專利名稱：場發(fā)射顯示器的電極圖案設(shè)計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與一種場發(fā)射裝置的電極板有關(guān)，特別是與一種場發(fā)射裝置電極板上的電極圖案設(shè)計有關(guān)。
背景技術(shù)：
近年來，追求更輕、薄、短、小的平面顯示技術(shù)已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)笨重的陰極射線管(CRT)顯示技術(shù)，成為近幾年來成長最快速的光電產(chǎn)業(yè)之一。目前，在眾多的平面顯示技術(shù)中，液晶顯示技術(shù)已經(jīng)是廣泛地被市場所接收的主流顯示技術(shù)之一。然而，由于該類顯示技術(shù)存在無法自發(fā)光的缺點，因此在顯示亮度與色彩方面往往必須付出額外的代價來達(dá)到傳統(tǒng)CRT顯示技術(shù)或其他自發(fā)光顯示技術(shù)的亮度標(biāo)準(zhǔn)。然而，在產(chǎn)品大型化與平價化的需求下，液晶顯示技術(shù)的品質(zhì)與成本正逐漸面臨其他自發(fā)光性顯示技術(shù)的挑戰(zhàn)。
場發(fā)射顯示器(Field Emission Display，F(xiàn)ED)是最類似傳統(tǒng)CRT顯示器的新興平面顯示技術(shù)。由于場發(fā)射顯示器具有自發(fā)光的特性，因此不像液晶顯示技術(shù)需要另外搭配復(fù)雜且昂貴的背光組件。再者，場發(fā)射顯示器不僅可以產(chǎn)生近似于CRT亮度的顯示品質(zhì)，而且在適當(dāng)?shù)碾娮影l(fā)射源設(shè)計下，只需要相對較低的工作電壓便能產(chǎn)生與CRT相當(dāng)?shù)娘@示亮度，以此具有低驅(qū)動功率的優(yōu)勢；而且相對于液晶顯示技術(shù)，場發(fā)射顯示器并無視角與應(yīng)答速度上的問題。除此之外，場發(fā)射顯示器采用螢光粉技術(shù)來發(fā)光，操作溫度范圍相較于液晶材料廣泛，因此場發(fā)射顯示器亦具有較佳的耐環(huán)境性。
請參閱圖1所示，其是說明常見的場發(fā)射顯示器結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖中所示，該場發(fā)射顯示器100主要包含兩電極基板，亦即一陽極板10與一陰極板20；其中，該陽極板10系由一玻璃基板12所構(gòu)成，其上涂有一螢光層16，而該陰極板20上則是由另一玻璃基板22所構(gòu)成，該玻璃基板上22還包含復(fù)數(shù)個電子發(fā)射源陣列26，用以發(fā)射電子束25。如圖1中所示，該陽極板10或該陰極板20上均具有一導(dǎo)電層14、24，以形成導(dǎo)電電極。而為了控制該電子束25撞擊該螢光層16的位置以及接線和其他電性上的考量，具有特定圖案(patterned)的導(dǎo)電電極分別形成于該陽極板10與該陰極板20的導(dǎo)電層14、24上。在該陽極板10上的導(dǎo)電電極還可區(qū)分成透明電極與輔助(接線)電極(沒有表示于圖中)，其中該透明電極用以提供電場的正電位，以吸引電子束25撞擊該螢光層16而發(fā)光，而該輔助電極則為低電阻率材料組成的電極，除提供電路信號傳遞的目的外，還兼具有區(qū)隔顯示像素(pixel)的目的，以取代傳統(tǒng)的擋光層。而在該陰極板20上，該導(dǎo)電電極則可區(qū)分為柵極電極28與導(dǎo)線電極，其中該柵極電極主要用以增加電場，而該導(dǎo)線電極則用以形成該電子發(fā)射源陣列26。
另一方面，從俯視圖來觀察前述的電極基板，無論是陽極板10或陰極板20(如圖2(A)或圖2(B)所示)，都可以對應(yīng)該螢光層16的發(fā)光范圍而區(qū)分成一顯示區(qū)域10a、20a與一非顯示區(qū)域10b、20b，其中該顯示區(qū)域10a、20a中的導(dǎo)電電極為了控制顯示器的每一像素的成像而具有較密集且對稱分布的電極圖案(如圖2(A)或(B)右側(cè)的電極圖案所示)。而在非顯示區(qū)域10b、20b中則是設(shè)計成網(wǎng)狀、塊狀電極或者是空格狀的鏤空圖形區(qū)域，其中該網(wǎng)狀或塊狀電極是為了導(dǎo)電目的，用以和驅(qū)動電路連結(jié)；而該鏤空圖形區(qū)域則是為了維持場發(fā)射顯示器的真空度而預(yù)留的裝設(shè)吸氣劑空間。
由于前述的電極基板在該顯示區(qū)域與該非顯示區(qū)域具有不同的電極圖形，因而當(dāng)該電極基板的制作經(jīng)過高溫工序處理時，常會因?qū)щ姴牧虾筒ＡЩ宓牟牧舷禂?shù)不同，使得玻璃基板在制作過程中容易發(fā)生形變；另外，在該非顯示區(qū)域上不對稱的電極圖形分布也往往會造成應(yīng)力集中的現(xiàn)象，因而在后續(xù)的工序中，若該電極基板上的玻璃基板遭遇到晶格破壞或是外加應(yīng)力(如抽真空或封裝時)時，可能會引發(fā)玻璃基板破裂的現(xiàn)象。雖然玻璃基板上的殘留應(yīng)力可借助高溫退火的工序來加以消除，然而，高溫退火工序不僅必須耗費額外成本與時間，而且該工序并無法同時改善玻璃基板上所形成的變形量。因此如何改善非顯示區(qū)域的電極圖形設(shè)計，使得非顯示區(qū)域內(nèi)的殘留應(yīng)力集中現(xiàn)象得以降低或是轉(zhuǎn)移到其他區(qū)域，實為場發(fā)射顯示器電極基板制作良率提升的一大關(guān)鍵。
