CN1289140A

CN1289140A - 高对比等离子平面显示器及其制造方法

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Publication number: CN1289140A
Application number: CN99120312A
Authority: CN
Inventors: 卢金钰; 宋文发; 黄春津; 李大元
Original assignee: DAQI SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: DAQI SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2001-03-28
Anticipated expiration: 2019-09-20
Also published as: CN1126141C

Abstract

一种高对比等离子平面显示器,其由玻璃基板、黑色掩模、透明电极、总线电极、介电层及MgO层构成;黑色掩模形成在玻璃基板表面的电极形成区域及不发光区域;透明电极形成在电极形成区域的黑色掩模表面。总线电极形成在透明电极的表面;介电层及MgO层依序沉积在玻璃基板上方;黑色掩模由Cr/Cr₂O₃、Fe/Fe₂O₃结构或黑色低融点玻璃物质构成;透明电极由铟锡氧化物或氧化锡所构成;总线电极由Cr/Cu/Cr、Cr/Al/Cr结构或Ag结构构成。介电层由氧化铅或氧化硅等物质构成。

Description

高对比等离子平面显示器及其制造方法

本发明涉及一种显示器及其制造方法，且特别涉及一种高对比等离子平面显示器及其制造方法。

等离子平面显示器(PDP)使用气体电弧(Arc)所放射的紫外线辐射来激发红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的磷光物质，进而得到可见光。请参考图1A及1B所示等离子平面显示器的电极结构及其表面放电状态，如图所示，电极会分别排列在两片玻璃基板1、2的垂直及水平镶条所构成的矩阵上。一组电极是用来写入显示资料的定址电极3(Address electrode)，另一组电极则是用来放电及实际显示的显示电极4(Display electrode)。定址电极由条状栅栏5所分隔，红色、绿色、蓝色的磷光物质则镀在玻璃基板上并覆盖定址电极。两片玻璃基板1、2彼此结合，玻璃基板间的缝隙则充满氖和氙的混合气体以构成显示板。每个定址电极3与显示电极4的交会处是一个图素，资料写入定址及显示电极对所放出的电荷则转移到显示板上并在显示电极间放电。显示电极间放电的强度用来控制放射光的强度，进而能够显示全彩的符号、图形、影像。

在等离子平面显示器中，亮度(Brightness)及对比度(Contrast)均是极重要的特性。对比的定义是亮准位及暗准位的比值，如图2所示。由于操作方式的关系，等离子平面显示器即使在全黑状态下亦会有一点点背景辐射。因此，暗室(Dark-room)对比的定义就是显示光强度(Ld)及背景辐射(Lb)的比值：

暗室对比=Ld/Lb

暗室对比可通过增加显示光强度或减少背景辐射来改善。但是，若增加显示光强度却不同时减少背景辐射，则较亮的黑准位将会使画面像是通过毛玻璃来看一样。

另外，在具有周遭光线(如室内照明)的环境下，来自磷光物质及玻璃表面的反射光(Lref)同时会使显示光强度Ld及背景辐射Lb增加。因此，若入射的环境光强度为Lin且玻璃基板的表面反射系数为α，则亮室(Light-room)对比的定义可修正为：

亮室对比=(Ld+Lref)/(Lb+Lref)

Lref=αLin

由上述可知，在增加暗室及亮室对比的过程中，降低背景辐射均是不可或缺的要素。

因此，有部分作法便是将不透明黑色掩模(BM)导入等离子平面显示器的前板中，使其覆盖在等离子平面显示器的不发光区域上，藉以减低反射光强度并改善亮室对比。

请参考图3A至3G，此即将黑色掩模(BM)导入等离子平面显示器的前板中，藉以改善暗室及亮室对比的一个例子。

在这个例子中，首先提供一个玻璃基板10，如图3A所示。然后，在玻璃基板10表面的电极形成区域形成透明电极12，如图3B所示。透明电极12通常是由铟锡氧化物(Indium Tin oxide)所构成。然后，在透明电极12表面形成总线电极14(Bus electrode)，如图3C所示。总线电极14通常是由Cr/Cu/Cr结构或Cr/Al/Cr结构所构成。然后，在整个玻璃基板10(包括总线电极14)表面再沉积一介电层16、并将介电层16予以平坦化，如图3D所示。然后，在介电层16表面对应于等离子平面显示器的不发光区域定义黑色掩模18，如图3E所示，黑色掩模18通常亦是由黑色低融点玻璃物质所构成。然后，在介电层16表面对应于等离子平面显示器的显示区域四周形成玻璃胶20，如图3F所示。然后，在介电层16露出的表面再形成MgO层22，如图3G所示。

