CN1218353C - 一种等离子体显示器的电极结构 - Google Patents

Abstract

本发明是提供一等离子体显示器的电极结构。该电极结构包含有一第一维持电极以及一第二维持电极设于一基板表面，且该第一维持电极与该第二维持电极之间存在有一第一间隙，以及一辅助电极，形成于该第一间隙内的该基板表面上，并与该第二维持电极形成一第二间隙，该第二间隙小于该第一间隙。

Description

一种等离子体显示器的电极结构

技术领域

本发明是提供一种等离子体显示器的电极结构设计，特别是一种较小的放电间隙(discharge gap)的等离子体显示器的电极结构。

背景技术

等离子体显示器(plasma display panel，PDP)是一种借由气体放电来产生发光的平面显示器，其最大的特色是轻、薄、易大型化且视角相当广。等离子体显示器的发光原理是靠等离子体产生紫外光，来照射在荧光体上，再由荧光体发出可见光。等离子体的产生效率深深地影响等离子体显示器的发光效率。增进前述所提的任一发光步骤，均可改进等离子体显示器的发光效率，但以目前技术而言，提升荧光体材料本身的发光效率并不容易。另一方面来说，增加紫外光的产生量亦能改善等离子体显示器的发光效率。目前提高紫外光产生量的方法除了可改变所填充的气体，之外，亦可改变等离子体显示器的电极结构。

请参考图1，图1为传统的等离子体显示器10的剖面示意图。传统的等离子体显示器10具有二平行基板，包含一前基板(front substrate)12以及一后基板(back substrate)14，一电离气体(未示出)填充于前基板12与后基板14之间，以及二维持电极(sustaining electrode)16设置于前基板12表面，且二维持电极16之间具有一放电间隙(discharge gap)17。等离子体显示器10更具有二辅助电极(bus electrode)18是分别以和二维持电极16平行排列的方向设置于二维持电极16的表面，以及多个选址电极(address electrode)20，其是以与维持电极16相垂直的方向平行设置于后基板14表面。

此外，等离子体显示器10包含有一介电层22覆盖于前基板12上，一保护层24覆盖于介电层22上，多个阻隔壁(rib)(未示出)以互相平行的方式设于后基板14上，用来隔离两相邻的选址电极20，以及一荧光层26涂布于每一选址电极20表面以及阻隔壁侧壁上，用来产生红色、绿色或是蓝色的光线。

一般而言，维持电极16大多是由ITO材料所构成的透明电极(transparent electrode)，可以透过部分的可见光，同时也具有比较大的电阻值。而辅助电极18则是由铬/铜/铬(Cr/Cu/Cr)三层金属材料所构成的不透明电极，其透光性虽然较差，然而却具有优良的导电性，因此被设计来堆叠于维持电极16表面，以作为辅助维持电极16导电的用途。

请参阅图2，图2是一Paschen曲线图。从其中我们可以了解等离子体显示器10的点亮电压(firing voltage，V_f)对于内充气体压力(P值)和放电间隙宽度(D值)的乘积的关系。当PD乘积值等于某一常数值C时，等离子体显示器10具有一点亮电压V_f的最小值，可以降低其所需的操作电压。一般来说，目前的PDP制作工艺中，在固定的点亮电压条件下，为了提高显示器10的色彩亮度，通常需要增加内充气体(例如氙气与氖气的混合气体)的压力P，如图3所示。然而，由图2的曲线可知，当P值愈大时，将导致V值的增加。若需维持原有的V_f值，就必须相对地降低D值，亦即缩小放电间隙17。由于放电间隙17的宽度是由光罩(mask)定义光阻(未示出)的图案，进而决定维持电极16的距离，但是受到曝光机解析度及光阻本身材料特性的限制，无法将间距较小的光罩图案精确地转移至于膜光阻上，而形成较小的放电间隙17，使显示器10的品质受到限制。此外，若使用高解析度的液态光阻来取代干膜光阻，是可以形成较小的放电间隙。但是液态光阻的因材料特性较佳，所以售价相当高昂。此外，在等离子体显示器的制作过程使用液态光阻，需要洁净度较高的无尘室。因此，使用液态光阻将使得等离子体显示器的制作成本提高许多。