為了切實克服上述的問題，本發(fā)明提出一種全新的場發(fā)射電極基板結(jié)構(gòu)，借助在電極基板的非顯示區(qū)域中提供一種新的電極圖形設(shè)計，以解決殘留應(yīng)力集中的現(xiàn)象，并減少變形量及降低玻璃基板破裂發(fā)生的機(jī)率，以提升場發(fā)射顯示器的制作良率。

發(fā)明內(nèi)容
為了切實克服上述的問題，本發(fā)明提出一種全新的場發(fā)射電極基板結(jié)構(gòu)，借助在電極基板的非顯示區(qū)域中提供一種新的電極圖形設(shè)計，以解決殘留應(yīng)力集中的現(xiàn)象，并減少變形量及降低玻璃基板破裂發(fā)生的機(jī)率，以提升場發(fā)射顯示器的制作良率。
根據(jù)本發(fā)明一方面的一種場發(fā)射(field emission)裝置的電極基板，其上包含一顯示區(qū)域及一非顯示區(qū)域，該電極基板的特征在于一電極層，形成于該顯示區(qū)域內(nèi)，以及一空置(dummy)結(jié)構(gòu)，形成于該非顯示區(qū)域內(nèi)，其中，該空置結(jié)構(gòu)系由與該電極層材料的熱膨脹系數(shù)接近的材料所組成。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該電極層材料與該空置結(jié)構(gòu)材料的熱膨脹系數(shù)相差范圍小于10-5/℃。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該電極基板為一陽極板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該電極層還包含一透明電極與一接線電極。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該空置結(jié)構(gòu)的材料選自該透明電極及該接線電極其中之一。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該電極層與該空置結(jié)構(gòu)為圖形化(patterned)結(jié)構(gòu)。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該空置結(jié)構(gòu)的圖形與該導(dǎo)電層的圖形相同。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該空置結(jié)構(gòu)的圖形為無空格的塊狀圖形。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該空置結(jié)構(gòu)的圖形為網(wǎng)格狀圖形。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該空置結(jié)構(gòu)與該電極層具有相同的間隔與線寬。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該空置結(jié)構(gòu)為不具有電連接特性的空置(dummy)電極。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該電極基板為一陰極板。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的一種場發(fā)射(field emission)裝置的電極基板，該電極基板包含一顯示區(qū)域及一非顯示區(qū)域，其中，該顯示區(qū)域及該非顯示區(qū)域內(nèi)分別形成一電極層與一空(dummy)電極，其中，該空置電極的材料選自該電極層材料，以降低該非顯示區(qū)域的應(yīng)力集中。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該電極基板為一陽極板及一陰極板其中之一。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該電極層與該空置電極為圖形化(patterned)結(jié)構(gòu)。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該空置電極的圖形與該電極層的圖形相同。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該空置電極的圖形為無空格的塊狀圖形。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該空置電極的圖形為網(wǎng)格狀圖形。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該空置電極與該電極層具有相同的間隔與線寬。
