KR20080031957A - Arrays of microcavity plasma devices with dielectric encapsulated electrodes - Google Patents

Arrays of microcavity plasma devices with dielectric encapsulated electrodes

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KR20080031957A
KR20080031957A KR1020087003573A KR20087003573A KR20080031957A KR 20080031957 A KR20080031957 A KR 20080031957A KR 1020087003573 A KR1020087003573 A KR 1020087003573A KR 20087003573 A KR20087003573 A KR 20087003573A KR 20080031957 A KR20080031957 A KR 20080031957A
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KR1020087003573A
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게리 제이 이든
성진 박
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더 보드 오브 트러스티즈 오브 더 유니버시티 오브 일리노이
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Abstract

The invention concerns microcavity plasma devices and arrays with thin foil metal electrodes (16, 18) protected by metal oxide dielectric (15, 19). Devices of the invention are amenable to mass production techniques, and may, for example, be fabricated by roll to roll processing. Exemplary devices of the invention are flexible. Embodiments of the invention provide for large arrays of microcavity plasma devices that can be made inexpensively. The structure of preferred embodiment microcavity plasma devices of the invention is based upon thin foils of metal that are available or can be produced in arbitrary lengths, such as on rolls. In a device of the invention, a pattern of microcavities (12) is produced in a metal foil. Oxide is subsequently grown on the foil and within the microcavities (where plasma is to be produced) to protect the microcavity and electrically isolate the foil. A second metal foil is also encapsulated with oxide and is bonded to the first encapsulated foil. For preferred embodiment microcavity plasma device arrays of the invention, no particular alignment is necessary during bonding of the two encapsulated foils. A thin glass layer (25) or vacuum packaging (34), for example, is able to seal the discharge medium into the array.

Description

마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이{ARRAYS OF MICROCAVITY PLASMA DEVICES WITH DIELECTRIC ENCAPSULATED ELECTRODES}ARRAYS OF MICROCAVITY PLASMA DEVICES WITH DIELECTRIC ENCAPSULATED ELECTRODES}

본 발명은 마이크로방전 디바이스 또는 마이크로플라즈마 디바이스로도 알려져 있는 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 분야에 관한 것이다.The present invention relates to the field of microcavity plasma devices, also known as microdischarge devices or microplasma devices.

마이크로캐비티 플라즈마 디바이스는 종래의 방전에 대해 뚜렷한 몇 가지 장점을 갖는다. 물리적인 치수가 작은 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스는 종래의 매크로 방전(macroscopic discharges)에 이용 가능한 압력보다 훨씬 더 큰 압력으로 작동될 수 있도록 해준다. 원통형 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스의 직경이 예컨대 200 내지 300 ㎛ 이하 정도이면, 상기 디바이스는 대기압 이상의 높은 압력에서 작동된다. 이와 반대로, 표준적인 형광 램프는 예컨대 일반적으로 대기압의 1% 미만의 압력에서 작동된다. 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스는 상이한 방전 매체(가스 또는 증기, 또는 이들의 혼합물)를 이용하여 작동될 수 있으므로 가시성 파장 범위 및 비가시성 파장 범위(예컨대, 자외선, 진공 자외선, 및 적외선)에 있는 출력을 제공한다. 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스는 종래의 다른 방전 시스템보다 효율적으로 광(光)을 발생시킬 수 있으며 미시적인 크기로 광을 발생시킬 수 있다.Microcavity plasma devices have several distinct advantages over conventional discharges. Microcavity plasma devices with small physical dimensions allow operation at pressures far greater than those available for conventional macroscopic discharges. If the diameter of the cylindrical microcavity plasma device is on the order of 200 to 300 μm or less, for example, the device is operated at a high pressure above atmospheric pressure. In contrast, standard fluorescent lamps operate, for example, at pressures of typically less than 1% of atmospheric pressure. Microcavity plasma devices can be operated using different discharge media (gas or vapor, or mixtures thereof) to provide output in the visible and invisible wavelength ranges (eg, ultraviolet, vacuum, and infrared). . Microcavity plasma devices can generate light more efficiently than other conventional discharge systems and can generate light at microscopic scale.

지난 십년간 개발된 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스는 다양한 용례에 매우 적절함이 입증되었다. 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이에 대한 예시적인 용례로는 디스플레이가 있다. 예컨대, 단일 원통형 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스의 직경은 일반적으로 400 내지 500 ㎛ 미만이기 때문에, 디바이스 또는 디바이스의 군(group)은 디스플레이에서의 픽셀에 바람직한 공간 해상도를 제공한다. 또한, 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스의 효율은 고화질 텔레비젼에서 사용되는 것과 같은 통상적인 플라즈마 디스플레이 패널의 효율을 능가한다.Microcavity plasma devices developed over the last decade have proven to be very suitable for a variety of applications. An example application for a microcavity plasma device array is a display. For example, because the diameter of a single cylindrical microcavity plasma device is generally less than 400-500 μm, the device or group of devices provides the desired spatial resolution for the pixels in the display. In addition, the efficiency of microcavity plasma devices exceeds the efficiency of conventional plasma display panels such as those used in high definition televisions.

초기의 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스는 초기의 직류구동식 디바이스에서 사용되었던 금속 전극을 손상시키는 스퍼터링 때문에 수명이 짧았다. 다결정 실리콘 및 텅스텐 전극은 수명을 연장시켰지만 재료가 더 비싸고 현재의 기술로는 제작이 어렵다.Early microcavity plasma devices had a short lifespan due to sputtering damaging the metal electrodes that were used in earlier DC-driven devices. Polycrystalline silicon and tungsten electrodes have extended lifetimes, but materials are more expensive and difficult to fabricate with current technology.

본 발명자와 일리노이 대학의 공동 연구자들에 의한 연구는 마이크로방전 디바이스의 최신 기술을 선도하고 발전시켰다. 이에 따라 하나 이상의 중요한 특징 및 구조를 포함하는 실용적인 디바이스가 개발되었다. 예를 들면, 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스는 100 kW/cm3를 초과하는 전력 부하로 대기압을 초과하는 가스 압력에서 연속적으로 작동될 수 있다. 반도체 디바이스에서 e-h+ 플라즈마를 이용하여 가스 또는 증기상에서 플라즈마를 인터페이스(interface)시키는 능력이 입증되었다. 디바이스 및 어레이의 제작에는 MEMs 공정 및 반도체 공정이 적용되었다.Research by the present inventors and joint researchers at the University of Illinois has led and developed the latest technology of microdischarge devices. Accordingly, practical devices have been developed that include one or more important features and structures. For example, the microcavity plasma device can be operated continuously at gas pressure above atmospheric pressure with a power load above 100 kW / cm 3 . The ability to interface plasma in the gas or vapor phase using e-h + plasma in semiconductor devices has been demonstrated. The fabrication of devices and arrays employs the MEMs process and the semiconductor process.

본 발명자와 일리노이 대학의 공동 연구자에 의한 이러한 연구에 따라 실용적인 디바이스의 예가 개발되었다. 예를 들면, 반도체 제작 공정에 따라 균일한 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스가 고밀도로 패킹된 예시적인 어레이가 제작되었다. 실리콘으로 제작된 예시적인 어레이에는 25cm2의 활성 영역에 250,000개의 방전 디바이스를 배치하였다. 전술한 어레이는 플라즈마 디스플레이 패널과 유사한 방식이지만 통상적인 플라즈마 디스플레이 패널을 이용하여서는 달성할 수 없는 발광 효율 레벨로 발광체를 여자시키는 데 사용될 수 있음이 입증되었다. 또 다른 중요한 디바이스는 높은 감도를 나타내는 마이크로캐비티 플라즈마 광검출기이다. 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스의 상(phase)을 고정시키는 것도 또한 시연되었다. 디바이스는 세라믹 재료 시스템에서 조립되었다.Following this study by the inventor and a collaborator of the University of Illinois, an example of a practical device has been developed. For example, an exemplary array of densely packed uniform microcavity plasma devices has been fabricated in accordance with semiconductor fabrication processes. An exemplary array made of silicon placed 250,000 discharge devices in an active area of 25 cm 2 . The above-described array has been demonstrated in a manner similar to a plasma display panel but can be used to excite a luminous body at a luminous efficiency level that cannot be achieved using a conventional plasma display panel. Another important device is a microcavity plasma photodetector that exhibits high sensitivity. Fixing the phase of the microcavity plasma device has also been demonstrated. The device was assembled in a ceramic material system.

