EP0616356B1 - Dispositif d'affichage à micropointes et procédé de fabrication de ce dispositif - Google Patents

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EP0616356B1
EP0616356B1 EP19940400562 EP94400562A EP0616356B1 EP 0616356 B1 EP0616356 B1 EP 0616356B1 EP 19940400562 EP19940400562 EP 19940400562 EP 94400562 A EP94400562 A EP 94400562A EP 0616356 B1 EP0616356 B1 EP 0616356B1
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EP
European Patent Office
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layer
grids
insulating layer
thin
microtips
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP19940400562
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German (de)
English (en)
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EP0616356A1 (fr
Inventor
Robert Meyer
Michel Borel
Brigitte Montmayeul
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP0616356A1 publication Critical patent/EP0616356A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0616356B1 publication Critical patent/EP0616356B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J3/02—Electron guns
    • H01J3/021—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source
    • H01J3/022—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source with microengineered cathode, e.g. Spindt-type
    • 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
    • H01J31/125—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection
    • H01J31/127—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection using large area or array sources, i.e. essentially a source for each pixel group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2329/00—Electron emission display panels, e.g. field emission display panels
    • H01J2329/86—Vessels
    • H01J2329/8625—Spacing members
    • H01J2329/863—Spacing members characterised by the form or structure

Definitions

  • the present invention relates to a microtip display device ("microtip display device ”) and a method of making the same device.
  • a microtip display device includes an electron source with emissive cathodes at microtips and a cathodoluminescent anode having a layer of cathodoluminescent material and placed opposite the cathode electron source emissive microtips which is more simply called "cathode”.
  • detachment of powder, local degassing, an electrically charged spacer can trigger an arcing regime between the anode and the cathode, which causes the destruction of the display device on a more or less area extent.
  • This arc regime phenomenon is all the more more likely to occur than anode voltage that is applied is strong and that the distance between the anode and the cathode is weak.
  • microtip sources include parallel cathode conductors and grids which are parallel and make an angle with the cathode conductors.
  • These grids are generally metallic and, in the event of a short circuit or arcing between the cathodoluminescent anode and the microtip source of a device, nothing limits the electric current between the anode and the grids and the risk device then to be destroyed.
  • the object of the present invention is to remedy this drawback.
  • the means avoiding the disturbance of the electric field include another thin layer which covers said insulating thin layer and which is sufficiently conductive to allow the flow of parasitic electrical charges likely to be created during operation of the device and which also has facing holes microtips.
  • This other thin layer which has a sufficient electrical conductivity to allow the flow of charges can be conductive, but preferably it is resistive to allow only this flow.
  • the total thickness of the layer (s) thin formed on the grids can be understood by example between a few tens of nanometers and a few hundred nanometers.
  • the diameter of the holes formed in said thin insulating layer is greater than the diameter of the holes formed in the grids to avoid disturbance of the electric field created between the microtips and the grids, this layer thin insulator thus being over-etched.
  • said insulating thin layer can be over-engraved and / or covered with the layer conductive enough to allow the flow of parasitic electrical charges.
  • the device which is the subject of the invention may comprise, on the grids, a thin insulating layer, for example made of silica or silicon nitride, and a resistive layer, for example made of resistive silicon or of SnO 2 .
  • this device comprises furthermore a resistive layer which is interposed between each cathode conductor and microtips corresponding, the latter thus resting on this resistive layer.
  • Such a resistive layer is of the kind those described in documents (2) and (3) mentioned above.
  • the present invention also has for object a device manufacturing process microtip display which is also the subject of the invention, method according to which said form is formed cathodoluminescent anode on the first substrate, and the conductors are formed on the second substrate cathodic, said electrically insulating layer, a grid layer intended for forming the grids, the holes then the microtips, this process being characterized in that said layer is further formed thin electrically insulating on the grid layer and in that said electrically thin layer insulation is associated with means capable of avoiding disturbance, by this thin layer electrically insulating, of the electric field created between microtips and grids.
  • the grid layer is etched to form the grids, advantageously before the holes and the thin layer.
  • said thin layer electrically insulating is formed before the holes.
  • This other thin layer which is conductive enough to allow the flow of parasitic electrical charges, can be formed before or advantageously after the stage of formation of holes.
  • a protective layer can be formed on said thin electrically insulating layer either directly either over said other thin layer conductive enough to allow flow charges when it exists.
