(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペレット状の蒸発材料を製造する方法であって、
ＳｒＯとＣａＯを主成分とする混合粉末を加圧成型しペレット状の成型体とする工程と、
前記成型体をＳｒＣＯ3の分解温度以上の温度で３０分間以上６０分間以下焼成して焼成体とする工程と、
前記焼成体を冷却する工程とを有し、
上記工程をそれぞれＨ2Ｏ、ＣＯ2及びＣＯを含まない雰囲気中において行う蒸発材料の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法によって得られた蒸発材料を、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2及びＣＯを含まない雰囲気中において保管する蒸発材料の保管方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプラズマ表示装置（ＰＤＰ）の保護膜に用いられる蒸発材料に関し、特に、ＳｒＯとＣａＯとを主成分とするペレット状の蒸発材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラズマ表示装置を構成する誘電体層を保護するための保護膜としてＭｇＯ膜が用いられている。
そして、ＭｇＯ膜以外の保護膜についても研究が進められており、ＳｒＯやＣａＯ等からなる複合材料の保護膜へ応用も注目されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
近年、ＳｒＯとＣａＯを主成分とする保護膜が、ＭｇＯ膜に比べて放電電圧の低減と発光効率の向上とが期待できることから、新たな保護膜用材料として有望視されてきている。
【０００４】
しかし、ＳｒＯは、反応活性に富む材料であり、ペレット状に成形後大気中において焼成を行うと、雰囲気中に含まれる水蒸気及び炭酸ガスと容易に反応し、ＳｒＣＯ3に変質するという性質がある。このため、ＳｒＯはペレット状の蒸発材料として製造することが困難であった。
【０００５】
そこで、ＳｒＯとＣａＯとを混合した粉末を蒸発材料として用いることが試みられているが、ＳｒＯとＣａＯとは蒸気圧が相違しＳｒＯに比べてＣａＯの方が蒸発し難いため蒸着膜に組成のずれが発生すること、また蒸着の際にスプラッシュが発生することから成膜レートを高くすることが困難であるという問題点があった。
【特許文献１】特開２００５−１９３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ＳｒＯとＣａＯを主成分とするペレット状の蒸発材料の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、ペレット状の蒸発材料を製造する方法であって、ＳｒＯとＣａＯを主成分とする混合粉末を加圧成型しペレット状の成型体とする工程と、前記成型体をＳｒＣＯ3の分解温度以上の温度で３０分間以上６０分間以下焼成して焼成体とする工程と、前記焼成体を冷却する工程とを有し、上記工程をそれぞれＨ2Ｏ、ＣＯ2及びＣＯを含まない雰囲気中において行うものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の方法によって得られた蒸発材料を、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2及びＣＯを含まない雰囲気中において保管する蒸発材料の保管方法である。
【０００８】
本発明にあっては、ＳｒＯとＣａＯを主成分とする混合粉末をペレット状に加圧成型し、この成型体を焼成冷却して蒸発材料を製造する際、各工程をＨ2Ｏ、ＣＯ2及びＣＯを含まない雰囲気中において行うことから、反応性に富むＳｒＯがＨ2Ｏ、ＣＯ2又はＣＯと反応してＳｒＣＯ3が生成されることを抑制することができる。
【０００９】
しかも、本発明においては、ＳｒＣＯ3の分解温度以上でペレットの焼成を行うことから、例えば原料の加工等の過程でＳｒＯが一部Ｈ2Ｏ、ＣＯ2又はＣＯと反応してＳｒＣＯ3が生成された場合であっても、このＳｒＣＯ3を分解して消失させることができる。
【００１０】
その結果、本発明によれば、ＳｒＯとＣａＯを主成分とする蒸発材料をペレット状に成型することができ、これにより、形成される蒸着膜と蒸発材料との間に組成のずれがなく、かつ、高い成膜レートにおいてもスプラッシュの発生のない蒸着膜の形成が可能になる。
【００１１】
また、本発明の場合、ＳｒＯとＣａＯを主成分とする蒸発材料をＨ2Ｏ、ＣＯ2及びＣＯを含まない雰囲気中において保管することから、蒸発材料中のＳｒＯとＣａＯとがＨ2Ｏ、ＣＯ2又はＣＯと反応してＳｒＣＯ3等に変質してしまうことがなく、蒸発材料を長期間安定して保存することができる。
【００１２】
