EP0657914A1 - Anode consisting of conducting stripes which are addressed individually - Google Patents
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- EP0657914A1 EP0657914A1 EP94402781A EP94402781A EP0657914A1 EP 0657914 A1 EP0657914 A1 EP 0657914A1 EP 94402781 A EP94402781 A EP 94402781A EP 94402781 A EP94402781 A EP 94402781A EP 0657914 A1 EP0657914 A1 EP 0657914A1
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- H01J29/02—Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
- H01J29/08—Electrodes intimately associated with a screen on or from which an image or pattern is formed, picked-up, converted or stored, e.g. backing-plates for storage tubes or collecting secondary electrons
- H01J29/085—Anode plates, e.g. for screens of flat panel displays
Definitions
- the subject of the present invention is an electron collector comprising anodes which can be controlled independently of one another.
- An electron collector is encountered, for example, in fluorescent microtip screens, such as those described in patents FR-A-2,633,763, FR-A-2,633,765 and US-A-4,763,187, as well that in the VFD type structures described in the article by K. MORIMOTO et al. ("Proceedings of Japan Display 86", pages 516 to 519), entitled “320x200 - Pixel Color Graphic FLV FD”.
- FIG. 1a recalls, in perspective, the constituent elements of an example of such a screen, essentially an anode and a cathode arranged opposite.
- the cathode comprises a first substrate 10, made of glass for example, on which are arranged conductive columns 12 (cathode conductors of tin and indium oxide for example) supporting metallic microtips 14, in molybdenum for example.
- the columns 12 cross perforated conductive lines 16 (grids), made of niobium for example.
- microtips 14 positioned at the intersection of a line 16 and a conductive column 12 have their apex substantially opposite a perforation of the line 16.
- the cathode conductors 12 and the grids 16 are separated by an insulating layer 18 in silica for example, provided with openings allowing the passage of microtips 14.
- the anode comprises a second insulating substrate 20, made of glass for example, which supports conductive strips 22, covered with luminescent materials.
- At least one of the two substrates (10 or 20) must be transparent.
Abstract
Description
La présente invention a pour objet un collecteur d'électrons comportant des anodes commandables indépendamment les unes des autres.The subject of the present invention is an electron collector comprising anodes which can be controlled independently of one another.
On rencontre un collecteur d'électrons, par exemple, dans les écrans fluorescents à micropointes, tels que ceux décrits dans les brevets FR-A-2 633 763, FR-A-2 633 765 et US-A-4 763 187, ainsi que dans les structures de type VFD décrites dans l'article de K. MORIMOTO et al. ("Proceedings of Japan Display 86", pages 516 à 519), intitulé "320x200 - Pixel Color Graphic FLV FD".An electron collector is encountered, for example, in fluorescent microtip screens, such as those described in patents FR-A-2,633,763, FR-A-2,633,765 and US-A-4,763,187, as well that in the VFD type structures described in the article by K. MORIMOTO et al. ("Proceedings of Japan Display 86", pages 516 to 519), entitled "320x200 - Pixel Color Graphic FLV FD".
La structure et le principe de fonctionnement d'un collecteur selon l'art antérieur sont représentés sur les figures 1a, 1b et 2, l'exemple pris étant celui d'un écran fluorescent à micropointes.The structure and operating principle of a collector according to the prior art are shown in Figures 1a, 1b and 2, the example taken being that of a fluorescent microtip screen.
