FR2753002A1 - Dispositif d'affichage a emission de champ - Google Patents

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Abstract

Des émetteurs (5) coniques sont formés sur l'électrode de cathode en couche sur un substrat de cathode (1). Une couche isolante ainsi que des premières électrodes de commande sont formées sur les parties au niveau desquelles ne sont formés aucun des émetteurs (5). Une autre couche isolante est formée sur les premières électrodes de commande. Des deuxièmes électrodes de commande (7) (ou électrodes de focalisation (7)) pourvues d'ouvertures sont formées sur les premières électrodes de commande. Plusieurs lignes d'émetteurs (5) sont formées en parallèle dans la zone d'émetteur (5) correspondant à un pixel. Les émetteurs (5) sont alignés avec chacune des ouvertures. Une tension d'anode allant de 2 kV à 5 kV est appliquée à l'électrode d'anode (non représentée). Les électrons provenant des émetteurs (5) sont focalisés par l'électrode de focalisation (7) et atteignent l'électrode d'anode.

Description

Dispositif d'affichage émission de champ
.................. ........................................ , ..... ~
La présente invention concerne un dispositif (panneau) d'aFfichage utilisant des cathodes a émission de champ (dénommées parfois ci-apres FEC) servant de sources démission d'électrons, (dénommées ci-apres parfois dispositif à émission de champ (FED)).
Lorsque le champ électrique émis sur une surface d'un métal ou d7un semi-conducteur aussi élevé que 109 V/m, les electrons traversent la barrière de potentiel en raison de lgeffet tunnel, , entrant ainsi dans un espace évacué à des températures ambiantes. Ce phénomène est denommé émission de champ. La cathode émettant des électrons à laide de ce principe est dénommée cathode à émission de champ (FEC).
La structure d'une cathode à émission de champ, dénommée cathode de type Spindt, est représentée schématiquement sur la figure 19. En se référant à la figure 19, une cathode 102 en métal, tel que 17aluminium, est formée sur le substrat de cathode 101, tel que du verre. Des émetteurs coniques 105 en métal tel que du molybdène, sont formés sur la cathode 102.
Une couche isolante 103, tel que du dioxyde de silicium (Si02), est formée sur les parties restantes du substrat de cathode 102 au niveau desquelles ne sont formés aucun des émetteurs 105. Une électrode de commande (ou électrode de commande de sortie) 104 est formée sur la couche isolante de commande 104. Des ouvertures 106 sont formées dans électrode de commande 104 et la couche isolante 103. Des émetteurs coniques 105 sont respectivement disposés dans les ouvertures 106. On observe les bords des émetteurs coniques 105 dans les ouvertures 106.
Le pas entre les émetteurs coniques 105 peut être inférieur à 10 pm. Plusieurs dizaines de milliers à plusieurs centaines de milliers d7émetteurs peuvent être formés sur un seul substrat. La distance entre ltélectrode de commande 104 et le bord de 17émetteur conique 105 est établie à une valeur inférieure au micron. Ainsi, lorsqu'une tension Vg de quelques 10 Volts est appliquée entre l'électrode de commande 104 et l'émetteur 105, des électrons sont émis par champ par l'émetteur 105. Lorsqu'une tension positive Va est appliquée à l'anode 109 placée de manière à faire face à électrode de commande 104, l'anode 109 peut collecter des électrons émis par champs à partir de l'émetteur 105. Dans un tel état, la substance fluorescente appliquée par revêtement sur 1 anode 109 qui collecte les électrons émis par champ par l'émetteur 105 peut être incandescente. Un dispositif d'affichage comprenant des cathodes de émission de champ peut être fabriquée à l'aide du principe précité. Ce dispositif d'affichage est dénommé dispositif (panneau) d'affichage à émission de champ.
