507244 A7 ___B：_ 五、發明說明（b 發明領域 本發明係關於一種圖形螢光顯示器裝置；以及，尤其 是，尤關於在此併入平面柵極的一種圖形螢光顯示器裝 置。 發明背景 . 第1 A至2 B圖提供說明傳統圖形螢光顯示器裝置之 陽極與柵極之設置與操作的示意圖。 第1 A圖係一土以顯示陽極與柵極之設置的頂視圖， 其中參考記號All至A52表示陽極；G1至G5表示柵極；A1 及A2表示二條陽極引線。且於第1 A圖中，僅說明三列 的陽極與五個柵極。同一列中的每二個陽極連接至一條相 同的陽極引線。當從該螢光顯示器裝置的頂部看去時，陽 極、栅極及燈絲（未顯示）係垂直地以於維持其間一定距 離時的順序配置。從燈絲發射的電子通過柵極G1至G5且 到達極All至A52。 . 於第1 A圖中，柵極G1控制陽極All及A12及柵極G2 控制陽極A21及A22。柵極G3至G5作用亦類似。 第1 B圖係一用以說明第1 A圖所示之圖形螢光顯示 器裝置的操作圖。 舉例說明，為導通陽極A22發出光，負電壓分別加至 拇極G1、G3、G4及G5以及陽極引線A1，於一正電壓分加 到柵極G2及陽極引線A2時。從燈絲發出之電子能通過柵 極G2但因為移向栅極Gl、G3、G4及G5的電子被施加的負 電壓所產生之負電場再產生脈衝而無法通過其餘的柵極 本紙m尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4 - ------------ίιλ^ (請先閉讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- - -------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 507244 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） G1、G3、G4及G5。通過拇極G2的電子能到達施加正電壓 的陽極A22但無到達被施加負電壓的陽極A21。 然而，由於移向陽極A22的電子受到負電位之柵極G3 所產生的負電場影響，電子可能無法到達毗鄰柵極G3的 陽極A22的一端緣部分。結果，發生所謂的遮蔽現象，其 中陽極在毗鄰一鄰近柵極之端緣處有一黑點。 參照第1 C圖，其說明另一個傳統的具有受控於三條 i 陽極引線A1至A3之陽極的圖形螢光顯示器裝置，其中每 三個陽極係連接至一相同的陽極引線。 舉例說明，倘若負電壓被施加柵極Gl、G3及G4，而 一正電壓施加於栅極G2，從燈絲發出之電子僅能通過柵 極G2，如第1 C圖所示。再者，倘若陽極引線A1及A3為 正電壓的，則電子能到達陽極A22及A32。此情形中，由 於移向極A22及A32的電子受到負電壓之柵極G1及B3所產 生之電場影響，諸電子可能無法到達毗鄰陽極G1的陽極 | A22的一端緣部分以及毗鄰陽極G3的陽極A32的一端緣部 分。因此，此等端緣部分不會發出充分的光，結果會有黑 條紋（見例如日本公告第JP63-35037號案）。 - 現參照第2 A及2 B圖，說明採用的傳統式作業方法 _ 以便防止上述參照第1 A至1 C圖說明的螢光顯示器的亮 度的不均勻。 於第2A及2B圖中，有四條陽極引線A1至A4且每 四個陽極連接至一相同的陽極引線。柵極G1至G5各控制 二個陽極。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝--------訂---------線 (請先閉讀背面之;1意事項再填寫本頁) 507244 A7 B： 五、發明說明（、 (請先間沭背面之注意事項再填寫本頁) 於第2 A圖中’柵極G2及G3為正電位且柵極Gl、G4 及G5為負電位。由於陽極A22及A31被選擇來發光·陽極 引線A1及A4為正電位。