氧化镁烧结体及其制造方法

专利名称：氧化镁烧结体及其制造方法
技术领域：
本发明涉及适合作为能够形成等离子体显示面板(以下，称为rop)的保护膜的蒸镀材料的氧化镁烧结体及其制造方法。
背景技术：
PDP是设置有多个在2片玻璃基板的间隙中密闭得到的微小的放电空间的显示设备。例如，在矩阵显示方式的rop中，多个电极以格子状排列，使各电极的交叉部的放电单元选择性地发光而显示图像。代表性的面放电型的AC型PDP中，前面板的显示电极由电介 质层包覆，还在电介质层上形成有保护膜。保护膜具有防止由于将电介质层暴露于直接放电从而电介质层表面变化、放电起始电压上升的作用，是显示不随着离子轰击的溅射而变化的特性的层。目前，PDP用的保护膜，一般通过将氧化镁等的烧结体作为靶材的电子束蒸镀法在电介质层上形成。但是，为了使PDP更加节省电力，要求进ー步降低放电起始电压，作为rop用的保护膜，也要求具有低的放电起始电压、二次电子发射系数高、耐溅射强的材料。从这样的观点出发，作为构成保护膜的材料，提出了含有高纯度的氧化镁的蒸镀材料的方案(參照专利文献I 3)。这些保护膜材料由于放电起始电压比较低，耐溅射性良好，故而优选。在专利文献I中，记载有氧化镁纯度为99. 0%以上、相对密度为90. 0%以上、外形体积为35 1500mm3的氧化镁蒸镀材料。在专利文献2中，记载有表面粗糙度Ra为Ι.Ομπι ΙΟμπκ实际表面积为200mm2 1200mm2、外形体积为30mm3 1500mm3、比表面积为20cm2/g 100cm2/g、氧化续纯度为99. 0%以上、相对密度为90. 0%以上的氧化镁蒸镀材料。在专利文献3中，记载有氧化镁纯度为99. 0%以上、相对密度为90. 0%以上、外形体积为35mm3 1500mm3的氧化镁蒸镀材料。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2004-43955号公报专利文献2 :日本特开2004-43956号公报专利文献3 :日本特开2008-274442号公报

发明内容
发明所要解决的课题若氧化镁蒸镀材料为呈立方体或长方体的形状的材料，则在位于其八个角的鋭角的突起部，由于蒸镀材料之间为点接触，因此在蒸镀时由所照射的电子束引起的热难以扩散，局部被快速加热，因此易于发生飞溅(突沸)。在飞溅的发生频率高时，由于发生蒸镀材料向膜表面的附着，因此有发生rop的显示不良的问题。
另外，在含有氧化钙的氧化镁蒸镀材料中，与由高纯度的氧化镁构成的蒸镀材料相比较，由于烧结体表面的圆滑性差，容易发生摩擦，流动性降低，因此对成膜装置供给蒸镀材料吋，由于所发生的摩擦或粘连(bridge)等，有供给ロ容易被蒸镀材料堵塞的问题。因此，本发明的目的在于提供在使用氧化镁烧结体作为蒸镀材料进行成膜时能够抑制飞溅发生并且在对成膜装置供给蒸镀材料时不易发生供给ロ的堵塞的氧化镁烧结体、使用上述烧结体得到的rop的保护膜用蒸镀材料以及上述烧结体的制造方法。用于解决课题的方法本发明的发明人进行研究的结果，发现通过将氧化镁烧结体的组成调整为包含特定量的氧化镁、镁以外的元素周期表第IIA族元素的氧化物，并且使烧结体的形状为圆板状、椭圆板状、多边形板状或半月板状、或者在立方体或长方体的顶点带有弧度的形状，能 够在将该氧化镁烧结体用作蒸镀材料进行成膜时抑制飞溅发生，并能够防止由蒸镀材料碎片的附着造成的PDP的显示不良。还发现了在对成膜装置供给蒸镀材料时不易发生供给ロ的堵塞，从而完成了本发明。