Certains dispositif d'affichage à émission de champ à haute définition ont été proposeS comprenant des moyens de focalisation des électrons émis par l'émetteur dont le lieu présente un angle divergent prédéterminé afin d'empêcher toute fuite de lumiere incandescente
La figure 20 illustre la configuration du dispositif d'affichage à émission de champ (FED) précité (se référer au brevet japonais ouvert à 1 inspection publique (Tokkai-Hei) No. 7-104579), Dans ce FED, des deuxiemes électrodes de commande (électrodes de focalisation) sont formées pour une matrice d'émetteurs correspondant à chaque pixel, constituée de plusieurs émetteurs. Les électrons émis par la matrice d'émetteurs sont focalisés en appliquant un potentiel négatif à la deuxième electrode de commande. Sur la figure 20, la deuxième électrode de commande 107 est formée selon un motif de grille de maniere à entourer une matrice de plusieurs émetteurs 105. Des potentiels positifs sont respectivement appliqués à l'anode 109 et à la première électrode de commande 104, tandis aucun potentiel négatif est appliqué à la deuxieme électrode de commande 107. La cathode 102 sur laquelle sont disposés plusieurs émetteurs 105 agissant comme un pixel, comme représenté sur la figure 20, constituent une zone unitaire. Le numéro 111 désigne une section TFT {transistor à film mince) afin d'attaquer la cathode 102 selon un mode matriciel. Les électrons émis par une zone unitaire sélectionnée sont focalisés par la deuxième électrode de commande 107 et heurtent ensuite la substance fluorescente 108 formée sur l'anode 109, sans aucune diffusion.
Le brevet japonais ouvert à l'inspection publique (Tokkay-Hei) No. 6-338274 décrit le fait que l'électrode de focalisation agencée entre des électrodes de commande en bande, ainsi que l'anode adjacente sont commutees vers un niveau ho r s service afin de focaliser le lieu des électrons émis par un matrice d'émetteurs. La figure 21 est un diagramme utilisé afin d'expliquer le dispositif d'affichage à émission de champ précité. La figure 21(a) est une vue en coupe transversale représentant le dispositif d'affichage à émission de champ. La figure 21(b) est un diagramme représentant le lieu des électrons émis par une matrice d'émetteurs.
En se référant à la figure 21(a), la cathode 102 est realisee sous la forme dlune bande sur le substrat de cathode 101. Les électrodes de commande 104 en forme de bande sont agencees sur le substrat de cathode 102 via une couche isolante formée sur la cathode 102, de manière à être perpendiculaires à la cathode 102. Des électrodes de focalisation 117 en bande sont agencées entre les bandes de l'électrode de commande 104 La premiere anode 118 et les deuxiemes anodes 119 se présentent sous forme de bande et sont formées sur le substrat d'anode 110. Une substance fluorescente R, une substance fluorescente G et une substance fluorescente B sont appliquées séquentiellement par revêtement sur les anodes. Le numéro 130 désigne une électrode de sortie d'anode A1 reliée à chaque bande de la premiere anode 118. Le numéro 131 désigne une électrode de sortie d'anode A2 relié à chaque bande de la deuxième électrode anodique 119. Le numéro 134 désigne une électrode de sortie de cathode provenant de chaque bande de l'électrode cathodique 102.
Une tension négative constante est toujours appliquée à l'électrode de focalisation 117 en bande via l'électrode 135, afin de focaliser le lieu des électrons émis par chaque matrice d'émetteurs 112, comme représenté sur la figure 21(b). Les électrodes anodiques 118 et 119 sont réalisées sous forme de bande. Une tension de 0 Volt est appliquée aux anodes non attaquées, de manière à pouvoir empêcher toute fuite de lumiere incandescente Sur la figure 21(b), les traits pleins représentent une distribution de potentiel tandis que les pointillés représentent le lieu des électrons.
La figure 22 illustre un dispositif d'affichage à émission de champ dans lequel un moyen servant à focaliser un faisceau d'électrons émis est préparé pour chaque émetteur dans une cathode (se référer au brevet japonais ouvert à l'inspection publique (Tokkaî-Hei)
No. 7-29484). Sur la figure 22, une couche isolante 103 est en outre appliquée sur l'électrode de commande (électrode de commande de sortie) 104. Une électrode de focalisation (deuxieme électrode de commande) 107 est en outre formée sur la couche isolante 103'. Une électrode de focalisation (deuxième électrode de commande) 107, ayant une ouverture de forme ronde 120, est formee sur la couche isolante 103'. C'est-à-dire que l'électrode de focalisation 107 est formée de maniere à entourer l'émetteur 105. Une tension inférieure à celle de l'électrode de commande 104 est appliquée à l'électrode de focalisation 107, de maniere à focaliser les électrons émis par chaque émetteur 105. Ainsi, 17électrode de focalisation 107 peut concentrer les électrons émis par l'émetteur 105.
