EP0519835A1 - Flat matrix screen with method of control and application to image display - Google Patents
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- EP0519835A1 EP0519835A1 EP92401728A EP92401728A EP0519835A1 EP 0519835 A1 EP0519835 A1 EP 0519835A1 EP 92401728 A EP92401728 A EP 92401728A EP 92401728 A EP92401728 A EP 92401728A EP 0519835 A1 EP0519835 A1 EP 0519835A1
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
- H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
- H01J31/10—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
- H01J31/12—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
- H01J31/123—Flat display tubes
Definitions
- a second network of K column electrodes 4 is deposited on a second substrate 2, called column substrate.
- the column electrodes 4 are largely covered with an electrically insulating layer 6 consisting, for example, of SiO2 or Si3N4.
- the ends of the column electrodes 4 are not covered with said insulating layer, thus allowing a contact area 8 thanks to which electrical contact is ensured with the control means mentioned above.
- the electrons accumulated in the vicinity of the insulator 6 then strike the cathodoluminescent layer 5 of the selected line electrode 3a in a direction as indicated by the arrows 11b and 11c.
- FIG. 2 represents a screen in the same section as that of FIG. 1, a screen to which the means for controlling the electron charge according to the invention have been added.
- the references which appear in FIG. 1 will be kept during the description of said FIG. 2 and of the following figures.
- the confinement electrode 13 has the shape of a comb, each tooth 13a of which is interposed between two column electrodes.
- the confinement electrode 13 is conductive and can be transparent or opaque, so that said confinement electrode 13 is, if possible, in harmony with the array of column electrodes 4 (since they can be produced at the same time ).
- the column substrate 2 and, if possible, the column electrode array 4 are transparent when the row substrate 1 is opaque and / or the row electrode array 3 is also opaque, and vice versa.
- This electrode 13 is able to be brought to a negative potential Vp generally varying between -100 and -500 volts, this potential Vp depending on the pitch of the column electrodes 4, the vacuum volume between the two substrates 1 and 2, potentials Vc applied to column electrodes 4 and potential Vs.
Landscapes
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
Description
La présente invention concerne un écran plat matriciel permettant en particulier l'affichage d'images haute définition. Elle trouve de nombreuses applications dans les domaines nécessitant une visualisation sur écran d'images fixes ou animées, en couleurs ou noir et blanc.The present invention relates to a flat matrix screen allowing in particular the display of high definition images. It finds many applications in the fields requiring a visualization on screen of fixed or animated images, in colors or black and white.
Il existe aujourd'hui plusieurs types d'écrans plats, notamment les écrans cathodoluminescents utilisant le guidage des électrons émis par une source d'électrons connue. Un tel dispositif est décrit dans la demande de brevet français publiée sous le numéro FR-A-2 647 580.Today there are several types of flat screens, in particular cathodoluminescent screens using the guidance of electrons emitted by a known electron source. Such a device is described in the French patent application published under the number FR-A-2 647 580.
Sur la figure 1, on a représenté schématiquement une section de l'écran selon l'art antérieur, précédemment cité. Le dispositif comporte deux substrats 1 et 2, dont l'un au moins est transparent, et sur lesquels sont déposés deux réseaux d'électrodes.In Figure 1, there is shown schematically a section of the screen according to the prior art, previously cited. The device comprises two
Un premier réseau de N électrodes-lignes 3 est déposé sur un premier substrat 1, appelé substrat-ligne. Les électrodes-lignes 3 sont recouvertes en grande partie d'une couche 5 d'un matériau cathodoluminescent. Les extrémités des électrodes 3 ne sont pas recouvertes de ladite couche 5 cathodoluminescente, permettant ainsi une zone de contact, non représentée sur la figure, et grâce à laquelle est assuré un contact électrique avec des moyens de commande extérieurs au dispositif et non représentés sur la figure.A first network of N electrode-
Un second réseau de K électrodes-colonnes 4 est déposé sur un second substrat 2, nommé substrat-colonne. Les électrodes-colonnes 4 sont en grande partie recouvertes d'une couche 6 électriquement isolante constituée, par exemple, de SiO₂ ou Si₃N₄. Les extrémités des électrodes-colonnes 4 ne sont pas recouvertes de ladite couche isolante, permettant ainsi une zone de contact 8 grâce à laquelle est assuré le contact électrique avec les moyens de commande cités précédemment.A second network of
Le réseau d'électrodes-lignes 3 et le réseau d'électrodes-colonnes 4 sont croisés, leurs points d'intersection, au nombre de N x K, définissant les points élémentaires de l'image, aussi nommés points image ou pixels.The array of electrode-
Durant toute la suite de la description, on considèrera, à titre d'exemple, un écran constitué de quatre électrodes-lignes et de quatre électrodes-colonnes, permettant ainsi un écran de 4 x 4 = 16 points image.Throughout the rest of the description, we will consider, by way of example, a screen made up of four row electrodes and four column electrodes, thus allowing a screen of 4 × 4 = 16 image points.