다음의 미국 특허 및 특허 출원은 이러한 연구 노력의 결과에 따른 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스를 설명한다: 특허 출원 공개(제20050148270호, 마이크로 디바이스 및 어레이; 제20040160162호, 마이크로방전 디바이스 및 어레이; 제20040100194호, 마이크로방전 광검출기; 제20030132693호, 테이퍼진 마이크로캐비티를 구비하는 마이크로방전 디바이스 및 어레이) 및 특허(제6,867,548호, 마이크로방전 디바이스 및 어레이; 제6,828,730호, 마이크로방전 광검출기; 제6,815,891호, 마이크로방전을 유발하는 방법 및 장치; 제6,695,664호, 마이크로방전 디바이스 및 어레이; 제6,563,257호, 다층 세라믹 마이크로방전 디바이스; 제6,541,915호, 고압 아크 램프 보조식 기동 디바이스 및 방법; 제6,194,833호, 마이크로방전 램프 및 어레이; 제6,139,384호, 마이크로방전 램프 형성 공정; 제6,016,027호, 마이크로방전 램프)가 이에 해당한다.The following U.S. patents and patent applications describe microcavity plasma devices in accordance with the results of this research effort: Patent application publications (20050148270, microdevices and arrays; 20040160162, microdischarge devices and arrays; Microdischarge photodetectors; 20030132693, microdischarge devices and arrays with tapered microcavities) and patents (6,867,548, microdischarge devices and arrays; 6,828,730, microdischarge photodetectors; 6,815,891, microdischarges 6,695,664, microdischarge devices and arrays; 6,563,257, multilayer ceramic microdischarge devices; 6,541,915, high pressure arc lamp assisted starting devices and methods; 6,194,833, microdischarge lamps and arrays No. 6,139,384, microdischarge lamp forming process 6,027, micro-discharge lamps.

미국 특허 제6,541,915호는, 세라믹을 포함하는 재료로부터 가공된 조립체에 각각의 디바이스가 조립되는 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스의 어레이를 개시하고 있다. 금속 전극은, 마이크로캐비티 내에서 그리고 전극들 사이에서 생성되는 플라즈마 매체에 노출된다. 또한, 미국 특허 제6,194,833호는, 기판은 세라믹과 실리콘이고 금속 막은 기판 위에 형성되어 있는 어레이를 포함하는 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스의 어레이를 개시하고 있다. 실리콘, 세라믹 또는 유리 마이크로캐비티 자체뿐만 아니라 캐비티의 상부 및 하부에 형성된 전극은 플라즈마 매체와 접촉한다. 미국 특허 출원 공개 제2003/0230983호는 저온 세라믹 구조에서 형성된 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스를 개시한다. 적층된 세라믹층을 배치하고 미세가공함으로써 캐비티를 형성하며, 개재된 전도층은 플라즈마 매체를 여자시킨다. 미국 특허 출원 공개 제2002/0036461호는 전극이 플라즈마/방전 매체와 접촉하는 중공 캐소드 플라즈마 디바이스를 개시한다.U. S. Patent No. 6,541, 915 discloses an array of microcavity plasma devices in which each device is assembled into an assembly fabricated from a material comprising a ceramic. The metal electrode is exposed to the plasma medium produced in the microcavity and between the electrodes. Further, US Pat. No. 6,194,833 discloses an array of microcavity plasma devices comprising an array in which the substrate is ceramic and silicon and the metal film is formed on the substrate. The electrodes formed on the top and bottom of the cavity as well as the silicon, ceramic or glass microcavities themselves are in contact with the plasma medium. US Patent Application Publication No. 2003/0230983 discloses a microcavity plasma device formed from a low temperature ceramic structure. The cavity is formed by placing and micromachining the laminated ceramic layer, wherein the interposed conductive layer excites the plasma medium. US 2002/0036461 discloses a hollow cathode plasma device in which electrodes are in contact with the plasma / discharge medium.

추가적인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스의 예들은, 발명의 명칭이 "상(phase)이 고정된 마이크로방전 어레이 및 AC, RF, 또는 펄스에 의해 여자된 마이크로방전"인 미국 특허 출원 공개 제2005/0269953호, 발명의 명칭이 "상호 맞물린 전극에 의해 여자된 마이크로플라즈마 디바이스"인 미국 특허 출원 공개 제2006/0038490호, 발명의 명칭이 "봉입된 전극을 구비한 마이크로방전 디바이스"이며 2004년 10월 4일 출원된 미국 특허 출원 제10/958,174호, 발명의 명칭이 "금속/유전체 다층 마이크로방전 디바이스 및 어레이"이고 2004년 10월 4일 출원된 미국 특허 출원 제10/958,175호, 및 발명의 명칭이 "AC에 의해 여자된 마이크로캐비티 방전 디바이스 및 방법"인 미국 특허 출원 제11/042,228호에 개시되어 있다.Examples of additional microcavity plasma devices include U.S. Patent Application Publication No. 2005/0269953, entitled "Phase Microdischarge Array and Microdischarge Excited by AC, RF, or Pulse". US Patent Application Publication No. 2006/0038490, entitled "Microplasma Device Excited by Interlocked Electrodes", entitled "Microdischarge Device with Enclosed Electrodes", filed Oct. 4, 2004 US patent application Ser. No. 10 / 958,174, entitled "Metal / Dielectric Multilayer Microdischarge Devices and Arrays," and US Patent Application No. 10 / 958,175, filed Oct. 4, 2004, and invention are entitled "AC Microcavity Discharge Devices and Methods Excited by US Patent Application No. 11 / 042,228.

도 1a는 본 발명의 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 예시적인 실시예의 개략적인 단면도이다.1A is a schematic cross-sectional view of an exemplary embodiment of the microcavity plasma device array of the present invention.

도 1b는 본 발명의 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 예시적인 실시예의 개략적인 단면도이다.1B is a schematic cross-sectional view of an exemplary embodiment of the microcavity plasma device array of the present invention.

도 2는 압력이 400 Torr, 500 Torr, 600 Torr 및 700 Torr인 네온에서 작동되는 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 예시적인 실험용 프로토타입에 있어서의 휘도를 여자 전압의 함수로서 도시한 도면이다.FIG. 2 shows luminance as a function of excitation voltage in an exemplary experimental prototype of a microcavity plasma device array operated at neon with pressures of 400 Torr, 500 Torr, 600 Torr and 700 Torr.

도 3은 본 발명의 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 예시적인 다른 실시예의 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of another exemplary embodiment of the microcavity plasma device array of the present invention.

도 4는 압력이 700 Torr인 네온에서 작동되는 10 × 10 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 예시적인 실험용 프로토타입의 방전 스펙트럼을 도시한 도면이다.FIG. 4 shows the discharge spectra of an exemplary experimental prototype of a 10 × 10 microcavity plasma device array operated in neon with a pressure of 700 Torr.

도 5는 전체 압력이 400 Torr인 아르곤과 N2의 혼합물에서 작동되며 RMS 전압이 440 V인 10 kHz의 교류 파형에 의해 여자되는 5 × 5 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 프로토타입에 의해 발생되는 자외선 부근의 스펙트럼을 도시한 도면이다.5 is near the ultraviolet generated by a prototype of a 5 × 5 microcavity plasma device array operated on a mixture of argon and N 2 with a total pressure of 400 Torr and excited by an AC waveform of 10 kHz with an RMS voltage of 440 V. It is a figure which shows the spectrum of.

도 6은 대형이며 가요성인 Al2O3/Al 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 실험용 실시예에 있어서의 전압 및 전류 파형을 도시하는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating voltage and current waveforms in an experimental example of a large, flexible Al 2 O 3 / Al microcavity plasma device array.

도 7은 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이가 통합된 평판형 램프의 예시적인 실시예의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of an exemplary embodiment of a flat lamp having an integrated microcavity plasma device array.

도 8은 압력이 400 내지 600 Torr인 네온에서 작동하는 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이(도 7에 따름)를 포함하는 Al2O3/Al 램프의 실험용 실시예에 대하여 RMS 구동 전압에 대한 발광 강도의 의존도를 도시하는 도면이다.8 is a dependence of the luminescence intensity on the RMS drive voltage for an experimental embodiment of an Al 2 O 3 / Al lamp comprising a microcavity plasma device array (according to FIG. 7) operating in neon with a pressure of 400 to 600 Torr. It is a figure which shows.

도 9는 300, 400 및 600 Torr인 Ar/1% D2 가스 혼합물에서 작동하는 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이(도 7에 따름)를 포함하는 Al2O3/Al 램프의 실험용 실시예에 있어서의 RMS 구동 전압에 대한 UV 발광 강도의 의존도를 도시하는 도면이다.FIG. 9 is RMS in an experimental example of an Al 2 O 3 / Al lamp comprising a microcavity plasma device array (according to FIG. 7) operating in an Ar / 1% D 2 gas mixture of 300, 400 and 600 Torr. It is a figure which shows the dependence of UV light emission intensity on driving voltage.

도 10은 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이를 포함하는 가요성 램프의 예시적인 실시예의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of an exemplary embodiment of a flexible lamp that includes a microcavity plasma device array.

본 발명은 금속 산화물 유전체에 의해 보호되는 얇은 포일(foil)로 된 금속 전극을 구비한 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 및 어레이에 관한 것이다. 본 발명의 디바이스는 대량 생산 기법의 적용이 수월하며, 예컨대 롤 대 롤 공정에 의해 제작될 수 있다. 본 발명의 예시적인 디바이스는 가요성이 있다. 본 발명의 실시예는 저렴하게 제작 가능한 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스의 대형 어레이를 제공한다.The present invention relates to microcavity plasma devices and arrays with thin foil metal electrodes protected by a metal oxide dielectric. The device of the present invention facilitates the application of mass production techniques and can be manufactured, for example, by a roll to roll process. Exemplary devices of the invention are flexible. Embodiments of the present invention provide a large array of microcavity plasma devices that can be inexpensively fabricated.

