FR2736171A1 - Tete d'impression a emission de champ - Google Patents

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Abstract

Des électrons émis par champ convergent à l'aide d'une structure et des lignes de grille (GT11, GT13, GT15, ..., GT1 (n-1)) d'ordre impair sont connectées à une première électrode conductrice de grille, tandis que (GT12, GT14, GT16, ..., GT1n) d'ordre pair sont connectées à une deuxième électrode conductrice de grille. Lorsque la première électrode conductrice de grille est sélectionnée et mise en fonctionnement, le potentiel de la deuxième électrode conductrice de grille est passée à faible niveau. Etant donné que la ligne de grille d'ordre impair est disposée entre des lignes de grille (GT12, GT14, GT16, ..., GT1n) d'ordre pair de faible niveau, les électrons émis peuvent converger. Lorsque la deuxième électrode conductrice de grille est sélectionnée et mise en fonctionnement, un processus contraire a lieu, si bien que les électrons émis convergent. Chaque ligne de grille présente trois matrices à émission de champ en forme de points, qui correspondent à des composantes de couleur rouge, verte et bleue, si bien qu'un appareil d'image en couleur est constitué.

Description

TETE D'IMPRESSIUN A EMISSION DE CHAMP
La présente invention concerne une tête d'impression pouvant être adaptée à une imprimante optique et, plus particulièrement, une tête d'impression en couleur à émission de champ, ayant un dispositif à émission de champ.
On contact jusqu'ici des imprimantes optiques.
La structure schématiques de l'imprimante optique est décrite ci-après en se référant à la figure 1. Un film 120 est recouvert d'un matériau sensible, tel que de l'halogénure d'argent (sel d'argent) de maniere à être exposé à la lumière lorsque la surface inférieure du film 120 est irradiée d'une lumière refléchie par un miroir 121.
Le film 120 est irradié d'une lumière émise par une tête d'impression 125. La tête d'impression 125 reçoit des données d'image pour chaque ligne. Une lumière modulée par les données d'image pré-citées est principalement balayée verticalement sur la surface de la feuille et la tête d'impression 125 est balayée de manière sous-jacente, comme indiqué par une flèche représentée sur la figure 1, de manière qu'une image soit imprimée sur le film 120 par un procédé séquentiel en ligne.
La référence SLA 122 désigne une matrice de lentilles SELFOC servant de lentille pour forcer une lumière émise par la tête d'impression 125 à être focalisée sur la surface du film 120. Un miroir 123, introduit une lumière dans la SLA 122.
Un filtre RVB 124 est un filtre optique de trois couleurs primaires, pour imprimer une image en couleur sur le film 120. Dans le cas où une image en couleur est imprimée, des données d'image pour une ligne sont décomposées en données d'image R (rouget, V (vert) et B (bleu) et, ensuite, le filtre RVB 124 est déplacé pour correspondre à des données d'image pour chaque couleur, de manière que le filtre RVB 124 exécute les opérations de balayage principale.
C'est-à-dire que les opérations de balayage principales exécutées trois tois donnent lieu à l'affichage de l'image en couleur pour une ligne sur le film 120.
Une imprimante optique du type précite présente une source de lumière ayant été une diode luminescente (LED) ou un tube d'affichage à caractères fluorescents, de type à émission thermoionique. Au cours des dernières années, I'utilisation d'une technique de microtraitement à semi-conducteur a permis de réaliser des dispositifs à émission de champ de la taille du micron sous la forme d'une configuration en matrice sur un substrat. Une tête d'impression à émission de champ utilisant la matrice pré-citée de dispositif à émission de champ, à titre de source d'électrons, a été proposée (se référer au brevet japonais No 4-43539 ouvert à l'inspection publique).
Un exemple de la structure d'une tête d' impression classique 3 à émission de champ, du type précité, est représenté sur la figure 2. Sur la figure 2, la figure 2A est une vue en plan schématique, la figure 25 est vue en coupe transversale schématique, suivant la ligne A-A' représentée sur la figure 2 A, et la figure 2C est une vue en coupe transversale détaillée, suivant la ligne 8-8' représenté sur la figure 2A.Comme représenté sur la figure 2, la tête d'impression à émission de champ présente un premier substrat plat 101 ayant sur lui une pluralité de dispositifs à émission de champ 105, un deuxième substrat plat 102, dispose à l'opposé du premier substrat plat 101 et ayant sur lui un organe fluorescent 106 et ainsi de suite, un organe porteur 103 pour maintenir une distance prédéterminée entre le premier substrat plat 101 et le deuxième substrat plat 102, et une couche sous vide 104 entourée par le premier substrat plat 101, le deuxième substrat plat 102 et 1 'organe porteur 103.
Le premier substrat plat 101 est constitué d'un substrat monocristal lin en 511 icium de type n et est recouvert d'un film d'oxyde de silicium (film de Si 02) 101 1, sauf ses dispositifs à émission de champ 105 et son électrode contact de substrat 107. Le deuxième substrat plat 102 est constitue d'un substrat en verre transparent et présente une électrode anodique 109 transparente et un organe fluorescent 106 laminé sur sa surface.Des dispositifs à émission de champ 105 ayant chacun une électrode cathodique et une électrode de grille, et l'organe fluorescent 106, ayant une électrode anodique, sont disposés à l'opposé les uns des autres, de manière qu'une couche sous vide 104 soit formée entre les dispositifs à émission de champ 105 et l'organe fluorescent 10b. Un couple, constitué du dispositif à émission de champ 105 et de l'organe fluorescent 106, forme une source de lumière monobloc.
Chaque source de lumière monobloc présente un dispositif à émission de champ coupé par des électrodes de grille séparées les unes des autres et disposées sous la forme d'une matrice. L'électrode cathodique de chacun des dispositits à émission de champ partage une plaque en silicium monocristal lin. De même, l'électrode anodique est en général partagée.
