等離子顯示器的前板及其製作方法
2023-05-21 11:44:36 2
專利名稱：等離子顯示器的前板及其製作方法
技術領域：
本發明涉及一種等離子顯示器(plasma display panel-PDP)的前板以及其製作方法，特別是涉及一種可以避免接合區域的輔助電極於高溫製作過程中氧化的前板結構以及製作方法。
以前提到顯示器時，直接令人想起的便是陰極管(cathode ray tube-CRT)所構成的電視機以及監視器。
然而，在這追求輕薄短小的年代，各種的平面顯示器(flat panel display,FPD)經歷了不斷的設計開發，已經漸漸地攻佔了陰極管的市場。譬如說，液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)取代了監視器，而PDP則是希望取代30英寸到100英寸的電視市場。
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圖1，圖1為現有的PDP結構示意圖。一般的PDP是由一塊前板10以及一塊後板12組合而成。前板10的結構中包括有一玻璃基板14、數條掃描電極16、一透明介電層18以及一氧化鎂層20。每一掃描電極16包括有一透明電極22以及一輔助電極24。在每相鄰兩條透明電極22間施加電壓可產生等離子，由於必須讓後板12發射的光線能夠穿透，所以必須使用透明的電極，因此透明電極22大多數是以銦錫合金氧化物(Indium Tin Oxide-ITO)或二氧化錫(SnO2)所構成。然而，透明電極22的電阻值過高，因此在每一透明電極22的上方並聯上一較細的、由金屬所構成的輔助電極24來幫助導電。
後板12包括有另一玻璃基板30、多個數據(data)電極32、一介電層33、多個阻隔壁34以及多個螢光層36。後板12的排列方式與前板10的排列方式互相垂直。兩阻隔壁34之間與兩條掃描電極16交叉下所形成的空間是作為一個等離子生成處，並且稱為一個圖素(pixel)。數據(data)電極32用以控制等離子生成與否，兩條掃描電極16則施加電壓以維持等離子存在。螢光層36用以吸收UV光，並依照本身材質的不同發出不同的可見光，可能是紅、綠或藍光之一。阻隔壁34避免等離子所發出的UV光照射到鄰近的螢光層而產生混色。
請參閱圖2A至圖2C，圖2A為現有前板10的上視圖，圖2B為圖2A中沿著a-a線的前板剖視圖，圖2C為圖2A中沿著b-b線的前板剖視圖。為了使前板10上的掃描電極16的輔助電極能夠與外界的驅動電路連接，因此，掃描電極中的輔助電極區分為一像素部輔助電極與一接合部輔助電極。其中，輔助電極16延伸至前板10邊緣地帶部分是屬於接合部輔助電極，可與外部的驅動電路(未顯示)連接。接合部掃描電極呈裸露狀態，並沒有被介電層18與氧化鎂層20覆蓋。如圖2A至圖2C所示。
現有的掃描電極16是以透明電極22在下以及輔助電極24在上的方式所構成。輔助電極24通常以鉻-銅-鉻的三層金屬層所構成。然而，在以網版印刷形成透明介電質層18後，必需經歷一個高溫的燒成製作過程(溫度約500～600℃)使透明介電質層18穩定。不幸的是，輔助電極24中最上層的鉻層在高溫製作過程中，很容易造成氧化，最後使是接合部輔助電極與驅動電路連接效果不好，甚至有斷路(open)的情形發生。因此，如何克服接合部輔助電極的氧化問題，而加強電路的連接效果是刻不容緩的。
此外，如果以一種蝕刻溶液形成輔助電極24的鉻-銅-鉻三層金屬層，因為最上與最下的金屬層都是以鉻所構成，所以最上面的鉻金屬層被蝕刻的時間最長，而產生過度蝕刻的現象。
