專利名稱：等離子顯示面板的電極形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子顯示面板(以下記為「PDP」)的電極形成方法，更詳細(xì)地說(shuō)，涉及在PDP的基板上形成層疊膜的電極的等離子顯示面板的電極形成方法。
背景技術(shù)：
在PDP的基板上形成電極的情況下，特別是在3電極面放電結(jié)構(gòu)的AC型PDP中，大多使用了Cr/Cu/Cr的三層結(jié)構(gòu)的層疊膜作為電極布線材料。從基板一側(cè)起，依次將該層疊膜稱為第1層Cr、第2層Cu、第3層Cr。
對(duì)于該層疊膜來(lái)說(shuō)，為了確保與基板的密接性，第1層Cr是必要的，為了盡可能降低電阻，第2層Cu是必要的，為了不使第2層Cu氧化，第3層Cr是必要的。用濺射法或真空蒸鍍法那樣的真空工藝法在基板材料上依次形成該層疊膜。
然后，在該層疊膜上使用感光性抗蝕劑形成電極抗蝕劑圖形，利用適當(dāng)?shù)乃幰翰凑仗幚項(xiàng)l件刻蝕該層疊膜，形成了電極。
在AC型PDP中，通常在該層疊膜的電極上形成了由低熔點(diǎn)玻璃構(gòu)成的電介質(zhì)層。其形成方法如下所述。首先，例如使用網(wǎng)板印刷添加了成為電介質(zhì)層的材料的玻璃粉末的有機(jī)樹(shù)脂材料或形成為片狀進(jìn)行粘貼等使其覆蓋在電極上。其后，加熱到規(guī)定的溫度以燃燒方式除去有機(jī)樹(shù)脂材料，進(jìn)而對(duì)玻璃粉末進(jìn)行燒結(jié)，得到電介質(zhì)層。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)平2000-348626號(hào)公報(bào)在上述的層疊膜的電極形成中，在形成了層疊膜的時(shí)刻，第3層Cr的表面被氧化的皮膜(以后將其稱為鈍態(tài)皮膜)覆蓋，在刻蝕時(shí)，只要處理藥液不除去該鈍態(tài)皮膜，就不能刻蝕第3層Cr內(nèi)的金屬Cr。
但是，由于該鈍態(tài)皮膜在化學(xué)上非常穩(wěn)定，故即使進(jìn)行規(guī)定的刻蝕處理，也難以將其除去，作為結(jié)果，也就難以刻蝕第3層Cr內(nèi)部的金屬Cr。
因而，如果在第3層Cr的表面被鈍態(tài)皮膜覆蓋的狀態(tài)下進(jìn)行刻蝕，則被刻蝕的電極的剖面成為第3層Cr以帽沿狀從第2層Cu伸出的形狀。因此，在刻蝕的電極上形成電介質(zhì)層時(shí)，電介質(zhì)材料難以進(jìn)入電極的側(cè)面。
因此，在PDP的制造后進(jìn)行顯示時(shí)，即在電極間放電時(shí)，放電集中于這樣的電介質(zhì)材料未進(jìn)入的部位，在電極中流過(guò)過(guò)大的電流(電弧電流)，其結(jié)果，電極布線就斷線了。如果電極布線斷線，則有斷線部位的電極的1行就全部不能顯示，使顯示器的顯示品位和可靠性顯著地惡化了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮這樣的情況而進(jìn)行的，通過(guò)使從層疊膜的最上層算起的1個(gè)下層的金屬膜的成分?jǐn)U散到最上層的金屬膜中，可穩(wěn)定地且有效地刻蝕最上層的金屬膜，通過(guò)使電極的形狀成為適當(dāng)?shù)男螤?，使電介質(zhì)材料充分地充填到電極側(cè)面中，防止因電弧電流引起的電極斷線。
本發(fā)明是一種具有被電介質(zhì)層覆蓋的電極的等離子顯示面板的電極形成方法，其特征在于包括以下工序在基板上至少形成了第2金屬膜后，在其上形成第1金屬膜；在層疊的金屬膜上形成電極形成用的抗蝕劑圖形，用刻蝕液刻蝕該金屬膜以形成層疊膜的電極，其中，構(gòu)成第1金屬膜的第1金屬與構(gòu)成第2金屬膜的第2金屬不同，而且，作為第1金屬和第2金屬，使用具有在將第1金屬和第2金屬浸于第1金屬的刻蝕液中的狀態(tài)下若使其短路則第1金屬的表面電位下降的性質(zhì)的金屬；以及，在第1金屬膜的形成中或形成后將氣氛溫度保持為第2金屬膜的金屬原子擴(kuò)散到第1金屬膜的膜中和膜表面上那樣的溫度的擴(kuò)散工序。
