KR19980702292A - 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이 - Google Patents

Abstract

플라즈마 채널이, 되도록 폴리이미드 물질인 유기 물질의 벽에 의해 정의되는 되도록 PALC 타입의 플랫 디스플레이 디바이스인 데이타 소자의 전자 어레이가 제공된다. 악화를 방지하기 위해서 보호층이 상기 폴리이미드 벽에 대해서 제공된다. 일정한 간격의 전극 부분은 되도록 상기 벽의 마주보는 표면 상에 제공된다. 양호한 방법에서, 폴리이미드 물질로 이루어진 두꺼운 층과 상기 폴리이미드 층에 대해서 얇은 레지스트가 제공되고, 상기 레지스트를 패턴화하고, 그 다음 상기 레지스트를 이용해서 요구하는 벽의 형태로 상기 폴리이미드 층을 패턴화한다. 상기 벽은 그 다음 얇은 유전 시트형 부재로 피복되어 플라즈마 채널을 형성한다.

Description

플라즈마 어드레스 액정 디스플레이

1993년 SID Digest에서 상술된 PALC 디스플레이의 단면도가 도 2에 도시된다. 플라즈마 채널을 형성하기 위한 참조된 공보에서 상술된 방법은 평탄한 글래스기판을 화학적으로 에치해서 일정한 간격으로 분리된 융기(ridges)나 메사(measa)에 의해 정의되는 평행한 리세스를 형성하고 상기 메사의 상층부 상에 약 30∼50㎛ 범위의 두께를 갖는 얇은 절연 커버 시트를 결합한다. 일반적으로, 약 100∼150㎛의 깊이로 웨트 에칭(wet etching)에 의해 플라즈마 채널을 형성하는 것은, 일정하게 규격화된 채널을 획득하는데 어떤 문제점을 유발하고 또한 시간 소모적이다. 균일성(uniformity)의 문제점은 에치 속도의 비동질성(inhomogeneity), 채널 벽(walls)의 거침(roughness), 및 다수의 채널을 분리하는 구조인 메사 내의 결함과 같은 요인에 기인한다.

플라즈마 채널 부의 커버 시트를 더욱 엄격하게 하기 위해서, 미국 특허원 5,214,521호는 편평한(flat) 바닥 플레이트 상에 전극이 침착되는 반면 상부 플레이트는 에치되어 반원통형(도 2에 도시된 것과 반대)의 채널을 형성해서 채널의 상부에서 나머지 글래스가 인접한 LC 물질의 어드레싱을 허용하게 되는 구조를 제안하였다. 그러나, 상부 플레이트의 원형 곡률(curvature)로 인해, 플라즈마 방전과 LC 물질 사이에서, 글래스 두께와 그로 인한 LC 물질에서의 전압 강하는 각 픽셀마다 상당히 변하게 된다. 실제의 경우에 있어서, 이것은 디스플레이의 그레이(gray) 레벨의 수를 감소하게 된다.

미국 특허원 5,349,454는 전극이 편평한(flat) 기판 상에 형성되고, 상기 전극의 상부 위에는 측면 메사를 구성하거나 또는 각 플라즈마 채널의 벽을 분리하는 절연 리브(insulating ribs)가 형성되고, 이 때 편평한 얇은 유전 시트는 상기 리브의 상부에 부착되는 구조를 상술한다. 이 특허는 어떻게 리브가 형성되는 지를 설명하지는 않지만, 함께 양도된 공개(commonly-assigned laid-open) EPO 출원 제 0 500085 A2호는 형성 공정을 스크린 프린팅으로서 상술하고 있다.