请参考图4A至4F，此即将黑色掩模(BM)导入等离子平面显示器的前板中，藉以改善亮室对比的另一个例子。

在这个例子中，首先提供一玻璃基板30，如图4A所示。然后，在玻璃基板30表面的电极形成区域形成透明电极32，如图4B所示，透明电极32通常是由铟锡氧化物(Indium Tin oxide)所构成。然后，同时在透明电极32表面形成总线电极34(Bus electrode)，及在等离子平面显示器的不发光区域形成黑色掩模36，如图4C所示。然后，在整个玻璃基板30(包括透明电极32、总线电极34、黑色掩模36)表面再形成一介电层38，并将介电层38予以平坦化，如图4D所示。然后，在介电层38表面对应于等离子平面显示器的显示区域四周形成玻璃胶40，如图4E所示。然后，在介电层38表面再形成MgO层42，如图4F所示。

请参考图5A至5H，此即将黑色掩模(BM)导入等离子平面显示器的前板中，藉以改善亮室对比的再一个例子。

在这个例子中，首先提供一玻璃基板50，如图5A所示。然后，在玻璃基板50表面的电极形成区域形成透明电极52，如图5B所示，透明电极52通常是由铟锡氧化物(Indium Tin oxide)所构成。然后，在透明电极52表面形成总线电极54(Bus electrode)，如图5C所示，总线电极54通常是由Cr/Cu/Cr结构或Cr/Al/Cr结构所构成。然后，在整个玻璃基板50(包括总线电极54)表面再形成一介电层56、并将介电层56予以平坦化，如图5D所示。然后，在介电层56表面对应于等离子平面显示器的不发光区域再形成黑色掩模58，如图5E所示，黑色掩模58通常亦是由黑色低融点玻璃物质所构成。然后，在介电层56(包括黑色掩模58)表面再形成另一介电层60、并将介电层60予以平坦化，如图5F所示。然后，在介电层60表面对应于等离子平面显示器的显示区域四周形成玻璃胶62，如图5G所示。然后，在介电层60表面再形成MgO层64，如图5H所示。

在上述三个例子中，黑色掩模18、36、58若是直接由Cr/Cu/Cr结构或Cr/Al/Cr结构所构成，可能会有高达60％的表面反射系数。

有鉴于此，本发明的一个目的就是提供一种高对比等离子平面显示器及其制造方法，可降低黑色掩模的表面反射系数，进而降低反射光强度并改善亮室对比。

本发明的另一个目的就是提供一种高对比等离子平面显示器及其制造方法，在总线电极下方亦形成有黑色掩模，相比于传统结构，可增加黑色掩模覆盖面积，可进一步降低等离子平面显示器的反射光强度。

本发明的又一个目的就是提供一种高对比等离子平面显示器及其制造方法，可在不增加制程步骤及成本的前提下，达到降低反射光强度及改善亮室对比的效果。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种等离子平面显示器的制造方法，它包括下列步骤：

(a)提供一玻璃基板；

(b)在该玻璃基板上形成一遮光掩模，遮光掩模具有一遮光掩模顶面；

(c)在该玻璃基板上紧邻该遮光掩模处形成一透明电极，该透明电极具有一侧向延伸区，该侧向延伸区覆盖于该遮光掩模顶面上；

(d)在该透明电极的侧向延伸区上形成一总线电极，如此使该总线电极底面受到该遮光掩模遮蔽而减少反光。

本发明也提供一种等离子平面显示器的制造方法，它包括下列步骤：

(a)提供一玻璃基板；

(b)在该玻璃基板上形成一遮光掩模，该遮光掩模具有一遮光掩模侧壁与一遮光掩模顶面；

(c)在该玻璃基板上形成一透明电极，该透明电极具有一透明电极侧壁，该透明电极侧壁与该遮光掩模侧壁相邻接，且该透明电极侧壁的高度大于该遮光掩模侧壁的高度，如此使该透明电极侧壁具有一外露部分；