根據(jù)本發(fā)明又一方面提出一種場發(fā)射(field emission)電極基板的制作方法，該制作方法至少包含下列步驟(a)提供一基板，(b)將該基板上劃分成至少包含一顯示區(qū)域及一非顯示區(qū)域；以及(c)于該顯示區(qū)域及該非顯示區(qū)域中，分別形成一電極層及一空置(dummy)結(jié)構(gòu)的圖形(patterns)。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中步驟(c)是利用同一掩膜(mask)而同時形成該電極層及該空置結(jié)構(gòu)。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中步驟(c)是利用不同掩膜而依序形成該電極層及該空置結(jié)構(gòu)。
借助下列配合附圖對較佳具體實施例所進(jìn)行的詳細(xì)說明，可以更深入的了解本發(fā)明


圖1是表示現(xiàn)有的一場發(fā)射顯示器結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2(A)及(B)是表示現(xiàn)有的場發(fā)射顯示器的陽極板與陰極板上的電極結(jié)構(gòu)分布圖。
圖3(A)及(B)是表示本發(fā)明的場發(fā)射顯示器的陽極板與陰極板上的電極結(jié)構(gòu)分布圖。
圖4(A)及(B)是表示現(xiàn)有場發(fā)射顯示器的陽極板上電極結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的場發(fā)射顯示器的陽極板上電極結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布分析圖。
圖5(A)及(B)是表示現(xiàn)有場發(fā)射顯示器的陰極板上電極結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的場發(fā)射顯示器的陰極板上電極結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布分析圖。
具體實施例方式
請參閱圖3(A)及(B)，是分別說明本發(fā)明的場發(fā)射裝置的陽極板與陰極板的表面電極結(jié)構(gòu)的分布圖。如圖中所示，無論是如圖3(A)所示的陽極板10或是如圖3(B)所示的陰極板20，其均可類似現(xiàn)有的電極基板架構(gòu)區(qū)分成對應(yīng)該螢光層發(fā)光范圍的一顯示區(qū)域10a、20a與一非顯示區(qū)域10b、20b。然而，為了使該陽極板10或陰極板20上的玻璃基板避免因為電極圖形的不均勻分布，造成不規(guī)則的變形量或應(yīng)力集中等不利因素，本發(fā)明是通過在該陽極板10與該陰極板20的非顯示區(qū)域10b、20b中分別形成與該顯示區(qū)域10a、20a內(nèi)的電極圖形相同或類似形狀的空置(dummy)結(jié)構(gòu)(如圖3(A)或(B)右側(cè)的圖案所示)，以使得該非顯示區(qū)域10b、20b與該顯示區(qū)域10a、20a的相鄰處的應(yīng)力集中的現(xiàn)象能得以降低或均勻地移轉(zhuǎn)到其他區(qū)域。在一較佳的具體實施例中，該空置結(jié)構(gòu)可以是不具有電連接特性的空置(dummy)電極。另外，該空置結(jié)構(gòu)或空置電極的材料也可選擇與該電極層材料的熱膨脹系統(tǒng)相差范圍小于10-5/℃的材料，無須限定于與該電極層相同的材料。另外，該空置結(jié)構(gòu)或電極的圖案也可視空間或其他需求而設(shè)計成無空格(間隙)的塊狀圖形，并通過面積與厚度參數(shù)的調(diào)整而達(dá)到平衡應(yīng)力。在一較佳具體實施例中，在該非顯示區(qū)域中制作無空格的塊狀圖形的空置結(jié)構(gòu)時，其厚度是介于顯示區(qū)電極厚度的1/2～1/5之間。另外，在該陽極板中，該電極層中至少包含一透明電極層或一輔助(接線)電極層，因此，在另一具體實施例中，該空置結(jié)構(gòu)的圖案也以設(shè)計成與該顯示區(qū)域內(nèi)的任一電極層圖案或材料相同的結(jié)構(gòu)體；或者是該空置結(jié)構(gòu)或電極也可以設(shè)計成與該顯示區(qū)域內(nèi)的透明或輔助電極層具有相同間格或線寬的圖形。另外，該空置結(jié)構(gòu)或電極亦可設(shè)計成其他成對稱分布的網(wǎng)格狀或孔洞狀的對稱圖案，同樣可以達(dá)到降低會轉(zhuǎn)移該非顯示區(qū)域的應(yīng)力集中情形。
請繼續(xù)參閱圖4(A)及圖4(B)所示，其分別表示對應(yīng)圖2(A)及圖3(A)的陽極板結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析圖。通過從圖4(A)的應(yīng)力分析影像可以得知，應(yīng)力集中的現(xiàn)象普遍存在于該陽極板的周圍以及該顯示區(qū)域與該非顯示區(qū)域的相鄰交接處。然而，經(jīng)過在非顯示區(qū)域形成與該顯示區(qū)域相同或類似的電極圖案后(如圖3(A)所示的結(jié)構(gòu))，從圖4(B)的應(yīng)力分析影像可以看出，前述在該顯示區(qū)域與該非顯示區(qū)域交接處的應(yīng)力集中情況得以明顯改善。同樣的，圖5(A)與圖5(B)分別表示對應(yīng)圖2(B)與圖3(B)的陰極板結(jié)構(gòu)；而從圖5(A)與圖5(B)的應(yīng)力分析圖中，也可以觀察到非顯示區(qū)域的應(yīng)力集中情況得因為在其內(nèi)形成與該顯示區(qū)域相同或類似的電極圖案后而獲得改善。
