(57)【要約】【課題】タルクを主原料として、最大気孔径が１０μｍ以下のフォルステライト焼結体を低コストにて製造する。【解決手段】タルクを主原料としたフォルステライト製造原料を平均粒径５μｍ以下にまで微粉砕した後、大形板状に成形し、焼成炉中で焼成することにより、焼結体の最大気孔径が１０μｍ以下のフォルステライト焼結体を製造する。原料としては、タルクと、カオリン及び／又はアルミナ、ワラストナイト、酸化マグネシウムが好適である。このフォルステライト焼結体は、ディスプレイ用基板として好適である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
タルクを主原料としたフォルステライト製造原料を平均粒径５μｍ以下にまで微粉砕した後、成形し、焼成炉中で焼成することにより、焼結体の最大気孔径が１０μｍ以下のフォルステライト焼結体を製造することを特徴とするフォルステライト焼結体の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、フォルステライト製造原料がタルクと、カオリン及び／又はアルミナと、酸化マグネシウムとであることを特徴とするフォルステライト焼結体の製造方法。
【請求項３】
請求項１において、フォルステライト製造原料がタルクと、アルミナと、ワラストナイトと、酸化マグネシウムとであることを特徴とするフォルステライト焼結体の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、乾式プレス成形により１辺又は径が１００ｍｍ以上の板状成形体を成形し、この成形体を焼成することを特徴とするフォルステライト焼結体の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、フォルステライト焼結体の組成がＳｉＯ２４０〜５０重量％、ＭｇＯ４０〜５５重量％、Ａｌ２Ｏ３０〜１５重量％であることを特徴とするフォルステライト焼結体の製造方法。
【請求項６】
板状セラミックス焼結体よりなるディスプレイ用基板において、該板状セラミックス焼結体は請求項１ないし５のいずれか１項の方法により製造されたフォルステライト焼結体よりなることを特徴とするディスプレイ用基板。
【請求項７】
請求項６において、該フォルステライト焼結体は焼成後に研摩されたものであることを特徴とするフォルステライト焼結体。
【請求項８】
ディスプレイ用基板上に発光体層を設けてなるディスプレイ素子において、該ディスプレイ用基板が請求項５又は６に記載のディスプレイ用基板であることを特徴とするディスプレイ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフォルステライト焼結体と、この方法により製造されたディスプレイ用基板を有するディスプレイ素子とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォルステライトは化学組成が２ＭｇＯ・ＳｉＯ２にて表わされるものであるが、熱膨張係数を調整するためにＺｒＯ２・ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３が添加して焼結されることがある。Ａｌ２Ｏ３含有フォルステライト焼結体を主として天然鉱物原料から製造する場合、タルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）、カオリン（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、及びマグネシア（ＭｇＯ）を主原料とし、焼結促進用鉱化剤として長石（Ｋ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・６ＳｉＯ２）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）等が添加されることがある（ファインセラミックスハンドブック  ｐ．６０９−６１２、１９８４年  朝倉書店）。
【０００３】
薄膜型ＥＬ素子などのディスプレイ装置の基板としてフォルステライト基板を用いることが特開２００２−６３９８７号公報の第００３７段落に記載されている。
【０００４】