(d)在该遮光掩模顶面形成一总线电极，且该总线电极与该透明电极侧壁的外露部分相导通，如此使该总线电极底面受到该遮光掩模遮蔽而减少反光。

本发明另提供一种等离子平面显示器的制造方法，它包括下列步骤：

(a)提供一玻璃基板；

(c)在该玻璃基板上形成一透明电极，该透明电极具有一透明电极侧壁与一透明电极顶面，该透明电极侧壁与该遮光掩模侧壁相邻接；

(d)在该遮光掩模顶面与该透明电极顶面的一部分形成一总线电极，且该总线电极与该透明电极顶面的一部分相导通，如此使该总线电极底面受到该遮光掩模遮蔽而减少反光。

本发明还提供一种等离子显示器，它包括一玻璃基板、一透明电极与一总线电极；该透明电极形成在该玻璃基板上，且该总线电极与该透明电极导通；该总线电极与该玻璃基板之间形成有一遮光掩模，如此使该总线电极底面受到该遮光掩模遮蔽而减少反光。

本发明的优点在于，由上述方法得到的等离子平面显示器会在不发光区域及电极形成区域下方同时覆盖有黑色掩模，相比于传统结构，可增加黑色掩模覆盖面积，进而降低反射光强度及改善亮室对比。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图作详细说明如下：

图1A是现有等离子平面显示器的三电极结构图；

图1B是图1A所示等离子平面显示器的表面放电状态图；

图2是说明等离子平面显示器的对比的示意图；

图3A至3G是一种将黑色掩模导入等离子平面显示器的前板以改善亮室对比的制造流程图；

图4A至4F是另一种将黑色掩模导入等离子平面显示器的前板以改善亮室对比的制造流程图；

图5A至5H是再一种将黑色掩模导入等离子平面显示器的前板以改善亮室对比的制造流程图；

图6A至6F是本发明等离子平面显示器的第一实施例的制造流程图；

图7A至7C是本发明等离子平面显示器的第二实施例的制造流程图；图8A至8C是本发明等离子平面显示器的第三实施例的制造流程图。

由于黑色掩模的表面反射系数会直接影响到亮室对比(Light-roomcontrast)的好坏。相比于直接以Cr/Cu/Cr结构或Cr/Al/Cr结构所构成的传统黑色掩模，本发明利用Cr/Cr₂O₃结构或Fe/Fe₂O₃结构所构成的黑色掩模，其表面反射系率可以维持在20％以下。

图6A至6F即是本发明等离子平面显示器的第一实施例的制造流程图。

首先，如图6A所示，提供一玻璃基板70，并在玻璃基板70的表面形成黑色掩模层72。在这个实施例中，黑色掩模层72可以在玻璃基板70表面依次溅镀(Sputter)1K-2K埃的Cr/Cr₂O₃结构或Fe/Fe₂O₃结构。

接着，如图6B所示，在黑色掩模层72表面定义一层光致抗蚀剂74，并藉由半导体制程的光罩(Mask)对预定形成遮光掩模73的区域A及预定形成黑色掩模75的区域B进行曝光，藉以硬化相对应于区域A、B的光致抗蚀剂74，然后再利用显影步骤去除区域A、B以外的光致抗蚀剂。接着，如图6C所示，利用光致抗蚀剂74为掩模及Cr-7为蚀刻反应液体(Etchant)，蚀刻未被残余光致抗蚀剂74保护的掩模层72，使玻璃基板70表面的掩模层72同时只剩下区域A的遮光掩模73及区域B的黑色掩模75，且该遮光掩模73具有遮光掩模顶面77。此处所揭示者为最佳实施例，因此遮光掩模73与黑色掩模75系同时形成。事实上，本步骤亦可先只形成遮光掩模73；而稍后再以额外的光罩与微影步骤来加以定义形成黑色掩模75。

接着，如图6D所示，在等离子平面显示器表面电极形成区域A上的遮光掩模73表面形成一层透明电极76，该透明电极76具有一侧向延伸区79，该侧向延伸区79覆盖于该遮光掩模顶面77上。在这个实施例中，透明电极76可以先在定义图案后的黑色掩模75及遮光掩模73上溅镀一层厚约1500埃的铟锡氧化物(ITO)；然后再利用微影步骤(曝光、显影、蚀刻)定义这层铟锡氧化物(可使用FeCl₃+HCl为蚀刻反应液体进行蚀刻以得到)，进而去除黑色掩模75表面的铟锡氧化物。