本發明的目的在於提供一種等離子顯示器的前板以及其製作方法，能夠避免接合部輔助電極上產生氧化的問題，從而強化了接合部的電路連接效果。
本發明的目的是這樣實現的，即提供一種等離子顯示器(PDP)的前板，包括有一玻璃基板，該玻璃基板上定義有一像素區域(pixel area)及一接合區域(bonding pad area)；一輔助(bus)電極，設置於該玻璃基板上，該輔助電極可區分為彼此導通的一像素部輔助電極與一接合部輔助電極，該像素部輔助電極位於該像素區域內，該接合部輔助電極位於該接合墊區域內；以及一保護電極，覆蓋於該接合部輔助電極上，使該接合部輔助電極不易在高溫製作過程中氧化。
該玻璃基板上可包括一透明電極，該輔助(bus)電極可以形成在透明電極上。也可以直接在玻璃基板上形成一溝槽，使輔助電極鑲嵌(embedded in)在該玻璃基板內。基板上可以更包括有一鑲嵌層，鑲嵌層上形成一溝槽，用以使該輔助電極鑲嵌在鑲嵌層的溝槽中。
本發明還提供一種等離子顯示器的前板的製作方法，包括下列步驟(a)提供一玻璃基板，該玻璃基板上定義有一像素區域(pixel area)及一接合區域(bonding pad area)；(b)在玻璃基板上形成一透明電極；(c)在該透明電極上形成一輔助(bus)電極，該輔助電極可區分為彼此導通的一像素部輔助電極與一接合部輔助電極，該像素部輔助電極位於該像素區域內，該接合部輔助電極位於該接合墊區域內；以及(d)在該接合部輔助電極上形成一保護電極，使該接合部輔助電極不易在高溫製作過程中氧化。
本發明還提供一種等離子顯示器的前板製作方法，包括下列步驟(a)提供一玻璃基板，該玻璃基板上定義有一像素區域(pixel area)及一接合區域(bonding pad area)；(b)在玻璃基板上形成一溝槽；(c)在該玻璃基板的溝槽內形成一輔助(bus)電極，該輔助電極可區分為彼此導通的一像素部輔助電極與一接合部輔助電極，該像素部輔助電極位於該像素區域內，該接合部輔助電極位於該接合墊區域內；以及(d)在該接合部輔助電極上形成一保護電極，使該接合部輔助電極不易在高溫製作過程中氧化。
本發明還提供一種等離子顯示器的前板製作方法，包括下列步驟(a)提供一玻璃基板，該玻璃基板上定義有一像素區域(pixel area)及一接合區域(bonding pad area)；(b)在玻璃基板上形成一鑲嵌層；(c)在該鑲嵌層上形成一溝槽；(d)在該鑲嵌層的溝槽內形成一輔助(bus)電極，該輔助電極可區分為彼此導通的一像素部輔助電極與一接合部輔助電極，該像素部輔助電極位於該像素區域內，該接合部輔助電極位於該接合墊區域內；(e)在該接合部輔助電極上形成一保護電極，使該接合部輔助電極不易在高溫製作過程中氧化。
本發明裝置和方法的優點在於接合墊區域的輔助電極上均被一保護電極覆蓋，而保護電極由金屬氧化物所構成，在高溫製作過程相當安定，所以能保護輔助電極，避免輔助電極在後續的燒結製作過程中氧化，因此能夠增加接合區域中輔助電極與驅動電路的連接效果。
下面結合附圖，詳細說明本發明的實施例，其中圖1為現有的PDP結構示意圖；圖2A為現有的前板上視圖；圖2B為現有前板像素區域的剖視圖；圖2C為現有前板接合區域的剖視圖；圖3A為本發明第一實施例的前板上視圖3B為第一實施例前板的像素區域的剖視圖；圖3C為第一實施例前板的接合區域的剖視圖；圖4A為第二實施例前板的像素區域的剖視圖；圖4B為第二實施例前板的接合區域的剖視圖；圖5A為第三實施例前板的像素區域的剖視圖；圖5B為第三實施例前板的接合區域的剖視圖；圖6A為第四實施例前板的像素區域的剖視圖；圖6B為第四實施例前板的接合區域的剖視圖；圖7A為第五實施例前板的像素區域的剖視圖；圖7B為第五實施例前板的接合區域的剖視圖；圖8A為第六實施例前板的像素區域的剖視圖；圖8B為第六實施例前板的接合區域的剖視圖；圖9A至圖9D為本發明的第三實施例的製作方法的示意圖。