L'électrode de focalisation 107 piege une partie des électrons émis par l'émetteur 105 et diminue la quantité d'électrons qui atteint l'électrode anodique, augmentant ainsi le courant inefficace. Le potentiel de l'électrode de focalisation affecte le champ électrique produit par la première électrode de commande, diminuant ainsi la quantité d'électrons émis par 1 'émetteur En vue d'empêcher de tels problèmes, dans l'invention décrite dans le brevet de l'art antérieur No. 7-29484, l'expression D2 = (1,2 - 2)x Dl est satisfaite, dans laquelle Dl est le diametre de l'ouverture 106 formée sur l'électrode de commande de sortie 107 et D2 est le diametre de l'ouverture 120 formée sur l'électrode de focalisation 107. Ainsi, les électrons émis par l'émetteur sont focalisés, tandis que le courant inefficace s'écoulant dans l'électrode de focalisation 107 peut être réduit.
Les électrons ainsi émis atteignent l'anode afin de faire luire la couche de substance fluorescente appliquée par revêtement sur l'anode. Des points de substance fluorescente formés sur les anodes dans un affichage multicolore typique sont éclairés sur la figure 23. Sur la figure 23, S1 représente une zone correspondant à un pixel et présente, par exemple, 300 pm de longueur x 100 Mm de largeur. S2 représente un point de substance fluorescente présentant 220 pm de longueur x 80 pm de largeur.
Comme décrit ci-dessus, le dispositif d'affichage à émission de champ classique est usuellement attaqué à une faible tension anodique inférieure à un 1 kV. L'utilisation d'une faible tension anodique permet de rétrécir le jeu entre l'anode et la cathode pour passer de 150 Mm à 300 Clam, permettant ainsi d'obtenir un dispositif d'affichage très mince.
La courte distance qu'il y a entre la cathode et 1 'anode permet aux électrons émis par l'émetteur d'atteindre l'anode avec une largeur divergente relativement faible. Ainsi, l'électrode de focalisation entourant une matrice d'émetteurs pour un pixel comme représenté sur la figure 20 peut focaliser les électrons émis.
Dans l'affichage à haute définition, les électrons émis par la matrice d'émetteurs peuvent être focalisés en même temps par une commutation de grilles adjacentes et d'une anode adjacente à un niveau hors service, comme représenté sur la figure 21.
Cependant, dans les dispositifs d'affichage à émission de champ précités, de type à faible tension, un grand courant d'anode (par exemple une densité de courant d'anode de 50 mA/cmz à 100 mAScZ) est nécessaire pour obtenir une luminosité prédéterminée.
Globalement, la substance fluorescente présente une propriété qui possède un faible rendement lumineux à de grandes valeurs de courant.
Récemment, des dispositifs d'affichage à effet de champ qui utilisent une tension d'anode supérieure plusieurs milliers de kV ont été développés afin d'obtenir une plus grande luminosité pour une faible consommation de puissance. Dans les dispositifs d'affichage de type à tension élevée, il est nécessaire que le jeu entre le substrat d'anode et le substrat de cathode soit élargi afin d'empêcher toute décharge de la cathode vers 1 'anode. Ceci nécessite de disposer d'un moyen servant à focaliser les électrons émis par 1 'émetteur.
En raison de 1 'utilisation d'une tension d'anode élevée, il est difficile d'exposer l'anode présentant un motif en forme de bande, représentée sur la figure 21, à une opération de commutation.
L'électrode de focalisation préparée pour chaque emetteur comme représenté sur la figure 22 ne nécessite pas l'opération de commutation d'anode. Dans ce cas, il se présente l'inconvénient qui est qu'un grand courant inefficace s'écoulant dans la premiere ou le deuxième électrode de commande réduit la quantité d'électrons atteignant l'anode. C'est-à-dire que la relation entre la taille de l'ouverture formée dans la première électrode de commande et la taille de l'ouverture de la deuxième électrode de commande est définie dans l'exemple représenté sur la figure 22.
