JP2000290062A - ＭｇＯ蒸着材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子ビーム蒸着法で成膜しても、ＭｇＯ焼結体
の供給系のトラブルがなく、スプラッシュを発生させ
ず、安定した均一な成膜ができる。また成膜されたＭｇ
Ｏ膜の膜特性を向上できる。 【解決手段】相対密度が９５％以上のＭｇＯ焼結体であ
って、平均結晶粒径が０．３〜１００μｍの結晶粒子を
有するＭｇＯマトリックス中に、アルカリ土類金属酸化
物粒子が０．５〜５０体積％分散される。このアルカリ
土類金属酸化物粒子中のアルカリ土類金属元素としてＣ
ａ，Ｓｒ及びＢａからなる群より選ばれた１種又は２種
以上の元素を用いることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＭｇＯマトリック
ス中に、アルカリ土類金属酸化物粒子又はアルカリ土類
金属酸化物粒子及び希土類酸化物粒子を含む複合セラミ
ックからなるＭｇＯ系蒸着材及びその製造方法に関す
る。更に詳しくは、ＡＣ型ＰＤＰ（Plasma Display Pan
el）の誘電体層を保護するＭｇＯ膜を成膜するのに好適
なＭｇＯ系蒸着材及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ここ数年、平面ディスプレイ、なかでも
プラズマ発光を用いた大型ディスプレイパネルの研究開
発と実用化はめざましく、その生産も急増している。カ
ラープラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰとい
う）は、その開発と実用化の動きが活発化しており、ハ
イビジョン用大画面壁掛けテレビの最短距離にあり、対
角４０インチクラス以上のＰＤＰの試作が進められてい
る。ＰＤＰは、電極構造の点で放電空間に金属電極が露
出しているＤＣ型と、金属電極が誘電体層で覆われてい
るＡＣ型とに分類される。このＡＣ型ＰＤＰの開発の当
初は、ガラス誘電体層が放電空間に露出していたため、
直接放電にさらされ、イオン衝撃のスパッタリングによ
り誘電体層表面が変化して放電開始電圧が上昇し、パネ
ル寿命等に安定性が得られなかった。

【０００３】そのため、上記イオン衝撃のスパッタリン
グで変化しないという、重要な役割を担う種々の酸化物
を誘電体層の保護膜とする試みがなされている。即ち、
保護膜に求められる特性は、低い放電電圧、耐スパ
ッタ性、速い放電の応答性、絶縁性、である。これ
らの条件を満たす材料として、ＭｇＯが挙げられる。こ
のＭｇＯからなる保護膜は、誘電体層表面をスパッタリ
ングから守り、ＰＤＰの長寿命化に重要な働きをする。
またＭｇＯは材料としての仕事関数が小さく、二次電子
を放出し易いため、放電時の駆動電圧が低くなるという
利点を有する。

【０００４】現在、ＡＣ型ＰＤＰの上記保護膜として、
単結晶ＭｇＯの破砕品を蒸着材とする電子ビーム蒸着法
により成膜されたＭｇＯ膜が一般的である。なお、単結
晶ＭｇＯの破砕品は純度が９８％以上のＭｇＯクリンカ
や軽焼ＭｇＯ（１０００℃以下で焼結されたＭｇＯ）を
電弧炉（アーク炉）で溶融することにより、即ち電融に
よりインゴットとした後、このインゴットから単結晶部
を取り出して破砕することにより製造される。この電子
ビーム蒸着法によるＭｇＯ膜は１０００Å／分程度の速
度で成膜されている。また、成膜されたＭｇＯ膜は、低
い維持電圧で駆動でき、更に膜中に存在する（１１１）
面の量が増えるほど、二次電子放出比は増大し、駆動電
圧も減少すると言われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の単
結晶ＭｇＯの破砕品を蒸着材として用いた電子ビーム蒸
着法では、成膜速度が速い利点がある反面、破砕品であ
るため、形状が均一でなく、スプラッシュが発生し易い
不具合があった。また、上記従来の単結晶ＭｇＯの破砕
品を蒸着材として用いた電子ビーム蒸着法では、単一の
組成からなるため、異種原料を混合した成膜には適さ
ず、また成膜面積が広いときには、膜厚及び膜組成を均
一にすることが難しい問題点があった。

【０００６】本発明の目的は、電子ビーム蒸着法による
成膜時にスプラッシュが発生せず、成膜面積が広くて
も、膜厚及び膜組成が均一なＭｇＯ膜を得ることができ
る、ＭｇＯ蒸着材及びその製造方法を提供することにあ
る。本発明の別の目的は、電子ビーム蒸着法による成膜
後、低い電圧でプラズマを生成しかつ維持することがで
き、放電時の耐スパッタ性，速い放電の応答性及び高い
絶縁性を有するＭｇＯ膜を得ることができる、ＭｇＯ蒸
着材及びその製造方法を提供することにある。本発明の
更に別の目的は、ＭｇＯ焼結体のＭｇＯマトリックス粒
界の欠陥を低減することができ、かつ強度も向上するこ
とができ、またＭｇＯ焼結体のＭｇＯマトリックスを均
一な組織にすることができる、ＭｇＯ蒸着材及びその製
造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
相対密度が９５％以上のＭｇＯ焼結体であって、平均結
晶粒径が０．３〜１００μｍの結晶粒子を有するＭｇＯ
マトリックス中に、アルカリ土類金属酸化物粒子が０．
５〜５０体積％分散されたＭｇＯ蒸着材である。請求項
２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更にア
ルカリ土類金属酸化物粒子中のアルカリ土類金属元素が
Ｃａ，Ｓｒ及びＢａからなる群より選ばれた１種又は２
種以上の元素であることを特徴とする。これらの請求項
１又は２に記載されたＭｇＯ蒸着材では、異方性のない
ＭｇＯマトリックス中に、アルカリ土類金属酸化物粒子
を分散して複合化を行うことにより、ＭｇＯ焼結体の物
理的性質を改善できる。

【０００８】例えば、Ａｌ₂Ｏ₃マトリックスにＳｉＣ粒
子を分散させた場合には、分散粒子の熱膨張係数がＡｌ
₂Ｏ₃マトリックスより２倍以上小さいため、焼結時にこ
の熱膨張係数の差に起因して焼結過程で分散粒子の周囲
や内部に応力が発生する。この応力は１０００ＭＰａ〜
１５００ＭＰａに達する程大きいため、Ａｌ₂Ｏ₃マトリ
ックスと分散粒子の界面に亀裂が走る場合がある。従っ
て、これを防ぐには、非常に細かいＳｉＣ粒子を分散さ
せなければならない問題点がある。これに対して本発明
では、アルカリ土類金属酸化物粒子が高温で軟化し、そ
の熱膨張係数が高温でＭｇＯマトリックスの熱膨張係数
（約１４×１０^-6／℃）の約０．７〜０．９倍になる。
ＭｇＯマトリックスに対するアルカリ土類金属酸化物粒
子の高温時の熱挙動から、焼結時にＭｇＯマトリックス
と分散粒子はその界面で強く結合する。この界面での強
い結合により、蒸着材として用いた場合に、数千オング
ストローム／分以上の成膜速度が得られる。