Un dispositif à émission de champ, comme représenté sur la figure ZC, présente une pluralité d'électrodes cathodiques (emetteurs) saillantes, formées sur la surface du premier substrat plat 101 et des électrodes de grille 112 formées sur le film de
SiO2 101 et ayant des ouvertures adjacentes aux saillies précitées. Les électrodes de grille sont séparées les unes des autres par chaque dispositif à émission de champ.
Bien que le premier substrat plat 101 soit constitué du substrat en silicium monocristal lin et que les saillies soient formées par une gravure chimique anisotrope du substrat en silicium monocrîstaîl in, on peut utiliser un substrat isolant ayant des électrodes métalliques et des saillies métalliques ou on peut utiliser une structure ayant des saillies métalliques formées sur un substrat conducteur.
Dans la source de lumière monobloc ayant cette structure, dans un état où le substrat 101 en silicium monocristallin est mis à a masse via l'électrode de contact de substrat 1 U?, lorsqu'unie tension d'anode V a k est appliquée à l'organe fluorescent 106 via l'électrode de contact d'anode 110 et l'électrode d'anode 109 et qu'une tension de grille Vgk est appliquée à l'électrode de grille des dispositifs à émission de champ 105, via l'électrode de contact de grille 108, le champ électrique de 1 'électrode de grille est appliqué aux parties saillantes de l'électrode cathodique des dispositifs à émission de champ 105, de sorte que des électrons sont émis par champ par les parties conductrices des sa i i i i es. Les électrons emis par champ sont accélérés en raison de la tension d'anode, lorsqu' ils ont pu atteindre I 'organe fluorescent 10o, 51 bien que les parties de l'organe fluorescent 106 oppose au dispositif émettent de la lumière.
La lumière ainsi émise traverse l'électrode anodique 109 transparente et le deuxième substrat plat 102 est rayonné, de maniere que des données d'image pour une ligne soient enregistrées par emission sur un milieu d'enregistrement, tel qu'un film. Dans le cas précédent, le procédé de balayage séquentiel en ligne peut être utilisé comme décrit ci-dessus, dans lequel le milieu d'enregistrement ou la tête d'impression est déplace pour enregistrer des données d' image pour la ligne qui suit.
Etant donné qu'une tete d'impression à émission de champ du type précité est fabriquée à l'aide de la technique de microtraitement pour semi-conducteurs, on peut obtenir de hautes définitions.
Cependant, dans la tête d'impression classique precitée à émission de champ; des électrons sont émis par les extrémités condl.lctrices des électrodes cathodiques 111 saillantes, pour émettre par champ des électrons tout en étant dispersés d'un angle d'à peu près 60". Par conséquent, des électrons quelques peu dispersés atteignent l'électrode anodique 109. Il s'ensuit qu'i i existe un risque que des pixels adjacents sur l'électrode anodique 109 soient excités pour émettre de la lumière. Ainsi, il se pose un problème qui est que la définition s'altère et que l'on ne peut pas imprimer d'image de haute qualité en raison de I'émission de fuite.Dans le cas où l'électrode anodique 109 se présente sous la forme d'une électrode plane et massive à motifs, les problèmes précités deviennent plus critiques.
Par consequent, un but de la présente invention est de proposer une tête d'impression en couleur à émission de champ, capable de faire converger des électrons émis par champ.
Pour atteindre ce but, selon un aspect de la présente invention, il est proposé une tête d'impression à émission de champ comprenant : une pluralité de lignes cathodiques formée sur un substrat de cathode; une pluralité d'émetteurs formée sur les lignes cathodiques; une pluralité de lignes de gril le formée sur le substrat de cathode, via une couche isolante, en des positions opposees aux lignes cathodiques, la ligne de gril le etant disposée adjacente aux extrémités conductrices de la a pluralité d'émetteurs; une première électrode conductrice de grille à laquelle sont connectées des lignes de grille d'ordre impair, parmi les lignes de grille; une deuxième électrode conductrice de gril le à laquelle sont connectées des lignes de gril le d'ordre pair, parmi les lignes de grille; une pluralité de lignes anodiques formée sur un substrat d'anode disposé à l'opposé du substrat de cathode ; des anodes fictives formées des deux cotés de la pluralité de lignes anodiques; des organes fluorescents recouvrant une partie de lignes anodiques qui est opposé aux lignes de grille, dans laquelle la première électrode conductrice de grille et la deuxième électrode conductrice de grille sont alternativement sélectionnées et mises en fonctionnement, les différentes lignes anodiques sont sequentiellement sélectionnées et mises en fonctionnement, et les potentiel s des électrodes conductrices de gril le non sélectionnees, des lignes anodiques non selectionnees et d e t anode fictive présentent de faibles niveaux.
Selon un autre aspect de la présente invention, il est propose une tête d'impression à émission de champ comprenant : une pluralité de lignes cathodiques formée sur un substrat de cathode; une pluralité d'émetteurs formée sur les lignes cathodiques; une pluralité de lignes de grille formée sur le substrat de cathode, via une couche isolante, en des positions opposées aux lignes cathodiques, la i i g n e de grille étant disposée adjacente aux extrémités conductrices de la pluralité d'émetteurs; une première électrode conductrice de gril le à laquelle sont connectées des lignes de grille d'ordre impair, parmi les lignes de grille; une pluralité d'électrodes convergentes disposées entre les premières lignes de grille et des deux côtés des premieres lignes de grille; une première électrode conductrice de grille à laquelle est connectée à la pluralité de lignes de grille; une deuxième électrode conductrice de grille à laquelle est connectée la pluralité d'électrodes convergentes; une pluralite de lignes anodiques tormees sur un substrat d'anode dispose à l'oppose du substrat de cathode; des anodes fictives formées des deux côte de la pluralité de lignes anodiques: des organes fluorescents allongés recouvrant les lignes anodiques, dans la direction axiale des lignes anodiques, dans laquelle l'une quelconque des lignes anodiques est sé I ect i onnée et mise en fonctionnent de taçon a correspondre à des données d'image en couleur devant être fournies aux lignes cathodiques, et les potentiels de la deuxième electrode conductrice de grille, des lignes anodiques non sélectionnées et de l'anode fictive présentent de faibles niveaux.