按照本發(fā)明，由于第2金屬膜的金屬原子擴(kuò)散到第1金屬膜的膜中和膜表面上，故在刻蝕處理時(shí)，與第2金屬原子未擴(kuò)散到第1金屬中的情況相比，第1金屬膜的表面電位下降了，由此，在第1金屬膜的表面上形成的鈍態(tài)皮膜容易溶出到刻蝕液中。其結(jié)果，由于可穩(wěn)定地且有效地進(jìn)行第1金屬膜的刻蝕，使電極的形狀成為適當(dāng)?shù)男螤?，故在電極側(cè)面上不能形成電介質(zhì)材料的空洞，防止因電弧電流引起的電極斷線。


圖1是示出應(yīng)用了本發(fā)明的PDP的結(jié)構(gòu)的部分分解斜視圖。
圖2是示出本發(fā)明的電極形成方法的一例的說(shuō)明圖。
圖3是示出電流-電位測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖4是示出電流-電位測(cè)定裝置中的測(cè)定結(jié)果的曲線圖。
圖5是示出實(shí)施例的測(cè)定結(jié)果的曲線圖。
圖6是示出比較例的測(cè)定結(jié)果的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明中，作為基板，包含玻璃、石英、陶瓷等的基板及在這些基板上形成了電極、絕緣膜、電介質(zhì)層、保護(hù)膜等的所希望的構(gòu)成物的基板。
已被層疊的金屬膜只要是在至少形成了第2金屬膜后在其上形成了第1金屬膜的結(jié)構(gòu)即可。因而，也可在第2金屬膜的下層層疊了幾層任何的種類(lèi)的金屬膜。但是，優(yōu)選還具備在形成第2金屬膜之前在第2金屬膜的下層形成第3金屬膜的工序，且構(gòu)成第3金屬膜的第3金屬與構(gòu)成第1金屬膜的第1金屬相同。
優(yōu)選用濺射法或真空蒸鍍法那樣的真空工藝法來(lái)進(jìn)行第2金屬膜和第1金屬膜的形成。
在層疊了金屬膜后，在該層疊的金屬膜上形成電極形成用的抗蝕劑圖形。關(guān)于該電極形成用的抗蝕劑圖形的形成，可應(yīng)用在該領(lǐng)域中已知的光刻的方法。
其次，用刻蝕液刻蝕已被層疊的金屬膜，形成層疊膜的電極。關(guān)于此時(shí)使用的刻蝕液，希望使用例如鹽酸那樣的酸性的水溶液。這是因?yàn)?，一般用堿性的清洗液對(duì)抗蝕劑進(jìn)行顯影，故如果使用堿性的刻蝕液，則存在抗蝕劑剝離的危險(xiǎn)。
在本發(fā)明中，構(gòu)成第1金屬膜的第1金屬有必要與構(gòu)成第2金屬膜的第2金屬不同。此外，作為第1金屬和第2金屬，使用具有在將第1金屬和第2金屬浸于第1金屬的刻蝕液中的狀態(tài)下若使其短路則第1金屬的表面電位下降的性質(zhì)的金屬。
作為具有這樣的性質(zhì)的第1金屬，可舉出例如Cr(鉻)、Ti(鈦)、V(釩)、Ni(鎳)、W(鎢)和這些金屬的合金等。該第1金屬用來(lái)覆蓋第2金屬以防止氧化，可使用在表面上形成穩(wěn)定的鈍態(tài)皮膜的金屬。
此外，作為第2金屬，可舉出例如Au(金)、Ag(銀)、Cu(銅)、Al(鋁)和這些金屬的合金等。作為該第2金屬，可使用一般作為高導(dǎo)電性布線材料使用的低電阻材料的金屬。
在本發(fā)明中，具備在第1金屬膜的形成中或形成后將氣氛溫度保持為第2金屬膜的金屬原子擴(kuò)散到第1金屬膜的膜中和膜表面上那樣的溫度的擴(kuò)散工序。
所謂第1金屬膜的形成中，在例如將基板放入真空室內(nèi)、利用濺射法或真空蒸鍍法那樣的真空工藝法形成第2金屬膜并接著形成第1金屬膜的情況下，意味著從第2金屬膜的形成結(jié)束的時(shí)刻到其次的第1金屬膜的形成結(jié)束為止的期間。在該情況下，希望通過(guò)在第1金屬膜的形成中將真空室內(nèi)的溫度維持為高于等于150℃、更為理想的是高于等于200℃來(lái)進(jìn)行擴(kuò)散工序中的處理。
所謂第1金屬膜的形成后，在例如將基板放入真空室內(nèi)、利用濺射法或真空蒸鍍法那樣的真空工藝法形成第2金屬膜并接著形成第1金屬膜的情況下，意味著形成第1金屬膜并按原有狀態(tài)在真空室內(nèi)保持了基板的狀態(tài)。在該情況下，希望通過(guò)在第1金屬膜的形成后將真空室內(nèi)的溫度維持為高于等于150℃、更為理想的是高于等于200℃來(lái)進(jìn)行擴(kuò)散工序中的處理。該維持的時(shí)間希望是從2分鐘至約15分鐘的時(shí)間。
