具有电路图案的玻璃基底和用于生产其的方法

专利名称：具有电路图案的玻璃基底和用于生产其的方法
技术领域：
本发明涉及一种具有电路图案的玻璃基底和用于生产其的方法。
背景技术：
在基底上具有薄膜形式的电路图案的电路板迄今已经用于计算 机、通信、信息家电和各种显示器等，所述电路图案包括金属或者绝 缘材料。
因此，为了响应于迅速地发展的高层次信息社会，这种电路板需 要实现较高的集成(较高的精密度)和较大的面积。
为了形成这种电路图案， 一般采用一种使用光蚀刻处理的方法。 在图9和10中图解了这种方法的典型处理。
在此，图9图解了用于形成电路图案的传统步骤的一部分，其中， (a) - (e)中每个是用于图解电路板的概略配置的剖视图；图10图解 了图9的步骤的延续部分，其中，(f) - (j)中每个是图解电路板的概 略配置的剖视图。
如图9和10中所示，在这种方法中，用于形成电路图案的薄膜形成 在基底的整体或者部分表面上，然后涂敷抗蚀剂，并且使其变干，以 形成抗蚀剂层。然后，所述抗蚀剂层通过掩模而被曝光，并且被显影， 由此形成所述电路图案的反转图案(反转电路图案)。其后，通过蚀 刻和去除抗蚀剂层而形成期望的电路图案。考虑到批量生产，这种方 法非常好，因为所述图案的形成精度良好，可以再三地再现同一图案， 并且可以在同一基底上形成多个电路图案。
但是，如图9和10中所示，在使用光蚀刻处理的这种方法中，重复 多个步骤以完成所述电路图案。具体地，在图9和10中图解的方法中， 在基底50上形成金属薄膜51后，形成抗蚀剂层52;执行抗蚀剂层52的 曝光、显影处理、蚀刻和剥离；而且，在形成绝缘层53后，执行抗蚀 剂层54的形成、抗蚀剂层54的曝光、显影、蚀刻和剥离。
如上所述，这种方法需要大量的步骤，在每次形成包括金属薄膜 和绝缘层的电路图案时包括大约22个步骤，其中包括膜形成、抗蚀剂 涂敷、干燥、曝光、显影、蚀刻、抗蚀剂层剥离等。由于这个原因， 造成生产成本很高的问题。
而且，在这种方法中，在上述大量步骤的每次使用大量的液体显 影剂、诸如蚀刻剂和冲洗液体的化学液体。这造成不仅成品率低，并 且生产成本很高，而且诸如液体废物处理的环境负担(其最近已经成 为所关心的事项)很高的问题。
而且，取决于将用于金属氧化物膜等的材料的种类，使用蚀刻剂 等的蚀刻很困难。结果，在光蚀刻处理中仅仅可以应用具有良好的蚀 刻属性的有限的材料。
作为用于处理这各种问题的传统方法，存在例如在下述的专利文 献1和2中描述的一种使用激光的图案化方法。
为了使得薄膜电路图案精细并且通过稳妥地不使用湿化处理来形 成图案而縮短和简化处理，专利文献l描述了一种用于形成薄膜图案的 方法，该方法有以下特征在基底的表面上图案形成漏印板，随后在 漏印板上沉积将要加工的薄膜，从基底的背面侧照射能量波束，并且 剥离所述漏印板，由此实现薄膜的图案化。
而且，为了显影抗蚀剂膜、剥离残余的抗蚀剂并且在完全干处理 中处理金属薄膜、半导体膜或者绝缘薄膜的目的，专利文献2描述了一 种用于生产液晶显示器的处理，其具有如下的特征在玻璃基底上涂 敷由具有氨酯键或者脲键的聚合物材料构成的抗蚀剂膜，所述玻璃基 底上加工了用于配置液晶显示器金属膜薄膜、介电绝缘膜或半导体膜 或者形成在其上的以图案形式形成薄膜的一部分的多层膜；通过具有 指定的开口图案的掩模来照射准分子激光；通过烧蚀现象来去除在被 照射部分内的抗蚀剂膜，以形成其中对应于所述掩模的开口图案而曝 光薄膜的抗蚀剂膜图案；通过蚀刻处理来去除按照抗蚀剂图案而曝光 的薄膜；然后，照射准分子激光以通过烧蚀现象来去除残余的抗蚀剂 膜。
现在，如专利文献1和2中使用激光的图案化方法包括几种类型。 从环境和成本等的视角看，下述激光图案形成方法是优选的激光通 过光掩模直接照射在形成于基底上的薄膜上，并且去除薄膜的一部分 以在基底上形成图案。这样的方法也被称为直接图案化方法。
而且，在这种直接图案化方法中，根据通过逐步照射的激光图案 化方法，也可能实现微图案化，由此可以形成具有较高的集成度(较 高的精密度)的电路，并且可以使用小掩模。因此，这种方法在成本 上非常好，并且是优选的。
所述通过逐步照射的激光图案化方法在此被称为一种直接图案化 方法，并且是用于在逐步移动形成有薄膜的基底的同时以激光照射的 方法，由此以与在逐步曝光方法内相同的方式实现了激光图案化，所 述逐步曝光方法迄今已经有益地用于在电路图案化方法中的曝光步骤 中。
如与这样的通过逐步照射的激光图案化方法相关的传统方法，例 如，例示了在专利文献3中描述的等离子体显示板和用于生产其的方法。
专利文献3描述了一种等离子体显示板和用于生产其的方法，所述 等离子体显示板包括前基底和后基底，所述后基底以指定的间隔与 前基底大致平行地被布置；平行地在第一方向上延伸的多个第一电极， 其被提供在与后基底相对的前基底的背表面上；在与第一方向正交的
第二方向上延伸的多个第二电极，其被提供了在与所述前基底相对的
后基底的前表面上；在彼此相邻的第二电极之间的隔开物；以及，在 彼此相邻的第二电极之间的荧光体，其中，通过下述方式来形成第一 电极首先在所述基底上提供用于第一电极的薄膜，并且随后在第一 方向连续地并且在第二方向上以指定的间隔在所述薄膜上照射周期发 射的激光，由此在线性激光束照射区域之间剩下所述薄膜；所述激光 束被照射，以便在将要用激光束照射的薄膜上的任意照射区域与在将 要用激光束照射的薄膜上的下一个照射区域部分地重叠；并且，所述 前基底和所述后基底粘接，以便当从其前部观看所述等离子体显示板 时，在所述照射区域之间的这个重叠部分与所述隔开物成一线。