本發明的第一實施例請參閱圖3A至圖3C，圖3A為本發明的第一實施例的前板上視圖，圖3B為圖3A中沿著a-a線，即第一實施例前板中像素區域的剖視圖，圖3C為圖3A中沿著b-b線，即第一實施例前板中接合區域的剖視圖。本發明的等離子顯示器PDP前板40包括一玻璃基板42、一輔助(bus)電極52及一保護電極54。該玻璃基板42上定義有一像素區域(pixel area)及一接合區域(bonding pad area)。玻璃基板42上具有一溝槽，溝槽深度與輔助電極高度相當，輔助電極52形成於玻璃基板42的溝槽中。輔助電極可分為兩部分，位於像素區域內的輔助電極為像素部輔助電極，在接合區域內的輔助電極為接合部輔助電極，彼此相互導通。保護電極54至少覆蓋接合部輔助電極52。
在像素區域中，玻璃基板42上更形成一介電層46a，介電層46a上更覆蓋一氧化鎂層46b。相反的，在接合區域中，保護電極54與輔助電極52上沒有覆蓋介電層46a及氧化鎂層46b。在現有技術中，輔助電極是形成在一透明電極上，且接合區域中的輔助電極上沒有再覆蓋任何物質，因此在接合區域的輔助電極會直接暴露在空氣裡，而在後續的高溫製作過程中氧化。但在本發明中，一保護電極54覆蓋在接合部輔助電極52上，如此一來，在接合區域的輔助電極52便不至於暴露在空氣中，而在後續的高溫製作過程中氧化。
本發明的第二實施例請參閱圖4A至圖4B。本發明的等離子顯示器PDP前板40，包括有一玻璃基板42、一鑲嵌層43、一輔助電極52、一保護電極54、一介電層46a以及一氧化鎂層46b。與第一實施例唯一不同的是，玻璃基板42上先形成鑲嵌層43，鑲嵌層43上有一溝槽，輔助電極便設於此溝槽中，也就是將輔助電極52鑲嵌在鑲嵌層43中。
保護電極54再形成在接合部輔助電極52上。此鑲嵌層43屬於一種介電層，由於對介電材料進行蝕刻比對玻璃蝕刻容易，因此在介電層上形成溝槽比在玻璃基板上形成溝槽更為方便。雖然，增加鑲嵌層43需要額外的製作過程，但是，掌握控制其產品質量卻更加容易。再者，在接合區域中，保護電極是與外接的驅動電路(未顯示)連接的，若在組裝過程中，連接好的電路板因某些問題必須除去重裝時，因為輔助電極嵌合在鑲嵌層中，不容易被拔除。且因鑲嵌層是一種介電層，與保護電極附著力強，所以輔助電極與保護電極將不會在移除電路板的同時被拔除。
本發明的第三實施例請參閱圖5A至圖5B。等離子顯示器PDP前板40包括一玻璃基板42、一輔助電極52、一保護電極54、一介電層46a以及一氧化鎂層46b。玻璃基板42上具有一溝槽，溝槽深度與輔助電極高度相當。輔助電極52便位於玻璃基板42的溝槽中，保護電極54至少覆蓋接合部輔助電極52。在第一與第二實施例中，輔助電極是由三層結構組成的，包括一中介層52a、一主導電層52b及一附著層52c。中介層52a位於玻璃基板42(第一實施例)或鑲嵌層43(第二實施例)與主導電層52b之間，附著層52c設於主導電層52b與該保護電極54之間。由於保護電極54覆蓋在輔助電極上，已具有保護的功效，因此附著層52c是可以省略的。所以，在第三實施例中，輔助電極僅由兩層結構組成的，其中包括一主導電層52b及一設於該玻璃基板42與主導電層52b之間的中介層52a。保護電極54直接形成在主導電層52b上，有以保護輔助電極52，避免輔助電極52氧化。