  • This protective layer can be deposited before or advantageously after the formation of holes.
  • This protective layer can be removed by etching after the step of forming microtips.
  • this protective layer is not eliminated or is only partially eliminated after the microtip formation step.
  • the layer (s) formed over the grids, which are resistive or conductive, can be deposited after the holes have been made.
  • This known device comprises an anode cathodoluminescent formed on a glass substrate 2 and comprising a conductive and transparent layer 4, for example in ITO and, on this layer 4, a layer 6 luminescent powder.
  • the device of Figure 1 also includes a microtip electron source formed on a other insulating substrate 8 comprising conductors cathodics such as conductor 10, a layer insulator 12 formed on these cathode conductors and grids such as grid 14, formed on the insulating layer 12 and perpendicular to the conductors cathodic 10.
  • a microtip electron source formed on a other insulating substrate 8 comprising conductors cathodics such as conductor 10, a layer insulator 12 formed on these cathode conductors and grids such as grid 14, formed on the insulating layer 12 and perpendicular to the conductors cathodic 10.
  • Microtips such as the microtip 16 are formed on these, in holes 17 made in the grids and the insulating layer 12.
  • spacers such as the spacer 18 are arranged between the cathodoluminescent anode and the grids to maintain the rigidity of the device when there is a vacuum between the anode cathodoluminescent and the electron source to microtips.
  • Such a device is extremely sensitive short circuit, very unstable and difficult to control.
  • the device according to the invention differs from the device of Figure 1 by the additionally includes a layer 20 electrically insulating, formed on the grids and pierced opposite the microtips, this layer 20 being provided to limit the current between the anode and grates.
  • the device of Figure 2 also includes a layer 21 which covers layer 20 and which is conductive enough to allow the flow of parasitic electrical charges likely to be created during the operation of the device and which also has holes opposite the microtips.
  • This layer 21 avoids disturbance, by layer 20, of the electric field created between the microtips and grids when the device works.
  • the layer 21 does not exist and, to avoid disruption of the electric field, the diameter of the holes formed in layer 20 is greater than that of the holes formed in the grids.
  • the invention is to preference applied to display devices at microtips whose electron source has a resistive layer between the cathode conductors and the microtips that rest on this layer resistive.
  • Figure 3 is a schematic view and partial view of a device according to the invention which includes such a resistive layer between the cathode conductors and microtips.
  • This device of Figure 3 is distinguished of the device of FIG. 2 by the fact that it comprises further a resistive layer 22 between the layer insulator 12 and the cathode conductors 24 which are here meshed as in document (3).
  • the device is thus protected against all risk of short circuit.
  • the most important advantage of the invention is to increase the anode voltage and, possibly reduce the space between the anode and the safe source of microtip electrons electrical accident likely to destroy the device.
  • a insulating layer 26 of silica (FIG. 4) is deposited on grates.
  • the thickness of this layer 26 is by example equal to 0.2 ⁇ m.
  • This layer 26 can be produced by deposition chemical vapor phase, sputtering or by any other method of depositing thin layers.
  • This layer 28 is by example equal to 50 nm.
  • This layer 28 is preferably formed by evaporation by means of an electron gun or by spray.
  • holes the diameter of which is around 1.4 ⁇ m, are etched in the thin conductive layer 28, the layer insulating 12, the grid layer 14 and the layer insulating 26, inside the conductor meshes cathodic, or more exactly plumb with the domains that define these meshes.
  • a method of reactive ion etching to burn the layers metal and insulating layers is preferably, a method of reactive ion etching to burn the layers metal and insulating layers.
  • a chemical over-etching of the silica of the layer 12 is carried out, this over-etching being for example a few hundred nanometers (length e in FIG. 4), which makes it possible to enlarge the holes at the level of this layer 12.
  • an over-engraving of the layer 26 is made to allow clearing grids around the holes 30 and therefore avoid disturbance of the electric field (during operation of the device) between the microtips 16 and the grids, this disturbance being caused by a charging phenomenon of the insulating layer 26.
  • microtips 16 are then produced according to the process described in the document (1) mentioned upper.
  • the thin conductive layer 28 can possibly be eliminated by engraving appropriate.
  • the thin layer conductive (sufficiently conductive to allow the flow of charges) can be deposited after engraving of the holes, in which case the bottom of the holes is covered by this layer.