发明内容

本发明的目的即在提供一种电极对的结构设计以获得一具有缩小放电间隙的等离子体显示器。

本发明是提供一等离子体显示器的电极结构。该电极结构是包含有一第一维持电极以及一第二维持电极，其设于一前基板表面，且该第一维持电极与该第二维持电极之间存在有一第一间隙。该电极结构更包含一辅助电极，与该第一维持电极电性连接。第一维持电极具有一接近第二维持电极的一第一边与远离第二维持电极的一第二边，第一辅助电极包含一第一部分与一第二部分，第一部分位于第一间隙内的前基板表面上，第二部分位于第一维持电极上且邻接第一维持电极的第一边。第一辅助电极的第一部分与第二维持电极之间存在有一第二间隙，且第二间隙的宽度小于第一间隙的宽度。第一辅助电极更包含一第三部分，邻近第一维持电极的第二边。该第一辅助电极的第三部分相邻第一维持电极的第二边，可位于第一维持电极之上或前基板表面上。该等离子体显示器另包含有一后基板与前基板平行相对，后基板表面设有多个彼此平行的阻隔壁，且多个阻隔壁的排列方向与第一辅助电极长轴的方向垂直。而第一辅助电极更包含一第四部分，与该阻隔壁平行设置，以维持该等离子体显示器的透光率。第二维持电极具有远离第一维持电极的一第三边，且该电极结构更包含与第二维持电极电性连接的一第二辅助电极，与该第二维持电极的该第三边相邻。

其中第一以及第二维持电极是利用一第一光刻制作工艺(lithographicprocess)来定义并形成其图案(pattern)，而该第一辅助电极则是利用一第二光刻制作工艺来定义并形成其图案。由于本发明是利用两次光刻制作工艺的错位(misalignment)来获得由辅助电极与其邻近处的维持电极所形成的放电间隙，因此并不会受到传统曝光机与光阻材料的限制，而可以使放电间隙的宽度降低，并进而提升等离子体显示器的成像品质。

根据本发明的一个方面，提供一种等离子体显示器的电极结构，该电极结构设置于一前基板表面，该电极结构至少包含有：一第一维持电极以及一第二维持电极设于该前基板表面，且该第一维持电极与该第二维持电极之间存在有一第一间隙，该第一维持电极具有一接近该第二维持电极的一第一边与远离该第二维持电极的一第二边；以及一第一辅助电极与该第一维持电极电性连接，该第一辅助电极包含一第一部分与一第二部分，该第一部分位于该第一间隙内的该前基板表面上，该第二部分位于该第一维持电极上且邻接该第一维持电极的该第一边；其中该第一辅助电极的第一部分与该第二维持电极之间存在有一第二间隙，且该第二间隙的宽度小于该第一间隙的宽度。

根据本发明的另一方面，提供一种等离子体显示器的电极结构，该电极结构是设置于一前基板表面，该电极结构至少包含有：一第一维持电极以及一第二维持电极，设于该前基板表面，且该第一维持电极与该第二维持电极之间存在有一第一间隙；以及与第一维持电极电性连接的一第一辅助电极，其中该第一辅助电极与该第二维持电极之间存在有一第二间隙，且该第二间隙的宽度小于该第一间隙的宽度，其中该第一维持电极具有一邻近该第二维持电极的一第一边与远离该第二维持电极的一第二边，该第一辅助电极包含一第一部分与一第二部分，该第一部分位于该第一间隙内，该第二部分邻近该第一维持电极的该第二边，该第二部分位于该前基板表面上或该第一维持电极上。

根据本发明的再一方面，提供一种等离子体显示器的电极结构，该电极结构是设置于一前基板表面，该电极结构包含有：一维持电极设于该前基板表面；一第一辅助电极，设于该前基板表面且平行该维持电极，该维持电极与该第一辅助电极之间存在有一第一间隙；以及一第二辅助电极，设于该前基板表面且平行该维持电极，该维持电极与该第二辅助电极之间存在有一第二间隙，该第二间隙小于该第一间隙。

