KR100186540B1 - 피디피의 전극 및 그 형성방법 - Google Patents

피디피의 전극 및 그 형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 칼라 플라즈마 디스플레이 판렐의 유리기판에 고부착력을 갖는 전극을 형성하도록 한 PDP의 전극 및 그 형성방법에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PDP의 전극은 유전체 위에 금속전극이 형성된 PDP에 있어서, 상기 유전체 또는 유리기판과 금속전극 사이에 형성된 금속세라믹 박막을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하고, PDP의 전극 형성방법은 유전체 위의 소정영역에 금속 세라믹 박막을 형성하는 제1공정, 상기 금속 세라믹 박막 위에 금속 전극을 형성하는 제2공정, 상기 금속전극위에 상기 제1공정과 같은 금속 세라믹 박막을 형성하는 제3공정, 상기 금속 세라믹 박막 위에 유전체를 씌우는 제4공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
따라서, 계면 결합력이 매우 우수하므로 방전특성이 향상되고, PDP의 수명이 향상되는 효과가 있으며, 계면접착용으로 전극용 금속과 같은 금속을 스퍼터링시에 그대로 사용하기 때문에 금속 세라믹 박막의 형성공정이 단순화되고, PDP의 제조공정이 아주 줄어드는 효과가 있다.

Description

피디피(PDP)의 전극 및 그 형성방법
제1도는 일반적인 PDP의 단면 구조도.
제2도 (a)는 종래 기술에 따른 PDP의 배면유리기판에 형성된 전극단면을 나타낸 상세도.
제2도 (b)는 종래 기술에 따른 PDP의 전면유리기판에 형성된 전극단면을 나타낸 상세도.
제3도 (a)는 본 발명에 따른 PDP와 배면유리기판에 형성된 전극단면을 나타낸 상세도.
제3도 (b)는 본 발명에 따른 PDP의 전면유리기판에 형성된 전극단면을 나타낸 상세도
제4도 (a)는 본 발명에 따른 계면 결합력과 온도를 나타낸 그래프.
제4도 (b)는 본 발명에 따른 계면 결합력과 세라믹 박막의 두께를 나타낸 그래프.
제4도 (c)는 본 발명에 따른 계면 결합력과 바이어스 전압을 나타탠 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 전면유리기판 4 : 상부전극
11: 배면유리기판 12 : 하부전극
30 : 니켈 또는 알루미늄 35 : 구리
40 : 크롬
50 : 질화 알루미늄 세라믹박막 또는 산화 알루미늄 세라믹 박막
60 : 구리금 속의 질화물 세라믹박막 또는 구리금 속의 산화물 세라믹 박막
본 발명은 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬의 유리기판에 고부착력을 갖는 전극을 형성하도록 한 PDP의 전극 및 그 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로 PDP는 다음과 같다.
제1도는 일반적인 PDP의 단면 구조를 나타낸 도면이다. 먼저 일반적인 PDP는 제1도에 도시된 바와같이, 전면유리기판(1)의 동일면상에 한쌍의 상부전극(4)을 형성하고, 상기 상부전극(4)위에 유전층(2)을 인쇄기법으로 형성하며 상기 상부전극(4)위에 형성된 유전층(2)위에 보호층(3)을 증착방식으로 형성한 상부구조와, 배면유리기판(11)위에 하부전극(12)을 형성하고,상기 하부전극(12)간에 인접한 셀(cell)과의 누화(crosstalk)현상을 방지하기 위해 격벽(6)을 형성하며, 상기 격벽(6)과 하부전극(12)주위에 형광체(8, 9, 10)를 형성한 하부구조로 구성되어 상기 상부구조와 하부구조의 사이 공간에 불활성 가스를 봉입하여 방전영역(5)을 가지도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 일반적인 PDP의 동작을 설명하면 다음과 같다.
제1도에 도시된 바와같이, 한쌍의 상부전극(4) 상호간에 구동전압을 인가하게 되면 유전층(2)과 보호층(3) 표면의 방전영역(5)에서 면방전이 일어나서 자외선(7)이 발생한다. 상기 발생한 자외선(7)에 의해 형광체(8, 9, 10)를 여기시키고, 상기 발광된 형광체(8, 9, 10)에 의해 칼라(color)표시가 이루어진다.