S卩，本发明涉及一种氧化镁烧结体，其特征在于，包含氧化镁和3 50质量％的镁以外的元素周期表第IIA族元素的氧化物，其形状为圆板状、椭圆板状、多边形板状或半月板状，或者为在立方体或长方体的顶点带有弧度的形状。另外本发明也涉及包含该氧化镁烧结体的等离子体显示面板的保护膜用蒸镀材料。本发明还涉及ー种氧化镁烧结体的制造方法，用于制造上述氧化镁烧结体，该制造方法包括混合含镁化合物粉末、含有镁以外的元素周期表第IIA族元素的化合物粉末和粘合剂，制备混合物的エ序；将上述混合物进行造粒、干燥而得到造粒粉末的エ序；将上述造粒粉末在模具内成型而形成成型体的エ序；和将上述成型体进行烧制的エ序。发明的效果根据本发明的氧化镁烧结体，由于形状为圆板状、椭圆板状、多边形板状或半月板状、或者在立方体或长方体的八个顶点带有弧度的形状，因此与通常的立方体或长方体相比，鋭角的突起部少，避免由蒸镀时所照射的电子束造成的局部加热，因此能够抑制飞溅的发生。另外，由于这些形状，在对成膜装置供给蒸镀材料时，能够使供给ロ的堵塞难以发生。


图I是表示呈圆板状的本发明的氧化镁烧结体的立体透视图。图2是表示通常的长方体状的氧化镁烧结体(比较例)的立体透视图。图3是表示呈在长方体的顶点带有弧度的形状的本发明的氧化镁烧结体的立体透视图。图4是用于确认烧结体的流动性的装置的图。
具体实施例方式本发明的氧化镁烧结体，作为构成成分以氧化镁为主体，还含有镁以外的元素周期表第IIA族元素的氧化物。烧结体是指通过在低于熔点的温度加热粉末的集合体，通过粉体的固相扩散、颈部的生长、晶界的移动等，粉末彼此连结而制得的致密的成型体。
作为镁以外的元素周期表第IIA族元素，可以列举钙、被、锶、钡和镭。它们可以仅使用I种，也可以组合2种以上使用。其中，钙由于带隙小，使放电起始电压降低的效果高，故而优选。本发明的氧化镁烧结体中镁以外的元素周期表第IIA族元素的氧化物的含量为3 50质量％。当小于3质量％时，低 电压效果不充分，当超过50质量％时，烧结体強度急剧降低，容易发生飞溅，也容易发生成膜装置的供给ロ的堵塞。优选为5 35质量％，更优选为9 25质量％。另外，本发明的氧化镁烧结体中，作为烧结助剂，能够在上述氧化镁中添加IOOOppm以下的选自铝、钇、铈、锆、钪和铬中的ー种或两种以上的元素。通过添加烧结助剂来改善烧结体表面的圆滑性，但若大量添加则会使作为PDP用保护膜的特性劣化，因此优选为500ppm以下，更优选为300ppm以下。本发明的氧化镁烧结体的形状为圆板状、椭圆板状、多边形板状或半月板状，或者为在立方体或长方体的顶点带有弧度的形状。由此，与通常的立方体或长方体相比较，鋭角的突起部少，蒸镀时所照射的电子束难以在特定位置集中。其结果，能够抑制飞溅的发生。另外，由于为含有氧化钙的氧化镁烧结体，因此尽管表面的圆滑性差、容易发生摩擦，但由于为圆板状、椭圆板状、多边形板状或半月板状，或者为在立方体或长方体的顶点具有弧度的形状，因此流动性得到改善，在对成膜装置供给蒸镀材料时不易发生供给ロ的堵塞。图I是表示呈圆板状的本发明的氧化镁烧结体的立体透视图。如图I所示，圆板状是指圆形的板状。另外，椭圆板状是指在上述圆板状中构成底面的面为椭圆，多边形板状是指在上述圆板状中构成底面的面为多边形，半月板状是指在上述圆板状中构成底面的面为半圆形(将圆以直径2等分得到的一部分)。图2是表示通常的长方体状的氧化镁烧结体(比较例)的立体透视图，图3是表示呈在长方体的顶点带有弧度的形状的本发明的氧化镁烧结体的立体透视图。