Le substrat-colonne 2 et le substrat-ligne 1 sont assemblés par un cordon de scellement 9 étanche de façon à former une enceinte sous vide. Cette enceinte comprend, au voisinage du cordon de scellement 9, une source d'électrons 10 de type connu, par exemple, une source constituée de microfilaments ou d'un filament unique alimentée également de façon externe.The
L'écran est adressé séquentiellement ligne par ligne.The screen is addressed sequentially line by line.
Les électrodes-lignes 3 non sélectionnées sont portées à un potentiel de valeur identique à celle du potentiel Vs de la source d'électrons, tandis que l'électrode-ligne sélectionnée 3a est portée à un potentiel Vl supérieur au potentiel Vc des électrodes-colonnes 4 (Vc étant supérieur ou égal au potentiel Vs de la source d'électrons 10). Par ailleurs, pour régler la luminosité de chaque pixel, chaque électrode-colonne reçoit un potentiel Vc déterminé permettant d'attirer plus ou moins d'électrons en provenance de la source 10. Autrement dit, suivant la luminosité désirée sur les pixels d'une même ligne sélectionnée, les colonnes associées à ces pixels peuvent avoir des potentiels Vc différents mais toujours supérieurs ou égaux à Vs. Ainsi, de la source d'électrons 10 aux électrodes-colonnes 4, les électrons, représentés par des points, sont accélérés dans le sens de la flèche 11a. Bloqués par la couche isolante 6, les électrons s'accumulent en son voisinage, formant dans le vide de l'enceinte des zones de charges 7 (une zone de charge 7 est associée à chaque électrode-colonne) permettant de conduire les électrons vers la ligne sélectionnées.The non-selected
Les électrons accumulés au voisinage de l'isolant 6 viennent alors frapper la couche 5 cathodoluminescente de l'électrode-ligne sélectionnée 3a dans une direction telle qu'indiquée par les flèches 11b et 11c.The electrons accumulated in the vicinity of the
Ce type d'écran connu présente les inconvénients suivants :
- la différence de potentiel quasi nulle existant entre les zones de
charge 7 est généralement une cause importante de fuites d'électrons d'une électrode-colonne 4 vers sa voisine ne permettant pas d'appliquer des luminosités différentes sur les pixels d'une même ligne ; - les fuites d'électrons, courantes dans de tels écrans, peuvent également provenir de l'action d'un champ magnétique externe à l'écran tel que, par exemple, le champ terrestre ; et
- lorsque l'électrode-ligne sélectionnée 3a est portée au potentiel Vl, qui est supérieur au potentiel Vc des électrodes-
colonnes 4 et donc supérieur au potentiel Vs de la source d'électrons 10, les électrons émis par lasource 10 se dirigent directement vers l'électrode-ligne sélectionnée 3a par l'intermédiaire des zones decharge 7, qui se comportent ici comme des conducteurs électriques. De ce fait, la quantité d'énergie frappant lacouche 5 cathodoluminescente aux points image adressés dépend du débit de lasource 10 et n'est pas précisément contrôlable. L'image affichée risque donc d'être très inhomogène.