【０００９】上述のように分散粒子であるアルカリ土類
金属酸化物粒子は、高温で軟らかくなるために、高温で
はマトリックスと分散粒子との熱膨張係数の差は、小さ
くなる。従って、界面に亀裂を発生させない範囲で大き
なアルカリ土類金属酸化物粒子を分散させることが可能
で、そのためにマトリックス粒界を締め付けるトータル
の領域が大きくなり、粒界の欠陥も少なく、かつ強度も
向上する。更にアルカリ土類金属酸化物粒子を添加する
ことにより、ＭｇＯ焼結体のＭｇＯマトリックスが均一
な組織となる。

【００１０】請求項３に係る発明は、相対密度が９５％
以上のＭｇＯ焼結体であって、平均結晶粒径が０．３〜
１００μｍの結晶粒子を有するＭｇＯマトリックス中
に、アルカリ土類金属酸化物粒子及び希土類酸化物粒子
が合計０．５〜５０体積％分散されたＭｇＯ蒸着材であ
る。請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明であっ
て、更にアルカリ土類金属酸化物粒子中のアルカリ土類
金属元素がＣａ，Ｓｒ及びＢａからなる群より選ばれた
１種の元素であり、希土類酸化物粒子中の希土類元素が
Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｙｂ
及びＤｙからなる群より選ばれた１種の元素であること
を特徴とする。

【００１１】これらの請求項３又は４に記載されたＭｇ
Ｏ蒸着材では、希土類酸化物粒子がアルカリ土類金属酸
化物粒子と同様に、高温で軟化し、その熱膨張係数が高
温でＭｇＯマトリックスの熱膨張係数（約１４×１０^-6
／℃）の約０．７〜０．９倍になる。この結果、ＭｇＯ
マトリックスに対するアルカリ土類金属酸化物粒子及び
希土類酸化物粒子の高温時の熱挙動から、焼結時にＭｇ
Ｏマトリックスと分散粒子はその界面で強く結合する。
また分散粒子であるアルカリ土類金属酸化物粒子及び希
土類酸化物粒子は、高温で軟らかくなるために、請求項
１に記載されたＭｇＯ蒸着材と同様に、高温ではマトリ
ックスと分散粒子との熱膨張係数の差が小さくなり、界
面に亀裂を発生させない範囲で大きなアルカリ土類金属
酸化物粒子及び希土類酸化物粒子を分散させることが可
能となる。そのためにマトリックス粒界を締め付けるト
ータルの領域が大きくなり、粒界の欠陥も少なく、かつ
強度も向上する、即ちＭｇＯ焼結体の物理的性質を改善
できる。またアルカリ土類金属酸化物粒子及び希土類酸
化物粒子を添加することにより、ＭｇＯ焼結体のＭｇＯ
マトリックスが均一な組織となる。

【００１２】上記請求項１又は２に係るＭｇＯ蒸着材
は、ＭｇＯ粉末とアルカリ土類金属の酸化物粉末又は炭
酸塩粉末とバインダと有機溶媒とを混合して所定濃度の
混合スラリーを調製する工程と、このスラリーを噴霧乾
燥して所定粒径の造粒粉末を得る工程と、この造粒粉末
を所定の型に入れて所定の圧力で成形する工程と、この
成形体を脱脂した後に１４５０〜１７００℃の温度で焼
結する工程とを含む製造方法で製造されることが好まし
い。また上記請求項３又は４に係るＭｇＯ蒸着材は、Ｍ
ｇＯ粉末とアルカリ土類金属の酸化物粉末又は炭酸塩粉
末と希土類酸化物粉末とバインダと有機溶媒とを混合し
て所定濃度の混合スラリーを調製する工程と、このスラ
リーを噴霧乾燥して所定粒径の造粒粉末を得る工程と、
この造粒粉末を所定の型に入れて所定の圧力で成形する
工程と、この成形体を脱脂した後に１４５０〜１７００
℃の温度で焼結する工程とを含む製造方法で製造される
ことが好ましい。

【００１３】なお、上記アルカリ土類金属酸化物粉末は
アルカリ土類金属元素の水酸化物，炭酸塩，蓚酸塩又は
有機金属化合物のアルコキシドを熱分解することにより
作製され、希土類酸化物粉末は希土類元素の水酸化物，
炭酸塩，蓚酸塩又は有機金属化合物のアルコキシドを熱
分解することにより作製されることが好ましい。上記製
造方法で製造されたＭｇＯ蒸着材では、焼結工程で緻密
に焼結され、この蒸着材のＭｇＯマトリックス内に分散
相であるアルカリ土類金属酸化物粒子又はアルカリ土類
金属酸化物粒子及び希土類酸化物粒子が均一に分散され
る。

【００１４】上記請求項１ないし４いずれか記載のＭｇ
Ｏ蒸着材を用いて電子ビーム蒸着法によりＭｇＯ膜を成
膜すると、二相共存、即ちＭｇＯマトリックスと分散粒
子とが固溶体や反応物を形成しない状態で蒸発するの
で、高速で安定な成膜が可能となり、またスプラッシュ
が発生せず、成膜面積が広くても、膜厚及び膜組成が均
一なＭｇＯ膜を得ることができる。またこのＭｇＯ膜は
ＭｇＯ中にアルカリ土類金属酸化物粒子又はアルカリ土
類金属酸化物粒子及び希土類酸化物粒子をドーピングし
た構造、即ちＭｇＯ中に上記アルカリ土類金属酸化物粒
子等を固溶した構造、或いはスピネル構造であるので、
ＭｇＯ膜の配向性は向上する。この結果、このＭｇＯ膜
を成膜した基板をＰＤＰに組込むと、低い電圧でプラズ
マを生成しかつ維持することができ、放電時の耐スパッ
タ性を向上でき、速い放電の応答性及び高い絶縁性を得
ることができる。またＭｇＯ膜が蛍光体に悪影響を及ぼ
すことはなく、青色に関係する輝度も向上することがで
きる。即ち、ＡＣ型ＰＤＰの誘電体層の保護膜に好適な
ものとなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の第１の実施の形態
を説明する。本発明のＭｇＯ蒸着材は、相対密度が９５
％以上のＭｇＯ焼結体であって、平均結晶粒径が０．３
〜１００μｍ、好ましくは２〜５０μｍの結晶粒子を有
するＭｇＯマトリックス中に、アルカリ土類金属酸化物
粒子が０．５〜５０体積％、好ましくは１〜３０体積
％、更に好ましくは５〜２５体積％分散されたものであ
る。この蒸着材はマトリックスとしてＭｇＯを用い、か
つ分散相（分散粒子）としてアルカリ土類金属酸化物粒
子を用いたセラミック焼結体である。上記アルカリ土類
金属酸化物粒子中のアルカリ土類金属元素としては、Ｃ
ａ，Ｓｒ及びＢａからなる群より選ばれた１種又は２種
以上の元素が用いられることが好ましい。また分散粒子
の平均粒径は３．０μｍ以下であることが好ましく、分
散粒子の含有割合はＭｇＯマトリックス及び分散粒子の
合計に対する内割の割合である。