高密度フォルステライト焼結体を製造する方法として、特開昭６３−１０００５７号公報には、フォルステライト造粒粉を１２７５〜１３００℃に３０分以上保持することにより平均粒径３μｍ以下の予備焼結体とした後、１３００〜１４００℃で静水圧を加えて最大気孔径１０μｍ以下の高密度フォルステライト焼結体を製造する方法が記載されている。
【０００５】
【非特許文献１】
ファインセラミックスハンドブック  ｐ．６０９−６１２、１９８４年  朝倉書店
【特許文献１】
特開２００２−６３９８７号公報
【特許文献２】
特開昭６３−１０００５７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開２００２−６３９８７号公報には、気孔径の小さいフォルステライト焼結体を製造する方法は記載されていない。また、上記特開昭６３−１０００５７号の方法は、コンピュータの磁気ヘッドのスライダー材という極小のセラミック部材を熱間静水圧加圧によって製造する方法に関するものであり、ディスプレイ用基板として用いることができる大型板状のフォルステライト焼結体の製造に適用することは殆ど不可能であり、仮にこの方法を採用したとしても、得られるフォルステライト焼結体は著しく高コストのものとなる。
【０００７】
本発明は、ディスプレイ用基板として好適な気孔径の小さいフォルステライト焼結体を効率良く低コストにて製造することができるフォルステライト焼結体の製造方法と、この方法により製造されたディスプレイ用基板と、このディスプレイ用基板を用いたディスプレイ素子とを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のフォルステライト焼結体の製造方法は、タルクを主原料としたフォルステライト製造原料を平均粒径５μｍ以下にまで微粉砕した後、成形し、焼成炉中で焼成することにより、焼結体の最大気孔径が１０μｍ以下のフォルステライト焼結体を製造することを特徴とするものである。
【０００９】
かかる本発明によると、原料を平均粒径５μｍ以下にまで微粉砕することにより、フォルステライト焼結体の最大気孔径を１０μｍ以下とすることができる。
【００１０】
この方法により製造されたフォルステライト焼結体は、主原料が天然鉱物のタルクであると共に、焼成は通常の焼成炉により行われるものであり、熱間静水圧加圧ではないので、一辺又は径が１００ｍｍ以上の大型板状のフォルステライト焼結体であっても製造コストが低く、生産性も良好である。
【００１１】
この原料としては、次のＡ又はＢ
Ａ：タルク、カオリン及び／又はアルミナ、酸化マグネシウム
Ｂ：タルク、アルミナ、ワラストナイト、酸化マグネシウム
が好適である。
【００１２】
このフォルステライト焼結体は、組成がＳｉＯ２４０〜５０重量％、ＭｇＯ４０〜５５重量％、Ａｌ２Ｏ３０〜１５重量％であることが好ましい。
【００１３】
本発明のディスプレイ用基板は、かかる本発明方法によって製造された板状フォルステライト焼結体よりなるものである。
【００１４】
本発明のディスプレイ素子は、このディスプレイ用基板を用いたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１６】
本発明のフォルステライト焼結体を製造するための原料は、タルクを主原料としたものであり、好ましくは、次のＡ又はＢ、即ち、
Ａ：タルク、カオリン及び／又はアルミナ、酸化マグネシウム
Ｂ：タルク、アルミナ、ワラストナイト、酸化マグネシウム
の配合系とする。
【００１７】
Ａ，Ｂいずれの配合系においても、フォルステライト焼結体の組成がＳｉＯ２４０〜５０重量％、ＭｇＯ４０〜５５重量％、Ａｌ２Ｏ３０〜１５重量％となるように各原料の配合量を決定するのが好ましい。なお、ディスプレイ用基板の電気的特性を損なわないようにするために、タルク、カオリン、ワラストナイトは、アルカリ酸化物Ｒ２Ｏ（Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）の含有量が可能な限り少ないものを採用するのが好ましい。アルミナ及び酸化マグネシウムは、バイヤ法アルミナ、海水マグネシアなどの高純度の工業用原料を用いれば足りる。
【００１８】
本発明では、これらの原料を平均粒径５μｍ以下、好ましくは３μｍ以下、例えば１〜３μｍ程度に微粉砕する。この微粉砕を行うには、粉砕媒体としてジルコニア等の硬質ビーズを用いたビーズミルが好適である。
