic acid, benzophenone, benzotriazole, or cyanoacrylate.
  • the sealing material composition is heated and cured at a temperature of 130 ° C to 250 ° C, it is excellent in heat resistance and is a powdery inorganic ultraviolet light which can be uniformly dispersed in the sealing material composition.
  • it is an absorbent.
  • Ni, Ni—Mn—Fe—Co, etc.] iron oxide (iron black), carbon black, titanium black, acetylene black, graphite and the like. These can be used alone or in combination of two or more according to the purpose.
  • These powdery inorganic ultraviolet absorbers preferably have an average particle size of 0.01 to 5 ⁇ m, and particularly preferably 0.01 to 2 / ⁇ .
  • the ultraviolet absorber is preferably a carbon black because it is inexpensive among the exemplified inorganic absorbers. Carbon black is roughly classified into a channel type, a furnace type, a thermal type, and an acetylene type according to a manufacturing method.
  • the channel type is a method in which natural gas is incompletely burned in an iron combustion chamber, and a flame is made to collide with a steel channel surface.
  • the furnace method is a method in which gas, oil, or a mixture thereof is sent together with a certain amount of air to a specially designed combustion furnace, and is produced by incomplete combustion.
  • the thermal method is a method in which natural gas is produced by thermal decomposition in a combustion furnace.
  • the acetylene method is a method in which acetylene is sent into a heated furnace to cause thermal decomposition. The products produced by these are commonly called channel black, furnace black, thermal black, and acetylene black.
  • the carbon black in the sealing material yarn composition of the present invention is not particularly limited and may be any of the above-mentioned ones. These types may be used. However, from the viewpoints of ultraviolet absorption characteristics and dispersibility in the sealing material composition, the particle size of the carbon black is preferably 15 to 70 [nm], more preferably 15 to 60 [nm]. .
  • the carbon black in the present invention has a dibutyl phthalate (DBP) absorption amount (JIS)
  • the DBP absorption is too high, the viscosity increases, so the amount of bonbon black is limited. In addition, the adhesive strength of the sealing material decreases. If the DBP content is too low, dispersibility in the sealing material composition deteriorates.
  • an alkali metal such as potassium is added to carbon black.
  • the addition of alkali metal is not preferred because it may cause variations in the properties of the sealing material composition, particularly the curing properties.
  • the blending amount of the ultraviolet absorbent in the sealing material composition of the present invention is 0.05 to 5 mass with respect to the total amount of the curable methyl-fili- silicone resin, the refractory filler and the ultraviolet absorbent. %. If the content is less than 0.05% by mass, sufficient ultraviolet light resistance cannot be exhibited. If it exceeds 5% by mass, the viscosity is too high and the dispersibility and affinity with the sealing material composition deteriorate. In addition, the adhesiveness to the members constituting the airtight container is poor, and sufficient bonding strength cannot be obtained.
  • the preferred amount of the ultraviolet absorber is 0.1 to 3% by mass, more preferably 0.2 to 3% by mass.
  • the sealing material composition has excellent vacuum ultraviolet resistance.
  • the amount of the carbon black incorporated into the sealing material composition is determined by curing. From 0.05 to 5% by mass, preferably from 0.1 to 3% by mass, based on the total of the methyl methylsilicone resin, the refractory filler and the ultraviolet absorbent. More preferably, it is 2 to 2% by mass. If the content is less than 0.05% by mass, the UV resistance becomes poor. If the content is more than 5% by mass, adhesion to a substrate constituting an airtight container, application of a sealing material composition to a joint surface, etc.
  • the workability at the time of making the airtight container is reduced.
  • sealing part The gas leaks into the hermetic container due to a decrease in the airtightness of the airtight container, making it impossible to maintain a vacuum or a desired reduced pressure. Furthermore, a decrease in the adhesive strength at the sealing site occurs.
  • the amount of the ultraviolet ray absorbent is 0.2 to 3% by mass, the sealing material composition has excellent vacuum ultraviolet light resistance.
  • the sealing material composition of the present invention may contain components other than the curable methylphenyl silicone resin, the refractory filler, and the ultraviolet absorber.
  • examples of such other components include, for example, components other than the components finally functioning as a sealing material, such as the solvent, and components remaining in the sealing material, such as a silicone resin curing catalyst and a sealing resin. It is a material coloring pigment.
  • the content of these components in the sealing material composition is not particularly limited, but is an amount which does not impair the properties of the molded product of the sealing material composition of the present invention and the sealing material composition obtained therefrom.
  • the content of the former component, excluding the solvent is preferably 20% by mass or less based on the sealing material composition.
  • the amount of the solvent is optional depending on the method of using the sealing material composition in a liquid state, using it in a paste form, using it in a solid state, and the like. On the other hand, it is preferably 50% by mass or less.
  • the pine may be mixed with a tackifier such as rosin or a rosin derivative in an amount of 5% by mass or less, or a sealing material coloring pigment in an amount of 5% by mass or less.
  • a tackifier such as rosin or a rosin derivative in an amount of 5% by mass or less, or a sealing material coloring pigment in an amount of 5% by mass or less.
  • the sealing material composition of the present invention can be obtained by mixing the curable methylphenyl silicone resin, refractory filler, and ultraviolet absorber to form a uniform composition.
  • a curable methylphenol silicone resin solution varnish
  • the varnish, the refractory filler and the ultraviolet absorber are mixed under heating and stirring, and then the solvent is volatilized and removed to obtain a solid composition substantially containing no solvent.
  • the varnish force is a curable metal from which the solvent has been removed in advance.
  • the solvent is volatilized and removed to form a solid composition substantially free of solvent. You can also.
  • the temperature at which the solvent is removed by volatilization is 100 to 180 ° C, preferably 100 to 140 ° C, depending on the type of the solvent used.
  • the sealing material composition of the present invention is preferably used in the form of a paste containing a solvent, preferably containing 10 to 30% by mass of a solvent, because of excellent handling properties.
  • the shape is not particularly limited, and may be formed into a shape such as a sheet, a wire, or a stick.
  • a curable methylphenyl silicone resin in producing the above sealing material composition, can be partially polymerized to obtain a partially polymerized methylphenyl silicone resin. Partial polymerization of the curable methylphenol silicone resin may be performed before mixing the refractory filler and the UV absorber, or after mixing the refractory filler and the UV absorber. . When a varnish is used, it may be performed in the presence of a solvent or after removing the solvent. Normally, it is preferable to remove the solvent with the varnish force as described above, and then further raise the temperature in that state to partially polymerize the curable methylphenyl silicone resin.
  • Partial polymerization of the curable methylphenyl silicone resin stops the reaction before the cross-linking reaction proceeds, so the viscosity of the composition containing the curable methylphenyl silicone resin and the dissolution in the solvent Conduct at a temperature of 120 to 180 ° C, taking into account the properties. It is preferable that the partial polymerization is carried out at a temperature of 120 to 140 ° C., since the reaction is easily stopped based on the viscosity at which the curing reaction is relatively slow.
  • the sealing material composition of the present invention containing the partially polymerized methylphenol silicone resin may be used as a molded article formed into a sheet, wire, stick, or the like.
  • a sealing material composition obtained by heating as described above to obtain a partially polymerized methylphenol silicone resin becomes a composition having thermoplastic properties and has such thermoplastic properties in a heated state.
  • the composition can be molded into a mold by molding. Specifically, using a mold made of fluorine resin or the like or a mold released with a fluorine resin such as Cytop, it is possible to form a sheet, wire, stick, or other desired shape. Forming into molded body Can do.
  • the obtained molded article of the sealing material composition in the shape of a sheet, a wire, a stick, or the like can be applied to the sealing of the bonding surface between the substrates constituting the airtight container as it is.
  • the sealing material composition of the present invention containing the partially polymerized methylphenol silicone resin has excellent handleability even when used in the form of a paste dissolved in the above-mentioned suitable solvent. This is rather preferred.
  • the amount of the solvent is as described above.
  • the layer thickness of the sealing material composition of the present invention at the joint surface between the substrates constituting the airtight container is preferably 500 m or less, more preferably 500 m or less. Is 200 ⁇ m or less, preferably 0.5 ⁇ m or more.
  • the airtight container of the present invention is characterized by being hermetically sealed using the above-mentioned sealing material composition of the present invention. More specifically, it is hermetically sealed with a cured product obtained from the above-mentioned sealing material composition of the present invention or a cured product obtained from a molded product of the sealing material composition.
  • the shape and configuration of the hermetic container are not particularly limited, and a wide variety of known hermetic containers made of glass, ceramic, or metal bases and formed by hermetically sealing the bonding surfaces between the bases are widely used. Including. Therefore, products with airtight containers, such as display products such as PDPs, CRTs, VFDs, FEDs, SEDs, and organic ELs, light emitting device products such as liquid crystal knock lights and flat fluorescent plates used for lighting, piezoelectric vibrators, A wide variety of known materials such as LD, LED, double-glazed glass, MEMS, and photomultiplier can be selected.
  • display products such as PDPs, CRTs, VFDs, FEDs, SEDs, and organic ELs
  • light emitting device products such as liquid crystal knock lights and flat fluorescent plates used for lighting, piezoelectric vibrators
  • a wide variety of known materials such as LD, LED, double-glazed glass, MEMS, and photomultiplier can be selected.
  • the base constituting the airtight container is made of glass
  • usable materials include glass such as soda-lime glass, borosilicate glass, silica glass, alkali-free glass, and Pyrex (registered trademark) glass. be able to.
  • the base constituting the airtight container is made of ceramic
  • usable materials include aluminum oxide sintered body, mullite sintered body, aluminum nitride sintered body, silicon nitride sintered body. Ceramics such as a sintered body of silicon carbide can be used.
  • usable materials include metal materials such as iron-nickel cobalt alloy (Kovar), iron-nickel alloy, and stainless steel. No.
  • the bonding surface between the substrates constituting the airtight container is sealed using the above-mentioned sealing material composition of the present invention.
  • the sealing material composition according to the present invention is disposed along a portion corresponding to a bonding surface on a surface of a substrate constituting the airtight container.