【００１６】上記ＭｇＯマトリックスの平均結晶粒径を
０．３〜１００μｍの範囲に限定したのは、この範囲に
おいてＭｇＯマトリックスの組織制御が可能なためであ
る。また分散粒子の平均粒径を３．０μｍ以下に限定し
たのは、ＭｇＯマトリックスの組織構造を制御し易く、
また残留応力がある限度以上になってもマイクロクラッ
クが発生しないためである。なお、分散粒子の平均粒径
が３．０μｍを越えるとマイクロクラックが発生し易く
なる。

【００１７】このように構成された本発明のＭｇＯ蒸着
材の製造方法を説明する。平均粒径が０．１〜５μｍ、
好ましくは０．２〜２μｍのＭｇＯ粉末に、平均粒径が
０．２〜３．０μｍのアルカリ土類金属酸化物粉末とバ
インダとを合計０．２〜２．５重量％添加し、更にエタ
ノールやプロパノール等を分散媒として湿式混合して濃
度が４０〜７０重量％の混合スラリーに調製する。上記
アルカリ土類金属酸化物粉末はこのアルカリ土類金属酸
化物粉末とＭｇＯ粉末との合計体積に対してアルカリ土
類金属酸化物粉末が０．５〜５０体積％となるように秤
量してＭｇＯ粉末に加えられる。また上記湿式混合はボ
ールミル又は撹拌ミルにより行われる。上記ＭｇＯ粉末
の粒径を０．１〜５μｍの範囲に限定したのは、焼結し
易くするためである。また分散粒子の添加量、即ちアル
カリ土類金属酸化物粉末の添加量を０．５〜５０体積％
の範囲に限定したのは、０．５体積％未満ではアルカリ
土類金属酸化物粉末を添加した効果が乏しく、５０体積
％を越えると、材料組織の制御が困難となり、耐スパッ
タ性や絶縁性にバラツキが生じ、材料の信頼性がなくな
るからである。分散粒子の添加量が上記範囲内であれ
ば、ＭｇＯマトリックス中に分散粒子が均一に取り込ま
れかつＭｇＯマトリックスの組織を制御でき、成膜した
膜特性も向上する。

【００１８】上記アルカリ土類金属酸化物粉末はアルカ
リ土類金属元素の水酸化物又は炭酸塩を熱分解すること
により作製されることが好ましい。例えば、アルカリ土
類金属元素の水酸化物としては水酸化カルシウム、炭酸
塩としては炭酸カルシウムが用いられる。また上記混合
スラリーの濃度を４０〜７０重量％に限定したのは、こ
の範囲内であれば混合スラリーの粘度が２００ｐｐｍ以
下であり、スプレードライ造粒しても安定して製造でき
ること、更には後述する成形体の密度が高くなり、緻密
な焼結体の製造が可能になるためである。混合スラリー
の濃度が７０重量％を越えると、非水系スラリーである
ために、安定した造粒が難しく、４０重量％未満では、
均一な組織を有した緻密なＭｇＯ焼結体が得られない。

【００１９】次に上記混合スラリーを噴霧乾燥して平均
粒径が５０〜２００μｍの造粒粉末を得た後、この造粒
粉末を所定の型に入れて所定の圧力で成形する。上記噴
霧乾燥はスプレードライヤを用いて行われることが好ま
しく、ペレットの成形には、メカニカルプレス法、タブ
レットマシン法又はブリケットマシン法のいずれかの金
型プレス法を用いて行われることが好ましい。

【００２０】更に上記成形体を１４５０℃〜１７００℃
で焼結する。焼結する前に成形体を３５０〜６２０℃の
温度で脱脂処理することが好ましい。この脱脂処理は、
成形体の焼結後の色むらと反りを防止するために行わ
れ、時間をかけて十分に行うことが好ましい。上記成形
体の焼結温度を１４５０℃〜１７００℃に限定したの
は、１４５０℃未満では緻密な焼結体が得られず、１７
００℃を越えると粒成長が著しく速く、特性が低下する
からである。また、成形体を不活性ガス雰囲気中で焼結
する場合には、不活性ガスとしてアルゴンガスを用いる
ことが好ましい。このようにして相対密度が９５％以上
の緻密なＭｇＯ蒸着材が得られる。

【００２１】上記ＭｇＯ蒸着材を用いて電子ビーム蒸着
法によりＭｇＯ膜を基板等に成膜すれば、高速で安定な
成膜が可能となり、またスプラッシュが発生せず、成膜
面積が広くても、膜厚及び膜組成が均一なＭｇＯ膜を得
ることができる。またこのＭｇＯ膜はＭｇＯ中にアルカ
リ土類金属酸化物粒子をドーピングした構造、即ちＭｇ
Ｏ中に上記アルカリ土類金属酸化物粒子を固溶した構
造、或いはスピネル構造であるので、ＭｇＯ膜の配向性
は向上する。この結果、このＭｇＯ膜を成膜した基板を
ＰＤＰに組込むと、低い電圧でプラズマを生成しかつ維
持することができ、放電時の耐スパッタ性を向上でき、
速い放電の応答性及び高い絶縁性を得ることができる。
またＭｇＯ膜が蛍光体に悪影響を及ぼすことはなく、青
色に関係する輝度も向上することができる。従って、Ａ
Ｃ型ＰＤＰの誘電体層の保護膜に好適であり、また高機
能セラミック材料の保護膜などにも適用できる。

【００２２】次に本発明の第２の実施の形態を説明す
る。本発明のＭｇＯ蒸着材は、相対密度が９５％以上の
ＭｇＯ焼結体であって、平均結晶粒径が０．３〜１００
μｍ、好ましくは２〜５０μｍの結晶粒子を有するＭｇ
Ｏマトリックス中に、アルカリ土類金属酸化物粒子及び
希土類酸化物粒子が合計で０．５〜５０体積％、好まし
くは１〜３０体積％、更に好ましくは５〜２５体積％分
散されたものである。この蒸着材はマトリックスとして
ＭｇＯを用い、かつ分散相（分散粒子）としてアルカリ
土類金属酸化物粒子及び希土類酸化物粒子を用いたセラ
ミック焼結体である。上記アルカリ土類金属酸化物粒子
中のアルカリ土類金属元素としては、Ｃａ，Ｓｒ及びＢ
ａからなる群より選ばれた１種の元素が用いられ、希土
類酸化物粒子中の希土類元素としては、Ｓｃ，Ｙ，Ｌ
ａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｙｂ及びＤｙから
なる群より選ばれた１種の元素が用いられることが好ま
しい。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成され
る。

【００２３】このように構成された本発明のＭｇＯ蒸着
材の製造方法を説明する。平均粒径が０．１〜５μｍ、
好ましくは０．２〜２μｍのＭｇＯ粉末に、平均粒径が
０．２〜３．０μｍのアルカリ土類金属酸化物粉末及び
希土類酸化物粉末と、バインダとを合計０．２〜２．５
重量％添加し、更にエタノールやプロパノール等を分散
媒として湿式混合して濃度が４５〜７０重量％の混合ス
ラリーに調製する。上記アルカリ土類金属酸化物粉末及
び希土類酸化物粉末はアルカリ土類金属酸化物粉末と希
土類酸化物粉末とＭｇＯ粉末との合計体積に対してアル
カリ土類金属酸化物粉末及び希土類酸化物粉末が０．５
〜５０体積％となるように秤量してＭｇＯ粉末に加えら
れる。分散粒子の添加量、即ちアルカリ土類金属酸化物
粉末及び希土類酸化物粉末の合計添加量を０．５〜５０
体積％の範囲に限定したのは、０．５体積％未満ではア
ルカリ土類金属酸化物及び希土類酸化物を添加した効果
が乏しく、５０体積％を越えると、材料組織の制御が困
難となり、耐スパッタ性や絶縁性にバラツキが生じ、材
料の信頼性がなくなるからである。

