CN1257522C - 装有由导电材料制成的电极的面板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面板，更具体地是等离子体显示板，其包含基质(10)，在基质(10)上生产至少一个电极(21)，其由基于铝和/或基于锌的金属合金组成的导电材料制成，所述金属合金具有高于700℃的熔点；所述电极(21)预用电介质层(22)覆盖。因此，限制了从电极材料与电介质层(22)材料之间的反应，尤其是当所述层被处理时产生的有害效应。

Description

装有由导电材料制成的电极的面板

本发明涉及一种包含玻璃基质的面板，在其上生产至少一个由导电材料制成的电极。更具体地，本发明涉及生产电极的材料，尤其是当所述面板用于制造显示板如等离子体显示板时。

为简化说明并使问题更易理解，将根据等离子体显示板的制造来描述本发明。然而，对于本领域的技术人员是明显的，即本发明不局限于制造等离子体显示板的方法，但在相似条件下，可在需要相同类型的材料的所有类型的方法中使用。

如同从现有技术中已知的那样，等离子体显示板(PDPs)是平板筛型的显示屏。存在几种类型的PDP，所有类型均依据在一种伴随有发光的气体中的放电的相同原理来工作。通常，PDPs包含两个由玻璃，通常是碱石灰型的玻璃制成的绝缘板，每个支撑至少一个导电电极的阵列并在它们之间确定一个气体空间。将这些板连接在一起，使得电极的阵列正交，每个电极交叉点表示一种相应于一个气体空间的基本光电元件。

等离子体显示板的电极必须显示某些数量的特征。因此，它们必须具有低的电阻率。这是因为，由于电极提供数千的晶胞，在电极中高的电流，可能瞬间达到500mA-1A的电流。而且，由于等离子体显示板具有大的尺寸，可能具有直至60英寸的对角线，电极的长度很大。在这些条件下，由于与穿过电极的电流相关的压降，太高的电阻可能导致发光效率的明显损耗。

通常在等离子体显示板中，电极的阵列被电介质，通常是硼硅酸盐玻璃的厚层所覆盖。因此电极必须具有高的耐腐蚀性，尤其是在烘烤电介质层的过程中；这是因为在该方法的这个阶段，电介质层和电极之间的反应，乃至面板的玻璃与电极之间的反应导致电极的电阻的增加，并且这些反应的产物导致电介质层的透光、介电常数和击穿电压的降低。

目前，存在两种生产等离子体显示板的电极的技术。第一种技术包含沉积一种基于银、金或相似的材料的膏剂或油墨。通过各种筛网印刷、气相淀积和涂敷方法沉积这种导电性胶，通常具有大于或等于5μm的厚度。在这种情况下，在沉积过程中或用照相凹版印刷方法直接获得电极。在电极由厚4-6μm的银膏，通过筛网印刷沉积制成的情况下，这种厚膜技术使得获得不受电介质层的退火影响的低电极电阻，即R＝4-6mΩ成为可能。然而，为了获得导电性，这项技术需要在高于500℃的温度下特殊退火，并且为了将电极材料向电解质中的扩散最小化，这种扩散可能降低显示板的电特性和光特性，需要使用几种特殊的电介质层。

第二种技术包含金属的厚膜沉积。在这种情况下，层的厚度为几百埃至几微米。通常用光刻法或通过铜或铝的薄层的“升高”获得电极，所述薄层是通过真空蒸发或通过喷镀沉积得到。这种薄膜技术不需要退火以获得电极的导电性。依据用于电极的材料，所述电极具有2-5μm的厚度，可能获得R＝5-12mΩ的电极电阻。然而，在这种情况下使用的材料尽管具有高的电导率，在其烘烤过程中与玻璃基质和电介质层反应，从而导致电极的电阻增加，并由于电极材料和电介质层之间的反应产生的产物扩散入电介质导致电介质层的形成被削弱。一串气泡的形成减少了电介质层的透明度，观测它的介电常数和它的击穿电压。为弥补这个缺点，已建议沉积多层，所述多层包含例如Al-Cr，Cr-Al-Cr或Cr-Cu-Cr多层堆叠。这些多层能限制电介质层的降解和在烘烤所述电介质层过程中电极电阻的增加。然而，这项技术具有许多的缺点。它需要执行更复杂的化学蚀刻方法，使用至少两种不同的蚀刻液。化学蚀刻后，每个堆叠层的宽度可不同，提供非常不规则的电极侧壁，这促使气泡在电介质层的烘烤过程中易于捕获。