本發明的第四實施例請參閱圖6A至圖6B。等離子顯示器PDP前板的輔助電極由兩層結構組成，包括一主導電層52b及一中介層52a。與第三實施例不同的是，該中介層52a設於鑲嵌層43與主導電層52b之間。保護電極54直接形成在主導電層52b上，用以保護輔助電極52，避免輔助電極52氧化。本實施例的其他結構與已在前述實施例中說明，在此不在贅述。
本發明的第五實施例請參閱圖7A至圖7B。等離子顯示器PDP前板40包括一玻璃基板42、一輔助電極52、一保護電極54、一介電層46a以及一氧化鎂層46b。玻璃基板42上更包括一透明電極60，輔助電極52是形成於該透明電極60上。輔助電極52由三層結構組成，包括一中介層52a、一主導電層52b及一附著層52c。中介層52a位於透明電極60與主導電層52b之間，附著層52c設於主導電層52b與保護電極54之間。保護電極54至少覆蓋接合部輔助電極52。
玻璃基板42上定義一像素區域(pixel area)及一接合區域(bonding padarea)。因此，輔助電極可分為兩部分，位於像素區域內的輔助電極為像素部輔助電極，在接合區域內的輔助電極為接合部輔助電極，彼此相互導通。
在像素區域中，玻璃基板42上更形成一介電層46a，覆蓋玻璃基板42及保護電極54。介電層46a上更形成一氧化鎂層46b。相反的，在接合區域中，保護電極54與輔助電極52上沒有覆蓋介電層46a與氧化鎂層46b。由於保護電極54覆蓋在輔助電極52上，如此一來，在接合區域的輔助電極52便不至於暴露在空氣中，而輔助電極52的附著層52c便不會在後續的高溫製作過程中氧化。
本發明的第六實施例請參閱圖8A至圖8B。由於保護電極54覆蓋在輔助電極52上，保護電極54已具有保護的功效，因此輔助電極52是上層的附著層52c是可以省略的。所以在第六實施例中，輔助電極僅由二層結構組成，包括一主導電層52b及一設於透明電極60與主導電層52b之間的中介層52a。保護電極54直接形成於主導電層52b上，用以保護輔助電極52，避免輔助電極52氧化。本實施例的其他結構與已於前述實施例中說明，在此不在贅述。
本發明的等離子顯示器前板中，主導電層52b通常以銅(Cu)構成，中介層52a與附著層52c通常以鉻(Cr)構成。透明電極60由金屬氧化物組成，通常是銦錫合金氧化物(Indium Tin Oxide-ITO)或二氧化錫(SnO2)。保護電極54也由金屬氧化物構成，其組成可與透明電極相同，也可以與透明電極不同。保護電極54不一定是透明的，只要在高溫反應中不會因氧化而剝落即可，通常可使用銦錫合金氧化物(ITO)、氧化鋅(ZnO)或二氧化錫(SnO2)為保護電極。
除了輔助電極52不易受到氧化外，第六實施例更包括下列優點1．製作過程與設備成本不變。第六實施例的結構和現有的前板結構差異只在於以一保護電極54取代現有前板結構中輔助電極中最上面的鉻金屬層。因此，製作過程與設備均沒有增加。
2．可以用一種蝕刻溶液同時定義出保護電極54與輔助電極52。因為現有蝕刻銅與鉻的蝕刻溶液對ITO的蝕刻率大約是對銅與鉻蝕刻率的1/10。因此，ITO/Cu/Cr的結構非常適合以單一種蝕刻溶液來蝕刻，也就是說，保護電極54與輔助電極52可以用一道製作過程步驟完成，非常節省成本。
