平板显示设备及其制造方法

专利名称：平板显示设备及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种平板显示器及其制造方法，更特别地，涉及一种包括高度导电电极和将电极附着到基底的粘合层的平板显示设备，和一种能防止产生不正常工作电极的制造平板显示设备的廉价和简单方法。
背景技术：
常规显示设备用于个人计算机、电视机等的监视器。显示设备分类为利用高速热电子发射的阴极射线管(CRT)、技术正快速发展的液晶显示器(LCD)和平板显示设备，如等离子显示板(PDP)和场致发射显示器(FED)。
在PDP中，当在透明电极之间提供电压时，在电极上的介电层和保护层的表面处发生放电，从而产生UV光。UV光激发后基底上的磷光体涂层发射可见光。
在FED中，当施加强电场到在阴极电极上以一定间隔排列的发射器上时，从发射器中发射电子。发射的电子与形成在阳极电极上的磷光体层碰撞，从而发射光。
在PDP中，通过利用丝网印刷形成电极材料图案来形成电极。但是，常规丝网印刷方法不适用于PDP需要的高分辨率大屏图案，因为丝网印刷方法要求复杂高级的技术并表现出低的精确度。另外，在常规丝网印刷中，由于丝网缺陷可出现短路或断开，并且得到的分辨率受到限制。因此，丝网印刷不适用于形成微图案电极。
最近，开发了使用光敏糊的光刻技术制造适用于大面积的高分辨率电极。在利用光刻技术形成高分辨率电极的方法中，光敏糊被印刷在例如玻璃基底的整个表面上，使用预定的干燥方法干燥，使用具有光掩膜的UV曝光器件曝光，然后使用预定的显影剂显影除去未固化的未曝光部分。在预定的温度下热处理剩余的固化部分，从而形成图案化的电极。使用光敏糊形成电极的方法公开在例如美国专利5037723中。
但是，使用光敏糊形成电极的方法需要过量的糊，因为糊在曝光和显影操作中有损失。因此，制造成本增加，生产率降低。另外，由该方法得到的电极除了金属外还包括糊中包含的各种有机和无机材料的热处理产物。因此，这种电极的导电率低于仅仅由金属形成的电极的导电率。必须解决这些问题。

发明内容
本发明提供一种包括电极和固定电极到基底上的粘合层的平板显示设备，和一种制造平板显示设备的方法。
根据本发明的一个方面，提供一种平板显示设备，包括基底；由金属构成的电极；和插在基底和电极之间的粘合层。
根据本发明的另一个方面，提供一种制造平板显示设备的方法，该方法包括制备金属基底；通过在金属基底上形成镀覆掩模层形成镀金属基底；在镀金属基底上形成电极；使用粘结层将形成在镀金属基底上的电极与镀金属基底分离；使用粘合剂组合物将分离的电极放在基底上；从电极上分离粘结层；和热处理粘合剂组合物形成粘合层，从而将电极附着到基底上。
根据本发明的平板显示设备包括由金属构成的电极和固定电极到基底上的粘合层。平板显示设备的电极具有优异的导电性。另外，使用制造平板显示设备的方法可在短的加工时间内以低成本制造由各种金属构成的电极。此外，由于使用预制电极，因此可防止不正常工作电极的产生，而不正常工作电极可在使用电极形成糊曝光和显影的操作中产生。


当结合附图考虑时，通过参考下面的详细描述，本发明变得更好被理解，对本发明的更完整认识及其许多附加优点也将是显而易见的，其中附图中相同的引用符号代表相同或类似的部件，其中图1为根据本发明实施方案的平板显示设备的电极的截面图；图2为根据本发明实施方案的平板显示设备的等离子显示板(PDP)的部件分解立体图；和图3至8为根据本发明实施方案的制造平板显示设备的方法图。
具体实施例方式
下面参考附图更完整地描述本发明。
平板显示设备包括基底；由金属构成的电极；和插在基底和由金属构成的电极之间的粘合层(参考图1，其图示了平板显示设备的一部分)。