본 발명은 통상 PALC(plasma-addressed liquid crystal) 디스플레이 디바이스로 언급되는 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이에 관한 것이다. 이들 디바이스는, 인듐-주석 산화물이 일반적으로 사용되기 때문에 ITO 열(column) 또는 전극으로 보통 언급되는 평행한 투명 열 전극(상기 투명 열 전극 상에 칼라 필터층이 침착(deposit)된다)이 표면상에 침착된 제 1의 기판과; 모든 ITO 열을 가로지르는 디스플레이 행(row)에 대응하고 그 각각이 저압의 헬륨, 네온 및/또는 아르곤과 같은 이온화가능 가스로 채워지는 밀폐된 평행 플라즈마 채널(상기 채널은 얇은 투명 유전 시트(thin transparent dielectric sheet)에 의해서 고립된다)을 포함하고, 상기 가스를 이온화해서 플라즈마를 생성하기 위해 상기 채널을 따라 일정한 간격으로 분리된 캐소드와 아노드 전극을 포함하는 제 2의 기판; 및 상기 기판 사이에 위치하는 액정(LC; liquid crystal)으로 이루어진 샌드위치 모양을 통상 갖는다. 상기 구조는, 행 스위치의 역할을 하고 LC 픽셀 소자의 행을 선택적으로 어드레싱(addressing)할 수 있는 플라즈마 채널에 의해 각 픽셀에서의 박막 트랜진스터 스위치가 대체되는 활성 마트릭스 액정 디스플레이처럼 행동한다. 동작에 있어서, 디스플레이될 이미지를 나타내는 데이타 신호의 연속적인 라인은 열 포지션(column positions)에서 샘플되고, 샘플된 데이타 전압은 각각 ITO 열에 인가된다. 행 플라즈마 채널의 하나를 제외한 모두는 탈이온화(de-ionized) 또는 비전동 상태에 있다. 이온화되어 선택된 하나의 채널의 플라즈마는 전도하게되고, 실제에 있어서, LC 층의 픽셀의 행의 인접한 측면에 기준 전위를 설정해서, 각 LC 픽셀을 상기 데이타 신호의 인가된 열 전위로 충전하게 된다. 상기 이온화된 채널이 오프 상태로 되면, 상기 LC 픽셀 전하를 격리시키고 프레임 주기에 대한 데이타 전압을 저장하게 된다. 데이타의 다음 행이 ITO 열에 나타나는 경우, 계속되는 다음의 플라즈마 채널 행만이 이온화되어 LC 픽셀의 다음 행에 상기 데이타 전압을 저장한다. 공지된 바와 같이, 백라이트(backlight) 또는 입사광에 대한 각 LC 픽셀의 약화(attenuation)는 저장된 픽셀 양단의 전압의 기능이다. 이러한 PALC 디바이스의 구조, 제작, 및 동작은 본원에 참조 문헌으로 통합된 Buzak 등의 미국 특허 공보『A 16-Inch Full Color Plasma Addressed Liquid Crystal Display, Digest of Tech. Papers, 1993 SID Int. Symp., Soc. for Info. Displ. pp. 883-886』에 상세하게 설명되어 있기 때문에, 본원에선 생략한다.

상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 패널은 픽셀 형태의 데이타 소자의 전자 어레이이고 플라즈마 채널은 차례로 채널의 전극을 선택적으로 액세스하는 것이 하나 이상의 데이타 소자를 어드레스하기 위해 가스를 선택적으로 이온화시키는 어레이에 대한 어드레싱 구조로서 행동한다.

도 1은 종래의 플랫 패널 디바이스 시스템의 개략적인 블럭도.

도 2는 종래의 PALC 디스플레이 디바이스 일부의 투시도.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 방법의 한 형태에 따른 채널 플레이트의 한 형태의 제조에 사용하기 위한 패턴화된 폴리이미드(polyimide) 제작의 여러 단계를 도시하는 개략적인 단면도.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 방법의 한 형태에 따른 채널 플레이트의 한 형태의 제조의 다른 단계를 도시하는 개략적인 단면도.

도 10은 PALC 칼라 디스플레이에서 사용하기 위한 본 발명에 따른 채널 플레이트의 한 형태의 채널 플레이트의 일부의 개략적인 단면도.

본 발명의 목적은 전자 어레이, 특히 플랫(flat) 디스플레이 디바이스용의 향상된 채널 플레이트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 향상된 플라즈마-어드레스 디스플레이 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 PALC 디스플레이 디바이스의 플라즈마 채널을 제조하기 위한 향상된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1의 양상에 따른면, 전자 어레이, 특히 플랫 디스플레이 디바이스용 채널 플레이트는 실질적으로 투명한 기판을 포함하고, 다수의 메사가 채널의 측면을 형성하고 채널을 정의하는 것에 의해 상기 기판 상에 일정한 간격으로 정렬되는 유전 시트형 부재(member)를 포함한다. 상기 메사 각각은 유기 물질로 이루어진 패턴화된 층에 의해 형성된다. 되도록, 상기 유기 물질은 폴리이미드 물질이다. 일정한 간격으로 유지된 전극총은 각 채널에 제공된다. 되도록, 상기 전극은 채널을 정의하는 각 쌍의 메사의 마주보는 표면 상에 제공된다.