附图说明

图1为传统的等离子体显示器的剖面示意图。

图2为一Paschen曲线图。

图3为等离子体显示器的色彩亮度、点亮电压(Vf)与内充气体压力的关系图。

图4A至图4G为本发明等离子体显示器的第一实施例的剖面示意图。

图5A至图5B为本发明等离子体显示器的第二实施例的剖面示意图。

附图标记说明

10等离子体显示器            12前基板

14后基板                    16维持电极

17放电间隙                  18辅助电极

20选址电极                  22介电层

24保护层                    26荧光层

30、60等离子体显示器        32、62前基板

34第一维持电极

36第二维持电极

341第一维持电极第一边

342第一维持电极第二边

38、78第一间隙

40、44、66第一辅助电极

40a、44a第一辅助电极第一部分

40b、44b第一辅助电极第二部分

40c、44c第一辅助电极第三部分

40d第一辅助电极第四部分

42、68第二辅助电极

45、70第三辅助电极

46、58、79第三间隙      48、72第二间隙

50、74阻隔壁

52a、52b、76连接电极    64维持电极

67第四辅助电极

641维持电极第一边

642维持电极第二边

具体实施方式

请参阅图4A至图4G，图4A至图4G为本发明等离子体显示器30的剖面示意图。如图4A所示，等离子体显示器30包含一前基板32，前基板32上形成一由第一维持电极34、第二维持电极36和第一辅助电极44所组成的电极结构。第一、第二维持电极34和36是设置于前基板32表面，且距离一第一间隙38。第一辅助电极44具有一第一部分44a设于放电间隙38内的前基板32表面上、一第二部分44b设于第一维持电极34表面以及一第三部分44c连接第一部分44a与第二部分44b。第二辅助电极42则设于第二维持电极36上。第一辅助电极44的第一部分44a与第二维持电极36相隔一第二间隙48，该间隙48为一放电间隙48。由上视图可知，第一与第二维持电极34、36以及第一与第二辅助电极44、42是以平行的方向排列。

此外，等离子体显示器30还包含有一后基板(未示出)，该后基板与前基板32平行相对。后基板上形成多个阻隔壁50，其是平行且等距地设置于等离子体显示器30的后基板表面。第一辅助电极44的第三部分44c垂直第一与第二维持电极34、36，并与后基板上的组隔壁50平行相对，以避免影响等离子体显示器30的透光度。

由于第一与第二维持电极34和36是由氧化铟锡(ITO)所形成的透明电极，其电阻值过大而容易影响放电效率，因此可利用由铬/铜/铬(Cr/Cu/Cr)等金属合金所形成的第一与第二辅助电极44和42来降低其电阻。而且由于设于第一间隙38之中的辅助电极44的第一部分44a与第二维持电极36形成一更小的放电间隙48，因此可以降低点亮电压，改善传统的问题，提高等离子体显示器30的品质。

如图4B所示，图4B与图4A唯一的不同在于，第一辅助电极44的第二部分44b是位于前基板32表面而不是在第一维持电极34上。第一辅助电极44的第二部分44b亦可以是一部分在第一维持电极34上，且一部分是在前基板32表面(图未示出)。

如图4C所示，第一辅助电极44的第一部分44a亦可以设于第一间隙38中的前基板32表面并紧邻第一维持电极34，使辅助电极44与第二维持电极36的最短距离相隔一第二间隙48，而由于第二间隙48小于第一间隙38，因此仍可达到本发明的目的。

如图4D所示，前基板32上形成一由第一维持电极34、第二维持电极36和第一辅助电极40所组成的电极结构。第一、第二维持电极34和36是设置于前基板32表面，且距离一第一间隙38。第一辅助电极40与该第一维持电极34电性连接。第一维持电极34具有一接近第二维持电极36的一第一边341与远离第二维持电极36的一第二边342。第一辅助电极40具有一第一部分40a设于第一间隙38内的前基板32表面上、一第二部分40b设于第一维持电极34上且邻接第一边341，以及一第三部分40c接近第一维持电极34的第二边342。第一辅助电极40的第一部分40a与第二维持电极36相隔一第二间隙48，第二间隙48小于第一间隙38，因此仍可达到本发明降低电压的目的。第一辅助电极的第三部分40c是位于第一维持电极34之上且接近第一维持电极的第二边342。第一辅助电极40的第三部分40c亦可位于前基板32表面上(未示出)，或是部分位于第一维持电极34上而部分位于前基板32表面上。第一辅助电极40更包含一第四部分40d，其连接第二部分40b与第三部分40c，且与设于后基板(未示出)的阻隔壁50相对，如此，可使第一辅助电极40各部分电性相通，同时维持等离子体显示器的透光率。第二维持电极36上亦形成一第二辅助电极42，以降低第二维持电极36的阻值。