如图3所示，在长方体的顶点带有弧度的形状是指作为整体保持长方体的形状，但将长方体的8个顶点削掉而带有弧度的形状。本发明的氧化镁烧结体优选相对密度为80%以上。接着说明制造本发明的氧化镁烧结体的方法。本发明的氧化镁烧结体能够经过如下エ序制造混合含镁化合物粉末、含有镁以外的元素周期表第IIA族元素的化合物粉末和粘合剂而制备混合物的エ序；将上述混合物进行造粒、干燥而得到造粒粉末的エ序；将上述造粒粉末在模具内成型，形成成型体的エ序；和将上述成型体进行烧制的エ序。在制造还包含选自铝、钇、铈、锆、钪和铬中的ー种或两种以上的元素的烧结体时，在混合物制备エ序，再混合含有选自铝、钇、铈、锆、钪和铬中的ー种或两种以上的元素化合物即可。其中，作为含镁化合物，例如，可以列举镁的氧化物、碳氧化物、氢氧化物。作为含有镁以外的元素周期表第IIA族元素的化合物，例如，可以列举镁以外的元素周期表第IIA族元素的氧化物、碳氧化物、氢氧化物。作为含有选自铝、钇、铈、锆、钪和铬中的ー种或两种以上的元素化合物，例如，可以列举选自铝、钇、铈、锆、钪和铬中的ー种或两种以上的元素的氧化物、碳氧化物、氢氧化物。具体而言，首先，将含有高纯度(例如99. 9%以上的纯度)的镁的氧化物粉末、碳氧化物粉末或氢氧化物粉末等的化合物的原料粉末的D5tl粒径调整为O. I 10 μ m左右，优选调整为O. 2 2μπι左右。另外，优选将高纯度(例如99%以上的纯度、优选99. 9%以上的纯度)的、镁以外的元素周期表第IIA族元素的氧化物粉末、碳氧化物粉末或氢氧化物粉末等的化合物粉末的D50粒径调整为I 20 μ m左右。将这些粉末以规定的重量比混合，再适量添加树脂粘合剂溶液，充分混合后，进行造粒。造粒时，能够利用转动造粒法、喷雾造粒法等。将所得到的造粒体干燥后，投入规定的模具，成型为圆板状、椭圆板状、多边形板状或半月板状、或者在立方体或长方体的顶点带有弧度的形状。成型时，例如能够使用单轴冲压装置等。为了调整所得到的成型体的相对密度，模具压力优选例如设定为O. 01 600MPa。接着，通过烧制所得到的成型体，得到本发明的氧化镁烧结体。该烧制优选分别设定为烧制温度1300 1800°C、烧制时间0. 5 20小吋。烧制时能够利用电炉、煤气炉等。作为上述树脂粘合剂，没有特别限定，例如能够使用包括CMC (羧甲基纤维素)、PVA (聚こ烯醇)、丙烯酸类树脂、こ酸こ烯酯类树脂等的粘合剤。作为其使用量，相对于氧化物換算后的粉末量的合计100重量份，以固体成分计为I 10重量份左右。粘合剂浓度优选设为5% 50%左右。在利用电子束蒸镀法、离子镀法、溅射法等真空蒸镀法形成等离子体显示面板的保护膜时，本发明的氧化镁烧结体适合作为成膜原料使用的蒸镀材料利用。若利用本发明的氧化镁烧结体，则蒸镀时的能量效率良好，并且飞溅也不易发生，能够形成抑制了不良的发生、膜性能优异的保护膜。实施例以下，列举实施例，进ー步详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例限定。(实施例I)在90g氧化镁粉末(纯度99. 9%,D50粒径(体积基准的中位径)0. 5 μ m)中，以烧结体中的氧化钙含量为10重量％的量的方式添加碳酸钙粉末(纯度99. 99%,D50粒径8. 63 μ m)。接着，添加相对于氧化镁和碳酸钙的混合粉末为100 200重量％的有机溶剤。