La figure 1a rappelle, en perspective, les éléments constitutifs d'un exemple d'un tel écran, essentiellement une anode et une cathode disposées en regard. La cathode comporte un premier substrat 10, en verre par exemple, sur lequel sont disposées des colonnes conductrices 12 (conducteurs cathodiques en oxyde d'étain et d'indium par exemple) supportant des micropointes 14 métalliques, en molybdène par exemple. Les colonnes 12 croisent des lignes conductrices perforées 16 (grilles), en niobium par exemple.Figure 1a recalls, in perspective, the constituent elements of an example of such a screen, essentially an anode and a cathode arranged opposite. The cathode comprises a
Toutes les micropointes 14 positionnées à un croisement d'une ligne 16 et d'une colonne conductrice 12 ont leur sommet sensiblement en face d'une perforation de la ligne 16. Les conducteurs cathodiques 12 et les grilles 16 sont séparés par une couche isolante 18 en silice par exemple, pourvue d'ouvertures permettant le passage des micropointes 14.All the
L'anode comporte un second substrat 20 isolant, en verre par exemple, qui supporte des bandes conductrices 22, recouvertes de matériaux luminescents.The anode comprises a second
Au moins un des deux substrats (10 ou 20) doit être transparent.At least one of the two substrates (10 or 20) must be transparent.
Une première série de ces bandes 22 est recouverte par un matériau 24 luminescent dans le rouge, Y₂O₂S dopé Eu par exemple, une deuxième série de ces bandes 22 est recouverte par un matériau 26 luminescent dans le vert, ZnS dopé CuAl par exemple, la dernière série de bandes 22 est recouverte par un matériau 28 luminescent dans le bleu, ZnS dopé Ag par exemple.A first series of these
Les bandes 22 des différentes séries sont alternées et distantes les unes des autres, par exemple équidistantes.The
Chaque triplet formé par une anode de chaque série est approximativement en vis-à-vis d'une grille 16 (ligne). Chaque croisement d'une grille 16 et d'un conducteur cathodique 12 forme un pixel trichrome.Each triplet formed by an anode in each series is approximately opposite a grid 16 (line). Each crossing of a
Avantageusement, une couche résistive (non représentée) peut être intercalée entre les micropointes et les conducteurs cathodiques.Advantageously, a resistive layer (not shown) can be interposed between the microtips and the cathode conductors.
La figure 1b est une représentation en coupe, suivant aa' (figure 1a).Figure 1b is a sectional representation along aa '(Figure 1a).
La figure 2 précise le fonctionnement d'un tel ensemble. Les trois couleurs sont adressées successivement, par exemple selon un mode séquentiel. Pour adresser la couleur verte, on polarise les bandes 22, correspondantes, par exemple à 200 vols, alors que l'on maintient les bandes recouvertes des matériaux luminescents émettant dans les couleurs rouge 24 et bleue 28 à un potentiel inférieur à leur seuil d'excitation. On fait ensuite de même pour le rouge puis pour le bleu. Les tensions indiquées sur la figure 2 pour la colonne 12 (0 V) et la ligne 16 (+70 V), le sont évidemment à titre d'exemple. L'adressage correspond à la focalisation des électrons émis par la cathode sur la bande d'anode 22 sélectionnée, ce qui provoque la fluorescence du matériau 26 correspondant. Ce type de fonctionnement est dit "fonctionnement d'anode commutée".Figure 2 specifies the operation of such an assembly. The three colors are addressed successively, for example according to a sequential mode. To address the green color, the
Par rapport à la structure classique dans laquelle les trois couleurs sont adressées simultanément, la structure décrite ci-dessus possède trois avantages essentiels :
- un nombre réduit de circuits d'adressage de conducteurs cathodiques (1 conducteur cathodique pour trois bandes rouge-vert-bleu d'anodes au lieu de 1 conducteur cathodique par bande d'anode),
- une moindre précision nécessaire pour l'alignement entre anode et cathode,
- une plus grande résolution.
- a reduced number of cathode conductor addressing circuits (1 cathode conductor for three red-green-blue anode bands instead of 1 cathode conductor per anode band),
- less precision required for alignment between anode and cathode,
- higher resolution.
L'inconvénient majeur de cette structure est que la tension d'excitation de l'anode (ou tension d'anode) qu'il est possible d'appliquer est limitée du fait des risques de claquage existant entre la couleur polarisée (celle polarisée à 200 V dans l'exemple de la figure 2) et les autres couleurs maintenues à un potentiel proche de celui des pointes (celles polarisées à 0 V dans l'exemple de la figure 2).The major drawback of this structure is that the excitation voltage of the anode (or anode voltage) that it is possible to apply is limited due to the risks of breakdown existing between the polarized color (that polarized at 200 V in the example in FIG. 2) and the other colors maintained at a potential close to that of the tips (those polarized at 0 V in the example in FIG. 2).