La tête d'impression à émission de champ présente une structure dans la quelle la pluralité de lignes anodiques est constituée de matériaux conducteurs non transparents, de manière que des fentes soient formées dans la direction axiale des lignes anodiques et les différentes lignes anodiques sont recouvertes des organes fluorescents, pour recouvrir les fentes.
Selon la présente invention, les lignes de grille sont séparées en lignes de grille d'ordre impair et en lignes de gril le d'ordre pair, de manière à être alternativement selectlonnées et mises en fonctionnement. S7multanément, les differentes électrodes anodiques sont sequentiellement sélectionnées et mises en fonctionnement. Dans ce cas, le potentiel de la ligne de seille non sélectionnée et de la ligne anodique non sélectionnée est passe à un faible niveau (ou un niveau nul ou un niveau négatif), si bien que les électrons émis par champ par la ligne de grille ne sont pas dispersés, mais que ces derniers convergent.
Par l'agencement d'électrodes de grille convergentes, dont le niveau est toujours faible tou à un niveau nul ou un niveau negatif), , entre les differentes lignes de grille, toute dispersion des électrons émis par champ est empêchée si bien que les electrons convergent.
La matrice à émission de champ est réalise sous la forme d'une bande allongee, dans la direction axiale des lignes de gril le, au lieu de la contisura-tion en torve de points; et les lignes anodiques sont recouvertes des organes fluorescents al longés, dans I a direction axiale des i i g n e s anodiques. Il s'ensuit que la plage possible pour positionner le substrat d'anode par rapport au substrat de cathode et la plage possible pour positionner les organes fluorescents par rapport aux lignes anodiques peuvent être élargies. Ainsi, la tête d'impression à emission de champ peut être facilement fabriquée.
Etant donné que les electrons émis par champ peuvent converger, le pas des pixels peut être raccourci, si bien qu'une lentille SELFOC à faible coût est utilise.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaXtre à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation preferes, décrits en réterence aux dessins annexés.
La figure 1 est un diagramme représentant la structure schématique d'une imprimante optique classique;
la figure Z comprend une vue de dessus, une vue de face en coupe transversale et une vue de côte en coupe transversale, représentant la structure schématique d'une tête d' impression classique à émission de champ;
la figure 3 comprend une vue de côté partielle en coupe transversale, représentant une tête d'impression à émission de champ selon un premier mode de réalisation de la présente invention et les structures de lignes de grille et de lignes cathodiques;
la figure 4 est une vue en perspective représentant les structures de lignes de gril le, des lignes cathodiques et des lignes anodique de la tête d'impression à émission de champ selon le premier mode de réalisation de la présente invention;;
la figure b représente les structures de lignes de grille et des lignes cathodiques d'une tête d'impression à émission de champ selon un deuxieme mode de réalisation de la présente invention;
la figure 6 est une vue en perspective représentant les structures des lignes de grille, des lignes cathodiques et des lignes anodiques de la tête d'impression à émission de champ selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention;
la figure 7 est un graphique représentant les caractéristiques d'une matrice de lentilles SELFOC, consistant en des lentilles disposees en une seule ligne;
la figure 8 est un graphique représentant les caractéristiques d'une matrice de lentilles SELFOC, consistant en des lentilles disposées en deux lignes; et
la figure 9 est une vue en perspective representant la structure de la matrice de lentilles
SELFOC, consistant en des lentilles disposees en deux lignes.
La structure d'un premier mode de réalisation d'une tête d'impression a emission de champ selon la présente invention est representee sur la figure 3. La figure 3A représente un exemple de mot1t de lignes de gril le, lorsqu'un substrat de cathode 1 formant la tête d'impression à émission de champ selon la présente invention est observé à partir d'une position haute. la figure 3B représente la structure en coupe transversale de la tête d'impression à émission de champ, suivant la ligne A-A représentée sur la figure 3A.
Comme représenté sur la figure bB, la pluralité de lignes cathodiques C1, C2, C3, ..., Cn (seules trois lignes cathodiques C (n-2), C (n-1), Cn sont illustrées) sont tormees sur une surface du substrat de cathode 1. Sur les lignes cathodiques, Cl, C2, Cd, ....
Cn est formée une pluralité d'émetteurs 3 en forme de cônes, pour tormer respectivement des matrices à émission de champ. Sur le substrat de cathode 1 est forme une couche isolante 2 en SIO2 et ainsi de suite.
Sur la couche isolante 2 sont formées n lignes de grille 6Tll à G11n (seules trois lignes GT1(n-2t, GT1 (n-1), , GTln sont ilìustreest, et des grilles fictives
GT21 et GT22 disposées des deux côtés des lignes de grille GT11 à GTln.
Un substrat d'anode 10 est disposé à ltoppose du substrat de cathode 1 et à distance de ce dernier d'un jeu prédétermine. Le substrat d'anode 10 presente trois electrodes anodiques Ai, A2 et A3 en torme de bandes et deux anodes fictives A4, de deux côtés des électrodes anodiques Al AZ et A3. En outre, les lignes anodiques Al, AS et A3 sont recouvertes d'organes fluorescents en torme de points (seuls les organes fluorescents G (n-Z), G Çn-1), Gn recouvrant la ligne anodique A3 sont illustres).