如图4E所示，第一辅助电极40仅包含第一部分40a与第二部分40b，分别设于第一间隙38内的前基板32表面上与第一维持电极34表面且邻接第一维持电极的第一边341，第三与第四部分40c、40d同时省略，以增加整个前基板32的透光率。

如图4F所示，本发明于第一维持电极34与第二维持电极36之间设置第一辅助电极44与第三辅助电极45，且第一辅助电极44经由一连接电极52a电连接至第一维持电极34，第三辅助电极45也经由连接电极52b电连接至第二维持电极36。第一维持电极34与第二维持电极36之间，间隔一第一间隙38，第一与第三辅助电极44、45均位于第一间隙38内。由第三辅助电极45与第一维持电极34所形成的第三间隙46，以及由第一辅助电极44与维持电极36所形成的第二间隙48均小于第一与第二维持电极34、36所形成的第一间隙38，因此可以仍可达到降低等离子体显示器30的点亮电压的目的。

如图4G所示，本发明是于等离子体显示器30的前基板32表面形成二相对的L型第一与第二维持电极34、36，第一与第二维持电极34、36相隔一第一间隙38。于放电间隙38内的前基板32表面形成一紧邻于第一维持电极34的第一辅助电极44，且于第二维持电极36的表面形成第二辅助电极42。第一辅助电极44与第二维持电极36的不同部分间隔两不同间距，分别为第二间隙48与第三间隙58。第二间隙48与第三间隙58均小于第一间隙38。第一辅助电极44与第一维持电极34电性相连，第二辅助电极42与第二维持电极36电性相连，如此一来，第一与第二维持电极34、36间距有较小的放电间隙48、58，即可降低等离子体显示器30的点亮电压。第一辅助电极44可以是一部分形成于前基板32表面，一部分形成于第一维持电极34之上。

在本实施例中，本发明是分别利用两次的光刻制作工艺，于前基板32表面至少形成第一与第二维持电极34、36以及第一与第二辅助电极40、42、44。借由辅助电极40、42、44与维持电极34、36的相对位置的排列与设计，便可以获得一个比较小的放电间隙48。

请参阅图5A与图5B，图5A与图5B为本发明另一实施例的等离子体显示器60的剖面示意图。如图5A所示，等离子体显示器60包含有一前基板62，以及一由维持电极64和第一、第二、第三辅助电极66、68、70所组成的电极结构。维持电极64是设置于前基板62表面，第一辅助电极66亦设于前基板62表面且平行维持电极64，维持电极64与第一辅助电极66之间存在有一第一间隙78。第二辅助电极68设于前基板62表面且平行维持电极64，维持电极64与第二辅助电极68之间存在有一第二间隙72，且第二间隙72小于第一间隙78。如此在第一与第二辅助电极66、68下方不必设置另一个维持电极，亦可降低等离子体显示器60的点亮电压。

维持电极64具有邻近第二辅助电极68的第一边641与远离第二辅助电极68的第二边642。等离子体显示器60还包含一第三辅助电极70，位于维持电极64上，且邻近维持电极64的第二边642。

如图5A所示，第一辅助电极66与第二辅助电极68之间可另设有一连接电极76，来连接第一与第二辅助电极66、68，使其电性相连。此外，等离子体显示器60还包含有一后基板(未示出)，与前基板62平行相对，后基板上形成多个阻隔壁74。连接电极76可设置与阻隔壁74平行相对，以避免降低等离子体显示器60的透光率。

为简化制作工艺且增加等离子体显示器60透光率，上述连接电极76可不设置，第一辅助电极与第二辅助电极66、68可不需要在同一像素区域内连接，反之，可在等离子体显示器边缘的连接垫区域(pad area)(未示出)连接即可。

如图5B所示，为了增加等离子体显示器60的放电效率，本发明在前基板32表面增加第四辅助电极67，其位于第一辅助电极66与第二辅助电极68之间。该第四辅助电极67与维持电极64之间具有一第三间隙79，且第三间隙79小于第一间隙78。由最靠近维持电极64的第一辅助电极68与维持电极64之间形成的第二间隙72仍是该等离子体显示器60的放电间隙。