此情形中，由於陽極A22及A31遠 離柵極G1及G4，柵極ο 1及G4所產生的負電場幾乎不會影 響從燈絲發射到陽極A22及A31的電子的通過。 第2 B圖所示之陽極、栅極及陽極引線的設置與第2 A圖所示者完全一樣，但柵極選擇方案與第2 A圖的不 同。 於第2 B圖中，正電位被施加到栅極G2、G3、G4及， 而負電位被施加到G1及G5。由於受控於柵極G3的陽極 A31、A32被選擇導通，正電位被施加到陽極引線八丨及八2。 此情形中，由於陽極A31及A32遠離負電位的栅極G1及 G5 ’柵極G1及G5產生的負電場幾乎不會影響從燈絲發射 到陽極A31及A32之電子的通過。再者，柵極gi及05產生 的負電場的影響小於第2 A圖所述者（見例如前面的曰本 公開案）。 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 於第1A至1C圖中，由於鄰近柵極之電場之故的亮 度的不均勻可能無法避免。此一不均勻問題能以如第2 a 及2 B圖所示之控制方案所避免。然而，第2 A及2 B圖 的組態中每二個陽極需要一個柵極，即使極係受控於四條 陽極引線。勉強地，仍需要大量的柵極，使得具有大量柵 極之驅動器的螢光顯示器裝置複雜化。再者，工作因數變 低以降低裝置的亮度準位。 發明簡述 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 507244 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 因此，本發明之一目的在消除習知技術的上述缺點。 根據本發明，提供一種螢光顯示器裝置，其包括： 一第一基體； 一絕緣層，形成於該第一基體上； η行或列的m陽極，各陽極具有一螢光層； q條陽極引線，供各行或列的m陽極，每第Q個極連 接至一條相同的陽極引線；以及 ’ z柵極，z為一等於或大於m/Q但小於（m/Q) + 1的正整數，形成於絕緣層上，各柵極橫跨η行的m陽 極設置，各柵極設有供各行或列的m陽極的開口，各開口 暴露一部分的絕緣層且一陽極形成於該絕緣層被暴露的部 分， 其中該絕緣層、陽極、陽極引線及柵極為薄膜。 圖式簡述 本發明上述及其它目的及特性由以下連同附圖之較佳 | 實施例的說明變得更明確，其中： 第1 A至1 C圖顯示用以說明傳統圖形螢光顯示器之 陽極與栅極的設置與作業的示意圖； 第2 A及2 B圖係用以說明另一傳統圖形螢光顯示器 之陽極與柵極的設置與作業的示意圖； 第3圖顯示根據本發明第一較佳實施例之圖形螢光顯 示器裝置之陽極與柵極的設置； 第4A及4B圖說明第3圖所示之圖形螢光顯示器之 部分橫剖面圖； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------I * I I--- I I 訂-------- - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 507244 A7 _B7_ 五、發明說明（5) 第5 A及5 B圖提供根據本發明第二較佳實施例於第 3圖所示之圖形螢光顯示器裝置的部分橫剖面圖； 第6圖表示根據本發明第二實施例之圖形螢光顯示器 裝置的第5圖的部分放大頂視圖；以及 第7 A及7 B圖顯示根據本發明第三較佳實施例之圖 形螢光顯示器装置的一橫剖面及一頂視圖。 較佳實施例'詳述 第3圖顯示根據本發明第一較佳實施例之圖形螢光顯 • 示器裝置之陽極與柵極的設置。 顯示於第1圖之參考標記SI、All至Aim及Anl至 Anm、G1至Gz、Ο、Aw 1至Aw3、A1至A3及Ah分別表示 一玻璃材料形成的第一基體、各上面有沈積的螢光層的陽 極、薄膜柵極、形成於柵極中的開口、薄膜陽極引線、陽 極引線端及穿透孔。 陽極引線Awl至Aw3係設置於第一基體S1上，且穿孔 Ah形成於設於極與陽極引線間的一薄膜層D(第4圖）中。 穿透孔Ah位於極All至Anm之下，但描述於第3圖中以圖 示陽極與陽極引線間的電氣連接。 