본 발명의 제 1의 양호한 실시예에 따르면, 상기 폴리이미드 메사는 하나 이상의 보호층으로 피복된다. 되도록, 상기 보호층은 대체로 투명하고 전기적으로 절연이며, 증착 기술에 의해 형성된다. 폴리이미드는 보통 특정 반도체 디바이스의 제조에서 보호층으로서 이용된다. 이러한 디바이스는 소개된 엔클로저(evacuated enclosure)에서는 통상적으로 작동하지 않으며, 더구나 활성화될 때 플라즈마를 생성하는 가스 내에서는 더 그렇다. 그러므로, 반도체에서 폴리이미드의 응용에 있어서, 보호층은 보통 폴리이미드 물질에 대해서 요구되어지지 않는다. 대조적으로, PALC 디스플레이 디바이스용 채널 플레이트의 제조 응용에 대해서, 폴리이미드 메사는 가스가 채워진 엔클로저 내에 존재하며 그 가스 구성과 순도는 플라즈마의 수행 능력을 제어한다. 폴리이미드로 인한 증기의 악화(deterioration)는 채널 플레이트의 동작에 대해 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 폴리이미드 메사에 대한 보호층(들)의 존재는 플라즈마가 생성되는 경우 이온 충격(ion bombardment)으로부터 폴리이미드 메사를 보호하고 따라서 플라즈마 챔버가 악화되는 것을 방지한다.

본 발명의 방법의 제 1의 양호한 실시예에 따르면, 기판은 폴리이미드의 두꺼운 층으로 피복되고, 그 다음 감광성 레지스트의 얇은 층으로 피복된다. 포토레지스트의 노출에 뒤이어, 상기 피복된 기판은 레지스트를 성장하도록 다루어지고, 그 다음 노출되지 않은 레지스트 부분이 제기되어 적절한 곳에 패턴화된 레지스트 남기게 된다. 그 다음 밑에 깔려 있는 폴리이미드 부분은 선택적으로 제거되어 패턴화된 폴리이미드 층을 형성하고, 그 다음 나머지 레지스트 물질을 제거한다. 그 다음 상기 보호층은 패턴화된 폴리이미드 층으로 적용되고, 그 다음 전극 및 커버 플레이트를 제공한다.

채널의 벽이 덜 거칠어지고, 웨트 화학 에칭을 이용해서 채널 기판을 형성하는 공지의 방법 보다 상당히 시간이 절약된다는 점이 큰 이점이다.

본 발명을 특징짓는 신규성의 여러 특징은 본원의 일부를 형성하는 첨부된 청구의 범위에서 특별히 지적된다. 본 발명과, 그 동작의 이점 및 그 사용에 의해 얻어지는 특정 목적의 더 나은 이해를 돕기 위해, 첨부된 도면과 본 발명의 양호한 실시예가 설명되고 상술된 상세한 설명이 참조되어야 한다. 유사한 도면 부호 및 문자는 동일 또는 유사한 성분을 나타낸다.

도면은 실척이 아니며, 또한 도 3내지 도 6은 도 7 내지 도 10과 동일한 축척으로 그려진 것이 아니다.

도 1은 플랫 패널 디스플레이 시스템을 도시하는데, 통상적인 PALC 디스플레이 디바이스와 운용 전자 회로를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 플랫 패널 디스플레이 시스템은 수직 및 수평 방향에서 소정의 거리만큼 서로 떨어져서 분리된 명목상(nominally) 동일한 데이타 저장 또는 디스플레이 소자(16)의 직사각의 평면 어레이에 의해 형성되는 패턴을 포함하는 디스플레이 표면(14)을 구비하는 디스플레이 패널(12)을 포함한다. 어레이의 각 디스플레이 소자(16)는 수직 열(columns)에 정렬된 얇고 폭이 좁은 전극(18)과 수평 행으로 정렬된 길고 폭이 좁은 채널(20)의 중복 부분을 나타낸다. (상기 전극(18)은 이따금 하기에 열 전극으로 언급될 것이다). 채널(20)의 각 행의 디스플레이 소자(16)는 데이타의 한 라인을 나타낸다.

열 전극(18)과 채널(20)의 폭은 디스플레이 소자(16)의 크기를 결정하는데, 상기 소자는 통상 직사각형 모양이다. 열 전극(18)은 전기적으로 비전도이고, 광학적으로 투명한 제 1의 기판(34)(도 2)의 주 표면 상에 침작되고, 채널 행은 보통 제 2의 투명한 기판(36) 안으로 형성된다. 기술적인 분야에서 능숙한 자는 직접 관찰(direct view) 또는 프로젝션 타입의 반사 디스플레이(reflective display)와 같은 특정 시스템은 단지 하나의 기판만이 광학적으로 투명해야 함을 알 수 있을 것이다.

열 전극(18)은 데이타 구동기 또는 구동 회로(24)의 출력 증폭기(23)(도 2)의 상이한 증폭기에 의해 평행한 출력 전도체(conductor; 22') 상에서 전개되는 아날로그 전압 타입의 구동 신호를 수신하고, 채널(20)은 데이타 스트로브(strobe) 또는 스트로브 수단 또는 스트로브 회로(28)의 출력 증폭기(21)(도 2)의 상이한 증폭기에 의해 평행한 출력 전도체(26') 상에서 전개하는 전압 펄스 타입의 데이타 스트로브 신호를 수신한다. 채널(20) 각각은 기준 전극(30)(도 2)을 포함하고 상기 기준 전극으로 그라운드와 같은 각 채널에 공통인 기준 전위와 데이타 스트로브(28)가 인가된다.