Cette limitation est gênante car il est, d'autre part, bien connu de l'homme de l'art que le rendement lumineux des bandes conductrices 22 de l'anode est d'autant plus grand que leur tension d'excitation est élevée.This limitation is troublesome because, on the other hand, it is well known to those skilled in the art that the light efficiency of the
Un autre inconvénient, illustré sur la figure 2, où les références 1 à 8 désignent des trajectoires d'électrons, est qu'une partie des électrons ne va pas sur le matériau luminescent 26, mais directement sur les bords des pistes conductrices 22 (voir figure 2, trajectoires 1, 7 et 8). Le rendement lumineux de l'écran se trouve ainsi affaibli.Another drawback, illustrated in FIG. 2, where the
Ces problèmes ne sont pas spécifiques aux écrans fluorescents à micropointes. On se reportera, à titre d'illustration, à la figure 3, plus générale, où est représenté en coupe un collecteur d'électrons selon l'art antérieur. Il comporte un substrat 20, qui s'étend suivant la direction x'x, mais aussi perpendiculairement au plan de la figure.These problems are not specific to fluorescent microtip screens. Reference will be made, by way of illustration, to FIG. 3, more generally, in which an electron collector according to the prior art is shown in section. It comprises a
Deux bandes conductrices 22-1 et 22-2 y sont représentées (elles s'étendent elles aussi perpendiculairement à la figure 3), qui sont portées chacune à un potentiel variable permettant de définir, pour chaque bande, un état collecteur ou non collecteur d'électrons. Ces derniers sont émis par une cathode située en regard des bandes 22, mais non représentées sur la figure 3. Pour ce type de collecteur, on rencontre les deux mêmes problèmes que dans le cas de l'écran fluorescent :
- 1. Risque de claquage entre deux pistes conductrices voisines, lorsque l'une est dans un état collecteur d'électrons et l'autre est dans un état non collecteur, donc lorsque la différence de potentiel entre les deux est élevée.
Sur la figure 3, on a représenté quelques lignes dechamp 30 entre ces deux bandes. Les claquages sont plus spécialement amorcés du fait d'un resserrement des lignes de champ sur le bord A des pistes conductrices 22. Le vide entre les bandes conductrices 22 est particulièrement propice à la propagation de tels claquages, puisque la constante diélectrique du vide est égale à 1. - 2. Etalement des trajectoires électroniques sur toute la largeur de la piste collectrice, et même jusque sur les bords de la piste, là où celle-ci s'incline vers le substrat (également dans la zone A).
- 1. Risk of breakdown between two neighboring conductive tracks, when one is in an electron collector state and the other is in a non-collector state, therefore when the potential difference between the two is high.
In FIG. 3, afew field lines 30 are shown between these two strips. The breakdowns are more particularly initiated due to a tightening of the field lines on the edge A of theconductive tracks 22. The vacuum between theconductive strips 22 is particularly conducive to the propagation of such breakdowns, since the dielectric constant of the vacuum is equal at 1. - 2. Spread of the electronic trajectories over the entire width of the collector track, and even up to the edges of the track, where it inclines towards the substrate (also in zone A).
Ceci conduit à une moins bonne "focalisation" du faisceau d'électrons sur la piste sélectionnée et, lorsque la piste est recouverte d'un matériau cible, à un rendement électronique affaibli.This leads to poorer "focusing" of the electron beam on the selected track and, when the track is covered with a target material, to a weakened electronic efficiency.
La présente invention a justement pour but de remédier à ces inconvénients en améliorant la structure d'un tel collecteur d'électrons. Le résultat pratique, dans le cas particulier des écrans fluorescents, est une amélioration de la brillance de l'écran. On peut aussi obtenir une amélioration du contraste lorsque l'écran est soumis à un éclairement extérieur.The object of the present invention is precisely to remedy these drawbacks by improving the structure of such an electron collector. The practical result, in the particular case of fluorescent screens, is an improvement in the brightness of the screen. It is also possible to obtain an improvement in contrast when the screen is subjected to external illumination.