- the almost zero potential difference between the
charge zones 7 is generally a major cause of electron leakage from acolumn electrode 4 towards its neighbor not allowing different luminosities to be applied to the pixels of the same line; - electron leakage, common in such screens, can also come from the action of a magnetic field external to the screen such as, for example, the earth's field; and
- when the
selected row electrode 3a is brought to the potential Vl, which is greater than the potential Vc of thecolumn electrodes 4 and therefore greater than the potential Vs of theelectron source 10, the electrons emitted by thesource 10 go directly to the selected electrode-line 3a via thecharge zones 7, which here behave like electrical conductors. Therefore, the amount of energy striking thecathodoluminescent layer 5 at the addressed image points depends on the flow rate of thesource 10 and is not precisely controllable. The displayed image may therefore be very inhomogeneous.
La présente invention a justement pour objet un écran plat matriciel qui permet, de façon simple, de contrôler précisément la charge d'électrons fournie respectivement aux points image adressés, ainsi que d'éviter la fuite d'électrons d'une électrode-colonne 4 vers ses voisines.The object of the present invention is precisely a flat matrix screen which makes it possible, in a simple manner, to precisely control the charge of electrons supplied respectively to the image points addressed, as well as to avoid the leakage of electrons from a
De façon plus précise, l'invention concerne un écran plat matriciel utilisé, en particulier, pour l'affichage d'images haute définition comprenant :
- un premier et un second substrats, assemblés par un cordon de scellement étanche, constituant une enceinte sous vide ;
- un premier réseau de N électrodes-lignes construit sur le premier substrat et recouvert d'au moins un matériau cathodoluminescent ;
- un second réseau de K électrodes-colonnes construit sur le second substrat et recouvert d'une couche électriquement isolante, ce second réseau étant croisé avec le premier réseau de façon à définir, par leurs intersections, N x K points image ; et
- au moins une source d'électrons pour injecter des électrons à l'intérieur de l'enceinte sous vide,
caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour confiner les électrons injectés sur l'électrode-colonne de chaque point image adressé, ainsi que des moyens pour contrôler la charge d'électrons fournie à chaque point image adressé.More specifically, the invention relates to a matrix flat screen used, in particular, for the display of high definition images comprising:
- first and second substrates, assembled by a tight sealing bead, constituting a vacuum enclosure;
- a first network of N electrode-lines constructed on the first substrate and covered with at least one cathodoluminescent material;
- a second network of K column electrodes constructed on the second substrate and covered with an electrically insulating layer, this second network being crossed with the first network so as to define, by their intersections, N x K image points; and
- at least one electron source for injecting electrons inside the vacuum enclosure,
characterized in that it comprises means for confining the electrons injected on the column electrode of each addressed image point, as well as means for controlling the charge of electrons supplied to each addressed image point.
Avantageusement, les moyens pour contrôler la charge d'électrons comportent au moins une électrode de blocage située entre la source d'électrons et les électrodes-lignes, ladite électrode de blocage pouvant être portée à un potentiel négatif par rapport au potentiel de la source, afin d'empêcher les électrons en provenance de la source d'électrons d'atteindre les réseaux d'électrodes.Advantageously, the means for controlling the electron charge comprise at least one blocking electrode located between the electron source and the line electrodes, said blocking electrode being able to be brought to a negative potential with respect to the potential of the source, to prevent electrons from the electron source from reaching the electrode arrays.
Selon l'invention, les moyens pour confiner les électrons comprennent une électrode de confinement ayant une forme de peigne dont chaque dent s'intercale entre deux électrodes-colonnes afin d'empêcher, lorsque ladite électrode est portée à un potentiel négatif par rapport au potentiel de la source, tout couplage entre deux électrodes-colonnes voisines.According to the invention, the means for confining the electrons comprise a confinement electrode having a comb shape, each tooth of which is inserted between two column electrodes in order to prevent, when said electrode is brought to a negative potential with respect to the potential. from the source, any coupling between two neighboring column electrodes.
De plus, chaque électrode-ligne de l'écran est commandée par un circuit de commande-ligne, ce circuit comportant un seul transistor dont une première électrode est portée à une tension constante Vl, dont une seconde électrode est connectée à ladite électrode-ligne et dont une troisième électrode est connectée à des moyens de commande de l'état de conduction du transistor.In addition, each line electrode of the screen is controlled by a line control circuit, this circuit comprising a single transistor including a first electrode is brought to a constant voltage Vl, a second electrode of which is connected to said line electrode and a third electrode of which is connected to means for controlling the conduction state of the transistor.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'écran comporte deux sources d'électrons auxquelles sont associées deux électrodes de blocage, chaque ensemble source/électrode de blocage étant disposé de part et d'autre dudit écran.According to a preferred embodiment of the invention, the screen comprises two electron sources with which two blocking electrodes are associated, each source / blocking electrode assembly being arranged on either side of said screen.