接着，如图6E所示，在该透明电极76的侧向延伸区79上形成总线电极78(Bus electrode)，以使该总线电极底面81受到该遮光掩模73遮蔽而减少反光。在这个实施例中，总线电极78可以依次在透明电极76对应于遮光掩模73的上方溅镀厚约1K～2K埃的Cr层78a、厚约2～3μm的Cu(Al)层78b、厚约1K～2K埃的Cr层78c；然后再以微影步骤蚀刻定义这三层金属78a至78c，藉以在透明电极76表面形成所要的总线电极78。

接着，如图6F所示，在黑色掩模75、透明电极76、遮光掩模73、总线电极78上覆盖一层厚约30μm的介电层80(如氧化铅及氧化硅)，并在介电层80表面沉积一层厚约5000～10000埃的保护层82(如氧化镁层)，藉以完成整个等离子显示器结构。

本发明等离子平面显示器的第二实施例的制造流程的前三个步骤相同于如图6A至6C所示的第一实施例，但图6D至6F修正为图7A至7C。

如图7A所示，在玻璃基板70表面上的遮光掩模73具有遮光掩模侧壁85与遮光掩模顶面87。此时，在该玻璃基板70上形成一透明电极76，该透明电极76具有透明电极侧壁91，该透明电极侧壁91与该遮光掩模侧壁85相邻接，且该透明电极侧壁91的高度大于该遮光掩模侧壁85的高度，如此使该透明电极侧壁91具有外露部分93；本步骤中的透明电极76的制程和条件与图6D所示的第一实施例相似。

接着，如图7B所示，在该遮光掩模顶面87形成一总线电极78，且该总线电极78与该透明电极侧壁91的外露部分93相导通，如此使该总线电极底面81受到该遮光掩模73遮蔽而减少反光；本步骤中的总线电极78的制程和条件与图6E所示的第一实施例相似。

接着，如图7C所示，在透明电极76、遮光掩模73、黑色掩模75、总线电极78上覆盖介电层80，并在介电层80表面沉积保护层82；本步骤的制程和条件与图6F所示的第一实施例相似。

本发明等离子平面显示器的第三实施例的制造流程的前三个步骤相同于如图6A至6C所示的第一实施例，但图6D至6F修正为图8A至8C。

如图8A所示，在玻璃基板70表面上的遮光掩模73具有遮光掩模侧壁85与遮光掩模顶面87。此时，在该玻璃基板70上形成一透明电极76，该透明电极76具有透明电极侧壁91与透明电极顶面95，该透明电极侧壁91与该遮光掩模侧壁85相邻接；本步骤中的透明电极76的制程和条件与图6D所示的第一实施例相似。

接着，如图8B所示，在该遮光掩模顶面87及透明电极顶面95的一部分形成一总线电极78，且该总线电极78与该透明电极顶面95的一部分相导通，如此使该总线电极底面81大部分受到该遮光掩模73遮蔽而减少反光；本步骤中的总线电极78的制程和条件与图6E所示的第一实施例相似。

接着，如图8C所示，在透明电极76、遮光掩模73、黑色掩模75、总线电极78上覆盖介电层80，并在介电层80表面沉积保护层82；本步骤的制程和条件与图6F所示的第一实施例相似。

综上所述，本发明提供一种高对比等离子平面显示器及其制造方法，其可降低黑色掩模的表面反射系数，进而降低反射光强度并改善亮室对比。

另外，本发明提供一种高对比等离子平面显示器及其制造方法，其同时在不发光区域及总线电极下方形成有黑色掩模，相比于传统结构，可增加黑色掩模覆盖面积，可进一步降低等离子平面显示器的反射光强度。

再者，本发明提供一种高对比等离子平面显示器及其制造方法，其可以在不增加制程步骤及成本的前提下，达到降低反射光强度及改善亮室对比的效果。

Claims

1．一种等离子平面显示器的制造方法，其特征在于，它包括下列步骤：

(a)提供一玻璃基板；

2．如权利要求1所述的等离子平面显示器的制造方法，其特征在于，在步骤(b)中，同时在该玻璃基板上形成一黑色掩模，该黑色掩模可用以隔离该玻璃基板上不同的影像像素。

3．如权利要求1所述的等离子平面显示器的制造方法，其特征在于，在步骤(d)之后，更包括步骤：(e)形成一介电层以覆盖在该玻璃基板、遮光掩模、透明电极及总线电极上。