Cependant, étant donné que la divergence ou diffusion des électrons émis par l'émetteur n'est pas prise en considération, le courant inefficace s 'écoulant dans la deuxième électrode de commande ne peut parfois pas être réduit bien que les électrons émis puissent etre focalisés.
Le but de l'invention est de proposer un dispositif d'affichage à emission de champ dont l'anode est attaquée à une tension élevée et qui peut minimiser toute réduction du flux d'électrons emis par un émetteur, focalisant ainsi le flux d'électrons sans augmenter le courant inefficace.
En vue d'atteindre le but précité, un dispositif d'affichage à émission de champ comprend un substrat de cathode sur lequel sont formées des cathodes; des émetteurs agencés sur chacune des électrodes cathodiques; des premieres électrodes de commande respectivement placees près des émetteurs, afin d'extraire des électrons; des deuxiemes électrodes de commande ayant chacune une ouverture servant à focaliser des électrons, l'ouverture étant formee au-dessus d'une première électrode de commande à une distance L2 depuis la premiere électrode de commande, la plus courte distance entre le bord de l'ouverture et le centre d'un émetteur étant établie à la valeur dl; et un substrat d'anode agencé de manière à faire face au substrat de cathode, le substrat d'anode ayant des électrodes anodiques sur chacune desquelles est appliquée par revêtement une substance fluorescente; dans lequel la distance dl est exprimée par l'inégalité 0,5d ~ dl ~ 3d, dans laquelle d est un rayon divergent du lieu des électrons émis par l'émetteur à une distance L2 depuis l'émetteur, dans le cas de 1 'absence de toute deuxième électrode de commande.
Chacun des émetteurs est placé dans l'ouverture, l'ouverture étant une ouverture de forme ronde
Chacun des émetteurs est placé en une position quelque peu décalée du centre de l'ouverture de forme ronde.
Plusieurs rangées des ouvertures de forme ronde sont agencées pour un pixel.
L'ouverture est une ouverture en forme de fente et une ligne de plusieurs émetteurs est placée dans l'ouverture en forme de fente.
L'émetteur est place en une position quelque peu décalée du centre de l'ouverture en forme de fente.
L'ouverture en forme de fente est constituée de plusieurs sous-fentes.
Le dispositif d'affichage à émission de champ comprend en outre plusieurs ouvertures e n forme de e fente formées en parallele pour un pixel.
Un emetteur disposé à l'extrémité d'une ligne d'émetteurs agencés dans l'ouverture en forme de fente est disposé de maniere adjacente à l'extrémité de l'ouverture en forme de fente.
Différentes tensions sont respectivement appliquées à la deuxieme électrode de commande associée à un émetteur de côté droit et à l'électrode de commande associée à un émetteur de côté gauche.
Les buts, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, de la présente invention vont devenir évidents à la lecture de la description qui suit, faite en liaison avec les dessins annexes qui illustrent, à titre d'exemple, des modes de réalisation préférés de la présente invention
La figure 1 est une vue en perspective représentant le substrat de cathode utilisé dans un dispositif d'affichage à émission de champ selon un premier mode de réalisation de la présente invention;
la figure 2 est une vue en perspective à plus grande échelle représentant la partie correspondant à un pixel du substrat de cathode, dans un dispositif d'affichage à émission de champ selon le premier mode de réalisation de la présente invention;
la figure 3 est une vue de côté en coupe transversale, représentant partiellement une matrice d'émetteurs dans un dispositif d'affichage à émission de champ selon le premier mode de réalisation de la présente invention;
la figure 4(a) est un schéma représentant le lieu des faisceaux d'électrons émis par un émetteur de champ dans un dispositif d'affichage à émission de champ de type Spindt,
la figure 4(b) est une vue en coupe transversale représentant l'ouverture d'une électrode de focalisation dans un dispositif d'affichage à émission de champ selon la présente invention;
la figure 5 sont des diagrammes représentant chacun le lieu d'un faisceau électrons simulé de maniere analytique dans un dispositif d'affichage à émission de champ selon un mode de réalisation de la présente invention;
la figure 6(a) est un graphique représentant les relations entre une deuxieme tension de commande et un rapport de distribution (Ia/Ic), tracé concernant le rapport entre le rayon d'une ouverture ménagée dans une électrode de focalisation et la largeur divergente à titre de parametre;
la figure 6(b) est un graphique représentant les relations entre une deuxième électrode de tension et une taille de point lumineux, tracé concernant le rapport entre le rayon d'une ouverture dans une électrode de focalisation et la largeur divergente à titre de parametre;