当取代上述的光蚀刻处理，通过如在专利文献3内描述的、经由逐 步照射的激光图案化方法在玻璃基底上形成电路图案时，可能有这样 的情况，其中，在玻璃基底上存在并且以逐步照射的激光两次照射的 重叠部分引起变性而形成缺陷，或者存在下述情况，由于通过激光照 射光等汽化的物质的重新沉积而形成缺陷。这样的激光照射缺陷降低 了具有电路图案的玻璃基底的质量。例如，当其被用作用于等离子体 显示器的玻璃基底时，激光照射缺陷部分的可见光透射率与在其他部 分的透射率不同，由此不利地影响屏幕的显示。
专利文献l: JP-A-6-13356 专利文献2: JP-A-10-20509 专利文献3: JP-A-2000-34861
发明内容
本发明要解决的问题
关于专利文献3的方法，描述了通过下述方式来覆盖激光照射缺陷 的不利影响通过粘结前基底和后基底，以便照射区域与激光束(激 光照射缺陷部分)的重叠部分与所述隔开物成一线。但是，涉及一个 问题当使得所述激光照射缺陷部分与所述隔开物部分成一线时，限 制了设计自由度或者用于增强生产率的自由度。例如，有这样的问题 即使当意欲处理其中为了增强激光器的处理率而实现激光处理的大处 理区域时，也不能实现最佳的设计。
结果，考虑到这些问题，期望提供一种具有电路图案的玻璃基底， 其没有激光照射的缺陷，或者即使当被用于显示器时，也不在显示中 形成缺陷。但是，在惯例和原理上不存在无激光缺陷的玻璃基底。
本发明的目的是解决在光蚀刻处理中的上述问题，并且提供一种 具有电路图案的玻璃基底和用于生产其的方法，其没有激光照射的缺 陷，或者即使当用于显示器时，也不在显示上形成缺陷。
用于解决所述问题的手段
为了实现前述目的，本发明人进行了广泛且精深的调査。结果， 已经发现通过在具有通过激光照射和将其烧结而形成的电路图案的 玻璃基底上沉积某个指定低熔点玻璃，可以消散由于激光照射在所述 玻璃基底上形成的激光照射缺陷，或者当用于显示器时，所述激光照 射缺陷不在显示中形成缺陷。
具体地，本发明提供了下面的(1)至(14)。
(1) 一种用于产生具有电路图案的玻璃基底的方法，其包括电 路图案形成步骤在玻璃基底上形成薄膜层，然后使用激光照射所述 薄膜层以在所述玻璃基底上形成电路图案；低熔点玻璃沉积步骤在
形成有所述电路图案的所述玻璃基底上沉积软化点在450到630。C之间 的低熔点玻璃；以及，烧结步骤烧结所述低熔点玻璃以形成低熔点 玻璃层并且在所述玻璃基底和所述低熔点玻璃层之间形成兼容层，所 述低熔点玻璃层包括烧结在形成有所述电路图案的所述玻璃基底上的 所述低熔点玻璃。
(2) 如在上面(1)中给出用于产生具有电路图案的玻璃基底的 方法，其中，所述兼容层的厚度为照射激光时在所述玻璃基底上形成 的激光照射缺陷的厚度的0.7到20倍。
(3) 如在上面(1)中给出的用于产生具有电路图案的玻璃基底 的方法，其中，所述兼容层的厚度等于或者大于照射激光时在所述玻 璃基底上形成的激光照射缺陷的厚度。
(4) 如在上面(1)至(3)中的任意一项给出的用于产生具有电 路图案的玻璃基底的方法，其中，所述薄膜层具有包括选自由金属氧 化物和金属构成的组中的至少一者的层。
(5) 如在上面(4)中给出的用于产生具有电路图案的玻璃基底 的方法，其中，所述薄膜层包含80%质量以上的氧化锡。
(6) 如在上面(1)至(5)中的任意一项给出的用于产生具有电 路图案的玻璃基底的方法，其中，其不具有在显示中形成缺陷的激光 照射缺陷。
(7) —种具有电路图案的玻璃基底，其包括玻璃基底，其上具 有通过激光照射形成在所述玻璃基底上的薄膜层而获得的电路图案； 低熔点玻璃层，通过在形成有所述电路图案的所述玻璃基底上沉积软 化点在450到630°C之间的低熔点玻璃而获得；以及，兼容层，其位 于所述玻璃基底和所述低熔点玻璃层之间。
(8) 如在上面(7)中给出的具有电路图案的玻璃基底。其中， 所述低熔点玻璃在50到350°C的温度范围内具有从60xl(T7到 100xiO力。C的平均线膨胀系数。
(9) 如在上面(7)或者(8)中给出的具有电路图案的玻璃基底， 其中，所述兼容层是通过下述方式获得的兼容层在所述玻璃基底上 沉积所述低熔点玻璃，然后在从比所述低熔点玻璃的软化点低50°C的 温度到比所述软化点高150°C的温度范围内的温度下烧结所述低熔点 玻璃。
(10) 如在上面(7)至(9)中的任意一项给出的具有电路图案 的玻璃基底，其中，所述兼容层的厚度为照射激光时在所述玻璃基底 上形成的激光照射缺陷的厚度的0.7到20倍。
(11) 如在上面(7)至(10)中的任意一项给出的具有电路图案 的玻璃基底，其中，所述薄膜层具有包括选自由金属氧化物和金属构 成的组中的至少一者的层。
(12) 如在上面(11)中给出的具有电路图案的玻璃基底，其中， 所述薄膜层包含80质量％以上的氧化锡。
(13) 如在上面(7)至(12)中的任意一项给出的具有电路图案 的玻璃基底，其对于从具有所述电路图案的第一主表面侧入射的并且 发透射到第二主表面侧(在所述第一主表面的相对侧)的可见光具有 60%或者以上的可见光透光率。
(14) 一种等离子体显示板，包括如在上面(7)至(13)中的任 意一项给出的具有电路图案的玻璃基底。
本发明的优点
按照本发明，可以通过简单方法来消散通过诸如逐步照射的激光 图案形成而形成的激光照射缺陷，并且由此可以提供没有激光照射缺 陷的、具有电路图案的玻璃基底。而且，不产生具有电路图案的玻璃 基底的可见光透射的减少或者散射以及应变应力的提高等。