  • Figure 5 illustrates schematically and partially this case where the thin conductive layer 28 is deposited after etching the holes and we see that the bottom of the holes is covered by this thin layer conductive 28 (which covers the insulating layer 26 in silica already mentioned in the description of the figure 4).
  • microtips 16 are thus above the thin layer conductive.
  • the deposition of the thin conductive layer, after etching the holes, avoids the etching of this layer.

Description

La présente invention concerne un dispositif d'affichage à micropointes ("microtip display device") et un procédé de fabrication de ce dispositif.
Elle s'applique notamment au domaine de la visualisation et, plus particulièrement, aux écrans plats.
On connaít déjà des dispositifs d'affichage à micropointes par les documents suivants, auxquels on se reportera :
  • (1) Demande de brevet français n° 8601024 du 24 Janvier 1986, correspondant à EP-A-0234989 et à US-A-4,857,161
  • (2) Demande de brevet français n° 8715432 du 6 novembre 1987, correspondant à US-A-4,940,916
  • (3) Demande de brevet français n° 9007347 du 13 juin 1990, correspondant à EP-A-0461990.
    • Un dispositif d'affichage à micropointes comprend une source d'électrons à cathodes émissives à micropointes et une anode cathodoluminescente comportant une couche d'un matériau cathodoluminescent et placée en regard de la source d'électrons à cathodes émissives à micropointes qui est plus simplement appelée "cathode".
    Des défauts d'isolation électrique sont susceptibles d'apparaítre entre cette cathode et l'anode cathodoluminescente pour les raisons suivantes :
  • 1) La distance entre cette anode et la cathode est faible (quelques dizaines à quelques centaines de µm, typiquement 200 µm).
  • 2) Le matériau cathodoluminescent de l'anode est généralement sous forme de poudre dont l'adhérence est incertaine.
  • 3) Des espaceurs sont disposés entre l'anode et la cathode pour maintenir la rigidité du dispositif d'affichage au moment où le vide est fait dans celui-ci ; ces espaceurs sont préférentiellement sous forme de billes électriquement isolantes ; ces espaceurs sont susceptibles de constituer des points faibles vis-à-vis de l'isolation électrique.
    • En particulier, un décollement de poudre, un dégazage local, un espaceur électriquement chargé peuvent déclencher un régime d'arc électrique entre l'anode et la cathode, qui entraíne la destruction du dispositif d'affichage sur une zone plus ou moins étendue.
    Ce phénomène de régime d'arc est d'autant plus susceptible de se produire que la tension d'anode qui est appliquée est forte et que la distance entre l'anode et la cathode est faible.
    Or, pour améliorer les performances du dispositif d'affichage, il est précisément souhaitable d'augmenter cette tension d'anode (pour augmenter la brillance de l'écran du dispositif) et de diminuer l'espace entre l'anode et la cathode (pour pouvoir utiliser des espaceurs plus petits et donc moins visibles et/ou pour améliorer la résolution).
    Dans les dispositifs connus d'affichage à micropointes, les sources à micropointes comprennent des conducteurs cathodiques parallèles et des grilles qui sont parallèles et font un angle avec les conducteurs cathodiques.
    Ces grilles sont généralement métalliques et, en cas de court-circuit ou de régime d'arc entre l'anode cathodoluminescente et la source à micropointes d'un dispositif, rien ne limite le courant électrique entre l'anode et les grilles et le dispositif risque alors d'être détruit.
    La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient.
    Elle a tout d'abord pour objet un dispositif d'affichage à micropointes, ce dispositif comprenant un premier substrat électriquement isolant portant une anode cathodoluminescente et un deuxième substrat électriquement isolant portant, en regard du premier substrat :
    • une première série d'électrodes parallèles jouant le rôle de conducteurs cathodiques et portant des micropointes ("microtips") en matériau émetteur d'électrons,
    • une couche électriquement isolante sur ces conducteurs cathodiques,
    • une deuxième série d'électrodes parallèles jouant le rôle de grilles, placées sur cette couche isolante et faisant un angle avec les conducteurs cathodiques, des trous étant formés dans la couche isolante et les grilles pour le passage des micropointes,
    ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre, sur les grilles, une couche mince électriquement isolante, pour limiter le courant électrique susceptible de circuler entre l'anode cathodoluminescente et les grilles et empêcher la survenance d'un arc électrique entre cette anode et ces grilles, cette couche mince comportant aussi des trous en regard des micropointes, et en ce que ladite couche mince électriquement isolante est associée à des moyens évitant la perturbation, par cette couche mince électriquement isolante, du champ électrique créé entre les micropointes et les grilles.
