CN1167420A - 用于等离子体显示板的电极及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明披露了用于等离子体显示板(PDP)的电极及其制造方法，该PDP中，在玻璃衬底上形成有高粘附力的电极，该电极包括形成于金属电极与电介质衬底或玻璃衬底之间的金属陶瓷薄膜；该方法包括在电介质衬底的预定部分上形成金属陶瓷薄膜的步骤，和在金属陶瓷薄膜上形成有与该金属陶瓷薄膜相同金属元素的电极的步骤。
Description
本发明涉及等离子体显示板(PDP)的电极及其制造方法，该电极具有高的粘附力，被形成于彩色等离子体显示板的玻璃衬底上。
图1是展示常规PDP结构的剖视图。
首先，如图1所示，在前玻璃衬底1上形成一对上电极。随后，用印刷方法在该对上电极4之上形成电介质层2，用淀积法在电介质层2上形成保护层3。该对上电极4、电介质层2和保护层3构成上部件。
其次，在后玻璃衬底11上形成下电极12。为防止相邻单元之间的相互影响，形成侧壁6。在各侧壁的两边和后玻璃衬底11上形成发光材料8、9和10。下电极12、侧壁6和发光材料8、9、10构成下部件。在上下电极4和12之间的空间填充非活性气体，于是形成放电区5。
下面说明一般PDP的工作。
参见图1，将驱动电压供给该对上电极，使放电区5中产生表面放电，于是产生紫外线。该紫外线7激发发光材料8、9和10，实现颜色显示。换言之，在放电单元内的空间电荷由于驱动电压而向阳极移动。空间电荷与以氦(He)为主要成份、并加有氙(Xe)和氖(Ne)的封闭的混合气体碰撞，该气体为非活性气体，从而产生147nm的紫外线147。这里，填充放电单元的非活性气体的压力为400-500乇。
该紫外线照射侧壁6和后玻璃衬底11上的发光材料8、9和10，形成可见光区。
参照附图，下面讨论PDP的常规电极及其制造方法。
图2a和2b是展示按照常规方法的PDP的上下电极的剖视图。
如图2a所示，用印刷法，在后玻璃衬底11(电介质衬底)上形成诸如镍(Ni)或铝(Al)之类的金属导电材料30，用作下衬底。如图2b所示，在前玻璃衬底(电介质衬底)1上形成用作电极的铜(Cu)35，用作上衬底。
Cu、Ni和Al相对于玻璃的界面粘性均极低。因而，为维持玻璃与Cu35、或玻璃与Al30或Ni的连接，在玻璃与铜35、或玻璃与Al30或镍Ni之间形成铬(Cr)40。
按照形成工艺，为提高界面粘性，用溅射法在PDP的前玻璃衬底1上形成Cr薄膜40。然后，在Cr薄膜40上形成用作电极的Cu膜(35)。接着，为提高界面粘性，用相同的溅射法在Cu膜35上形成另一Cr薄膜40。最后，利用热处理，使玻璃覆盖在包括Cu膜35和Cr薄膜40的前玻璃衬底1的整个表面上。
像玻璃衬底那样，用与玻璃衬底相同的方式处理电介质衬底。如图2a所示，按相同方式在前玻璃衬底11上形成电极。
PDP的常规电极及其制造方法存在下列缺陷。
由于Cr为纯金属，Cr相对于玻璃的界面粘性差。并且，在高温下对玻璃退火时，由于玻璃和Cr的不同热膨胀，从而在它们的界面产生界面断裂或起泡，由此PDP的放电变得不稳定，PDP的寿命时间缩短。再者，由于用Cu和Cr两种金属进行耦连，亦即用作电极和界面粘连，因而对Cu进行溅射处理工艺，还要对Cr进行溅射处理工艺。因此，整个工艺复杂化。
本发明涉及等离子体显示板(PDP)的电极，它基本上克服了由于现有技术的限制和缺陷而产生的一个或多个问题。
本发明目的是提供等离子体显示板(PDP)的电极及其制造方法，在其中，为改善PDP的放电条件和寿命，在彩色PDP的玻璃衬底上形成有高粘附力的电极。
通过下面的描述或本发明的实施例，将明了本发明的其它特征和优点。用说明书、权利要求书和附图中所述的结构可实现本发明的目的，和获得其优点。