【００２４】上記希土類酸化物粉末は希土類元素の水酸
化物，炭酸塩，蓚酸塩又は有機金属化合物のアルコキシ
ドを熱分解することにより作製されることが好ましい。
例えば、希土類元素の水酸化物としては水酸化ランタン
［Ｌａ（ＯＨ）₃］、炭酸塩としては炭酸ランタン［Ｌ
ａ₂（ＣＯ₃）₃］、蓚酸塩としては蓚酸ランタン［Ｌａ₂
（Ｃ₂Ｏ₄）₃・１０Ｈ₂Ｏ］、有機金属化合物としてはＬ
ａ（Ｃ₅Ｈ₈Ｏ₂）₃が用いられる。上記以外のＭｇＯ蒸着
材の製造方法は第１の実施の形態と略同様であるので、
繰返しの説明を省略する。

【００２５】上記ＭｇＯ蒸着材を用いて電子ビーム蒸着
法によりＭｇＯ膜を基板等に成膜すれば、第１の実施の
形態と同様に、高速で安定な成膜が可能となり、またス
プラッシュが発生せず、成膜面積が広くても、膜厚及び
膜組成が均一なＭｇＯ膜を得ることができる。またこの
ＭｇＯ膜はＭｇＯ中にアルカリ土類金属酸化物粒子及び
希土類酸化物粒子をドーピングした構造、即ちＭｇＯ中
に上記アルカリ土類金属酸化物粒子及び希土類酸化物粒
子を固溶した構造、或いはスピネル構造であるので、Ｍ
ｇＯ膜の配向性は向上する。この結果、このＭｇＯ膜を
成膜した基板をＰＤＰに組込むと、低い電圧でプラズマ
を生成しかつ維持することができ、放電時の耐スパッタ
性を向上でき、速い放電の応答性及び高い絶縁性を得る
ことができる。またＭｇＯ膜が蛍光体に悪影響を及ぼす
ことはなく、青色に関係する輝度も向上することができ
る。従って、ＡＣ型ＰＤＰの誘電体層の保護膜に好適で
あり、また高機能セラミック材料の保護膜などにも適用
できる。

【００２６】なお、上記第１及び第２の実施の形態で
は、混合スラリーを噴霧乾燥して所定粒径の造粒粉末を
得た後に所定の型に入れて所定の圧力で成形したが、転
動造粒機を用いて成形体を成形してもよい。即ち、先ず
ＭｇＯ粉末とアルカリ土類金属酸化物粉末等とバインダ
とを混練し、この混練物を転動造粒機の回転皿に入れた
後に、スプレー機でエタノールやプロパノール等の有機
溶媒を噴霧することにより上記混練物を造粒して球状の
成形体を成形し、回転皿に更に上記混練物を入れかつ有
機溶媒を噴霧する作業を繰返すことにより、所定の大き
さの球状の成形体を成形してもよい。また、上記第１及
び第２の実施の形態では、成形体を脱脂した後に１４５
０〜１７００℃の温度で焼結したが、ホットプレス焼結
してもよい。即ち、ＭｇＯ粉末とアルカリ土類金属酸化
物粉末等とを湿式混合し、この混合物を減圧加熱して乾
燥した後に乾式解砕し、更にこの乾式解砕した混合粉末
を所定の型に入れて所定の圧力をかけた状態で不活性ガ
ス雰囲気中で１４５０〜１６５０℃に昇温して焼結して
もよい。

【００２７】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない
限り、以下の実施例に限定されるものではない。 ＜実施例１＞ＭｇＯ粉末（岩谷化学社製、平均粒径０．
１μｍ）とＣａＣＯ₃粉末（関東化学社製、平均粒径
１．０〜１．５μｍ）とを加え、更にバインダ（ポリビ
ニールブチラール）を添加し、エタノールを分散媒とし
て、撹拌ミルで１時間湿式混合し、濃度が５５％の混合
スラリーに調製した。ここで、ＣａＣＯ₃粉末はＣａＯ
に換算してＭｇＯとＣａＯとの合計体積に対しＣａＯが
１０体積％になるように秤量した。この混合スラリーを
スプレードライヤで噴霧乾燥して造粒することにより造
粒粉末を得た。この造粒粉末を金型（内径が１００ｍｍ
で深さが８ｍｍの金型）に充填し、メカニカルプレスで
成形して成形体を作製した。この成形体を大気雰囲気
中、１６５０℃に昇温し、焼結炉（広築社製）で３時間
焼結することにより直径が約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を
得た。このＭｇＯ焼結体を実施例１とした。

【００２８】＜実施例２＞ＣａＣＯ₃粉末をＣａＯに換
算してＭｇＯとＣａＯとの合計体積に対しＣａＯが２０
体積％になるように秤量して、ＭｇＯ粉末に加え、実施
例１と同様にして混合スラリーを調製した後に造粒粉末
を得た。この造粒粉末を２つの金型（内径が１００ｍｍ
で深さが８ｍｍの金型、内径が６ｍｍで深さが３ｍｍの
金型）にそれぞれ充填し、メカニカルプレスで成形して
成形体をそれぞれ作製し、更にこれらの成形体を実施例
１と同様に焼結することにより直径が約８０ｍｍ及び５
ｍｍのＭｇＯ焼結体をそれぞれ得た。上記直径が約８０
ｍｍ及び５ｍｍのＭｇＯ焼結体を実施例２とした。 ＜実施例３＞ＣａＣＯ₃粉末をＣａＯに換算してＭｇＯ
とＣａＯとの合計体積に対しＣａＯが３０体積％になる
ように秤量して、ＭｇＯ粉末に加えたことを除いて、実
施例１と同様にして直径が約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を
得た。このＭｇＯ焼結体を実施例３とした。

【００２９】＜実施例４＞ＳｒＣＯ₃粉末（堺化学社
製、平均粒径０．３〜０．５μｍ）をＳｒＯに換算して
ＭｇＯとＳｒＯとの合計体積に対しＳｒＯが１０体積％
になるように秤量して、ＭｇＯ粉末に加えたことを除い
て、実施例１と同様にして直径が約８０ｍｍのＭｇＯ焼
結体を得た。このＭｇＯ焼結体を実施例４とした。 ＜実施例５＞ＳｒＣＯ₃粉末をＳｒＯに換算してＭｇＯ
とＳｒＯとの合計体積に対しＳｒＯが２０体積％になる
ように秤量して、ＭｇＯ粉末に加えたことを除いて、実
施例２と同様にして直径が約８０ｍｍ及び５ｍｍのＭｇ
Ｏ焼結体を得た。これらのＭｇＯ焼結体を実施例５とし
た。 ＜実施例６＞ＳｒＣＯ₃粉末をＳｒＯに換算してＭｇＯ
とＳｒＯとの合計体積に対しＳｒＯが３０体積％になる
ように秤量して、ＭｇＯ粉末に加えたことを除いて、実
施例１と同様にして直径が約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を
得た。このＭｇＯ焼結体を実施例６とした。