而且，有可能实现微图案化，以便可以形成具有较高的集成度(较 高的精密度)的电路，并且可以使用小的掩模。因此，本发明从成本 上考虑非常好，并且能够通过最少化步骤的数量来抑制生产成本。而 且，不使用大量的液体显影剂、诸如蚀刻剂和冲洗液体的化学液体； 并且，可以抑制生产成本和环境负担；并且，可以实现使用下述材料 的图案化，所述材料迄今几乎未被应用到使用蚀刻剂的蚀刻。而且， 也可能提供一种用于生产具有电路图案的玻璃基底的方法，所述玻璃 基底不产生激光照射缺陷。


图l是用于说明本发明的生产方法的、具有电路图案的玻璃基底的 概略剖视图((a) - (e))。
图2是用于说明按照本发明的生产方法的、在激光的逐步曝光中的
逐步移动的视图。
图3是用于说明按照本发明的生产方法的、用于实现激光的逐步照 射的优选实施方式的概略视图。
图4是图1 (b)的所述概略剖视图的透视图。
图5是用于说明本发明的玻璃基底的、具有电路图案的玻璃基底的 概略剖视图。
图6是用于说明本发明的玻璃基底的、具有电路图案的玻璃基底的 上表面像片(显微像片)。
图7是图解在多个实施例中使用的掩模图案的形状的视图。
图8是在实施例1中获得的本发明的玻璃基底的横截面的说明视图。
图9是用于说明传统的电路图案形成方法的、具有电子电路的玻璃
基底的概略剖视图((a) - (e))。
图10是用于说明传统电路图案形成方法的、具有电子电路的玻璃 基底的概略剖视图((f) - (j))。
附医l标记的说明
10:玻璃基底
12:薄膜层
20:掩模
22:激光
24:激光照射缺陷
26:电路图案
28:低熔点玻璃
30:有机溶剂
32:低熔点玻璃层
34:兼容层
40:具有薄膜的基底
41:单元块
43:縮小投影镜头
44:开口
45:掩模图案
47:激光
48:激光光源
49:掩模图案
50:基底
51:金属薄膜
52:抗蚀剂层
53:绝缘层
54:抗蚀剂层
具体实施例方式
本发明涉及用于生产具有电路图案的玻璃基底的方法，其包括 电路图案形成步骤在玻璃基底上形成薄膜层，然后使用激光照射所 述薄膜层以在所述玻璃基底上形成电路图案；低熔点玻璃沉积步骤
在形成有所述电路图案的所述玻璃基底上沉积软化点在450到630。C之
间的低熔点玻璃；以及，烧结步骤烧结所述低熔点玻璃以形成低熔
点玻璃层并且在所述玻璃基底和所述低熔点玻璃层之间形成兼容层，
所述低熔点玻璃层包括烧结在形成有所述电路图案的所述玻璃基底上
的所述低熔点玻璃。
这样的生产方法以下也被称为"本发明的生产方法"。
而且，本发明涉及一种具有电路图案的玻璃基底，其包括玻璃 基底，其上具有通过激光照射形成在所述玻璃基底上的薄膜层而获得
的电路图案；低熔点玻璃层，通过在形成有所述电路图案的所述玻璃 基底上沉积软化点在450到630°C之间的低熔点玻璃而获得；以及兼 容层，其位于所述玻璃基底和所述低熔点玻璃层之间。
这样的具有电路图案的玻璃基底以下也被称为"本发明的玻璃基底"。
首先，参考图l-7来描述本发明的生产方法。
本发明的生产方法包括电路图案形成步骤、低熔点玻璃沉积步骤 和烧结步骤。
<电路图案形成步骤>
在本发明的生产方法中包括的电路图案形成步骤中，首先在玻璃 基底IO上形成薄膜层12 (图1 (a))。接着，在这个薄膜层上照射激 光。
在本发明的生产方法中包括的电路图案形成步骤中，不特别限定
用于在玻璃基底10上形成薄膜层12的方法，而是可以通过通常的方
法来执行。
例如，可以应用溅射或者气相沉积方法。
在通过溅射形成包括金属氧化物的薄膜层12的情况下，可以使用 在下面描述的金属氧化物作为目标来在氩气的惰性气体中执行所述溅 射。而且，当使用金属作为目标在含氧气的气体内执行溅射时，可以 形成包括主体金属的氧化物的薄膜层12。而且，在通过溅射来形成包 括金属的薄膜层12的情况下，可以使用金属作为目标来在氩气的惰性 气体中执行所述溅射。在此，可以在关于基底温度、溅射气体压力、 溅射时间等的反应条件的通常范围内执行溅射。
在通过诸如气相沉积方法的其他方法来实现电路图案形成的情况 下，其可以在通常的加工条件等下执行。
而且，具有在其表面形成的薄膜层的此种玻璃基底在以下也被称 为"具有薄膜的基底"。
在本发明的生产方法中包括的电路图案形成步骤中，首先通过前 述的方法来在玻璃基底IO上形成薄膜层12;并且，随后激光22通过 掩模20照射在这个薄膜层12上，以形成电路图案26，其具有图案化 在玻璃基底IO上的薄膜层(图1 (b)至图1 (c)和图4)。所述激光 照射优选地为逐步照射，并且以下将激光照射限定为表示逐步照射。 将要通过一次逐步照射而照射的激光的范围在图1 (b)中被图解为"一 步"。而且，图4是图1 (b)的透视图。
激光的这种逐步照射是用于在以下述方式逐步移动(以相同的间
隔微小地)具有薄膜的基底的同时，以激光照射的方法，其中该方式 为以与迄今已经有益地用于在电路图案形成方法中的曝光步骤内的逐 步曝光方法中相同的方式。
例如，在单个具有薄膜的基底的上表面上在X方向和Y方向上以 矩阵形式存在要以激光照射的多个位置的情况下，激光通过掩模图案 照射在要以激光照射的一个位置上；然后所述具有薄膜的基底相对于 激光的照射位置相对移动(逐步移动)；在激光照射方位上对准下一 个激光照射位置；并且，顺序地实现激光照射。
参见图2的具体示例来描述这一点。
假定在具有薄膜的基底上存在如图2 (a)中图解的 1,500/mixl,200/mi的、使用激光照射的位置。而且，假定其中可以通过 一次激光照射来照射激光的区域是在图2(c)中图解的505Mmx205/xm。 其中通过一次激光照射而照射激光的区域以下也被称为"单元块"。