la figure 7(a) est une vue en perspective représentant le substrat de cathode utilisé dans un dispositif d'affichage à émission de champ selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention;
la figure 7(b) est une vue en perspective à plus grande échelle, représentant partiellement une matrice d'émetteurs du substrat de cathode dans un dispositif d'affichage à émission de champ, selon le deuxieme mode de réalisation de la présente invention;
la figure 8(a) est une graphique représentant les relations entre une deuxième tension de commande et un rapport de distribution (IaZIc), tracé concernant le rapport entre le rayon d'une ouverture dans une électrode de focalisation et la largeur divergente à titre de paramètre, dans un dispositif d'affichage à émission de champ selon le deuxieme mode de réalisation de la présente invention;
la figure 8(b) est un graphique représentant les relations entre la deuxième tension de commande et une taille de point lumineux, tracé concernant le rapport entre le rayon d'une ouverture dans une électrode de focalisation et la largeur divergente à titre de paramètre, dans un dispositif d'affichage à émission de champ selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention;
la figure 9(a) est une vue de côté en coupe transversale, représentant partiellement un dispositif d'affichage à émission de champ selon un troisième mode de réalisation de la présente invention;
les figures 9(b) et 9(c) sont des vues en plan représentant chacune la configuration d'une cathode à émission de champ dans un dispositif d'affichage à émission de champ selon le troisieme mode de réalisation de la présente invention;
la figure 10 est un diagramme représentant le lieu d'un faisceau d'électrons simulé de maniere analytique dans un dispositif d'affichage à émission de champ selon le troisième mode de de réalisation de la présente invention;
la figure 11 est une vue en perspective représentant la configuration d' u n e cathode a à émission de champ dans un dispositif d'affichage à émission de champ selon le troisième mode de réalisation de la présente invention;
la figure 12 est une vue en perspective représentant la configuration d'une cathode à émission de champ dans un dispositif d'affichage à émission de champ selon le troisième mode de réalisation de la présente invention;
la figure 13 est un diagramme représentant le lieu d'un faisceau d'électrons simule de manière analytique dans un dispositif d'affichage à émission de champ selon le troisième mode de réalisation de la présente invention
les figures 14(a) et 142b} sont des diagrammes représentant chacun un résultat analytique d'une distribution de densité de courant verticale dans un dispositif d'affichage à admission de champ selon un mode de réalisation de la présente invention;
les figures 15(a) et 15(4) sont des vues en perspective représentant chacune une structure de cathode à émission de champ dans un dispositif d'affichage à emission de champ selon un autre mode de réalisation de la présente invention;
la figure 16(a) est un schéma représentant la configuration d'une cathode à emission de champ, dans laquelle plusieurs émetteurs sont agencés dans une ouverture en forme de fente;
les figures 16(b) et 16(c) sont des vues en plan représentant chacune une cathode à emission de champ dans un dispositif d'affichage à emission de champ selon un autre mode de réalisation de la présente invention;
les figures 17(a) et 17(b) sont des vues en perspective representant chacune une cathode à émission de champ dans un dispositif d'affichage à emission de champ selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention;
la figure 18 est une vue explicative représentant un lieu de faisceau d'électrons, dans le cas ou une seule électrode de focalisation est placée devant deux rangées d'électrodes à émetteurs;
la figure 19 est un schéma représentant schématiquement un dispositif d'affichage à émission de champ comprenant des cathodes à émission de champ de type Spindt;
la figure 20 est un schéma représentant partiellement un exemple d'un dispositif d'affichage à émission de champ classique, et comprenant partiellement sa section transversale;
la figure 21(a) est une vue en coupe transversale représentant un autre exemple dtun seulement d'affichage à emission de champ classique;
la figure 21(b) est un diagramme représentant un lieu de faisceau d'électrons d'une matrices d'emetteurs dans l'élément d'affichage à emission de champ classique;
la figure 22 est une vue en coupe transversale representant encore un autre exemple d'un élément d'affichage à émission de champ classique; et
la figure 23 est un diagramme utilise afin d'expliquer la taille de point d'un point de substance fluorescente dans un dispositif d'affichage multicolore typique.