  • a paste-like sealing material composition containing a solvent including a composition containing a partially polymerized methylphenol silicone resin
  • a molded article of the sealing material composition such as a sheet (including a molded article containing partially polymerized methylphenol-silicone resin) is used, it is heated to 150 to 200 ° C. in its shape.
  • the molded body is arranged at a site corresponding to the bonding surface on the surface of the base.
  • the sealing material composition of the present invention may be arranged using other methods, for example, a spray method, a screen printing method, a spin coating method, or the like.
  • the sealing material composition is heated and cured at a predetermined temperature condition, for example, at a temperature of 140 ° C. or higher, preferably 180 ° C. to 300 ° C. for 1 to 120 minutes.
  • a predetermined temperature condition for example, at a temperature of 140 ° C. or higher, preferably 180 ° C. to 300 ° C. for 1 to 120 minutes.
  • the substrates constituting the hermetic container are pressurized as needed.
  • tempered glass When the hermetic container is made of a double-glazed glass, tempered glass may be used to increase the strength. There is power S.
  • the tempered glass has a residual stress layer formed near the glass surface by heat treatment or the like. With conventional sealing using low-melting glass frit, there is a possibility that the residual stress applied to the tempered glass may be reduced or lost due to exposure of the tempered glass to high temperatures.
  • the sealing temperature is significantly lowered, so that the strength of the tempered glass is impaired even when the tempered glass is used for the multilayer glass. Has been reduced.
  • a hole for evacuating the airtight container may be provided, and a vacuum pump may be connected to the hole to evacuate the inside of the airtight container. Then, the airtight container interior Nozomu Tokoro degree of vacuum (e.g., 1 degree 3 X 10- 2 Pa) may be sealed hole hermetically with sealing material at the time point when.
  • Nozomu Tokoro degree of vacuum e.g., 1 degree 3 X 10- 2 Pa
  • the sealing material used here is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the material of the base constituting the airtight container. It may be melt-sealed using a lead-free metal material such as Au / Su, silver brazing, AuZGe, or a conventional lead-based glass frit. However, it is preferable to use the sealing material composition of the present invention since the sealing can be performed at a low temperature and does not contain lead and has excellent environmental friendliness.
  • an exhaust pipe is provided so as to penetrate the wall surface of the airtight container, and a vacuum pump is connected to the exhaust pipe to evacuate the inside of the airtight container. It is also possible to evacuate.
  • the airtight container interior desired vacuum degree e.g., 1 degree 3 X 10- 2 Pa
  • the exhaust pipe may be cut off when the inside of the airtight container reaches a desired degree of vacuum, and the opening of the exhaust pipe may be hermetically sealed using a sealing material.
  • the means for evacuating the inside of the hermetic container is not limited to the above-described embodiment, and the inside of the hermetic container is sealed with a desired degree of vacuum by performing sealing between the bases constituting the hermetic container.
  • a sealed airtight container may be formed.
  • the applicability when the obtained paste-like sealing material composition was applied to a glass material (soda lime glass) substrate using a dispenser was evaluated based on the following evaluation criteria.
  • the sealing material composition is a molded body as in Example 2 described below, when the molded body is placed on a substrate heated to 180 ° C., the force that the molded body fluidizes and spreads evenly Judged by no.
  • the sealing material composition could be applied uniformly and with good flatness with good fluidity.
  • the paste-like sealing material composition is applied to an aluminum cup to a thickness of 100 ⁇ m to 200 ⁇ m, heated at 120 ° C. for 1 hour to volatilize the solvent, and then removed at 200 ° C. After drying for 5 minutes, the sealing material composition was heated and cured at 200 ° C. for 1 hour and at 250 ° C. for 1 hour to obtain a test sample. Mass loss when heating the sample to 300 ° C The measurement was performed using a differential thermobalance (TG-DTA, manufactured by Mac's Science). The measurement was performed in dry air, and the heating rate was 10 ° CZmin.
  • the evaluation criteria for the thermal decomposition evaluation are as follows.
  • the sealing material composition is a molded body as in Example 2 described below, the sealing material composition is placed on an aluminum cup heated to 180 ° C to a thickness of 100 ⁇ m to 200 ⁇ m. m, dried at 180 ° C for 10 minutes, and then heat-cured at 200 ° C for 1 hour and 250 ° C for 1 hour to obtain a test sample.
  • the airtightness evaluation was performed according to the following procedure.
  • FIG. 1 is a diagram showing components of a test sample used for airtightness evaluation.
  • A is a flat substrate 100 (70 mm ⁇ 70 mm ⁇ 3 mm) having a hole 101 having a diameter of 6 mm at the center.
  • B is a flat substrate 200 (80 mm X 80 mm X 3 mm).
  • a glass material (soda-lime glass) was used as the test sample material.
  • FIG. 2 is a side sectional view of the test sample in an assembled state.
  • a paste-like sealing material composition 1 was applied along the periphery of the substrate 100 shown in Fig. 1 using a dispenser. After spraying glass beads having a diameter of 100 m uniformly on the sealing agent composition for a spacer, the mixture is heated at 120 ° C for 1 hour to volatilize the solvent to remove it, and then at 200 ° C. Dried for 10 minutes.
  • the substrate 100 is placed on the substrate 200 as shown in FIG.
  • the sample was cured by heating at ° C for 1 hour to prepare a test sample for airtightness evaluation. Thereafter, the presence or absence of a leak was measured.
  • the sealing material composition is a molded body as in Example 2 described below, the sealing material composition is placed along the peripheral edge while the substrate 100 is heated to 200 ° C. Then, a glass bead for spacer was sprayed on the sealing material composition and dried at 200 ° C. for 10 minutes. Next, as shown in FIG. 2, the substrate 100 is placed on the substrate 200 while being heated to 200 ° C., and the substrate 100 is pressed from above at 200 ° C. for 1 hour and at 250 ° C. Heat cure for 1 hour Obtained. Note that the thickness of the sealing material composition 1 is 100 m.
  • the presence or absence of the leak was measured by the hood method using a UL VAC helium leak detector HELIOT.
  • a vacuum pump is connected to the hole 101, the test sample is evacuated until the knock ground value reaches 1 to 9 ⁇ 10— U Pa'm 3 / s, and helium gas is introduced into the hood.
  • the leak rate of helium gas was measured for one minute, and the maximum value of the leak rate of helium gas was recorded to check for the presence or absence of leak. Table 1 shows the above evaluation results.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing a test sample used for evaluation of adhesiveness.
  • the end portions (10 mm ⁇ 3 mm) of the plate-shaped test samples 300 and 301 were bonded together using the sealing material composition 1 to prepare a test sample for evaluating adhesiveness.
  • a glass material silica glass
  • the size of the test samples 300 and 301 was 10 mm ⁇ 100 mm ⁇ 6 mm.
  • Figure 4 is a plan view of the test sample used for the evaluation of discoloration. Apply paste-form sealing material 1 to the center (2 Omm x 26 mm) of a plate-shaped test sample 400 (76 mm x 26 mm) as shown in Fig. 4 to a thickness of 100 ⁇ m to 200 ⁇ m. did. Drying and heat-curing, and placing, drying and heat-curing of the sealing material composition of the molded body were performed in the same manner as described in the evaluation of leakiness (airtightness evaluation).
  • the evaluation of discoloration and fading was performed using an excimer light irradiation device UER20H-172 (center wavelength: 172 nm, half width: 14 nm, irradiance: 50 mWZcm 2 ) manufactured by Shio Electric.
  • a vacuum ultraviolet light resistance evaluation sample was installed at a distance of 20 to 30 mm from the lamp irradiation part in the nitrogen purge box.The lid of the nitrogen purge box was closed and oxygen in the power box was replaced with nitrogen. After the sample was sufficiently flushed with nitrogen, the sample was irradiated with vacuum ultraviolet light.
  • the evaluation criteria for the evaluation of discoloration and discoloration by irradiation with vacuum ultraviolet light are as follows.
  • Example 2 After partially polymerizing the sealing material composition according to the procedure of Example 1, the sealing material composition was poured into a fluoroplastic mold and formed into a desired shape, and the sealing material composition was formed. Evaluation is performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 As shown in Table 1, 0.1 part by mass of carbon black and spherical silica having an average particle diameter of 1 ⁇ m
  • Example 1 The same procedure as in Example 1 was carried out except that a sealing material composition was prepared as 59.9 parts by mass. Table 1 shows the results.
  • Example 4 As shown in Table 1, as in Example 1, except that the sealing material composition was prepared as 1 part by mass of carbon black and 59 parts by mass of spherical silica having an average particle size of 1 ⁇ m. carry out. The results are shown in Table 1.
  • Example 5 As shown in Table 1, the same procedures as in Example 1 were carried out except that the sealing material composition was prepared as 2 parts by mass of carbon black and 58 parts by mass of spherical silica having an average particle size of 1 ⁇ m. Implement. The results are shown in Table 1.
  • Example 6 As shown in Table 1, except that the sealing material composition was prepared as 6 parts by mass of carbon black and 54 parts by mass of spherical silica having an average particle diameter of 1 ⁇ m, the same as in Example 1 was performed. carry out. The results are shown in Table 1.
  • Example 7 As shown in Table 2, as a carbon black, a particle size of 48 nm and a DBP 140cm absorption 3 The procedure was as in Example 1 except that Z00g was used. Table 2 shows the results.
  • Example 6 A sealing material composition was prepared using 6 parts by mass of carbon black and 54 parts by mass of spherical silica having an average particle size of 1 ⁇ m. I could't do it.
  • Example 12 As shown in Table 3, the same procedure as in Example 1 was carried out except that carbon black having a particle diameter of 18 nm and a DBP absorption of 131 cm 3 ZlOOg was used. The results are shown in Table 3.
  • Example 13 Example 13 to (Example 16) As shown in Table 3, except that the amount of the carbon black and the spherical silica having an average particle diameter of 1 ⁇ m was changed to prepare a sealing material composition, Performed as in Example 12.
  • Example of preparing a sealing material composition with 6 parts by mass of carbon black and 54 parts by mass of spherical silica having an average particle diameter of 1 ⁇ m The sealing material composition of 16 has poor air-tightness due to poor applicability to the sealing portion Cannot be implemented.