参考图1，粘合层29形成在基底30上，电极20形成在粘合层29上。术语“基底”指在一部分上形成有电极的背层。例如，当电极20为等离子显示板的寻址电极时，基底30可为后基底。基底30可随平板显示设备的种类变化，这对本领域的那些技术人员来说是容易知道的。
电极20为导电金属材料，并可由金属Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pa、Al中的一种或这些金属中至少两种的组合形成。电极20可具有由金属构成的单层结构，或可具有由至少两种不同金属构成的至少两层结构。
粘合层29将电极20附着到基底30上。粘合层29可由通过热处理无机粘结剂得到的产物构成。
无机粘结剂可包括选自PbO-SiO2、PbO-B2O3-SiO2、ZnO-SiO2、ZnO-B2O3-SiO2、Bi2O3-SiO2和Bi2O3-B2O3-SiO2的至少一种化合物。但是，本发明不限制于此。无机粘结剂的外形可为球形的。但是，本发明不限制于此。无机粘结剂的平均直径可为5.0μm或更小。当无机粘结剂的平均直径大于5.0μm时，热处理层的表面即粘合层29的表面是不均匀的，并且降低了电极20和基底30之间的粘合力。
另外，无机粘结剂的软化温度可在400℃-600℃的范围内，优选350℃-450℃。当软化温度低于400℃时，载体在热处理过程中分解不起作用。当软化温度高于600℃时，基底在热处理过程中变形。
粘合层29的厚度可在0.2μm-4μm的范围内，优选0.2μm-1μm。当粘合层的厚度小于0.2μm时，粘合层29不能充分将电极20附着到基底30上。当粘合层的厚度大于4μm时，电极20和粘合层29变得过厚，并且电极20具有较粗糙的表面。
可在各种平板显示设备中使用电极和粘合层。例如，当平板显示设备的等离子显示板包括电极时，电极可为后基底的寻址电极或前基底的总线电极。但是，电极的使用不限制于此。
本发明中可使用包括等离子显示板的各种平板显示设备。图2为根据本发明实施方案的平板显示设备的等离子显示板的部件分解立体图。
根据本发明当前实施方案的等离子显示板可包括透明前基底；与前基底平行布置的后基底；将发射单元分开并插入在前基底和后基底之间的阻隔壁；在第一方向上沿布置的发射单元延伸并被后介电层覆盖的寻址电极；在与寻址电极延伸的第一方向交叉的第二方向上延伸并被前介电层覆盖的一对支持电极；涂在阻隔壁内表面上的红、绿、蓝磷光体层；和每个发射单元内包含的放电气体。
参考图2，前面板310包括前基底311，一对支持电极314、覆盖一对支持电极314的前介电层315和覆盖前介电层315的MgO保护层316，其中支持电极314包括形成在前基底311的后表面311a上的Y电极312和X电极313。Y电极312和X电极313各自包括由例如ITO构成的透明电极312b和313b，和由高度导电金属构成的总线电极312a和313a。
后面板320包括后基底321、在后基底321的后表面321a上垂直于一对支持电极314布置的寻址电极322、覆盖寻址电极322的后介电层323、将发射单元326分开并形成在后介电层323上的多个阻隔壁324、和布置在发射单元326中的磷光体层325。预制寻址电极322，然后利用热处理粘合剂组合物形成的粘合层322a附着到后基底321上。也就是说，粘合层322a和寻址电极322依次形成在PDP的后基底321上。已经描述了寻址电极322和粘合层322a。
尽管图2图示了通过粘合层322a固定到基底上的PDP后面板的寻址电极322，但根据本发明可形成其它电极，如总线电极313a和312a。
根据本发明实施方案的制造平板显示设备的方法包括制备金属基底；形成镀金属基底；在镀金属基底上形成电极；用粘结层分离电极；在基底上放置分离的电极；分离粘结层；和通过烧结来附着电极。
下面描述根据本发明实施方案的制造平板显示设备的方法。