De façon précise, la présente invention a pour objet un collecteur d'électrons comportant une anode constituée d'un substrat sur lequel sont déposées des bandes conductrices, chacune de ces bandes comportant une partie centrale délimitée par des bords, caractérisé en ce qu'une couche de matériau diélectrique est déposée sur un bord au moins de chaque bande conductrice.Specifically, the present invention relates to an electron collector comprising an anode consisting of a substrate on which are deposited conductive strips, each of these strips comprising a central part delimited by edges, characterized in that a layer of dielectric material is deposited on at least one edge of each conductive strip.
Avantageusement, un tel collecteur est caractérisé en ce qu'une couche de matériau diélectrique est déposée sur chaque bord de chaque bande conductrice.Advantageously, such a collector is characterized in that a layer of dielectric material is deposited on each edge of each conductive strip.
Là où le matériau diélectrique (appelé aussi bouclier) est déposé en contact avec une bande conductrice, deux effets techniques essentiels sont obtenus.Where the dielectric material (also called a shield) is deposited in contact with a conductive strip, two essential technical effects are obtained.
En premier lieu, le champ électrique sur le bord de la bande conductrice en contact avec le matériau diélectrique est réduit par rapport au champ électrique au même endroit, dans un dispositif selon l'art antérieur (c'est-à-dire sans matériau diélectrique). La réduction est dans un rapport proche de
En second lieu, là où le matériau diélectrique est en contact avec le bord d'une bande conductrice, les électrons émis par la cathode vont directement sur la partie de la piste non recouverte par le bouclier (par exemple zone B sur la figure 3) ou, dans le cas d'un écran fluorescent, sur le matériau luminescent qui recouvre cette piste, puisque les bords de la bande conductrice sont protégés par le diélectrique. L'efficacité de la collecte des électrons se trouve ainsi améliorée et on peut obtenir une meilleure "focalisation" sur la bande sélectionnée.Second, where the dielectric material is in contact with the edge of a conductive strip, the electrons emitted by the cathode go directly to the part of the track not covered by the shield (for example zone B in FIG. 3) or, in the case of a fluorescent screen, on the luminescent material which covers this track, since the edges of the conductive strip are protected by the dielectric. The efficiency of electron collection is thus improved and a better "focusing" can be obtained on the selected band.
Cet effet se trouve encore renforcé si la couche de matériau diélectrique s'étend au-delà du bord de la bande conductrice sur laquelle elle est déposée, et empiète sur la partie centrale de cette bande.This effect is further enhanced if the layer of dielectric material extends beyond the edge of the conductive strip on which it is deposited, and encroaches on the central part of this strip.
De façon préférée, un collecteur tel que décrit ci-dessus est caractérisé en ce que la couche de matériau diélectrique s'étend également du bord de la bande avec laquelle elle est en contact, jusqu'au bord de la bande voisine.Preferably, a collector as described above is characterized in that the layer of dielectric material also extends from the edge of the strip with which it is in contact, to the edge of the neighboring strip.
Selon un mode de réalisation préféré, le bouclier diélectrique est constitué d'un matériau présentant une constante diélectrique élevée.According to a preferred embodiment, the dielectric shield is made of a material having a high dielectric constant.