Les modes de realisation selon la présente invention vont à present être décrits ci-apres en se référant aux dessins annexés.
Dans des dispositifs d'affichage à émission de champ classiques, la tension d'anode Va est inférieure à 1 kV (par exemple de 200 V à 500 V dans beaucoup de cas). Cependant, selon le dispositif d'affichage à emission de champ de la présente invention, il est supposé que la tension d'anode Va est amplifiée jusqu'à plusieurs kV (par exemple, de 2 kV à 10 kV dans beaucoup de cas), afin d'obtenir une luminosité suffisante. De façon générale, Si la tension d'anode Va est amplifiée dix fois, le courant d'anode Ia est égal à 1/10 afin de fournir la même puissance d'entrée d'anode. Dans des zones de faible courant et des zones de haute tension, le rendement lumineux d'une substance fluorescente est amélioré de 5 à 10 fois. Cet avantage permet de reduire plusieurs fois le courant d'anode, en comparaison avec le fonctionnement à faible tension, de sorte que le nombre d'emetteurs peut être reduit plusieurs fois.
Du fait de 1 a reduction du nombre d'emetteurs, un espace suffisant peut être assuré afin de former des électrodes de focalisation (devant être décrites ci-après). Le fait de choisir un petit nombre d'emetteurs integres permet de reduire la capacité de fuite, réduisant ainsi fortement la puissance inefficace consommée pour charger et décharger la capacite de fuite.
Le dispositif d'affichage à émission de champ selon le premier mode de réalisation de la présente invention va être décrit ci-apres.
La figure 1 est une vue schematique en perspective représentant un substrat de cathode pour un dispositif d'affichage à emission de champ selon le premier mode de réalisation de la presente invention.
La figure 2 est une vue à plus grande echelle representant une partie du substrat de cathode. La figure 3 est une vue en coupe transversale representant une partie du substrat de cathode de la figure 2. En se référant à la figure 1, le numéro 1 designe un substrat de cathode. Le numéro 7 designe une deuxieme électrode de commande (électrode de focalisation). Le numéro 20 designe une ouverture formée dans la deuxieme électrode de commande 7. Le numero 30 (partie hachurée) désigne une zone d'émetteurs (matrice d'emetteurs) correspondant à un pixel. De manière analogue à la structure représentée sur la figure 21, les cathodes sur lesquelles sont formés des émetteurs, la couche isolante sur la partie dans laquelle ne sont formés aucun émetteur sur la cathode, les premières electrodes de commande formées sur la couche isolante et la deuxième couche isolante formée sur les premieres électrodes de commande sont formees sur le substrat de cathode 1. Ces éléments ne sont pas illustrés sur la figure 1. La deuxièmes électrode de commande 7 est formée sur la deuxième couche isolante. Deux lignes d'ouvertures 20 de forme ronde, par exemple, sont agencees dans la zone de matrice d'émetteurs correspondant à un pixel. Un émetteur est placé dans la couche isolante 3 au-dessous d'une ouverture 20.
La figure 2 représente une matrice d'émetteurs 30 agrandie, correspondant à un pixel.
Comme représente sur la figure 2, deux lignes d'ouvertures 20 sont agencées dans la deuxieme électrode de commande (electrode de focalisation) 7.
Une ouverture 6 est formée dans la premiere électrode de commande (électrode de sortie) 4 au-dessous de l'ouverture 20. Un emetteur 5 est place dans l'ouverture formée par enlèvement de la couche isolante 3 au-dessous de l'ouverture 6. La distance horizontale P1 entre les emetteurs 5 est comprise dans la plage allant de 3 pm à 20 m. La distance verticale
P2 entre les émetteurs 5 est comprise dans la plage allant de 3 um à 20 pm.