    L'utilisation d'une telle couche mince sur les grilles du dispositif permet de diminuer fortement les risques de mauvais fonctionnement de ce dernier même en cas de défaut de nature électrique.
    De préférence, les moyens évitant la perturbation du champ électrique comprennent une autre couche mince qui recouvre ladite couche mince isolante et qui est suffisamment conductrice pour permettre l'écoulement de charges électriques parasites susceptibles d'être créées pendant le fonctionnement du dispositif et qui comporte aussi des trous en regard des micropointes.
    Cette autre couche mince qui présente une conductivité électrique suffisante pour permettre l'écoulement des charges peut être conductrice mais, de préférence, elle est résistive pour permettre seulement cet écoulement.
    L'épaisseur totale de la ou des couches minces formées sur les grilles peut être comprise par exemple entre quelques dizaines de nanomètres et quelques centaines de nanomètres.
    De préférence également, le diamètre des trous formés dans ladite couche mince isolante est supérieur au diamètre des trous formés dans les grilles pour éviter la perturbation du champ électrique créé entre les micropointes et les grilles, cette couche mince isolante étant ainsi surgravée.
    Ainsi, ladite couche mince isolante peut être surgravée et/ou recouverte de la couche suffisamment conductrice pour permettre l'écoulement de charges électriques parasites.
    Ceci permet d'éviter l'accumulation de charges parasites au voisinage des micropointes pendant le fonctionnement du dispositif.
    Le dispositif objet de l'invention peut comporter, sur les grilles, une couche mince isolante, par exemple en silice ou en nitrure de silicium, et une couche résistive, par exemple en silicium résistif ou en SnO2.
    Selon un mode de réalisation préféré du dispositif objet de l'invention, ce dispositif comprend en outre une couche résistive qui est interposée entre chaque conducteur cathodique et les micropointes correspondantes, ces dernières reposant ainsi sur cette couche résistive.
    Une telle couche résistive est du genre de celles qui sont décrites dans les documents (2) et (3) mentionnés plus haut.
    La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication du dispositif d'affichage à micropointes qui fait également l'objet de l'invention, procédé selon lequel on forme ladite anode cathodoluminescente sur le premier substrat, et on forme sur le deuxième substrat les conducteurs cathodiques, ladite couche électriquement isolante, une couche de grille destinée à la formation des grilles, les trous puis les micropointes, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on forme en outre ladite couche mince électriquement isolante sur la couche de grille et en ce que ladite couche mince électriquement isolante est associée à des moyens aptes à éviter la perturbation, par cette couche mince électriquement isolante, du champ électrique créé entre les micropointes et les grilles.
    Dans le procédé objet de l'invention, la couche de grille est gravée pour former les grilles, avantageusement avant la formation des trous et de la couche mince.
    Selon un mode de mise en oeuvre particulier du procédé objet de l'invention, ladite couche mince électriquement isolante est formée avant les trous.
    On peut former en outre, sur ladite couche mince électriquement isolante, une autre couche mince qui est suffisamment conductrice pour permettre l'écoulement de charges électriques parasites susceptibles d'être créées pendant le fonctionnement du dispositif.
    Cette autre couche mince, qui est suffisamment conductrice pour permettre l'écoulement de charges électriques parasites, peut être formée avant ou avantageusement après l'étape de formation des trous.
    Une couche de protection peut être formée sur ladite couche mince électriquement isolante soit directement soit par dessus ladite autre couche mince suffisamment conductrice pour permettre l'écoulement des charges lorsqu'elle existe.
    Cette couche de protection peut être déposée avant ou avantageusement après la formation des trous.
    Cette couche de protection peut être éliminée par gravure après l'étape de formation des micropointes.
    En variante, cette couche de protection n'est pas éliminée ou n'est que partiellement éliminée après l'étape de formation des micropointes.
    La ou les couches formées par dessus les grilles, qui sont résistives ou conductrices, peuvent être déposées après la réalisation des trous.