擴(kuò)散工序的溫度，如上所述，是高于等于150℃、更為理想的是高于等于200℃。在溫度小于等于150℃的情況下，存在不能充分地進(jìn)行擴(kuò)散的危險(xiǎn)。另外，即使是相當(dāng)高的溫度、例如高于等于300℃，也能進(jìn)行擴(kuò)散，但實(shí)施真空工藝法的成膜裝置一般未設(shè)計(jì)成維持那樣高的成膜溫度。因此，在考慮了成膜裝置的成本的情況下，希望定為小于等于約300℃。
為了盡可能防止第1金屬膜的最外部表面因處理氣氛進(jìn)一步被氧化，在接近于真空的減壓下實(shí)施該擴(kuò)散工序，或在H2、N2、Ar等的還原性氣氛中實(shí)施該擴(kuò)散工序。
通過(guò)實(shí)施該擴(kuò)散工序，第2金屬膜的金屬原子擴(kuò)散到第1金屬膜的膜中和膜表面上。例如在使用Cu作為第2金屬、使用Cr作為第1金屬的情況下，Cu朝向Cr粒界和Cr表面擴(kuò)散。這是基于以下的原因。
一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于多晶體的粒界來(lái)說(shuō)，原子不象內(nèi)部那樣規(guī)則地排列，原子容易擴(kuò)散移動(dòng)。特別是表面是「特殊的粒界」，容易在粒界以上引起擴(kuò)散。因而，構(gòu)成下層膜(第2金屬膜)的原子主要以上層膜(第1金屬膜)的粒界為通道來(lái)擴(kuò)散，最終在上層膜的表面上大量地存在。
表示原子的擴(kuò)散的能力的「擴(kuò)散系數(shù)D」顯示出下式(1)那樣的溫度依存性。
D(exp(-ΔG*/RT))...(1)在此，ΔG*是為了引起擴(kuò)散所必要的激活能量，R是氣體常數(shù)，T是溫度。
由于若高于等于某個(gè)溫度則可提高激活能量，故式(1)示出了原子容易顯著地引起擴(kuò)散的情況。對(duì)于上面舉出的粒界或表面來(lái)說(shuō)，由于與內(nèi)部相比ΔG*小，故容易從比較低的溫度起引起擴(kuò)散。
層疊膜的電極可以是從基板一側(cè)起依次為Cr的第1層、Cu的第2層、Cr的第3層的三層結(jié)構(gòu)。在電極是這樣的三層結(jié)構(gòu)的情況下，在擴(kuò)散工序中，第2層Cu的金屬原子擴(kuò)散到第3層Cr的膜中和膜表面上。
在上述結(jié)構(gòu)中，擴(kuò)散工序可在從第2層Cu的形成結(jié)束后到第3層Cr的形成結(jié)束為止的期間內(nèi)將氣氛溫度保持為第2層Cu的金屬原子擴(kuò)散到第3層Cr的膜中和膜表面上那樣的溫度。此外，也可在第3層Cr的形成后在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將氣氛溫度保持為第2層Cu的金屬原子擴(kuò)散到第3層Cr的膜中和膜表面上那樣的溫度。
以下，根據(jù)附圖中示出的實(shí)施形態(tài)詳細(xì)地?cái)⑹霰景l(fā)明。再有，本發(fā)明不由下述的實(shí)施形態(tài)來(lái)限定，可進(jìn)行各種變形。
圖1是示出應(yīng)用了本發(fā)明的電極形成方法的PDP的結(jié)構(gòu)的部分分解斜視圖。該P(yáng)DP是彩色顯示用的3電極面放電結(jié)構(gòu)的AC型PDP。
本PDP由包含前面?zhèn)鹊幕?1的前面?zhèn)鹊拿姘宀考捅趁鎮(zhèn)鹊幕?1的背面?zhèn)鹊拿姘宀考?gòu)成。前面?zhèn)鹊幕?1和背面?zhèn)鹊幕?1是玻璃基板，但除此以外也可使用石英基板、陶瓷基板等。
在前面?zhèn)鹊幕?1的內(nèi)側(cè)面上，在水平方向上形成了一對(duì)顯示電極X、Y，在電極對(duì)間隔開(kāi)不產(chǎn)生放電的間隔。顯示電極X與顯示電極Y之間成為顯示行L。各顯示電極X、Y由ITO、SnO2等的寬度寬的透明電極12和由例如Ag、Au、Al、Cu、Cr和這些金屬的層疊體(例如Cr/Cu/Cr的層疊膜)構(gòu)成的金屬制的寬度窄的總線電極13構(gòu)成。通過(guò)對(duì)于Ag、Au使用網(wǎng)板印刷那樣的厚膜形成技術(shù)、除此以外使用蒸鍍法、濺射法等的薄膜形成技術(shù)和刻蝕技術(shù)，能以所希望的條數(shù)、厚度、寬度和間隔形成顯示電極X、Y。
在顯示電極X、Y上以覆蓋顯示電極X、Y的方式形成了交流(AC)驅(qū)動(dòng)用的電介質(zhì)層17。通過(guò)用網(wǎng)板印刷在前面?zhèn)鹊幕?1上涂敷低熔點(diǎn)玻璃膏并進(jìn)行燒結(jié)，形成了電介質(zhì)層17。