本实施例利用一维持电极64与多个辅助电极66、67、68、70来进行放电，并借由辅助电极66、67、68、70与维持电极64的相对位置排序来获得一个比较小的放电间隙72。

相较于传统的等离子体显示器，本发明利用一电极对结构的错位设计来获得一个比较小的放电间隙，亦即先利用一次光刻制作工艺形成维持电极，然后再进行另一次的光刻制作工艺于维持电极邻近处以及维持电极表面形成辅助电极。如此一来，由辅助电极与其邻近处的维持电极所形成的放电间隙就不会受到传统曝光机与光阻材料特性的限制，而可以获得一理想大小的放电间隙，并进而提升等离子体显示器的成像品质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种等离子体显示器的电极结构，该电极结构是设置于一前基板表面，该电极结构至少包含有一第一维持电极以及一第二维持电极设于该前基板表面，且该第一维持电极与该第二维持电极之间存在有一第一间隙，该第一维持电极具有一接近该第二维持电极的一第一边与远离该第二维持电极的一第二边，其特征在于，该电极结构还包括：

一第一辅助电极与该第一维持电极电性连接，该第一辅助电极包含一第一部分与一第二部分，该第一部分位于该第一间隙内的该前基板表面上，该第二部分位于该第一维持电极上且邻接该第一维持电极的该第一边，

其中该第一辅助电极的第一部分与该第二维持电极之间存在有一第二间隙，且该第二间隙的宽度小于该第一间隙的宽度。

2.如权利要求1的电极结构，其特征在于，该第一辅助电极更包含一第三部分，该第三部分是邻近该第一维持电极的该第二边。

3.如权利要求2的电极结构，其特征在于，该第三部分是位于该第一维持电极上。

4.如权利要求2的电极结构，其特征在于，该第三部分是位于该前基板表面上。

5.如权利要求2的电极结构，其特征在于，该等离子体显示器中与该前基板平行相对的后基板的表面设有多个彼此平行的阻隔壁，且该多个阻隔壁的排列方向与该第一辅助电极长轴的方向垂直。

6.如权利要求5的电极结构，其特征在于，该第一辅助电极更包含一第四部分，该第四部分是与该阻隔壁平行相对设置，以维持该等离子体显示器的透光率。

7.如权利要求1的电极结构，其特征在于，该第二维持电极具有远离该第一维持电极的一第三边，且该电极结构更包含与该第二维持电极电性连接的一第二辅助电极，该第二辅助电极邻近该第二维持电极的该第三边。

8.如权利要求1的电极结构，其特征在于，该第一以及第二维持电极是利用一第一光刻制作工艺来定义并形成其图案，而该第一辅助电极则是利用一第二光刻制作工艺来定义并形成其图案。

9.一种等离子体显示器的电极结构，该电极结构是设置于一前基板表面，该电极结构至少包含有一第一维持电极以及一第二维持电极，设于该前基板表面，且该第一维持电极与该第二维持电极之间存在有一第一间隙，其特征在于，该电极结构还包括：

与该第一维持电极电性连接的一第一辅助电极，

其中该第一辅助电极与该第二维持电极之间存在有一第二间隙，且该第二间隙的宽度小于该第一间隙的宽度，

该第一维持电极具有一邻近该第二维持电极的一第一边与远离该第二维持电极的一第二边，该第一辅助电极包含一第一部分与一第二部分，该第一部分位于该第一间隙内，该第二部分邻近该第一维持电极的该第二边，该第二部分位于该前基板表面上或该第一维持电极上。

10.如权利要求9的电极结构，其特征在于，该第二维持电极具有远离该第一维持电极的一第三边，且该电极结构更包含与该第二维持电极电性连接的一第二辅助电极，该第二辅助电极是邻近该第二维持电极的该第三边。

11.如权利要求9的电极结构，其特征在于，更包含与该第二维持电极电性连接的一第三辅助电极，该第三辅助电极位于该第一间隙内，与该第一维持电极之间存在有一第三间隙，且该第三间隙的宽度小于该第一间隙的宽度。

12.如权利要求9的电极结构，其特征在于，该第一辅助电极的第一部分邻接该第一维持电极的该第一边。

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