즉, 방전셀(cell) 내부에 존재하는 우존전자들이 인가된 구동전압에 의해 음극(-)으로 가속하면서, 상기 방전셀 안에 400~500 torr정도의 압력으로 채워진 불활성 혼합가스 즉, 핼륨(He)을 주성분으로 하여 크세논(Xe), 네온(Ne) 가스 등을 첨가한 페닝(penning)혼합가스와 충돌하여 상기 불활성 가스가 여기되면서 147nm의 자외선(7)이 발생한다.
상기 자외선(7)이 하부전극(12)과 격벽(6) 주위를 둘러싸고 있는 형광체(8, 9, 10)와 충돌하여 가시광선영역에 발광이 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 PDP의 전극과 배선 및 그 형성방법을 설명하면 다음과 같다.
제2도는 종래 기술에 따른 PDP의 전극 단면을 나타낸 상세한 도면이다.
먼저 종래 기술에 따른 PDP의 전극은 제2도 (a)에 나타낸 바와 같이, 배면유리기판(유전체)(11) 위에 전극용으로 니켈(Ni)이나, 알루미늄(A1)(30)과 같은 금속전도체를 인쇄기법으로 증착하여 형성하고 있으며, 제2도 (b)에 나타낸 바와 같이 전면유리기판(유전체)(1) 내부에 전극용으로 구리(Cu)(35)를 형성한다.
이때, 상기 구리(35) 및 니켈이나 알루미늄(30)은 상기 유리와 계면 결합력이 아주 약하기 때문에 이를 향상시킬 목적으로 유리와 구리(35) 및 니켈이나 알루미늄(30)사이에 크롬(Cr)(40)을 형성하여 결합을 유지하도록 한다.
상기에 대한 공정을 설명하면, 제2도 (b)와 같이 PDP의 전면유리기판(1) 위에 계면 결합력을 높이기 위해 크롬(Cr)박막(40)을 스퍼터링(Sputtring)기법으로 형성시킨 후, 그 위에 전극용 구리(35)를 형성한다.
다시 그 위에 계면 결합력을 높이기 위해 크롬(Cr)박막(40)을 같은 기법으로 형성시킨 후, 또 다시 유리를 열처리 기법으로 덮어 씌워서 공정을 종결한다.
그리고 상기 유리기판 대신에 유전체의 경우도 마찬가지이다.
이와 같은 공정으로 제2도 (a)와 같은 배면유리기판(11) 위의 전극도 동일하게 이루어진다.
상술한 바와 같은 종래 기술에 따른 PDP의 전극 및 그 형성방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
계면 결합력을 높이기 위한 크롬은 순수금속이므로 유리와 결합력이 약하고, 그 유리를 고온으로 처리할 경우 팽창율이 크게 달라서 유리와 크롬의 접촉면에서 계면크랙(Crack)이나, 기포가 발생되기 때문에 PDP의 방전이 불완전하게 나타나며, PDP의 수명이 짧아지는 문제점이 있다.
또한, 구리와 크롬 즉 전극과 계면 접착체의 결합상태가 이중금속을 나타내기 때문에 스퍼터링의 타겟을 교환해야 하는 등 형성공정이 복잡한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 갈은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 유리기판에 고부착력을 갖는 배선 및 전큭을 형성하여 PDP의 방전상태와 수명을 향상시키는 PDP의 전극 및 그 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PDP의 전극은 유전체 위에 금속전극이 형성된 PDP에 있어서, 상기 유전체 또는 유리기판과 금속전극 사이에 형성된 금속 세라믹 박막을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하고, PDP의 전극 형성방법은 유전체 위의 소정영역에 금속 세라믹 박막을 형성하는 제1공정, 상기 금속 세라믹 박막 위에 금속 전극을 형성하는 제2공점, 상기 금속전극 위에 상기 제1공정과 같은 금속 세라믹 박막을 형성하는 제3공정, 상기 금속 세라믹 박막 위에 유전체를 씌우는 제4공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면를 참조하여 본 발명에 따른 피디피(PDP)의 전극 및 그 형성방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 발명에 따른 PDP의 전극 단면을 나타낸 상세도면이다.