在電介質(zhì)層17上形成了用來(lái)保護(hù)電介質(zhì)層17使之不受因由顯示時(shí)的放電產(chǎn)生的離子的碰撞引起的損傷的保護(hù)膜18。該保護(hù)膜例如由MgO、CaO、SrO、BaO等構(gòu)成。
在背面?zhèn)鹊幕?1的內(nèi)側(cè)面上，在平面上看與顯示電極X、Y交叉的方向上形成了多個(gè)地址電極A，覆蓋該地址電極A形成了電介質(zhì)層24。地址電極A是使在與Y電極的交叉部上選擇發(fā)光單元用的地址放電發(fā)生的電極，用Cr/Cu/Cr的3層結(jié)構(gòu)來(lái)形成。除此以外，例如也可用Ag、Au、Al、Cu等來(lái)形成該地址電極A。也與顯示電極X、Y同樣，對(duì)于Ag、Au使用網(wǎng)板印刷那樣的厚膜形成技術(shù)、除此以外使用蒸鍍法、濺射法等的薄膜形成技術(shù)和刻蝕技術(shù)，能以所希望的條數(shù)、厚度、寬度和間隔形成地址電極A?？墒褂门c電介質(zhì)層17相同的材料、相同的方法形成電介質(zhì)層24。
在鄰接的地址電極A與地址電極A之間的電介質(zhì)層24上形成了多個(gè)隔壁29?？衫脟娚胺ā⒂∷⒎?、光刻法等形成隔壁29。例如，在噴砂法中，在電介質(zhì)層24上涂敷由低熔點(diǎn)熔接玻璃、粘合劑樹(shù)脂和溶劑等構(gòu)成的玻璃膏層并使其干燥后，在該玻璃膏層上設(shè)置了具有隔壁圖形的開(kāi)口的切削掩模的狀態(tài)下噴吹切削粒子，切削在掩模的開(kāi)口中露出的玻璃膏層，進(jìn)而通過(guò)燒結(jié)來(lái)形成。此外，在光刻法中，使用感光性的樹(shù)脂作為粘合劑樹(shù)脂，在進(jìn)行使用了掩模的曝光和顯影后，通過(guò)燒結(jié)來(lái)形成，以代替用切削粒子來(lái)切削。
在隔壁29的側(cè)面和隔壁間的電介質(zhì)層24上形成了紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的熒光體層28R、28G、28B。在隔壁29間的凹槽狀的放電空間內(nèi)對(duì)包含熒光體粉末、粘合劑樹(shù)脂和溶劑的熒光體膏進(jìn)行網(wǎng)板印刷或使用采用了分配器的方法等進(jìn)行涂敷，在對(duì)各色重復(fù)了上述印刷或涂敷后，通過(guò)燒結(jié)形成了熒光體層28R、28G、28B。也可使用包含熒光體粉末、感光性材料和粘合劑樹(shù)脂的片狀的熒光體層材料(所謂的生片)并利用光刻技術(shù)來(lái)形成該熒光體層28R、28G、28B。在該情況下，在基板上的顯示區(qū)域的整個(gè)面上粘貼所希望的顏色的片，進(jìn)行曝光、顯影，通過(guò)對(duì)各色重復(fù)該過(guò)程，可在對(duì)應(yīng)的隔壁間形成各色的熒光體層。
通過(guò)相對(duì)地配置上述的前面?zhèn)鹊拿姘宀考捅趁鎮(zhèn)鹊拿姘宀考沟蔑@示電極X、Y與地址電極A交叉、密封周?chē)⒃谟酶舯?9包圍的放電空間30中充填放電氣體，制作了PDP。在該P(yáng)DP中，顯示電極X、Y與地址電極A的交叉部的放電空間30成為顯示的最小單位、即1個(gè)單元區(qū)域(單位發(fā)光區(qū)域)。用R、G、B這3個(gè)單元構(gòu)成1個(gè)像素。
本發(fā)明的電極形成方法是形成以上說(shuō)明的3電極面放電結(jié)構(gòu)的AC型PDP中的顯示電極X、Y的總線電極13和地址電極A用的電極形成方法。這些總線電極13和地址電極A成為從基板一側(cè)起依次為第1層Cr、第2層Cu、第3層Cr的層疊膜。以下，為了容易進(jìn)行說(shuō)明，將該層疊膜的總線電極13和地址電極A單單稱為電極來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
圖2(a)～圖2(g)是示出本發(fā)明的電極形成方法的一例的說(shuō)明圖。在此，以在背面?zhèn)鹊牟ＡЩ?1上形成上述的地址電極A的方法為例來(lái)說(shuō)明。
首先，用濺射法或真空蒸鍍法等的真空工藝法在玻璃基板21上形成第1層Cr31膜(參照?qǐng)D2(a))。