L'écran selon l'invention met en oeuvre un procédé de commande dans lequel on utilise :
- des électrodes-lignes portées à un potentiel Vl ;
- des électrodes-colonnes portées à un potentiel Vc fonction de l'image à afficher et croisées avec les électrodes-lignes de façon à définir, par leurs intersections, des points images ; et
- au moins une source d'électrons portée à un potentiel Vs,
caractérisé en ce qu'il consiste, d'une part, à utiliser une électrode de blocage et une électrode de confinement, cette dernière étant portée à un potentiel Vp constant négatif par rapport au potentiel Vs et, d'autre part, à effectuer pour chaque électrode-ligne sélectionnée et pour l'électrode de blocage successivement les commandes suivantes :
- porter les électrodes-lignes et l'électrode de blocage au potentiel Vs de la source, le potentiel Vs étant inférieur au potentiel Vc des électrodes-colonnes ;
- porter l'électrode de blocage au potentiel Vb inférieur au potentiel Vs de la source ;
- porter l'électrode-ligne sélectionnée à son potentiel Vl supérieur au potentiel Vs de la source.
- line electrodes brought to a potential V1;
- column electrodes brought to a potential Vc as a function of the image to be displayed and crossed with the line electrodes so as to define, by their intersections, image points; and
- at least one electron source brought to a potential Vs,
characterized in that it consists, on the one hand, in using a blocking electrode and a confinement electrode, the latter being brought to a negative constant potential Vp with respect to the potential Vs and, on the other hand, for each line electrode selected and for the blocking electrode successively the following commands:
- bringing the line electrodes and the blocking electrode to the potential Vs of the source, the potential Vs being less than the potential Vc of the column electrodes;
- bringing the blocking electrode to the potential Vb lower than the potential Vs of the source;
- bring the selected electrode-line to its potential Vl greater than the potential Vs of the source.
Cet écran peut être utilisé pour l'affichage d'images en couleurs. Chaque point image est alors divisé en au moins trois sous-points image recouverts chacun d'un matériau cathodoluminescent différent.This screen can be used for displaying color images. Each image point is then divided into at least three image sub-points each covered with a different cathodoluminescent material.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures dans lesquelles :
- la figure 1, déjà décrite, représente schématiquement une section de l'écran selon l'art antérieur ;
- la figure 2 représente schématiquement une section de l'écran plat matriciel selon la présente invention ;
- la figure 3 représente le chronogramme des tensions et luminances rencontrées lors du fonctionnement de l'écran selon l'invention ;
- la figure 4 représente l'écran selon l'invention suivant une vue de dessus partiellement coupée ;
- la figure 5 représente de façon très schématique une section d'un écran plat matriciel comprenant deux sources d'électrons ; et
- la figure 6 représente le circuit de commande ligne tel que mis en oeuvre dans l'écran selon l'invention.
- Figure 1, already described, schematically shows a section of the screen according to the prior art;
- FIG. 2 schematically represents a section of the flat matrix screen according to the present invention;
- FIG. 3 represents the timing diagram of the voltages and luminances encountered during the operation of the screen according to the invention;
- FIG. 4 represents the screen according to the invention according to a partially cut top view;
- FIG. 5 very schematically represents a section of a flat matrix screen comprising two sources of electrons; and
- FIG. 6 represents the line control circuit as implemented in the screen according to the invention.
La figure 2 représente un écran selon la même section que celle de la figure 1, écran auquel on a rajouté les moyens pour contrôler la charge d'électrons selon l'invention. Les références qui apparaissent sur la figure 1 seront conservées lors de la description de ladite figure 2 et des figures suivantes.FIG. 2 represents a screen in the same section as that of FIG. 1, a screen to which the means for controlling the electron charge according to the invention have been added. The references which appear in FIG. 1 will be kept during the description of said FIG. 2 and of the following figures.