そして、本発明の蒸発材料によれば、特にＰＤＰの誘電体層用の保護膜として有用なＳｒＯとＣａＯを主成分とする蒸着膜を効率良く形成することが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＳｒＯとＣａＯを主成分とするペレット状の蒸発材料を得ることができるので、形成される蒸着膜と蒸発材料との間に組成のずれがなく、かつ、高い成膜レートにおいてもスプラッシュの発生のない蒸着膜の形成が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る蒸発材料の製造方法の実施の形態の手順を説明する工程図である。
本実施の形態では、工程Ｓ１〜Ｓ４を、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2及びＣＯを含まない雰囲気中において行う。
【００１５】
本発明の場合、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2及びＣＯを含まない雰囲気としては、ＳｒＯ及びＣａＯの変質を極力抑える観点から、不活性ガスを満たした雰囲気を用いることが好ましい。
この場合、製造コストを低減する観点からは、窒素ガス（Ｎ2）を用いることが好ましい。
【００１６】
本実施の形態においては、まず、工程Ｓ１において、ＳｒＯ粉末とＣａＯ粉末とを十分かつ均一に混合して混合粉末とする。
ここで、混合粉末におけるＳｒＯとＣａＯとの配合比は、特に限定されるものではないが、ＰＤＰ保護膜の耐スパッタ性を確保する観点からは、８：２〜１：９とすることが好ましい。
【００１７】
また、ＳｒＯ粒子の平均粒径は、特に限定されるものではないが、十分な密度の焼成体とする観点からは、１５〜１００μｍのものを用いることが好ましい。
さらに、ＣａＯ粒子の平均粒径は、特に限定されるものではないが、十分な密度の焼成体とする観点からは、１５〜１００μｍのものを用いることが好ましい。
さらにまた、本発明においては、ＳｒＯとＣａＯ以外に、膜特性の向上の観点から、ＢａＯ、ＭｇＯ等のその他の成分を添加することもできる。
【００１８】
次に、工程Ｓ２において、工程Ｓ１において得られた混合粉末を加圧成型し、ペレット状の成型体とする。
ここで、加圧成型時に混合粉末に加える圧力は、特に限定されるものではないが、十分な形状の安定性と密度を有する成型体とするためには、１００〜５００kgf／cm2とすることが好ましい。
【００１９】
さらに、工程Ｓ３において、工程Ｓ２において得られたペレット状の成型体を焼成炉に導入し、ＳｒＣＯ3の分解温度（１１５５℃）以上の温度で加熱して焼成する。
ここで、焼成温度は、ペレットの密度を高くする観点から、ＳｒＯとＣａＯとの融点（ＳｒＯ：２４３０℃  ＣａＯ：２５７０℃）よりも低い温度であれば高ければ高いほどよい。
【００２０】
本発明では、特に限定されるものではないが、十分な密度のペレットを作製するためには、１５００℃以上の温度で焼成することが好ましい。
また、焼成時間は特に限定されるものではないが、十分な密度のペレットを作製するためには、３０分以上とすることが好ましく、より好ましくは６０分である。なお、焼成時間を長くすると、高密度のペレットが得られる傾向がある。
【００２１】
その後、工程Ｓ４において、工程Ｓ３において得られたペレット状の焼成体を冷却する。この場合、焼成体を例えば焼成炉内において窒素ガスを用いて冷却する。これにより、ＳｒＯとＣａＯを主成分とするペレット状の蒸発材料を得る。
そして、上記工程によって得られたペレット状の蒸発材料は、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2及びＣＯを含まない雰囲気中で保存する。
【００２２】
以上述べたように本実施の形態においては、ＳｒＯとＣａＯを主成分とする混合粉末をペレット状に加圧成型し、この成型体を焼成冷却して蒸発材料を製造する際、各工程をＨ2Ｏ、ＣＯ2及びＣＯを含まない雰囲気中において行うことから、反応性に富むＳｒＯがＨ2Ｏ、ＣＯ2又はＣＯと反応してＳｒＣＯ3が生成されることを抑制することができる。
【００２３】
しかも、本実施の形態においては、ＳｒＣＯ3の分解温度以上でペレットの焼成を行うことから、例えば原料の加工等の過程でＳｒＯが一部Ｈ2Ｏ、ＣＯ2又はＣＯと反応してＳｒＣＯ3が生成された場合であっても、このＳｒＣＯ3を分解して消失させることができる。
【００２４】
そして、本実施の形態によれば、ＳｒＯとＣａＯを主成分とするペレット状の蒸発材料を得ることができ、その結果、形成される蒸着膜と蒸発材料との間に組成のずれがなく、かつ、高い成膜レートにおいてもスプラッシュの発生のない蒸着膜の形成が可能になる。
【００２５】
また、本実施の形態の場合、ＳｒＯとＣａＯを主成分とする蒸発材料をＨ2Ｏ、ＣＯ2及びＣＯを含まない雰囲気中において保管することにより、蒸発材料中のＳｒＯとＣａＯとがＨ2Ｏ、ＣＯ2又はＣＯと反応してＳｒＣＯ3等に変質してしまうことがなく、蒸発材料を長期間安定して保存することができる。
【００２６】
なお、本発明はＰＤＰの誘電体層用の保護膜のみならず、種々の蒸着膜形成に用いることができる。