其次，在第1層Cr31上形成第2層Cu32膜(參照?qǐng)D2(b))，其后，一邊將氣氛溫度保持為150℃、較為理想的是高于等于200℃，一邊在第2層Cu32上形成第3層Cr33膜(參照?qǐng)D2(c))。由此，使第2層Cu32中的金屬原子擴(kuò)散到第3層Cr33的層中和層表面上。也可在第1層Cr31、第2層Cu32、第3層Cr33膜全部形成后，通過(guò)保持為150℃、較為理想的是高于等于200℃來(lái)進(jìn)行該擴(kuò)散工序。
以約0.05μm的膜厚形成第1層Cr31膜，以約1～3μm的膜厚形成第2層Cu32膜，以約0.15μm的膜厚形成第3層Cr33膜。第1層Cr31用來(lái)確保與玻璃基板21的密接性，從該意義上說(shuō)，定為約0.05μm的膜厚。由于第3層Cr33用來(lái)保護(hù)第2層Cu32使其不氧化，故比第1層Cr31厚，為約0.15μm的膜厚。將第2層Cu32的膜厚定為1～3μm，但可根據(jù)流過(guò)的電流的大小適當(dāng)?shù)刈兏?br> 其次，在第3層Cr33上形成了抗蝕劑34后(參照?qǐng)D2(d))，進(jìn)行抗蝕劑34的構(gòu)圖，形成電極抗蝕劑圖形(參照?qǐng)D2(e))。
其次，利用刻蝕液除去抗蝕劑形成部位以外的第3層Cr33、第2層Cu32、第1層Cr31(參照?qǐng)D2(f))，其后，通過(guò)除去第3層Cr33上的抗蝕劑34，形成由第1層Cr31、第2層Cu32、第3層Cr33構(gòu)成的層疊膜的電極(參照?qǐng)D2(g))。
在該層疊膜的電極形成中，在形成了層疊膜的時(shí)刻，第3層Cr的表面被鈍態(tài)皮膜覆蓋，但通過(guò)進(jìn)行擴(kuò)散處理，使第3層Cr表面的鈍態(tài)皮膜容易溶出到刻蝕液中。
本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)了通過(guò)在第3層Cr中和第3層Cr的表面上使Cu與Cr共存，可容易地刻蝕第3層Cr。以下說(shuō)明其驗(yàn)證方法和機(jī)理。
圖3是示出電流-電位測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
該裝置是為了調(diào)查通過(guò)Cr與Cu共存、即Cr與Cu電短路、刻蝕以怎樣的方式進(jìn)行而使用的裝置。
在該裝置中，使用在凝膠中混合了AgCl的鹽橋48連結(jié)了在Cr的刻蝕液41中放入了Cr樣品42和Cu樣品43的容器44和在飽和KCl水溶液45中浸了Ag電極46的容器47。在此以后，對(duì)后者的容器47和鹽橋48總稱為Ag/AgCl參照電極。
作為Cr樣品42，采用了使用純度99.9％的靶在玻璃基板上進(jìn)行了成膜的Cr薄膜(膜厚200nm)。作為Cu樣品43，使用了純度99.9％的無(wú)氧銅的壓延板。
為了使與刻蝕有關(guān)的表面積為恒定，在各樣品的表面上涂敷了不被刻蝕液侵蝕的覆蓋材料。但是，只在1cm×1cm的區(qū)域中不進(jìn)行覆蓋，使樣品表面在刻蝕液中露出。
如圖示那樣連接Cr樣品42與電路用開(kāi)關(guān)49、電流計(jì)50、電壓計(jì)51，此外，設(shè)置了耦合用開(kāi)關(guān)52，以便能使Cr樣品42與Cu樣品43電短路。
在電極形成時(shí)使用由堿性的溶液進(jìn)行顯影、剝離的感光性抗蝕劑的情況下，由于從抗蝕劑的耐受性的觀點(diǎn)來(lái)看必須使用酸性的藥液作為Cr的刻蝕液，故在此使用了HCl(pH＝0～1)作為Cr樣品42的刻蝕液41。
圖4(a)和圖4(b)是示出電流-電位測(cè)定裝置中的測(cè)定結(jié)果的曲線圖。圖4(a)在橫軸上示出了浸漬時(shí)間，在左縱軸上示出了流過(guò)電路的電流的電流密度，在右縱軸上示出了Cr樣品的表面電位。
圖4(b)是Cr的電位-pH圖(Pourbaix圖)。該圖將浸了Cr的藥液的pH取作橫軸，將此時(shí)的Cr表面電位取作縱軸，圖示了在各pH下在化學(xué)熱力學(xué)方面能穩(wěn)定地存在的Cr的狀態(tài)。參照電極是Ag/AgCl。從該圖可知，例如在pH＝13的堿性的藥液中Cr表面電位為+100mV的情況下，Cr的CrO42-是最穩(wěn)定的狀態(tài)，從Cr表面起成為CrO42-這樣的離子溶出。