디스플레이 표면(14)의 전체 영역 상에 이미지를 종합하기 위해서, 디스플레이 시스템(10)은 디스플레이 패널(12)의 디스플레이 소자(16)의 모든 열이 상기 상술된 바와 같은 행 스캔 방식으로 한 행씩 주소 지정되도록 데이타 구동기(24)와 데이타 스트로브(28)의 기능을 조화하는 스캔 제어 회로(32)를 이용한다. 디스플레이 패널(12)은 상이한 타입의 전기-광학 물질을 이용할 수도 있다. 예를들면, 만약 입사광선의 편광 상태(polarization state)를 변화시키는 물질을 이용하면, 디스플레이 패널(12)은 한 쌍의 광 편광 필터 사이에 위치되는데, 상기 필터는 디스플레이 패널(12)과 함께 작용해서 상기 필터를 통해서 전파하는 광의 휘도(luminance)를 변화시킨다. 그러나, 전기-광학 물질로 스캐터링 액정 셀을 사용하는 것은 편광 필터의 사용을 필요로 하지 않는다. 양단의 전압에 응답해서 전송되거나 또는 반사된 광을 약화시키는 모든 이러한 물질이나 또는 물질층을 본원에선 전기-광학 물질로 칭할 것이다. 현재 LC 물질이 가장 일반적인 예이기 때문에, 상세한 설명은 LC 물질을 참조할 것이지만 본 발명이 이에 제한되지 않는다는 점은 이해될 수 있을 것이다. 칼라 필터(도시되지 않음)는 디스플레이 패널(12) 내에 위치되어 제어가능한 칼라 세기의 다중-칼라 이미지를 나타낼 수 있을 것이다. 프로젝션 디스플레이에 대해서, 세 개의 분리된 단색 패널(12)을 이용하는 것에 의해 칼라가 구현될 수 있고, 상기 패널 각각은 삼원색 중 하나의 색을 제어한다.

도 2는 LC 물질을 이용하는 플랫 디스플레이 패널의 PALC 버전을 도시한다. 도 2에는 단지 3개의 열 전극(18)만이 도시되었다. 행 전극(20)은 LC 물질의 층(42) 밑에 있는 다수의 평행한 기다랗게 밀폐된 채널에 의해 구성된다(도 2). 채널(20) 각각은 통상적으로 글래스인 얇은 유전 시트(45)로 밀폐되는 이온화가능한 가스(44)로 채워지고, 내부 채널 표면 상에 각 채널의 완전한 길이로 연장하는 제 1 및 제 2의 일정한 간격으로 분리된 기다란 전극(30, 31)을 포함한다. 상기 제 1의 전극(30)은 그라운드되고 보통 아노드로 언급된다. 상기 제 2의 전극(31)은 캐소드로 언급되는데, 그 이유는 아노드 전극에 비해서 상기 캐소드(31)로부터 방출된 전자가 가스를 이온화하기에 충분한 부(negative)의 스트로브 펄스를 제공받을 것이기 때문이다. 상기 설명된 바와 같이, 각 채널(20)은, 차례로, 자신의 가스를 스트로브 펄스로 이온화시켜서 플라즈마와 위쪽 LC 층(42)의 픽셀의 행에 대해서 그라운드된 라인 접속을 형성한다. 스트로브 펄스가 종료되고 그 다음 탈이온화가 시작되는 경우, 다음 번 채널은 스트로브 되고 온 상태로 된다. 열 전극(18) 각각이 픽셀의 전체 열을 가로지르기 때문에, 누화를 방지하기 위해 한 번에 하나의 플라즈마 행 접속이 허용된다.

