铝电极配线用玻璃组合物和导电糊、具备该铝电极配线的电子部件及该电子部件的制造方法
专利名称：铝电极配线用玻璃组合物和导电糊、具备该铝电极配线的电子部件及该电子部件的制造方法
技术领域：
本发明涉及铝电极配线用玻璃组合物和导电糊、具备该铝电极配线的电子部件及该电子部件的制造方法。
背景技术：
太阳能电池单元、等离子体显示面板(PDP)及液晶显示器(IXD)的电子部件中形成有电极配线。该电极配线使用导电糊形成。导电糊中使用银(Ag)或铝(Al)作为金属粒子。电极配线通过将导电糊在大气中、高温下焙烧而形成，导电糊除了金属粒子以外还具有玻璃组合物的粉末，在导电糊焙烧时，通过加热到该玻璃组合物的软化点以上的温度，玻璃 组合物软化流动，银电极配线和铝电极配线变得致密，同时牢固地粘接于基板上。该玻璃组合物中使用在较低温度下软化流动的、以氧化铅(PbO)为主成分的玻璃组合物。但是，该玻璃组合物所含的氧化铅为有害物质，为了谋求环境负荷的降低，在太阳能电池单元及等离子体显示面板等电子部件中，正在将无铅的玻璃组合物应用于电极配线。例如，在专利文献I中，提出了一种在形成于太阳能电池单元中的银(Ag)电极配线及铝(Al)电极配线中的含有氧化铋(Bi2O3)和氧化硅(SiO2)的无铅玻璃。另外，在专利文献2中，提出了在形成于太阳能电池单元中的铝电极配线中含有氧化铋和氧化硼(B2O3)的无铅玻璃。现有技术文献专利文献专利文献I:特开2008-543080号公报专利文献2:特开2006-332032号公报
发明内容
发明所要解决的课题在电子部件中，在需要(表观的)功函数小的电极配线的情况下，使用铝电极配线。例如，在具有pn结的太阳能电池单元中，将银电极配线应用于n型半导体侧，为了提高转换效率，将铝电极配线应用于P型半导体侧。若铝电极配线使用以氧化铅为主成分的玻璃组合物，则由于铅的功函数比铝小，因此能够使铝电极配线的表观的功函数减小到铝的功函数程度。另一方面，认为作为专利文献I和专利文献2中提出的作为无铅玻璃的构成元素的铋、硅、硼比铝的功函数大，作为电极配线的表观的功函数比使用铅的电极配线的表观的功函数大。因此，本发明的目的在于，提供不含铅的、使作为电极配线的表观的功函数比铝的功函数小的铝电极配线用玻璃组合物，提供使用该玻璃组合物的导电糊，提供具备该铝电极配线的电子部件，还提供该电子部件的制造方法。用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的特征在于，是ー种铝电极配线用玻璃组合物，铝电极配线用玻璃组合物的特征在于，由功函数比铝小的元素的氧化物构成。另外，本发明是一种铝电极配线用导电糊，其是包含铝和/或含铝合金的多个粒子和包含玻璃组合物的粉末分散在溶解于溶剂中的粘合剂树脂中而成的铝电极配线用导电糊，其特征在干，成为所述粉末的所述玻璃组合 物使用本发明的铝电极配线用玻璃组合物。另外，本发明是ー种具备铝电极配线的电子部件，所述铝电极配线具有包含铝和/或含铝合金的多个粒子、和将所述粒子固定于基板的玻璃组合物，其特征在干，将所述粒子固定于基板的所述玻璃组合物使用本发明的铝电极配线用玻璃组合物。另外，本发明的特征在于，是ー种电子部件的制造方法，该方法将包含铝和/或含铝合金的多个粒子、和包含玻璃组合物的粉末分散在溶解于溶剂中的粘合剂树脂中而成的导电糊涂敷在基板上，对涂敷后的所述导电糊进行焙烧，形成铝电极配线，所述玻璃组合物由功函数比铝小的元素的氧化物构成。发明效果根据本发明，能够提供不含铅的、使作为电极配线的表观的功函数比铝的功函数小的铝电极配线用玻璃组合物，能够提供使用该玻璃组合物的导电糊，能够提供具备该铝电极配线的电子部件，还能够提供该电子部件的制造方法。
图IA是本发明的第一实施方式的太阳能电池単元(电子部件)的俯视图；图IB是本发明的第一实施方式的太阳能电池単元(电子部件)的仰视图；图IC是图IA的A-A'方向的向视剖面图；图2是本发明的第四实施方式的等离子体显示面板(电子部件)的剖面图的局部。
具体实施例方式本发明人发现通过将由功函数比铝(Al)小的元素的氧化物构成的玻璃组合物应用于铝电极配线，除了不可避免的元素以外不含有功函数比铝大的元素的氧化物，能够提高形成有该铝电极配线的电子部件的性能。例如，在太阳能电池単元中，能够提高转换效率，详细内容如下所述。即使在不是玻璃组合物的结晶物中也存在很多包含功函数比铝小的元素的氧化物，但是，结晶物的情况下，存在在电极焙烧温度以下不具有良好的软化流动性，难以或者不能在电子部件上形成良好的铝电极配线的问题。因此，为了形成铝电极配线，含有玻璃组合物是有效的。而且，本发明人发现该玻璃组合物优选至少由钒(V)的氧化物、碱土类金属的氧化物、和碱金属的氧化物构成。[表 I]
权利要求
1.一种铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，由功函数比铝(Al)小的元素的氧化物构成。