使用圖3中示出的電流-電位測(cè)定裝置，將Cr樣品、Cu樣品浸于刻蝕液中，使各開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，測(cè)定了電流、電壓的情況。使用圖4(a)和圖4(b)說(shuō)明其結(jié)果。
首先，只將Cr樣品浸漬于刻蝕液中，與此同時(shí)在使電路用開(kāi)關(guān)導(dǎo)通了時(shí)，Cr樣品的表面電位是200mV，電流密度是0μA/cm2(圖4(a)的區(qū)域A)。
其次，將Cu樣品浸于刻蝕液中，同時(shí)在接通耦合用開(kāi)關(guān)時(shí)，Cr樣品的表面電位顯示出-360mV，電流開(kāi)始了流動(dòng)。在一會(huì)兒的期間內(nèi)表面電位在-360～-400mV的范圍內(nèi)緩慢地變化(圖4(a)的區(qū)域B)，但從約-400mV起表面電位急劇地降低到-700mV(圖4(a)的區(qū)域C)。
其后，到Cr樣品消失為止，顯示出-700mV的恒定的電位(圖4(a)的區(qū)域D)。
此外，在從區(qū)域C轉(zhuǎn)移到區(qū)域D時(shí)，電流的流動(dòng)的方向逆轉(zhuǎn)了。
如果說(shuō)明圖4(a)中示出的電流-電位的情況與圖4(b)中示出的Cr的Pourbaix圖的關(guān)系，則如下所述。
首先，在電位為+200mV的區(qū)域A中，從圖4(b)可知CrOOH(Cr的鈍態(tài)皮膜)極為穩(wěn)定，不進(jìn)行刻蝕即Cr的溶出，因而，電流也不流動(dòng)。
其次，如果使Cr樣品與Cu樣品短路，則從Cu對(duì)Cr供給電子的結(jié)果，Cr的表面電位降低到-360～-400mV(區(qū)域B)。但根據(jù)Cr的Pourbaix圖，在該電位處H+與CrOOH按照下式(2)反應(yīng)，作為Cr3+緩慢地溶出。
...(2)隨著Cr3+的溶出，表面電位下降，如果到達(dá)-400mV(區(qū)域B與區(qū)域C的邊界)，則根據(jù)Cr的Pourbaix圖，則由于Cr3+和Cr2+為穩(wěn)定的，故CrOOH按照下式(3)、(4)急劇地溶出、消失(區(qū)域C)。
...(3)...(4)此時(shí)，由于Cr樣品接受了電子，故起到陰極的作用。
在區(qū)域D中，在Cr樣品表面上，CrOOH(鈍態(tài)皮膜)已消失了，金屬Cr與刻蝕液接觸。按照Cr的Pourbaix圖，由于在-700mV處Cr2+是穩(wěn)定的，故金屬Cr按照下式(5)溶出。
...(5)此時(shí)，由于Cr樣品放出電子，故起到陽(yáng)極的作用，區(qū)域B與區(qū)域C的極性反轉(zhuǎn)了。在從區(qū)域C轉(zhuǎn)移到區(qū)域D時(shí)，電流的流動(dòng)方向之所以逆轉(zhuǎn)，該極性的反轉(zhuǎn)是原因。
如以上詳細(xì)地?cái)⑹龅哪菢?，通過(guò)Cr與Cu共存并電短路，Cr表面電位下降，Cr表面的鈍態(tài)皮膜容易溶出到刻蝕液中，可穩(wěn)定地且高效地進(jìn)行刻蝕。
為了該「使Cr與Cu共存并使其電短路」而實(shí)施擴(kuò)散工序，使第2層Cu擴(kuò)散到第3層Cr中(粒界)和表面上。
在本發(fā)明中，在擴(kuò)散工序中，使第2層Cu擴(kuò)散到第3層Cr中，更準(zhǔn)確地說(shuō)，擴(kuò)散到第3層Cr粒界或第3層Cr表面上，由此容易用刻蝕來(lái)除去Cr鈍態(tài)皮膜。在此，之所以定為第3層Cr粒界，是由于在熱力學(xué)上平衡的狀態(tài)下Cu不固溶到Cr中，而是優(yōu)先沿著Cr粒界擴(kuò)散到表面上。
主要在層疊膜的成膜時(shí)利用對(duì)Cu供給熱的能量的處理來(lái)完成這樣的沿著Cr粒界的Cu的擴(kuò)散。特別是通過(guò)在從第2層Cu形成后到第3層Cr形成之前為止的期間內(nèi)將高于等于150℃、更為理想的是高于等于200℃的基板溫度維持維2分鐘至15分鐘來(lái)完成上述的Cu的擴(kuò)散。
此外，也可代之以在層疊膜成膜后通過(guò)將該層疊膜的氣氛溫度在高于等于150℃、更為理想的是高于等于200℃的溫度下維持2分鐘至15分鐘持來(lái)實(shí)施。
為了盡可能防止第3層Cr的最外部表面因處理氣氛進(jìn)一步被氧化，希望在接近于真空的減壓下進(jìn)行該擴(kuò)散工序，或在H2、N2、Ar等的還原性氣氛中進(jìn)行擴(kuò)散工序。