Le substrat de cathode 1, le substrat d'anode 10 et des plaques laterales (non représentées) forment un récipient sous vide étanche à l'air, dont l'intérieur est expose à un vide élevé. Il est à noter que le substrat de cathode 1 et le substrat d'anode 10 sont constitués de verre.
La figure 3A est un diagramme représentant le substrat de cathode 1, lorsqu'on l'observe depuis une position haute. Comme représenté sur la figure 3A, les lignes de grille d'ordre impair GT11, GT13, GT15, ....
GT1 (n-1) des n lignes de grille GT11 à GT1n sont connectées à une première électrode conductrice de grille GT1, tandis que des lignes de gril le d'ordre pair GT12, GT14, GT16, ..., Glln des n lignes GT11 à GT1n sont connectées a une deuxieme électrode conductrice de grille 6r2.
La premiere electrode conductrice de grille GT1 et la deuxième électrode conductrice de grille GT2 sont alternativement sélectionnées et mises en fonctionnement. En outre, le potentiel d'une électrode conductrice de grille non sélectionnée est passé à un faible niveau (ou un niveau nul ou niveau negatif).
Lorsque la première electrode conductrice de grille 611 est sélectionnée et mise en fonctionnement, par exemple, le potentiel de chacune des lignes de grille GT12 et G114 des deux cotés, par exemple de la ligne de grille GT13, est passé à un faible niveau. I1 s'ensuit qu'une influence du champ électrique ainsi formé force les électrons émis par la ligne de grille
GT13 à converger.
Ainsi, lorsque la première électrode conductrice de grille GT1 a été sélectionnée et mise en fonctionnement, les électrons émis par les lignes de grille d'ordre impair GT11, GT13, GT15, ..., GT1 (n-1) convergent. Lorsque la deuxieme électrode conductrice de grille GT2 a été sélectionnée et mise en fonctionnement, les électrons émis par les lignes de grille d'ordre pair GT12, GT14, GT16, ..., GTln convergent. Etant donné qu'aucune ligne de grille n'existe à l'extérieur de chacune parmi la ligne de grille 6111 et la Ligne de grille GTln, les gril les fictives TZ1 et 6 i 22 sont destinées à faire converger les electrons.
La figure 4 est une vue en perspective de la tête d'impression à emission de champ selon le premier mode de réalisation de la présente invention. La figure 4 représente seulement differentes electrodes formées sur le substrat d'anode 10 et les substrat de cathode 1 tout en supprimant les autres structures.
Comme représenté sur la figure 4, les trois lignes anodiques Al, AZ et A3 sont réalisées sous forme de bandes, qui s'étendent perpendiculairement aux lignes cathodiques C1 à Cn et aux lignes de grille GT11 à GTln. Des deux côtés des lignes anodiques Al, A2, et
A3 sont formées les anodes fictives A4.
La ligne anodique Al est agencée pour émettre une composante de lumiere G (verte), la ligne anodique A 1 ayant des organes tiuorescents G1 à Gn en forme de points, formés à ltopposé des lignes de grille GT11 à
GT1n. La ligne anodique AZ est agencée pour émettre une composante de lumière R (rouge), tandis que la ligne anodique A3 est agencee pour émettre une composante de lumière B (bleu). Les lignes anodiques A2 et A3 présentent des organes fluorescents R1 à Rn en forme de points, correspondants, et des organes fluorescents B1 à Bn formés à l'opposé des lignes de grille GT11 à
GTln.
Les anodes fictives A4 sont agencées pour faire converger des électrons qui atteignent les lignes anodiques Al, A2 et A3, les anodes fictives A4 présentant toujours un faible potentiel (ou un niveau nul ou un niveau négatif).
Dans le cas précité, les organes fluorescents G1 à 6n, R1 à Rn et B1 à Bn peuvent ëtre des organes fluorescents capables d'emettre respectivement des composantes de lumière verte, rouge et bleue. A titre de variante, des tiltres optiques de couleur rouge, verte et bleue peuvent être disposes à l'intérieur du substrat d'anode 1U, pour correspondre aux organes fluorescents G1 à Gn, R1 à En et 81 à Bn, de manière à obtenlr des composantes d'emission de lumiere rouge, verte et bleue.
Il est à noter que les lignes de grille
GT11 à GTln presentent des matrices à émission de champ en forme de points (indiquées par un groupe de petits cercles blancs), formées à l'opposé des organes fluorescents G1 à Gn, R1 à Rn et B1 à Bn.
Le procéde de fonctionnement de la tête d'impression à émission de champ selon le premier mode de réalisation de la présente invention est décrit schématiquement ci-après. Initialement, la ligne anodique A1 est sélectionnée et mise en fonctionnement, et les potentiels des lignes anodiques A2 et A3 et des anodes fictives A4 sont passés à de faibles niveaux. A l'étant précédent, des donnees d'image de couleur verte (V) pour une ligne sont tournies aux lignes cathodiques C1 à Cn, suivi d'ligne sélection et d'une mise en fonctionnement de la première électrode conductrice de grille Gl1 Ensuite, la deuxième electrode conductrice de grille GT2 est sélectionnée et mise en fonctionnement.
Il s'ensuit qu'une émission de lumière de chacun des organes fluorescents d'ordre impair
G1, 63, G5,..., G (n - 1) est contrôle d'après les données d'image de couleur verte. Ensuite, une émission de lumière de chacun des organes fluorescents d'ordre pair 62, 9, G6,..., Gn est contrôlée d'après des donnees d'image de couleur verte.