본 발명에 따른 PDP전극은 제3도 (a)에 나타낸 바와 같이, 배면유리기판(유전체)(11)과 하부전극(12)사이에 계면접착제인 금속 세라믹 박막이 형성된 구성이다.
즉, 상기 배면유리기판(II)위에 전극용으로 니켈(Ni)금속이나, 알루미늄(A1)금속(30)과 같은 금속도전체를 인쇄기법으로 증착하기 전에 먼저, 계면접착용으로 상기와 같은 금속의 금속 세라믹 박막 즉, 질화 알루미늄 세라믹박막(ALxN) 또는 산화 알루미늄 세라믹 박막(AIxO)(50)을 반응성 스퍼터링(Reactive Sputtering)기법으로 형성한다.
그리고 제3도 (b)에 나타낸 바와 같이 전면유리기판(유전체)(1)내부에 전극용으로 구리(Cu)(35)를 형성한다.
이때, 상기 전극용 구리(Cu)(35)를 형성하기 전에 유리와 접촉하는 부분에 계면 결합력이 우수한 금속세라믹 박막 즉, 구리금속의 질화 세라믹 박막(CuxN) 또는 구리산화물 세라믹 박막(CuxO)(60)을 반응성 스퍼터링(Reactive Sputtenng)기법으로 수 천Å정도 형성시킨다.
또한, 그 위에 상기 구리(35) 전극를 형성한 후 다시 계면 결합력이 우수한 금속 세라믹박막(60)을 형성한다.
상기 전면유리기판(유전체)(1)의 형성공정을 좀 더 상세하게 설명하면 먼저, 전극용으로 금속을 형성시킬 경우 예를들어, 구리(Cu)금속(35)을 유리 기판(1)위에 형성시키기 전에 계면결합력을 높이기 위해 같은 구리금속의 질화물 세라믹박막(CuxN)(60)을 그 위에 반응성 스퍼터링(Reactive Sputtering)기법으로 먼저 형성시킨다.
또는 구리금속의 산화물 세라믹 박막(CuxO)(60)을 상기 유리기판 위에 먼저 동일한 기법으로 형성시킬 수도 있다.
따라서, 상기 반응성 스퍼터링 공정에서 타겟(Target)으로 하나의 금속만으로 형성공정을 실시한다.
즉, 유리기판의 소정영역에 구리(Cu)금속을 타겟으로 하여 스퍼터링을 실시한 후에 아르곤(Ar)과 질소(N)를 적당한 비율로 주입하거나, 산소(O)을 적당히 주입하여 반응성 스퍼터링하면 구리금속과 질화물 세라믹박막 또는 구리금속의 산화물 세라믹박막(60)이 형성되고, 이후 그 위에 아르곤(Ar)만을 주입하거나, 구리 타겟자체만으로 반응성 스퍼터링하면 구리(Cu)금속층(35)이 형성된다.
이어, 일정시간 후 다시 아르곤과 질소를 동시에 주입하거나, 산소(O)을 적당히 주입하여 반응성 스퍼터링하면 상기 구리금속층 위에 구리금속의 질화물 세라믹박막 또는 구리금속의 산화물 세라믹 박막(60)이 형성되어 PDP의 전극을 형성할 수 있다.
이때, 상기 반응성 스퍼터링을 실시하기 위한 조건은 다음과 같다.
동작압력 : 10m Torr
방전전압 : 450V
방전전류 : 100mA
반응가스의 비율(N2/Ar) : 15%이상
증착시간 : 10분 ~ 20분
기판 바이어스 전압 : -100V이하
이와 같은 공정으로 형성시키면 유리기판에 결합되는 부착력은 제4도 (a),(b),(c)에 나타낸 바와 같이 계면 결합력은 온도와 세라믹 박막의 두께와 바이어스 전압 등의 상태에서 매우 우수하게 나타나는 것을 알 수 있다.