實(shí)施例以下說(shuō)明實(shí)施例。
在玻璃基板上利用濺射法形成由ITO膜構(gòu)成的透明電極，在使用抗蝕劑進(jìn)行構(gòu)圖后，利用刻蝕形成透明電極。關(guān)于刻蝕液，使用40℃的FeCl3水溶液，大體用200秒結(jié)束刻蝕。
在形成了透明電極的玻璃基板上利用濺射法形成第1層Cr、第2層Cu。在形成了第2層Cu后，在真空室中加熱基板使基板溫度高于等于150℃后，形成第3層Cr膜。
在該Cr/Cu/Cr層疊膜上使用抗蝕劑進(jìn)行了構(gòu)圖后，從表面起依次刻蝕層疊膜。關(guān)于刻蝕液，第3層Cr40℃的HCl水溶液，第2層Cu40℃的FeCl3水溶液，第1層Cr40℃的HCl水溶液。
在浸于刻蝕液中的同時(shí)，開(kāi)始第3層Cr的刻蝕，用約60秒結(jié)束了刻蝕。用約300秒刻蝕第2層Cu，用約60秒刻蝕第1層Cr，其后在觀察了所完成的層疊膜的電極形狀時(shí)，第2層Cu與第3層Cr的剖面一致，沒(méi)有成為第3層Cr從第2層Cu以帽沿狀伸出的所謂的「帽沿形狀」。
在該電極上形成了電介質(zhì)，電介質(zhì)玻璃無(wú)空隙地覆蓋在電極上，即使使面板點(diǎn)亮也不發(fā)生因電弧電流引起的斷線。
對(duì)于電介質(zhì)層形成前的層疊膜，從層疊膜的表面?zhèn)绕鹨贿呌肁r+進(jìn)行濺射，一邊進(jìn)行Auger電子分光(AES)分析，調(diào)查了第3層Cr的深度方向的Cu濃度分布。
圖5是示出了該測(cè)定結(jié)果的圖，是示出了層疊膜的深度與成分濃度的關(guān)系的曲線圖。如該曲線圖中所示，層疊膜的分析的結(jié)果，可確認(rèn)在第3層Cr中和表面上存在Cu。該濃度在第3層Cr中是1.7～3.3atm％。此外，由于在表面上因C或O那樣的大氣成分產(chǎn)生的雜質(zhì)較多(參照表1)，故如果將這些雜質(zhì)除外假定只由Cr和Cu構(gòu)成而再次計(jì)算，則在第3層Cr的表面上估計(jì)存在31.7atm％的Cu。
表1第3層Cr表面上的組成

在本實(shí)施例中，在形成第2層后，在真空室中對(duì)基板進(jìn)行了加熱直到基板溫度為高于等于150℃后，形成第3層Cr膜，但即使在第3層Cr形成后在真空室中對(duì)基板進(jìn)行加熱直到基板溫度為高于等于150℃也沒(méi)有關(guān)系。此外，即使不在真空室中而是在還原性氣氛中進(jìn)行相同的處理也沒(méi)有關(guān)系。
比較例在玻璃基板上利用濺射法形成第1層Cr、第2層Cu、第3層Cr。在形成第2層Cu后至形成第3層Cr為止的期間內(nèi)不實(shí)施擴(kuò)散工序。除了Cr/Cu/Cr層疊膜的形成以外，用與實(shí)施例同樣的方法進(jìn)行了處理。
在浸于刻蝕液中經(jīng)過(guò)約60秒才開(kāi)始第3層Cr的刻蝕，到第3層Cr完全消失為止，需要實(shí)施例的大體2倍即120秒的時(shí)間。
在觀察第2層Cu、第1層Cr的刻蝕后所得到的電極形狀時(shí)，第3層Cr以帽沿狀從第2層Cu伸出。
在這樣形成的層疊膜的電極上形成了電介質(zhì)玻璃層時(shí)，存在電介質(zhì)玻璃層不能覆蓋電極的部位，使已完成的PDP點(diǎn)亮，結(jié)果發(fā)生了因電弧電流引起的斷線。
對(duì)于電介質(zhì)形成前的層疊膜，進(jìn)行與實(shí)施例同樣的AES分析，調(diào)查了第3層Cr的深度方向的Cu濃度分布。
圖6是示出了該測(cè)定結(jié)果的圖，是示出了與圖5相同的層疊膜的深度與成分濃度的關(guān)系的曲線圖。在比較例中，由于未實(shí)施擴(kuò)散工序，故在第3層Cr中和表面上未檢測(cè)出Cu。
從該比較例可知，按照本發(fā)明，使第2層Cu擴(kuò)散到第3層Cr中、更準(zhǔn)確地說(shuō)，擴(kuò)散到第3層Cr粒界或第3層Cr的表面上，通過(guò)Cr與Cu共存并電短路，在將第3層Cr維持為適當(dāng)?shù)男螤畹脑袪顟B(tài)下可穩(wěn)定且高效地刻蝕。由此，可使電介質(zhì)玻璃充分地充填在電極側(cè)面中，防止因電弧電流引起的電極斷線，可提供具有優(yōu)良的顯示品位和可靠性的AC型PDP。
