(57)【要約】【課題】本発明の目的は、金属材料が含有する元素と金属箔の表面粗さを制御することにより、絶縁体との密着性が良く、量産性に優れたプラズマディスプレイパネルの格子状金属隔壁用帯鋼を提供するものである。【解決手段】質量％で３４〜５２％Ｎｉ、Ｃ≦０．０１５％、Ｎ≦０．００５％、Ｏ≦０．００５％、Ｐ≦０．００４％、Ｓｉ≦０．２５％、Ｍｎ≦０．７０％、Ｓ≦０．０１０％を含有し、残部はＦｅおよび不可避不純物からなり、板厚が０．０１〜０．１５ｍｍで、且つ表面粗さが０．０５≦Ｒａ≦０．７０、０．３０≦Ｒｚ≦３．００であることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの格子状金属隔壁用帯鋼。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で３４〜５２％Ｎｉ、Ｃ≦０．０１５％、Ｎ≦０．００５％、Ｏ≦０．００５％、Ｐ≦０．００４％、Ｓｉ≦０．２５％、Ｍｎ≦０．７０％、Ｓ≦０．０１０％を含有し、残部はＦｅおよび不可避不純物からなり、板厚が０．０１〜０．１５ｍｍで、且つ表面粗さが０．０５≦Ｒａ≦０．７０μｍ、０．３０≦Ｒｚ≦３．００μｍであることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの格子状金属隔壁用帯鋼。
【請求項２】
質量％で０．３〜９％Ｃｒを含有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの格子状金属隔壁用帯鋼。
【請求項３】
Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆの１種または２種以上を質量％で０．１〜１０％含有したことを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネルの格子状金属隔壁用帯鋼。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと称す）の構成部品である金属隔壁に利用される材料に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
ＤＣ型ＰＤＰの隔壁はセルと呼ばれる微小な放電空間を確保し、赤・青・緑３色の蛍光体の混合を防止する役割を持つ。この隔壁は隣接セルへのクロストークを防止する必要性からガラス製の絶縁体が使用されている。
隔壁の製造は、隔壁材をスクリーン印刷して乾燥するという工程を１０回ほど繰り返して所望の高さに積み上げるスクリーン印刷法や、隔壁材を印刷した後にレジストでパターンを形成し、サンドブラストで隔壁間を掘り、レジストを除去した後に焼成して隔壁を得るというサンドブラスト法がある。スクリーン印刷法は隔壁形状が悪く、高精細化が困難であるという問題があり、サンドブラスト法には多量のＰｂを含んだ廃棄物が発生するという問題がある。
【０００３】
一方、特許文献１および２では隔壁にガラスではなく金属材料を用いる試みがなされている。また特許文献３では隔壁を格子状に嵌め合わせたガス放電管の製造方法が開示されている。
特許文献１では、線膨張係数が８０〜１００（×１０−７／℃）の金属、例えば５０％Ｎｉ−Ｆｅ合金を使用することを提案している。
特許文献２では、３０〜５５％Ｎｉ、残部実質的にＦｅからなるＮｉ−Ｆｅ合金を使用していることを提案している。
【０００４】
金属材料を隔壁に使用する時は特許文献２、４に開示されているように、金属薄板をエッチング加工して隔壁を作製する方法や、金属薄板を加工し特許文献３に開示されているような嵌め合わせ格子状の隔壁を作製すると言った方法がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平３−２０５７３８号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−１６４１４４号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開２００１−６８０２８号公報
【０００８】
【特許文献４】
特開２０００−１８２５２１号公報