如图3所示，制备金属基底11。金属基底11可具有1μm-10μm的表面粗糙度。当金属基底11的表面粗糙度在这个范围以外时，电极会在随后的镀金属过程中从镀金属基底上脱离。
金属基底11可由例如能被电镀的材料构成。金属基底11可由不锈钢(SUS)、Ti、Ni、W或这些金属中至少两种的合金构成。但是，本发明不限制于此。
参考图4，在金属基底11上形成图案与要形成电极的形状相对应的镀覆掩模层17，从而形成镀金属基底19。
金属基底11上的镀覆掩模层17可由绝缘材料构成，因为使用它作为随后镀覆过程中的镀覆掩模。镀覆掩模层17可为但不限于硼-磷-硅酸盐玻璃(BPSG)层、自旋(spin-on)玻璃(SOG)层、磷-硅酸盐玻璃(PSG)层、类金刚石碳(DLC)层、SiOx层、SiNx层、SiONx层、TiOx层、AlOx层、Cr层、CrOx层、光刻胶层、或这些层的至少两种的组合。
可使用方法如旋涂、溅射、化学气相沉积、物理沉积、原子沉积或光刻形成镀覆掩模层17。
在图4中，镀金属基底19的镀覆掩模层17可包括CrOx层17b和光刻胶层17a。
可通过先在基底11的整个表面上首先涂敷CrOx，然后在CrOx层上涂敷光刻胶材料形成光刻胶层来形成镀覆掩模层17。由于由有机材料构成的光刻胶材料被涂敷在CrOx层上，而不是直接涂敷在基底11上，因此在光刻过程中可防止光刻胶材料的分离和不想要图案的形成。
尽管根据本实施方案的镀覆掩模层17包括CrOx层17b和光刻胶层17a，但可使用其它材料形成镀覆掩模层17。另外，形成镀覆掩模层17的方法不限制于本实施方案。
参考图5，在镀金属基底19上形成电极20。
电极20可通过镀覆例如电镀形成。电镀为使用电场的镀覆方法。在电镀中，当施加电场到浸在镀液中的镀金属基底19上时，镀覆组合物中包含的金属盐被沉积在镀金属基底上。即镀金属基底被镀覆。
详细地，根据通过电镀形成电极的方法，电源的阴极通过第一线连接到镀金属基底19的金属基底11上，电源的阳极通过第二线连接到源电极上。源电极和要在镀金属基底19上形成的电极可由相同的材料构成。然后，镀金属基底19被浸在镀覆组合物中，并从电源施加预定的电流预定的时间，其中镀覆组合物包括能形成要在镀金属基底19上形成的电极的金属盐。结果，金属沉积在由镀金属基底19的镀覆掩模层17限定的电极形成区域中，从而形成电极20。
在电镀中，镀覆组合物可为镀Ag组合物、镀Au组合物、镀Cu组合物、镀Ni组合物、镀Pt组合物、镀Pa组合物或镀Al组合物。另外，这些组合物中的至少两种可依次用于电镀，从而图5图示的电极20可具有由至少两种不同金属构成的至少两层结构。
因此，电极20可由Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pa、Al或这些金属中至少两种的组合构成。也就是说，电极20可为使用选自镀Ag组合物、镀Au组合物、镀Cu组合物、镀Ni组合物、镀Pt组合物、镀Pa组合物和镀Al组合物中的一种组合物得到的单层排列。或者，电极可为通过依次电镀选自镀Ag组合物、镀Au组合物、镀Cu组合物、镀Ni组合物、镀Pt组合物、镀Pa组合物和镀Al组合物中的至少两种不同镀覆组合物形成的多层排列。例如，当选择镀Ag组合物时，图5所示的电极20可只由Ag构成；当依次选择镀Cu组合物和镀Ag组合物时，图5所示的电极20可由两层(Cu/Ag)构成；当依次选择镀Cu组合物、镀Ag组合物和镀Ni组合物时，图5所示的电极20可由三层(Cu/Ag/Ni)构成。
然后，使用粘结层24从镀金属基底19上分离电极20，如图6所示。
粘结层24可附着到形成在镀金属基底19上的电极20上，然后提升从镀金属基底19上分离电极20。当提升电极20时，在电极20和金属基底11之间形成的角度保持不变，使得电极20的形状例如直线轮廓不变形。例如，角度可为45度或更小。可使用例如使用具有粘结层24的辊的机械方法进行电极20与镀金属基底19的分离。