PALC 디바이스의 제조는 통상적으로 1993년 SID digest 문헌에 상술된 바와 같이 제 1의 기판이 글래스 패널을 포함하고 상기 패널 상에 ITO 열 전극(18)이 증착되는 제 1 및 제 2의 기판(34, 36)을 제공하는 것에 의해 수행되는데, 상기 제 1 및 제 2의 기판 제공 후에 블랙 서라운드 처리(black surround processing) 및 액정 정렬 처리가 수행된다. 또한 글래스 패널인 상기 제 2의 기판(36)은 마스크되고 에치되어 채널(20)을 형성하고, 그 다음 플라즈마 전극 물질이 침착되고 마스크되고 에치되어 캐소드(31)와 아노드(30) 전극을 형성한다. 얇은 유전 글래스 마아크로시트(45)는 이때 채널 융기(ridges; 50) 양단에서 밀폐되어 채널(20)을 밀폐시키고, 그 후 상기 채널은 밀폐 상태가 해제되고, 그 다음 헬륨 및/또는 네온과 같은 이온화 가능한 저압의 가스가 선택적으로 작은 양의 아르곤 또는 다른 가스와 함께 다시 채워져서 밀폐된다. 그 다음 상기 마이크로시트(45)의 노출된 표면의 LC 정렬이 수행된다. 그 다음 상기 두 조립된(assembled) 기판은 일정한 간격으로 분리되고 서로 마주보는 두 LC 정렬 표면과 함께 패널로 조립되며, 상기 LC 물질(42)은 상기 간격내로 주입되고, 전기적 접속은 열 전극(18)과 플라즈마 전극(30, 31)에 대해서 형성된다.

본 발명에 따르면, 상기 채널 플레이트는 각 채널의 측면 벽을 형성하는 수직 메사로 거의 구성되고, 상기 메사는 유기 물질(organic material)에 의해 구성되며, 특히 반도체 기술의 금속간(intermetal) 유전체 응용에서 널리 사용되는 폴리이미드 물질과 같은 중합체 유전체(polymer dielectrics)에 의해 구성된다. 폴리이미드 물질이 큰 유전 상수를 갖기 때문에 선호되는데, 이들은 표준 스핀-코팅(spin-coating)에 의해 적용되는 요액(solutions)을 쉽게 형성하고, 많은 공급업체로 부터 여러 용액 형태로 상업적으로 이용가능하다. 그러나, (a) 유기 물질이 요구되는 두께의 유전 코팅 또는 층을 형성하도록 적용될 수 있고, (b) 유기 물질이 굽기(baking)와 같은 것에 의해 경화될 수 있고, (c) 유기 물질이 적절한 용제 내에서 용해 또는 부드럽게 되는 것에 의해 패턴화 되거나 또는 융해(dissolution)에 의한 에칭에 의해 패턴화될 수 있다면 임의의 유기 물질이 일반적으로 사용될 수 있다. 만약 상기 물질이 감광성이라면, 상기 물질은 패턴화를 위한 종래의 방법에서 직접적으로 노출되고 현상될 수 있다. 만약 감광성이 아니라면, 분리된 레지스트가 패턴화를 위해 사용될 수 있다. CD를 제작하는데 사용되는 것과 같은 물리적인 압착(pressing)에 의해 패턴화하는 것도 가능하다.

양호한 방법에서의 채널 플레이트 기판은 다음과 같이 만들어진다. 시작점(도 3)은 예를 들면 글래스인 두껍고 편평한 바닥 기판(36)이다. 상기 바닥 기판은 대체로 플라즈마 채널용의 투명한 기판을 형성한다. 상기 바닥 기판(36) 위로 종래 방법에 따라 폴리이미드 물질층(38)이 요구되는 두께만큼 침착된다. PALC 응용에 대한 적절한 두께는 100∼150㎛이다. 폴리이미드 용액의 점도(viscosity)에 따라, 상기 층은 스핀-코팅 또는 스프레이-코팅 또는 임의의 공지된 코딩 기법에 의해 하나 또는 여러개의 층에서 원하는 두께만큼 형성될 수 있다. 상기 폴리이미드 층(38) 위로 포토레지스트층(40)이 제공된다. 상기 레지스트는 2P 또는 다이어크릴(diacryl)형 레지스트와 같은 상업적으로 이용가능한 많은 레지시트 중 임의의 하나에 의해 예를 들면 수(1 내지 3) 마이크로미터로 구성될 수 있다.

그 다음 상기 레지스트층은 적절한 마스크(42)를 통해 감광성 방사(sensitizing radiation; 41)에 노출되고 상기 조립체(assembly)는 상기 레지스트(40)에 대해서 표준 현상 처리를 받게 된다. 포지티브 레지스트(positive resist)가 사용되었다고 가정하면, UV 방사와 같이 상기 레지스트가 반응할 수 있는 임의의 방사는 노출된 레지스트 부분(44)을 탈중합하고(depolymerize) 부드럽게하며 부드럽게 된 부분은 즉각 제거되어(도 4), 노출되지 않은 부분(46)이 남게 된다. 그 다음 폴리이미드 물질에 대해 적절하게 선택된 제 2의 현상액 용액이 제공되어 제거된 레지스트 부분(44) 아래의 폴리이미드 영역을 침투하여 부드럽게 하거나 또는 용해시키고, 결과적으로 도 5에 도시된 바와 같이, 레지스트 내의 구멍(holes; 44) 아래의 폴리이미드 영역이 또한 제거되어, 패턴화된 레지스트층(46)이 유사하게 패턴화된 폴리이미드층(48) 위에 남게 된다.