Ensuite, la ligne anodique AZ est sélectionnée et mise en fonctionnement et les potentiels des lignes anodiques Al et A3 et des anodes fictives A4 sont passés à de faibles niveaux. Dans l'état précédent, des données d' image de couleur rouge (R) pour une ligne sont fournies aux lignes cathodiques Cl à Cn, suivi d'une selection et d'une mise en fonctionnement de la première électrode conductrice de grille 611. Ensuite, la deuxième électrode conductrice de grille GTZ est sélectionnée et mise en fonctionnement.
Il s'ensuit Qu'une émission de lumière de chacun des organes fluorescents d'ordre impair
R1, R3, Ru,..., R (n - 1) est commandée d'après les données d'image de couler rouge. Ensuite, une émission de lumière de chacun des organes fluorescents d'ordre pair R2, R4, R6,..., Rn est commandée d'après les données d'image de couleur rouge.
Ensuite, la ligne anodique A3 est sélectionnée et mise en fonctionnement, et les potentiels des lignes anodiques Al et A2 et des anodes fictives A4 sont passés à de faibles niveaux. Dans le cas précédent, des données d' image de couleur bleue (S) pour une ligne sont fournies aux lignes cathodiques C1 à Cn, suivi d'une sélection et d'une mise en fonctionnement de la premiers électrode conductr7ce de grllle GT1. Ensuite, la deuxième électrode conductrice de grille GT2 est select1onnée et mise en tonctionnement.
Il s'ensuit que l'émission de lumière de chacun des organes fluorescents d'ordre impair 51, 83, 85,..., B (n - 1) est commandée d'après les données d' image de couleur bleue. Ensuite, l'émission de lumière de chacun des organes fluorescents d'ordre pair B2, B4, B6,..., Bn est commandee d'après les donnees d'image de couleur bleue.
Il s'ensuit qu'une image en couleur pour une ligne est affichée sur la tête d'impression, si bien que l'image en couleur est enregistrée sur un milieu d'enregistrement. Ensuite, un balayage séquentiel en ligne est exécuté séquentiellement, si bien qu'une image en couleur pour un écran d'image est enregistrée sur le milieu d'enregistrement.
Il est à noter que les lignes anodiques A1, A2 et A3 peuvent ëtre balayees au lieu de balayer les electrodes conductrices de gril le GT1 et GT2.
U 'est-a-dire que les lignes anodiques Al à Ad sont balayées séquentiellement durant une periode pendant laquez le la première electrode conductrice de grille Gll est sélectionnée et mise en fonctionnement. Dans ce cas, des éléments de données d'image de couleurs correspondant aux lignes cathodiques C1 à Cn sont séquentiellement fournies de manière à correspondre au balayage des lignes anodiques Al à A3. Ensuite, la deuxième électrode conductrice de grille GT2 est sélectionnée et mise en fonctionnement et les lignes anodiques Al à A3 sont balayées.En faisant fonctionner la tête d'impression à émission de champ comme décrit ci-dessus, des données d'image couleur pour un écran d'image peuvent être enregistrées sur un milieu d'enregistrement.
Etant donne que la lisne anodique sélectionnée et m i s e en fonctionnement est maintenue entre des lignes anodiques de faible niveau (ou un niveau nul ou un niveau négatit) ou les anodes tict1ves A4, les électrons qui atteignent la Ligne anodique sélectionnée et mise en fonctionnement peuvent converser.
Les lignes anodiques A 1 à A4 selon le premier mode de réal1sation sont constituees d'un materiau d'électrode transparent, tel que l'IfO, tandis que le substrat d'anode 10 est constitué d'un verre transparent. On peut utiliser une structure dans laquelle les lignes anodiques A 1 à A4 sont constituées de films minces de métal, tel que l'aluminium, et une fenêtre est formée dans une partie de film mince ayant l'organe fluorescent en forme de points, pour transmettre une lumière émise par l'organe fluorescent à travers la fenetre.
Etant donné qu'un modéle d'emission de lumière précis peut être obtenu dans le cas précedent, bien que la structure sot t constitué du film mince, la plage possible pour obtenir la précision de formation de motif des organes tluorescents peut ëtre élargie.
Les deux lignes cathodiques adjacentes d'ordre impair et d'ordre pair, parmi les cathodiques C1 à Cn, peuvent être connectées entre elles pour pour permettre aux deux lignes cathodiques d'ëtre mises en fonctionnement par un dispositif d'attaque. En utilisant le moyen précité, le nombre des dispositifs d'attaque de cathode peut être divisé par deux.
Un deuxième mode de réalisation de la tête d'impression à émission de champ selon la présente invention est décrit ci-après en se référant aux figures 5 et 6.
La figure 5 représente les structures des lignes C1 à Cn et des lignes de grille GT11 à Glln, selon le deuxième mode de réalisation. De manière analogue au premier mode de réalisation, n lionnes cathodiques C1 à Cn sont formées sur le substrat de cathode, de manière que les intervalles des lignes cathodiques Cl à n soient quelque peu supérieurs à ceux utilisés dans le premier mode de réalisation.
Sur les lignes cathodiques C1 à Cn sont formées les lignes de grille GT11 à 6Tn, via une couche isolante. La largueur de chacune des lignes de grille
GT11 à GTn est supérieure à celle de chacune des lignes cathodiques C1 à Cn. tn outre, dans des parties, dans lesquelles les lignes cathodiques C1 à Cn et les lignes de grille 6111 à GT1n se chevauchent, des matrices à émission de champ FE1 à FEn en forme de bande sont formées au lieu des matrices à émission de champ en forme de points.
Dans le deuxième mode de réalisation de la présente invention, toutes les lignes de gril le
GT11 à GTln sont connectées à la premiere électrode conductrice de grille GT1. Pour taisre converger des électrons émis par les matrices à émission de champ
FE1 à FEn des lignes de grille GT11 à Gt1n, des electrodes convergentes GT31 à GT3 (n + 1) sont disposées entre les lignes de grille 6111 à Glln et des deux côtés de ces dernieres.