  • Example 18 (Examples 18) to (Example 21) As shown in Table 4, except that the amounts of carbon black and spherical silicic acid having an average particle diameter of 1 ⁇ m were changed to prepare a sealing material composition, Performed as in Example 20.
  • the sealing material composition of 21 has poor air-tightness due to poor coatability to the sealing portion Cannot be implemented.
  • Example 22 As shown in Table 5, the same as Example 1 except that the sealing material composition was prepared as 0 parts by mass of carbon black and 60 parts by mass of spherical silica having an average particle size of 1 ⁇ m. Was carried out. The results are not shown in Table 5.
  • Example 22 The sealing material composition of Example 22 containing no carbon black as an ultraviolet absorber was confirmed to be inferior in ultraviolet resistance from the results of the evaluation of discoloration and discoloration by irradiation with vacuum ultraviolet light. In addition, it was confirmed that as the irradiation time became longer, the color change of the sealing agent due to the decomposition of silicone (brown color) progressed (decomposition progressed).
  • Example 23 [0113] As shown in Table 5, the same procedure as in Example 7 was carried out except that spherical silica having an average particle size of 3 m was used. Table 5 shows the results.
  • Example 24 [0114] As shown in Table 5, the same procedure as in Example 7 was carried out except that spherical silica having an average particle size of 5 m was used. Table 5 shows the results.
  • Example 25 [0115] As shown in Table 6, the same procedure as in Example 1 was carried out except that titanium was used as an ultraviolet absorber. Table 6 shows the results.
  • Example 26 was the same as Example 25 except that a pigment was further added.

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Abstract

 ガラス、セラミックまたは金属製の基体間の接合面を気密封着するための封着材であって、鉛等の有害成分を含有せず、300°C以下の温度で封着を行うことができ、ガラス、セラミックおよび金属に対する接着強度に優れており、かつ耐紫外線性および耐候性にも優れた封着材組成物、および該封着材組成物を用いて気密封止された気密容器ならびに該気密容器の製造方法の提供。  硬化性のメチルフェニルシリコーン樹脂、耐火物フィラーおよび紫外線吸収剤を含有し、前記硬化性のメチルフェニルシリコーン樹脂、耐火物フィラーおよび紫外線吸収剤の合計に対する前記紫外線吸収剤の量が0.05~5質量%であり、前記硬化性のメチルフェニルシリコーン樹脂、耐火物フィラーおよび紫外線吸収剤の合計に対する前記耐火物フィラーの量が10~80質量%であることを特徴とする封着材組成物。

Description

明 細 書
封着材組成物、気密容器およびその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、気密容器の封着材としての特性に優れた、特に耐紫外線性、特に耐真 空紫外線性に優れた封着材組成物、および該封着材組成物を用いて気密封止され た気密容器ならびに該気密容器の製造方法に関する。
背景技術
[0002] ガラス、セラミックまたは金属製の部材の接合面同士を気密に封着してなる気密容 器を用いて作成される製品として、プラズマディスプレイパネル (PDP)、陰極線管(C RT)、蛍光表示管 (VFD)、電界放出ディスプレイ (FED)、表面伝導型電子放出デ イスプレイ(SED)、有機エレクトロルミネセンス (EL)ディスプレイなどのディスプレイ や、液晶ディスプレイのバックライトまたは照明として用いられる平面蛍光板、圧電振 動子、レーザーダイオード (LD)、発光ダイオード (LED)、複層ガラス、マイクロマシ ン (MEMS)、光電子倍増管などが知られている。これらの製品において、接合面を 気密封着するために使用される封着材としては、低融点ガラスフリット、低融点金属 のような無機系封着材や、エポキシなどの有機系封着材が用いられている。
[0003] し力しながら、低融点ガラスフリットとしては、ガラスの融点を下げるために、酸ィ匕鉛 の形等で鉛が添加された鉛系ガラスフリットが最も一般的である。このような鉛系ガラ スフリットで封着した製品が屋外に廃棄'放置され風雨に曝された場合、封着材中の 鉛が溶け出し、環境を汚染する可能性がある。このため、人体に対して有害な鉛を用 いない封着材の開発が要求されるようになってきている。また、低融点ガラスフリット の封着温度は 350°C以下に下げることができないため、気密容器内の部材、例えば 、ディスプレイや平面蛍光板に使用される蛍光体、有機 EL素子、 FEDや SEDの電 界放出素子等が熱劣化を受けるおそれがある。
[0004] 一方、低融点金属は、有害物質を含まな!/、点、および低温で封着可能である点で は低融点ガラスフリットに比べて優れるものの、被封着物に対する接着強度が十分で ない点、他の封着材に比べて価格が高い点などの問題がある。 [0005] また、エポキシなどの有機系封着材は、有害物質を含まな!/、点、低温で封着可能 である点、接着強度、および価格の面では、低融点ガラスフリットおよび低融点金属 と比較して同等レベルである力、もしくはこれら他の封着材よりも優れている力 耐熱 性、耐紫外線性はこれらに比べて劣っており長期の信頼性に問題がある。さらに、高 気密性が要求される場合に、要求される気密性を十分に満足することが出来ない。
[0006] これらの問題を解決すべく本発明者らは、鉛を含有せず、 350°Cより低温で封着が 可能で、ガラス、セラミックおよび金属製の部材に対して十分な接着強度を有し、力 つこれら部材の接合面同士を気密に封着して作成される上記製品に要求される耐熱 性、気密性および耐候性を有するシリコーン系の封着材料を既に開発している (特許 文献 1参照)。
[0007] しかし、このシリコーン系の封着材料は、例えば平面蛍光板の封着材のように真空 紫外線に曝される環境下において使用された場合、真空紫外線が照射された部分 のシリコーンが分解するため、長時間使用した時の信頼性を十分に保証できるもの ではなかった。
[0008] また、真空紫外線よりもエネルギーの低い紫外線や可視光に曝される環境下で使 用される製品(LD、真空複層ガラス、ディスプレイ用途など)においても、より一層の 封着部の信頼性向上が望まれている。
[0009] 特許文献 1 :特開 2001— 207152号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] したがって、本発明は、ガラス、セラミックまたは金属製の基体間の接合面を気密封 着するための封着材であって、鉛等の有害成分を含有せず、 300°C以下の温度で 封着を行うことができ、ガラス、セラミックおよび金属に対する接着強度に優れており、 かつ耐紫外線性および耐候性にも優れた封着材組成物、および該封着材組成物を 用いて気密封止された気密容器ならびに該気密容器の製造方法を提供することを 目的とする。
課題を解決するための手段
[0011] 本発明は、前記の目的を達成すべくなされたものである。 [0012] すなわち、本発明は、硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およ び紫外線吸収剤を含有し、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤 の合計に対する前記紫外線吸収剤の量が 0. 05〜5質量%であり、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤 の合計に対する前記耐火物フイラ一の量が 10〜80質量%であることを特徴とする封 着材組成物を提供する。
[0013] 本発明の封着材組成物において、前記紫外線吸収剤の量は、前記硬化性のメチ ルフエ-ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤の合計に対して 0. 2
〜3質量%であることが好まし 、。
[0014] 本発明の封着材組成物において、前記紫外線吸収剤は、粒子径が 15ηπ!〜 70η m、フタル酸ジブチル(DBP)吸収量が 50〜300cm3Zl00gのカーボンブラックであ ることが好ましい。
[0015] 本発明の封着材組成物にお!ヽて、前記メチルフエ-ルシリコーン榭脂は、メチル基 に対するフエ-ル基のモル比が 0. 1〜1. 2であることが好ましい。
[0016] 本発明の封着材組成物において、前記耐火物フイラ一は、平均粒径 0. 1〜20 mの球状シリカであることが好ま U、。
[0017] また、本発明は、本発明の封着材組成物を用いて気密封止された気密容器を提供 する。
[0018] また、本発明は、気密容器を構成する基体間の少なくとも 1つの接合面に封着材組 成物を塗布した後、前記封着材組成物を加熱硬化させて、前記接合面を気密に封 着させることを含んだ気密容器の製造方法であって、
前記封着材組成物は、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一お よび紫外線吸収剤を含有し、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤 の合計に対する前記紫外線吸収剤の量が 0. 05〜5質量%であり、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤 の合計に対する前記耐火物フイラ一の量が 10〜80質量%であり、 前記紫外線吸収剤は、粒子径が 15ηπ!〜 70nm、フタル酸ジブチル (DBP)吸収 量が 50〜300cm3ZlOOgのカーボンブラックであり、