【００３０】＜実施例７＞ＢａＣＯ₃粉末（関東化学社
製、平均粒径１．０〜１．５μｍ）をＢａＯに換算して
ＭｇＯとＢａＯとの合計体積に対しＢａＯが１０体積％
になるように秤量して、ＭｇＯ粉末に加えたことを除い
て、実施例１と同様にして直径が約８０ｍｍのＭｇＯ焼
結体を得た。このＭｇＯ焼結体を実施例７とした。 ＜実施例８＞ＢａＣＯ₃粉末をＢａＯに換算してＭｇＯ
とＢａＯとの合計体積に対しＢａＯが２０体積％になる
ように秤量して、ＭｇＯ粉末に加えたことを除いて、実
施例２と同様にして直径が約８０ｍｍ及び５ｍｍのＭｇ
Ｏ焼結体を得た。これらのＭｇＯ焼結体を実施例８とし
た。 ＜実施例９＞ＢａＣＯ₃粉末をＢａＯに換算してＭｇＯ
とＢａＯとの合計体積に対しＢａＯが３０体積％になる
ように秤量して、ＭｇＯ粉末に加えたことを除いて、実
施例１と同様にして直径が約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を
得た。このＭｇＯ焼結体を実施例９とした。

【００３１】＜実施例１０＞ＣａＣＯ₃粉末（関東化学
社製、平均粒径１．０〜１．５μｍ）及びＳｃ₂Ｏ₃粉末
（三菱マテリアル社製、平均粒径１〜３μｍ）を、Ｃａ
ＣＯ₃粉末をＣａＯに換算して、ＭｇＯとＣａＯとＳｃ₂
Ｏ₃の合計体積に対し、ＣａＯ及びＳｃ₂Ｏ₃がそれぞれ
１０体積％及び５体積％になるように秤量して、ＭｇＯ
粉末に加えたことを除いて、実施例１と同様にして直径
が約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。このＭｇＯ焼結体
を実施例１０とした。 ＜実施例１１＞ＣａＣＯ₃粉末及びＳｃ₂Ｏ₃粉末を、Ｃ
ａＣＯ₃粉末をＣａＯに換算して、ＭｇＯとＣａＯとＳ
ｃ₂Ｏ₃の合計体積に対し、ＣａＯ及びＳｃ₂Ｏ₃がそれぞ
れ２０体積％及び１０体積％になるように秤量して、Ｍ
ｇＯ粉末に加えたことを除いて、実施例２と同様にして
直径が約８０ｍｍ及び５ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。こ
のＭｇＯ焼結体を実施例１１とした。 ＜実施例１２＞ＣａＣＯ₃粉末及びＳｃ₂Ｏ₃粉末を、Ｃ
ａＣＯ₃粉末をＣａＯに換算して、ＭｇＯとＣａＯとＳ
ｃ₂Ｏ₃の合計体積に対し、ＣａＯ及びＳｃ₂Ｏ₃がそれぞ
れ３０体積％及び２０体積％になるように秤量して、Ｍ
ｇＯ粉末に加えたことを除いて、実施例１と同様にして
直径が約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。このＭｇＯ焼
結体を実施例１２とした。

【００３２】＜実施例１３＞ＣａＣＯ₃粉末（関東化学
社製、平均粒径１．０〜１．５μｍ）及びＹ₂Ｏ₃粉末
（信越化学社製、平均粒径０．６〜１．０μｍ）を、Ｃ
ａＣＯ₃粉末をＣａＯに換算して、ＭｇＯとＣａＯとＹ₂
Ｏ₃の合計体積に対し、ＣａＯ及びＹ₂Ｏ₃がそれぞれ１
０体積％及び５体積％になるように秤量して、ＭｇＯ粉
末に加えたことを除いて、実施例１と同様にして直径が
約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。このＭｇＯ焼結体を
実施例１３とした。 ＜実施例１４＞ＣａＣＯ₃粉末及びＹ₂Ｏ₃粉末を、Ｃａ
ＣＯ₃粉末をＣａＯに換算して、ＭｇＯとＣａＯとＹ₂Ｏ
₃の合計体積に対し、ＣａＯ及びＹ₂Ｏ₃がそれぞれ２０
体積％及び１０体積％になるように秤量して、ＭｇＯ粉
末に加えたことを除いて、実施例２と同様にして直径が
約８０ｍｍ及び５ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。このＭｇ
Ｏ焼結体を実施例１４とした。 ＜実施例１５＞ＣａＣＯ₃粉末及びＹ₂Ｏ₃粉末を、Ｃａ
ＣＯ₃粉末をＣａＯに換算して、ＭｇＯとＣａＯとＹ₂Ｏ
₃の合計体積に対し、ＣａＯ及びＹ₂Ｏ₃がそれぞれ３０
体積％及び２０体積％になるように秤量して、ＭｇＯ粉
末に加えたことを除いて、実施例１と同様にして直径が
約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。このＭｇＯ焼結体を
実施例１５とした。

【００３３】＜実施例１６＞ＳｒＣＯ₃粉末（堺化学社
製、平均粒径０．３〜０．５μｍ）及びＬａ₂Ｏ₃粉末
（信越化学社製、平均粒径０．１〜０．２μｍ）を、Ｓ
ｒＣＯ₃粉末をＳｒＯに換算して、ＭｇＯとＳｒＯとＹ₂
Ｏ₃の合計体積に対し、ＳｒＯ及びＹ₂Ｏ₃がそれぞれ１
０体積％及び５体積％になるように秤量して、ＭｇＯ粉
末に加えたことを除いて、実施例１と同様にして直径が
約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。このＭｇＯ焼結体を
実施例１６とした。 ＜実施例１７＞ＳｒＣＯ₃粉末及びＬａ₂Ｏ₃粉末を、Ｓ
ｒＣＯ₃粉末をＳｒＯに換算して、ＭｇＯとＳｒＯとＹ₂
Ｏ₃の合計体積に対し、ＳｒＯ及びＹ₂Ｏ₃がそれぞれ２
０体積％及び１０体積％になるように秤量して、ＭｇＯ
粉末に加えたことを除いて、実施例２と同様にして直径
が約８０ｍｍ及び５ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。このＭ
ｇＯ焼結体を実施例１７とした。 ＜実施例１８＞ＳｒＣＯ₃粉末及びＬａ₂Ｏ₃粉末を、Ｓ
ｒＣＯ₃粉末をＳｒＯに換算して、ＭｇＯとＳｒＯとＹ₂
Ｏ₃の合計体積に対し、ＳｒＯ及びＹ₂Ｏ₃がそれぞれ３
０体積％及び２０体積％になるように秤量して、ＭｇＯ
粉末に加えたことを除いて、実施例１と同様にして直径
が約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。このＭｇＯ焼結体
を実施例１８とした。