ただし、ＰＤＰの誘電体層用の保護膜を形成する際に用いれば、放電電圧の低減と発光効率の向上が可能なＳｒＯとＣａＯを主成分とする保護膜を効率良く形成することができる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の実施例を比較例とともに説明する。
【００２８】
（実施例）
＜蒸発材料の作成＞
純度９９．５％、粒径１００メッシュのＳｒＯ粉末と純度９９．９％、粒径３００メッシュのＣａＯ粉末とをＮ2ガス中において十分に均一になるように混合して、ＣａＯ濃度が３０mol％のＳｒＯとＣａＯとを主成分とする混合粉末を調製した。
【００２９】
次に、このＳｒＯとＣａＯを主成分とする混合粉末をφ１０ｍｍ×１０ｍｍの金型に入れ、４００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力でプレスして、ペレットを作製した。
そして、このペレットを焼成炉に入れ、図２に示すような焼成パターンに基づき焼成した。
【００３０】
本実施例では、焼成炉内に１０Ｌ／分でＮ2ガスを導入しながら、焼成炉内の温度を９０分かけて１５００℃まで昇温し、焼成炉内にＮ2ガスを１０Ｌ／分で導入しながら、６０分間にわたって焼成炉内の温度を１５００℃に維持するように加熱した。
【００３１】
加熱終了後、焼成炉内にＮ2ガスを２０Ｌ／分で導入しながらペレット状の焼成体を冷却した。これにより、ＳｒＯとＣａＯを主成分とするペレット状の蒸発材料を得た。
【００３２】
（比較例）
＜蒸発材料の作成＞
実施例と同一の配合比のＳｒＯ粉末とＣａＯ粉末を用い、Ｎ2ガス中において十分に均一になるように混合し、この混合粉末を焼成することなくそのまま蒸発材料とした。
【００３３】
（分析方法）
＜蒸着膜の組成分析＞
得られた蒸発材料を蒸発源に収容し、表１に示すような条件、すなわち、蒸発源と基板との間の距離を３５０ｍｍ、到達圧力を２．０×１０-4Ｐａ、電子ビーム出力を１．２ｋＷ、蒸着中の圧力を３．０×１０-2Ｐａ、基板加熱温度を２５０℃、成膜レートを６０オングストローム／ｓという条件下で、電子ビーム蒸着法により基板上に蒸着膜を形成した（１オングストローム＝１０-10ｍ）。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
そして、蒸着膜の組成を分析し、その結果を表２にまとめた。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
表２によれば、実施例の蒸発材料を用いて蒸着膜を形成した場合には、蒸発材料中のＣａＯ濃度と蒸着膜中のＣａＯ濃度との間に大きな変化は見られない。
一方、比較例の蒸発材料を用いて蒸着膜を形成した場合には、蒸発材料中のＣａＯ濃度（３０．２mol％）が蒸着膜中においては１２．６mol％にまで減少している。
【００３８】
これは、ＣａＯはＳｒＯより蒸気圧が低いため、ＣａＯを蒸発材料に用いた場合はＳｒＯが優先的に蒸発し蒸着膜中のＣａＯ濃度が相対的に低くなってしまったものと考えられる。
一方、実施例の蒸発材料を用いた場合は電子ビームが当たった部分全体が蒸発するため、蒸発材料とほぼ同じ組成の蒸着膜が得られたものと考えられる。
【００３９】
＜蒸着膜のスプラッシュの発生状況の分析＞
実施例及び比較例の蒸発材料を用い、成膜レートを２０オングストローム／ｓから２００オングストローム／ｓまで変化させながら、電子ビーム蒸着法によって基板上に蒸着膜を形成した。
そして、形成された蒸着膜中におけるスプラッシュの発生状況を分析した。その結果を表３にまとめた。
【００４０】
【表３】
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【００４１】
表３から明らかなように、比較例の蒸発材料を用いて形成した蒸着膜は、成膜レートが２０オングストローム／ｓのときに既にスプラッシュの発生が確認でき、成膜レートをさらに５０、１００、１５０、２００オングストローム／ｓと変化させた場合にもスプラッシュの発生が確認できた。
【００４２】
一方、実施例の蒸発材料を用いて形成した蒸着膜は、成膜レートを２０、５０、１００、１５０、２００オングストローム／ｓと上昇させた場合であっても、スプラッシュの発生は確認されなかった。
【００４３】
以上の結果から明らかなように、本実施例のＳｒＯとＣａＯを主成分とするペレット状の蒸発材料を用いると、蒸発材料と蒸着膜との組成のずれを抑制することができるとともに、スプラッシュの発生のない蒸着膜を高い成膜レートで形成することができることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施の形態の手順を説明する工程図
【図２】実施例の成型体を焼成する際の焼成パターンを示す説明図
【図１】
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【図２】
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