La description qui va suivre est donnée pour le cas particulier d'un écran permettant l'affichage d'images haute définition. L'écran selon l'invention peut cependant permettre de nombreuses autres fonctions.The following description is given for the particular case of a screen allowing the display of high definition images. The screen according to the invention can however allow many other functions.
Ainsi, dans le cas où l'on cherche à afficher des images haute définition, il faut absolument éviter les risques d'obtention d'une image inhomogène ; un contrôle précis de la charge d'électrons frappant la couche 5 cathodoluminescente de chaque pixel est donc nécessaire.Thus, in the case where one seeks to display high definition images, it is absolutely necessary to avoid the risks of obtaining an inhomogeneous image; precise control of the charge of electrons striking the cathodoluminescent layer of each pixel is therefore necessary.
Ces moyens pour contrôler la charge d'électrons consistent par exemple en une électrode de blocage 12. Cette électrode de blocage 12 est placée parallèlement aux électrodes-lignes, entre la source d'électrons 10 et le réseau d'électrodes-lignes 3.These means for controlling the charge of electrons consist for example of a blocking
Pour faciliter la description du fonctionnement de l'écran de l'invention, on considère Vs = 0 Volt dans la suite de la description.To facilitate the description of the operation of the screen of the invention, we consider Vs = 0 Volt in the following description.
L'électrode 12 et les électrodes-lignes 3 sont avantageusement réalisées à l'aide du même matériau conducteur. Si l'image n'a pas à être observable au travers du substrat 1, on utilisera de préférence un métal réfléchissant.The
D'un point de vue plus fonctionnel, l'électrode de blocage 12 permet, lorsqu'elle est portée à un potentiel Vb négatif, de bloquer le passage des électrons émis par la source d'électrons 10 vers les électrodes-colonnes.From a more functional point of view, the blocking
De façon plus précise, lors de la charge des zones de charges 7 avec les électrons émis par la source d'électrons 10, l'électrode de blocage 12 est portée à un potentiel Vb identique à celui de ladite source d'électrons. Les électrons circulent alors normalement de la source d'électrons 10 vers les électrodes-colonnes 4, comme décrit précédemment dans la description de l'art antérieur.More precisely, during the charging of the
Lorsque toutes les zones de charge 7 ont atteint une charge Q = CVc, où C est la capacité colonne fixée par construction des électrodes-colonnes (Q étant spécifique à chaque électrode-colonne), on porte l'électrode de blocage 12 à un potentiel Vb suffisamment négatif, par exemple -100 Volts. Sous l'effet d'un tel potentiel Vb, les électrons, émis par la source d'électrons 10, sont repoussés lorsqu'ils arrivent au niveau de l'électrode de blocage 12, retournant alors vers ladite source 10, tel que montré sur la figure 2 par la flèche en pointillés 11d. Ainsi, lorsque l'électrode-ligne sélectionnée 3a est portée à son potentiel Vl, seuls les électrons en zones de charges 7 viennent frapper la couche 5 de l'électrode-ligne sélectionnée 3a, les électrons en provenance de la source 10 étant refoulés vers ladite source 10 grâce à l'électrode de blocage 12.When all the
Sur la figure 3, on a représenté le chronogramme des tensions et luminances rencontrées lorsque l'écran est en fonctionnement, c'est-à-dire qu'il décrit le procédé de commande mis en oeuvre dans l'écran. Ce procédé a déjà été décrit à travers les descriptions des figures 1 et 2, mais l'enchaînement des commandes apparaît plus clairement dans le chronogramme de la figure 3.FIG. 3 shows the timing diagram of the voltages and luminances encountered when the screen is in operation, that is to say that it describes the control method implemented in the screen. This process has already been described through the descriptions in FIGS. 1 and 2, but the sequence of commands appears more clearly in the timing diagram of FIG. 3.
L'adressage de l'écran se fait ligne par ligne, avec une durée de temps-ligne Tl comportant les trois phases suivantes :
- du temps t0 jusqu'à t1, les électrodes-lignes (d'indice li) et l'électrode-colonne (d'indice b) sont portées au potentiel Vs de la source. On a alors Vli = Vb = Vs. Sur la figure 3, on a représenté Vs comme nulle. Pendant ce temps, l'électrode-colonne (indicée cj) est portée à un potentiel Vcj (de valeur comprise entre 0 et 10 Volts environ), fonction de l'image à afficher.