柵極G1至Gz係設置於形成於第一基體S1上的絕緣層 D (第4圖）上，而陽極All至Anm係形成於經柵極中開 口 0暴露的絕緣層D上。陽極All至Anm與陽極引線Awl至 Aw3透過絕緣層D中的穿透孔Ah電氣連接。 陽極All至Anm為各具有的η行各具有m陽極者所製 成。各行中的陽極係搞合至Q，例如，3條陽極引線，且 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------—W--------訂--------•線赢 請乇閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 507244 A7 ____——卩：______ -五、發明說明（6) 每第Q個陽極透過充填於其間之穿透孔中之一傳導材料電 氣連接至一相同的陽極引線。 ------------—裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 柵極數為z=m/Q且來自各行陽極的Q陽極分配給 各栅極。倘若m/Q不是一個整數，z被設定成一大 /Q的最小整數。 於此實施例中，Q為三，故各行中的每第三個陽極透 — 過填充於對應穿透孔中之傳導材料電氣連接至一相同的陽 • 極引線Awl、Aw2或Aw3。各行陽極中的陽極分配並受控 於z ( z = m/3 )栅極。舉例說明，於第一行陽極中的 陽極Al 1至A13及陽極A14及A16分別受控於柵極G1及 G2 〇 1¼極數，即η、於各行陽極中的陽極數，即m、柵極 數’即z = m/Q以及受控於各栅極的陽極數，即Q係取 決於，例如顯示區及解析度。 第4 A及4 B圖分別說明從第3圖中線χ-χ及Y-Y剖 開的放大橫剖視圖。 使用於第4圖中之參考標記S1、D、A14至A44及A31 至 A34、P14至P44及P31 至 P34、G1 及G2、0、Awl 至 Aw3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 及Ah分別表示第一基體、絕緣層、陽極、螢光層、柵極、 柵極中的開口、陽極引線及充填有傳導材料的穿透孔。 具有，例如，矩形開口 〇的柵極（51及(32係設置於絕 緣層D上。上面分別塗覆有螢光層pi3至p44及p31至打4的 陽極A14至A44及A31至A34係配置於透過開口 〇暴露的絕 緣層D上。陽極A14至A34係透過充填於穿透孔Ah中的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公--Τα--- 507244 A7 B： 五、發明說明（7) 導材料電氣連接至陽極引線Awl至Aw3，其中三條陽極引 線Aw 1至Aw3係供給各行的陽極。於第4 A圖中，陽極 A14、A24、A34、A44係連接至各對應行的陽極引線Awl。 於第4 B圖中’每第三個陽極，例如，陽極A31、A34係 連接至陽極引線Awl。 在陽極A14至A44及A31至A34上有燈絲（未顯示）且 該等燈絲發射的電子係受控於待被放射到被選定陽極上的 柵極G1及G2。由於面對諸燈絲的栅極G1及G2的表面低於 面對諸燈絲之螢光層P14至P44及P31至P34的表面，由燈 絲發射之電子所造成的暴露的絕緣層D的一充電準位低且 遮蔽現象被減少。結果，由於充電子子產生的亮度不均勻 被改善。 再者，當柵極G1及G2分別被正及負電位偏壓且陽極 選定A33來發射光時，朝向陽極A33發射的電子較少受到 柵極G2產生之負電場的影響。於是陽極A33的光發射不均 勻亦可減少。如第1 A及1 B圖所示，鄰近柵極產生之負 電場的不利效應無法在傳統的圖形螢光顯示器裝置中避 免。再者，不像第2A及2B圖中具有各控制各行陽極中 二陽極的栅極的傳統式螢光顯示器裝置，其中即使該等陽 極與四條陽極引線耦合，對於受控於各柵極之各行的陽極 數並沒有限制。受控於各栅極之陽極數可以與陽極引線的 數目完全相同。因此，可減少柵極數，造成工作因數及亮 度準位的增加。此外，不需要同時對超過一個柵極施加正 電壓，這簡化了柵極驅動方法。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇 X 297公爱） --------I----- 請先閱請背面之;1意事項再填寫本頁)