본 발명의 바람직한 실시예로서의 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스의 구조 및 재료는 임의의 대형 어레이를 구현할 수 있도록 해준다. 본 발명의 디바이스는 예컨대 롤 상에서 임의의 길이로 이용 가능하거나 제작될 수 있는 금속 포일에 기초한다. 본 발명의 디바이스에 있어서, 소정 패턴의 마이크로캐비티를 구비한 금속 포일은 소정의 전극 패턴을 형성한다. 포일 표면 위의 산화물 및 마이크로캐비티 내의 산화물은 포일을 봉입한다. 산화물은 디바이스 작동 중에 플라즈마로부터 포일을 보호하며 플라즈마를 대체로 마이크로캐비티 내부로 한정한다.The structure and material of the microcavity plasma device as a preferred embodiment of the present invention makes it possible to implement any large array. The device of the present invention is based on a metal foil, for example, which may be available or manufactured in any length on a roll. In the device of the present invention, the metal foil having the microcavity of a predetermined pattern forms a predetermined electrode pattern. Oxides on the foil surface and oxides in the microcavity enclose the foil. The oxide protects the foil from the plasma during device operation and confines the plasma generally within the microcavity.

또한, 제2 금속 포일은 산화물을 이용하여 봉입되며, 봉입된 제1 포일에 접합된다. 본 발명의 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 바람직한 실시예에 있어서, 2개의 봉입된 포일을 접합하는 중에 특정한 정렬은 불필요하다. 예컨대, 얇은 유리층은 어레이를 진공 밀봉(vaccum seal)할 수 있다.The second metal foil is also encapsulated with an oxide and bonded to the enclosed first foil. In a preferred embodiment of the microcavity plasma device array of the present invention, no specific alignment is required during joining the two encapsulated foils. For example, a thin glass layer can vaccum seal the array.

본 발명의 형성 방법에 있어서, 소정 패턴의 마이크로캐비티는 제1 금속 포일 내에 형성된다. 후속하여, (플라즈마가 형성되는) 마이크로캐비티의 내벽을 포함하는 상기 포일 상에서 산화물이 성장한다. 산화물은 마이크로캐비티를 보호하고 포일을 전기적으로 절연시킨다. 이후에 봉입된 제2 금속 포일은 제1 금속 포일에 접합되며 전체 어레이는 롤 대 롤 공정에 의해 제작될 수 있다.In the forming method of the present invention, a microcavity of a predetermined pattern is formed in the first metal foil. Subsequently, an oxide grows on the foil including the inner wall of the microcavity (plasma is formed). The oxide protects the microcavity and electrically insulates the foil. The encapsulated second metal foil is then bonded to the first metal foil and the entire array can be fabricated by a roll to roll process.

본 발명은 금속 산화물 유전체에 의해 얇은 포일로 된 금속 전극이 보호되는 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 및 이들 디바이스의 어레이에 관한 것이다. 본 발명의 디바이스는 대량 생산 기법의 적용이 수월하며, 예컨대 롤 대 롤 공정에 의해 제작될 수 있다. 본 발명의 예시적인 디바이스는 가요성이 있다. 본 발명의 실시예는 저렴하게 제작될 수 있는 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스의 대형 어레이를 제공한다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to microcavity plasma devices in which thin metal foil electrodes are protected by a metal oxide dielectric and an array of these devices. The device of the present invention facilitates the application of mass production techniques and can be manufactured, for example, by a roll to roll process. Exemplary devices of the invention are flexible. Embodiments of the present invention provide a large array of microcavity plasma devices that can be inexpensively fabricated.

본 발명의 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스의 바람직한 실시예의 구조는 예컨대 롤 상에서 임의의 길이로 이용 가능하거나 제작될 수 있는 금속 포일에 기초한다. 본 발명의 디바이스에 있어서, 소정 패턴의 마이크로캐비티는 금속 포일 내에 형성된다. 이후에, 산화물은 마이크로캐비티의 내부를 비롯하여 포일 상에서 성장하여 산화물 봉입형 마이크로캐비티(내부에서 플라즈마가 형성됨)를 형성한다. 산화물은 마이크로캐비티를 보호하고 포일을 전기적으로 절연시키며, 상기 포일은 제1 전극을 형성한다.The structure of the preferred embodiment of the microcavity plasma device of the present invention is based on a metal foil that can be available or fabricated in any length on a roll, for example. In the device of the present invention, the microcavity of a predetermined pattern is formed in a metal foil. The oxide then grows on the foil, including inside the microcavity, to form an oxide encapsulated microcavity (plasma is formed therein). The oxide protects the microcavity and electrically insulates the foil, which foil forms the first electrode.

바람직한 실시예에서 마이크로캐비티가 없는 제2 금속 포일이 또한 산화물을 이용하여 봉입되며, 상기 봉입된 제1 포일에 접합된다. 제2 금속 포일은 제2 전극을 형성한다. 본 발명의 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 바람직한 실시예에 있어서, 봉입된 2개의 포일을 접합하는 중에 특정한 정렬은 불필요하다. 예컨대, 얇은 유리층이 완성된 어레이를 밀봉할 수 있다.In a preferred embodiment a second metal foil without microcavity is also encapsulated with an oxide and bonded to the encapsulated first foil. The second metal foil forms a second electrode. In a preferred embodiment of the microcavity plasma device array of the present invention, no specific alignment is required during joining the two encapsulated foils. For example, a thin glass layer can seal the completed array.

마이크로캐비티 플라즈마 어레이를 제작하는 방법의 바람직한 실시예에 있어서, Al 재질의 2개의 포일은 모두 Al2O3를 이용하여 봉입되며 서로 접합된다. 봉입된 2개의 포일 중 하나만이 마이크로캐비티(미크론 단위의 특정 치수는 d임)를 구비한다. 예컨대 원통형 마이크로캐비티에 있어서, 상기 특정 치수는 마이크로캐비티의 직경이다. 이들 마이크로캐비티는 매우 다양한 형상을 가질 수 있으며, 봉입된 금속 포일을 통해 완전히 연장될 수 있거나 또는 연장되지 않을 수 있다. 다이아몬드 형상의 마이크로캐비티 및 원통형 마이크로캐비티를 이용하여 본 발명의 시연을 위한 실험을 수행하였다. 마이크로캐비티 플라즈마는 고밀도로 제작 가능하며, 예시적인 실험에서 놀라운 수준(80 % 초과)의 "충전 인자"(전체 면적에 대한 어레이의 발광 면적의 비)를 얻었다. 마이크로캐비티 내의 가스 또는 증기가 무엇인가 뿐만 아니라 마이크로캐비티의 형상(단면의 기하학적 형상 및 깊이)이 플라즈마 구조 및 특정 원자 또는 분자 이미터(emitter)에 대한 발광 효율을 결정한다. 본 발명의 예시적인 마이크로플라즈마 어레이 구조의 전체 두께는 예컨대 200 ㎛ 이하이므로 가요성이 크고 저렴하다.In a preferred embodiment of the method of fabricating a microcavity plasma array, two foils of Al are both sealed with Al 2 O 3 and bonded to each other. Only one of the two enclosed foils has a microcavity (specific dimensions in microns are d). For example in a cylindrical microcavity, the specific dimension is the diameter of the microcavity. These microcavities may have a wide variety of shapes and may or may not extend completely through the enclosed metal foil. Experiments were performed for demonstration of the present invention using diamond shaped microcavities and cylindrical microcavities. Microcavity plasmas can be fabricated at high density, and in an exemplary experiment, surprising levels (greater than 80%) of "charge factor" (ratio of light emitting area of the array to total area) were obtained. What is the gas or vapor in the microcavity, as well as the shape of the microcavity (the geometry and depth of the cross-section) determines the luminous efficiency for the plasma structure and for particular atomic or molecular emitters. The overall thickness of the exemplary microplasma array structure of the present invention is, for example, 200 μm or less, so that the flexibility is large and cheap.

본 발명의 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 예시적인 실시예에 있어서, 2개의 전극은 어레이에 있는 모든 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스를 동시에 여자시킨다. 제2 전극은 간단한 포일 전극일 수 있으며, 제작 중에 제2 전극을 제1 전극과 특정하게 정렬시킬 필요는 없다. 본 발명의 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 예시적인 다른 실시예에 있어서, 복수 개의 제2 전극 포일은 복수 개의 마이크로캐비티를 구비하는 더 큰 제1 전극의 상이한 부분에 맞춰진다. 이러한 방식으로, 마이크로플라즈마 디바이스 어레이의 각 부분은 여자된다. 제2 전극 포일의 크기 및 제2 전극 포일들 사이의 간격에 따라, 제작 도중의 정렬 문제가 또한 묵인될 수 있다.In an exemplary embodiment of the microcavity plasma device array of the present invention, two electrodes simultaneously excite all the microcavity plasma devices in the array. The second electrode may be a simple foil electrode and need not specifically align the second electrode with the first electrode during fabrication. In another exemplary embodiment of the microcavity plasma device array of the present invention, the plurality of second electrode foils is adapted to different portions of a larger first electrode having a plurality of microcavities. In this way, each part of the microplasma device array is excited. Depending on the size of the second electrode foil and the spacing between the second electrode foils, alignment problems during fabrication can also be tolerated.