De façon particulière, le bouclier diélectrique est en silice.In particular, the dielectric shield is made of silica.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lumière de la description qui suit. Cette description porte sur des exemples de réalisation, donnés à titre explicatif et non limitatif. Elle se réfère par ailleurs à des dessins annexés, sur lesquels :
- les figures 1a et 1b, déjà décrites, montrent la structure d'un collecteur d'électrons selon l'art antérieur, dans le cas d'un écran fluorescent à micropointes ;
- la figure 2, déjà décrite, montre les trajectoires des électrons émis par la cathode, dans le cas d'un collecteur d'électrons selon l'art antérieur ;
- la figure 3 montre la répartition des lignes de champ entre deux anodes voisines dans le cas d'un collecteur d'électrons selon l'art antérieur ;
- les figures 4a à 4e montrent plusieurs structures possibles d'un collecteur d'électrons selon la présente invention ;
- la figure 5 montre la structure d'un collecteur d'électrons selon la présente invention, incorporé dans un écran fluorescent à micropointes ;
- la figure 6 montre un mode de réalisation d'une couche diélectrique entre deux bandes conductrices adjacentes de l'anode d'un collecteur d'électrons selon l'invention ;
- la figure 7 montre un exemple de réalisation d'une couche diélectrique entre deux bandes conductrices adjacentes de l'anode d'un collecteur d'électrons selon l'invention ;
- la figure 8 montre un autre exemple de réalisation d'une couche diélectrique entre deux bandes conductrices adjacentes de l'anode d'un collecteur d'électrons selon l'invention.
- FIGS. 1a and 1b, already described, show the structure of an electron collector according to the prior art, in the case of a fluorescent microtip screen;
- FIG. 2, already described, shows the trajectories of the electrons emitted by the cathode, in the case of an electron collector according to the prior art;
- FIG. 3 shows the distribution of the field lines between two neighboring anodes in the case of an electron collector according to the prior art;
- FIGS. 4a to 4e show several possible structures of an electron collector according to the present invention;
- FIG. 5 shows the structure of an electron collector according to the present invention, incorporated in a fluorescent microtip screen;
- Figure 6 shows an embodiment of a dielectric layer between two strips adjacent conductors of the anode of an electron collector according to the invention;
- FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a dielectric layer between two adjacent conductive strips of the anode of an electron collector according to the invention;
- FIG. 8 shows another embodiment of a dielectric layer between two adjacent conductive strips of the anode of an electron collector according to the invention.
Un mode préféré de réalisation d'un collecteur d'électrons selon l'invention est représenté en coupe sur la figure 4a et en perspective sur la figure 4b. On n'a évidemment représenté qu'une partie du collecteur, le motif des figures 4a et 4b pouvant être répété identique à lui-même selon la direction x'x. Le collecteur, ou anode, comporte un substrat 21 isolant (en verre, par exemple) qui s'étend selon la direction x'x et perpendiculairement au plan de la figure. Le substrat supporte des bandes conductrices 23-1 et 23-2 appelées aussi pistes conductrices, qui s'étendent perpendiculairement au plan de la figure 4a. Chaque bande comporte une partie centrale (zone B sur la figure 4a) délimitée par deux bords (zone A sur la figure 4a). L'homme du métier saura choisir, selon l'application envisagée, les dimensions du substrat et des pistes. Typiquement, pour une application à des écrans fluorescents, le substrat a une épaisseur d'environ 1 mm et les pistes ont une épaisseur de l'ordre de grandeur du micromètre, ou du dixième de micromètre. Des pistes ayant une largeur d'environ 100 µm pour une distance entre deux pistes d'environ 50 µm ont déjà été réalisées.A preferred embodiment of an electron collector according to the invention is shown in section in Figure 4a and in perspective in Figure 4b. Obviously, only part of the collector has been shown, the pattern in FIGS. 4a and 4b being able to be repeated identical to itself in the direction x'x. The collector, or anode, comprises an insulating substrate 21 (made of glass, for example) which extends in the direction x'x and perpendicular to the plane of the figure. The substrate supports conductive strips 23-1 and 23-2 also called conductive tracks, which extend perpendicular to the plane of Figure 4a. Each strip has a central part (zone B in FIG. 4a) delimited by two edges (zone A in FIG. 4a). Those skilled in the art will be able to choose, depending on the application envisaged, the dimensions of the substrate and of the tracks. Typically, for an application to fluorescent screens, the substrate has a thickness of approximately 1 mm and the tracks have a thickness of the order of magnitude of a micrometer, or one tenth of a micrometer. Tracks having a width of approximately 100 µm for a distance between two tracks of around 50 µm has already been achieved.