訂----------線I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 507244 五 經濟部智慧財產局員工消費合#社印製 A7 B7 發明說明（8) 參照第5 A及5 B圖，其等說明第3圖根據本發明第 二實施例之圖形螢光顯示器裝置的部分橫剖面圖。第5 A 及5 B圖分別為沿第3圖中線Χ·Χ及Y-Y剖開的部分放大 橫剖面圖。第5Α及5Β圖示之元件的配置與第4圖中者 完全相同，除了在形成陽極的第一基體S1上的凹處以外。 使用於第5Α及5Β圖中的參考標記與第4 Α及4 Β 圖中者完全相同。第一基體S1係設有多數個凹處，凹處 上形成有陽極A24、A33及A34。陽極引線Awl至Aw3設置 於具有凹處的基體S1上，且接著絕緣層D形成其上。陽極 A24、A33及A34及柵極G1及G2係同時設置於絕緣層D上， 如第5 A及5 B圖所示。栅極G1及G2具有一與形成於基 體S1中凹處類似形狀的凹陷部位Kg。凹陷部位Kg具有傾 銷壁Tg及形成於各凹陷部位Kg的底部的開口〇。上面各沈 積有一螢光層的陽極A24、A33及A34設置於透過形成於 柵極中之開口 0的絕緣層D上。 於第5 A及5 B圖中，由於面對燈絲的柵極G1及G2 於面對燈絲的螢光層P24、P33及P34的表面，由從燈絲發 射之電子造成的暴露的絕緣層D的充電準位變得較低且光 發射不均勻問題得以改善。 然而，相同的結果甚至可以於面對燈絲之柵極G1及G2 的表面同時與螢光層P24、P33及P34的表面相同準位的情 形中獲得。再者，即使於面對燈絲的柵極G1及G2的表面 稍微高於螢光層P24、P33、P34的表面，由於非常小部分 的絕緣層D透過開口 〇暴露出來，亦可得到相同的結果。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝------—訂----------線 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •11- 507244 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B： 五、發明說明（9) 由於顯示於第5A及5B圖中的柵極G1及G2在凹陷 • 部位具有傾銷壁Tg，栅極的截止特性能被加強且透過 開口的絕緣層的面積被減少。結果，由從燈絲發射之電子 造成的暴露的絕緣層的充電準位變得較低。 本發明的陽極、拇極、絕緣層、及營光層為薄膜且陽 極、柵極及絕緣層的厚度大體上等於或小於構成螢光層之 粒子的大小。因此，倘若螢光層係以二或多層粒子製成， 則相較於陽極、栅極及絕緣層的厚度，螢光層的厚度會設 得不想要的太厚。然而，根據本發明，柵極及螢光層的相 對準位可適當地以改變形成於基體S1中之凹處的深度來 調整。 傾斜側壁Tg就調整柵極與螢光層的準位而言可能是 不需要的，因為準位調整可以受控於凹處的深度。然而， 最好疋有傾銷側壁以便改善戴止特性，降低充電準位並防 止陽極引線及柵極中的開路。 根據本發明較佳實施例之基體S1的凹處最好具有一 矩形的形狀。然而，諸凹處可製成具有一條狀形狀。在此 情形中’形成於條狀凹處底部上的柵極部位的準位變得較 低，其會使柵極的截止特性有點降級。然而，其於使用時 不會造成任何嚴重的實質問題。 第6圖係一根據本發明第二較佳實施例之圖形螢光顯 示為衣置的部分放大平面圖，且主要顯示二行形成於栅極 G1的凹陷部分Kg。