4．如权利要求3所述的等离子平面显示器的制造方法，其特征在于，在步骤(e)之后，更包括步骤：(f)在该介电层表面形成一保护层。

5．一种等离子平面显示器的制造方法，其特征在于，它包括下列步骤：

(a)提供一玻璃基板；

6．如权利要求5所述的等离子平面显示器的制造方法，其特征在于，在步骤(b)中，同时在该玻璃基板上形成一黑色掩模，该黑色掩模可用以隔离该玻璃基板上不同的影像像素。

7．如权利要求5所述的等离子平面显示器的制造方法，其特征在于，在步骤(d)之后，更包括步骤：(e)形成一介电层以覆盖在该玻璃基板、遮光掩模、透明电极及总线电极上。

8．如权利要求7所述的等离子平面显示器的制造方法，其特征在于，在步骤(e)之后，更包括步骤(f)：在该介电层表面形成一保护层。

9．一种等离子平面显示器的制造方法，其特征在于，它包括下列步骤：

(a)提供一玻璃基板；

10．如权利要求9所述的等离子平面显示器的制造方法，其特征在于，在步骤(b)中，同时在该玻璃基板上形成一黑色掩模，该黑色掩模可用以隔离该玻璃基板上不同的影像像素。

11．如权利要求9所述的等离子平面显示器的制造方法，其特征在于，在步骤(d)之后，更包括步骤(e)：形成一介电层以覆盖在该玻璃基板、遮光掩模、透明电极及总线电极上。

12．如权利要求11所述的等离子平面显示器的制造方法，其特征在于，在步骤(e)之后，更包括步骤：(f)在该介电层表面形成一保护层。

13．一种等离子显示器，它包括一玻璃基板、一透明电极与一总线电极；该透明电极形成在该玻璃基板上，且该总线电极与该透明电极导通；其特征在于，该总线电极与该玻璃基板之间形成有一遮光掩模，如此使该总线电极底面受到该遮光掩模遮蔽而减少反光。

14．如权利要求13所述的等离子平面显示器，其特征在于，该遮光掩模具有一遮光掩模顶面，该透明电极具有一侧向延伸区，该侧向延伸区覆盖于该遮光掩模顶面上，该总线电极位于该透明电极的侧向延伸区上。

15．如权利要求13所述的等离子平面显示器，其特征在于，该遮光掩模具有一遮光掩模侧壁与一遮光掩模顶面，该透明电极具有一透明电极侧壁，该透明电极侧壁与该遮光掩模侧壁相邻接，且该透明电极侧壁的高度大于该遮光掩模侧壁的高度，该总线电极形成在该遮光掩模顶面上，如此使该透明电极侧壁具有一外露部分，而该总线电极与该透明电极侧壁的外露部分相导通。

16．如权利要求13所述的等离子平面显示器，其特征在于，该遮光掩模具有一遮光掩模侧壁与一遮光掩模顶面，该透明电极具有一透明电极侧壁与一透明电极顶面，该透明电极侧壁与该遮光掩模侧壁相邻接，而该总线电极形成在该遮光掩模顶面与该透明电极顶面的一部分上，该总线电极与该透明电极顶面的一部分相导通。

17．如权利要求13所述的等离子平面显示器，其特征在于，该遮光掩模是Cr/Cr₂O₃结构。

18．如权利要求13所述的等离子平面显示器，其特征在于，该遮光掩模是Fe/Fe₂O₃结构。

19．如权利要求13所述的等离子平面显示器，其特征在于，该遮光掩模是由黑色低融点玻璃物质所构成。

20．如权利要求13所述的等离子平面显示器，其特征在于，该总线电极是Ag结构。

21．如权利要求20所述的等离子平面显示器，其特征在于，该介电层由氧化铅及氧化硅等物质所构成。

22．如权利要求20所述的等离子平面显示器，其特征在于，它更包括一保护层，形成在该介电层表面。

23．如权利要求22所述的等离子平面显示器，其特征在于，该保护层为MgO。