【００１９】
この微粉砕後、板状に成形して成形体とする。この成形は乾式プレス成形が好適である。本発明は、好ましくは大型板状のフォルステライト焼結体を提供するものであり、成形体の寸法は通常、１辺又は径が１００ｍｍ以上である。本発明によると、１辺が１０００ｍｍ以上例えば２０００×２０００ｍｍ程度の大形板状のフォルステライト焼結体も製造することが可能である。成形体は方形であることが好ましいが、円形、楕円形、多角形等であってもよい。
【００２０】
なお、この成形に際しては、ポリビニルアルコールなどの成形助剤を添加することが好ましい。
【００２１】
この成形体を焼成炉中にて焼成する。この焼成温度は１１６０〜１３００℃程度が好適である。焼成炉としては、空気雰囲気とした電気炉の他、ガスや燃料油を燃料とした窯炉を用いることができる。焼成時間（焼成温度に維持される時間）は１〜２時間程度が好適である。
【００２２】
本発明のフォルステライト焼結体の製造方法により製造された板状のフォルステライト焼結体は、表面を研磨して平坦化すると共に規定厚みとし、さらに規定大きさに切断されることによりディスプレイ用基板とされる。このディスプレイ用基板に発光体層を形成することによりディスプレイ素子が構成される。このディスプレイ素子としてはエレクトロルミネッセンス素子が例示されるが、これに限定されるものではない。本発明方法によって製造された基板は、絶縁材や上記以外の各種基板としても用いることができる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例及び比較例について説明する。なお、以下の実施例及び比較例において採用した原料は次の通りである。
タルク：中国産
カオリン：ブラジル産
ワラストナイト：中国産
酸化マグネシウム：タテホ化学工業（株）製、純度９９．０％以上
アルミナ：住友化学工業（株）製、純度９９．８％以上
【００２４】
実施例１
タルク５６重量部、カオリン１６重量部及び酸化マグネシウム２８重量部をビーズミルにて５０〜６０時間微粉砕し、平均粒径１．３μｍとした。
【００２５】
この原料１００重量部に対しポリビニルアルコール２重量部を添加してプレス圧３００ｋｇ／ｃｍ２にて乾式プレス成形し、６３５×６３５×７ｍｍの成形体を成形し、この成形体を空気雰囲気の電気炉中にて１２８０℃にて２時間焼成し、薄板状フォルステライト焼結体を製造した。
【００２６】
この焼結体の表面を研摩し、ＳＥＭにて観察して最大気孔径を測定したところ８μｍであった。なお、この原料中のＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３の百分比を表１に示す。
【００２７】
実施例２〜５
原料としてタルク、アルミナ、ワラストナイト及び酸化マグネシウムを表１の割合で用い、焼成温度を表１の通りとした他は実施例１と同様にしてフォルステライト焼結体を製造した。この焼結体の最大気孔径の測定結果を表１に示す。
【００２８】
実施例５
原料としてタルク、アルミナ及び酸化マグネシウムを表１の割合で用い、焼成温度を表１の通りとした他は実施例１と同様にしてフォルステライト焼結体を製造した。この焼結体の最大気孔径の測定結果を表１に示す。
【００２９】
実施例６
原料としてタルク、アルミナ、カオリン及び酸化マグネシウムを表１の割合で用い、焼成温度を表１の通りとした他は実施例１と同様にしてフォルステライト焼結体を製造した。この焼結体の最大気孔径の測定結果を表１に示す。
【００３０】
比較例１〜６
原料の配合及び焼成条件は実施例１〜６と同一とし、原料の粉砕後の平均粒径を７μｍとしたこと以外は同様にしてフォルステライト焼結体を製造した。各焼結体の最大気孔径の測定結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2004359506.tif 000002
【００３２】
表１の通り、実施例１〜６は最大気孔径が１０μｍよりも小さいのに対し、比較例１〜６はいずれも最大気孔径が１０μｍよりもかなり大きいものとなる。
【００３３】
【発明の効果】
以上の実施例及び比較例からも明らかな通り、本発明によると、タルクを主原料として、最大気孔径が１０μｍ以下のフォルステライト焼結体を低コストにて製造することが可能となる。