首先，激光通过掩模图案照射在图2(a)中的第一区域(被称为"单 元块1"，以下对于第2-18区域相同)上。然后，相对于激光的照射方 位相对移动(逐步移动)所述具有薄膜的基底，并且激光照射在单元 块2上。其后，重复激光的逐步移动和照射，由此以激光照射直到单 元块18。
在此，激光照射在单元块2上的情况下，激光以单元块2与单元 块1略为重叠的方式来照射。类似地，激光照射在特定单元块上的情 况下，激光以这个单元块与正好在其前被以激光照射的单元块略为重 叠的方式来照射。
这被执行来用于补偿用于执行所述逐步移动等的设备的移动精度 误差的目的，并且一般来说，照射激光以便提供大约5Mm的重叠宽度。 结果，在激光的这样的逐步照射中，以激光两次照射对应于在彼
此相邻的单元块之间的边界线的部分(具有大约5pm宽度的重叠部 分)。因此，在玻璃基底上的这个重叠部分内，可能形成激光照射缺 陷24 (图1 (b)禾卩1 (c)与图4)。
在本发明的生产方法中包括的电路图案形成步骤中，这些方法可 以被应用到所述激光的逐步照射方法中。但是，不应当理解本发明受 限于此。
而且，在这个图2中图解的具体示例中将要照射的激光是通过调 整诸如准分子激光和YAG激光而获得的激光，以便具有像在图2 (c) 中那样的矩形，并且通过均化器等在激光照射表面(单元块)上具有 均匀的能量分布。但是，可以照射被调整以便具有除了矩形之外的形 状的类似激光。
而且，在此称为一次激光照射表示1个或者几个脉冲的激光的照 射。脉冲数量可以是l，以便可以从玻璃基底去除所述薄膜层，并且不 引起大的缺陷(具体上说，损坏缺陷、由于薄膜层的飞散的残余物导 致的缺陷或者由于在薄膜层的一部分的飞散后的重新沉积而导致的重 新沉积缺陷)。如果所述缺陷很少，则可以通过在以后的烧结步骤中 形成低熔点玻璃层(形成兼容层)而去除它。
关于激光，例如可以使用具有从248到1,600 nm的波长并且从1 到50 J/cm2的能量密度的激光。这个波长优选地是从532 nm (YAG激 光的第二谐波)到1,064 nm(YAG激光的基波)，并且更优选地是1,064 nm(YAG激光的基波)。而且，这个能量密度优选地是从2到30 J/cm2， 并且更优选地是从5到30 J/cm2。
落入此范围内的激光的波长和能量密度是优选的，因为可以从玻
璃基底基本上完全地去除所述薄膜层。
而且，将要使用的掩模图案具有期望的开口，例如，可以使用如
下所述在图7中图解的具有开口 44的掩模图案49。
不特别地限制掩模图案的质量、厚度、形状等，并且可以使用任 何材料，只要其具有使得它不透射要通过其照射的激光并且不被激光 耗损的质量和厚度等。
在本发明的生成方法中包括的电路图案形成步骤中，作为用于曝 光逐步激光以在玻璃基底上形成电路图案的设备，例如可以应用在下 面的图3中图解的设备。
在图3中，40代表具有薄膜的基底，并且在这个具有薄膜的基底 40中存在将要用激光照射的多个位置。所述激光照射位置是单元块41 的集合体。
所述具有薄膜的基底40被置于配置步进系统(用于实现逐步移动 的系统)的台(未示出)上，并且可以通过这个台在X方向和Y方向 上逐步移动具有薄膜的衬底40。
而且，在所述具有薄膜的基底40上提供了步进系统的光学系统； 并且在图3中，48代表其激光源。从这个激光源48出射的激光47通 过均化器(未示出)，然后通过掩模图案45，并且随后通过縮小投影 镜头43被照射在单元块41上。以这种方式，掩模图案45的精细图案 被重复地照射在单元块41上，由此形成电路图案。
<低熔点玻璃沉积步骤>
在本发明的生产方法中包括的低熔点玻璃沉积步骤中，低熔点玻 璃28被沉积在玻璃基底10上，在所述玻璃基底IO上已经以上述的方
法形成了电路图案26。
下面说明低熔点玻璃的属性等。
在此，这个低熔点玻璃28被沉积在电路图案26和在电路图案之 间曝光的玻璃基底10的基底表面上。在具有通过本发明的生产方法获 得的电路图案的玻璃基底例如被用作用于等离子显示板的玻璃基底的 情况下，可以至少在被当作玻璃基底10的显示部分的有效部分中沉积 低熔点玻璃28。而且这种情况也落入本发明的范围内。
在本发明的生产方法中包括的低熔点玻璃沉积步骤中，不特别限 制用于在形成有电路图案26的玻璃基底10上沉积低熔点玻璃28的方 法，而是可以通过通常的方法来执行。
例如，例示了一种方法，其中，在包含纤维素等的有机溶剂30中 包含以粉末形式的低熔点玻璃28 (质量平均粒子大小从大约0.5到 4pm)以制备浆状墨，并且使用其来执行丝网印刷(图l (d))。
此外，可以例示使用涂布模具(die coater)、棒式涂布器(bar coater) 等的不同涂布方法和用于以片状形式将其粘结的方法。
不特别限制这个低熔点玻璃28的沉积量，而是可以根据要形成的 低熔点玻璃层的厚度而被适当地选择。例如，通过以相对于玻璃基底 的单位面积的大约50-200 g/n^的量来沉积它，可以形成低熔点玻璃层。 所述低熔点玻璃层的厚度优选地是从10-60/mi。
<烧结步骤>
在本发明的生产方法中包括的烧结步骤中，优选地在空气中加热 其上已经通过上述方法而沉积了低熔点玻璃28的玻璃基底10，由此烧 结所述低熔点玻璃。烧结温度优选地是从比低熔点玻璃的软化点低50°C的温度到比所述软化点高150°C的温度范围内的温度。
在此，不特别限制烧结方式，而是可以是其中可以在指定的烧结 温度下在空气中烧结其上沉积了低熔点玻璃28的玻璃基底10指定的 烧结时间的烧结方式。例如，可以使用电炉来执行所述烧结。