Selon l'invention, une couche 25 d'un matériau diélectrique est déposée sur au moins un des bords de chaque piste 23-1 et 23-2 et avantageusement sur chacun des bords. Dans le cas de l'application à des écrans fluorescents, les matériaux luminescents sont ensuite déposés sur les pistes conductrices par tout procédé connu. La couche 25 s'étend suivant une direction perpendiculaire au plan de la figure 4a, le long de la piste sur le bord de laquelle elle est déposée (voir représentation en perspective sur la figure 4b). Elle peut également s'étendre suivant x'x, dans l'espace inter-piste et recouvrir ainsi une partie de l'espace entre deux pistes voisines, ainsi qu'illustré sur la figure 4a. Une variante est illustrée sur la figure 4c qui doit également (ainsi que les figures 4d et 4e) être comprise comme une vue en coupe du collecteur d'électrons, l'ensemble substrat-pistes-couche diélectrique s'étendant, là encore, perpendiculairement au plan de la figure. Sur cette figure 4c, où les références 21, 23-1, 23-2 ont la même signification que sur la figure 4a, la couche de matériau diélectrique 27 couvre les bords des pistes 23-1 et 23-2 ainsi que tout l'espace entre ces pistes.According to the invention, a
Un autre mode préféré de réalisation de l'invention est représenté sur la figure 4d, où la couche 29 de matériau diélectrique s'étend au-delà du bord de la piste (23-1, 23-2) sur laquelle elle est déposée, et empiète sur la partie centrale de celle-ci. Cet empiétement doit être néanmoins limité pour ne pas trop réduire la surface couverte par les matériaux luminescents (typiquement, il sera compris entre un micron et quelques microns).Another preferred embodiment of the invention is shown in FIG. 4d, where the
Une variante est représentée sur la figure 4e, où la couche 31 de matériau diélectrique s'étend sur tout l'espace entre les deux pistes 23-1 et 23-2 et au-delà du bord de chaque piste, en direction de sa partie centrale.A variant is shown in FIG. 4e, where the
Dans tous les cas décrits ci-dessus, si on choisit pour matériau diélectrique 25, 27, 29, 31 un matériau possédant une constante diélectrique élevée, on obtient une réduction du champ électrique régnant au bord de toute piste conductrice 23-1, 23-2 en contact avec le matériau diélectrique (zone A sur les figures 4a, 4c à 4e) dans un rapport égal à ε/εo, où ε est la constante diélectrique de la couche diélectrique et εo la constante diélectrique du vide. Ceci réduit d'autant les risques de claquages, et un écart de tension plus élevé peut être de ce fait appliqué entre les pistes 23-1 et 23-2.In all the cases described above, if one chooses for
Si on choisit par exemple de la silice pour matériau diélectrique, on aura ε/εo≈4.If we choose for example silica for dielectric material, we will have ε / ε o ≈4.
Il sera encore plus avantageux de travailler de préférence avec ε/εo≧10.It will be even more advantageous to work preferably with ε / ε o ≧ 10.
D'autre part, du fait du contact de la couche de matériau diélectrique avec au moins un bord de la piste 23 correspondante et avantageusement avec les deux bords, les électrons émis par la cathode vont directement sur la partie de la piste conductrice parallèle au substrat (zone B sur la figure 4a ou 4c) et l'effet "de bord", c'est-à-dire la collecte d'électrons par la partie de la piste conductrice qui s'incline vers le substrat, est considérablement réduit. On a, en quelque sorte, une amélioration de la focalisation des électrons sur la piste conductrice.On the other hand, due to the contact of the layer of dielectric material with at least one edge of the corresponding track 23 and advantageously with the two edges, the electrons emitted by the cathode go directly to the part of the conductive track parallel to the substrate. (zone B in FIG. 4a or 4c) and the "edge" effect, that is to say the collection of electrons by the part of the conductive track which inclines towards the substrate, is considerably reduced. We have, in a way, an improvement in the focusing of the electrons on the conductive track.
