CN1515871A - 介电层厚度的测量方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种介电层厚度的测量方法及装置，该装置结构主要包括：顶部可放置待测面板的测量槽、平行设置于测量槽底部且与待测面板的电极相互垂直的第二条状电极、以及用以导入惰性气体至放电空间的气体入口，其中，待测面板的电极与测量装置的电极交叉处构成一放电单元。通过调整各放电单元的电压，使每一放电单元的发光亮度皆一致，便可由不同的电压值推算出各放电单元处的待测面板的介电层厚度。

Description

介电层厚度的测量方法及其装置

技术领域

本发明关于一种等离子体平面显示器(plasma display panel；PDP)，且特别是有关于一种PDP的前板与后板的介电层厚度的量测方法及其装置。

背景技术

等离子体平面显示器(PDP)是一种利用惰性气体放电时所产生的紫外线激发彩色荧光粉后，再转换成人眼可接受的可见光的大面积屏幕显示器。依据限流工作方式不同，可分为直流型(DC)与交流型(AC)两种，目前产品多以交流型为主。

交流型等离子体平面显示器(PDP)主要可分成三大阶段：

(1)前板前段阶段：包括透明电极制造、辅助电极(bus electrode)制造、诱电体(介电层)制造、MgO保护膜制造等四部分。

(2)后板前段阶段：包括数据电极(data electrode)(或称寻址电极，addresselectrode)制造、阻隔壁(rib)制造、荧光体(phosphor)涂布、封装材料涂布等四部分。

(3)后段组装阶段：包括将前板和后板对位并暂时固定后，放入真空排气装置内进行排气抽真空阶段，封入放电用混合气体，直至压力约为670(hPa)。最后进入老化(aging)阶段，透过长时间放电检测各放电空间发光稳定性。

每段制程皆必须小心控制，才能维持产品的良率。其中，制造过程中对于介电层的位置精准度的要求不高，但要确保放电时介电层的绝缘性，并且介电层厚度必须相当均匀，才能使面板的发光强度具有均一性。

已知的测量PDP介电层的厚度的方法如下：

一、显微影像分析法：利用扫描式电子显微镜(scanning electrodemicroscpoy；SEM)观察介电层的横断面(cross section)，直接测量介电层的厚度。然而，显微影像分析法是属于破坏性测量，需另外制作测试样品，这不但耗时且无法于在工艺中同步进行。

二、表面纪录(surface record)：利用一膜厚仪探针可得知介电层边缘与基底的厚度差。然而，此方法与适用于面板边缘的介电层厚度，却无从得知面板区域内部的介电层厚度。

三、椭圆测厚仪：通过所测量到的硅基板与介电层的折射率，推算出介电层的厚度。然而，此方法需另外制作测试样品，不但耗时且无法于工艺中同步进行。并且，一旦介电层并非由单一材质所构成时，此方法便不适用。

四、激光聚焦(laser focus)：利用一激光束(beam)分别打在裸露的基板与具有介电层的基板部分，由聚焦的差异可推算出介电层的厚度。然而，此方法也只适用于面板边缘的介电层厚度，却无从得知面板区域内部的介电层厚度。若基板有翘曲时，便不适用。并且，基底的反射问题，往往会导致聚焦不易。

已知的各种测量PDP介电层的厚度的方法皆有其缺点，因此，目前亟需一种更理想的测量方法，以克服上述问题。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明主要目的在于提供一种介电层厚度的测量方法及其装置，可适用于测量PDP的前板与后板。

本发明的第一目的在于提供一种PDP面板的介电层厚度的测量方法及其装置，这种测量属于非破坏性测量。

本发明的第二目的在于提供一种PDP面板的介电层厚度的测量方法及其装置，不仅可适用于测量PDP面板的边缘的介电层厚度，也可适用于测量PDP面板内部的介电层厚度。

本发明的第三目的在于提供一种PDP面板的介电层厚度的非破坏性测量方法及其装置，可与工艺同步进行，且自动化。

本发明的主要特征系利用当PDP面板的各区域发光强度一致时所施加的电压值大小与该区域的介电层厚度成正比的原理，提供一种介电层厚度的测量装置，以测量待测面板的各区域介电层厚度，其构造简单且相似于PDP面板，可直接利用形成介电层后且未形成保护层的前板或形成介电层后且未形成阻隔壁的后板制作测量装置。