如圖所示，陽極A21至Λ23、A31至A33 (未顯示）係設於透過開口 〇暴露的絕緣 上，且螢光 本紙張尺度適财關 ϋ n n n n n 一 口，· n n n n n n n f - 請先間讀背面之注意事頊再填寫本I> -12- 507244 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B： 五、發明說明（$ 層P21至P23及P31至P33係設於上面。絕緣層的部分係透 過開口 Ο暴露。然而，由於傾斜側壁Tg幾乎覆蓋凹陷部分 Kg且絕緣層D暴露的部分係低於螢光層P21至P23及P3 1至 P33以及柵極G1的表面，絕緣層的充電的不利效應可以忽 • 略0 於第3至6圖中，陽極及柵極的開口已描述為具一方 形的形狀，但其等能為其它形狀，像是一圓形或多角形。 B 此外，電子源可以是一熱陰極，即，燈絲，如較佳實施例 中所說明者，或是一冷陰極，例如場發射型陰極。 而且，由於第4A至6圖顯示的絕緣層D亦作為一黑 矩陣，不必要安裝一額外的黑矩陣。 根據本發明形成一螢光層顯示器裝置的示範方法現將 詳細說明。 首先，A1層沈積於）用噴鍍法以玻璃材形成的第一 基體S1 (此例中，第一基體的厚度為1.1m)上。A1層的 | 最佳厚度係在至數個//m的範圍内，且於此例中的 厚度為1.5 μ m。供每三行陽極的三條陽極引線係以光刻 法從A1層形成。各陽極引線及其間的間隙為0.02mm。 具有用以將陽極引線連接陽極的穿透孔的絕緣層係形 成於上面具有陽極引線的基體S1上。絕緣層可以是以一 絲網印製法製成的一玻璃熔塊或是以CVD (化學蒸汽沉 積法）形成之3丨€^層。若是CVD法，則SiOx層的厚度可以 在0.01 μ m至數個// m的範圍内。此例中的厚度為1.0 // m。 倘若以CVD法形成絕緣層，則穿透孔以光刻法形成。以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13· -------------裝--------訂-------—線 (請先閉讀背面之注意事項再填寫本頁) 發明說明（ 絲網印製法製成的玻璃溶塊的厚度可以設定成在幾個” 至幾十個/zm的的範圍内。 A1層係以PVD (物理蒸汽沉積法）< —喷㈣形成 於絕緣層上。此例中，A1層係以噴鍍法形成。此例中的剔 層的厚度可以在0.01# m至數個_的範圍内。設於開中 内部之具開口的柵極以及陽極以一光刻法同時由ai層形 成。此外，當Ai層形成時，A1形成時，A1亦充填該等穿 透孔藉以將對應的陽極連接至陽極引線。 大小為120鋒x 120/zm的螢光層係以一泥衆法塗覆 於各陽極上。精上述步驟、陽極引線、絕緣層、陽極及橋 極係形成於以一玻璃材料形成的第一基體上。 具一多數凹處的第一基體S1的情形中，形成凹處於 第-基㈣上的步驟係在形成陽極引線之前的步驟進 行。其其餘的步驟係與上述該等步驟完全相同。凹處係以 腳（緩衝HF)對第一基體S1姓刻形成，且凹處的深度 係在幾個_至數十個心的範圍内。此例中的深度為H) _。當形成凹處於第一基體S1上時，第一基體si的表面 除了凹處以外係進行變粗的步驟故非凹處的表面變為一抗 ^射表面°此情形中般使用的抗反射濾光片變得不需 第7A圖顯示根據本發明第三較佳實施例之圖形螢光 顯示器裝置的橫剖面圖。第7β圖係一 γ_γ剖開的圖形營光顯示器裝置的頂視圖。 參考標㈣表示第_基體；Α表示一陽極引線； 507244 Λ7 ____ Β7 五、發明說明（1 示絕緣層；G1至G9表示柵極；P1至P9表示沉積於陽極（未 顯示）上的螢光層，· F1及F2表示作為陰極的燈絲；S2表 示一弟一基體，B1至B9表示後電極。螢光層pi至p9各表 示二個δ又置於受控於一相同拇極的陽極上的螢光層。例 如’螢光層Ρ1表示三個沉積於三個受控於柵極G1之陽極 上的螢光層Ρ1。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