Ces deux effets (réduction du risque de claquage et meilleure focalisation) sont renforcés lorsque la couche diélectrique déborde légèrement sur les pistes conductrices (figures 4e, 4d).These two effects (reduction of the risk of breakdown and better focusing) are reinforced when the dielectric layer projects slightly over the conductive tracks (Figures 4e, 4d).
Dans le cas particulier non limitatif où le collecteur d'électrons selon l'invention est appliqué à un écran fluorescent à micropointes, on obtient la structure illustrée sur la figure 5, qui représente une vue en coupe de l'écran, celui-ci s'étendant suivant la direction x'x et perpendiculairement au plan de la figure. L'écran est constitué d'une anode et d'une cathode, cette dernière ayant la même structure que dans l'art antérieur décrit ci-dessus : la cathode comporte un premier substrat 11, des colonnes conductrices 13 supportant des micropointes 15 métalliques et croisant des lignes conductrices perforées 17 (grilles). Les colonnes et les grilles sont séparées par une couche isolante 19 (silice, par exemple), pourvue d'ouvertures permettant le passage des micropointes 15. Avantageusement, une couche résistive peut être intercalée entre les micropointes et les conducteurs cathodiques.In the particular non-limiting case where the electron collector according to the invention is applied to a fluorescent microtip screen, the structure illustrated in FIG. 5 is obtained, which represents a sectional view of the screen, the latter s 'extending in the direction x'x and perpendicular to the plane of the figure. The screen consists of an anode and a cathode, the latter having the same structure as in the prior art described above: the cathode comprises a
L'anode comporte un second substrat 40 isolant (verre, par exemple), qui supporte des bandes conductrices 43.The anode comprises a second insulating substrate 40 (glass, for example), which supports conductive strips 43.
Au moins l'un des deux substrats (11) et (40) doit être transparent.At least one of the two substrates (11) and (40) must be transparent.
Une première série de ces bandes 43 est recouverte par un matériau 45 luminescent dans le rouge, Y₂O₂S dopé Eu par exemple, une deuxième série de ces bandes 43 est recouverte par un matériau 47 luminescent dans le vert, ZnS dopé CuAl par exemple, la dernière série de bandes 43 est recouverte par un matériau 49 luminescent dans le bleu, ZnS dopé Ag par exemple. De plus, une couche de matériau diélectrique 33 est disposée entre les pistes conductrices 43 de l'anode.A first series of these
De façon préférée, cette couche diélectrique 33 s'étend légèrement au-delà du bord de chaque piste conductrice 43, en direction de la partie centrale de cette dernière (comme illustré sur la figure 4d).Preferably, this
La figure 5 représente également l'effet de focalisation dans le cas de l'écran fluorescent à micropointes : tous les électrons émis par la cathode vont sur le matériau luminescent 47 de la piste 43 sélectionnée et l'efficacité lumineuse de l'écran se trouve améliorée.FIG. 5 also represents the focusing effect in the case of the fluorescent microtip screen: all the electrons emitted by the cathode go to the
Toujours dans le cas de l'écran fluorescent, et afin d'améliorer le contraste sous éclairement extérieur, on peut chercher à réduire la réflectivité de l'anode. Ceci est obtenu en choisissant pour la couche diélectrique 33, de préférence, un matériau absorbant de la lumière visible. Ceci peut être utile, notamment pour l'application de l'invention aux écrans d'affichage. Si la couche 33 est transparente, elle sera avantageusement recouverte, ainsi qu'illustré sur la figure 6, d'un matériau absorbant 51. On remarquera que ce matériau 51 n'est pas nécessairement un matériau isolant. Sur la figure 6, sont également représentées deux pistes conductrices 43 et, sur chacune, une couche 47, 49 de matériau luminescent.Still in the case of the fluorescent screen, and in order to improve the contrast under external lighting, it is possible to seek to reduce the reflectivity of the anode. This is obtained by choosing for the