本发明提供一种介电层厚度的测量装置，适用于测量等离子体平面显示器(PDP)的待测面板的介电层厚度。该面板系由一透明基板、设置于该透明基板表面的介电层以及平行排列于该透明基底表面的介电层内的一组(复数)第一条状电极所构成。本发明的测量装置的结构简述如下。一测量槽，使该待测面板设置于该测量槽顶部，且该待测的该介电层与该测量槽底部相对，形成一放电空间。并且，一组(复数)第二条状电极平行设置于该测量槽底部，且与第一电极相互垂直。另外，一气体入口，用以导入一惰性气体至该放电空间。

如前所述，该测量槽主要包括：一基底以及设置于上述基底周围的一支撑装置。

如前所述，这些第一条状电极与这些第二条状电极分别可由堆叠的透明导电材质与金属材质所构成，或者亦可仅由金属材质所构成。该透明导电材质包括氧化铟锡(indium tin oxide；ITO)或二氧化锡(SnO₂)，而该金属材质包括铬铜铬(Cr/Cu/Cr)、银(Ag)、铝(Al)或镍(Ni)。

如前所述，本发明的测量装置更可包括一气体出口，用以排除该惰性气体。该惰性气体包括氦(He)、氖(Ne)及其两者的组合。

本发明提出一种由前述测量装置以测量介电层厚度的方法，此方法主要包括以下步骤：

首先，将该面板放置在测量装置顶部；其中，该待测面板的第一条状电极与该测量装置的第二条状电极的交叉处分别形成复数个放电单元。然后，分别施加复数个电压值至该待测面板的第一条状电极与该测量装置的第二条状电极，使所述放电单元分别发出亮度一致的亮光。最后，由所述放电单元的各自电压值，推算出该待测面板上分别对应所述放电单元位置的介电层区域的厚度，其中发光亮度相同时，该些电压值大小与该介电层厚度成正比。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1是显示已知的PDP的结构剖面图；

图2是显示根据本发明的介电层厚度测量装置的较佳实施例的俯视图；

图3是显示根据本发明的介电层厚度量测装置的较佳实施例的结构剖面图。

具体实施方式

通常等离子体平面显示器(PDP)是由前板10与后板30封装组合而成。以第1图所示的等离子体平面显示器(PDP)结构为例，前板10是由玻璃基板14、电极16(包括：透明电极22、辅助电极24)、诱电体层(又称介电层)18及MgO保护层20所构成，其中透明电极22和辅助电极24构成维持电极X和扫描电极Y。后板30则是由玻璃基板12、资料电极(或称寻址电极)32、介电层33、阻隔壁34所构成。其中阻隔壁34内侧依次涂布红色(R)、绿色(G)以及蓝色(B)的荧光体36，在组合之后分别注入氦、氖等气体即构成等离子体平面显示器(PDP)。

等离子体平面显示器(PDP)的前板的制备工艺依次包括：透明电极22的制作、辅助电极24的制作、介电层33的制作以及保护层20的制作。其中，在由透明电极22和辅助电极24所构成的维持电极X和扫描电极Y上覆盖一层介电层18的功能是储存电荷以达到影像保存的记忆效果，制造过程中对介电层18的位置精准度的要求不高，但厚度的均一性甚为重要，并且要确保放电时的绝缘性。

本发明测量等离子体平面显示器(PDP)前板的介电层厚度，是当介电层18覆盖于维持电极X和扫描电极Y后且形成保护膜20之前进行。至于其测量方法将于后文中做详细描述。

等离子体平面显示器(PDP)的后板的制备工艺依次包括：资料电极32的制作、介电层33的制作、阻隔壁34的制作、荧光体36的涂布以及封装材料涂布。

本发明测量等离子体平面显示器(PDP)后板的介电层厚度，是当介电层33覆盖于数据电极32后且于形成阻隔壁34之前进行。至于其测量方法将于后文中做详细描述。

测量PDP前板和后板的介电层厚度的装置

以下将结合第2图的俯视图和第3图的结构剖面图详细说明适用于测量等离子体平面显示器(PDP)前板和后板的介电层厚度的一种介电层测量装置100。其中第2图为介电层厚度测量装置的俯视图。第3图为以介电层厚度测量装置量测PDP前板和后板的介电层的剖面图，且为第2图的a-a’剖面图。