由于本發(fā)明在該非顯示區(qū)域上所設(shè)計的電極圖案可以根據(jù)在該顯示區(qū)域內(nèi)任一電極層(透明電極層或接線電極層)的圖案來設(shè)計，因此，在制造過程中，非顯示區(qū)域的空置結(jié)構(gòu)可以在任一電極層的制作工序中，同時定義空置結(jié)構(gòu)的圖案；而在其他特殊需求中，例如孔洞狀、塊狀、網(wǎng)格狀等特殊圖形中，則可運用另一道圖形化制程依序形成。然而，無論是使用相同或不同的圖形化工序步驟中形成非顯示區(qū)域的空置結(jié)構(gòu)，這些工序完全相容于現(xiàn)有的電極基板工藝步驟中，因此不需改變既有的電極基板工藝，即可有效達(dá)成本發(fā)明的目的。
以上所述的僅用以說明本發(fā)明的較佳實施例，然而本發(fā)明的范圍當(dāng)不受限于該上述的各項具體實施方式
。因此，本發(fā)明得由熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人士據(jù)以作出種種的等效的變化或替換，然而這些等效的變化或替換均應(yīng)包括在所附的本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種場發(fā)射裝置的電極基板，其上包含一顯示區(qū)域及一非顯示區(qū)域，其特征在于一電極層，形成于該顯示區(qū)域內(nèi)；以及一空置電極，形成于該非顯示區(qū)域內(nèi)，其中，該空置電極的材料是選自該電極層材料，以降低該非顯示區(qū)域的應(yīng)力集中。
2.如權(quán)利要求1所述的電極基板，其特征在于該電極基板為一陽極板及一陰極板其中之一；及/或該電極層與該空置電極為圖形化結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的電極基板，其特征在于該空置電極的圖形與該電極層的圖形相同或為無空格的塊狀圖形。
4.如權(quán)利要求1所述的電極基板，其特征在于該空置電極的圖形為網(wǎng)格狀圖形；及/或該空置電極與該電極層具有相同的間隔與線寬。
5.一種場發(fā)射裝置的電極基板，其上包含一顯示區(qū)域及一非顯示區(qū)域，其特征在于一電極層，形成于該顯示區(qū)域內(nèi)；以及一空置結(jié)構(gòu)，形成于該非顯示區(qū)域內(nèi)，其中，該空置結(jié)構(gòu)材料是由與該電極層材料的熱膨脹系數(shù)接近的材料所組成。
6.如權(quán)利要求5所述的電極基板，其特征在于該電極層材料與該空置結(jié)構(gòu)材料的熱膨脹系數(shù)相差范圍小于10-5/℃。
7.如權(quán)利要求5所述的電極基板，其特征在于該電極基板為一陽極板；該電極層還包含一透明電極與一接線電極；及/或該空置結(jié)構(gòu)的材料是選自該電極層的材料及該接線層的材料其中之一。
8.如權(quán)利要求5所述的電極基板，其特征在于該空置結(jié)構(gòu)為不具有電連接特性的空置電極；及/或該電極基板為一陰極板。
9.一種場發(fā)射電極基板的制作方法，其包含以下步驟(a)提供一基板，(b)將該基板上劃分成至少包含一顯示區(qū)域及一非顯示區(qū)域；以及(c)于該顯示區(qū)域及該非顯示區(qū)域中，分別形成一電極層及一空置結(jié)構(gòu)的圖形。
10.如權(quán)利要求9所述所述的制作方法，其特征在于步驟(c)是在同一道圖形化工序中同時形成該電極層及該空置結(jié)構(gòu)，或是在不同道圖形化工序中依序形成該電極層及該空置結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種全新的場發(fā)射電極基板的電極圖形設(shè)計。該電極基板上包含一顯示區(qū)域及一非顯示區(qū)域，其中，一導(dǎo)電層與一空置電極分別形成于該顯示區(qū)域及該非顯示區(qū)域內(nèi)，以降低該非顯示區(qū)域的應(yīng)力集中，其中，該空置電極的材料選自該電極層材料其中之一或由該電極層材料的熱膨脹系數(shù)接近的材料所組成。借助該非顯示區(qū)域內(nèi)的電極圖形設(shè)計，該電極基板上殘留應(yīng)力集中的現(xiàn)象得以改善。
文檔編號H01J1/30GK1953131SQ200510116219
公開日2007年4月25日 申請日期2005年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月21日
發(fā)明者周麟恩, 李正中, 林炳南, 林偉義 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院