2.权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，除了不可避免的元素以外，不含有功函数比铝大的元素的氧化物。
3.权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，功函数比铝小的元素的所述氧化物至少由钒(V)的氧化物、碱土类金属的氧化物、和碱金属的氧化物构成。
4.权利要求3所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，作为所述碱土类金属元素，为至少包括钡在内的钙(Ca)、锶(Sr)及钡(Ba)元素中的一种以上，作为所述碱金属元素，为钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)及铯(Cs)元素中的至少一种以上。
5.权利要求4所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于， 在以五氧化二钒(V2O5)的形式而含有所述钒元素的情况下，含有40 70重量％的所述五氧化二钒， 在以用化学式RnO表示的氧化物的形式而含有所述碱土类金属元素Rn的情况下，含有20 40重量％的所述用化学式RnO表示的氧化物， 在以用化学式R2O表示的氧化物的形式而含有所述碱金属元素R的情况下，含有10 20重量％的所述用化学式R2O表示的氧化物。
6.权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，焙烧铝电极配线时，在内部析出微晶。
7.权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，在500°C以下的温度下结晶化，在700°C以下的温度下软化流动。
8.权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，在400°C以下的温度下结晶化，在600°C以下的温度下软化流动。
9.权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，除了不可避免的成分以夕卜，不含铅(Pb)。
10.一种铝电极配线用导电糊，其是将包含铝和/或含铝合金的多个粒子、和包含玻璃组合物的粉末分散在溶解于溶剂中的粘合剂树脂中而成的铝电极配线用导电糊，其特征在于，作为所述粉末的所述玻璃组合物使用权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物。
11.权利要求10所述的铝电极配线用导电糊，其特征在于，相对于所述粒子的100重量份，以O. 2 20重量份的比例含有所述粉末。
12.权利要求10所述的铝电极配线用导电糊，其特征在于，相对于所述粒子的100重量份，以O. 2 2重量份的比例含有所述粉末。
13.一种电子部件，其具备铝电极配线，所述铝电极配线具有包含铝和/或含铝合金的多个粒子、和将所述粒子固定于基板的玻璃组合物，其特征在于，将所述粒子固定于基板的所述玻璃组合物使用权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物。
14.权利要求13所述的电子部件，其特征在于，在所述玻璃组合物的内部析出有微晶。
15.权利要求13所述的电子部件，其特征在于，相对于所述粒子的100重量份，以O.2 20重量份的比例含有所述玻璃组合物。
16.权利要求13所述的电子部件，其特征在于，所述基板具有P型半导体，所述P型半导体上形成有所述铝电极配线。
17.权利要求16所述的电子部件，其特征在于，所述基板为具有pn结的太阳能电池单J Li ο
18.权利要求13所述的电子部件，其特征在于，该电子部件为显示面板。
19.一种电子部件的制造方法，其特征在于，将导电糊涂敷在基板上，焙烧涂敷的所述导电糊，形成铝电极配线，所述导电糊是将包含铝和/或含铝合金的多个粒子、和包含由功函数比铝小的元素的氧化物构成的玻璃组合物的粉末分散在溶解于溶剂中的粘合剂树脂中而得到的导电糊。
全文摘要
本发明提供一种铝电极配线用玻璃组合物。该玻璃组合物由功函数比铝小的元素的氧化物构成。该氧化物由钒(V)的氧化物、碱土类金属的氧化物和碱金属的氧化物构成，作为碱土类金属为至少包括钡在内的钙(Ca)、锶(Sr)以及钡(Ba)元素中的一种以上的元素，作为碱金属的元素为钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)以及铯(Cs)元素中的至少一种以上的元素。在以五氧化二钒(V2O5)的形式而含有钒元素的情况下，含五氧化二钒40～70重量%，不含铅，作为电极配线的表观的功函数比铝(Al)的功函数小。
文档编号H01L21/288GK102770382SQ20118001044
公开日2012年11月7日 申请日期2011年2月17日 优先权日2010年3月25日