【００３４】＜実施例１９＞ＳｒＣＯ₃粉末（堺化学社
製、平均粒径０．３〜０．５μｍ）及びＣｅ₂Ｏ₃粉末
（信越化学社製、平均粒径０．６〜１．０μｍ）を、Ｓ
ｒＣＯ₃粉末をＳｒＯに換算して、ＭｇＯとＳｒＯとＣ
ｅ₂Ｏ₃の合計体積に対し、ＳｒＯ及びＣｅ₂Ｏ₃がそれぞ
れ１０体積％及び５体積％になるように秤量して、Ｍｇ
Ｏ粉末に加えたことを除いて、実施例１と同様にして直
径が約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。このＭｇＯ焼結
体を実施例１９とした。 ＜実施例２０＞ＳｒＣＯ₃粉末及びＣｅ₂Ｏ₃粉末を、Ｓ
ｒＣＯ₃粉末をＳｒＯに換算して、ＭｇＯとＳｒＯとＣ
ｅ₂Ｏ₃の合計体積に対し、ＳｒＯ及びＣｅ₂Ｏ₃がそれぞ
れ２０体積％及び１０体積％になるように秤量して、Ｍ
ｇＯ粉末に加えたことを除いて、実施例２と同様にして
直径が約８０ｍｍ及び５ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。こ
のＭｇＯ焼結体を実施例２０とした。 ＜実施例２１＞ＳｒＣＯ₃粉末及びＣｅ₂Ｏ₃粉末を、Ｓ
ｒＣＯ₃粉末をＳｒＯに換算して、ＭｇＯとＳｒＯとＣ
ｅ₂Ｏ₃の合計体積に対し、ＳｒＯ及びＣｅ₂Ｏ₃がそれぞ
れ３０体積％及び２０体積％になるように秤量して、Ｍ
ｇＯ粉末に加えたことを除いて、実施例１と同様にして
直径が約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。このＭｇＯ焼
結体を実施例２１とした。

【００３５】＜実施例２２＞ＢａＣＯ₃粉末（関東化学
社製、平均粒径１．０〜２．０μｍ）及びＮｄ₂Ｏ₃粉末
（信越化学社製、平均粒径０．７〜１．５μｍ）を、Ｂ
ａＣＯ₃粉末をＢａＯに換算して、ＭｇＯとＢａＯとＣ
ｅ₂Ｏ₃の合計体積に対し、ＢａＯ及びＣｅ₂Ｏ₃がそれぞ
れ１０体積％及び５体積％になるように秤量して、Ｍｇ
Ｏ粉末に加えたことを除いて、実施例１と同様にして直
径が約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。このＭｇＯ焼結
体を実施例２２とした。 ＜実施例２３＞ＢａＣＯ₃粉末及びＮｄ₂Ｏ₃粉末を、Ｂ
ａＣＯ₃粉末をＢａＯに換算して、ＭｇＯとＢａＯとＣ
ｅ₂Ｏ₃の合計体積に対し、ＢａＯ及びＣｅ₂Ｏ₃がそれぞ
れ２０体積％及び１０体積％になるように秤量して、Ｍ
ｇＯ粉末に加えたことを除いて、実施例２と同様にして
直径が約８０ｍｍ及び５ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。こ
のＭｇＯ焼結体を実施例２３とした。 ＜実施例２４＞ＢａＣＯ₃粉末及びＮｄ₂Ｏ₃粉末を、Ｂ
ａＣＯ₃粉末をＢａＯに換算して、ＭｇＯとＢａＯとＣ
ｅ₂Ｏ₃の合計体積に対し、ＢａＯ及びＣｅ₂Ｏ₃がそれぞ
れ３０体積％及び２０体積％になるように秤量して、Ｍ
ｇＯ粉末に加えたことを除いて、実施例１と同様にして
直径が約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。このＭｇＯ焼
結体を実施例２４とした。

【００３６】＜実施例２５＞ＢａＣＯ₃粉末（関東化学
社製、平均粒径１．０〜２．０μｍ）及びＳｍ₂Ｏ₃粉末
（信越化学社製、平均粒径１．０〜１．５μｍ）を、Ｂ
ａＣＯ₃粉末をＢａＯに換算して、ＭｇＯとＢａＯとＳ
ｍ₂Ｏ₃の合計体積に対し、ＢａＯ及びＳｍ₂Ｏ₃がそれぞ
れ１０体積％及び５体積％になるように秤量して、Ｍｇ
Ｏ粉末に加えたことを除いて、実施例１と同様にして直
径が約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。このＭｇＯ焼結
体を実施例２５とした。 ＜実施例２６＞ＢａＣＯ₃粉末及びＳｍ₂Ｏ₃粉末を、Ｂ
ａＣＯ₃粉末をＢａＯに換算して、ＭｇＯとＢａＯとＳ
ｍ₂Ｏ₃の合計体積に対し、ＢａＯ及びＳｍ₂Ｏ₃がそれぞ
れ２０体積％及び１０体積％になるように秤量して、Ｍ
ｇＯ粉末に加えたことを除いて、実施例２と同様にして
直径が約８０ｍｍ及び５ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。こ
のＭｇＯ焼結体を実施例２６とした。 ＜実施例２７＞ＢａＣＯ₃粉末及びＳｍ₂Ｏ₃粉末を、Ｂ
ａＣＯ₃粉末をＢａＯに換算して、ＭｇＯとＢａＯとＳ
ｍ₂Ｏ₃の合計体積に対し、ＢａＯ及びＳｍ₂Ｏ₃がそれぞ
れ３０体積％及び２０体積％になるように秤量して、Ｍ
ｇＯ粉末に加えたことを除いて、実施例１と同様にして
直径が約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。このＭｇＯ焼
結体を実施例２７とした。

【００３７】＜比較例１＞市販のＭｇＯ焼結体（直径が
約８０ｍｍ）を比較例１とした。 ＜比較例２＞ＣａＣＯ₃粉末（関東化学社製、平均粒径
１．０〜１．５μｍ）をＣａＯに換算してＭｇＯとＣａ
Ｏの合計体積に対しＣａＯが０．３体積％になるように
秤量して、ＭｇＯ粉末に加えたことを除いて、実施例１
と同様にして直径が約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。
このＭｇＯ焼結体を比較例２とした。 ＜比較例３＞ＳｒＣＯ₃粉末（堺化学社製、平均粒径
０．３〜０．５μｍ）をＳｒＯに換算してＭｇＯとＳｒ
Ｏの合計体積に対しＳｒＯが０．２体積％になるように
秤量して、ＭｇＯ粉末に加えたことを除いて、実施例１
と同様にして直径が約８０ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。
このＭｇＯ焼結体を比較例３とした。 ＜比較例４＞ＢａＣＯ₃粉末（関東化学社製、平均粒径
１．０〜１．５μｍ）をＢａＯに換算してＭｇＯとＢａ
ＯとＳｍ₂Ｏ₃の合計体積に対しＢａＯが６０体積％にな
るように秤量して、ＭｇＯ粉末に加えたことを除いて、
実施例２と同様にして直径が約８０ｍｍ及び５ｍｍのＭ
ｇＯ焼結体を得た。これらのＭｇＯ焼結体を比較例４と
した。