- De t1 à t2, l'électrode de blocage est portée à son potentiel Vb, inférieur au potentiel de la source Vs. Ce potentiel Vb a pour valeur, dans l'exemple, -100 Volts.
- De t2 à t3, l'électrode-ligne li est portée à son potentiel Vl supérieur au potentiel Vs, Vl étant de 100 Volts dans l'exemple. L'énergie emmagasinée par l'électrode-colonne (cj) aux temps t0 et t2 est alors déchargée. La luminance Lpij du point image (pij) intersection des lignes li et colonne cj, est maximale (Lmax) à t2, diminue progressivement jusqu'à atteindre 0 au temps t3. La tension Vcj de l'électrode-colonne, de valeur Vmax entre t0 et t3 (soit 10 Volts, dans l'exemple) diminue pendant la durée du temps-ligne suivant atteignant Vmax/2 dans l'exemple. A cette tension Vmax/2, la luminance est plus faible et vaut Lmax/2.
- from time t0 to t1, the line electrodes (of index li) and the column electrode (of index b) are brought to the potential Vs of the source. We then have Vli = Vb = Vs. In Figure 3, we represented Vs as zero. During this time, the column electrode (indexed cj) is brought to a potential Vcj (of value between approximately 0 and 10 Volts), depending on the image to be displayed.
- From t1 to t2, the blocking electrode is brought to its potential Vb, lower than the potential of the source Vs. This potential Vb has the value, in the example, -100 volts.
- From t2 to t3, the line electrode li is brought to its potential Vl greater than the potential Vs, Vl being 100 Volts in the example. The energy stored by the column electrode (cj) at times t0 and t2 is then discharged. The luminance Lpij of the image point (pij) intersection of the lines li and column cj, is maximum (Lmax) at t2, gradually decreases until reaching 0 at time t3. The voltage Vcj of the column electrode, of value Vmax between t0 and t3 (
ie 10 Volts, in the example) decreases during the duration of the next line time reaching Vmax / 2 in the example. At this voltage Vmax / 2, the luminance is lower and is equal to Lmax / 2.
Pendant la durée de ce temps-ligne suivant, l'électrode-ligne suivante (li + 1) est sélectionnée et le procédé décrit ci-dessus est appliqué à nouveau.During the duration of this next line time, the next line electrode (li + 1) is selected and the method described above is applied again.
Ainsi, à réception d'une énergie de valeur C x Vc x Vl, il y a émission de lumière aux points image adressés.Thus, upon reception of an energy of value C x Vc x Vl, there is emission of light at the image points addressed.
La luminance L de chaque point image dépend, non seulement du rendement r du matériau cathodoluminescent, de la fréquence de trame f, à savoir la fréquence d'affichage de l'image, de la surface du point image, de la capacité colonne C, du potentiel Vl de l'électrode-ligne sélectionnée 3a, et également du potentiel Vc de l'électrode-colonne 4 correspondante. Pour chaque pixel, cette luminance L s'exprime sous la forme :
Dans cette égalité, seule Vc peut varier d'un pixel à l'autre et donc permettre de régler la luminosité.In this equality, only Vc can vary from one pixel to another and therefore allow the brightness to be adjusted.
Sur la figure 4, on a représenté l'écran de l'invention selon une vue de dessus. Sur cette figure, le substrat-ligne 1 est partiellement coupé afin de mieux montrer les différentes électrodes situées entre les deux substrats 1 et 2.In Figure 4, the screen of the invention is shown in a top view. In this figure, the substrate-
Les moyens pour confiner les électrons apparaissent clairement sur cette figure sous la référence 13. En effet, lesdits moyens pour confiner les électrons comportent une électrode de confinement 13 permettant d'éviter toute diaphonie, c'est-à-dire tout couplage entre une électrode-colonne 4 et ses voisines.The means for confining the electrons appear clearly in this figure under the
On parlera indifféremment de couplage entre électrodes-colonnes ou de fuite d'électrons d'une électrode-colonne vers les électrodes-colonnes voisines.We will talk indifferently of coupling between column electrodes or of electron leakage from a column electrode to neighboring column electrodes.