그리고 이런 형성공정은 상기 배면유리기판(2)에서도 동일하게 적용된다.
상기와 같은 공정으로 구성된 본 발명의 PDP동작은 일반적인 PDP의 동작 설명자 동일하게 나타난다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 피디피(PDP)의 전극 및 그 형성방법은 다음과 같은 효과가 있다.
PDP의 배선 및 전극이 금속 세라믹 박막 / 금속 / 금속세라믹 박막의 구조이기 때문에 그 금속의 계면 결합력이 현저히 상승하고, 열처리시에도 계면박리, 크랙, 계면기포 등 형성되지 않는다.
따라서, 방전특성이 향상되고, PDP의 수명이 향상되는 효과가 있다.
또한, 계면접착용으로 전극용 금속과 같은 금속을 스퍼터링시에 그대로 사용하거나 또는 분위기만 바꾸기 때문에 금속세라믹 박막의 형성공정이 단순화되고, PDP의 제조공정이 아주 줄어드는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 유전체 위에 금속전극이 형성된 PDP에 있어서 ; 상기 유전체 또는 유리기판과 금속전극 사이에 형성된 금속 세라믹 박막을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 피디피(PDP)의 전극.
  2. 제1항에 있어서 ; 상기 금속 세라믹 박막은 금속전극과 동일한 금속의 화합물로 형성됨을 특징으로 하는 피디피(PDP)의 전극.
  3. 제1항에 있어서 ; 상기 금속 세라믹 박막은 금속전극과 산화 반응에 의해 형성된 금속 산화물 세라믹 박막으로 대체됨을 특징으로 하는 피디피(PDP)의 전극.
  4. 제1유전체 내에 제1금속전극과 제2유전체 위에 제2금속전극이 형성된 PDP에 있어서 ; 상기 제2유전체와 제2금속전극 사이에 형성된 제1금속 세라믹 박막 ; 상기 제1유전체 내의 제1금속전극 양면에 형성된 제2금속 세라믹 박막을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 피디피(PDP)의 전극.
  5. 제4항에 있어서 ; 상기 제1금속 세라믹 박막 및 제2금속 세라믹 박막은 각각 제1, 2금속전극과 동일한 금속의 화합물로 형성됨을 특징으로 하는 피디피(PDP)의 전극.
  6. 제4항에 있어서 ; 상기 제1금속 세라믹 박막 및 제2금속 세라믹 박막은 각각 제1, 2금속전극과 산화 반응에 의해 형성된 금속 산화물 세라믹 박막으로 대체됨을 특징으로 하는 피디피(PDP)의 전극.
  7. 제2유전체 위의 소정영역에 제2금속 세라믹 박막을 형성하는 제1공정; 상기 제2금속 세라믹 박막 위에 제2금속전극을 형성하는 제2공정; 제1유전체 위의 소정영역에 제1금속 세라믹 박막을 형성하는 제3공정; 상기 제1금속 세라믹 박막 위에 제1금속전극을 형성하는 제4공정; 상기 제1금속전극 위에 제1금속 세라믹 박막을 형성하고, 다시 제1유전체를 씌우는 제5공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 피디피(PDP)의 전극 형성방법.
  8. 제7항에 있어서 ; 상기 금속전극과 금속 세라믹 박막은 동일한 금속타겟으로 스퍼터링하여 형성함을 특징으로 하는 피디피(PDP)의 전극 형성방법.
  9. 제7항에 있어서 ; 상기 금속 세라믹 박막은 금속전극과 동일한 금속과 일정비율로 혼합된 아르곤과 질소의 반응성 스퍼터링 기법으로 형성됨을 특징으로 하는 피디피(PDP)의 전극 형성방법.
  10. 제7항에 있어서 ; 상기 금속 세라믹 박막은 금속전극과 동일한 금속과 산소의 반응성 스퍼터링 기법으로 형성된 금속 산화물 세라믹 박막으로 형성됨을 특징으로 하는 피디피(PDP)의 전극 형성방법.
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