将得到的混合物装入加入有尼龙球的树脂性罐中，进行8小时碎粉、混合。碎粉、混合后，在上述树脂制罐中，以相对于氧化镁和碳酸钙的混合粉末以固体成分換算计为2 10重量％添加以有机溶剂稀释至30%的丙烯酸类粘合剂溶液，混合30分钟，制作浆料。将制得的浆料用喷雾干燥器喷雾干燥，制作造粒体，将该造粒体加入规定的模具，用单轴冲压机以压カ400MPa成型。成型后，用煤气炉在大气气氛中，以300°C Xl小时的条件进行脱脂エ序后，以1600°C保持8小时进行烧制エ序，得到直径6. OmmX厚度2. 5mm的圆板状的烧结体。将如上得到的包含氧化钙的氧化镁烧结体作为蒸镀材料，在炉内充填IOkg后，使用电子束蒸镀装置以输出18kV、900mA在基板上进行蒸镀15分钟。在该成膜时，通过视窗目測观察飞溅的发生状态，再在成膜后观察薄膜表面，基于下述评价基准以3级进行评价。◎:没有观测到飞溅和蒸镀材料碎片向膜表面的附着。O :观测到飞溅，但没有观测到蒸镀材料碎片向膜表面的附着。X :观测到大量飞溅，并确认了蒸镀材料碎片向膜表面的附着。
另外，为了确认烧结体向成膜装置的流动性，在以角度35°倾斜的不锈钢制的板上如图4那样设置2根不锈钢制的棒，在棒之间投入蒸镀材料，基于下述评价基准以3级进行评价。O :蒸镀材料的供给顺利，不发生粘连(在供给管内2个以上的蒸镀材料彼此冲撞而形成块的现象)。Δ :蒸镀材料的供给顺利，但发生粘连。X :蒸镀材料的供给不顺利，还发生粘连。(最大静止摩擦力的测定方法)为了确认烧结体的摩擦力，在可以使角度变化的不锈钢制的槽中投入蒸镀材料，由开始滑动的角度Θ，将对烧结体施加的力作为最大静止摩擦力F，通过下述的计算式算 出。F (XlCT3N)= μ · m · g · cos Θμ :静摩擦系数(作为μ = tan Θ算出)m :烧结体重量g :重力加速度(氧化钙浓度的测定法)烧结体中的氧化钙的浓度通过将试样溶解于酸中后，使用ICP发光分析装置(Agilent公司制4500)进行測定。(实施例2)使烧结体中的氧化钙的含量为3重量％，将烧结体的形状变更为径8. OmmX厚度3. Omm的圆板状，除此以外，与实施例I同样地制造氧化镁烧结体，进行评价。(实施例3)将碳酸钙变更为氢氧化钙，使烧结体中的氧化钙的含量为15重量％，将烧结体的形状变更为径IOmmX厚度3. 5mm的圆板状，除此以外，与实施例I同样地制造氧化镁烧结体，进行评价。(实施例4)使烧结体中的氧化钙的含量为25重量％，除此以外，与实施例I同样地制造氧化镁烧结体，进行评价。(实施例5)将碳酸钙变更为氢氧化钙，使烧结体中的氧化钙的含量为35重量％，将烧结体的形状变更为径SmmX厚度3. Omm的圆板状，除此以外，与实施例I同样地制造氧化镁烧结体，进行评价。(实施例6)使烧结体中的氧化钙的含量为45重量％，将烧结体的形状变更为径IOmmX厚度
3.5mm的圆板状，除此以外，与实施例I同样地制造氧化镁烧结体，进行评价。(实施例7)使烧结体的形状为4mmX4mmX2. 5mm的无顶点长方体以外,与实施例I同样地制造氧化镁烧结体，进行评价。(实施例8)
将碳酸钙变更为氢氧化钙，使烧结体中的氧化钙的含量为25重量％，使烧结体的形状为8_X8_X3. 5mm的无顶点长方体，除此以外，与实施例I同样地制造氧化镁烧结体，进行评价。(实施例9)使烧结体中的氧化钙的含量为45重量％，使烧结体的形状为8mmX 4mmX 3. 5mm的无顶点长方体，除此以外，与实施例I同样地制造氧化镁烧结体，进行评价。(比较例I)除了使烧结体的形状为4mmX4mmX2. 5mm的有顶点长方体(通常的长方体)以外，与实施例I同样地制造氧化镁烧结体，进行评价。