權(quán)利要求
1.一種具有被電介質(zhì)層覆蓋的電極的等離子顯示面板的電極形成方法，其特征在于，包括以下工序在基板上至少形成了第2金屬膜后，在其上形成第1金屬膜；在層疊的金屬膜上形成電極形成用的抗蝕劑圖形，用刻蝕液刻蝕該金屬膜以形成層疊膜的電極，其中，構(gòu)成第1金屬膜的第1金屬與構(gòu)成第2金屬膜的第2金屬不同，而且，作為第1金屬和第2金屬，使用具有在將第1金屬和第2金屬浸于第1金屬的刻蝕液中的狀態(tài)下若使其短路則第1金屬的表面電位下降的性質(zhì)的金屬；以及，在第1金屬膜的形成中或形成后將氣氛溫度保持為第2金屬膜的金屬原子擴(kuò)散到第1金屬膜的膜中和膜表面上那樣的溫度的擴(kuò)散工序。
2.如權(quán)利要求1中所述的等離子顯示面板的電極形成方法，其特征在于還具備在形成第2金屬膜之前在第2金屬膜的下層形成第3金屬膜的工序，構(gòu)成第3金屬膜的第3金屬與構(gòu)成第1金屬膜的第1金屬是相同的。
3.如權(quán)利要求1中所述的等離子顯示面板的電極形成方法，其特征在于第1金屬由從Cr、Ti、V、Ni、W和這些金屬的合金的組中選擇的金屬構(gòu)成，第2金屬由從Au、Ag、Cu、Al和這些金屬的合金的組中選擇的金屬構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1中所述的等離子顯示面板的電極形成方法，其特征在于利用真空工藝法進(jìn)行第2金屬膜和第1金屬膜的形成。
5.如權(quán)利要求1中所述的等離子顯示面板的電極形成方法，其特征在于擴(kuò)散工序的氣氛溫度高于等于150℃。
6.如權(quán)利要求1中所述的等離子顯示面板的電極形成方法，其特征在于在減壓下實(shí)施擴(kuò)散工序。
7.如權(quán)利要求1中所述的等離子顯示面板的電極形成方法，其特征在于在還原性氣氛中實(shí)施擴(kuò)散工序。
8.如權(quán)利要求1中所述的等離子顯示面板的電極形成方法，其特征在于刻蝕液是酸性的水溶液。
9.如權(quán)利要求1中所述的等離子顯示面板的電極形成方法，其特征在于層疊膜的電極是從基板一側(cè)起依次為Cr的第1層、Cu的第2層和Cr的第3層的三層結(jié)構(gòu)，在擴(kuò)散工序中，第2層Cu的金屬原子被擴(kuò)散到第3層Cr的膜中和膜表面上。
10.如權(quán)利要求9中所述的等離子顯示面板的電極形成方法，其特征在于擴(kuò)散工序由在從第2層Cu的形成結(jié)束后到第3層Cr的形成結(jié)束為止的期間內(nèi)將氣氛溫度保持為第2層Cu的金屬原子擴(kuò)散到第3層Cr的膜中和膜表面上那樣的溫度的過(guò)程構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求9中所述的等離子顯示面板的電極形成方法，其特征在于擴(kuò)散工序由在第3層Cr的形成后在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將氣氛溫度保持為第2層Cu的金屬原子擴(kuò)散到第3層Cr的膜中和膜表面上那樣的溫度的過(guò)程構(gòu)成。
全文摘要
通過(guò)使從層疊膜的最上層算起的1個(gè)下層的金屬膜的成分?jǐn)U散到最上層的金屬膜中，可穩(wěn)定地且有效地刻蝕最上層的金屬膜。在玻璃基板上至少形成了第2金屬膜后，在其上形成第1金屬膜，在用刻蝕液刻蝕已被層疊的金屬膜以形成層疊膜的電極時(shí)，作為第1金屬和第2金屬，使用具有在將第1金屬和第2金屬浸于第1金屬的刻蝕液中的狀態(tài)下若使其短路則第1金屬的表面電位下降的性質(zhì)的金屬。然后，實(shí)施在第1金屬膜的形成中或形成后將氣氛溫度保持為第2金屬膜的金屬原子擴(kuò)散到第1金屬膜的膜中和膜表面上那樣的溫度的擴(kuò)散工序。
文檔編號(hào)H01J11/34GK1773651SQ200510118680
公開(kāi)日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2005年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月8日
發(fā)明者鈴木和雄, 柳原直人, 石原安彥, 川北哲郎, 榮福秀馬 申請(qǐng)人:富士通日立等離子顯示器股份有限公司