    La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés ci-après à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique et partielle d'un dispositif d'affichage à micropointes connu,
    • la figure 2 est une vue schématique et partielle d'un dispositif d'affichage à micropointes conforme à la présente invention,
    • la figure 3 est une vue schématique et partielle d'un autre dispositif conforme à la présente invention, dans lequel une couche résistive est formée sur les conducteurs cathodiques,
    • la figure 4 est une vue schématique et partielle d'un autre dispositif conforme à l'invention dans lequel la couche isolante qui est formée sur les grilles est surgravée, et
    • la figure 5 est une vue schématique et partielle d'un autre dispositif conforme à l'invention dans lequel une fine couche électriquement conductrice est déposée après gravure des trous du dispositif.
    Sur la figure 1, on a représenté, de façon schématique et partielle un dispositif connu d'affichage à micropointes.
    Ce dispositif connu comprend une anode cathodoluminescente formée sur un substrat en verre 2 et comportant une couche conductrice et transparente 4, par exemple en ITO et, sur cette couche 4, une couche 6 de poudre luminescente.
    Le dispositif de la figure 1 comprend aussi une source d'électrons à micropointes formée sur un autre substrat 8 isolant et comprenant des conducteurs cathodiques tels que le conducteur 10, une couche isolante 12 formée sur ces conducteurs cathodiques et des grilles telles que la grille 14, formées sur la couche isolante 12 et perpendiculaires aux conducteurs cathodiques 10.
    Des micropointes telles que la micropointe 16 sont formées sur ces derniers, dans des trous 17 réalisés dans les grilles et la couche isolante 12.
    De plus, des espaceurs tels que l'espaceur 18 sont disposés entre l'anode cathodoluminescente et les grilles pour maintenir la rigidité du dispositif lorsque le vide est fait entre l'anode cathodoluminescente et la source d'électrons à micropointes.
    Dans ce dispositif, rien n'est prévu, en cas de défaut d'isolation électrique, pour limiter le courant électrique I entre l'anode et les grilles, entre l'anode et les micropointes, et entre les micropointes et les grilles.
    Un tel dispositif est extrêmement sensible aux courts-circuits, très instable et difficile à maítriser.
    Le dispositif conforme à l'invention, qui est schématiquement et partiellement représenté sur la figure 2 diffère du dispositif de la figure 1 par le fait qu'il comprend en outre une couche 20 électriquement isolante, formée sur les grilles et percée en regard des micropointes, cette couche 20 étant prévue pour limiter le courant entre l'anode et les grilles.
    Le dispositif de la figure 2 comprend aussi une couche 21 qui recouvre la couche 20 et qui est suffisamment conductrice pour permettre l'écoulement de charges électriques parasites susceptibles d'être créées pendant le fonctionnement du dispositif et qui comporte aussi des trous en regard des micropointes.
    Cette couche 21 évite la perturbation, par la couche 20, du champ électrique créé entre les micropointes et les grilles lorsque le dispositif fonctionne.
    Dans une variante non représentée, la couche 21 n'existe pas et, pour éviter la perturbation du champ électrique, le diamètre des trous formés dans la couche 20 est supérieur à celui des trous formés dans les grilles.
    On peut aussi réaliser un dispositif conforme à l'invention dans lequel à la fois la couche 21 existe et cette condition sur les diamètres est réalisée.
    On a symbolisé par une flèche en pointillés sur la figure 2 le courant limité i entre l'anode et les grilles.
    Cette limitation constitue déjà une amélioration très importante.
    Cependant, rien n'est encore prévu pour limiter le courant entre l'anode et les micropointes et entre les grilles et les micropointes.
    C'est pourquoi l'invention est de préférence appliquée aux dispositifs d'affichage à micropointes dont la source d'électrons comporte une couche résistive entre les conducteurs cathodiques et les micropointes qui reposent sur cette couche résistive.
    Une telle source d'électrons est décrite dans les documents (2) et (3) mentionnés plus haut.
    La figure 3 est une vue schématique et partielle d'un dispositif conforme à l'invention qui comprend une telle couche résistive entre les conducteurs cathodiques et les micropointes.
    Ce dispositif de la figure 3 se distingue du dispositif de la figure 2 par le fait qu'il comprend en outre une couche résistive 22 entre la couche isolante 12 et les conducteurs cathodiques 24 qui sont ici maillés comme dans le document (3).