(比较例2)除了使烧结体的形状为8mmX4mmX3. 5mm的有顶点长方体以外,与实施例I同样地制造氧化镁烧结体，进行评价。(比较例3)使烧结体中的氧化钙的含量为20重量％，使烧结体的形状为8mmX 8mmX 3. 5mm的有顶点长方体，除此以外，与实施例I同样地制造氧化镁烧结体，进行评价。(比较例4)使烧结体中的氧化钙的含量为20重量％，使烧结体的形状为IOmmX 5mmX 3. 5mm的有顶点长方体，除此以外，与实施例I同样地制造氧化镁烧结体，进行评价。在表I中表示根据以上得到的結果。[表 I]
权利要求
1.一种氧化镁烧结体，其特征在于 包含氧化镁和3 50质量％的镁以外的元素周期表第IIA族元素的氧化物,该氧化镁烧结体的形状为圆板状、椭圆板状、多边形板状或半月板状，或者为在立方体或长方体的顶点带有弧度的形状。
2.如权利要求I所述的氧化镁烧结体，其特征在于 所述镁以外的元素周期表第IIA族元素为选自钙、铍、锶、钡和镭中的一种或两种以上。
3.如权利要求2所述的氧化镁烧结体，其特征在于 所述镁以外的元素周期表第IIA族元素为钙。
4.如权利要求I 3中任一项所述的氧化镁烧结体，其特征在于 还包含IOOOppm以下的选自铝、钇、铈、锆、钪和铬中的一种或两种以上的元素。
5.如权利要求I 4中任一项所述的氧化镁烧结体，其特征在于 所述烧结体的相对密度为80%以上。
6.一种等离子体显示面板的保护膜用蒸镀材料，其特征在于 包含权利要求I 5中任一项所述的氧化镁烧结体。
7.一种氧化镁烧结体的制造方法，用于制造权利要求I 3和5中任一项所述的氧化镁烧结体，该制造方法的特征在于，包括 混合含镁化合物粉末、含有镁以外的元素周期表第IIA族元素的化合物粉末和粘合齐U，制备混合物的工序； 将所述混合物进行造粒、干燥而得到造粒粉末的工序； 将所述造粒粉末在模具内成型而形成成型体的工序；和 将所述成型体烧结的工序。
8.一种氧化镁烧结体的制造方法，用于制造权利要求4 5中任一项所述的氧化镁烧结体，该制造方法的特征在于，包括 混合含镁化合物粉末、含有镁以外的元素周期表第IIA族元素的化合物粉末、含有选自铝、钇、铈、锆、钪和铬中的一种或两种以上的元素的化合物粉末和粘合剂，制备混合物的工序； 将所述混合物进行造粒、干燥而得到造粒粉末的工序； 将所述造粒粉末在模具内成型而形成成型体的工序；和 将所述成型体烧结的工序。
全文摘要
本发明提供能够抑制在成膜时发生飞溅且不易在成膜装置的供给口发生堵塞的氧化镁烧结体、使用该烧结体得到的PDP的保护膜用蒸镀材料以及上述烧结体的制造方法。该氧化镁烧结体包含氧化镁和3～50质量%的镁以外的元素周期表第IIA族元素的氧化物，根据需要包含1000ppm以下的选自铝、钇、铈、锆、钪和铬中的一种或两种以上的元素，该氧化镁烧结体的形状为圆板状、椭圆板状、多边形板状或半月板状，或者为在立方体或长方体的顶点带有弧度的形状。
文档编号H01J11/22GK102822113SQ20118001843
公开日2012年12月12日 申请日期2011年4月11日 优先权日2010年5月20日
发明者龟井忠辅, 辻田卓司, 桥本润, 岛村隆之, 后藤真志 申请人:达泰豪化学工业株式会社, 松下电器产业株式会社