絕緣層D、陽極引線A、陽極（未顯示）、柵極〇 1至 G9及螢光層P1至P9係以參照第3至6圖所述之完全相同 的方法形成於第一基體S1上。條狀後電極B1至B9係形成 於要與燈絲F1及F2及栅極G1至G9平行的第二基體S2上。 第一基體S1係對介於中間之燈絲F1及F2而言，相對第二 基體S2設置。 幾十電壓的負或正電位施加於後電極B1至B9以控制 從燈絲F1及F2的電子發射。舉例說明，後電極扪至出控 制燈絲F1而後電極B6至B9控制燈絲F2。舉例說明，倘若 燈絲F1被選來發射電子且燈絲F2被選來不發射電子，一 正控制電壓，即一燈絲選擇電壓施加於後電極B1至B5， 且一負控制電壓’即一燈絲非選擇電歷施加於後電壓B6 至B9。燈絲F2係受到負電場的影響故從燈絲打的電子發 射被停止。 燈絲選擇及非選擇電壓分別被設成在燈絲的電位（此 處，0至幾伏特）至一正幾十伏特以及至一負幾十伏特的 範圍内。 如第7 A圖所示，由於從燈絲F1至最接近之螢光層P3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNTS)A4規格（210 X 297公釐） -------II--· I I I I--—訂 ----— — — — — (請先閱讀背面之；Η意事項再填寫本頁) 發明說明（y 的ί-难以及在P3兩側的螢光層p 1、p2、pa及距燈絲f 1 的距離彼此不同，當後電極扪至35被設定成具有一相同 廷擇電壓時，在螢光層^至朽上發射的電子量亦不同， 其依次造成從螢光層？1至!>5的不均勻亮度準位。因此， 根據本發明，具電位梯度的控制電壓施加於後電極B1至 B9，所以電子均勻地在螢光層上發射。 第7 B圖顯示當燈絲pi被選擇發射電子時，施加至 後電極B1至B9之控制電壓的電位梯度。 於第7 B圖中，最靠近燈絲F1的後電極幻係設在〇 V(燈絲的較佳電壓係在0V至幾伏特的範内）電位；後 電極B2及B4二者皆為+2 V ;後電極扪及的二者皆為+ 4 V。藉著施加具電位梯度的控制電壓至後電極，來自燈 絲的電子能均勻地將電子散佈螢光層。 再者，於第7圊中，後電子b丨至B9具有選擇一燈絲 及均勻散佈電子的功能，但亦可能後電極僅具有均勻散佈 電子的功能。 於第3至7B圖所述之實施例中，陽極與插極的驅動 方法能以於掃描柵極之際施加資料信號至極，或是於掃描 %極之際施加資料信號至拇極皆可。 於本發明的圖形顯示裝置中，由於陽極、柵極及絕緣 層至少為薄膜，於壓縮絕緣層之充電準位時可能且 解析度的圖形螢光顯示器裝置。 ~ ^ α 雖然本發明已參照附圖詳細說明，熟於此技者應了解 到以不背離所附之中請專利範圍界定的本發明範圍 507244 A： B： 五、發明說明（ 14 提，可進行種種變化及修改 -------------裝-----：----訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智茲財產局8工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 17- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 507244 Λ： __Β7 五、發明說明（15 ) 元件標號說明 A11-A52 陽極 A1-A4 陽極引線 G1-G9 栅極 SI, S2 基體 Awl-Aw3 陽極引線 0 開口 Gl-Gz 薄膜柵極 D 絕緣層 P14-P44 螢光層 Kg 凹陷部分 Tg 傾斜側壁 B1-B9 後電極 Fl，F2 燈絲 Ah 穿透孔 本纸張汶度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -18 - (請先閱tt背面之注意事項再填寫本頁)