为取得这些和其它的优点，按照本发明目的，正如概要和概括描述，有形成于电介质衬底上的金属电极的PDP中，其电极包括形成于金属电极与电介质衬底或玻璃衬底之间的金属陶瓷薄膜。
另一方面，形成电介质衬底和金属电极的PDP的电极的制造方法包括下列步骤：在电介质衬底的预定部分上形成金属陶瓷薄膜；在金属陶瓷薄膜上形成有与金属陶瓷薄膜相同金属元素的电极。
应该理解，上述概括描述和下面的详细描述都是例举性和说明性的，都欲对如权利要求所述的发明进行进一步的解释。
根据参照附图的详细说明，将容易理解本发明的所有目的、特征和优点。
图1是展示常规PDP结构的剖视图；
图2a是展示形成于PDP下衬底的常规电极的剖视图；
图2b是展示形成于PDP上衬底的常规电极的剖视图；
图3a是按照本发明优选实施例的、形成于PDP上衬底的电极的剖视图；
图3b是按照本发明优选实施例、形成于PDP下衬底的电极的剖视图；
图4a是表示按照本发明的界面粘性与温度的关系的曲线图；
图4b是表示界面粘性与陶瓷薄膜的厚度之间关系的曲线图；
图4c是表示界面粘性与偏置电压之间关系的曲线图。
下面，参照附图，详细说明本发明的优选实施例。
图3a和3b分别是展示形成于上下衬底上的电极的剖视图。
玻璃衬底或电介质衬底上形成有金属电极的PDP中，为提高金属电极与玻璃衬底或电介质衬底之间的界面粘性，形成具有与金属电极相同元素的金属陶瓷薄膜。
如图3a和3b所示，在后玻璃衬底(电介质衬底)11与下电极12之间或在前玻璃衬底1与上电极4之间形成界面粘附的金属陶瓷薄膜。
参见图3a，在用印刷法将用作电极的如Ni或Al(30)之类的金属导电材料淀积于后玻璃衬底11上之前，用反应溅射法形成金属陶瓷薄膜50，例如：氮化铝(AlxN)陶瓷薄膜或氧化铝(AlxO)陶瓷薄膜50。
参见图3b，在前玻璃衬底1(或电介质衬底)之上形成用作电极的Cu35。这种情况下，在用作电极的Cu膜35形成之前，用反应溅射法形成与Cu膜35有相同元素的氮化铜(CuxN)陶瓷薄膜或氧化铜(CuxO)陶瓷薄膜60，它们的厚度为几千埃。然后，在陶瓷薄膜60上形成Cu膜35。接着再在Cu膜35上形成另一陶瓷薄膜60。
为更详细地说明上述工艺，用作电极的金属形成时，即在玻璃衬底1上形成Cu膜35之前，用反应溅射法在玻璃衬底1上先形成氮化铜(CuxN)陶瓷薄膜60。或者，用相同的溅射法在玻璃衬底1上形成氧化铜(CuxO)陶瓷薄膜60。
因而，对一种金属如Cu，仅进行一次反应溅射处理。换句话说，在玻璃衬底的预定区域上溅射Cu金属。然后，注入预定比例的氩(Ar)和氮(N)，或氩和氧(O)，以进行反应溅射，从而形成氮化铜陶瓷薄膜或氧化铜陶瓷薄膜60。此后，若注入氩，或仅对铜进行反应溅射，就形成铜金属层35。
预定时间之后，按预定比例又注入氩和氮，或适当注入氩和氧，进行另一次溅射处理，以在金属铜层35上形成氮化铜陶瓷薄膜或氧化铜陶瓷薄膜60，从而形成PDP的电极。
反应溅射的条件如下：
驱动压力： 10毫乇
放电电压： 450V
放电电流： 100mA
反应气体比值(N2/Ar)：≥15％
淀积时间： 10-20分
衬底偏置电压：≤-100V
如图4a-4c所示，在上述条件下进行工艺处理时，相对于温度、陶瓷薄膜的厚度和偏置电压，粘附力极佳。该工艺应用于前玻璃衬底11，也有相同效果。
用上述工艺形成的PDP的运作与普通PDP的运作相同。
该PDP电极及其制备方法有下列优点。
由于PDP电极有金属陶瓷薄膜/金属/金属陶瓷薄膜的结构，金属间的界面粘附力被改善，热处理时，就不会产生界面剥离、界面断裂或界面起泡。从而改善了放电特性，延长了PDP的寿命时间。并且，由于用于界面粘附的金属与用作电极的金属相同，进行溅射时，或由于仅改变反应气体的种类，因而简化了形成金属陶瓷薄膜的工艺，并显著地简化了PDP的整个制造工艺。