본 발명의 다른 실시예는 어레이에 있는 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스들을 독립적으로 처리한다. 예를 들면, 전극 라인(electrode lines)은 간단한 마스킹 또는 포토리소그래피 방법을 이용한 선택적 산화에 의해 제1 스크린 전극 및 제2 포일 전극 모두에서 형성될 수 있다. 선택적 산화 이후에 전극을 봉입하기 위해 제2 산화가 행해지고, 이에 따라 전극을 밀봉한다.Another embodiment of the invention independently processes microcavity plasma devices in an array. For example, electrode lines can be formed at both the first screen electrode and the second foil electrode by selective oxidation using simple masking or photolithography methods. After selective oxidation, a second oxidation is performed to seal the electrode, thus sealing the electrode.

이제 도면을 참고하여 바람직한 실시예를 설명할 것이다. 도면은 실축척이 아닌 개략적인 도면을 포함하며, 당업자라면 관련된 설명을 참고하여 충분히 이해할 수 있을 것이다. 설명을 목적으로 특징부를 과장할 수 있다. 바람직한 실시예로부터 당업자는 본 발명의 보다 광범위한 양태를 인지하게 될 것이다.The preferred embodiment will now be described with reference to the drawings. The drawings include schematic drawings rather than full scale, and those skilled in the art will fully understand with reference to the related description. Features may be exaggerated for illustrative purposes. Those skilled in the art will recognize from a preferred embodiment a broader aspect of the invention.

도 1a는 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이(10)의 예시적인 실시예의 단면도이다. 마이크로캐비티(12)는 제1 전극(16)을 구성하는 금속 포일 내에 형성된다. 산화물(15)은 마이크로캐비티(12)의 벽을 비롯하여 금속 포일을 봉입한다. 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이(10)에 있는 제1 전극(16)은, 예컨대 마이크로드릴링, 기계적인 펀칭, 레이저 절개, 또는 화학적 에칭을 비롯한 임의의 다양한 기법에 의해 내부에 소정 패턴의 마이크로캐비티가 형성된 얇은 전도성 포일이다. 마이크로캐비티의 벽 및 전도성 포일의 표면이 산화물(15)로 코팅되기 때문에, 얇은 전도성 포일 및 이 포일의 마이크로캐비티(12)(포일을 통해 완전하게 연장될 수 있거나 연장되지 않을 수 있음)의 봉입으로 인해 금속 전극(16)이 보호된다. 산화물(15)은 작업 중에 스퍼터링으로부터 제1 전극(16)을 보호하며, 이에 따라 어레이(10)의 수명을 연장시키고 또한 전극(16)을 전기적으로 절연시킨다.1A is a cross-sectional view of an exemplary embodiment of a microcavity plasma device array 10. The microcavity 12 is formed in the metal foil constituting the first electrode 16. Oxide 15 encapsulates the metal foil, including the walls of the microcavity 12. The first electrode 16 in the microcavity plasma device array 10 is a thin layer having a predetermined pattern of microcavities formed therein by any of a variety of techniques, including microdrilling, mechanical punching, laser incisions, or chemical etching. Conductive foil. Since the walls of the microcavity and the surface of the conductive foil are coated with oxide 15, with the inclusion of a thin conductive foil and the microcavity 12 (which may or may not extend completely through the foil) of the foil The metal electrode 16 is thereby protected. The oxide 15 protects the first electrode 16 from sputtering during operation, thereby extending the life of the array 10 and electrically insulating the electrode 16.

마이크로캐비티가 금속 포일(16)을 통해 연장되어야 할 필요가 있는 것은 아니지만, 마이크로캐비티(12)의 공칭 깊이는 제1 전극(16)의 두께와 대략 유사하다. 제2 전극(18)은 중실의 얇은 전도성 포일일 수 있다. 제2 전극(18)은 또한 산화물(19) 내에 봉입된다. 방전 매체(가스, 증기, 또는 이들의 조합물)는 마이크로캐비티 내에 수용된다. 마이크로플라즈마에 의해 생성되는 발광 파장에 대해 완전한 투과성이 있을 수 있거나, 또는 예컨대 특정 스펙트럼 영역에서만 발광을 전달하도록 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이(10)의 출력 파장을 여과할 수 있는 임의의 적절한 재료로 어레이(10)를 밀봉할 수 있다.Although the microcavity does not need to extend through the metal foil 16, the nominal depth of the microcavity 12 is approximately similar to the thickness of the first electrode 16. The second electrode 18 may be a solid thin conductive foil. The second electrode 18 is also encapsulated in the oxide 19. The discharge medium (gas, vapor, or a combination thereof) is contained within the microcavity. The array may be made of any suitable material that may be fully transmissive to the emission wavelength produced by the microplasma, or that may filter the output wavelength of the microcavity plasma device array 10 to, for example, deliver luminescence only in specific spectral regions. 10) can be sealed.

플라즈마(플라즈마 방전)는 각각의 마이크로캐비티(12) 내에서 형성될 것이다. 제1 전극(16) 및 제2 전극(18)은 적어도 각각의 전극의 산화물층의 두께만큼 마이크로캐비티(12)로부터 소정 거리에 떨어져 위치한다. 산화물은 이에 따라 마이크로캐비티(12) 내에 수용된 방전 매체(플라즈마)로부터 제1 전극(16) 및 제2 전극(18)을 격리시킨다. 이러한 배치를 통해 각각의 마이크로캐비티(12)에서 마이크로플라즈마를 발생시키기 위해 기상 또는 증기상 매체를 여자시키는 전극(16, 18) 사이의 시간 천이형(AC, RF, 2극형 또는 펄스형 DC 등) 포텐셜의 적용을 가능하게 해준다.Plasma (plasma discharge) will be formed in each microcavity 12. The first electrode 16 and the second electrode 18 are located at a distance from the microcavity 12 by at least the thickness of the oxide layer of each electrode. The oxide thus isolates the first electrode 16 and the second electrode 18 from the discharge medium (plasma) contained in the microcavity 12. This arrangement allows time transitions (such as AC, RF, bipolar or pulsed DC) between the electrodes 16, 18 to excite vapor or vapor phase media to generate microplasma in each microcavity 12. It allows the application of potential.

전극(16, 18) 및 산화물(15, 19)을 위한 대표적인 전도성 재료에는 금속/금속 산화물 재료, 예컨대 Al/Al2O3가 포함된다. 또 다른 예시적인 금속/금속 산화물 재료계는 Ti/TiO2이다. 다른 전도성 재료/산화물 재료계는 당업자에게 명백하다. 바람직한 재료계는 롤 대 롤 공정과 같이 저렴한 대량 생산 기법에 의해 본 발명의 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이를 형성하도록 해준다.Representative conductive materials for the electrodes 16, 18 and oxides 15, 19 include metal / metal oxide materials such as Al / Al 2 O 3 . Another exemplary metal / metal oxide material system is Ti / TiO 2 . Other conductive material / oxide material systems are apparent to those skilled in the art. Preferred material systems allow for the formation of the microcavity plasma device arrays of the present invention by inexpensive mass production techniques such as roll to roll processes.