    Grâce à la couche isolante 20 formée sur les grilles et à la couche résistive formée sur les conducteurs cathodiques, tous les courants i (entre l'anode et les grilles, entre l'anode et les micropointes et entre ces micropointes et les grilles) sont maítrisés et limités.
    Le dispositif est ainsi protégé contre tout risque de court-circuit.
    L'avantage le plus important de l'invention est de permettre d'accroítre la tension d'anode et, éventuellement, de diminuer l'espace entre l'anode et la source d'électrons à micropointes sans risque d'accident électrique susceptible de détruire le dispositif.
    On donne ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux figures 4 et 5, quelques exemples d'un procédé de fabrication de dispositifs d'affichage à micropointes conformes à l'invention.
    Dans ces exemples :
    • les conducteurs cathodiques, tels que le conducteur cathodique 24 sont en niobium, ont une épaisseur de 0,2 µm et une structure en treillis avec par exemple des mailles carrées dont le pas vaut 25 µm et ces conducteurs cathodiques sont gravés pour former les colonnes du dispositif,
    • la couche résistive 22 est en silicium amorphe dopé au phosphore, elle est déposée sur les conducteurs cathodiques et l'épaisseur de cette couche résistive est de l'ordre de 1 µm,
    • la couche isolante 12 est en silice, elle est déposée sur la couche résistive 22 en silicium et l'épaisseur de cette couche isolante 12 est également de l'ordre de 1 µm, et
    • une couche métallique 14 en niobium formant la couche de grille est déposée sur cette couche isolante 12 en silice et l'épaisseur de cette couche métallique est de l'ordre de 0,4 µm, cette couche métallique en niobium étant gravée pour former les grilles suivant les lignes du dispositif.
    Dans un premier exemple du procédé, une couche isolante 26 en silice (figure 4) est déposée sur les grilles.
    L'épaisseur de cette couche 26 est par exemple égale à 0,2 µm.
    Cette couche 26 est réalisable par dépôt chimique en phase vapeur, par pulvérisation cathodique ou par toute autre méthode de dépôt de couches minces.
    Une fine couche suffisamment conductrice 28, par exemple en niobium, en molybdène ou encore en SnO2, est déposée sur cette couche de silice 26 pour permettre la réalisation des micropointes et éventuellement l'écoulement des charges parasites au cours du fonctionnement du dispositif lorsque cette couche est conservée.
    L'épaisseur de cette couche 28 est par exemple égale à 50 nm.
    Cette couche 28 est de préférence formée par évaporation au moyen d'un canon à électrons ou par pulvérisation.
    Dans l'exemple considéré, où l'on utilise des conducteurs cathodiques formant des mailles, des trous, dont le diamètre est de l'ordre de 1,4 µm, sont gravés dans la fine couche conductrice 28, la couche isolante 12, la couche de grille 14 et la couche isolante 26, à l'intérieur des mailles des conducteurs cathodiques, ou plus exactement à l'aplomb des domaines que délimitent ces mailles.
    On peut utiliser un procédé de gravure humide ou un procédé de gravure sèche.
    De préférence, on utilise un procédé de gravure ionique réactive pour graver les couches métalliques et les couches isolantes.
    De préférence également, on réalise une sur-gravure chimique de la silice de la couche 12, cette sur-gravure étant par exemple de quelques centaines de nanomètres (longueur e de la figure 4), ce qui permet d'agrandir les trous au niveau de cette couche 12.
    Un tel procédé de sur-gravure est connu et permet d'éviter la métallisation des bords des trous dans la silice au cours de la réalisation des micropointes.
    Avantageusement une sur-gravure de la couche 26 est réalisée afin de permettre de dégager les grilles autour des trous 30 et donc d'éviter une perturbation du champ électrique (lors du fonctionnement du dispositif) entre les micropointes 16 et les grilles, cette perturbation étant provoquée par un phénomène de charge de la couche isolante 26.
    Il est possible de réaliser en même temps les sur-gravures des couches 12 et 26 lorsque celles-ci sont faites du même matériau, ce qui est le cas dans l'exemple décrit.
    Les micropointes 16 sont ensuite réalisées selon le procédé décrit dans le document (1) mentionné plus haut.
    La fine couche conductrice 28 de protection permet
    • une meilleure adhérence d'une couche de nickel (non représentée) qui est utilisée lors de l'élaboration des micropointes (voir le document (1))
    • l'assurance de la continuité électrique pendant la phase de dissolution électrochimique du nickel.