显然，本领域的技术人员可对本发明的等离子体显示板(PDP)的电极进行各种改型和变化，而不会脱离本发明的精神或范围。因此，本发明覆盖了在所提出的权利要求及其等同物范围内对本发明的各种修改和变化。
Claims (19)
1.一种用于等离子体显示板(PDP)的电极，其中，在电介质或玻璃衬底上形成金属电极，该电极包括：
形成于金属电极与电介质或玻璃衬底之间的金属陶瓷薄膜。
2.如权利要求1所述的用于PDP的电极，其中，用包括与金属电极相同金属元素的化合物形成所述金属陶瓷薄膜。
3.如权利要求1所述的用于PDP的电极，其中，所述金属陶瓷薄膜是用金属电极的氧化物形成的金属氧化物陶瓷薄膜或用金属电极的氮化物形成的金属氮化物陶瓷薄膜。
4.如权利要求1所述的用于PDP的电极，其中，所述金属电极由铜(Cu)或铝(Al)制成。
5.一种用于等离子体显示板(PDP)的电极的制造方法，该PDP中，在第一电介质衬底上形成第一金属电极，在第二电介质衬底上形成第二金属电极，该方法包括：
上衬底，包括在第二电介质衬底与第二金属电极之间形成有与第二金属电极相同元素的陶瓷薄膜；和
下衬底，包括在第一电介质衬底上的第一金属电极两侧形成有与第一金属电极相同元素的陶资薄膜。
6.如权利要求5所述的方法，其中，用氧化法或氮化法分别在第一和第二金属电极的相同金属上形成第一金属的所述第一陶瓷薄膜和第二金属的所述第二陶瓷薄膜。
7.如权利要求5所述的方法，其中，所述第一和第二金属电极由Cu或Al制成。
8.一种用于等离子体显示板(PDP)的电极的制造方法，该PDP中形成有电介质衬底和金属电极，该方法包括下列步骤：
在电介质衬底的预定区域形成金属陶瓷薄膜；和
在金属陶瓷薄膜上形成有与金属陶瓷薄膜相同元素的电极。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述金属电极和所述金属陶瓷薄膜用相同元素的金属靶溅射。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述金属陶瓷薄膜是用反应溅射法、利用按适当比例混有氩和氮的混合气体、在金属电极上形成金属氮化物陶瓷薄膜，或用反应溅射法、利用混有氩和氧的混合气体、在金属电极上形成金属氧化物陶瓷薄膜。
11.如权利要求8所述的方法，其中，所述电极由Cu或Al制成。
12.如权利要求8所述的方法，其中，在Cu或Al上用氩和氮(N2)的选择反应、或氩和氧(O2)的选择反应、形成所述金属陶瓷薄膜。
13.如权利要求8所述的方法，其中，连续形成电介质衬底、金属陶瓷薄膜和金属电极是形成上衬底的过程。
14.一种用于等离子体显示板(PDP)的电极的制造方法，该PDP中形成有电介质衬底和金属电极，该方法包括下列步骤：
在电介质衬底的预定区域上形成金属陶瓷薄膜；
在金属陶瓷薄膜上形成与金属陶瓷薄膜相同金属元素的电极；和
在电极上形成有相同金属元素的陶瓷薄膜，并覆盖包括带电介质衬底的电极的薄膜。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述电极和所述金属陶瓷薄膜用一个相同元素的金属靶溅射。
16.如权利要求14所述的方法，其中，所述金属陶瓷薄膜是用反应溅射法、利用按适当比例混有氩和氮的混合气体、在金属电极上形成的金属氮化物陶瓷薄膜，或用反应溅射法，利用混有氩和氧的混合气体、在金属电极上形成金属氧化物陶瓷薄膜。
17.如权利要求14所述的方法，其中，所述电极为Cu或Al电极。
18.如权利要求14所述的方法，其中，在Cu或Al上用氩和氮(N2)的选择反应、或氩和氧(O2)的选择反应形成所述金属陶瓷薄膜。
19.如权利要求14所述的方法，其中，连续形成电介质衬底、金属陶瓷薄膜、金属电极、金属陶瓷薄膜和电介质衬底是形成下电极的过程。
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