发明者内藤孝, 吉村圭, 桥场裕司, 立薗信一, 青柳拓也 申请人:日立化成工业株式会社, 株式会社日立制作所
技术领域：
本发明涉及铝电极配线用玻璃组合物和导电糊、具备该铝电极配线的电子部件及该电子部件的制造方法。
背景技术：
太阳能电池单元、等离子体显示面板(PDP)及液晶显示器(IXD)的电子部件中形成有电极配线。该电极配线使用导电糊形成。导电糊中使用银(Ag)或铝(Al)作为金属粒子。电极配线通过将导电糊在大气中、高温下焙烧而形成，导电糊除了金属粒子以外还具有玻璃组合物的粉末，在导电糊焙烧时，通过加热到该玻璃组合物的软化点以上的温度，玻璃 组合物软化流动，银电极配线和铝电极配线变得致密，同时牢固地粘接于基板上。该玻璃组合物中使用在较低温度下软化流动的、以氧化铅(PbO)为主成分的玻璃组合物。但是，该玻璃组合物所含的氧化铅为有害物质，为了谋求环境负荷的降低，在太阳能电池单元及等离子体显示面板等电子部件中，正在将无铅的玻璃组合物应用于电极配线。例如，在专利文献I中，提出了一种在形成于太阳能电池单元中的银(Ag)电极配线及铝(Al)电极配线中的含有氧化铋(Bi2O3)和氧化硅(SiO2)的无铅玻璃。另外，在专利文献2中，提出了在形成于太阳能电池单元中的铝电极配线中含有氧化铋和氧化硼(B2O3)的无铅玻璃。现有技术文献专利文献专利文献I:特开2008-543080号公报专利文献2:特开2006-332032号公报
发明内容
发明所要解决的课题在电子部件中，在需要(表观的)功函数小的电极配线的情况下，使用铝电极配线。例如，在具有pn结的太阳能电池单元中，将银电极配线应用于n型半导体侧，为了提高转换效率，将铝电极配线应用于P型半导体侧。若铝电极配线使用以氧化铅为主成分的玻璃组合物，则由于铅的功函数比铝小，因此能够使铝电极配线的表观的功函数减小到铝的功函数程度。另一方面，认为作为专利文献I和专利文献2中提出的作为无铅玻璃的构成元素的铋、硅、硼比铝的功函数大，作为电极配线的表观的功函数比使用铅的电极配线的表观的功函数大。因此，本发明的目的在于，提供不含铅的、使作为电极配线的表观的功函数比铝的功函数小的铝电极配线用玻璃组合物，提供使用该玻璃组合物的导电糊，提供具备该铝电极配线的电子部件，还提供该电子部件的制造方法。用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的特征在于，是ー种铝电极配线用玻璃组合物，铝电极配线用玻璃组合物的特征在于，由功函数比铝小的元素的氧化物构成。另外，本发明是一种铝电极配线用导电糊，其是包含铝和/或含铝合金的多个粒子和包含玻璃组合物的粉末分散在溶解于溶剂中的粘合剂树脂中而成的铝电极配线用导电糊，其特征在干，成为所述粉末的所述玻璃组合 物使用本发明的铝电极配线用玻璃组合物。另外，本发明是ー种具备铝电极配线的电子部件，所述铝电极配线具有包含铝和/或含铝合金的多个粒子、和将所述粒子固定于基板的玻璃组合物，其特征在干，将所述粒子固定于基板的所述玻璃组合物使用本发明的铝电极配线用玻璃组合物。另外，本发明的特征在于，是ー种电子部件的制造方法，该方法将包含铝和/或含铝合金的多个粒子、和包含玻璃组合物的粉末分散在溶解于溶剂中的粘合剂树脂中而成的导电糊涂敷在基板上，对涂敷后的所述导电糊进行焙烧，形成铝电极配线，所述玻璃组合物由功函数比铝小的元素的氧化物构成。发明效果根据本发明，能够提供不含铅的、使作为电极配线的表观的功函数比铝的功函数小的铝电极配线用玻璃组合物，能够提供使用该玻璃组合物的导电糊，能够提供具备该铝电极配线的电子部件，还能够提供该电子部件的制造方法。
图IA是本发明的第一实施方式的太阳能电池単元(电子部件)的俯视图；图IB是本发明的第一实施方式的太阳能电池単元(电子部件)的仰视图；图IC是图IA的A-A'方向的向视剖面图；图2是本发明的第四实施方式的等离子体显示面板(电子部件)的剖面图的局部。
具体实施例方式本发明人发现通过将由功函数比铝(Al)小的元素的氧化物构成的玻璃组合物应用于铝电极配线，除了不可避免的元素以外不含有功函数比铝大的元素的氧化物，能够提高形成有该铝电极配线的电子部件的性能。例如，在太阳能电池単元中，能够提高转换效率，详细内容如下所述。即使在不是玻璃组合物的结晶物中也存在很多包含功函数比铝小的元素的氧化物，但是，结晶物的情况下，存在在电极焙烧温度以下不具有良好的软化流动性，难以或者不能在电子部件上形成良好的铝电极配线的问题。因此，为了形成铝电极配线，含有玻璃组合物是有效的。而且，本发明人发现该玻璃组合物优选至少由钒(V)的氧化物、碱土类金属的氧化物、和碱金属的氧化物构成。[表 I]
权利要求
1.一种铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，由功函数比铝(Al)小的元素的氧化物构成。
2.权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，除了不可避免的元素以外，不含有功函数比铝大的元素的氧化物。