바람직한 제작 방법은 롤 대 롤 공정이다. 바람직한 방법에 있어서, 제1 전극(16)은 요구되는 기하학적 형상의 단면을 갖는 마이크로캐비티를 이용하여 사전에 형성된다. 다양한 기하학적 형상의 단면을 갖는 관통 구멍 형태인 마이크로캐비티를 갖는 적절한 금속 포일, 예컨대 Al 포일은 또한, 예를 들어 배터리 산업에서 용도를 찾을 수 있는 바와 같이 상업적으로 이용 가능하다. 마이크로캐비티를 구비하며 산화물에 의해 봉입되고 사전에 형성된 스크린형의 금속 포일, 예컨대 Al포일은 전극 패턴을 형성하고, 예컨대 Al인 금속 포일이 봉입된 다른 산화물에 접합될 수 있다. 제2 포일은 중실의 포일일 수 있다. 바람직한 제작 방법에 있어서는, 접합 공정 중에 2개의 금속 포일 사이에서 특정한 정렬은 필요가 없다. 따라서, 완성된 디바이스에서 제1 전극(16) 및 제2 전극(18)을 형성하는 포일을 봉입하는 산화물은 어떠한 정렬 문제도 없이 서로 접합될 수 있다. 롤 대 롤 공정이 사용될 수 있다. Al 포일을 피복한 Al2O3 내에 마이크로캐비티를 형성하는 것도 가능하지만(참조로 본 명세서에 합체되는, 발명의 명칭이 "전극이 봉입된 마이크로방전 디바이스"이고 2004년 10월 4일자로 출원된 미국 특허 출원 제10/958,174호 및 발명의 명칭이 "금속/유전체 다층 마이크로방전 디바이스 및 어레이"이고 2004년 10월 4일자로 출원된 미국 특허 출원 제10/958,175호를 참조), 이미 존재하는 마이크로캐비티를 갖는 Al(또는 다른 전도성 포일 재료)을 제공하고 이후에 산화물을 이용하여 전도성 포일을 봉입함으로써 봉입된 마이크로캐비티의 어레이를 구비하고 전극이 봉입된 산화물을 형성하는 것이 바람직하다. 마이크로캐비티를 갖는 얇은 전도성 포일을 제공하는 단계는, 임의의 다양한 공정(레이저 절개, 화학적 에칭 등)에 의해 전도성 포일 내에 캐비티를 형성하는 단계 또는 공급자로부터 사전에 형성된 마이크로캐비티를 갖는 얇은 전도성 포일을 얻는 단계 중 하나를 포함한다. 전도성 포일 내에 매우 다양한 형상(단면의 기하학적 형상)의 마이크로캐비티를 형성할 수 있다.Preferred fabrication methods are roll to roll processes. In a preferred method, the first electrode 16 is preformed using a microcavity having a cross section of the desired geometry. Suitable metal foils, such as Al foils, with microcavities in the form of through holes having cross sections of various geometric shapes are also commercially available, for example as may find use in the battery industry. Screen-shaped metal foils, such as Al foils, which have a microcavity and are encapsulated by an oxide and formed in advance, form an electrode pattern, and the metal foil, for example Al, can be bonded to another encapsulated oxide. The second foil can be a solid foil. In a preferred manufacturing method, no specific alignment is necessary between the two metal foils during the joining process. Thus, in the finished device, the oxides enclosing the foils forming the first electrode 16 and the second electrode 18 can be bonded together without any alignment problem. Roll to roll processes can be used. It is also possible to form microcavities in Al 2 O 3 coated with Al foil (the invention is incorporated herein by reference and is named “electrode-enclosed micro-discharge device” and filed Oct. 4, 2004). US Patent Application No. 10 / 958,174 and the invention entitled “Metal / Dielectric Multilayer Microdischarge Devices and Arrays” and see US Patent Application No. 10 / 958,175, filed Oct. 4, 2004); It is desirable to provide an array of microcavities encapsulated and form an oxide encapsulated electrode by providing Al (or other conductive foil material) having a cavity and then encapsulating the conductive foil with an oxide. Providing a thin conductive foil with a microcavity may be achieved by forming a cavity in the conductive foil by any of a variety of processes (laser incision, chemical etching, etc.) or obtaining a thin conductive foil with a pre-formed microcavity from a supplier. It includes one of the steps. It is possible to form microcavities of a wide variety of shapes (cross-sectional shapes) within the conductive foil.

도 1a의 어레이(10)에 따른 프로토타입 디바이스를 제작하였다. 예시적인 실험용 프로토타입 어레이는, 대체로 다이아몬드 형상이면서 포일을 통해 연장되는 마이크로캐비티를 갖는 얇은 금속 Al 포일로 형성되는 제1 전극을 구비하였다. 다공성의 Al2O3 막은, 15 ℃의 공칭 온도로 0.1 내지 0.3 M의 옥살산 용액에서 Al을 우선 양극산화(anodization)시키는 다단계 습식 화학 공정에 의해 마이크로캐비티를 구비하는 제1 금속 포일 상에서 성장한다. 크롬산/인산 용액에서 대부분의 산화물을 제거한 후, 나노기공의 치수 및 간격이 제어될 수 있는 고도로 정렬된 나노기공 Al2O3 막이 제2 양극산화 공정에 의해 성장된다. 실험에서, Al2O3 나노기공 막의 최종 두께의 범위는 일반적으로 5 내지 30 ㎛이었다. 일반적으로, 마이크로캐비티 내부의 Al2O3 막의 두께는 포일의 표면을 덮고 있는 산화물 막보다 얇게 5 내지 20 ㎛으로 유지되었다. 이어서, 제1 전극(마이크로캐비티 어레이를 구비함)은 봉입된 제2 전극에 접합된다. 제2 전극은 캐비티가 없는 또 다른 얇은 금속 포일이었으며, 제2 전극 위에서 애노드의 Al2O3 막이 성장하였다. 제2 전극은 마이크로캐비티가 없기 때문에, 접합 공정 중에 제1 전극 및 제2 전극의 특정한 정렬이 필요 없으며, 이에 따라 전체 제작 공정을 단순화시킨다. 예시적인 실험용 어레이는 Ne/Xe 가스 혼합물뿐만 아니라 압력이 400 Torr 내지 800 Torr 범위인 Ne 가스와 함께 작동된다. 2개의 봉입된 전극을 함께 접합시킨 후에, 계획된 용례에 있어서 어레이의 강성이 허용되는 경우에 애노드 접합 또는 글래스 프릿(glass frit)과 같은 여러 가지 공정 중 하나에 의해 유리로 된 2개의 시트 사이에 어레이를 밀봉시킬 수 있다. 어레이의 가요성이 요구되는 경우, 어레이는 음식물을 밀봉할 때 일반적으로 사용되는 것과 같은 플라스틱으로 된 얇은 시트 사이에 밀봉될 수 있다. SiO2와 같은 재료로 된 얇은 막은, 가스의 수명을 단축시키는 폴리머에서 플라즈마로의 가스 제거를 최소화하기 위해 폴리머 밀봉용 막의 내측 표면에 부착될 수 있다. 밀봉 방법과 무관하게, 요구되는 가스 또는 가스/증기 혼합물이 있는 상태에서 어레이를 밀봉시키거나(이에 따라 어레이 내부의 가스를 밀봉시킴) 또는 전체 디바이스를 제작하고 배기시킨 후에 어레이에 가스를 충전하는 것이 가능하다. 후자의 기법은 가스 취급/진공 시스템에 어레이를 연결하는 소직경의 튜브를 이용하여 달성될 수 있으며, 이 시스템은 어레이를 배기시킬 수 있고 이후에 요구되는 가스로 다시 채울 수 있다.Prototype devices according to array 10 of FIG. 1A were fabricated. An exemplary experimental prototype array had a first electrode formed from a thin metal Al foil having a microcavity that was generally diamond shaped and extended through the foil. The porous Al 2 O 3 membrane is grown on a first metal foil with microcavity by a multistage wet chemical process that first anodizes Al in 0.1-0.3 M oxalic acid solution at a nominal temperature of 15 ° C. After removing most of the oxide from the chromic acid / phosphate solution, a highly ordered nanopore Al 2 O 3 film is grown by a second anodization process in which the dimensions and spacing of the nanopores can be controlled. In the experiments, the final thickness of Al 2 O 3 nanoporous membranes was generally in the range of 5 to 30 μm. In general, the thickness of the Al 2 O 3 film inside the microcavity was kept at 5 to 20 탆 thinner than the oxide film covering the surface of the foil. The first electrode (with the microcavity array) is then bonded to the encapsulated second electrode. The second electrode was another thin metal foil without a cavity, on which the Al 2 O 3 film of the anode was grown. Since the second electrode is free of microcavities, no specific alignment of the first and second electrodes is required during the bonding process, thus simplifying the overall fabrication process. Exemplary experimental arrays operate with Ne / Xe gas mixtures as well as Ne gas with pressures ranging from 400 Torr to 800 Torr. After bonding two encapsulated electrodes together, the array between two sheets of glass by one of several processes, such as anode bonding or glass frit, if the rigidity of the array is acceptable for the intended application Can be sealed. If the flexibility of the array is desired, the array may be sealed between thin sheets of plastic such as those commonly used when sealing food. A thin film of material, such as SiO 2 , may be attached to the inner surface of the polymer sealing film to minimize gas removal from the polymer to the plasma, which shortens the life of the gas. Regardless of the method of sealing, sealing the array (and thus sealing the gas inside the array) in the presence of the required gas or gas / vapor mixture or filling the array with gas after fabricating and evacuating the entire device It is possible. The latter technique can be accomplished using small diameter tubes connecting the array to the gas handling / vacuum system, which can evacuate the array and later refill it with the required gas.