前記メチルフエ-ルシリコーン榭脂は、メチル基に対するフエ-ル基のモル比が 0. 1〜1. 2であり、
前記耐火物フイラ一は、平均粒径 0. 1〜20 mの球状シリカであることを特徴とす る気密容器の製造方法を提供する。
発明の効果
[0019] 硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤を含 有する本発明の封着材組成物は、従来の鉛系ガラス封着材 (400°C〜550°C)を使 用した場合に比べて、はるかに低い温度(130°C〜250°C)で封着が可能である。こ れにより、気密容器内の部材、例えば、ディスプレイや平面蛍光板に使用される蛍光 体、有機 EL素子、 FEDや SEDに使用される電界放出素子等が、封着時に熱劣化 を受けるおそれが低減されて 、る。
[0020] また、気密容器が強化ガラスを用いた複層ガラスである場合、封着時の加熱によつ て、強化ガラスの強度が損なわれるおそれが低減されて 、る。
[0021] 本発明の封着材組成物は、封着部の接着強度に優れており、かつ該封着部の気 密性に優れており、従来の鉛系ガラスフリットで封着した場合と比較しても遜色がない
[0022] また、本発明の封着材組成物は、封着部の湿気透過性が低ぐ長期の信頼性にも 優れている。
[0023] さらに、本発明の封着材組成物は、耐紫外線性に優れており、長期間紫外線照射 にさらされても封着部の接着強度、気密性、および耐湿性などの特性が劣化すること がない。
[0024] 特に本発明の封着材組成物は、耐真空紫外線性に優れており、真空紫外域の波 長の紫外線にさらされても、封着部の接着強度、気密性、および耐湿性などの特性 が劣化することがない。
[0025] さらに、本発明の封着材組成物は、有害性を指摘されている鉛を含まないので、対 環境性にも優れている。 [0026] 上記特性を有する本発明の封着材組成物を用いて封止された気密容器は、耐紫 外線性に優れており、接着強度、気密性および耐湿性等の封着部の特性が長期に わたって劣化することがない。したがって、この気密容器を有する製品は、紫外線照 射にさらされる環境下においても長期間にわたり正常かつ安定に動作が可能である
[0027] 特に本発明の気密容器は、耐真空紫外線性に優れていることから、使用時に真空 紫外線の照射にさらされる平面蛍光板、 PDPまたは LEDとして好適である。
[0028] なお、本明細書にぉ ヽて、気密容器の封止とは、気密容器を構成する基体間の接 合面を気密に封着することを意味する。
[0029] 本発明の気密容器の製造方法は、本発明の封着材組成物を用いて気密容器を封 止するため、従来の鉛系ガラス封着材で封着するのに比べて、封着温度が大幅に低 温化されている。これにより、消費エネルギーや作業時間が減り、省エネやコスト低減 となる。
図面の簡単な説明
[0030] [図 1]図 1 (a)、 (b)は、リーク性評価に使用した試験サンプルの部品を示している。
[図 2]図 2は、組み立てられた状態のリーク性評価に使用した試験サンプルの部分断 面図である。
[図 3]図 3は、接着性評価に使用した試験サンプルの概念図である。
[図 4]図 4は、真空紫外線照射による変退色性評価に使用した試験サンプルの平面 図である。
符号の説明
[0031] 1 :封着材組成物
100、 200 :基体
101 :孔
300、 301 :試験サンプル
400 :試験サンプル
発明を実施するための最良の形態
[0032] 本発明の封着材組成物は、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ 一および紫外線吸収剤を含有する。
[0033] 硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂のシラノール基は、耐火物フイラ一表面や カーボンなどの紫外線吸収剤表面と親和性があるため、硬化性のメチルフエ二ルシリ コーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤の混合を均一かつ自在に制御でき る。その結果、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外 線吸収剤の特性を十分発現できる封着材組成物が得られ、該封着材組成物 (後述 する部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂を含有するものも含む)は、気密容器に 広く使用されるガラス、セラミックおよび金属製の基体間の封着用として好適である。 なお、ここでいう基体間の封着とは、ガラス同士、またはセラミック同士のような同種の 基体間での封着と、ガラス セラミック間、ガラス 金属間のような異種基体間での封 着の両方を指す。
[0034] 本発明の封着材組成物は、これら基体間の封着を低温で行うことができ、接着強度 が強ぐ接着加工性に優れ、かつ長期にわたって機械的耐熱性が高ぐ耐ガスリーク 性がよぐ気密保持性が高ぐ耐熱寸法安定性がよいなど、多数の特性を合わせもつ
[0035] 一般に硬化性のシリコーン榭脂は、耐熱性、耐候性、耐湿性、電気特性などが優 れるので、電気、電子、精密機器などの材料として多用され、シリカのような補強用フ イラ一を配合し、強度向上を図ることも知られている。また、例えば、エポキシ榭脂で 変成した硬化性シリコーン榭脂が、強度、耐熱性、耐湿性、離型性に優れており、さ らに、これにシリカ等のフィラーを配合し、流動性、成形品の機械的強度を向上させ た組成物が知られている(特開平 7— 316398号公報参照)。硬化性のシリコーン榭 脂またはその変成榭脂は比較的弾性率が小さぐ封着するガラス部材に懸力る応力 を小さくすることができ、熱膨張係数の違いによる歪を小さくすることができる。
[0036] 一般に硬化性のシリコーン榭脂は、 2官能ケィ素モノマー (R Si-X )と 3官能ケィ
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素モノマー (RSi— X )から製造され、場合により 1官能ケィ素モノマー (R Si-X)や
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4官能ケィ素モノマー(Si— X )が併用されることがある。ここで、 Rは結合末端が炭素
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原子である有機基を示す。なお、本発明の硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂に おいては、 Rは炭素数 1〜4のアルキル基、または炭素数 6〜 12の 1価の芳香族炭化 水素基であることが好ましぐメチル基、ェチル基またはフエ-ル基であることがより好 ましい。 Xは、水酸基、またはアルコキシ基、塩素原子などの加水分解可能な基であ る。本発明の硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂においては、 Xは水酸基である ことが好ましい。硬化性シリコーン榭脂は、これらのモノマーを部分的に加水分解共 縮合して得られる共重合体であり、 Xが加水分解されて生成したシラノール基を有す る。この硬化性シリコーン榭脂は、そのシラノール基によりさらに縮合が可能であり(硬 化可能であり)、硬化させることにより最終的に実質的にシラノール基を有しない硬化 物となる。硬化物は 2官能ケィ素単位 (R SiO)と 3官能ケィ素単位 (RSiO )からなり
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、場合によって 1官能ケィ素単位 (R SiO )や 4官能性のケィ素単位 (SiO )を有す
3 1/2 2 る。硬化性シリコーン榭脂における各ケィ素単位は、これら硬化物の各ケィ素単位と ともに、 Xが加水分解されて生成し、シリコーン榭脂の硬化性に寄与するシラノール 基を含んだ各ケィ素単位をも意味する。例えば、シラノール基を有する 2官能ケィ素 単位は (R Si (OH)一)で表され、シラノール基を有する 3官能ケィ素単位は (RSi(0
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H) -)や (RSi(OH) =)で表される。また、硬化性シリコーン榭脂における各ケィ素
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単位のモル比は原料である各ケィ素モノマーのモル比に等しいと考えられる。
[0037] 硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂は、 FT— IRから求めた、 Si—OZSi—Rの 値が 11. 0〜15. 2であるのが好ましい。すなわち、 Si— Oのピーク面積(1250〜95 Ocm— 1の範囲内に現れるピーク)(a)を、メチル基由来のピーク面積(1330〜1250c m 1の範囲内に現れるピーク)(b)と、該メチル基由来のピーク面積 (b)および H—N MRから求めた(フエニル基のモル数 Zメチル基のモル数)の値(c)の積と、の和で除 した値である。この値は、以下の式で表わされる。
(a) /[ (b) + (c) X (b) ] = l l. 0〜15. 2
[0038] 一般的に硬化性のシリコーン榭脂の Siに結合するアルキル基が長鎖となるに従つ て耐熱性が低下する。またフエニル基に代表される芳香族炭化水素基は、機械的耐 熱性は最も短いアルキル基であるメチル基と同等あるいはそれ以上であり、その質量 比が増えるに従って榭脂の被膜が固くなる一方、熱可塑性を帯びてくる。したがって 、榭脂中の Rの全数に対するフヱ-ル基の数の比により、該榭脂の耐熱性、曲げ性 等の機械的強度を調整することができる。本発明の封着材組成物における硬化性の メチルフエ-ルシリコーン榭脂としては、 H— NMRから求めた(フエ-ル基モル数 Zメ チル基モル数)の値が 0. 1〜1. 2であり、より好ましくは、 0. 3〜0. 9である。別の言 い方をすると、榭脂中の Rの全数に対するフエ-ル基の数の比が 0. 1〜0. 5である、 より好ましくは 0. 2〜0. 5であるメチルフエ-ルシリコーン榭脂が好適である。また、 F
T—IRから求めた(フエ-ル基由来のピーク高さ(3074cm Zメチル基由来のピー ク高さ(2996cm—1) )力 SO. 1〜1. 2のメチルフエ-ルシリコーン榭脂も好ましい。
[0039] 本発明の封着剤組成物において、硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂は、(2 官能ケィ素単位と 3官能ケィ素単位の合計)に対する 2官能ケィ素単位のモル比(単 に、 2官能ケィ素単位のモル比ともいう)が 0. 05〜0. 55である。ここで硬化性のメチ ルフエニルシリコーン榭脂とは、上記有機基 Rとしてメチル基とフエニル基の両者を含 む硬化性のシリコーン榭脂である。硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂は、例え ば、ジクロロジメチルシランとトリクロ口フエニルシランとを加水分解共縮合させる方法