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前者のエッチング加工法では特許文献４にあるように、輝度の低下を避けるため隔壁の形状を制御しなければならない。また、特許文献３にあるような輝度向上のため薄板を複数枚重ねて一度に絶縁層を形成する時には、隔壁の形状や薄板の寸法差による絶縁体の被覆不良が問題となる。これを回避するために、一枚ずつ絶縁体を形成し、最後に重ね合わせる方法もあるが、その分工程が煩雑となる。さらにエッチング加工法では隔壁断面の表面粗さを制御することが困難であり、絶縁体との密着性向上にアンカー効果を利用することは難しい。後者の方法は隔壁の形状や高さが任意に設定できるため、エッチング加工法にある絶縁層形成の際の問題を容易に解決できる。
本発明の目的は、金属材料が含有する元素と金属箔の表面粗さを制御することにより、絶縁体との密着性が良く、量産性に優れたＰＤＰ格子状金属隔壁用帯鋼を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らの鋭意研究の結果、金属隔壁と絶縁体との密着性は金属材料の表面粗さと表面成分で向上させることができることを突き止めた。金属隔壁を被覆する絶縁体としてはＡｌ２Ｏ３、ＢｅＯ、ＭｇＯ・ＳｉＯ２などの酸化物セラミックスやガラスなどがある。
これらと金属の密着性を上げるには、まずアンカー効果を利用した表面粗さの調整という方法があり、どの絶縁体に対しても有効である。またＣｒを材料に添加するとＣｒが表面で酸化物を形成し、このクロム酸化物がＳｉと強く結合するためガラスやＭｇＯ・ＳｉＯ２との密着性が向上する。これらを利用することにより、絶縁体と金属との密着性が良く、多少の熱膨張係数の差や熱処理後による材料の寸法変化に対しても、絶縁体の剥離が起こり難い材料を作製することができた。
【００１１】
本発明は、質量％で３４〜５２％Ｎｉ、Ｃ≦０．０１５％、Ｎ≦０．００５％、Ｏ≦０．００５％、Ｐ≦０．００４％、Ｓｉ≦０．２５％、Ｍｎ≦０．７０％、Ｓ≦０．０１０％を含有し、残部はＦｅおよび不可避不純物からなり、板厚が０．０１〜０．１５ｍｍで、且つ表面粗さが０．０５≦Ｒａ≦０．７０μｍ、０．３０≦Ｒｚ≦３．００μｍであることを特徴とするＰＤＰ格子状金属隔壁用帯鋼を提供するものである。
【００１２】
【発明実施の形態】
本発明のＰＤＰ金属隔壁用帯鋼における合金成分限定理由を以下に説明する。
【００１３】
Ｎｉは熱膨張係数を調整する重要な元素である。ガラス基板と同程度の熱膨張係数４〜１０×１０−６、さらに好ましくは７〜９×１０−６を得るため、Ｎｉ含有量を３４〜５２％に規定した。
Ｃ，Ｎ，Ｏは介在物形成元素であり、ピンホールの増加や剪断加工後の断面形状に悪影響を与えるため、Ｃ≦０．０１５％、Ｎ≦０．００５％、Ｏ≦０．００５％以下に制御する。
Ｐは熱間加工性を悪化させる元素であるため、Ｐ≦０．００４％以下に制御する。
Ｓｉは脱酸剤として必要に応じ添加することができる。Ｓｉは熱間加工性を阻害する元素であるため、最小限の添加量とする必要がある。よってＳｉ≦０．２５％と規定した。
Ｍｎ、Ｓは材料の延性を下げ、剪断加工性を向上させるが、添加上限を超えると熱間加工性を阻害するため、それぞれＭｎ≦０．７０％、Ｓ≦０．０１０％に規定した。
【００１４】
表面粗さを調整することにより、熱膨張係数の差や熱処理後の寸法変化によって起こる金属隔壁と絶縁層の剥離を抑制することができる。但し、抑制の効果にも限界があるため、隔壁と絶縁体との熱膨張係数の差や熱処理後の寸法変化は十分に小さいことが望ましい。表面粗さは規定下限以下では十分な効果が得られず、規定上限を超えるものは絶縁層の膜厚を不均一にし、絶縁信頼性を損なうため、その範囲を０．０５≦Ｒａ≦０．７０μｍ、０．３０≦Ｒｚ≦３．００μｍと規定した。なお規格はＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１に基づく。
【００１５】
Ｃｒを添加することにより材料とガラスとの密着性を向上させることができる。０．３％未満では効果が得られず、９％を超えると熱膨張係数が大きくなり熱寸法安定性が悪化する。従って、その添加範囲を０．３〜９％と規定した。
【００１６】
本発明において任意成分として添加されるＡｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆは固溶強化または析出強化をもたらし、一種あるいは二種以上を添加することで材料強度を向上させ、ハンドリング性を上げる効果がある。合計で０．１％未満では強化効果が小さく、１０％を超えると熱膨張係数が大きくなり熱寸法安定性が悪化するため、０．１〜１０％に規定した。