400 Torr의 압력으로 Ne 가스에서 작동하는 예시적인 어레이의 광학 현미경사진은 제1 전극(16) 상의 Al2O3 막의 두께가 10 ㎛이며, 제2 전극(18) 상의 Al2O3 막의 두께가 10 ㎛임을 보이고 있다. 이러한 현미경사진은 상부에 전극이 위치하는 어레이 상에서 하방으로 향하는 CCD 카메라 및 광학 현미경을 이용하여 얻었다. 현미경사진에서 관찰되는 바와 같이, 다이아몬드 형상의 마이크로캐비티의 길이(팁에서 팁까지)는 500 ㎛이며 폭은 250 ㎛이고, 이러한 작동 조건에서 플라즈마는 각각의 마이크로캐비티의 중앙부 부근에 위치하는 것으로 관찰된다. 이러한 실시예의 마이크로플라즈마 어레이의 구조는 강력한 축방향 전기장을 유발한다(축방향이란 "다이아몬드"의 중심에서 마이크로캐비티의 "다이아몬드" 개구의 평면에 수직한 방향을 가리킴).An optical micrograph of an exemplary array operating at Ne gas at a pressure of 400 Torr shows that the thickness of the Al 2 O 3 film on the first electrode 16 is 10 μm and that the Al 2 O 3 film on the second electrode 18 is thick. 10 μm. These micrographs were obtained using a CCD camera and an optical microscope pointing downwards on an array where electrodes were placed on top. As observed in the micrographs, the diamond shaped microcavity has a length (from tip to tip) of 500 μm and a width of 250 μm, and under these operating conditions the plasma is observed to be located near the center of each microcavity. . The structure of the microplasma array of this embodiment results in a strong axial electric field (the axial direction refers to the direction perpendicular to the plane of the "diamond" opening of the microcavity at the center of the "diamond").

도 1b는 어레이 내의 디바이스를 표시하는, 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스의 또 다른 예시적인 실시예의 단면도이다. 도 1a에서의 도면 부호는 도 1b의 디바이스 중 비교되는 부품을 지칭하는 데 사용된다. 도 1b의 디바이스는 도 1a의 어레이를 형성하는 디바이스와 유사하지만, 제2 전극은 변형된 구조를 갖는다. 커패시터의 기본적인 개념에 따라 제2 전극(18)은 3개의 층, 즉 유전체 층(18c)을 둘러싸는 2개의 전도층(18a 및 18b)을 포함한다. 유전체 층(18c)은 예컨대 Al2O3일 수 있으며, 전도층은 예컨대 Al일 수 있다. 유전체 층(18c)의 두께는 특정 용례에서 요구되는 커패시턴스에 따라 선택될 수 있다. 유전체 층(18c)의 두께는 수 ㎛ 내지 수 백 ㎛일 수 있다.1B is a cross-sectional view of another exemplary embodiment of a microcavity plasma device, showing the devices in the array. Reference numerals in FIG. 1A are used to refer to the part of the device of FIG. 1B that is being compared. The device of FIG. 1B is similar to the device forming the array of FIG. 1A, but the second electrode has a modified structure. According to the basic concept of a capacitor, the second electrode 18 comprises three layers, two conductive layers 18a and 18b surrounding the dielectric layer 18c. Dielectric layer 18c may be Al 2 O 3 , for example, and the conductive layer may be Al, for example. The thickness of the dielectric layer 18c may be selected according to the capacitance required for the particular application. The thickness of the dielectric layer 18c may be several μm to several hundred μm.

도 2는 압력이 400 Torr, 500 Torr, 600 Torr 및 700 Torr인 네온에서 작동되는 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 예시적인 실험용 프로토타입에 있어서 휘도를 여자 전압의 함수로 도시한 것이다. 모든 압력에서, 휘도는 일반적으로 전압의 함수로서 증가하였으며 다이아몬드 형상의 마이크로캐비티의 크기 때문에 400 Torr에서 발광이 가장 강력하였다. 이보다 작은 마이크로캐비티의 경우에, 최고의 발광은 더 높은 가스 압력에서 관찰될 것이다.FIG. 2 shows luminance as a function of excitation voltage in an exemplary experimental prototype of a microcavity plasma device array operated at neon with pressures of 400 Torr, 500 Torr, 600 Torr and 700 Torr. At all pressures, luminance generally increased as a function of voltage and luminescence was the strongest at 400 Torr due to the size of the diamond shaped microcavity. In the case of smaller microcavities, the highest luminescence will be observed at higher gas pressures.

도 3은 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이(22)의 또 다른 예시적인 실시예의 일부의 단면도이다. 디바이스 어레이(22)는 도 1a의 어레이(10)와 유사하다. 도 1a에서의 도면 부호는 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 비교되는 부분을 지칭하는 데 사용된다. 이러한 디바이스(22)에서, 제2 전극(들)(18)의 패턴은 제1 전극(들)(16)에서의 마이크로캐비티와 동일하거나 상이한 캐비티 치수를 갖는 마이크로캐비티를 이용하여 결정된다. 어레이(22)는 얇은 유리 또는 플라스틱 층(24)을 이용하여 밀봉된다. 유리 또는 플라스틱이 사용되는 경우, 어레이의 전체 두께는 어레이가 가요성을 가질 수 있도록 충분히 작게 될 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 도 3의 어레이(22) 또는 도 1의 어레이(10)에 따른 어레이의 전체 두께는 100 ㎛ 미만일 수 있으며, 전체 디바이스는 가요성이 있다. 도 3은 또한 산화물(15 및 19) 상에 위치하는 유전체로 된 추가적인 얇은 막(25)을 도시하고 있다. 바람직한 실시예에서는, 추가적인 유전체의 얇은 막(25)은 유리이다. 나노기공 산화물 막(15, 19)이 성장된 후에 스크린 상에 위치하는 최종적인 유리막은 전극의 수명 및 성능을 개선한다. 이러한 유리 층은 표준적인 침적 공정에 의해 용액으로부터 형성될 수 있다.3 is a cross-sectional view of a portion of another exemplary embodiment of a microcavity plasma device array 22. Device array 22 is similar to array 10 of FIG. 1A. Reference numerals in FIG. 1A are used to refer to the compared portion of the microcavity plasma device array. In this device 22, the pattern of the second electrode (s) 18 is determined using a microcavity having a cavity dimension that is the same as or different from the microcavity in the first electrode (s) 16. Array 22 is sealed using a thin glass or plastic layer 24. If glass or plastic is used, the overall thickness of the array can be small enough so that the array is flexible. In an exemplary embodiment, the overall thickness of the array 22 according to the array 22 of FIG. 3 or the array 10 of FIG. 1 may be less than 100 μm, and the entire device is flexible. 3 also shows an additional thin film 25 of dielectric placed on the oxides 15 and 19. In a preferred embodiment, the additional dielectric thin film 25 is glass. After the nanoporous oxide films 15 and 19 are grown, the final glass film placed on the screen improves the life and performance of the electrode. Such glass layers may be formed from solution by standard deposition processes.

도 4는 압력이 700 Torr인 네온에서 작동되는 10 × 10 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 예시적인 실험용 프로토타입에 있어서 가시광선 범위의 방전 스펙트럼을 도시하고 있다. 500 내지 800 nm 파장 구간에서의 발광이 관찰되는데, 이는 이 구간에서 가장 강력한 발광이 관찰되기 때문이다. 그러나, 어레이에 다른 가스 및 가스 혼합물을 도입함으로써 매우 다양한 다른 파장에서의 발광도 관찰할 수 있다. 두 번째 예로서, 도 5는 전체 압력이 400 Torr인 아르곤/질소 가스 혼합물에서 작동되는 5 × 5 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 예시적인 실험용 프로토타입에 의해 자외선에 근접하는 구간에서 생성되는 발광 스펙트럼을 도시하고 있다. 어레이에 대한 구동 전압은 RMS 전압이 440 V이고 10 kHz의 사인함수형 AC 파형을 갖는다. 어레이에 인가되는 전류는 약 68 mA이다. 이들 어레이로부터 이용 가능한 파장의 다른 예에는, 다양한 희 가스-할로겐 화합물 분자로부터 이용 가능한 308 nm(OH 라디칼로부터), 193, 248, 308, 351, 222 및 282 nm가 포함되며, H2 또는 D2로부터 이용 가능한 250 내지 400 nm 영역에 있는 연속 구간, 및 원자 요오드로부터 이용 가능한 206 nm가 포함된다. 다른 화학종으로부터 다수의 다른 발광 파장을 이용할 수 있다.4 shows the discharge spectrum in the visible range for an exemplary experimental prototype of a 10 × 10 microcavity plasma device array operated at neon with a pressure of 700 Torr. Light emission in the 500 to 800 nm wavelength range is observed because the strongest light emission is observed in this range. However, by introducing different gases and gas mixtures into the array, emission of light at a wide variety of different wavelengths can also be observed. As a second example, FIG. 5 shows the emission spectra produced in the region close to ultraviolet rays by an exemplary experimental prototype of a 5 × 5 microcavity plasma device array operated on an argon / nitrogen gas mixture having a total pressure of 400 Torr. Doing. The drive voltage for the array has an RMS voltage of 440 V and a sinusoidal AC waveform of 10 kHz. The current applied to the array is about 68 mA. Other examples of wavelengths available from these arrays include 308 nm (from OH radicals), 193, 248, 308, 351, 222 and 282 nm available from various rare gas-halogen compound molecules, H 2 or D 2 Continuous intervals in the 250-400 nm region available from, and 206 nm available from atomic iodine. Many different emission wavelengths can be used from different species.