Des électrodes convergentes 6131 à GT3 (n + 1) sont connectées à la deuxième électrode conductrice de grille GT2. Pour forcer les électrodes convergentes
GT31 à GT3 (n + 1) à faire converger des électrons émis, le potentiel de chacune des electrodes convergentes GT31 à 613 (n + 1) est forcé à passer à un faible niveau (ou un niveau nul ou un niveau négatif) en forçant le potentiel de la deuxième électrode conductrice de grille GT2 à présenter toujours un faible niveau (ou un niveau nul ou un niveau négatif).
La figure 6 est une vue en perspective représentant le deuxième mode de realisation de la présente invention, dans lequel les structures de la ligne cathodique Cl à Cn et les lignes de grille
GT11 à Gln et celles des lignes anodiques A1 à A4 sont il lustrées.
Comme représenté sur la tiqure 6, les trois lignes anodiques Al à A3 sont disposées sous la forme d'une bande qui s'etend perpendiculairement à la ligne cathodique C1 à Cn et aux lignes de grille GT11 à GTln.
En outre, des anodes fictives A4 pour faire converger des électrons sont formées des deux côtes des lignes anodiques A1 à A3.
La ligne anodique A1 est capable d'émettre une composante de lumière verte (V). La ligne anodique Al est recouverte d'organes fluorescents G1 à Gn en forme de points, formés selon une configuration en bande dans la direction axiale de la ligne anodique A1. La ligne anodique A2 est capable d'émettre une composante de lumière rouge (R), tandis que la ligne anodique A3 est capable d'émettre une composante de lumière bleue (B).
Chacune des lignes anodiques AZ et A3 est recouverte d'organes fluorescents R 1 à R n ou d'organes tiuorescents B1 à Bn. réalisés sous la forme d'une contiguration allongée et en bande dans leurs directions axiales.
Chacune des lignes anodiques Al à A3 constituées de métal, tel que l'aluminium, presentent une fente al longée dans sa direction axiale, pour correspondre à l'organe fluorescent ai longé. La fente permet à une lumière emise par l'organe fluorescent de la traverser.
Le deuxième mode de réalisation de la presente invention présente la structure dans laquelle les cathodes à émission de champ FE1 à FEn des lignes de grille GT11 à GTln sont formées sous une configuration en bande, pour des composantes de lumiere rouge, verte et bleue. En outre, les organes fluorescents recouvrant les lignes anodiques Al à Ad sont réalisés sous des formes allongées dans leurs directions axiales.Par consequent, la plage possible pour positionner le substrat d'anode 1U et I e substrat de cathode 1 peut être élargie, lorsque la tëte d'impression à émission de champ est fabriquée. Par conséquent, la tête d'impression à émission de champ selon le deuxième mode de réalisation peut être tacilement fabriquez.
Etant donné que les lignes anodiques Al à A3 présentent des fentes allongées dans leurs directions axial es, pour permettre à une lumière émise par les organes fluorescents de les traverser, la plage possible pour positionner les organes fluorescents par rapport aux lignes anodiques Al à A3 peut être élargie lorsque la tête d'impression à émission de champ est fabriquée. Ainsi, les organes fluorescents peuvent être facilement formés afin de recouvrir les lignes anodiques Al à A3.
Il est à noter que les organes fluorescents respectifs avec lesquels les lignes anodiques Al à A3 sont recouvertes peuvent ëtre des organes fluorescents capables d'émettre des composantes de lumière verte, rouge et bleue. A titre de variante, des filtres optiques de couleur rouge, verte et bleue peuvent être disposés sur la surface intérieure du substrat d'anode 10, pour correspondre aux lignes anodiques Al à A3, pour obtenir des composantes de lumière rouge, verte et bleue à partir des lignes anodiques A1 à Ad.
Le procédé de fonctionnement de la tête d'impression à émission de champ selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention est décrit schématiquement ci-après. Initialement, la ligne anodique A1 est sélectionnée et mise en fonctionnement et le potentiel des lignes anodiques A2 et A3 et des anodes fictives A4 est passe à un faible niveau (ou un niveau nul ou un niveau negatif). Dans cet état, des données d'image de couleur verte (V) pour une ligne sont fournies aux l i g n e s cathodiques C1 à Cn, et la première électrode conductrice de gril le 611 est mise en fonctionnement. A ce moment, le potentiel de la deuxième électrode conductrice de grille GT2 présente toujours un faible niveau (ou un niveau nul o un u n niveau négatif).
il s'ensuit que L'émission de lumière de l'organe fluorescent recouvrant la ligne anodique Al est commandé d'après les données d'image de couleur verte.
Ensuite, la ligne anodique AZ est sélectionnée et mise en fonctionnement et le potentiel des lignes anodiques A1 et A3 et des anodes fictives A4 est passé à un faible niveau (ou un niveau nul ou un niveau négatif). Dans cet état, des données d'image de couleur rouge pour une ligne sont fournies aux lignes cathodiques C1 à Cn et la première électrode conductrice de gril le 611 est mise en fonctionnement.
Il s'ensuit que l'émission de lumière de l'organe f luorescent recouvrant la I iqne anodique A Z est commandée d'apres les données d'image de couleur rouge.
Ensuite, la Ligne anodique Ad est sélectionnée et mise en fonctionnement et le potentiel des lignes anodiques A1 et AZ et des anodes fictives A4 est passé à un faible niveau (ou un niveau nul ou un niveau négatif). Dans cet état, des données d'image de couleur bleue pour une ligne sont fournies aux l i g n e s cathodiques C1 à n et la premiere électrode conductrice de gril le GT1 est mise en fonctionnement.