與現有的前板結構以及其製作方法，本發明的前板結構以一保護電極覆蓋住輔助電極，因此可以避免在接合區域的輔助電極表面產生氧化而影響連接的效果。而且，在本發明的第六實施例中，保護電極與輔助電極又可以用一道製作過程步驟完成，非常節省成本。
本發明更提供等離子顯示器前板的製作方法，以第三實施例為例。對應於本發明第三實施例的前板結構，其製作方法的示意圖，請參閱圖9A至圖9D。
首先在一玻璃基板42上形成一鑲嵌層43。譬如說，以一平板印刷的方式於玻璃基底42上形成一以二氧化矽為主要構成的鑲嵌層43。接著，去除多個預定區域的透明鑲嵌層43以形成多個溝槽50，如圖9A所示。
然後，在每一溝槽50內形成一輔助電極52，如圖9B所示。譬如說，先以蒸鍍或濺鍍的方式在透明鑲嵌層43上依序形成一中介層52a、一主導電層52b以及一緩衝層52c。中介層52a是以鉻所構成，用以使主導電層52b能充分的附著在前板上。主導電層52b以銅所構成，用以降低輔助電極52的電阻值。緩衝層52c以鉻所構成，用以降低主導電層52b與後續的保護電極之間的應力。接著，進行一光刻蝕刻製作過程，以去除每一溝槽50外的中介層52a、主導電層52b以及緩衝層52c，留在每一溝槽50內中的中介層(adhesion layer)52a、主導電層52b以及緩衝層52c便形成一輔助(bus)電極52，如圖9B所示。玻璃基板上定義有一像素區域(pixel area)及一接合區域(bording pad area)，輔助電極可區分為彼此導通的一像素部輔助電極與一接合部輔助電極，該像素部輔助電極位於該像素區域內，該接合部輔助電極位於該接合墊區域內。
接著，在輔助電極52上形成一保護電極54，如圖9C所示。比如說，先以濺鍍法於玻璃基板42上形成一以金屬氧化物所構成的導電層(未顯示)，然後以光刻蝕刻製作過程去除部分導電層，使輔助電極52上覆蓋一層保護電極54 。
最後，形成一介電層46a與一氧化鎂層46b於玻璃基板42的像素區域上，如圖9D所示。介電層46a可以平面印刷方式形成，氧化鎂層46b可以蒸鍍法或是真空濺鍍法形成。
本發明的優點在於輔助電極54不易受到氧化而能維持接合墊的連接效果。雖然，介電層46a必須經歷一道燒結製作過程(溫度約500～600℃)才能穩定，但是，因為在接合區域中每一輔助電極52上均被一保護電極54覆蓋，所以能隔絕輔助電極52與氧氣的接觸，保護輔助電極52免於氧化。
若以第一實施例為例，其製作方法的不同處在於玻璃基板上不形成一鑲嵌層，直接在玻璃基板上形成溝槽，再將輔助電極形成於基板的溝槽內。
若以第五實施例為例，其製作方法的不同處在於玻璃基板上不形成一鑲嵌層，形成一條狀的透明電極，再將輔助電極形成再透明電極上。
雖然結合以上一較佳實施例揭露了本發明，然而其並非用以限定本發明，任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，可做一些更動與潤飾，因此，本發明的保護範圍應當以本權利要求所界定的為準。
權利要求
1．一種等離子顯示器的前板，包括有一玻璃基板，該玻璃基板上定義有一像素區域(pixel area)及一接合區域(bonding pad area)；一輔助(bus)電極，設置在該玻璃基板上，該輔助電極可區分為彼此導通的一像素部輔助電極與一接合部輔助電極，該像素部輔助電極位於該像素區域內，該接合部輔助電極位於該接合墊區域內；以及一保護電極，覆蓋於該接合部輔助電極上，使該接合部輔助電極不易在高溫製作過程中氧化。
2．如權利要求1所述的等離子顯示器的前板，其中該輔助電極包括一主導電層及一設於該主導電層下方的中介層。