、ジクロロジフエ-ルシランとトリクロロメチルシランとを加水分解共縮合させる方法な どによって製造される。硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂の 2官能ケィ素単位 のモル比は、 0. 2〜0. 4であることがより好ましい。また、この硬化性のメチルフエ- ルシリコーン樹脂は実質的に 2官能ケィ素単位と 3官能ケィ素単位のみ力もなるもの が好ましい。このような硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂は、 250°C以上の高温 に長時間保持しても、容易に分解、変色することがなぐ耐熱性にも優れる。
[0040] なお、上記した 2官能ケィ素単位のモル比は、 Si— NMRから求めたものである。
硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂には、ジメチルシリコーン榭脂などの硬化性 のジアルキルシリコーン榭脂、ェチルフエ-ルシリコーン榭脂などのメチルフエ-ルシ リコーン榭脂以外の硬化性のアルキルフエニルシリコーン榭脂を少量配合して、物性 調整することができる。し力し通常は、メチルフエ-ルシリコーン榭脂以外のこれら硬 化性のシリコーン榭脂は使用しないことが好ましい。また、硬化性のメチルフエニルシ リコーン榭脂を、エポキシ榭脂、フエノール榭脂、アルキッド榭脂、ポリエステル榭脂、 アクリル榭脂などで変性して使用することもできる。し力し変性する榭脂の量は少な 、 ものが好ましぐ硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂としては実質的に変性されて Vヽな 、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂が好まし!/、。
[0041] 硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂は、通常、溶剤に溶解した溶液 (ワニス)で 輸送、保管などの取り扱いを受ける。本発明の封着材組成物は、このワニスを用い、 これと耐火物フイラ一および紫外線吸収剤とを混合して製造することができる。このよ うにして製造されたものは流動性を有するペースト状の封着材組成物となる。また、ヮ ニスから、予め溶剤を除去した後、溶剤がない硬化性のメチルフエニルシリコーン榭 脂と、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤とを混合することで固体状の封着材組成 物とすることちでさる。
[0042] さらに、ワニスと耐火物フイラ一とを混合した後、溶剤を除去して固体状の封着材組 成物とすることもできる。さらにまた、固体状の封着材組成物に溶媒を混合することで 、ペースト状の封着材組成物とすることもできる。
[0043] 硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂のワニス化に用いる溶剤は特に限定される ものではなく、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂を溶解する溶剤であれば!/、ず れでもよい。例えば、芳香族炭化水素系溶媒であるキシレン、トルエン、ベンゼン、沸 点 100°C以下の溶媒であるメチルェチルケトン、酢酸ェチル、酢酸イソプロピル、ジ ェチルエーテル、ジプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ァセトニトリル、プロピオ二 トリル、 1 プロパノール、 2—プロパノール、ァリルアルコールなどを用いることができ る。後述するように、封着材組成物を溶媒に溶解させたペースト状の状態で使用する 場合には、封着材組成物を塗布した後、加熱して溶媒を揮発させて除去することが 容易であることから後者がより好ましい。ワニスにおける溶剤の使用量は 5〜50質量 %であるのが好まし 、。 5質量%未満では硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂の 溶解作用が不十分で耐火物フイラ一および紫外線吸収剤と均質に混合することが困 難となりやすい。 50質量%を超えると耐火物フイラ一および紫外線吸収剤と混合した 場合、溶剤が耐火物フイラ一および紫外線吸収剤と相分離を起こしやすぐまた耐火 物フイラ一および紫外線吸収剤を混合した後、溶剤を除去する場合に、多大なエネ ルギーを要する。
[0044] 硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂は、封着材組成物中で部分的に重合させ たメチルフエ-ルシリコーン榭脂(単に、部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂とも いう)として存在させることができる。部分重合メチルフエニルシリコーン榭脂は、原料 の硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂の脱水縮合反応がある程度進行している ので、原料のメチルフエ-ルシリコーン榭脂に比較して、被封着物を封着する時の水 分の発生が少なく、したがって部分重合メチルフエニルシリコーン榭脂を含む封着材 組成物は、被封着物を封着して硬化する際に、原料のメチルフエ-ルシリコーン榭脂 に比較して気泡発生のおそれがより少なくなり、気密性を向上させることができる。ま た、部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂は、原料のメチルフエ-ルシリコーン榭脂 に比較して高粘度液体ないし溶融粘度の高い固体であり、本発明の封着材組成物 を成形体とする場合に適した性質を有する。例えば、被封着物の所定部位に配置し た封着材組成物の成形体を、被封着物を封着して硬化させる際に、メチルフエ-ル シリコーン榭脂が流動して所定部位からはみ出すおそれが少なくなる。
[0045] なお、部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂は、その原料である硬化性のメチル フエニルシリコーン榭脂の硬化が部分的に進んだ状態にある硬化性のメチルフエ- ルシリコーン榭脂である。本発明における硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂と は、部分重合メチルフエニルシリコーン榭脂の原料である硬化性のメチルフエニルシ リコーン榭脂を意味するとともに、この部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂をも意 味する。以下、本発明の封着材組成物の製造段階で、特に硬化性のメチルフエ-ル シリコーン榭脂の部分的な重合を行ったものを部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭 脂という。
[0046] 硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂の部分的な重合は、通常、原料のメチルフ ェニルシリコーン榭脂の加熱による硬化反応が完全に終了しない程度で停止するこ とにより行われる。例えば、通常の硬化反応の場合よりも低温で加熱する、通常の硬 化に必要な時間よりも短時間加熱する、などの方法で原料のメチルフ ニルシリコー ン榭脂を部分的に硬化して得られる。硬化性のメチルフヱ-ルシリコーン榭脂の部分 的な重合を行うには、例えば 120°C〜180°Cの温度で重合を行い、架橋反応が進行 しな ヽところで反応を停止する。原料のメチルフエニルシリコーン榭脂の部分的な重 合は、榭脂のみの段階で、または耐火物フイラ一および紫外線吸収剤が存在する組 成物中で、あるいはその組成物製造の過程で行うことができる。
[0047] 硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂の脱水縮合による硬化は、通常、加熱のみ で進行し、該榭脂のシラノール基同士の脱水縮合反応と、該榭脂のシラノール基と 耐火物フイラ一表面のシラノール基の脱水縮合反応により溶剤に不溶の硬化物が形 成される。例えば、被封着物に塗布された封着材組成物は、 140°C以上、好ましくは 180°Cから 300°Cの温度で 1〜120分間加熱するのみで該榭脂が硬化し、不溶化し て、封着材となる。通常、封着材組成物に溶剤が含まれている場合は、加熱の初期 に揮発除去され、有機物などの非耐熱性物質が存在する場合は、硬化の際に揮発 除去または分解除去される。但し、安定した硬化を行うためには、溶剤の揮発除去は 、封着材組成物を硬化させる前に、より低い温度で実施することが好ましい。このよう な溶剤の揮発除去は、溶媒の種類にもよる力 たとえば 100〜140°Cの温度で 30〜 60分実施する。
[0048] 硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂の硬化温度を下げるために硬化触媒を用 いてもよぐ触媒として亜鉛、コバルト、錫、鉄、ジルコニウムなどの有機金属塩や、第 4級アンモ-ゥム塩、アルミニウム、チタンなどのキレート類、各種のアミン類もしくはそ の塩類などが例示される。
[0049] 本発明の封着材組成物に含有される耐火物フイラ一は、耐熱性の無機質粉末であ り、具体的には、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト、ジルコン、コーディエラ イト、 β ユークリプタイト、 βースポジュメン、 石英固溶体、フォルステライト、チ タン酸ビスマス、チタン酸バリウムなどである。もちろん、これらを併用することもできる
[0050] 耐火物フイラ一の平均粒径は 0. 1〜130 mが好ましぐ 0. 1〜90 μ mがより好ま しく、 0. 1〜20 111がさらに好ましぐ0. 1〜: LO /z mが特に好ましい。平均粒径が 13 0 m超であると、メチルフエニルシリコーン榭脂の硬化後に、耐火物フイラ一とシリコ ーン榭脂との界面にクラックが発生し、封着構造体の内部空間へガスカ^ークして、 真空ないし所望の減圧が維持できなくなるおそれがある。また、組成物に溶媒を加え てペースト状で使用する場合、フィラーが沈降して均一塗布し難くなる問題を有する 。平均粒径が 0. 1 μ m未満であると、粉末の凝集が生じ、硬化性のメチルフエニルシ リコーン榭脂中に均質に分散されないおそれがある。また、増粘が生じるため、耐火 物フイラ一の配合量が制限されるという問題を有する。
[0051] 耐火物フイラ一は、シリカ、特に球状シリカであるのが好ましい。球状シリカの平均 粒径は 0. 1〜130 /ζ πιであるの力好ましく、 0. l〜90 /z mであるのがより好ましぐ 0 . 1〜20 111でぁるのがさらに好ましぐ0. 1〜: LO /z mであるのが特に好ましい。球 状シリカの平均粒径が 0. 1〜20 /ζ πιであると、塗布作業性の良好な封着材組成物 が得られる。平均粒径が 0.: L m未満の場合、粒子同士が凝集して分散性が下がり 、均一な組成物が得られにくくなる。また、増粘が生じるため、耐火物フイラ一の配合 量が制限されるという問題を有する。平均粒径が 130 m超であると、粒子の沈殿が 生じるため分散性が劣るようになり、やはり均一な組成物が得られにくくなる。
[0052] 本発明の封着材組成物における耐火物フイラ一の配合量は、硬化性のメチルフエ -ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤の合計量に対して 10〜80 質量%である。 10質量%未満の場合には、十分な耐熱性が発現することができない 。 80質量%を超える場合は、メチルフエ-ルシリコーン榭脂との分散性、親和性が悪 くなり、結果として封着材 (硬化物)にクラックが発生し、封着構造体の内部空間へガ スがリークして真空ないし所望の減圧が維持できなくなる。また、封着部位への接着 強度の低下が起こる。