Il s'ensuit que l'émission de lumière de l'organe fluorescent recouvrant la ligne anodique A3 est commandée d'après les données d'image de couleur bleue.
I1 s'ensuit qu' unie image en couleur pour une ligne est transmise à la tête d'impression à émission de champ selon le deuxième mode de réalisation. La lumière transmise permet d'enregistrer l'image sur un milieu d'enregistrement. Ensuite, un balayage séquentiel en ligne est exécuté sequentlellement de manière analogue, de manière qu'une image en couleur pour un écran dtimage soit enregistree sur e milieu d'enregistrement.
La tête d'lmpressnon à émission de champ selon le premier mode de réalisation de la présente invention presente la structure dans laquelle le potentiel des lignes est alternativement passé à un taSble niveau (ou un niveau nul ou un niveau negatif) et le potentiel des lignes anodiques non sélectionnées et des anodes fictives est passé a un faUble niveau (ou un niveau nul ou un niveau negatit). Le deuxième mode de réalisation est agencé de manière que les électrodes convergentes dont le potentiel de chacune d'entre elles présente toujours un faible niveau (ou un niveau nul ou un niveau négatif), soient disposées entre les lignes de grille et que le potentiel des lignes anodiques non sélectionnées et des anodes fictives soit passé à un faible niveau (ou un niveau nul ou un niveau négatif).
Par conséquent, les électrons émis par la matrice à émission de champ peuvent converger et heurter les organes fluorescents.
Il s' ensult que toute emission de lumière de fuite peut être empëchée et, par consëquent, que les intervalles des organes tluorescents correspondant aux couleurs respectives peuvent être réduits.
Par exemple, le pas de ligne entre des lignes anodiques de couleurs verte et rouge et entre des lignes anodiques de couleurs rouge et bleue peut être d'à peu près 147 pm, tandis que le pas entre des lignes anodiques de couleurs verte et bleue peut être d'à peu près 294 pm. I1 s'ensuit que I 'on peut utiliser une matrice SELFOC à faible coût pour focaliser une lumière émise par la tête d'impression à émission de champ sur le milieu d'enregistrement.
La raison de cela est décrite ci-apres. La figure 9 est une vue en perspective représentant la structure d'une matrice de lentilles SELF OC. La matrice de lentilles SELFOC est constituée de lentilles 22 individuelles, dans la configuration en matrice disposée sur une (qn, et d'uri cadre 21 pour maintenir d'un seul tenant la matrice des lentilles 22 individuelles.
La matrice de lentilles SELFOC est structurée de manière qu'une image A" dressée et de la même amplitication soit projetée sur la a surface d'image sur laquel le est formée l'image, lorsque l'image "A" est affichée sur la surface visée, comme illustré.
Bien que la matrice de lentilles SELFOC soit constituée de lentilles 22 individuelles agencées en deux lignes, la confisuration n'y est pas limitée.
Certaines matrices de lentilles SELFOC sont constituées de lentilles individuelles agencées sur une seule ligne ou en trois lignes ou plus. La figure / est un graphique représentant la relation entre la distance de déplacement y d'une lumière incidente provenant de l'axe de la matrice de lentilles SELFOC, consistant en des lentilles agencées sur une seule ligne, et une irrégularite de la quantité de lumiere. La figure 8 est un graphique représentant la relation entre une distance de déplacement hy d'une lumière incidente provenant de l'axe de la matrice de lentilles SELFOC, consistant en des lentilles agencées en deux lignes, et une irrégularité de la quantité de lumière.
Avec la matrice de lentilles SELFOC consistant en des lentil es disposées sur une seule ligne, la valeur préférée de déplacement possible Ay est de 0,4 mm (400 pm) ou moins, au vu de l'irrégularité de la quantité de lumière représentée sur la figure 7. Avec la matrice de lentilles SELFOC consistant en des lentilles agencées en deux lignes, la valeur préférée de déplacement possible hy est de 0,6 mm (600 pm) ou moins, au vu de l'irrégularité de la quantité de lumiere représentee sur la f-lgure 8.
Par conséquent, la tëte d'impression à émission de champ selon la présente invention permet de reduire l'irrégularité de la quantite de lumière dans une plage possible, même si lton utilise une matrice de lentilles
SELFOC à faible coût.
il est à noter que la tête d'impression classique à émission de champ tii preseter un un pas de ligne de 200 tii ou plus pour empêcher toute émission de lumière de fuite. Par conséquent, il a été nécessaire d'utiliser une matrice de lentilles SELFOC coûteuse consistant en des lentilles disposées en deux lignes ou plus.
La tête d'impression à émission de champ selon la présente invention présente une structure dans laquelle le pas de pixel est d'à peu pres 42 m, le nombre de pixels est d'à peu près 5040 et la longueur efficace est d'a peu près 213 mm, lorsque la définition est de 600 dpi.
L'organe fluorescent dans le cas du filtre optique peut être du ZnO; Zn. A titre de filtre optique, on peut utiliser un film à interférence ou un filtre à pigments. Dans ce cas, la différence de la quantité d'émission de lumiére parmi les composantes de couleurs rouge, verte et bleue peut être corrigee en rendant les tensions de fonctionnement des trois lignes anodiques differentes les unes par rapport aux autres ou en contrôlant la largeur dtimpulsion de la lumière émise.
Dans le cas où les lignes anodiques et les anodes fictives sont constituées de minces films d'aluminium, un film empêchant toute réflexion peut être forme dans l'interface entre le mince film d'aluminium et le substrat d'anode, pour amél iorer le contraste.