도 6은 대형 Al2O3/Al 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 예시적인 실험용 프로토타입에 대한 전압 및 전류 파형을 도시하고 있다. 어레이는 길이가 500 ㎛, 폭이 250 ㎛인 다이아몬드 단면을 갖는 마이크로캐비티를 구비한 약 4800개의 디바이스를 포함하며, 이들 파형은 700 Torr의 Ne에서 작동하는 경우에 얻어진다. 도 6의 파형과 관련된 I-V 특성은, 플라즈마가 커패시티브 모드에 의해 발생되는 DBD(dielectric barrier discharge)의 전형적인 특징이다.FIG. 6 shows voltage and current waveforms for an exemplary experimental prototype of a large Al 2 O 3 / Al microcavity plasma device array. The array includes about 4800 devices with microcavities having a diamond cross section of 500 μm in length and 250 μm in width, and these waveforms are obtained when operating at Ne of 700 Torr. The IV characteristic associated with the waveform of FIG. 6 is a typical feature of the dielectric barrier discharge (DBD) where the plasma is generated by the capacitive mode.

도 7은 본 발명의 진공 밀봉식 평판형 램프(26)의 예를 도시하고 있다. 디바이스(26)는 도 1의 디바이스와 유사하며, 도 1의 도면 부호는 도 7의 비교되는 부품을 지칭하는 데 사용된다. 램프(26)는 유리 또는 플라스틱 재질의 윈도우(28) 및 비정형의(unpatterned) 제2 전극(18)을 사용한다. 디바이스(26)는 일반적으로 가요성이 없지만 이는 오로지 석영 윈도우의 일반적인 두께(≥ 1 mm) 때문이다. 그러나, 램프의 두께(윈도우의 두께를 뺀 두께)는 겨우 170 ㎛이며, 이에 따라 윈도우(28) 자체가 가요성이 있으면 램프는 가요성을 갖는다. 밀봉 재료(30)는 디바이스가 진공 밀봉되도록 보장하며, 배기 튜브(32)가 도시되어 있지만 제작 공정의 일부에서 제거되거나 밀봉될 수 있다. 요구되는 스펙트럼 전달 또는 필터링을 달성하고 요구되는 특정의 발광 파장을 제공하도록 윈도우(28)에는 상이한 재료가 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 어레이 수명 동안 Al2O3 층(15 및 19) 이외에도 얇은 유리 층을 이용하여 Al 전극(16 및 18)을 봉입하는 것이 유리할 수 있다[제2 전극(18)에 대한 추가적인 층은 도 7에서는 도시 생략되었음].Fig. 7 shows an example of the vacuum-sealed flat lamp 26 of the present invention. Device 26 is similar to the device of FIG. 1, with reference numerals of FIG. 1 being used to refer to the compared parts of FIG. 7. The lamp 26 uses a window 28 of glass or plastic and an unpatterned second electrode 18. Device 26 is generally not flexible, but only because of the typical thickness of the quartz window (≧ 1 mm). However, the thickness of the lamp (the thickness of the window minus the thickness) is only 170 μm, so that the lamp is flexible if the window 28 itself is flexible. The sealing material 30 ensures that the device is vacuum sealed, and although the exhaust tube 32 is shown, it may be removed or sealed at some of the manufacturing processes. Different materials may be used in the window 28 to achieve the required spectral transmission or filtering and to provide the specific emission wavelength required. As mentioned above, it may be advantageous to encapsulate Al electrodes 16 and 18 using thin glass layers in addition to Al 2 O 3 layers 15 and 19 during the lifetime of the array (additional layer to second electrode 18). Is omitted in FIG. 7].

도 7에 따른 실험용 디바이스는 10 ㎛의 Al2O3 봉입부 및 5 ㎛의 유리 봉입부에 봉입된 알루미늄으로 이루어졌다. 도 8은 400 내지 600 Torr의 Ne에서 작동하는 Al2O3/Al 마이크로캐비티 플라즈마 어레이에 있어서 RMS 구동 전압에 대한 발광 강도의 의존도를 도시하고 있다. 인가되는 전압이 증가함에 따라 발광 강도는 급격하게 증가한다.The experimental device according to FIG. 7 consisted of aluminum encapsulated in an Al 2 O 3 encapsulation of 10 μm and a glass encapsulation of 5 μm. FIG. 8 shows the dependence of the luminescence intensity on the RMS drive voltage for an Al 2 O 3 / Al microcavity plasma array operating at Ne of 400 to 600 Torr. As the applied voltage increases, the luminous intensity rapidly increases.

도 9는, 한 변이 2" 인 정사각형이며 도 7에 따라 실험용으로 진공 밀봉되고 1% D2와 Ar의 가스 혼합물과 함께 작동하는 평판형 램프로부터의 자외선(UV) 발광 강도를 도시하고 있다. 도 8에 도시된 Ne 발광과 마찬가지로, 전압이 증가함에 따라 발광은 증가하고 1 mW/cm2까지의 강도가 얻어진다. 1 mW/cm2라는 값은, 도 7에 따른 램프의 실험용 실시예에 있어서 출력의 최대값을 나타내는 것은 아니라는 점을 강조해야만 한다. 대신, 이러한 출력은 본 실험의 전압 범위에서 현재까지 얻어진 가장 높은 값이다. 도 9의 데이터는 300 내지 600 Torr 사이의 가스 혼합물 압력을 갖는 Ar/1% D2를 이용하여 얻어진 것이며, 마이크로플라즈마로부터의 결과적인 발광은 250 내지 400 nm 범위에 있다.FIG. 9 shows the ultraviolet (UV) emission intensity from a flat lamp which is square with one side 2 "and vacuum sealed according to FIG. 7 and operated with a gas mixture of 1% D 2 and Ar. FIG. As with Ne light emission shown in Fig. 8, light emission increases with an increase in voltage and an intensity of up to 1 mW / cm 2 is obtained, which is 1 mW / cm 2 in the experimental example of the lamp according to FIG. It should be emphasized that it does not represent the maximum value of the output, but instead this output is the highest value obtained so far in the voltage range of the present experiment The data in Figure 9 shows Ar with a gas mixture pressure between 300 and 600 Torr. / 1% D 2 , and the resulting luminescence from the microplasma is in the range from 250 to 400 nm.

도 10은 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이가 통합된 램프의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 10은 또한 램프를 테스트하기 위한 실험용 장치를 도시하고 있다. 도 10의 디바이스에 있어서, 제1 전극(16) 및 제2 전극(18)[둘 중 하나 또는 양자 모두는 마이크로캐비티(12)를 구비함]은, 예컨대 도 1 또는 도 3에 따라, 사전에 형성되고 이후에 산화물에 봉입되어 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이(10)를 형성하는 금속 포일 스크린이며, 이 스크린은 충분히 얇아서(수 백 미크론 정도 또는 그 이하임) 가요성을 가질 수 있다. 봉입된 2개의 전극(16, 18)(둘 중 하나 또는 양자 모두는 스크린임)은, 반드시 접합해야 하는 것은 아니지만 일반적으로 폴리머 접착제를 이용하여 서로 접합된다. 진공 밀봉 후에도 고도의 가요성을 유지하기 위해, 어레이(10)는 폴리머 진공 패키징(34) 내에 패키징된다. 실험용 실시예에 있어서 전극(16, 18)의 연장부는 전원/제어기(36)에 대한 접속을 위해 패키징(34)을 넘어 연장된다. 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이(10)는 대기압(또는 대기압 부근)에서 작동될 수 있어서 램프의 내부와 외부 사이에 (압력차가 있다고 하더라도) 작은 압력차만이 존재하기 때문에, 폴리머 패키징에서의 진공 밀봉이 가능하다. 진공 밀봉된 램프의 실험용 실시예는 745 Torr의 He에서 작동되었다. 디바이스의 발광 면적은 5 cm2이었으며, 디바이스의 전체 두께[패키징(34) 포함]는 약 35 ㎛이었다. 실험용 디바이스는 램프를 손상시키지 않으면서 40 °넘는 각도로 구부릴 수 있었다.10 shows another embodiment of a lamp incorporating a microcavity plasma device array. 10 also shows an experimental device for testing a lamp. In the device of FIG. 10, the first electrode 16 and the second electrode 18, one or both of which have a microcavity 12, are previously, for example according to FIG. 1 or 3. A metal foil screen that is formed and subsequently encapsulated in an oxide to form the microcavity plasma device array 10, which can be thin enough (a few hundred microns or less) to be flexible. The enclosed two electrodes 16, 18, either or both of which are screens, are not necessarily bonded but are generally bonded to each other using a polymer adhesive. In order to maintain a high degree of flexibility even after vacuum sealing, the array 10 is packaged in a polymer vacuum packaging 34. In the experimental embodiment, the extensions of the electrodes 16, 18 extend beyond the packaging 34 for connection to the power source / controller 36. The microcavity plasma device array 10 can be operated at atmospheric pressure (or near atmospheric pressure) so that there is only a small pressure difference (even if there is a pressure difference) between the inside and outside of the lamp, thus enabling vacuum sealing in polymer packaging. Do. Experimental examples of vacuum sealed lamps were operated at He of 745 Torr. The light emitting area of the device was 5 cm 2 , and the overall thickness of the device (including packaging 34) was about 35 μm. The experimental device was able to bend at an angle of over 40 ° without damaging the lamp.