L'électrode de confinement 13 a la forme d'un peigne dont chaque dent 13a s'intercalle entre deux électrodes-colonnes. L'électrode de confinement 13 est conductrice et peut être transparente ou opaque, de façon à ce que ladite électrode de confinement 13 soit, si possible, en harmonie avec le réseau d'électrodes-colonnes 4 (car ils peuvent être réalisés en même temps). Le substrat-colonne 2 et, si possible, le réseau d'électrodes-colonnes 4 sont transparents lorsque le substrat-ligne 1 est opaque et/ou le réseau d'électrodes-lignes 3 est opaque également, et inversement.The
Cette électrode 13 est apte à être portée à un potentiel Vp négatif variant généralement entre -100 et -500 Volts, ce potentiel Vp dépendant du pas des électrodes-colonnes 4, du volume de vide compris entre les deux substrats 1 et 2, des potentiels Vc appliqués aux électrodes-colonnes 4 et du potentiel Vs.This
Portée à un potentiel Vp suffisamment négatif, chaque électrode-colonne 4 garde dans sa zone de charges 7, les électrons reçus de la source d'électrons 10. Sous l'action du potentiel négatif Vp, les électrons ne peuvent s'échapper de la zone de charges 7 dans laquelle ils sont confinés. Il n'y a donc pas de fuite d'électrons possible d'une électrode-colonne 4 vers une électrode 4 voisine.Brought to a sufficiently negative potential Vp, each
La présente invention, décrite pour l'affichage d'images en noir et blanc, s'applique également à l'affichage d'images en couleurs. On utilise, pour cette application, le procédé connu de la division en plusieurs parties de chaque pixel. Chaque partie de pixel est alors recouverte d'un matériau cathodoluminescent de nature différente permettant d'émettre dans le bleu, le vert ou le rouge selon la nature dudit matériau.The present invention, described for the display of black and white images, also applies to the display of color images. The known method of dividing each pixel into several parts is used for this application. Each pixel part is then covered with a cathodoluminescent material of different nature making it possible to emit in blue, green or red depending on the nature of said material.
Les pixels peuvent être divisés selon plusieurs dispositions. Selon une première disposition, chaque pixel est divisé dans le sens des électrodes-lignes en trois parties indépendantes recouvertes chacune d'un matériau cathodoluminescent différent (autrement dit, chaque électrode-colonne est divisée en trois sous électrodes-colonnes). Ces matériaux sont : ZnCdS : Ag, ZnS : Ca, Ac ou ZnS : Ag, Ac, pour émettre, respectivement, dans le rouge, le vert ou le bleu. Selon une seconde disposition, chaque pixel est divisé dans le sens des électrodes-colonnes en trois parties indépendantes recouvertes chacune d'un matériau cathodoluminescent différent (autrement dit, chaque électrode-ligne est divisée en trois sous électrodes-lignes). Enfin, selon une troisième disposition, chaque pixel est divisé à la fois dans le sens des électrodes-lignes et des électrodes-colonnes, chaque pixel étant alors constitué de quatre parties indépendantes, dont deux sont recouvertes du même matériau cathodoluminescent, les deux autres parties étant recouvertes chacune d'un matériau cathodoluminescent différent (autrement dit, chaque électrode-ligne est divisée en deux sous électrodes-lignes et chaque électrode-colonne est divisée en deux sous électrodes-colonnes).The pixels can be divided according to several arrangements. According to a first arrangement, each pixel is divided in the direction of the line electrodes into three independent parts each covered with a different cathodoluminescent material (in other words, each column electrode is divided into three sub-column electrodes). These materials are: ZnCdS: Ag, ZnS: Ca, Ac or ZnS: Ag, Ac, to emit, respectively, in red, green or blue. According to a second arrangement, each pixel is divided in the direction of the column electrodes into three independent parts each covered with a different cathodoluminescent material (in other words, each line electrode is divided into three sub-line electrodes). Finally, according to a third arrangement, each pixel is divided both in the direction of the row electrodes and the column electrodes, each pixel then being made up of four independent parts, two of which are covered with the same cathodoluminescent material, the other two parts being each covered with a different cathodoluminescent material (in other words, each electrode-line is divided into two sub-electrodes-lines and each electrode-column is divided into two sub-electrodes-columns).