而且，不特别限制所述烧结时间。例如，可以例示从大约10到60 分钟的烧结时间。
具体上，例示了一种方法，其中，在3-20。C/min的温升条件下将 温度升高到上述的烧结温度，并且在保持大约10-60分钟后，通过使得 产生的玻璃基底在烧结炉内放置而将其逐渐地冷却。
而且，所述烧结温度优选地是从比低熔点玻璃28的软化点低50°C 的温度到比所述软化点高150°C的温度范围内的温度，更优选的是比 低熔点玻璃28的软化点高60-140°C的温度，更优选的是比低熔点玻璃 28的软化点高90-130。C的温度。通过在这样的温度下实现烧结，可以 在玻璃基底10和电路图案26上形成包括低熔点玻璃28的低熔点玻璃 层32。而且，可以在玻璃基底10和低熔点玻璃层32之间形成兼容层 34 (图1 (e))。
在此，图5是剖视图，其中，在具有电路图案26的玻璃基底10 的上表面的一部分上形成有低熔点玻璃层32。而且，图6是从在图5 中图解的玻璃基底的上表面拍摄的像片。
以这种方式，在其中玻璃基底10和低熔点玻璃层32彼此接触的 部分内形成兼容层34 (参见图5和6)。
下面说明这个兼容层的厚度。在图5和6中，因为这个兼容层34 的厚度比激光照射缺陷24的厚度更厚，因此激光照射缺陷24被完全
驱散。而且，在使用这个玻璃基底来用于显示器的情况下，即使在激 光缺陷的厚度比兼容层的厚度更厚的情况下，当兼容层的厚度是激光 缺陷的厚度的至少0.7倍时，激光缺陷不被看作显示缺陷，并且在这种 情况下这也是有效的。
在此，当烧结温度太低时，也可能兼容层34的厚度很薄，以致不
会驱散激光照射缺陷的厚度。相反，当烧结温度太高时，有可能在薄 膜层内出现裂缝。
按照本发明的这样的生产方法，可以生产本发明的玻璃基底。
参考图1 (e)来说明本发明的玻璃基底。
本发明的玻璃基底在玻璃基底10上具有电路图案26。这个电路图 案26是通过在这个玻璃基底10上形成的薄膜层12逐步照射激光而获 得的电路图案。而且，本发明的玻璃基底具有位于这个电路图案26和 玻璃基底10上低熔点玻璃层32，所述低熔点玻璃层包括软化点在450 到630。C之间的低熔点玻璃。在此，虽然这个低瑢点玻璃层32通常存 在于电路图案26和玻璃基底10上，但是所述低熔点玻璃层32可以至 少与玻璃基底IO的至少一部分接触。而且，本发明的玻璃基底具有位 于玻璃基底10和低熔点玻璃层32之间兼容层34。
在本发明的生产方法和本发明的玻璃基底(以下也简称为"本发 明")中，所述玻璃基底不被特别限制，而是在成分、厚度、大小等上 是任意的，只要其软化点大于如上所述的低熔点玻璃的软化点。例如， 可以优选地使用软化点在700-900。C之间的玻璃基底。而且，例如，可 以优选地使用在50到350°C的温度范围内具有从60xl(T7到 100xlO力。C的平均线膨胀系数的玻璃基底。而且，例如，可以优选地 使用迄今还没有用作等离子体显示板(PDP)的玻璃基底的、具有从大 约1.5到3毫米的厚度的玻璃基底。
而且，在本发明中，优选的是所述薄膜层具有包括选自由金属氧 化物和金属组成的组的至少一者的层。
就金属氧化物而论，例如，优选的是包含氧化锡作为主要成分的 金属氧化物或者包含氧化铟作为主要成分的金属氧化物。上述的氧化 锡或者氧化铟可以包含其他的金属。例如，也可能在氧化铟内增加总 体的3-15质量％的锡。在这些中，在低电阻率的角度看，特别优选的 是包含选自由锑、钽和铌组成的组的至少一者的氧化锡。
而且，在本发明中，优选的是所述薄膜层包含80质量％或者更多
的氧化锡。其原因在于，能够在这个薄膜层上形成层的低熔点玻璃的 高阻点和用于实现激光图案化的容易性。
在本发明中，优选的是所述薄膜层包含金属，并且在低电阻率的
角度看，优选地使用Cr、 Cu、 Ti、 Ni等。
而且，这个薄膜层是包含金属氧化物或者金属作为主要成分的薄 膜层，并且可以在其中包含除了金属氧化物或者金属之外的少量的成 分。在此所称的"少量"表示达到不阻碍通过以激光照射薄膜层而形成的 电路图案的功能(例如当这个图案被用作电极时作为电极的功能)的
而且，虽然这个薄膜层的厚度(平均厚度)不被特别限制，但是 在薄膜层的材料是金属氧化膜的情况下，其优选的是100-l，000nm，更 优选的是从100-400 nm，最为优选的是200-350 nm。这样的范围是优 选的是，因为同时可获得期望的电阻率值和透射率。在薄膜层的材料 是金属膜层的情况下，所述厚度优选的是500-5,000 nm。可以通过下述 方式来调整这个厚度通过在上述的溅射或者气相沉积方法等中控制 加工时间等。
在本发明中所称的薄膜层的厚度表示由指针型轮廊测定器测量的 平均膜厚度。
而且，在本发明中，所述低熔点玻璃的软化点在450到630。C之间。
优选的是，这个软化点是在460到540°C之间，并且进一步优选 的是，所述软化点是在470到510°C之间。当所述软化点落在从450 到630°C的范围内时，与玻璃基底的软化点的差宽度大。因此，在烧 结步骤中，仅仅可以烧结这个低熔点玻璃，而不使玻璃基底变形，并 且可以形成与玻璃基底的兼容层。而且，在本发明的玻璃基底被应用 到等离子体显示板的情况下，本发明的玻璃基底的周围被热封。当低 熔点玻璃的软化点太低时，低熔点玻璃在这个封口温度(大约400。C) 软化。但是，当软化点落入上述范围内时，低熔点玻璃在所述封口温 度不会软化，并且可以实现封口。