【００３８】＜比較例５＞ＣａＣＯ₃粉末（関東化学社
製、平均粒径１．０〜１．５μｍ）及びＳｃ₂Ｏ₃粉末
（三菱マテリアル社製、平均粒径１〜３μｍ）を、Ｃａ
ＣＯ₃粉末をＣａＯに換算して、ＭｇＯとＣａＯとＳｃ₂
Ｏ₃の合計体積に対し、ＣａＯ及びＳｃ₂Ｏ₃がそれぞれ
１０体積％及び４５体積％になるように秤量して、Ｍｇ
Ｏ粉末に加えたことを除いて、実施例２と同様にして直
径が約８０ｍｍ及び５ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。これ
らのＭｇＯ焼結体を比較例５とした。 ＜比較例６＞ＳｒＣＯ₃粉末（堺化学社製、平均粒径
０．３〜０．５μｍ）及びＬａ₂Ｏ₃粉末（信越化学社
製、平均粒径０．１〜０．２μｍ）を、ＳｒＣＯ₃粉末
をＳｒＯに換算して、ＭｇＯとＳｒＯとＬａ₂Ｏ₃の合計
体積に対し、ＳｒＯ及びＬａ₂Ｏ₃がそれぞれ２０体積％
及び５０体積％になるように秤量して、ＭｇＯ粉末に加
えたことを除いて、実施例２と同様にして直径が約８０
ｍｍ及び５ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。これらのＭｇＯ
焼結体を比較例６とした。 ＜比較例７＞ＢａＣＯ₃粉末（関東化学社製、平均粒径
１．０〜１．５μｍ）及びＮｄ₂Ｏ₃粉末（信越化学社
製、平均粒径０．７〜１．５μｍ）を、ＢａＣＯ₃粉末
をＢａＯに換算して、ＭｇＯとＢａＯとＮｄ₂Ｏ₃の合計
体積に対し、ＢａＯ及びＮｄ₂O₃がそれぞれ４０体積％
及び２０体積％になるように秤量して、ＭｇＯ粉末に加
えたことを除いて、実施例１と同様にして直径が約８０
ｍｍのＭｇＯ焼結体を得た。このＭｇＯ焼結体を比較例
７とした。

【００３９】＜比較試験と評価＞ (a) 相対密度と強度試験 実施例１〜２７及び比較例１〜７で得られたＭｇＯ焼結
体（直径８０ｍｍのＭｇＯ焼結体）を切り出し、研削・
研磨加工して、ＪＩＳ Ｒ１６０１に準じた３×４×４
０ｍｍの３点曲げ試験片の大きさとし、相対密度、曲げ
強度を測定した。これらの結果を表１に示す。なお、相
対密度はトルエン中、アルキメデス法で測定した。破壊
強度は３点曲げ試験により測定した。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１から明らかなように、比較例１の市販
のＭｇＯ焼結体の相対密度９６％であるのに対して、実
施例１〜２７のＭｇＯ焼結体の相対密度は９６％以上と
緻密になっている。また実施例１〜２７のＭｇＯ焼結体
の曲げ強度は比較例１〜７の２倍以上の高強度を示し
た。これは、実施例１〜２７では結晶粒界面に亀裂を発
生させない範囲内でアルカリ土類金属酸化物粒子又はア
ルカリ土類金属酸化物粒子及び希土類酸化物粒子を分散
でき、結晶粒界の欠陥も少なく強度が改善できるためで
あり、比較例２〜７では分散粒子の添加割合の過多によ
り、結晶粒界に欠陥が生じたためであると考えられる。

【００４２】(b) ＭｇＯ膜の特性試験 実施例２，５，８，１１，１４，１７，２０，２３及び
２６と比較例１及び４〜６の直径５ｍｍのＭｇＯ焼結体
を電子ビーム蒸着法によりガラス基板に成膜して１０種
類のＴＥＧ（Test Element Group）基板を作製した。な
お、上記比較例１の直径５ｍｍのＭｇＯ焼結体は直径が
約８０ｍｍのものを直径が５ｍｍで厚さが２．５ｍｍに
機械加工することにより作製した。図１に示すようにＴ
ＥＧ基板１０は、厚さ１ｍｍのガラス基板（コーニング
＃７０５９ガラス）１１上にフォトリソグラフィにより
ＩｎＳｎ複合酸化膜からなる下地電極１２を１００μｍ
の間隔で厚さ０．２μｍ、幅１００μｍに形成し、これ
らの下地電極１２を覆うようにＳｉの反応性ＤＣスパッ
タリングで厚さ２μｍのガラス層１３を形成した後、上
記電子ビーム蒸着法により同一の成膜条件で厚さ０．５
μｍのＭｇＯ膜１４を成膜することにより作られた。な
お、ＭｇＯ膜の成膜条件は、到達圧力が４×１０^-4Ｐ
ａ、酸素分圧が１×１０^-2Ｐａ、基板温度が２００℃で
あった。

【００４３】先ず上記ＭｇＯ膜１４の屈折率及び吸収係
数を測定した。ＭｇＯ膜の屈折率と吸収係数は、Ｈｅ−
Ｎｅレーザ（波長６２３８オングストローム）により、
膜に対し１波長、２入射角（５５°、７０°）のエリプ
ソ測定を行い、解析ソフトを用いて求めた。次に上記Ｍ
ｇＯ膜の放電開始電圧を以下の方法で測定した。上記１
３種類のＴＥＧ基板をＴＥＧ基板毎に図２に示す装置の
Ｎｅ−５％Ｘｅで５００Ｔｏｒｒの真空ベルジャー１５
内に配置した加熱サンプル台１６に載せ、下地電極１９
（図１）をパルス電源１７に接続し、ＴＥＧ基板１０を
熱電対１８で測定しながら一定の温度に制御して、電源
電圧を上昇して行き、放電を開始する電圧を測定した。
パルス電源１７は０〜３００Ｖの範囲で電圧可変であっ
て、周波数３０ｋＨｚでパルス幅１０μsecのパルスを
発生するようになっている。上記方法で求めたＭｇＯ膜
の屈折率、吸収係数及び放電開始電圧を表２に示す。

【００４４】

【表２】

【００４５】表２から明らかなように、比較例１及び比
較例４〜６のＭｇＯ焼結体を用いて成膜されたＭｇＯ膜
の屈折率は１．６５以下で吸収係数は０．００８以上
（但し、比較例１の吸収係数は０．００２）であったの
に対して、実施例２，５，８，１１，１４，１７，２
０，２３及び２６のＭｇＯ焼結体を用いて成膜されたＭ
ｇＯ膜の屈折率は１．７０以上で吸収係数は０．００５
以下であった。これらのことから、実施例のＭｇＯ焼結
体を用いれば、結晶性と透過性に優れたＭｇＯ膜が得ら
れることが分かった。また上記実施例の放電開始電圧は
上記比較例の放電開始電圧と比べて、いずれも２０〜５
０Ｖ程度低いことから、実施例のＭｇＯ焼結体を用いて
成膜されたＭｇＯ膜は低い電圧でのプラズマの生成と維
持が可能なことが分かった。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、相
対密度が９５％以上のＭｇＯ焼結体であって、平均結晶
粒径が０．３〜１００μｍの結晶粒子を有するＭｇＯマ
トリックス中に、アルカリ土類金属酸化物粒子を０．５
〜５０体積％分散することにより、ＭｇＯ蒸着材を構成
したので、ＭｇＯ焼結体の物理的性質を改善できる。即
ち、ＭｇＯ焼結体におけるＭｇＯマトリックスと分散粒
子であるアルカリ土類金属酸化物粒子はその界面で強く
結合するので、蒸着材として用いた場合に、数千オング
ストローム／分以上の成膜速度が得られる。また分散粒
子であるアルカリ土類金属酸化物粒子とＭｇＯマトリッ
クスの熱膨張係数の差は小さいので、界面に亀裂を発生
させない範囲で大きなアルカリ土類金属酸化物粒子を分
散させることが可能となる。この結果、マトリックス粒
界を締め付けるトータルの領域が大きくなり、粒界の欠
陥も少なく、かつ強度も向上でき、ＭｇＯマトリックス
の組織を均一にすることができる。また上記ＭｇＯマト
リックス中に、アルカリ土類金属酸化物粒子及び希土類
酸化物粒子を合計０．５〜５０体積％分散しても、上記
と同様の効果が得られる。