레지스트에 대해 잘 공지된 많은 적절한 현상액 용액 중 어떠한 것이라도 사용될 수 있고, 폴리이미드 물질에 대해 잘 공지된 많은 적절한 현상액 용액 중 어떠한 것이라도 사용될 수 있으며, 이러한 것들은 많은 상업적인 공급업체로부터 쉽게 이용가능하다.

그 다음 나머지 레지스트 물질(46)이 적절한 용제를 통해 제거된다. 이러한 제거 단계 이후에, 예를들면 400℃ 정도의 온도에서 상기 기판을 굽는 것에 의해 패턴화된 폴리이미드층(48)은 경화되는데, 종래 기술에서 하드베이크(hardbake)로 공지되어 있다. 이것은 상기 폴리이미드 물질을 열적으로 덜 활성이 되게 한다.

도 3 내지 도 6은 폴리이미드 벽 또는 메사의, 규칙적이든지 비규칙적이든지 간에, 임의의 요구되는 패턴을 형성하기 위해서 일반적으로 사용되는 단계의 순서를 도시한다. PALC 디스플레이 디바이스용의 메사 패턴은 일반적으로 상기 메사가 동일한 높이와 동일한 폭 및(동일하게 간격이 떨어져서 유지된) 동일한 피치를 구비하는 식으로 아주 규칙적이다.

도 7은 도 3 내지 도 6의 단계의 순서에 따라 생성되었지만, PALC용의 채널기판의 제조에 특히 적용되어 생성된 중간 생성물을 다른 축척으로 다시 도시한다. 상기 구조는 앞서와 같이 똑바로 서 있는 굽혀진(bakde) 폴리이미드 메사 또는 벽(50)을 구비하는 기판을 포함한다. 픽셀 크기에 의존해서 적절한 벽의 높이는 약 80∼150㎛이다. 상기 기판은 이제 보호 물질의 얇은 층(52)으로 증착되어 피복된다(도 8). 적절한 물질은 전자 공학 분야에서 일반적으로 사용되는 글래스, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 및 알루미늄 산화물이다. 상기 보호층(52)의 적절한 두께는 20 나노미터에서 10 마이크로미터의 범위이다. 화학적 증착 또는 스퍼터링 또는 증발 탈수법(evaporation) 및 상기 물질과 양립할 수 있는 온도에서 일반적인 임의의 증착이 사용될 수 있다. 만약 상기 층(52)이 도처에 피복되는 경우, 이것이 바람직하지만, 다른 사진 석판 단계에 대한 필요를 제거할 때, 상기 보호층은 실질적으로 투명해햐 하는데, 왜냐하면 PALC 디바이스가 일반적으로 동작하는 경우에, 광원은 상기 PALC 디바이스의 반대편에 위치되고 사용자는 상기 반대편으로부터의 이미지를 관찰하기 '때문이며, 상기 이미지는 어드레스된(addressed) LCD 이미지 소자(imaging elements)에 의한 입상광의 약화(attenuation)에 의해 형성된다. 상기 두께의 범위가 언급된 보호 물질은 백색광(white light)에 대해서 충분히 투명하다.

보호층(52)을 제공한 후에, 전극(54)은 각 채널 내에서 공지된 방법으로, 되도록 폴리이미드 메사(50)의 마주보는 표면으로 임의의 공지된 기술에 의해 제공될 수 있다. 상기 전극의 금속층은, 통상적으로 약 2∼10㎛의 두께의 구리인데, 석판술(lithography)을 이용해서 패턴화될 수 있다. 앞서 언급된 두 번째 및 세 번째와 관련된 특허출원은 각 채널의 측면에 위치하는 측벽이 일반적으로 수직이고 똑바른 구성을 상술하며, 상기 전극은 플라즈마 에칭을 포함하는 여러 공정에 의해 수직 측벽의 마주보는 표면 상에 형성된다. 세 번째 참조된 특허 출원(이 출원의 내용이 본원에서 참조문헌으로 통합되었다)에서 상술된 상기 플라즈마 에칭 공정은 부가적인 사진 석판술(photolithography) 단계(이 단계는 자기 정합(self aligning) 단계이다)를 필요로 하지 않기 때문에 선호되는 기술이다. 간략하면, 상기 방법은 적절한 전극 물질의 블랭킷 증착(blanket vapor deposition)을 포함하고, 그 다음 도 9의 54에 도시된 바와 같이 수직 부분의 바닥을 제외한 모든 전극 물질을 선택적으로 에치하는 이방성 플라즈마 에칭(anisotropic plasma etching)이 수행된다.