Un autre exemple de réalisation de la couche diélectrique est décrit sur la figure 7. Sur le substrat en verre 41, des pistes conductrices 43 en oxyde d'indium dopé à l'étain (ITO) sont déposées, une couche 47, 49 de matériau luminescent étant déposée sur chacune de ces pistes. L'épaisseur des pistes 43 est d'environ 0,2 µm.Another embodiment of the dielectric layer is described in FIG. 7. On the
Pour former ces pistes, on procède de la façon suivante. Une couche d'oxyde d'indium dopé à l'étain (ITO) est déposée, par exemple par pulvérisation cathodique. Des bandes parallèles sont ensuite réalisées dans cette couche d'ITO en utilisant des techniques connues par ailleurs, comme par exemple la photolithographie à travers un masque et la gravure chimique. Dans ce dernier cas, on peut utiliser un mélange de FeCl₃-HCl à 50°C, le temps de gravure étant, dans ces conditions, de l'ordre de 2 minutes. La largeur des bandes et la distance entre deux bandes dépendent de l'application souhaitée. Par exemple, dans le cas des écrans fluorescents, ces paramètres dépendent de la résolution que l'on veut atteindre. a titre indicatif, des bandes ayant une largeur de 100 µm ont été réalisées avec une distance interbande de l'ordre de 50 µm.To form these tracks, we proceed as follows. A layer of indium oxide doped with tin (ITO) is deposited, for example by spraying cathodic. Parallel strips are then produced in this layer of ITO using techniques known elsewhere, such as for example photolithography through a mask and chemical etching. In the latter case, a mixture of FeCl₃-HCl can be used at 50 ° C, the etching time being, under these conditions, of the order of 2 minutes. The width of the strips and the distance between two strips depends on the desired application. For example, in the case of fluorescent screens, these parameters depend on the resolution that one wants to achieve. by way of indication, strips having a width of 100 μm have been produced with an interband distance of the order of 50 μm.
La couche diélectrique 53 est en silice et a une épaisseur d'environ 1 µm. La silice recouvre les bords de l'ITO sur une largeur de 10 µm plus ou moins 5 µm (figure 7). La silice est par exemple déposée par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) sur l'ensemble de la surface. Sa géométrie est ensuite définie en utilisant les techniques bien connues de photolithographie et de gravure chimique à partir d'un mélange HF-NH₄F.The
Des matériaux luminescents peuvent ensuite être déposés sur les pistes conductrices par tout procédé connu.Luminescent materials can then be deposited on the conductive tracks by any known method.
Selon un autre exemple de réalisation du bouclier (même structure des couches que sur la figure 7), le substrat 41 est en verre, les pistes conductrices 43 sont en ITO, ou en aluminium (Al). Le procédé de formation des bandes 43 est le même que celui qui vient d'être décrit ci-dessus. La couche diélectrique 53 est en verre noir absorbant à bas point de fusion. Elle est déposée par sérigraphie sur l'ensemble de la surface et son épaisseur est d'environ 5 µm. Sa géométrie est là aussi définie par les techniques de photolithographie et de gravure chimique.According to another embodiment of the shield (same structure of the layers as in FIG. 7), the
Selon un troisième exemple de réalisation (figure 8), le substrat 41 est en verre, les pistes conductrices 43 en ITO (voir ci-dessus pour le procédé de formation, et la couche diélectrique 55 en silice, d'une épaisseur d'environ 1 µm. Cette couche 55 est recouverte d'une couche 57 d'oxyde de chrome noir d'environ 1 µm d'épaisseur. La silice est d'abord déposée par CVD (dépôt chimique en phase vapeur) sur l'ensemble de la surface. Puis une couche 57 d'oxyde de chrome noir est déposée sur la silice, par exemple par une technique de pulvérisation cathodique. Cette couche d'oxyde a une épaisseur d'environ 1 µm. Par lithographie et gravure chimique, on réalise ensuite un motif tel que celui représenté sur la figure 8.According to a third exemplary embodiment (FIG. 8), the
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