在此，使用玻璃粉末作为样本并且使用矾土作为标准样本，通过 差热分析，在10。C/分的温升下在从室温向800。C的范围内测量软化点。 在本发明中，所有的软化点是通过这种方法测量的值。
而且优选地，这种低熔点玻璃在50到350°C的温度范围内具有从 60xl0々到100xlO力。C的平均线膨胀系数，更优选地具有从65x10-7到 90xiO力。C的平均线膨胀系数，最为优选地具有从70xl0—7到85xlO力。C 的平均线膨胀系数。当平均线膨胀系数落入此范围内时，这个平均线 膨胀系数与通常使用的玻璃基底的平均线膨胀系数具有相同的等级。 因此，带来这样的效果在包括这个低熔点玻璃的低熔点玻璃层中难 于产生裂缝等，并且可以防止发生玻璃基底的弯曲或者强度的减小。
在此，平均线膨胀系数是通过测量通过下述方式制备的样本而获得的值首先向不锈钢制成的板上流出熔化的玻璃，在玻璃化转变点 附近的温度下将其逐渐冷却，然后在使用石英玻璃作为标准样本的同
时，通过示差热膨胀计在10°C/min的温升速率下在50-350/°C的范围 上将所述逐渐冷却的玻璃处理为具有2毫米直径和20毫米长度的柱 状。在本发明中，所有的平均线膨胀系数是由这种方法测量的值。
作为可以在本发明中使用的低熔点玻璃，可以例示为基于氧化物 的摩尔百分比大致由1-55摩尔％的Si02、 5-60摩尔％的B203、 0-70摩 尔％的(PbO+Bi203) 、 0-30摩尔。/。的ZnO、 0-10摩尔％的A1203、 0-15 摩尔％的(MgO+CaO) 、 0-15摩尔％的(SrO+BaO) 、 0-15摩尔％的 (Li20+Na20+K20)和0-2摩尔％的(CuO+Ce02+Sn02)组成的组合物。
更优选的是，可以例示为基于氧化物的摩尔百分比大致由2-15摩 尔％的Si02、 35-45摩尔％的B203、 25-45摩尔％的(PbO+Bi203) 、 5-15 摩尔。/。的ZnO、 0.1-1摩尔％的(CuO+Ce02+Sn02)组成的组合物。
而且，在本发明中，在玻璃基底和低熔点玻璃之间存在兼容层。 可以通过下述方式来获得这个兼容层将低熔点玻璃沉积在玻璃基底 上，然后烧结这个低熔点玻璃。这个兼容层是玻璃基底的材料和低熔 点玻璃的材料相互扩散的层。
优选的是，通过下述方式来获得在本发明中的兼容层在玻璃基 底上沉积低熔点玻璃，然后通过在从比所述低熔点玻璃的软化点低 50°C的温度到比所述软化点高150°C的温度范围内的温度加热来烧结 所述低熔点玻璃。其原因在于通过在足够高的温度下熔化低熔点玻璃， 可以增强低熔点玻璃的相熔型；并且通过调整烧结温度，可以任意地 调整兼容层的厚度，并且可以根据形成的激光照射缺陷的厚度来将兼 容层的厚度调整在优选的值。
而且，所述兼容层的厚度优选地为基于激光的逐步照射形成在所
述玻璃基底上的激光照射缺陷的厚度的0.7到20倍。这个兼容层的厚 度更优选地比所述激光照射缺陷的厚度更厚，即至少1.0倍，进一步优 选的是从1.5到3倍，最为优选的是激光照射缺陷的厚度的大约2倍。 在这种情况下，可以驱散在玻璃基底的表面上的激光照射缺陷。在兼 容层的厚度是大于等于0.7倍并且小于1.0倍时，虽然激光照射缺陷还 存在，但是其残余量低。因此，在使用所生产的具有电路图案的玻璃 基底时，基本上不引起诸如可见光透射减少或者散射的问题，由此其 不被看作显示缺陷。
这种激光照射缺陷就像激光的逐步照射中(在玻璃基底上)重叠 部分中产生的划痕(参见图6)。
虽然这种激光照射缺陷的深度不固定，但是其一般是从大约0.1 到l.Opm。
因此，兼容层的厚度优选的是从0.07/im到10/mi，更优选的是从 0.1到5/mi，最优选的是从0.1到4Mm。当兼容层的厚度与这样的范围 相比太薄时，激光照射缺陷不被驱散，而当其与这样的范围相比太厚 时，可能在玻璃料的性能等上引起问题。因此，所述兼容层优选地是 具有落入此范围内的厚度的兼容层。
而且，通过形成这样的兼容层，有可能显示下述效果可以消除 通过激光的汽化脱离或者由于汽化的材料的重新沉积而导致的缺陷。
激光照射缺陷的这个厚度是通过兼容层的横截面的电子显微观察 测量的厚度。虽然兼容层的厚度不总是均匀的，但是在本发明中所称 的兼容层的厚度表示平均厚度。
可以通过改变在烧结步骤中的某些参数来调整这样的兼容层的厚 度。但是，主要参数是低熔点玻璃的烧结温度和软化点这两个。通过
调整这两个参数，能够调整兼容层的厚度。
例如，当软化点为480°C的低烙点玻璃沉积在玻璃基底上并且在 600。C烧结时，可以形成具有大约3.5jam厚度的兼容层。
而且，例如，当软化点为620°C的低熔点玻璃沉积在玻璃基底上 并且在600°C被烧结时，可以形成具有大约0.15/mi厚度的兼容层。
在具有通过本发明的生产方法获得的具有电路图案的玻璃基底和 本发明的玻璃基底中，从具有电路图案的第一主表面入射并且透射到 第二主表面内的可见光的透射率(JIS R3106 (1998))优选地是60% 或者更多，更优选地是70%或者更多。在此所称的上述"第二主表面" 表示在与"第一主表面"相对侧上的表面。
关于可见光透射率，使用由日立公司制造的自动记录分光光度计 U-3500 (集成球形类型)来测量在波长550 nm的透射率。无玻璃基底 状态被定义为100%。在本发明中，所有的可见光透射率是通过这种方 法测量的值。
通过本发明的生产方法获得的具有电路图案的玻璃基底和本发明 的玻璃基底可以有益地被用作平板显示器的基底，特别是等离子体显 示板(PDP)。