공정의 마지막 단계는 예를들면 글래스인 얇은 플랫 유전 시트(56)를 보호층(53) 전체에 걸쳐 메사 상부에 결합해서, 다수의 채널(58)을 형성한다. 활성 채널(58)은 측벽(50, 52)(실질적으로 편평한 기판 부분)이 측면에 위치하는 인접한 기다랗게 연장된 공동에 의해 형성되고, 실질적으로 바닥 플레이트와 마주보는 편평한 상부벽 부분(64)인 보호층에 의해 피복된다. 상기 상부 시트(56)는 예를 들면 융해된 글래스 프릿(fused glass frit) 또는 아노딕 본딩과 같은 임의의 공지된 방식으로 측벽의 상부를 따라 밀폐되어 밀폐된 플라즈마 채널(58)을 형성할 것이다. 일반적으로, 폴리이미드는 아주 높은 온도에서 제한된 저항을 가지며, 따라서 만약 융해된 프릿이 사용되는 경우, 되도록 온도는 450℃보다 높지 않다. 대안으로, 상부 시트의 주변(periphery)(도시되지 않음)은 상기 구조를 밀폐하기 위해서 바닥 플레이트(36)의 주변(도시되지 않음)까지 밀폐되고, 모든 채널에 대해 공통의 가스가 사용될 때 개개의 채널은 밀폐될 필요가 없다. 상부(56)의 바깥쪽 표면(66)은 LC층(도시되지 않음)과 접하고 있다. 상기 채널은 나중에 적절한 가스로 채워지고 그 내부에서 플라즈마가 상술된 바와 같이 생성된다. 상기 보호층 표면(52)은 폴리이미드 메사를 플라즈마 방전과 이온 충격으로부터 차단하고 유기 폴리이미드 물질이 악화되는 것을 방지하는데, 상기 악화는 요구되는 가스 대기를 오염시킬 수 있다.

도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 10에 도시된 것은 아주 큰 조립체(assembly)의 일부분이지만, 통상적으로, 모니터용 PALC 디스플레이 디바이스는 수백개의 열 전극(18)과 수 백개의 플라즈마 채널(58)을 포함할 것이다.

참조된 관련 출원, 특허 및 공보에서 상술된 모든 방법은 본 발명의 패널의 나머지 부분을 제작하는제 적절한 것이다.

본 발명의 다른 이점은 단지 하나의 석판술 단계가 요구된다는 점이고, 도 3의 마스크(42)로 도시되었다.

본 발명은 일반적으로 모든 종류의 어드레싱을 포함하는 데이타 소자의 전자 어레이에 응용 가능하고, 특히 플랫 디스플레이에 응용 가능하며, 특히 플라즈마-어드레스형 디스플레이, 특히 통상적으로 컴퓨터 모니더, 워크스테이션 또는 TV 응용에서 사용하기 위한 작은 채널 피치를 갖는 PALC 디스플레이에 응용 가능하다.

폴리이미드 물질이 채널 플레이트의 채널의 측면에 위치하는 벽을 제작하기 위한 선호되는 유기 물질이지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 다른 적절한 유기 물질이 대체될 수 있다. 예를 들면, 감광성 방사에 노출된 후에 웨트 혹은 드라이 환경에서 현상될 수 있는 레지스트가 또한 사용될 수 있다.

도 10의 실시예에 대한 양호한 실시예는 약 20∼50㎛의 폭과, 150∼160㎛의 높이, 및 약 200∼500㎛의 피치를 갖는 폴리이미드 물질로 이루어진 측벽이다.

도면은 실척이 아니며 특히 채널 폭은 전극을 도시하기 위해서 과장되었음을 알수 있을 것이다.

또한, 기판의 채널이 통상적으로 수직이지만, 본 발명은 이러한 구성에 제한 되지 않고, 구불구불한 모양(meandering shape)과 같은 다른 모양도 본 발명의 범위내에서 또한 가능하다.

본 발명이 양호한 실시예와 연계해서 상술되었지만, 상술된 원리 내에서 그 수정예가 기술적인 분야에서 능숙한 자에게는 명백할 것이기 때문에, 본 발명은 상기 양호한 실시예에 제한되는 것이 아니라 이러한 수정예를 포괄할 것이다.