因此，本发明的目的是通过提供一种新的在玻璃基质上生产电极阵列的材料来弥补薄膜沉积技术的上述提及的缺点。

因此，本发明的主题是一种包含玻璃基质的面板，在其上生产至少一种导电材料的电极，其特征在于，至少在所述电极和玻璃的接触面和/或至少在所述电极和电介质层的接触面，电极的导电材料包含具有高于700℃的熔点的基于铝的和/或基于锌的金属合金。

而且，基于铝的和/或基于锌的金属合金包括至少0.01％重量的至少一种掺杂剂，其在合金中的性质和比例被调整使得所述合金具有高于700℃的熔点；优选地，调整掺杂剂的性质使得相应的合金不具有共晶体；优选地，这种掺杂剂选自钛，锆，钒，铬，钼，钨，锰，铁(基于锌的合金)和锑。通过使用这种合金生产电极，可能增加生产电极阵列的材料的熔点和电介质层沉积到电极上所依据的温度之间的温差，所述依据的温度通常为500℃-600℃；因此，尤其是在烘烤电介质层的步骤中，由电极材料与电介质层材料，乃至与基质的玻璃的反应产生的有害效应被显著地降低。

优选选择掺杂剂以便获得具有与纯的导电材料的电阻率尽可能接近的电阻率的合金。

根据本发明一个优选实施方案的面板，其特征在于电极包含至少一种所述合金的薄层。

根据本发明另一个更优选实施方案的面板，其特征在于电极包含薄层的堆叠，其包含：

-至少一种由所述合金组成的薄层，其与玻璃基质接触和/或与电介质层接触；和

-由所述铝和/或锌组成的薄层。

从下述提供的本发明的一个实施方案的描述将使得本发明的其它特征和优点变得明显，该描述涉及后附的附图，其中：

-图1a-1d表示在横断面中，生产适于等离子体显示板的面板的各种步骤。

为了清楚可见，这些附图不是按比例绘制的。

如图1a所示，在基质10上实施本发明的实施方案，所述基质包含例如称为浮法玻璃的玻璃。任选地，可退火或铸造玻璃基质。可使用其它类型的平板玻璃，尤其是硼硅酸盐玻璃或硅铝酸盐玻璃。

如在图1a中所示，为形成电极的阵列，将导电材料的薄层20沉积到基质10上。该层20典型地具有0.01μm-10μm的厚度。根据本发明，该层包含基于铝或基于锌的金属合金，所述合金具有高于纯锌或铝的熔点，在这种情况下大于700℃。该金属合金包括0.01％-49％重量的至少一种掺杂剂；以本质上已知的方式调整所述掺杂剂的性质和比例，使得所述合金具有高于700℃的熔点；优选地，选择这些掺杂剂以形成不具有共晶体的合金；优选地，如下述说明，为了降低合金的膨胀系数和为了使得它更接近基质和还有电介质的膨胀系数，选择这些掺杂剂以便具有比导电材料更低的膨胀系数；优选地，这种掺杂剂选自锰，钒，钛，锆，铬，钼，钨，铁(基于锌的合金)和锑；优选地，该掺杂剂的比例是合金重量的2％左右。

为沉积导电材料的层20，使用现有技术的常规方法；优选地，使用真空沉积法，如真空喷镀，真空蒸发或化学汽相淀积(CVD)。

根据本发明的变型(未显示)，在真空喷镀的情况下，使用例如几个靶子，通过真空沉积可沉积多层。根据这个变型，适于与基质接触的部件的第一合金层将首先被沉积，接着是不具有掺杂剂的基于铝或锌的材料的导电层，然后是预接触电介质层的另一个合金层，第二个合金层的组合物可能不同于第一个合金层的组合物。

图1b和1c用图解表示沉积金属层20后，电极阵列的产生，所述金属层在当前情况下，是具有高于700℃的熔点、基于铝的合金。使用升高或照相凹版印刷型的已知方法生产电极21的图案。如图1b中所示，层20被保护层覆盖，然后被蚀刻。依靠使用的保护层的类型，即阳性或阴性保护层，通过用UV照射的掩膜30确定电极21的图案。接着，使用单蚀刻溶液蚀刻电极本身，所述蚀刻溶液具有与用于纯铝的相同或相似的组成。