首先，请参见第3图，本发明的介电层厚度测量装置100可适用于测量PDP前板10和后板30的介电层18、33厚度。以下为方便起见，统称该前板10与该后板30为待测面板，并且该前板的维持电极X和扫描电极Y以及该后板30的数据电极32皆统称为平行排列于待测面板上的第一条状电极50。第3图可同时表现以一种测量装置测量PDP前板10与后板30时的结构剖面图。

本发明的介电层厚度测量装置100主要包括：由一基底102与一支撑结构106所构成的一测量槽、平行设置于该测量槽的基底102表面的复数条第二条状电极104、用以导入惰性气体的一气体入口108。本发明的介电层厚度测量装置100更可包括一气体出口110，用以排出该放电空间200内部的惰性气体。该基底102与待测面板10、30的介电层18、33相对设置。该支撑结构106，直立地设置于该基底102的周围，用以支撑该待测面板10、30，该支撑结构106两端分别与该待测面板10、30以及该基底102接合。该受测面板10、30、该基底102与该支撑结构106构成一放电空间200。

本发明的介电层厚度测量装置100的构造简单且相似于PDP前板10或后板30，可直接利用形成介电层18后且未形成保护层20的前板10或形成介电层33后且未形成阻隔壁34的后板30制作测量装置100。

该介电层厚度测量装置100的第二条状电极104的数目至少为一。此电极104的材质可为透明的导电材质配合导电性佳的金属线，其结构例如等离子体平面显示器(PDP)的维持电极X和扫描电极Y的结构，所使用的透明的导电材质可为氧化铟锡(indium tin oxide；ITO)或二氧化锡(SnO₂)，所使用的金属线的材质可为铬/铜/铬(Cr/Cu/Cr)、银(Ag)、铝(Al)或是镍(Ni)等。此外，该第二条状电极104的材质亦可仅由金属线构成。

接着，请参见第2图，该测量装置100的第二条状电极104分别平行排列，且与该待测面板10、30的第一条状电极50于交叉处形成多个放电单元300。在施加电压进行测量介电层厚度时，累积于该放电单元300处的电荷会释出以激发该放电空间200内部的惰性气体，从而在被施加电压的放电单元300位置发光产生亮点。

利用介电层厚度测量装置测量PDP前板和后板的介电层

首先，将该待测面板10、30放置于该测量装置的支撑结构106顶部。必需使该待测面板10、30的第一条状电极50与该测量装置的第二条状电极104相互垂直。

然后，施加电压于对应测量区域的介电层18、33位置的该第一条状电极50与该第二条状电极104，使测量区域的放电单元300发光产生亮点，以相同方式使各放电单元300发亮，并且由调整所施加的电压值大小，使各放电单元300发光的强度一致。

此测量方法中，假设该待测面板10、30的玻璃基板10、12的均匀度相当高，其厚度不均的误差可忽略，如此一来，此时当惰性气体被激发而释放出光时，所穿透过不同区域的介电层18、33，其厚度并不相同，所以造成发出的光强度不同。介电层18、33愈厚，则发光强度愈弱。若欲使各区域的发光强度一致，必须调整施加于各区域的电压值大小。介电层18、33愈厚的区域，所需施加的电压值愈大。因此，当各区域的发光强度皆相同时，各区域的电压值与该区域的介电层厚度成正比。

最后，纪录各放电单元300的电压值，因为电压值与该区域的介电层厚度成正比，所以便可由这些放电单元300的各自电压值推算出该待测面板10、30上分别对应该些放电单元300位置的介电层18、33区域的厚度。此非破坏性测量方法不仅可测量受待测面板的边缘区域，亦可测量其边缘区域，并不受限。

发明具体以下优点：

1.本发明的介电层厚度测量装置可提供一种非破坏性测量方法。

2.本发明不仅可适用于测量PDP面板的边缘的介电层厚度，也可适用于测量PDP面板内部的介电层厚度。

3.本发明的介电层厚度测量，可与制备工艺同步进行，且自动化。

4.本发明的介电层厚度测量装置可直接利用形成介电层1后且未形成保护层的前板或形成介电层后且未形成阻隔壁的后板制作。

本发明虽以较佳实施例描述如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围以所附的权利要求范围为准。

附图的符号说明

10～前板；             30～后板；

12、14～玻璃基板；     16～电极；

22～透明电极；         24～辅助电极；

18、33～介电层；       20～保护层；

32～资料电极；         34～阻隔壁；

36～荧光体；           100～量测装置；

102～基板；            104～第二条状电极；

106～支撑结构；        108～气体入口；

110～气体出口；        50～第一条状电极；

200～放电空间；        300～放电单元。

Claims (42)