Comme décrit ci-dessus, la tête d'impression à émission de champ selon la présente invention présente une structure dans laquelle les lignes de grille d'ordre impair et les lignes de grille d'ordre pair sont séparées les unes des autres et alternativement sélectionnées et mises en fonctionnement.
Simultanément, les différentes electrodes anodiques sont é g a I e sequentiellement sélectionnées e t mises en fonctionnement, En taisant passer le potentiel des lignes de gril le non sélectionnées et des lignes anodiques non sélectionnées à un faible niveau (ou à un niveau nul ou à un niveau négatif), les électrons émis par champ par les lignes de gril le ne sont pas dispersés, mais ces derr I ers convergent.
Lorsque les electrodes de gril le convergentes, dont le potentiel de chacune d'entre elles est toujours faible (ou à un niveau nul ou à un niveau négatif), sont disposées entre les différentes lignes de grille, toute dispersion des électrons émis par champ peut être empêchée et les electrons peuvent converger.
Lorsque la matrice à émission de champ est réalisée sous une torme de bande dans la direction axiale de la ligne de grille, au lieu de la torme de points, et que les lignes anodiques sont recouvertes des organes f1 uo rescents se présentant sous forme allongée, dans la direction axiale, la plage possible pour positionner le substrat d'anode par rapport au substrat de cathode et celle pour positionner les organes fluorescents par rapport aux lignes anodiques peuvent être élargies.
Etant donne que les electrons emis par champ peuvent converger, le pas de pixel peut être reduit.
Ainsi, on peut utiliser une matrice de lentilles SELFOC à faible coût.
Bien que l'invention ait été décrite selon sa forme préférée avec un certain degre de particularite, il est evident que la présente description de la forme préférée peut être modifiée concernant les détails de construction et la combinaison et l'agencement des parties, sans sortir de l'esprit, ni du champ d'application de l'invention.

Claims (3)

  1. REVENDICATIONS
    ladite premiere électrode conductrice de grille et ladite deuxième électrode conductrice de grille sont alternativement selectionnees et mises en fonctionnement, lesdites différentes lignes anodiques sont séquentiellement sélectionnées et mises en fonctionnement, et les potentiels des électrodes conductrices de grille non selectionnées, des lignes anodiques non sélectionnées et de ladite anode fictive prësentent de faiblies niveaux.
    des organes tluorescents recouvrant une partie de lignes anodiques qui est opposee auxdites lignes de grille (GT11 à GE1n), dans laquelle
    des anodes fictives formées des deux côtés de ladite pluralité de lignes anodiques;;
    une pluralité de lignes anodiques formée sur un substrat d'anode (l0) dispose à l'oppose du substrat de cathode (i)
    GT14, GT16, .. , GT1n) d'ordre pair, parmi lesdites lignes de grille (GT11 à GT1n);
    une deuxième electrode conductrice de grille à laquelle sont connectées des lignes de grille (GT12,
    une première electrode conductrice de grille à laquelle sont connectées des lignes de grille (GT11, GT13, GT15, ..., GT1 (n-i)) d'ordre impair, parmi lesdites lignes de grille (GT11 à GTln);
    une pluralité de lignes de grille (GT11 à GT1n) formee sur ledit substrat de cathode (11, via une couche isolante (Z), en des positions opposées auxdites lignes cathodiques, lesdites lignes de grille etant disposées adjacentes aux extrémités conductrices de ladite pluralité d'émetteurs (3);;
    une pluralité d'émetteurs (3) formez sur lesdites lignes cathodiques;
    une pluralité de lignes cathodiques (C1, CZ, C3, ..., Cn) formée sur un substrat de cathode (1);
    1. - Tête d'impression à émission de champ comprenant
  2. 2. - Tête d'impression à émission de champ comprenant
    une pluralité de lignes cathodiques (C1, C2,
    C3, . . . , Cn > formée sur un substrat de cathode tl);
    une pluraliste d'émetteurs (3) formée sur lesdites lignes cathodiques;
    une plural te de lignes de grille (GT11 à GTln) formée sur ledit substrat de cathode (1), via une couche isolante (2), en des positions opposées auxdites lignes cathodiques, lesdites lignes de gril le (6111 à
    GTln) étant disposes adjacentes aux extrémités conductrices de ladite pluralité d'émetteurs (3);
    une pluralité d'électrodes convergentes disposées entre lesdites premières lignes de grille (GT11 à GT1n) et des deux côtes desdites premières lignes de grille (GT11 à GT1n);;
    une première électrode conductrice de grille à laquelle est connectée ladite pluralité de lignes de grille (GT11 à GTln); une deuxième électrode conductrice de grille à c e d e g r i i i e à laquelle est connectée ladite pluralité d'électrodes convergentes;
    une pluralité de lignes anodiques formée sur un substrat d'anode (l0) disposé à l'opposé dudit substrat de cathode (1);
    des anodes fictives formées des deux côtés de ladite pluralité de lignes anodiques;;
    des organes f i uo resc ents allongés recouvrant lesdites lignes anodiques, dans la direction axiale desdites lignes anodiques, dans laquelle
    l'une quelconque desdites lignes anodiques est sélectionnée et mise en fonctionnent de façon à correspondre à des données d'image en couleur devant être fournies auxdites lignes cathodiques, et les potentiels de ladite deuxième electrode conductrice de grille, desdites lignes anodiques non sélectionnées et de ladite anode fictive présentent de faibles niveaux.
  3. 3. - Tête d'impression à émission de champ selon la revendication 2, dans laquel le ladite pluralité de lignes anodiques est constituée de materiaux conducteurs non transparents, de manière que des fentes soient tormees dans la direction axiale desdites lìgnes anodiques, et ladite pluralite de lignes anodiques est recouverte desdits organes tiuorescents, pour recouvrir lesdites tentes.
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