好ましい耐火物フイラ一の量は 30〜70質量%である。
[0053] 平均粒径が 0. 1〜20 μ mの球状シリカを含有する場合の封着材組成物における 該球状シリカの配合量は、硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂と耐火物フイラ一 および紫外線吸収剤の合計に対して 10〜80質量%であり、 30〜70質量%である のが好ましい。この範囲未満であると耐熱性、耐光性が劣るようになり、この範囲を超 えると封着材にクラックが発生して気密容器内へガスカ^ークして、真空な 、し所望の 減圧が維持できなくなる。また、封着部位の接着強度の低下が生じる。
[0054] 本発明の封着材組成物は、上記平均粒径が 130 μ m以下の耐火物フイラ一以外 に、より粒径が大きく( 130 m超)かつ粒径分布が狭い球状粒子をスぺーサ材とし て少量配合することもできる。このような粒径が大き ヽ耐火物フイラ一を使用する場合 、平均粒径が 150〜600 μ mの球状シリカやチタン酸バリウムガラスなどの高屈折率 ガラス、ソーダライムガラス、ジルコユア、アルミナ、窒化ケィ素、 SiCなどのセラミック ス、またはカーボンなどが好ましい。その配合量は硬化性のメチルフエ-ルシリコーン 榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤の合計に対して 0. 1〜15質量% (ただし 、耐火物フイラ一の合計に対して 50質量%以下)が好ましぐ 1〜5質量%が特に好 ましい。
[0055] 封着材組成物に含有される紫外線吸収剤は、サリチル酸系、ベンゾフエノン系、ベ ンゾトリアゾール系、シァノアクリレート系等の有機系の紫外線吸収剤であってもよい 。但し、封着材組成物は 130°C〜250°Cの温度で加熱硬化されるため、耐熱性に優 れ、かつ封着材組成物中に均一に分散可能な粉末状の無機系の紫外線吸収剤で あることが好ましい。このような無機系の紫外線吸収剤の具体例としては、スピネル型 構造酸化物(XY O ) [XY=Cu— Cr— Mnゝ Fe— Mn、 Co— Fe— Crゝ Co— Cr—
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Ni、 Ni— Mn— Fe— Coなど]、酸化鉄(鉄黒)、カーボンブラック、チタンブラック、ァ セチレンブラック、黒鉛などが挙げられる。これらは目的に応じて 1種のみでまたは目 的に応じて 2種以上を組み合わせて使用することができる。
[0056] これら粉末状の無機系の紫外線吸収剤は、平均粒径が 0. 01〜5 μ mであることが 好ましぐ特に 0. 01〜2 /ζ πιであることが好ましい。
[0057] 紫外線吸収剤は、例示した無機系吸収剤の中でも安価であることから、カーボンブ ラックが好ましい。カーボンブラックは製造方法により、チャンネル式、ファーネス式、 サーマル式、アセチレン式に大別される。
[0058] チャンネル式は天然ガスを鉄製の燃焼室で不完全燃焼させ、炎をスチール製のチ ヤンネル表面に衝突させて製造される方法である。ファーネス式は、特別に設計され た燃焼炉にガス、オイル、またはその混合物を一定量の空気とともに送りこみ、不完 全燃焼させて製造される方法である。サーマル式は、天然ガスを燃焼炉中にて熱分 解を行わせて製造される方法である。アセチレン式は、加熱した炉中にアセチレンガ スを送りこみ、熱分解を起こさせて製造される方法である。これらによって製造された ものを、チャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラッ クと一般的に呼ばれている。
[0059] 本発明の封着材糸且成物におけるカーボンブラックは、特に限定されず上述のいず れの種類を用いても構わない。但し、紫外線吸収特性と封着材組成物への分散性の 点から、カーボンブラックの粒子径は 15〜70[nm]であることが好ましぐ 15〜60[n m]であることがさらに好ましい。
[0060] また、本発明におけるカーボンブラックは、フタル酸ジブチル(DBP)吸収量 (JIS
K6217-4)力 S50〜300[cm3/100g]であること力 S好ましく、 80〜250 [cm3/100 g]であることがさらに好ましい。 DBP吸収量が高すぎると、増粘性が高くなるので力 一ボンブラックの配合量が制限される。また、封着材の接着強度が低下する。 DBP 含有量が低すぎると、封着材組成物中における分散性が悪化する。また、カーボン ブラックの DBP含有量を下げるためには、一般的にカリウム等のアルカリ金属がカー ボンブラックに添加される。しかしながら、アルカリ金属の添カ卩は、封着材組成物の特 性、特に硬化特性にばらつきを生じさせるおそれがあるので好ましくない。
[0061] 本発明の封着材組成物における紫外線吸収剤の配合量は、硬化性のメチルフエ -ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤の合計量に対して 0. 05〜 5質量%である。 0. 05質量%未満の場合には、十分な耐紫外線性を発現することが できない。 5質量%を超える場合は、増粘性が高すぎて封着材組成物との分散性、 親和性が悪化する。また、気密容器を構成する部材との接着性が悪ィ匕し、十分な接 着強度が得られない。また、気密容器を構成する部材との密着性または該部材への 塗布性が悪ィ匕するため、封着構造体の内部空間へガスがリークして真空ないし所望 の減圧が維持できなくなる。好ましい紫外線吸収剤の量は 0. 1〜3質量%であり、よ り好ましくは 0. 2〜3質量%である。紫外線吸収剤の量が 0. 2〜3質量%である場合 、封着材組成物が耐真空紫外線性に優れている。
[0062] 紫外線吸収剤として、粒子径が 15nm〜70nm、 DBP吸収量が 50〜300cm3Zl OOgのカーボンブラックを含有する場合、封着材組成物への該カーボンブラックの配 合量は、硬化性のメチルフエ-ルシリコーン系榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸 収剤の合計に対して 0. 05〜5質量%であり、 0. 1〜3質量%であるのが好ましぐ 0 . 2〜2質量%であるのがより好ましい。 0. 05質量%未満であると耐紫外線性が劣る ようになり、 5質量%超であると、気密容器を構成する基体への密着性や、接合面へ の封着材組成物の塗布など、気密容器作成時の作業性が低下する。また、封着部 の気密性が低下するため、気密容器内へガスがリークして、真空ないし所望の減圧 が維持できなくなる。さらにまた、封着部位の接着強度の低下が生じる。一方、紫外 線吸収剤の量が 0. 2〜3質量%である場合、封着材組成物が耐真空紫外線性に優 れている。
[0063] 本発明の封着材組成物には、硬化性のメチルフエニルシリコーン系榭脂、耐火物 フィラーおよび紫外線吸収剤以外の他の成分を含有させてもょ ヽ。このような他の成 分としては、例えば、前記溶剤などの最終的に封着材として機能する成分以外の成 分、または、封着材に残る成分、例えば、シリコーン榭脂硬化触媒や封着材着色顔 料である。これら成分の封着材組成物中の含有量は、特に限定されないが、本発明 の封着材組成物やそれから得られる封着材組成物の成形体の特性を阻害しない量 である。前者の成分は、溶剤を除いて、封着材組成物に対して 20質量%以下が好ま しい。溶剤の量は、封着材組成物を、液状で使用する、ペースト状で使用する、固体 状で使用する、などの使用法、その他に応じて任意である力 通常は封着材組成物 に対して 50質量%以下が好まし 、。
[0064] 一方、後者の成分の具体例およびその好適量 (ただし、溶剤を除く封着材組成物 に対する量)として、例えば、以下のものがある。前記メチルフエニルシリコーン榭脂 の硬化促進のためのアミン系硬化剤などを 5質量%以下、封着材組成物のポットライ フ向上、メチルフエ-ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一または紫外線吸収剤の分散 性向上、および封着性向上などの目的で、松やに、ロジン、ロジン誘導体などの粘着 性付与剤を 5質量%以下、または封着材着色顔料を 5質量%以下配合することがで きる。
[0065] 本発明の封着材組成物は、前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂と耐火物 フィラーと紫外線吸収剤を混合して均一な組成物とすることにより得られる。硬化性の メチルフエ-ルシリコーン榭脂の溶液 (ワニス)を使用し、硬化性のメチルフエ-ルシリ コーン榭脂、溶剤、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤を含んだペースト状の組成 物として使用することもできる。また、ワニス、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤を 加熱、撹拌下で混合した後、溶剤を揮発させて除去し、実質的に溶剤を含まない固 体状の組成物とすることもできる。また、ワニス力 予め溶媒を除去した硬化性のメチ ルフエ二ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤を加熱、撹拌下で混 合した後、溶剤を揮発させて除去し、実質的に溶剤を含まない固体状の組成物とす ることもできる。固体状の組成物とする場合、溶剤を揮発させて除去する温度は、使 用する溶媒の種類にもよる力 100〜180°Cであり、好ましくは 100〜140°Cである。 本発明の封着材組成物は、取扱性に優れることから、溶媒を含んだ、好ましくは溶媒 を 10〜30質量%含んだ、ペースト状の状態で使用することが好ましい。固体の状態 で使用する場合、その形状は特に限定されず、シート状、ワイヤー状、スティック状な どの形状に成形されて 、てもよ 、。
[0066] 上記封着材組成物を製造する際に、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂を部 分的に重合させて部分重合メチルフヱ-ルシリコーン榭脂とすることができる。硬化 性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂の部分的な重合は、耐火物フイラ一および紫外線 吸収剤を混合する前に行ってもよぐ耐火物フイラ一および紫外線吸収剤を混合した 後に行ってもよい。またワニスを使用する場合は、溶剤が存在する状態で行ってもよ ぐ溶剤を除去した後に行ってもよい。通常は、上記のようにワニス力も溶媒を除去し 、引き続きその状態でさらに温度を上昇させて硬化性のメチルフエニルシリコーン榭 脂の部分的な重合を行うことが好まし 、。硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂の 部分的な重合は、架橋反応が進行する前に反応を停止させるため、硬化性のメチル フエニルシリコーン榭脂を含有する組成物の粘度や溶媒への溶解性を目安にしなが ら 120〜180°Cの温度で実施する。なお、硬化反応が比較的遅ぐ粘度を目安とした 反応の停止が容易であることから、部分的な重合は 120〜140°Cの温度で実施する ことが好ましい。