    Une fois les micropointes réalisées, les prises de contact des conducteurs de lignes et des conducteurs de colonnes sont dégagées si nécessaire.
    La fine couche conductrice 28 peut éventuellement être éliminée par une gravure appropriée.
    On décrit maintenant un autre exemple de procédé en faisant référence à la figure 5.
    Dans cet exemple, la fine couche conductrice (suffisamment conductrice pour permettre l'écoulement des charges) peut être déposée après gravure des trous, auquel cas le fond des trous est recouvert par cette couche.
    La figure 5 illustre schématiquement et partiellement ce cas où la fine couche conductrice 28 est déposée après gravure des trous et l'on voit que le fond des trous est recouvert par cette fine couche conductrice 28 (qui recouvre la couche isolante 26 en silice déjà mentionnée dans la description de la figure 4).
    On voit aussi sur la figure 5 que les micropointes 16 sont ainsi au-dessus de la fine couche conductrice.
    Le dépôt de la fine couche conductrice, après gravure des trous, permet d'éviter la gravure de cette couche.

    Claims (9)

    1. Dispositif d'affichage à micropointes, ce dispositif comprenant un premier substrat électriquement isolant (2) portant une anode cathodoluminescente (4, 6) et un deuxième substrat électriquement isolant (8) portant, en regard du premier substrat (2) :
      une première série d'électrodes parallèles jouant le rôle de conducteurs cathodiques (10, 24) et portant des micropointes (16) en matériau émetteur d'électrons,
      une couche électriquement isolante (12) sur ces conducteurs cathodiques,
      une deuxième série d'électrodes parallèles jouant le rôle de grilles (14), placées sur cette couche isolante (12) et faisant un angle avec les conducteurs cathodiques, des trous (17, 30) étant formés dans la couche isolante et les grilles pour le passage des micropointes,
      ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre, sur les grilles, une couche mince (20, 26) électriquement isolante, pour limiter le courant électrique susceptible de circuler entre l'anode cathodoluminescente et les grilles et empêcher la survenance d'un arc électrique entre cette anode et ces grilles, cette couche mince comportant aussi des trous en regard des micropointes et en ce que ladite couche mince électriquement isolante est associée à des moyens évitant la perturbation, par cette couche mince électriquement isolante, du champ électrique créé entre les micropointes et les grilles.
    2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens évitant la perturbation du champ électrique comprennent une autre couche mince (28) qui recouvre ladite couche mince isolante et qui est suffisamment conductrice pour permettre l'écoulement de charges électriques parasites susceptibles d'être créées pendant le fonctionnement du dispositif et qui comporte aussi des trous en regard des micropointes.
    3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre des trous formés dans ladite couche mince isolante (26) est supérieur au diamètre des trous formés dans les grilles, pour éviter la perturbation du champ électrique créé entre les micropointes et les grilles, cette couche mince isolante étant ainsi surgravée.
    4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couche résistive (22) qui est interposée entre chaque conducteur cathodique et les micropointes (16) correspondantes, ces dernières reposant ainsi sur cette couche résistive.
    5. Procédé de fabrication du dispositif d'affichage à micropointes selon la revendication 1, procédé selon lequel on forme ladite anode cathodoluminescente (4, 6) sur le premier substrat (2), et on forme sur le deuxième substrat (8) les conducteurs cathodiques (10, 24), ladite couche électriquement isolante (12), une couche de grille (14) destinée à la formation des grilles, les trous (17, 30) puis les micropointes (16), ce procédé étant caractérisé en ce qu'on forme en outre ladite couche mince (20, 26) électriquement isolante sur la couche de grille et en ce que ladite couche mince électriquement isolante est associée à des moyens évitant la perturbation, par cette couche mince électriquement isolante, du champ électrique créé entre les micropointes et les grilles.
    6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite couche mince électriquement isolante (26) est formée avant les trous.
    7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on forme en outre, sur ladite couche mince électriquement isolante (26), une autre couche mince (28) qui est suffisamment conductrice pour permettre l'écoulement de charges électriques parasites susceptibles d'être créées pendant le fonctionnement du dispositif.
    8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'on forme sur la couche mince la plus externe réalisée sur les grilles une couche protectrice.
    9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la ou les couches formées par-dessus les grilles, qui sont résistives ou conductrices, sont déposées après la réalisation des trous.
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