1.一种介电层厚度的测量装置，适用于测量等离子体平面显示器(plasmadisplay panel；PDP)的待测面板的介电层厚度，其中该面板由透明基板、设置于该透明基板表面的介电层以及平行排列于该透明基底表面的介电层内的复数条第一条状电极所构成，该测量装置主要包括：

一测量槽，用以支撑该待测面板于该测量槽顶部，以构成一放电空间，且该待测的该介电层与该测量槽底部相对；

复数条第二条状电极，平行设置于该测量槽底部，且与所述第一电极相互垂直：以及

一气体入口，设置于该测量槽，用以导入一惰性气体至该放电空间。

2.如权利要求1所述的介电层厚度的测量装置，其中更包括一气体出口，用以排除该惰性气体。

3.如权利要求1所述的介电层厚度的测量装置，其中所述第一条状电极由堆栈的透明导电材质与金属材质所构成。

4.如权利要求3所述的介电层厚度的测量装置，其中该透明导电材质包括氧化铟锡(indium tin oxide；ITO)或二氧化锡(SnO₂)。

5.如权利要求3所述的介电层厚度的测量装置，其中该金属材质包括铬铜铬(Cr/Cu/Cr)、银(Ag)、铝(Al)或镍(Ni)。

6.如权利要求1所述的介电层厚度的测量装置，其中所述第一条状电极由金属材质所构成。

7.如权利要求6所述的介电层厚度的测量装置，其中该金属材质包括铬铜铬(Cr/Cu/Cr)、银(Ag)、铝(Al)或镍(Ni)。

8.如权利要求1所述的介电层厚度的测量装置，其中所述第二条状电极由堆栈的透明导电材质与金属材质所构成。

9.如权利要求8所述的介电层厚度的测量装置，其中该透明导电材质包括氧化铟锡(indium tin oxide；ITO)或二氧化锡(SnO₂)。

10.如权利要求8所述的介电层厚度的测量装置，其中该金属材质包括铬铜铬(Cr/Cu/Cr)、银(Ag)、铝(Al)或镍(Ni)。

11.如权利要求1所述的介电层厚度的测量装置，其中所述第二条状电极系由金属材质所构成。

12.如权利要求11所述的介电层厚度的测量装置，其中该金属材质包括铬铜铬(Cr/Cu/Cr)、银(Ag)、铝(Al)或镍(Ni)。

13.如权利要求1所述的介电层厚度的测量装置，其中该惰性气体包括氦(He)、氖(Ne)及其两者的组合。

14.如权利要求1所述的介电层厚度的测量装置，其中该测量槽主要包括：

一基底；以及

一支撑结构，直立地设置于上述基底周围，用以支撑该待测面板。

15.一种介电层厚度的量测装置，适用于测量等离子平面显示器(plasmadisplay panel；PDP)的待测面板的介电层厚度，其中该面板系由一透明基板、设置于该透明基板表面的介电层以及平行排列于该透明基底表面的介电层内的复数条第一条状电极所构成，其主要包括：