3.权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，功函数比铝小的元素的所述氧化物至少由钒(V)的氧化物、碱土类金属的氧化物、和碱金属的氧化物构成。
4.权利要求3所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，作为所述碱土类金属元素，为至少包括钡在内的钙(Ca)、锶(Sr)及钡(Ba)元素中的一种以上，作为所述碱金属元素，为钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)及铯(Cs)元素中的至少一种以上。
5.权利要求4所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于， 在以五氧化二钒(V2O5)的形式而含有所述钒元素的情况下，含有40 70重量％的所述五氧化二钒， 在以用化学式RnO表示的氧化物的形式而含有所述碱土类金属元素Rn的情况下，含有20 40重量％的所述用化学式RnO表示的氧化物， 在以用化学式R2O表示的氧化物的形式而含有所述碱金属元素R的情况下，含有10 20重量％的所述用化学式R2O表示的氧化物。
6.权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，焙烧铝电极配线时，在内部析出微晶。
7.权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，在500°C以下的温度下结晶化，在700°C以下的温度下软化流动。
8.权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，在400°C以下的温度下结晶化，在600°C以下的温度下软化流动。
9.权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物，其特征在于，除了不可避免的成分以夕卜，不含铅(Pb)。
10.一种铝电极配线用导电糊，其是将包含铝和/或含铝合金的多个粒子、和包含玻璃组合物的粉末分散在溶解于溶剂中的粘合剂树脂中而成的铝电极配线用导电糊，其特征在于，作为所述粉末的所述玻璃组合物使用权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物。
11.权利要求10所述的铝电极配线用导电糊，其特征在于，相对于所述粒子的100重量份，以O. 2 20重量份的比例含有所述粉末。
12.权利要求10所述的铝电极配线用导电糊，其特征在于，相对于所述粒子的100重量份，以O. 2 2重量份的比例含有所述粉末。
13.一种电子部件，其具备铝电极配线，所述铝电极配线具有包含铝和/或含铝合金的多个粒子、和将所述粒子固定于基板的玻璃组合物，其特征在于，将所述粒子固定于基板的所述玻璃组合物使用权利要求I所述的铝电极配线用玻璃组合物。
14.权利要求13所述的电子部件，其特征在于，在所述玻璃组合物的内部析出有微晶。
15.权利要求13所述的电子部件，其特征在于，相对于所述粒子的100重量份，以O.2 20重量份的比例含有所述玻璃组合物。
16.权利要求13所述的电子部件，其特征在于，所述基板具有P型半导体，所述P型半导体上形成有所述铝电极配线。
17.权利要求16所述的电子部件，其特征在于，所述基板为具有pn结的太阳能电池单J Li ο
18.权利要求13所述的电子部件，其特征在于，该电子部件为显示面板。
19.一种电子部件的制造方法，其特征在于，将导电糊涂敷在基板上，焙烧涂敷的所述导电糊，形成铝电极配线，所述导电糊是将包含铝和/或含铝合金的多个粒子、和包含由功函数比铝小的元素的氧化物构成的玻璃组合物的粉末分散在溶解于溶剂中的粘合剂树脂中而得到的导电糊。
全文摘要
本发明提供一种铝电极配线用玻璃组合物。该玻璃组合物由功函数比铝小的元素的氧化物构成。该氧化物由钒(V)的氧化物、碱土类金属的氧化物和碱金属的氧化物构成，作为碱土类金属为至少包括钡在内的钙(Ca)、锶(Sr)以及钡(Ba)元素中的一种以上的元素，作为碱金属的元素为钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)以及铯(Cs)元素中的至少一种以上的元素。在以五氧化二钒(V2O5)的形式而含有钒元素的情况下，含五氧化二钒40～70重量%，不含铅，作为电极配线的表观的功函数比铝(Al)的功函数小。
文档编号H01L21/288GK102770382SQ20118001044
公开日2012年11月7日 申请日期2011年2月17日 优先权日2010年3月25日
发明者内藤孝, 吉村圭, 桥场裕司, 立薗信一, 青柳拓也 申请人:日立化成工业株式会社, 株式会社日立制作所
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