Claims (14)

1. 기판 상에 기다란 채널과 상기 채널의 각각에 전극 표면, 및 측벽에 대해서 얇은 유전 시트형 부재를 구비하는 상기 기판 상에 절연 물질로 이루어진 채널을 형성하는 측벽 포함하는 전자 어레이(electric array)용 구조에 있어서,

   a) 절연 물질의 상기 측벽은 유기 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 어레이용 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 측벽은 폴리이미드 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자 어레이용 구조.
3. 제 2항에 있어서, 상기 폴리이미드 물질의 측벽은 악화를 방지하기 위해서 보호층으로 피복되는 것을 특징으로 하는 전자 어레이용 구조.
4. 실질적으로 투명한 기판 상에 실질적으로 반대인 측벽에 의해 형성되는 기다란 채널을 포함하는 PALC 디스플레이 디바이스에서 사용하기 위한 플라즈마 채널 플레이트에 있어서,

   a) 상기 측벽은 폴리이미드 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 채널 플레이트.
5. 제 4항에 있어서, 상기 측벽의 각각은 악화(deterioartion)를 방지하기 위해서 보호층으로 피복되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 채널 플레이트.
6. 제 5항에 있어서, 각각의 측벽 상의 보호층 상에 마주보는 전극(facing electrodes)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 채널 플레이트.
7. 제 5항에 있어서, 상기 벽은 약 20∼50㎛의 폭과, 약 50∼160㎛의 높이, 및 약 200∼500㎛의 피치를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 채널 플레이트.
8. 데이타 전극을 포함하는 제 1의 기판과 제 4항에 청구된 채널 플레이트 사이에 전기-광학 물질의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마-어드레스 전자어레이.
9. 전자 어레이에 대한 어드레싱 구조(addressing structure)를 제작하기 위한 방법에 있어서,

   (a) 실질적으로 투명한 기판을 제공하는 단계와;

   (b) 상기 기판 상에 다수의 채널을 정의하는 유기 물질로 이루어진 다수의 일정한 간격으로 분리된 벽을 형성하는 단계; 및

   (c) 각 채널 내에 일정한 간격으로 분리된 전극층 부분을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어드레싱 구조 제작 방법.
10. 제 9항에 있어서, 상기 단계(b)는

    (b1) 상기 기판 상에 폴리이미드 물질의 층을 형성하고 상기 폴리이미드 물질 위로 레지스트의 층을 형성하는 단계와;

    (b2) 상기 레지스트를 조사하고 상기 레지스트를 현상해서 상기 일정한 간격으로 분리된 벽 사이에 간격이 형성될 곳의 위에 놓이는 개구(openings)를 형성하는 단계; 및

    (b3) 노출된 폴리 이미드 물질에 폴리 이미드 물질을 제거하는 공정을 행하여 유기 물질로 이루어진 일정한 간격의 벽을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어드레싱 구조 제작 방법.
11. 제 10항에 있어서, 단계(b) 다음에 보호 물질의 층이 일정한 간격으로 분리된 벽위로 피복되는 것을 특징으로 하는 어드레싱 구조 제작 방법.
12. 제 11항에 있어서, 상기 보호층은 증착 또는 스퍼터링 또는 증발 탈수법(evaporation)에 의해 피복되는 것을 특징으로 하는 어드레싱 구조 제작 방법.
13. 제 12항에 있어서, 일정한 간격으로 분리된 전극층은 상기 일정한 간격으로 분리된 벽의 마주보는 표면상에 제공되는 것을 특징으로 하는 어드레싱 구조 제작 방법.
14. 전자-광학 층과, 상기 전자-광학 층에 연결되어 상기 전자-광학층의 일부를 활성화하는 데이타 전압을 수신하도록 적응된 데이타 전극과, 상기 전자-광학 부분을 선택적으로 스위칭 온 시키기 위한 상대 데이타 전극을 일반적으로 가로질러 연장하는 다수의 기다란 플라즈마 채널, 및 상기 데이타 전극을 면하는 측면에서 상기 플라즈마 채널을 밀폐하는 유전 시트를 포함하는 플라즈마 어드레스 전자-광학 디스플레이 디바이스의 플라즈마 채널 플레이트를 제작하기 위한 방법으로서, 상기 플라즈마 채널 각각은 일정한 간격으로 분리되어 연장하는 캐소드 및 아노드 플라즈마 전극과 이온화가능한 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 채널 플레이트 제작 방법에 있어서,

    (a) 투명한 기판을 제공하는 단계와;

    (b) 상기 기판 상에 폴리이미드 물질로 이루어진 다수의 일정한 간격의 벽을 형성하는 단계와;

    (c) 악화(deterioration)를 방지하기 위해서 상기 일정한 간격의 벽에 대해서 보호 물질을 증착하는 단계와;

    (d) 상기 보호층에 대해서 일정한 간격의 전극층을 형성하는 단계; 및

    (e) 상기 일정한 간격의 벽 위의 상기 보호층에 대해서 얇은 유전 시트형 부재를 침착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 채널 플레이트 제작 방법.