一基底，与该待测面板的该介电层相对设置；

一支撑结构，直立地设置于上述基底周围，用以支撑该待测面板，该支撑结构两端分别与该待测面板、该基底接合，其中该待测面板、该基底与该支撑结构构成一放电空间；

复数条第二条状电极，平行设置于该基底表面，且与该待测面板的该些第一电极相互垂直；以及

一气体入口，用以导入一惰性气体至该放电空间。

16.如权利要求15所述的介电层厚度的测量装置，其中更包括一气体出口，用以排除该惰性气体。

17.如权利要求15所述的介电层厚度的测量装置，其中所述第一条状电极由堆栈的透明导电材质与金属材质所构成。

18.如权利要求17所述的介电层厚度的测量装置，其中该透明导电材质包括氧化铟锡(indium tin oxide；ITO)或二氧化锡(SnO₂)。

19.如权利要求17所述的介电层厚度的测量装置，其中该金属材质包括铬铜铬(Cr/Cu/Cr)、银(Ag)、铝(Al)或镍(Ni)。

20.如权利要求15所述的介电层厚度的测量装置，其中所述第一条状电极由金属材质所构成。

21.如权利要求20所述的介电层厚度的测量装置，其中该金属材质包括铬铜铬(Cr/Cu/Cr)、银(Ag)、铝(Al)或镍(Ni)。

22.如权利要求15所述的介电层厚度的测量装置，其中所述第二条状电极由堆栈的透明导电材质与金属材质所构成。

23.如权利要求22所述的介电层厚度的测量装置，其中该透明导电材质包括氧化铟锡(indium tin oxide；ITO)或二氧化锡(SnO₂)。

24.如权利要求22所述的介电层厚度的测量装置，其中该金属材质包括铬铜铬(Cr/Cu/Cr)、银(Ag)、铝(Al)或镍(Ni)。

25.如权利要求15所述的介电层厚度的测量装置，其中所述第二条状电极由金属材质所构成。

26.如权利要求25所述的介电层厚度的测量装置，其中该金属材质包括铬铜铬(Cr/Cu/Cr)、银(Ag)、铝(Al)或镍(Ni)。

27.如权利要求15所述的介电层厚度的测量装置，其中该惰性气体包括氦(He)、氖(Ne)及其两者的组合。

28.一种介电层厚度的测量方法，适用于测量等离子体平面显示器(plasma display panel；PDP)的待测面板的介电层厚度，其中该面板由一透明基板、设置于该透明基板表面的介电层以及平行排列于该透明基底表面的介电层内的复数条第一条状电极所构成，该方法主要包括：

将该面板放置于量测装置顶部，该量测装置主要包括：

一测量槽，该待测面板的该介电层与该量测槽底部相对，形成一放电空间；

复数条第二条状电极，平行设置于该量测槽底部，且与所述的第一电极相互垂直；以及

一气体入口，用以导入一惰性气体至该放电空间，

其中该待测面板的所述第一条状电极与该测量装置的所述第二条状电极的交叉处分别形成复数个放电单元，

分别施加复数电压值至该待测面板的所述第一条状电极与该测量装置的该些第二条状电极，使所述放电单元分别发出亮度一致的亮光；以及

由所述放电单元的各自电压值，推算出该待测面板上分别对应该些放电单元位置的介电层区域的厚度，

其中发光亮度相同时，所述电压值大小与该介电层厚度成正比。

29.如权利要求28所述的介电层厚度的测量方法，其中该待测面板为前板。

30.如权利要求28所述的介电层厚度的测量方法，其中该待测面板为后板。

31.如权利要求28所述的介电层厚度的测量方法，其中更包括一气体出口，用以排除该惰性气体。

32.如权利要求28所述的介电层厚度的测量方法，其中该些第一条状电极由堆栈的透明导电材质与金属材质所构成。

33.如权利要求32所述的介电层厚度的测量方法，其中该透明导电材质包括氧化铟锡(indium tin oxide；ITO)或二氧化锡(SnO₂)。

34.如权利要求32所述的介电层厚度的测量方法，其中该金属材质包括铬铜铬(Cr/Cu/Cr)、银(Ag)、铝(Al)或镍(Ni)。

35.如权利要求28所述的介电层厚度的测量方法，其中该些第一条状电极由金属材质所构成。

36.如权利要求35所述的介电层厚度的测量方法，其中该金属材质包括铬铜铬(Cr/Cu/Cr)、银(Ag)、铝(Al)或镍(Ni)。

37.如权利要求28所述的介电层厚度的测量方法，其中所述第二条状电极系由堆栈的透明导电材质与金属材质所构成。

38.如权利要求37所述的介电层厚度的测量方法，其中该透明导电材质包括氧化铟锡(indium tin oxide；ITO)或二氧化锡(SnO₂)。

39.如权利要求37所述的介电层厚度的测量方法，其中该金属材质包括铬铜铬(Cr/Cu/Cr)、银(Ag)、铝(Al)或镍(Ni)。

40.如权利要求28所述的介电层厚度的测量方法，其中所述第二条状电极由金属材质所构成。

41.如权利要求40所述的介电层厚度的测量方法，其中该金属材质包括铬铜铬(Cr/Cu/Cr)、银(Ag)、铝(Al)或镍(Ni)。

42.如权利要求28所述的介电层厚度的测量方法，其中该惰性气体包括氦(He)、氖(Ne)及其两者的组合。

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