粘结层24可由任何能被附着到电极20上以使电极20可与镀金属基底19分离的材料构成。例如，粘结层24可由乙烯基树脂、丙烯酸系树脂、纤维素树脂、环氧树脂、硅橡胶等构成。详细地，粘结层24可由以下树脂构成聚乙烯醇树脂、(甲基)丙烯酸树脂、甲基丙烯酸甲酯树脂、甲基丙烯酸乙酯树脂、甲基丙烯酸异丁酯树脂、甲基丙烯酸正丁酯树脂、甲基丙烯酸正丁基甲基酯树脂、甲基丙烯酸羟乙酯树脂、甲基丙烯酸羟丙酯树脂、丙烯酸羟乙酯树脂、丙烯酰胺树脂、丙烯酸甲酯树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯树脂、丙烯酸乙酯树脂、丙烯酸异丁酯树脂、丙烯酸正丁酯树脂、丙烯酸-2-乙基己酯树脂、乙基纤维素树脂、硝基纤维素树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚嵌段型环氧树脂、二聚物酸改性环氧树脂、橡胶改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、苯氧基树脂、多元醇改性环氧树脂、这些中至少两种单体的共聚物树脂或三元共聚物树脂等。但是，形成粘结层24的材料不限制于此。
参考图7，使用粘合剂组合物27将如图6所示从镀金属基底19分离的电极20放在基底30上。术语“基底”指具有电极区域的背层，并根据形成的设备而变化。但是，“基底”可容易地为本领域那些技术人员所知。例如，当电极20对应于PDP的寻址电极时，基底30可为PDP后面板的后基底。
粘合剂组合物27可包括无机粘结剂和载体。
粘合剂组合物27的无机粘结剂在随后的热处理过程中熔化或软化形成粘合层29，从而在电极20和基底30(参考图1)之间提供粘合力。上面描述了无机粘结剂。
可选择粘合剂组合物27的载体以提高粘合剂组合物27和电极20之间的粘合力，使得粘合剂组合物27和电极20之间的粘合力比粘结层24和电极20之间的粘合力强。因此，当电极20与粘结层24分离时，可防止电极20与基底30的分离。
另外，在热处理期间，大多数载体被蒸发。因此，考虑无机粘结剂的软化温度，载体可为在约500℃或更低下能热分解除去的材料。详细地，为了防止形成气泡踪迹形成平面层，载体为可在350℃或更低的较低温度下分解的材料。
任何具有这些性质的载体都可用作本发明中的载体。粘合剂组合物27中的载体可为但不限于能容易得到的丙烯酸系树脂。丙烯酸系树脂可为聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丙酯、聚丙烯酸异丙酯、聚丙烯酸丁酯、聚(乙烯-共-丙烯酸乙酯)、聚(乙烯-共-丙烯酸)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯酰胺等，但不限制于此。
以粘合剂组合物为100重量份计，无机粘结剂的量可在0.1-5重量份的范围内，优选0.1-1重量份。以粘合剂组合物为100重量份计，载体的量可在95-99.9重量份的范围内，优选99-99.9重量份。以粘合剂组合物为100重量份计，当元机粘结剂的量小于0.1重量份时，电极20和基底30之间的粘合力是不充分的。以粘合剂组合物为100重量份计，当无机粘结剂的量大于5重量份时，热处理后残余物增加。
粘合剂组合物27可被涂敷到电极20或基底30上至1μm-40μm的厚度，优选5μm-10μm。当粘合剂组合物27的厚度小于1μm时，电极20和基底30之间的粘合力是不充分的。当粘合剂组合物27的厚度大于40μm时，干燥时间和热处理时间增加，导致生产率降低。另外，可干燥粘合剂组合物27使得粘合剂组合物27的厚度在2μm-20μm的范围内，优选2μm-3μm。