刚刚描述的制造电极阵列的方法使得可能获得适于各种电极层的一致的宽度；因此获得了可与通过制造由纯铝制成的电极而获得的电极几何形状相匹敌的电极几何形状；更具体地，获得了侧壁，其比在多层如上述提及的已知的Al-Cr或Cr-Al-Cu或Cr-Cu多层的情况下更规则；而且，仅使用单一的蚀刻溶液，这是很经济的。

如图1d中所示，然后使用常规的方法如悬浮液或干粉的筛网印刷，辊涂或喷涂，用电介质的厚层22覆盖电极21。如同已知的那样，电介质层包含玻璃或搪瓷，所述玻璃或搪瓷基于氧化铅，氧化硅和氧化硼，基于氧化铋，氧化硅和氧化硼，不含铅，或基于氧化铋，氧化铅，氧化硅和氧化硼以混合物的形式存在。一旦已沉积电介质层，在500℃-600℃的温度下，以已知的方式退火组合件。

基于铝的金属合金作为导电层的应用具有许多优点，所述金属合金具有高于700℃的熔点，并包括一种元素作为掺杂剂，所述元素选自钛，锆，钒，铬，钼，钨，锰和锑。钛，锆，钒，铬，钼，钨，锰和锑形成不具有共晶体的合金。与纯铝的660°熔点相比，包含2重量％钒或钛的铝合金具有约900℃的熔点。而且，包含2％锰的铝合金的熔点是700℃，并且与纯铝的2.67μΩ.cm的电阻率相比，具有约4μΩ.cm的电阻率。另外，上述材料具有比铝更低的膨胀系数，从而可能降低合金的膨胀系数，并使其接近基质和电介质层的膨胀系数。因此，在各种烘烤步骤过程中，在电介质层和在氧化镁层中出现的裂化的危险因此被降低。

下面提供的是理解本发明的优点的实例。由包含2％钛、具有3μm厚度的铝合金制成的电极在电介质层在585℃下被烘烤1小时后具有25mΩ的R，这个值接近烘烤前获得的值。在这种情况下，电极/玻璃界面具有均匀的金属外观，并且在电极/电介质层界面不存在一串气泡。作为一个比较，由具有3μm厚度的纯铝制成的电极具有一个R值，其从烘烤电介质层前的10mΩ-变为在高于550℃的温度下烘烤电介质层1小时后的25μΩ。在这种情况下，金属/玻璃界面的外观是浅灰色并且是不均匀的，并在电极/电介质层界面存在很多成串的气泡。

本发明可适用于铝合金的其它类型和适用于锌合金，这对于本领域的技术人员是明显的。

Claims (11)

1.一种包含玻璃基质的面板，所述玻璃基质用于支撑用电介质层覆盖的导电电极阵列，其特征在于至少在所述电极和所述玻璃之间的界面和/或至少在所述电极和所述电介质层之间的界面，电极的导电材料包含基于铝和/或基于锌的金属合金，所述金属合金具有高于700℃的熔点。

2.根据权利要求1的面板，其特征在于除了所述铝和/或锌外，所述合金包含0.01-49％重量的至少一种掺杂剂，调整在合金中的搀杂剂的性质和比例，使得所述合金具有高于700℃的熔点。

3.根据权利要求2的面板，其特征在于调整至少一种掺杂剂的性质，使得相应的合金不具有一种共晶体。

4.根据权利要求2的面板，其特征在于至少一种掺杂剂选自钛，锆，钒，铬，钼，钨，锰，铁和锑。

5.根据权利要求4的面板，其特征在于当金属合金是基于铝的金属合金时，至少一种掺杂剂选自钒，钛和锰。

6.根据权利要求5的面板，其特征在于在所述合金中，至少一种掺杂剂的重量比例是2％。

7.根据权利要求1-6任一项的面板，其特征在于电极包含至少一种所述合金的薄层。

8.根据权利要求7的面板，其特征在于电极包含薄层的堆叠，其包含：

-至少一种由所述合金组成的薄层，其与玻璃基质接触和/或与电介质层接触；和

-由所述铝和/或锌组成的薄层。

9.根据前述权利要求1的面板，其特征在于电介质层由玻璃或搪瓷组成，所述玻璃或搪瓷基于氧化铅，氧化硅和氧化硼以混合物的形式存在；基于氧化铋，氧化硅和氧化硼，不含铅，以混合物的形式存在；或基于氧化铋，氧化铅，氧化硅和氧化硼以混合物的形式存在。

10.根据权利要求1的面板，其特征在于它在制造显示板过程中使用。

11.根据权利要求10的面板，其特征在于所述显示板为等离子体显示板。

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