3．如權利要求1所述的等離子顯示器的前板，其中該玻璃基板上具有一溝槽，該輔助電極鑲嵌(embedded in)於該溝槽內。
4．如權利要求1所述的等離子顯示器的前板，其中，該玻璃基板上設有一鑲嵌層，該鑲嵌層具有一溝槽，該輔助電極鑲嵌(embedded in)於該鑲嵌層的溝槽內。
5．如權利要求1所述的等離子顯示器的前板，其中，該玻璃基板上另包括一透明電極，該輔助電極形成在該透明電極上。
6．如權利要求1所述的等離子顯示器的前板，其中，該輔助電極還包括一附著層，該附著層設於該輔助電極的主導電層與該保護電極之間，以降低該主導電層與該保護電極之間的應力。
7．如權利要求6所述的等離子顯示器的前板，其中，輔助電極的該主導電層是以銅(Cu)所構成，該中介層與該附著層是以鉻(Cr)所構成。
8．如權利要求1所述的等離子顯示器的前板，其中，該保護電極是由金屬氧化物構成。
9．如權利要求8所述的等離子顯示器的前板，其中，該保護電極可以是銦錫合金氧化物(Indium Tin Oxide-ITO)、氧化鋅(ZnO)或二氧化錫(SnO2)其中之一。
10．一種等離子顯示器的前板的製作方法，包括下列步驟(a)提供一玻璃基板，該玻璃基板上定義有一像素區域(pixel area)及一接合區域(bonding pad area)；(b)在玻璃基板上形成一透明電極；(c)在該透明電極上形成一輔助(bus)電極，該輔助電極可區分為彼此導通的一像素部輔助電極與一接合部輔助電極，該像素部輔助電極位於該像素區域內，該接合部輔助電極位於該接合墊區域內；以及(d)在該接合部輔助電極上形成一保護電極，使該接合部輔助電極不易在高溫製作過程中氧化。
11．一種等離子顯示器的前板的製作方法，包括下列步驟(a)提供一玻璃基板，該玻璃基板上定義有一像素區域(pixel area)及一接合區域(bonding pad area)；(b)在玻璃基板上形成一溝槽；(c)在該玻璃基板的溝槽內形成一輔助(bus)電極，該輔助電極可區分為彼此導通的一像素部輔助電極與一接合部輔助電極，該像素部輔助電極位於該像素區域內，該接合部輔助電極位於該接合墊區域內；以及(d)在該接合部輔助電極上形成一保護電極，使該接合部輔助電極不易在高溫製作過程中氧化。
12．一種等離子顯示器的前板的製作方法，包括下列步驟(a)提供一玻璃基板，該玻璃基板上定義有一像素區域(pixel area)及一接合區域(bonding pad area)；(b)在玻璃基板上形成一鑲嵌層；(c)在該鑲嵌層上形成一溝槽；(d)在該鑲嵌層的溝槽內形成一輔助(bus)電極，該輔助電極可區分為彼此導通的一像素部輔助電極與一接合部輔助電極，該像素部輔助電極位於該像素區域內，該接合部輔助電極位於該接合墊區域內；以及(e)在該接合部輔助電極上形成一保護電極，使該接合部輔助電極不易在高溫製作過程中氧化。
全文摘要
一種等離子顯示器的前板及其製作方法,等離子顯示器前板包括玻璃基板、輔助電極以及保護電極。玻璃基板上定義有像素區域及接合區域。輔助電極,設置在該玻璃基板上,該輔助電極可區分為彼此導通的像素部輔助電極與接合部輔助電極,該像素部輔助電極位於像素區域內,該接合部輔助電極位於接合墊區域內。該保護電極覆蓋於接合部輔助電極上,使接合部輔助電極不易在高溫製作過程中氧化。
文檔編號H01J17/49GK1307325SQ0010164
公開日2001年8月8日 申請日期2000年1月26日 優先權日2000年1月26日
發明者蘇耀慶, 林義哲 申請人:達碁科技股份有限公司