【００４７】またＭｇＯ粉末と，アルカリ土類金属の酸
化物粉末等又はアルカリ土類金属の酸化物粉末等及び希
土類酸化物粉末と，バインダと，有機溶媒とを混合して
所定濃度の混合スラリーを調製し、このスラリーを噴霧
乾燥して所定粒径の造粒粉末を作製し、この造粒粉末を
所定の型に入れて所定の圧力で成形し、更にこの成形体
を脱脂した後に１４５０〜１７００℃の温度で焼結する
ことが好ましい。上記アルカリ土類金属酸化物粉末をア
ルカリ土類金属元素の水酸化物，炭酸塩，蓚酸塩又は有
機金属化合物のアルコキシドを熱分解することにより作
製し、上記希土類酸化物粉末を希土類元素の水酸化物，
炭酸塩，蓚酸塩又は有機金属化合物のアルコキシドを熱
分解することにより作製することが更に好ましい。これ
らの方法で製造された蒸着材は、焼結工程で緻密に焼結
され、この蒸着材のＭｇＯマトリックスの粒子内に分散
相のアルカリ土類金属酸化物粉末や希土類酸化物粉末が
均一に分散される。この結果、上記方法で製造されたＭ
ｇＯ蒸着材は、高純度で緻密なＭｇＯ焼結体となる。

【００４８】また上記ＭｇＯ蒸着材を用いて電子ビーム
蒸着法によりＭｇＯ膜を成膜すれば、二相共存、即ちＭ
ｇＯマトリックスと分散粒子とが固溶体や反応物を形成
しない状態で蒸発するので、高速で安定な成膜が可能と
なり、またスプラッシュが発生せず、成膜面積が広くて
も、膜厚及び膜組成が均一なＭｇＯ膜を得ることができ
る。更にこのＭｇＯ膜はＭｇＯ中にアルカリ土類金属酸
化物粒子又はアルカリ土類金属酸化物粒子及び希土類酸
化物粒子をドーピングした構造、即ちＭｇＯ中に上記ア
ルカリ土類金属酸化物粒子等を固溶した構造、或いはス
ピネル構造であるので、ＭｇＯ膜の配向性は向上する。
この結果、このＭｇＯ膜を成膜した基板をＰＤＰに組込
むと、低い電圧でプラズマを生成しかつ維持することが
でき、放電時の耐スパッタ性を向上でき、速い放電の応
答性及び高い絶縁性を得ることができる。またＭｇＯ膜
が蛍光体に悪影響を及ぼすことはなく、青色に関係する
輝度も向上することができる。従って、ＡＣ型ＰＤＰの
誘電体層の保護膜に好適なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＭｇＯ蒸着材を用いて電子ビーム蒸着
法で成膜したＭｇＯ膜を有するＴＥＧ基板の断面図。

【図２】図１に示すＴＥＧ基板の放電開始電圧を測定す
る装置の構成図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G030 AA05 AA08 AA09 AA10 AA11 AA13 AA14 BA12 CA01 CA02 CA04 GA05 GA27 4G076 AA01 AA02 AA10 AA16 AA26 AC07 BA38 BC08 CA11 CA30 4K029 BA50 BB07 CA01 DB05 DB07 DB21

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対密度が９５％以上のＭｇＯ焼結体で
   あって、平均結晶粒径が０．３〜１００μｍの結晶粒子
   を有するＭｇＯマトリックス中に、アルカリ土類金属酸
   化物粒子が０．５〜５０体積％分散されたＭｇＯ蒸着
   材。
2. 【請求項２】 アルカリ土類金属酸化物粒子中のアルカ
   リ土類金属元素がＣａ，Ｓｒ及びＢａからなる群より選
   ばれた１種又は２種以上の元素である請求項１記載のＭ
   ｇＯ蒸着材。
3. 【請求項３】 相対密度が９５％以上のＭｇＯ焼結体で
   あって、平均結晶粒径が０．３〜１００μｍの結晶粒子
   を有するＭｇＯマトリックス中に、アルカリ土類金属酸
   化物粒子及び希土類酸化物粒子が合計０．５〜５０体積
   ％分散されたＭｇＯ蒸着材。
4. 【請求項４】 アルカリ土類金属酸化物粒子中のアルカ
   リ土類金属元素がＣａ，Ｓｒ及びＢａからなる群より選
   ばれた１種の元素であり、希土類酸化物粒子中の希土類
   元素がＳｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｔ
   ｂ，Ｙｂ及びＤｙからなる群より選ばれた１種の元素で
   ある請求項３記載のＭｇＯ蒸着材。
5. 【請求項５】 ＭｇＯ粉末とアルカリ土類金属の酸化物
   粉末又は炭酸塩粉末とバインダと有機溶媒とを混合して
   所定濃度の混合スラリーを調製する工程と、 前記スラリーを噴霧乾燥して所定粒径の造粒粉末を得る
   工程と、 前記造粒粉末を所定の型に入れて所定の圧力で成形する
   工程と、 前記成形体を脱脂した後に１４５０〜１７００℃の温度
   で焼結する工程とを含むＭｇＯ蒸着材の製造方法。
6. 【請求項６】 ＭｇＯ粉末とアルカリ土類金属の酸化物
   粉末又は炭酸塩粉末と希土類酸化物粉末とバインダと有
   機溶媒とを混合して所定濃度の混合スラリーを調製する
   工程と、 前記スラリーを噴霧乾燥して所定粒径の造粒粉末を得る
   工程と、 前記造粒粉末を所定の型に入れて所定の圧力で成形する
   工程と、 前記成形体を脱脂した後に１４５０〜１７００℃の温度
   で焼結する工程とを含むＭｇＯ蒸着材の製造方法。
7. 【請求項７】 アルカリ土類金属酸化物粉末がアルカリ
   土類金属元素の水酸化物，炭酸塩，蓚酸塩又は有機金属
   化合物のアルコキシドを熱分解することにより作製され
   た請求項５又は６記載のＭｇＯ蒸着材の製造方法。
8. 【請求項８】 希土類酸化物粉末が希土類元素の水酸化
   物，炭酸塩，蓚酸塩又は有機金属化合物のアルコキシド
   を熱分解することにより作製された請求項６記載のＭｇ
   Ｏ蒸着材の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項１ないし４いずれか記載のＭｇＯ
   蒸着材を用いて電子ビーム蒸着法により成膜するＭｇＯ
   膜の製造方法。