【００１７】
材料の表面粗さは目的に応じて、表面粗さを調整した圧延ロールを使用する。表面粗さを０．０１≦Ｒａ≦０．５にするときは最終製品厚みに対して１０４〜１２０％の厚みまで表面粗さ０．５≦Ｒａのロールで冷間圧延と焼鈍を繰り返す。冷間圧延は後工程に行くにしたがって、表面粗さを小さくするのが好ましい。
その後、表面粗さ０．０１≦Ｒａ≦０．５μｍのロールで最終製品厚みまで粗化圧延して歪取り焼鈍を行う。Ｒａ≧０．５μｍにするときは冷間圧延と焼鈍を繰り返し、最終製品厚みに対して２００〜２０００％の厚みのときに表面粗さ１．０μｍ≦Ｒａのロールで粗化圧延を行う。その後表面粗さ０．５≦Ｒａ≦１．０μｍの  ロールで冷間圧延と焼鈍を繰り返し、０．０５０ｍｍにする。
【００１８】
【実施例】
次に実施例を示して本発明を説明する。表１に示す組成の合金成分になるようにそれぞれ真空溶解してインゴットに鋳造した。その後１１００〜１３５０℃で１〜１０時間加熱して分塊圧延、皮剥き、同じ温度範囲に加熱して熱間圧延を行い、スケール除去を施した後に、冷間圧延と焼鈍を繰り返し、板厚０．０５ｍｍの金属箔を製造した。そしてＮｏ．１〜９は最後に歪取り焼鈍を行った。更にＮｏ．６は電解研磨を行って表面を鏡面仕上げした。なお、溶解は炉外精練法および２次精練を行っても良い。また歪取り焼鈍前にスキンパス圧延を行っても良い。
【００１９】
【表１】
2004300534.tif 000002
【００２０】
【表２】
2004300534.tif 000003
【００２１】
このようにして得られた金属箔の表面粗さ、熱膨張係数、０．２％耐力を測定した。表面粗さは表面粗さ計で圧延平行方向と圧延直角方向を測定した。熱膨張係数は圧延平行方向に試験片を切り出し、２００℃までの熱膨張係数を求めた。０．２％耐力は圧延平行方向に試験片を切り出し、室温における０．２％耐力を測定した。
【００２２】
次に得られた金属箔を１．００ｍｍ幅にスリットし、プレス加工にて格子嵌め合わせのための溝を切り込み、１セルの寸法が縦１．０ｍｍ、横０．３６ｍｍ、高さ１．００ｍｍであり、最終的に縦１０．０ｍｍ、横１０．８ｍｍ、高さ１．００ｍｍのとなるように格子を組んだ。その後、この格子に絶縁層を形成するため、融点が５８５℃のＺｎ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ系ガラス粉末をスプレー法で塗布し、６３０℃にて大気中で焼成して金属隔壁を形成した。
【００２３】
表２から判るように本発明品であるＮｏ．１〜１４は絶縁体との密着性に優れており、剥離が見られなかった。
【００２４】
比較例Ｎｏ．１５はＮｉの濃度が低く、高い熱膨張係数を持ったため、焼成後に絶縁体が一部剥離した。比較例Ｎｏ．１６はＮｉの濃度が高く、高い熱膨張係数を持ったため、絶縁体の焼成後に一部剥離が生じた。比較例１７〜１９はＣ、ＮおよびＯの濃度が高いため、ピンホールが増加し、歩留まりが低下した。
比較例Ｎｏ．２０〜２３はＰ、Ｓｉ、ＭｎおよびＳの濃度が高いため、熱間加工時に一部割れが生じ、歩留まりが低下した。比較例Ｎｏ．２４はＣｒの濃度が高いため高い熱膨張係数を持ち、絶縁体が焼成後に一部剥離した。比較例Ｎｏ．２５は合金元素の合計濃度が規定範囲を超えて添加されたため高い熱膨張係数を持ち、絶縁体が焼成後に一部剥離した。
【００２５】
合金Ｎｏ．８と同じ組成で表面粗さの異なる材料を作製し、上記と同様に絶縁体を焼成して金属隔壁を製造した。材料の表面粗さと焼成後の剥離の有無の結果を表３に示す。
【００２６】
【表３】
2004300534.tif 000004
【００２７】
比較例Ｎｏ．２６〜２８は表面粗さが小さかったため十分な密着性が得られず、絶縁体が剥離した。実施例Ｎｏ．２９〜３２は適度な表面粗さを有しており、絶縁体の剥離がなかった。比較例Ｎｏ．３３〜３５は表面粗さが大きすぎて絶縁体が均一に塗布されず、焼成後に絶縁体が薄い部分に割れが生じた。
【００２８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、金属隔壁と絶縁体との密着性に優れたＰＤＰ格子状金属隔壁用帯鋼を提供することができる。