艮P，在通过本发明的生产方法获得的具有电路图案的玻璃基底和 本发明的玻璃基底中，在玻璃基底上的包括Sn02或者ITO的薄膜层用 作显示电极，低熔点玻璃层用作介电层，并且整体可以用作PDP的前 基底。如上所述，与传统的PDP相比较，这个PDP具有高的可见光透 射率，因此是有益的。
而且，可以认为本发明的生产方法是用于通过下述方式生产具有
电路图案的玻璃基底的方法通过应用下面的图案形成方法以在玻璃 基底上形成电路图案。
艮P，本发明的生产方法是一种图案形成方法，其中，在玻璃基底 上形成薄膜层，逐步照射激光，以在玻璃基底上形成电路图案，并且
在形成有电路图案的玻璃基底上沉积软化点在450-630°C之间的低熔 点玻璃，随后烧结，优选地是，在从比所述低熔点玻璃的软化点低50°C 的温度到比所述软化点高150°C的温度范围内的温度下烧结。
实施例
下面参考下面的实施例来详细图解本发明的实施方式，但是本发 明不应当被理解为受限于此。
<实施例1>
制备40毫米见方并且厚度为2.8毫米的玻璃基底(由Asahi玻璃 有限公司制造的PD200)，这个玻璃基底在50-350°C(JIS-R3102(1995)) 下具有83xlO力。C的平均线膨胀系数、570°C的应变点(JIS-R3104 (1995))和830°C的软化点(JIS-R3103 (1995))。
这个玻璃基底在以下也被称为"玻璃基底A"。
使用溅射加工设备在这个玻璃基底A的一个主表面上形成掺杂锑 的氧化锡膜。
具体地，在1.3x10—4 Pa的初始真空度、250°C的玻璃片温度和在 引入氩/氧气时6.7x10—1 Pa的真空度(此时氧气部分压力是5%)下， 使用作为目标的烧结体来执行所述溅射加工，所述烧结体包含95质量 %的氧化锡和5质量％的氧化锑。
结果，可以在玻璃基底A上均匀地形成300 nm薄膜层(掺杂锑的
氧化锡膜)。被形成的膜具有与在所述目标中相同的成分。
以下，在玻璃基底A上具有薄膜层的玻璃基底也被称为"玻璃基
底Al"。
接着，使用激光照射设备(由Spectron制造)在玻璃基底Al上 逐步照射激光，由此形成电路图案。
这个设备的激光是YAG激光(50Hz)，并且在1，064nm波长和 11 J/cn^能量密度下被建立。这个激光通过均质器，并且被调整以便具 有如图2 (c)中图解的矩形形状。然后，激光通过在图7中图解的具 有图案(开口)的掩模图案照射在玻璃基底Al上。然后，玻璃基底的 激光照射部分(对应于上述的单元块)在长边505pm和短边205Mm上 调整。
而且，重叠宽度被设置在5/mi，并且所述台被移动以使得与逐步 照射同步，并且执行所述逐步照射。
然后，在执行所述逐步照射后，通过电子显微镜来观察已经逐步 被照射的玻璃基底Al的表面。结果，确认在重叠部分中存在具有大约 0.2pm深度的激光照射缺陷。
以下，如此获得的玻璃基底也被称为"玻璃基底A2"。
接着，100克的低熔点玻璃粉末与25克的有机媒介物混合以制备 玻璃浆。所述有机媒介物是通过下述方式制备的通过在a-松油醇或 者乙二醇一丁醚醋酸酯中溶解10质量％的乙基纤维素。
而且，这个低熔点玻璃粉末具有质量平均的粒子大小lMm。
而且，这个低熔点玻璃粉末具有478°C的软化点、418°C的玻璃 化转变点和在50-350。C下84xlO力。C的平均线膨胀系数。而且，这个 低熔点玻璃包含12摩尔％的SiO2、40摩尔％的B203、42摩尔％的PbO、 6摩尔％的ZnO和0.5摩尔％的Sn02，其被简称为氧化物。
低熔点玻璃的特性的测量方法如下。
<质量平均粒子大小>
首先，将熔化的玻璃灌注到不锈钢制造的辊内，并且形成为薄片。 接着，所获得的玻璃薄片在矾土制成的球磨机内被干研磨粉碎16个小 时，并且进行气流分粒以制备具有质量平均粒子大小2-4Mm的玻璃粉 末。
然后，这个玻璃粉末被散布在水中，并且使用激光衍射类型的粒 子大小分布分析器(由Shimadzu公司制造的SALD2100)来测量其质 量平均粒子大小(单位/mi)。
<平均线膨胀系数>
首先，将所获得的熔化玻璃的一部分灌注到不锈钢制成的模子内 并且逐渐冷却。
接着，逐渐冷却的玻璃被处理为具有20nm长度和5nm直径的柱， 并且这被用作样本，并且使用水平差检测模式膨胀计(由Bruker AXS K.K.制造的膨胀计TD 5000SA-N)在50-350°C测量平均线膨胀系数(单 位10力。C)。
<软化点和玻璃化转变点>
在上述的质量平均的粒子大小的测量中制备的玻璃粉末被用作样 本，并且在高达800。C的范围内使用差热分析仪(由Rigaku公司制造 的THERMO PLUS TG8110 )测量软化点和玻璃化转变点。
接着，这个浆状墨被丝网印刷在玻璃基底A2上。然后，在120。C 下干燥IO分钟后，通过指针型表面粗糙度表来测量印刷的干燥膜的厚 度。结果，确认所述浆状墨以45/mi的厚度涂敷在玻璃基底上。
下面，如此被涂敷浆状墨的玻璃基底也被称为"玻璃基底A3"。
接着，这个玻璃基底A3装入在电炉内并且被加热。关于加热条件， 温度以10°C/min的速率从室温上升到600°C，并且被保持在600°C 30 分钟。其后，结果产生的玻璃基底在电炉内逐渐被冷却。
以下，如此获得的玻璃基底也被称为"玻璃基底A4"。
通过光学显微镜和电子显微镜观察这个玻璃基底A4的横截面。然 后，测量低熔点玻璃层的厚度。结果，这个厚度被认定为30/mi。而且， 兼容层具有大约3.5pm的厚度，并且确认激光照射缺陷被驱散(参见 图8 (a)和8 (b))。
而且，通过标准的C光源对于这个玻璃基底A4测量可见光透射 率。结果，可见光透射率是84%。而且，不能够确定激光照射缺陷的 存在。