La figure 3 est une vue en coupe transversale représentant partiellement un dispositif d'affichage à émission de champ selon le premier mode de réalisation de la présente invention. Comme décrit ci-dessus, le numero 1 désigne un substrat de cathode, tel que du verre. Le numéro 2 designe une cathode en forme de bande, en metal, tel que de l'aluminium, formée sur le substrat de cathode 1. Le numéro 5 désigne un émetteur conique en metal, tel que du molybdène, forme sur le substrat de cathode 2. Le numero 3 désigne une couche isolante, tel que du dioxyde de silicium (Si02) formee sur des parties du substrat de cathode 3 au niveau desquelles ne sont formés aucun émetteur conique 5. Le numéro 4 désigne une premiere electrode de commande (electrode de sortie) formée sur la couche isolante 3.
Des ouvertures 6 de forme ronde sont formées dans la premiere électrode de commande 4. On peut observer le bord de l'émetteur conique 5 à travers l'ouverture 6.
La deuxieme couche isolante 3 est en outre formée sur la première électrode de commande 4. La deuxième electrode de commande (électrode de focalisation) 7 est formée sur la deuxième couche isolante 3'. Une ouverture 20 de forme ronde est formée dans lelectrode de focalisation 7. On peut observer l'ouverture de la première el
Des couches de substance fluorescente 8 sont appliquées par revêtement sur l'anode 9.
Nous allons à présent expliquer les dimensions typiques des éléments structurels. L'épaisseur L1 de la couche isolante 3 est comprise dans la plage allant de 0,5 m à 2 m. L'épaisseur L2 de la deuxième couche isolante 3' est comprise dans la plage allant de 0,5 m à 2 m.
La distance L3 entre l'électrode de focalisation 7 et la couche de substance fluorescente 8 est comprise dans la plage allant de 1 mm à 5 mm.
L'épaisseur t de la première électrode de commande 4 est comprise dans la plage allant de 0,2 m à 0,4 "m.
L'épaisseur t de l'électrode de focalisation 7 est comprise dans la plage allant de 0,2 pm à 0,4 pm. Le diamètre de l'ouverture 6 de forme ronde formée dans la premiere électrode de commande 4 est compris dans la plage allant de 1 pm à 2 m. La distance dl la plus courte entre le bord de l'ouverture 20 formée dans l'électrode de focalisation 7 et le e centre de l'émetteur 5 est comprise dans la plage allant de 0,7 m à 10 vm. La largeur d3 de l'électrode de focalisation 71 formée entre les ouvertures 20 est comprise dans la plage allant de 4 m à 19 m.
La tension d'anode Va appliquée entre l'électrode d'anode 9 et la cathode 2 est comprise dans la plage allant de 2 kV à 10 kV. La première tension de commande Vgl appliquée entre la première électrode de commande 4 et la cathode 2 est comprise dans la plage allant de 20 V à 200 V. La tension de commande de focalisation Vg2 appliquée entre la deuxième électrode de commande 7 et l'électrode de cathode 2 est comprise dans la plage allant de -10 V à 10 V.
La matrice d'émetteurs 30 pour un pixel comprend 120 émetteurs (2 rangees x 60) pour un fonctionnement à une tension d'anode Va de 2 kV. La matrice d'emetteurs 30 pour un pixel comprend 80 metteurs (2 rangees x 40) pour un fonctionnement à une tension d'anode Va de 5 kV. Comme decrit ci-dessus, étant donne que la tension d'anode est elevee, le nombre d'emetteurs correspondant à un pixel peut être réduit.
La figure 5 representant les resultats de simulation analytique de champ électrique du dispositif d'affichage à émission de champ, ayant la configuration decrite ci-dessus. Les paramètres sont spécifiés de manière que le diamètre de l'ouverture formée dans la première de commande 4 soit de 1 'km; la distance P1 entre les rangées d'émetteurs adjacentes soit de 10 'km; la distance P2 entre des emetteurs 5 adjacents soit de 5 Vm, L1 = 1 'km; L2 = 1 'km; L3 - 1 mm; t = 0,2 'km; dl = 2,5 'km; d3 - 5 m ; Vg1 = 90 V; Vg2 = 0 V; et
Va = 2 kV. La figure 5(a) est une vue d'ensemble représentant le lieu d'un faisceau d'electrons émis par la matrice d'émetteurs. La figure 5(b) est une vue à plus grande échelle, représentant les lieux de faisceaux d'électrons à proximité d'une matrice d'émetteurs.