参考图8，将粘结层24与电极20分离。由于粘结层24和电极20之间的粘合力小于电极20和粘合剂组合物27之间的粘合力，因此电极20不会与基底30分离，而且电极20可容易地与粘结层24分离。
然后，通过热处理将电极20附着到基底30上。如图1所示，通过热处理插入在电极20和基底30之间的粘合剂组合物27形成的粘合层29，在电极20和基底30之间提供粘合力。热处理可在400C-650℃下进行，优选450℃-550℃。当热处理温度低于400℃时，无机粘结剂不能充分烧结，并且载体的热分解不充分，从而通过热处理粘合剂组合物27形成的粘合层29不能充分形成，因此电极20不能附着到基底30上。当热处理温度高于650℃时，基底30会变形。
为了有效地分解粘合剂组合物27的载体，热处理可在含氧环境气氛中或在氧气氛中进行。当电极20由在氧气氛中会被氧化的材料如Cu等构成时，电极20可涂有Cr、Ni等以防止氧化，于是可在环境气氛或氧气氛中热处理。
尽管参考图3至8描述了根据本发明实施方案的制造平板显示设备的方法，但本发明中可使用其它实施方案。
下面参考以下的实施例更详细地描述本发明。该实施例仅用于说明目的，不用于限制本发明的范围。
实施例等离子显示板的制造在表面粗糙度为10μm的Ti基底上形成0.5μm厚的CrOx层。使用旋涂器将负性光刻胶SU-8(USA，得自Microchem Inc.)涂到CrOx层上，然后在90℃下干燥15分钟在CrOx层上形成光刻胶层。将与寻址电极图案对应的光掩模放在光刻胶层上。然后，将所得物曝光于365nm的UV光160秒，使用用于SU-8的显影液显影，然后在90℃下干燥15分钟。然后，使用CrOx的蚀刻液按照电极图案蚀刻曝光的CrOx，从而形成包括由CrOx层和光刻胶层组成的镀覆掩模层的图案化镀金属Ti基底。镀金属Ti基底连接到为电源的Ti板(得自AdvancedMaterial Inc.)的阴极，电源的阳极连接到Ag电极。然后，将镀金属Ti基底浸在为镀Ag组合物的基于AgCN的碱性镀液(得自JuamdoyunPlating Chemicals Inc.)中，然后在25℃下以2.5A/dm2的电流密度进行镀银，从而在镀金属Ti基底上形成厚度为3.5μm的Ag电极。用纯水洗涤其上形成有Ag电极的镀金属Ti基底，将丙烯酸系树脂(得自Geomyung Co.，Ltd.)即粘结层放在Ag电极上，然后在Ag电极和Ti基底之间的角度为45度时从镀金属Ti基底上分离Ag电极。另外，制备包含PbO-SiO2玻璃料作为无机粘结剂和丙烯酸系树脂(得自Geomyung Co.，Ltd.)作为载体的粘合剂组合物。在粘合剂组合物中，PbO-SiO2玻璃料的量为5重量份，作为载体的丙烯酸系树脂的量为95重量份。然后，将粘合剂组合物涂在没有接触粘结层的分离的Ag电极部分上至40μm的厚度，然后在120℃下干燥10分钟。然后，将所得物放在为PDP下部基底的后基底上，然后在600℃下在氧气氛中热处理形成1μm厚的粘合层，从而固定Ag电极到PDP的后基底上。随后，依次形成后介电层、发射单元和发射单元中的磷光体层来产生PDP的后面板。后面板连接到前面板上，前面板包括前基底、一对支持电极、覆盖支持电极的前介电层、和MgO保护层。然后，对连接的后面板和前面板抽真空，接着注入放电气体，制造PDP。
根据本发明的平板显示设备包括由金属构成的电极和固定电极到基底上的粘合层。根据本发明的平板显示设备的电极不同于使用电极形成糊组合物形成的电极，在于电极仅仅由金属形成，没有热处理在糊组合物中包含的有机和无机材料得到的产物。因此，根据本发明的平板显示设备的电极具有优异的导电性。