Sur la figure 6, on a représenté le circuit de commande des lignes qui comprend un seul transistor. Le circuit représenté est du type à "drain ouvert". Il pourrait également être du type à "collecteur ouvert". Ce circuit ne comprend qu'un seul transistor 14 de type MOS ; la première électrode dudit transistor est reliée à une logique de commande 15 de l'état de conduction du transistor 14, sa seconde électrode à une ligne de tension Vl et sa troisième électrode à l'électrode-ligne 3.In Figure 6, there is shown the line control circuit which comprises a single transistor. The circuit shown is of the "open drain" type. It could also be of the "open collector" type. This circuit includes only one
En effet, les circuits de commande-ligne connus utilisent généralement deux transistors : un pour amener la tension à Vl et un autre pour ramener la tension à 0.Indeed, known line-control circuits generally use two transistors: one to bring the voltage to Vl and another to bring the voltage to 0.
Or, en l'absence de tension appliquée aux lignes, les électrons émis depuis les colonnes ont tendance à faire chuter le potentiel desdites lignes. On utilise donc un circuit à drain ouvert (ou à collecteur ouvert) qui permet de porter la ligne au potentiel + Vl, le retour à 0 se faisant progressivement lorsque le transistor 14 n'est pas conducteur.However, in the absence of voltage applied to the lines, the electrons emitted from the columns tend to drop the potential of said lines. An open drain (or open collector) circuit is therefore used which allows the line to be brought to potential + Vl, the return to 0 taking place gradually when the
Un tel circuit permet une économie, non seulement d'un transistor par point image, mais aussi de la circuiterie autour de ce transistor. Le circuit de commande-ligne de l'invention assure un coût largement inférieur au coût de fabrication usuel.Such a circuit saves not only one transistor per image point, but also the circuitry around this transistor. The control-line circuit of the invention ensures a cost much lower than the usual manufacturing cost.
Un mode de réalisation préféré de l'invention est représenté sur la figure 5, selon une section identique à celle de la figure 2. Ce mode de réalisation consiste à introduire, dans la zone de vide, une seconde source d'électrons 10a située à l'opposé de la première source d'électrons 10, par rapport au réseau d'électrodes-lignes 3.A preferred embodiment of the invention is shown in FIG. 5, in a section identical to that of FIG. 2. This embodiment consists in introducing, into the vacuum zone, a second source of electrons 10a located at the opposite of the
Tout comme la source d'électrons 10, la seconde source d'électrons 10a est placée au voisinage du cordon 9 de scellement et de façon parallèle aux électrodes-lignes 3. De plus, une seconde électrode de blocage 12a est installée entre le réseau d'électrodes-lignes 3 et ladite seconde source d'électrons 10a. Cette source 10a et son électrode de blocage 12a jouent le même rôle que celui établi pour la source 10 et l'électrode de blocage 12 dans la description de la figure 2.Like the
Cette seconde source d'électrons 10a fournie la même quantité d'électrons que la source d'électrons 10, ce qui réduit de moitié le temps de charge des zones de charges 7, permettant ainsi une amélioration du temps d'affichage d'une image sur l'écran selon l'invention.This second electron source 10a supplies the same quantity of electrons as the
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
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FR9107668 | 1991-06-21 | ||
FR9107668A FR2678102A1 (en) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | MATRIX FLAT SCREEN WITH ITS CONTROL METHOD AND ITS APPLICATION TO IMAGE DISPLAY. |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP92401728A Withdrawn EP0519835A1 (en) | 1991-06-21 | 1992-06-19 | Flat matrix screen with method of control and application to image display |
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- 1992-06-19 EP EP92401728A patent/EP0519835A1/en not_active Withdrawn
- 1992-06-19 JP JP18475292A patent/JPH05234543A/en not_active Withdrawn
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Also Published As
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JPH05234543A (en) | 1993-09-10 |
FR2678102A1 (en) | 1992-12-24 |
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