본 발명의 어레이는 다수의 용례를 갖는다. 어레이에 대한 한 가지 용례는, 예컨대 액정 디스플레이 패널을 위한 광원(백라이트 유닛)과 같은 것이다. 본 발명의 실시예는 가볍고 얇으며 분포된 광원을 제공하고, 이는 형광 램프를 사용하는 현재의 실시예보다 바람직하다. 전체 디스플레이에 걸쳐 균일한 방식으로 램프로부터의 광(光)을 분포시키는 것은 복잡한 렌즈를 필요로 한다. 예컨대, 본 발명의 어레이는 또한, 크로마토그래피 디바이스와 같은 감지 장치 및 검출 장비, 그리고 광선치료법에 따른 치료(광역학적 치료 포함)에 적용된다. 후자는, 약 308 nm의 자외선 광을 필요로 하는 건선, 화학선 각화증, 및 보웬씨 병 또는 기본적인 악성 종양 세포의 치료를 포함한다. 이제 유리 또는 플라스틱에 밀봉된 저렴한 어레이는, 환자에게 클리닉 이외의 환경에서(즉, 집에서) 치료받고 치료를 마친 후에는 어레이를 처분할 수 있는 기회를 제공한다. 이들 어레이는 또한 자외선 발광을 필요로 하는 폴리머의 광경화(photocuring)를 위해서도 매우 적합하다.The array of the present invention has many applications. One application for an array is, for example, as a light source (backlight unit) for a liquid crystal display panel. Embodiments of the present invention provide a light, thin and distributed light source, which is preferred over current embodiments using fluorescent lamps. Distributing light from the lamp in a uniform manner across the entire display requires complex lenses. For example, the array of the invention also applies to sensing devices and detection equipment, such as chromatography devices, and to treatment with phototherapy (including photodynamic therapy). The latter includes treatment of psoriasis, actinic keratosis, and Bowen's disease or basic malignant tumor cells that require about 308 nm of ultraviolet light. Inexpensive arrays, now sealed in glass or plastic, provide patients with the opportunity to dispose of the array after being treated in an environment other than the clinic (i.e. at home). These arrays are also well suited for photocuring polymers that require ultraviolet light emission.

본 발명의 다양한 실시예를 도시하고 설명하였지만, 다른 변형, 대체물, 또는 대안이 있음은 당업자에게 명확하다는 점을 이해해야 한다. 상기 변형, 대체물 또는 대안은 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고도 행해질 수 있으며, 이는 첨부된 청구범위로부터 결정된다.While various embodiments of the invention have been shown and described, it should be understood that other variations, alternatives, or alternatives will be apparent to those skilled in the art. Such modifications, substitutions or alternatives can be made without departing from the spirit and scope of the invention, which is determined from the appended claims.

본 발명의 다양한 특징은 이하의 청구범위에서와 같다.Various features of the invention are as defined in the following claims.

Claims (20)

내부에 복수 개의 마이크로캐비티(12)를 포함하고 산화물(15) 내에 봉입되는 얇은 전도성 포일인 제1 전극(16);A first electrode 16 including a plurality of microcavities 12 therein and a thin conductive foil encapsulated in the oxide 15; 산화물(19) 내에 봉입된 얇은 전도성 포일인 제2 전극(18); 및A second electrode 18 which is a thin conductive foil encapsulated in oxide 19; And 마이크로캐비티 내에 방전 매체를 수용하는 수용층(24, 28, 34)Receiving layers 24, 28, 34 containing discharge medium in the microcavity 을 포함하고,Including, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 서로 접합되지만 이들 전극 사이의 접촉은 산화물에 의해 방지되어 있는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이.And the first electrode and the second electrode are bonded to each other but contact between these electrodes is prevented by an oxide. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 산화물 및 수용층은 상기 어레이가 가요성을 가질 정도로 충분히 얇은 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이.2. The microcavity plasma device array of claim 1, wherein said first electrode, said second electrode, oxide, and receiving layer are thin enough to make said array flexible. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 알루미늄 포일로 이루어지며, 상기 산화물은 알루미늄 산화물로 이루어지는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이.The microcavity plasma device array of claim 1, wherein the first electrode and the second electrode are made of aluminum foil, and the oxide is made of aluminum oxide. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 티타늄 포일로 이루어지며, 상기 산화물은 티타늄 산화물로 이루어지는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이.The microcavity plasma device array of claim 1, wherein the first electrode and the second electrode are made of titanium foil, and the oxide is made of titanium oxide. 제1항에 있어서, 상기 수용층은 가시성 스펙트럼에 있어서 실질적으로 투과성이 있는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이.The microcavity plasma device array of claim 1, wherein the receiving layer is substantially transparent in the visible spectrum. 제1항에 있어서, 상기 수용층은 광학 필터를 포함하는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이.The microcavity plasma device array of claim 1, wherein the receiving layer comprises an optical filter. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 마이크로캐비티를 각각 포함하는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이.2. The microcavity plasma device array of claim 1, wherein each of the first and second electrodes comprises a microcavity. 제1항에 있어서, 상기 수용층은 유리를 포함하는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이.The microcavity plasma device array of claim 1, wherein the receiving layer comprises glass. 제1항에 있어서, 상기 수용층은 폴리머 진공 패키징을 포함하며, 상기 방전 매체는 대기압에 근사한 압력으로 어레이에 수용되는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이.2. The microcavity plasma device array of claim 1, wherein said receiving layer comprises a polymer vacuum packaging and said discharge medium is received in an array at a pressure close to atmospheric pressure. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극의 산화물 상에 있는 제1 유전체의 얇은 막을 더 포함하는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이.The microcavity plasma device array of claim 1, further comprising a thin film of a first dielectric on the oxide of the first electrode. 제10항에 있어서, 상기 제2 전극의 산화물 상에 있는 제2 유전체의 얇은 막(25)을 더 포함하는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이.11. The microcavity plasma device array of claim 10, further comprising a thin film (25) of a second dielectric on the oxide of the second electrode. 제11항에 있어서, 상기 제1 유전체의 얇은 막 및 상기 제2 유전체의 얇은 막은 유리로 이루어지는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이.12. The microcavity plasma device array of claim 11, wherein the thin film of the first dielectric and the thin film of the second dielectric are made of glass. 제1항에 있어서, 상기 제2 전극은 커패시터(18a, 18b, 18c)를 포함하는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이.2. The microcavity plasma device array of claim 1, wherein said second electrode comprises capacitors (18a, 18b, 18c). 제1 전극을 형성하기 위해 복수 개의 마이크로캐비티를 구비하는 제1 전도성 포일을 산화물 내에 봉입하는 단계;Encapsulating a first conductive foil with a plurality of microcavities in the oxide to form a first electrode; 제2 전극을 형성하기 위해 산화물 내에 제2 전도성 포일을 봉입하는 단계;Encapsulating a second conductive foil in the oxide to form a second electrode; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 함께 접합하는 단계; 및Bonding the first electrode and the second electrode together; And 어레이 내에 방전 매체를 수용하는 단계Receiving a discharge medium in an array 를 포함하는 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 제작 방법.Method of manufacturing a microcavity plasma device array comprising a. 제14항에 있어서, 상기 단계들로 이루어지는 방법은 롤 대 롤 공정인 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 제작 방법.15. The method of claim 14, wherein the method consisting of the steps is a roll to roll process. 제14항에 있어서, 상기 제1 전도성 포일 및 상기 제2 전도성 포일은 알루미늄 포일로 이루어지며, 상기 산화물은 알루미늄 산화물로 이루어지는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 제작 방법.The method of claim 14, wherein the first conductive foil and the second conductive foil are made of aluminum foil, and the oxide is made of aluminum oxide. 제14항에 있어서, 상기 제1 전도성 포일 및 상기 제2 전도성 포일은 티타늄 포일로 이루어지며, 상기 산화물은 티타늄 산화물로 이루어지는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 제작 방법.15. The method of claim 14, wherein the first conductive foil and the second conductive foil are made of titanium foil and the oxide is made of titanium oxide. 제14항에 있어서, 상기 제1 전도성 포일 및 상기 제2 전도성 포일의 산화물은 유전체로 된 얇은 막을 이용하여 추가적으로 코팅되는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 제작 방법.15. The method of claim 14, wherein the oxides of the first conductive foil and the second conductive foil are further coated using a thin film of dielectric. 제18항에 있어서, 상기 유전체로 된 얇은 막은 유리로 이루어지는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 제작 방법.19. The method of claim 18, wherein the dielectric thin film is made of glass. 제14항에 있어서, 방전 매체를 수용하는 상기 단계는 제1 전극 및 제2 전극을 진공 패키징하여 어레이 내에 방전 매체를 수용하는 것을 포함하는 것인 마이크로캐비티 플라즈마 디바이스 어레이의 제작 방법.15. The method of claim 14, wherein the step of receiving the discharge medium comprises vacuum packaging the first electrode and the second electrode to receive the discharge medium in the array.
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