[0067] 部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂を含む本発明の封着材組成物は、シート状 、ワイヤー状、スティック状などの形状に成形された成形体として使用してもよい。例 えば、上記のように加熱して部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂とした封着材組 成物は、熱可塑的な特性を有する組成物となり、加熱状態でこの熱可塑的な特性を 有する組成物を铸型に铸込んで成形することができる。具体的には、フッ素榭脂など で作製した铸型、またはサイトップなどのフッ素榭脂で離型処理した铸型を用いて、 シート状、ワイヤー状、スティック状などの所望の様々な形状の成形体に成形すること ができる。得られたシート状、ワイヤー状、スティック状などの形状をした封着材組成 物の成形体は、その形状のまま気密容器を構成する基体間の接合面の封着に適用 できる。
[0068] 一方、部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂を含む本発明の封着材組成物は、 上記の好適な溶媒に溶解されたペースト状の状態で使用してもよぐ取扱性に優れ ることからむしろ好ましい。ペースト状の状態で使用する場合、溶媒の配合量は上記 の通りである。
[0069] なお、 、ずれの場合であっても、気密容器を構成する基体間の接合面における本 発明の封着材組成物の層厚は、 500 m以下であることが好ましぐより好ましくは 2 00 μ m以下であり、好ましくは 0. 5 μ m以上が好適である。
[0070] 本発明の気密容器は、上記の本発明の封着材組成物を用いて気密に封止されて いることを特徴とする。より具体的には、上記の本発明の封着材組成物カゝら得られた 硬化物または封着材組成物の成形体から得られた硬化物により気密に封止されてい る。
[0071] 気密容器の形状および構成は特に限定されず、ガラス、セラミック、金属製の基体 で構成され、該基体間の接合面を気密封着させて作成される気密容器として公知の ものを広く含む。したがって、気密容器を有する製品、例えば PDP、 CRT, VFD、 F ED、 SED、有機 ELなどのディスプレイ製品や、液晶ノ ックライトや照明に用いられる 平面蛍光板などの光発光デバイス製品や、圧電振動子、 LD、 LED,複層ガラス、 M EMS、光電子倍増管など公知のもの力 広く選択することができる。
[0072] 気密容器を構成する基体がガラス製の場合、使用可能な材料としては、ソーダ石 灰ガラス、ホウケィ酸ガラス、シリカガラス、無アルカリガラス、パイレックス (登録商標) ガラス等のガラスを使用することができる。
[0073] 気密容器を構成する基体がセラミック製の場合、使用可能な材料としては、酸化ァ ルミ二ゥム質焼結体やムライト質焼結体 ·窒化アルミニウム質焼結体 ·窒化珪素質焼 結体'炭化珪素質焼結体等のセラミックスを使用することができる。
[0074] 気密容器を構成する基体が金属製の場合、使用可能な材料としては、鉄— -ッケ ルーコバルト合金(コバール)、鉄—ニッケル合金、ステンレス鋼等の金属材料などが 挙げられる。
[0075] 本発明の気密容器の製造方法では、気密容器を構成する基体間の接合面を上記 の本発明の封着材組成物を用いて封着する。
[0076] 以下、本発明の気密容器の製造方法について説明する。
本発明の気密容器の製造方法では、気密容器を構成する基体表面上の接合面に 該当する部位に沿って本発明の封着材組成物を配置する。ここで、溶媒を含んだぺ 一スト状の封着材組成物(部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂を含んだ組成物も 含む)である場合、刷毛、スプレー、ディスペンサーなどで被封着物に塗布することが できる。一方、シート状等の封着材組成物の成形体 (部分重合メチルフエ-ルシリコ 一ン榭脂を含んだ成形体も含む)を使用する場合、その形状のまま 150〜200°Cに 加熱された基体表面の接合面に該当する部位に該成形体を配置する。本発明の封 着材組成物の配置は、他の方法を用いて実施してもよぐ例えばスプレー方式、スク リーン印刷方式、スピンコート方式等により実施してもよい。
[0077] 次に、溶媒を含んだペースト状の封着材組成物を使用する場合は、封着材組成物 の塗布後、 120°Cで 1〜60分間加熱して溶媒を揮発させて除去する。その後、ぺー スト状の封着材組成物または封着材組成物の成形体どちらの場合も、 180〜200°C で数分間乾燥させ、封着材組成物を軟化させてから、 180〜200°Cに加熱した状態 で、基体同士を接合させる。
[0078] 続いて、所定の温度条件、例えば 140°C以上、好ましくは 180°Cから 300°Cの温度 で 1〜120分間加熱して、封着材組成物を加熱硬化させる。この際、必要に応じて気 密容器を構成する基体同士を加圧する。
[0079] 従来の低融点ガラスフリットを用いた封着では、ガラスフリットの軟ィ匕温度以上の温 度である 400〜550°Cまで加熱する必要があつたのに対して、本発明の封着用組成 物を用いることにより、封着温度が大幅に低温化されている。したがって、気密容器を 封止する際に、該気密容器内に設置または形成されている部材、例えば、ディスプレ ィゃ平面蛍光板に使用される蛍光体、有機 EL素子、 FEDや SEDに使用される電界 放出素子等が、封着時に熱劣化を受けるおそれが低減されている。
[0080] 気密容器が複層ガラスである場合、強度を高めるために強化ガラスが用いられるこ と力 Sある。強化ガラスは、加熱処理等により、ガラス表面付近に残留応力層を形成さ せたものである。従来の低融点ガラスフリットを用いた封着では、強化ガラスが高温に さらされることにより、強化ガラスに加えられた残留応力が低下または喪失するおそれ かあつた。
[0081] 本発明の封着用組成物を用いた場合、封着温度が大幅に低温ィ匕されているので、 複層ガラスに強化ガラスを使用した場合であっても、強化ガラスの強度が損なわれる おそれが低減されている。
[0082] 上記の製品のように、特定の用途で使用される気密容器の場合、気密容器の内部 を真空状態または所定の真空度の減圧状態にすることが必要となる。したがって、こ のような用途の気密容器を製造するには、上記手順に加えて、気密容器の内部を真 空排気する手順が必要となる。
[0083] この手順では、気密容器に真空排気するための孔を設けておき、この孔に真空ポ ンプを接続して気密容器の内部を真空排気すればよい。そして、気密容器内部が所 望の真空度 (例えば、 1. 3 X 10— 2Pa程度)となった時点で封着材を用いて孔を気密 に封止すればよい。
[0084] ここで使用する封着材は特に限定されず、気密容器を構成する基体の材料に応じ て適宜選択することができる。 Au/Su,銀ロウ、 AuZGeのような鉛を含まない金属 材料を用いて溶融封止してもよいし、従来の鉛系ガラスフリットでもよい。但し、封止を 低温で行うことができ、また鉛を含まず対環境性に優れていることから、本発明の封 着材組成物を使用することが好まし ヽ。
[0085] また、気密容器を真空排気するための別の手段として、気密容器の壁面を貫通す るように排気管を設けておき、この排気管に真空ポンプを接続して気密容器の内部 を真空排気することも可能である。この場合、気密容器内部が所望の真空度 (例えば 、 1. 3 X 10— 2Pa程度)となった時点で排気管を加熱溶解させて、排気管の開口部分 を気密に封止すればよい。または、気密容器内部が所望の真空度となった時点で、 排気管を切断して、排気管の開口部を封着材を用いて気密に封止したのでもよい。
[0086] 気密容器の内部を真空排気する手段は、上記の形態に限定されず、気密容器を 構成する基体同士の封着を、真空チャンバ内で行うことにより、内部が所望の真空度 となった気密容器を形成してもよ ヽ。
実施例
[0087] (例 1)
撹拌機付き容器に、表 1に示す特性 [2官能ケィ素単位のモル比(= 2官能ケィ素 単位 Z (2官能ケィ素単位と 3官能ケィ素単位の合計) )、フ ニル基のモル数 Zメチ ル基のモル数、を有する硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂を含むワニス 40質 量部 (溶剤を除く質量)、平均粒径 1 mの球状シリカ 59.5質量部、表 1に示す特性 を有するカーボンブラック(粒径 35nmで、 DBP吸収量が 175cm3/100g) 0. 5質量 部を入れて、減圧下 120°Cで 1時間加熱し撹拌して溶媒を除去し、減圧下 140°Cで 1 時間加熱し撹拌して部分的に重合をさせた。
[0088] 次に、得られた固体状の封着剤組成物と、溶媒 (酢酸ェチル)とを表 1の比率 (質量 比)に従って混合してペースト状の封着剤組成物を得た。
[0089] 表 1中、 2官能ケィ素単位のモル比は、 Si— NMRおよび FT— IRによって測定した 。フエ-ル基のモル比は、 H— NMRおよび FT— IRによって測定した。
得られた封着材組成物にっ ヽて以下に示す評価を実施した。結果を表 1に示す。
[0090] 塗布性評価
得られたペースト状の封着材組成物を、デイスペンサを用いてガラス材料 (ソーダラ ィムガラス)製の基板上に塗布した際の塗布性を以下の評価基準に基づき評価した 。なお、後述する例 2のように封着材組成物が成形体である場合、 180°Cに加熱した 基板上に成形体を載置した際に、成形体が流動化して均一に広がった力否かで判 断した。
〇 :封着材組成物の流動性がよぐ均一に平坦性よく塗布することができた。
X :封着材組成物の流動性が劣り、均一に平坦性よく塗布することができな力つた。
[0091] 熱分解性評価
ペースト状の封着材組成物をアルミニウムカップに厚さ 100 μ m〜200 μ mになる ように塗布し、 120°Cで 1時間加熱して溶媒を揮発させて除去した後、 200°Cで 5分 間乾燥させてから、 200°Cで 1時間、 250°Cで 1時間加熱して封着材組成物を加熱 硬化させて試験サンプルを得た。該サンプルを 300°Cまで加熱した際の質量減少を 示差熱天秤 (TG— DTA、マック'サイエンス社製)を用いて測定した。測定は、乾燥 空気中で実施し、昇温速度は 10°CZminであった。熱分解性評価の評価基準は以 下の通りである。
〇 :300°Cまで加熱した際の質量減少が 0. 5%以下。
X : 300°Cまで加熱した際の質量減少が 0. 5%超。
[0092] なお、後述する例 2のように、封着材組成物が成形体である場合、 180°Cに加熱し たアルミニウムカップ上に封着材組成物を厚さ 100 μ m〜200 μ mになるように塗布 し、 180°Cで 10分間乾燥させてから、 200°Cで 1時間、 250°Cで 1時間加熱硬化させ て試験サンプルを得た。
[0093] 気密性評価
気密性評価は、以下の手順で実施した。
図 1は、気密性評価に使用した試験サンプルの構成部品を示した図である。(a)は 平板状の基体 100 (70mm X 70mm X 3mm)であり、中央に直径 6mmの孔 101を 有する。(b)は平板状の基体 200 (80mm X 80mm X 3mm)である。試験サンプル の材料としては、ガラス材料 (ソーダライムガラス)を使用した。図 2は、組み立てられ た状態の試験サンプルの側部断面図である。
[0094] 図 1に示す基体 100の周縁部に沿ってペースト状の封着材組成物 1を、デイスペン サーを用いて塗布した。スぺーサ用に φ 100 mのガラスビーズを封着剤組成物上 に均一になるように散布した後、 120°Cで 1時間加熱して溶媒を揮発させて除去し、 さらに 200°Cで 10分乾燥させた。
[0095] 次に、 200°Cに加熱した状態で、図 2に示すように、基体 200上に基体 100を載置 し、基体 100を上方から加圧しながら、 200°Cで 1時間、 250°Cで 1時間加熱硬化し て、気密性評価用の試験サンプルを作製した。その後、リークの有無を測定した。