使用根据本发明的制造平板显示设备的方法可降低制造成本为使用Ag糊组合物曝光和显影来形成Ag电极时所需制造成本的至少50％。另外，当使用根据本发明的方法形成Cu电极时，制造成本可降低90％或更多。也就是说，使用预制电极降低了制造成本和加工时间。另外，由于正常工作的电极可选自预制电极，因此平板显示设备的电极具有直线轮廓和精密图案，并可防止不正常工作电极的产生。因此，使用本发明的方法制造的平板显示设备是高度可靠的。
尽管参考示例性的实施方案具体展示和描述了本发明，但本领域中那些普通技术人员能认识到，只要不脱离下面权利要求限定的本发明的精神和范围，就可在其中进行各种形式和细节上的改进。
权利要求
1.一种平板显示设备，包括基底；由金属构成的电极；和插在基底和电极之间的粘合层。
2.权利要求1的平板显示设备，其中该金属包括选自Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pa、Al中的金属或其中至少两种金属的组合。
3.权利要求1的平板显示设备，其中电极包括由不同金属构成的至少两层的结构。
4.权利要求1的平板显示设备，其中粘合层包括热处理的无机粘结剂。
5.权利要求4的平板显示设备，其中无机粘结剂包括选自PbO-SiO2、PbO-B2O3-SiO2、ZnO-SiO2、ZnO-B2O3-SiO2、Bi2O3-SiO2和Bi2O3-B2O3-SiO2的至少一种粘结剂。
6.权利要求1的平板显示设备，其中粘合层具有在0.2μm-4μm范围内的厚度。
7.权利要求1的平板显示设备，其中电极包括等离子显示设备的寻址电极。
8.权利要求1的平板显示设备，其中电极包括等离子显示设备的总线电极。
9.一种制造平板显示设备的方法，该方法包括制备金属基底；通过在金属基底上形成镀覆掩模层形成镀金属基底；在镀金属基底上形成电极；使用粘结层将形成在镀金属基底上的电极与镀金属基底分离；使用粘合剂组合物将分离的电极放在另一基底上；从电极上分离粘结层；和热处理粘合剂组合物形成粘合层，该粘合层将电极附着到另一基底上。
10.权利要求9的方法，其中镀金属基底上的镀覆掩模层包括硼-磷-硅酸盐玻璃(BPSG)层、自旋玻璃(SOG)层、磷-硅酸盐玻璃(PSG)层、类金刚石碳(DLC)层、SiOx层、SiNx层、SiONx层、TiOx层、AlOx层、Cr层、CrOx层、光刻胶层中的一种或这些层的至少两种的组合。
11.权利要求9的方法，其中电极通过电镀形成。
12.权利要求9的方法，其中电极由选自Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pa、Al中的至少一种金属或其中至少两种金属的组合形成。
13.权利要求9的方法，其中粘合剂组合物包括无机粘结剂和载体。
14.权利要求13的方法，其中无机粘结剂包括选自PbO-SiO2、PbO-B2O3-SiO2、ZnO-SiO2、ZnO-B2O3-SiO2、Bi2O3-SiO2和Bi2O3-B2O3-SiO2的至少一种化合物。
15.权利要求13的方法，其中载体包括丙烯酸系树脂。
全文摘要
一种平板显示设备，包括基底；由金属构成的电极；和插在基底和电极之间的粘合层。平板显示设备的电极具有优异的导电性。制造平板显示设备的方法，包括制备金属基底；通过在金属基底上形成镀覆掩模层形成镀金属基底；在镀金属基底上形成电极；使用粘结层将形成在镀金属基底上的电极与镀金属基底分离；使用粘合剂组合物将分离的电极放在另一基底上；从电极上分离粘结层；和热处理粘合剂组合物形成粘合层，粘合层将电极附着到另一基底上。该方法降低了产生不正常工作电极的可能性，并导致降低的制造成本和加工时间。
文档编号H01J11/24GK1815672SQ20061000684
公开日2006年8月9日 申请日期2006年2月5日 优先权日2005年2月5日
发明者朴铉基, 张东植, 林翼喆, 崔龟锡, 朱圭楠, 车准圭, 文东建, 沈勉基, 林明德 申请人:三星Sdi株式会社