而且，使用偏振光椭圆率测量仪对于玻璃基底A4测量应变应力。 关于测量方法，以15毫米的宽度来切割出由低熔点玻璃覆盖的玻璃基 底A4的区域。所述横截面部分被光学抛光，然后通过偏光显微镜(干 涉计)在横截面方向上观察，并且通过光测弹性学方法来计算玻璃基 底表面部分的应变应力(kg/cm2)。
然后，确认所述应变落入可以忽略的范围(±12kg/cm2)内。因此， 确认所述玻璃基底没有异常弯曲，并且在强度上不降低。而且，当使
得PDP使用上述的玻璃基底发光时，看不到显示缺陷。
<实施例2>
在与在实施例1中相同的操作和条件等下执行测试，除了使用软 化点为620°C的低熔点玻璃来取代在实施例1中使用的软化点为478°C 的低熔点玻璃。
然后，通过光学显微镜和电子显微镜来观察形成有低熔点玻璃的 玻璃基底的横截面。结果，所述低熔点玻璃具有20/mi的厚度。而且， 兼容层具有0.15Mm的厚度，并且确认激光照射缺陷被驱散。
虽然已经参考其具体实施方式
而详细说明了本发明，但是对于本 领域内的技术人员显然，在不脱离其精神和范围的情况下，可以在其 中进行各种改变和修改。
本申请基于2005年12月20日提交的日本专利申请第2005-366410
号，并且其内容通过引用被并入在此。
产业上的应用
根据上述内容，按照本发明的用于生产具有电路图案的玻璃基底 的方法，可以通过简单方法来驱散通过诸如逐步照射的激光图案形成 而形成的激光照射缺陷，结果，可以提供没有激光照射缺陷的具有电 路图案的玻璃基底。这样的玻璃基底有益于作为将要用于计算机、通 信、信息家电、各种显示器等的电路板。
权利要求
1.一种用于产生具有电路图案的玻璃基底的方法，其包括电路图案形成步骤在玻璃基底上形成薄膜层，然后使用激光照射所述薄膜层以在所述玻璃基底上形成电路图案；低熔点玻璃沉积步骤在形成有所述电路图案的所述玻璃基底上沉积软化点在450到630℃之间的低熔点玻璃；以及烧结步骤烧结所述低熔点玻璃以形成低熔点玻璃层并且在所述玻璃基底和所述低熔点玻璃层之间形成兼容层，所述低熔点玻璃层包括烧结在形成有所述电路图案的所述玻璃基底上的低熔点玻璃。
2. 根据权利要求1所述的用于产生具有电路图案的玻璃基底的方法，其中，所述兼容层的厚度为照射激光时在所述玻璃基底上形成的激光照射缺陷的厚度的0.7到20倍。
3. 根据权利要求1所述的用于产生具有电路图案的玻璃基底的方 法，其中，所述兼容层的厚度等于或者大于照射激光时在所述玻璃基 底上形成的激光照射缺陷的厚度。
4. 根据权利要求1-3中任意一项所述的用于产生具有电路图案的 玻璃基底的方法，其中，所述薄膜层具有包括选自由金属氧化物和金 属构成的组中的至少一者的层。
5. 根据权利要求4所述的用于产生具有电路图案的玻璃基底的方 法，其中，所述薄膜层包含80质量％以上的氧化锡。
6. 根据权利要求1-5中任意一项所述的用于产生具有电路图案的 玻璃基底的方法，其不具有在显示中形成缺陷的激光照射缺陷。
7. —种具有电路图案的玻璃基底，其包括玻璃基底，其上具有通过激光照射形成在所述玻璃基底上的薄膜 层而获得的电路图案；低熔点玻璃层，通过在形成有所述电路图案的所述玻璃基底上沉 积软化点在450到630°C之间的低熔点玻璃而获得；以及兼容层，其位于所述玻璃基底和所述低熔点玻璃层之间。
8. 根据权利要求7所述的具有电路图案的玻璃基底，其中，所述 低熔点玻璃在50到350°C的温度范围内具有从60xl0^到100xlO力。C 的平均线膨胀系数。
9. 根据权利要求7或8所述的具有电路图案的玻璃基底，其中， 所述兼容层是通过下述方式获得的兼容层在所述玻璃基底上沉积所 述低熔点玻璃，然后在从比所述低熔点玻璃的软化点低50°C的温度到 比所述软化点高150°C的温度范围内的温度下烧结所述低熔点玻璃。
10. 根据权利要求7-9中任意一项所述的具有电路图案的玻璃基 底，其中，所述兼容层的厚度为照射激光时在所述玻璃基底上形成的 激光照射缺陷的厚度的0.7到20倍。
11. 根据权利要求7-10中任意一项所述的具有电路图案的玻璃基 底，其中，所述薄膜层具有包括选自由金属氧化物和金属构成的组中 的至少一者的层。
12. 根据权利要求ll所述的具有电路图案的玻璃基底，其中，所 述薄膜层包含80质量％以上的氧化锡。
13. 根据权利要求7-12中任意一项所述的具有电路图案的玻璃基 底，其对于从具有所述电路图案的第一主表面侧入射的并且透射到第 二主表面侧的可见光具有60%或者以上的可见光透光率。
14. 一种等离子显示板，包括根据权利要求7-13中任意一项所述 的具有电路图案的玻璃基底。
全文摘要
本发明提供了一种用于产生具有电路图案(26)的玻璃基底(10)的方法，其包括电路图案形成步骤在玻璃基底上形成薄膜层(12)，然后使用激光(22)照射所述薄膜层以在所述玻璃基底上形成电路图案；低熔点玻璃沉积步骤在形成有所述电路图案的所述玻璃基底上沉积软化点在450到630℃之间的低熔点玻璃(28)；以及，烧结步骤烧结所述低熔点玻璃以形成低熔点玻璃层(32)并且在所述玻璃基底和所述低熔点玻璃层之间形成兼容层(34)，所述低熔点玻璃层包括烧结在形成有所述电路图案的所述玻璃基底上的所述低熔点玻璃。
文档编号H01J11/22GK101347054SQ20068004855
公开日2009年1月14日 申请日期2006年12月18日 优先权日2005年12月20日
发明者中川浩司, 佐藤了平, 江畑研一, 田中健治, 臼井玲大, 青木由美子, 高木悟 申请人:旭硝子株式会社