[0096] 後述する例 2のように、封着材組成物が成形体である場合、基体 100を 200°Cに加 熱した状態で、その周縁部に沿って封着材組成物を載置し、スぺーサ用のガラスビ ーズを封着材組成物上に散布してから 200°Cで 10分間乾燥させた。次に、 200°Cに 加熱した状態で、図 2に示すように、基体 200上に基体 100を載置し、基体 100を上 方から加圧しながら 200°Cで 1時間、 250°Cで 1時間加熱硬化させて試験サンプルを 得た。なお、封着材組成物 1の厚さは 100 mである。
[0097] リークの有無の測定は、 UL VACヘリウムリークディテクター HELIOTを用いたフー ド法により行った。最初に孔 101に真空ポンプを接続して、ノ ックグラウンド値が 1〜9 X 10— UPa'm3/sになるまで試験サンプル内を排気した後、フード内にヘリウムガス を導入し、 5分間ヘリウムガスのリーク速度を測定し、ヘリウムガスのリーク速度の最大 値を記録してリークの有無を確認した。以上の評価結果を表 1に示した。
[0098] 接着性評価
図 3は、接着性評価に使用した試験サンプルを示した概念図である。図 3に示すよ うに、板状の試験サンプル 300、 301の端部(10mm X 3mm)を、封着材組成物 1を 用いて張り合わせて、接着性評価用の試験サンプルを作成した。試験サンプルの材 料には、塗布性評価、気密性評価と同じくガラス材料 (ソーダライムガラス)を使用し た。なお、試験サンプノレ 300、 301のサイズは 10mm X 100mm X 6mmであった。
[0099] また、ペースト状封着材組成物の塗布、乾燥および加熱硬化、および成形体の封 着材組成物の載置、乾燥および加熱硬化は、リーク性評価 (気密性評価)のところに 記載したのと同様の手順で実施した。接着性の評価では、テンシロン (オリエンテック 社製)を用いて、 JIS K6850と同様の手順で引っ張り試験を行い封着部の接着強 度を測定した。 ΰ Iつ張り速度は 5mmZminで行った。
[0100] 真空紫外線照射による変退色性評価
本発明の封着材組成物の耐紫外線性を評価するために、真空紫外線照射による 変退色性評価を評価した。図 4は変退色性評価に使用した試験サンプルの平面図 である。図 4に示す形状の板状の試験サンプル 400 (76mm X 26mm)の中央部(2 Omm X 26mm)にペースト状封着材組成物 1を 100 μ m〜200 μ mの厚さとなるよう に塗布した。乾燥および加熱硬化、および成形体の封着材組成物の載置、乾燥およ び加熱硬化は、リーク性評価 (気密性評価)のところに記載したのと同様の手順で実 施した。変退色性評価では、ゥシォ電機社製エキシマ光照射装置 UER20H— 172 (中心波長 172nm、半値幅 14nm、放射照度 50mWZcm2)を用いて行った。窒素 パージ BOX内のランプ照射部から 20〜30mm距離に、耐真空紫外光性評価用サ ンプルを設置し、窒素パージ BOXの蓋を閉めて力 BOX内の酸素が窒素に置換さ れるまで十分に窒素を流してから、真空紫外光をサンプルに照射した。真空紫外光 照射による変退色性評価の評価基準は以下の通りである。
〇:真空紫外光を 30、 60、 90、 120min照射したとき、封着剤に含有されているシリ コーンの分解による封着剤の色変化 (褐色化)が認められな力つた。
△:真空紫外光を 30、 60、 90min照射したときは、封着剤に含有されているシリコー ンの分解による封着剤の色変化 (褐色化)が認められな力つたが、真空紫外光を 120 min照射したとき、封着剤に含有されているシリコーンの分解による封着剤の色変化 (褐色化)が認められた。
X:真空紫外光を 30、 60、 90、 120min照射したとき、封着剤に含有されているシリ コーンの分解による封着剤の色変化 (褐色化)がはっきりと認められた。
[0101] (例 2)例 1の手順で封着材組成物を部分的に重合させた後、フッ素榭脂製铸型に铸 込んで所望の形状に成形し、封着材組成物の成形体として、例 1と同様に評価を実 施する。結果を表 1に示す。
[0102] (例 3)表 1に示すように、カーボンブラック 0. 1質量部、平均粒径 1 μ mの球状シリカ
59.9質量部として封着材組成物を作成すること以外は、例 1と同様に実施する。結 果を表 1に示す。
[0103] (例 4)表 1に示すように、カーボンブラック 1質量部、平均粒径 1 μ mの球状シリカ 59 質量部として封着材組成物を作成すること以外は、例 1と同様に実施する。結果を表 1に示す。
[0104] (例 5)表 1に示すように、カーボンブラック 2質量部、平均粒径 1 μ mの球状シリカ 58 質量部として封着材組成物を作成すること以外は、例 1と同様に実施す。結果を表 1 に示す。
[0105] (例 6)表 1に示すように、カーボンブラック 6質量部、平均粒径 1 μ mの球状シリカ 54 質量部として封着材組成物を作成すること以外は、例 1と同様に実施する。結果を表 1に示す。
この組成物は封着部への塗布性が悪ぐ気密性評価を実施することができなカゝつた [0106] (例 7)表 2に示すように、カーボンブラックとして、粒径 48nmと DBP吸収量が 140cm 3Zl00gのものを使用したこと以外は、例 1と同様に実施した。結果を表 2に示した。
[0107] (例 8)〜(例 11)表 2に示すように、カーボンブラックと平均粒子径 1 μ mの球状シリカ の配合量を変えて封着材組成物を作成したこと以外は、例 7と同様に実施した。 カーボンブラック 6質量部、平均粒径 1 μ mの球状シリカ 54質量部として封着材組 成物を作成した例 11の封着材組成物は封着部への塗布性が悪く、気密性評価を実 施することができな力つた。
[0108] (例 12)表 3に示すように、カーボンブラックとして、粒径 18nmと DBP吸収量が 131c m3ZlOOgのものを使用したこと以外は、例 1と同様に実施した。結果を表 3に示した
[0109] (例 13)〜(例 16)表 3に示すように、カーボンブラックと平均粒子径 1 μ mの球状シリ 力の配合量を変えて封着材組成物を作成すること以外は、例 12と同様に実施する。 カーボンブラック 6質量部、平均粒径 1 μ mの球状シリカ 54質量部として封着材組 成物を作成する例 16の封着材組成物は封着部への塗布性が悪ぐ気密性評価を実 施することができない。
[0110] (例 17)表 4に示すように、カーボンブラックとして、粒径 22nmと DBP吸収量が 100c m3ZlOOgのものを使用したこと以外は、例 1と同様に実施した。結果を表 4に示した
[0111] (例 18)〜(例 21)表 4に示すように、カーボンブラックと平均粒子径 1 μ mの球状シリ 力の配合量を変えて封着材組成物を作成すること以外は、例 20と同様に実施する。 カーボンブラック 6質量部、平均粒径 1 μ mの球状シリカ 54質量部として封着材組 成物を作成する例 21の封着材組成物は封着部への塗布性が悪ぐ気密性評価を実 施することができない。
[0112] (例 22)表 5に示すように、カーボンブラック 0質量部、平均粒径 1 μ mの球状シリカ 6 0質量部として封着材組成物を作成したこと以外は、例 1と同様に実施した。結果を 表 5に不した。
紫外線吸収剤であるカーボンブラックを含有しな ヽ例 22の封着材組成物は、真空 紫外線照射による変退色性評価の結果から、耐紫外線性に劣っていることが確認さ なお、照射時間が長くなるにつれてシリコーンの分解による封着剤の色変化 (褐色 ィ匕)が進行して 、る (分解が進行する)ことが確認された。
[0113] (例 23)表 5に示すように、平均粒径 3 mの球状シリカを使用すること以外は、例 7と 同様に実施する。結果を表 5に示す。
[0114] (例 24)表 5に示すように、平均粒径 5 mの球状シリカを使用すること以外は、例 7と 同様に実施する。結果を表 5に示す。
[0115] (例 25)表 6に示すように、紫外線吸収剤としてチタ-ァを使用する以外は、例 1と同 様に実施する。結果を表 6に示す。
[0116] (例 26)〜(例 31)表 6に示すように、例 25の組成に、さらに顔料を加える以外は例 2
5と同様に実施する。結果を表 6に示す。
[0117] [表 1]
表 1
Figure imgf000028_0001
2]
表 2
Figure imgf000029_0001
3] 表 3
Figure imgf000030_0001
4]
表 4
Figure imgf000031_0001
5]
表 5
Figure imgf000032_0001
6]
表 6
Figure imgf000033_0001
なお、 2004年 5月 31日に出願された日本特許出願 2004— 161100号の明細書 、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開 示として、取り入れるものである。

Claims

請求の範囲
[1] 硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤を含 有し、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤 の合計に対する前記紫外線吸収剤の量が 0. 05〜5質量%であり、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤 の合計に対する前記耐火物フイラ一の量が 10〜80質量%であることを特徴とする封 着材組成物。
[2] 前記紫外線吸収剤の量は、前記硬化性のメチルフ ニルシリコーン榭脂、耐火物 フィラーおよび紫外線吸収剤の合計に対して 0. 2〜3質量%である請求項 1に記載 の封着材組成物。
[3] 前記紫外線吸収剤は、粒子径が 15〜70nm、フタル酸ジブチル (DBP)吸収量が 50〜300cm3/100gのカーボンブラックであることを特徴とする請求項 1または 2に 記載の封着材組成物。
[4] 前記メチルフエ-ルシリコーン榭脂は、メチル基に対するフエ-ル基のモル比が 0.
1〜1. 2である請求項 1な 、し 3の 、ずれかに記載の封着材組成物。
[5] 前記耐火物フイラ一は、平均粒径 0. 1〜20 μ mの球状シリカである請求項 1な 、し
4の 、ずれかに記載の封着材組成物。
[6] 請求項 1な!ヽし 5の ヽずれかの封着材組成物を用いて気密封止された気密容器。
[7] 気密容器を構成する基体間の少なくとも 1つの接合面に封着材組成物を塗布した 後、前記封着材組成物を加熱硬化させて、前記接合面を気密封着させることを含ん だ気密容器の製造方法であって、
前記封着材組成物は、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一お よび紫外線吸収剤を含有し、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤 の合計に対する前記紫外線吸収剤の量が 0. 05〜5質量%であり、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一および紫外線吸収剤 の合計に対する前記耐火物フイラ一の量が 10〜80質量%であり、 前記前記紫外線吸収剤は、粒子径が 15〜70nm、フタル酸ジブチル (DBP)吸収 量が 50〜300cm3ZlOOgのカーボンブラックであり、
前記メチルフエ-ルシリコーン榭脂は、メチル基に対するフエ-ル基のモル比が 0. 1〜1. 2であり、
前記耐火物フイラ一は、平均粒径 0. 1〜20 mの球状シリカであることを特徴とす る気密容器の製造方法。
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