Comme representé sur la figure 5(b), les émetteurs disposes côte à côte emettent deux faisceaux d'électrons orientés quelque peu vers l'intérieur. Les deux faisceaux électrons se coupent entre eux et atteignent ensuite l'anode à une distance de 1 mm depuis chaque émetteur. La largeur d'un faisceau d'électrons sur l'anode (ou largeur de point) est d'environ 100 Vm. La largeur d'un point dans un affichage multicolore est d'environ 80 Vm, comme decrit sur la figure 3. Ainsi, si la largeur du faisceau d'électrons appliqué sur l'anode est comprise dans la plage allant de 80 m à 100 pm, on peut empêcher que le croisement des faisceaux d'électrons provoque le mélange de couleurs, de sorte que toute la surface de substance fluorescente peut luire de manière régulière.
Par conséquent, dans l'exemple représente sur la figure 5, il convient en pratique que la largeur soit de 100 vm.
Ensuite, on étudie la taille d'une ouverture 20 formee dans l'électrode de focalisation 7. La figure 4(a) est un diagramme illustrant le lieu des électrons emis par l'émetteur de champ de type Spindt de la figure 19. Le faisceau d'électrons emis par 17émetteur 5 présente la divergence B, comme représente sur la figure 4(a). L'expression d = L2 x tan O est maintenue, dans laquelle O est un angle auquel les electrons provenant de l'émetteur divergent vers le haut sur une distance L2, et d est une largeur divergente. La figure 4(b) représente la section transversale d'une cathode selon la présente invention.
L2 est une distance entre l'électrode de focalisation 7 et la première électrode de commande 4. dl est la distance la plus courte entre le centre de l'émetteur 5 et le bord de l'ouverture formée dans l'électrode de focalisation 7.
La figure 6(a) représente les relations entre la deuxième tension de commande Vg et le rapport de distribution, tracé concernant le rapport entre le rayon dl de l'ouverture 20 dans l'électrode de focalisation 7 et la largeur divergente d à titre de paramètre. La figure 6(b) représente les relations entre la deuxième tension de commande Vg et une taille de point lumineux, tracé concernant le rapport entre un rayon dl de l'ouverture 20 de l'électrode de focalisation 7 et une largeur divergente d à titre de parametre. Le rapport de distribution (Ia/Ic) est un rapport des électrons atteignant 1 'anode par rapport aux électrons emis par la cathode. Le rapport de distribution proche de 100 % indique qu'un moindre courant inefficace s'écoule dans les première et deuxième électrodes de commande. Sur la figure 6(a), des rapports de distribution sont traces par rapport à la deuxième tension de commande (electrode de focal isation) Vg2 sur l'axe des abscisses, lorsque le paramètre dl est 0,5Ci, d, 1,5d, 2d et 3d. Sur la figure 6(b), les rapports de distribution sont tracés par rapport à une taille de point lumineux lorsque le parametre dl est 0,5d, d, 1,5d, 2d et 3d. Comme on le voit sur les figures 6(a) et 6(b), lorsque la taille dl de l'ouverture menagee dans l'électrode de focalisation 7 est sélectionnée de maniere à satisfaire à l'expression d = < dl # 3,0d, le rapport de distribution (Ia/Ic) est maintenu à une valeur élevée à une deuxième tension de commande Vg2 sélectionnée de manière appropriée, de manière que le point lumineux puisse être focalise afin de presenter un diamètre souhaité d'environ 100 vm.
Ensuite, le deuxième mode de réalisation du dispositif d'affichage à émission de champ selon la presente invention va être decrit ci-après. La figure 7 (a) est une vue en perspective illustrant schematiquement un substrat de cathode dans le deuxieme mode de réalisation. La figure 7(b) est une vue à plus grande echelle illustrant partiellement une matrice d'émetteurs dans le substrat de cathode. Comme on le voit sur les figures, la deuxième électrode de commande présente des ouvertures 21 en forme de fentes. Une ligne d'ouverture 6 formée dans la première électrode de commande 4 est agencée au-dessous de chaque ouverture 21 en forme de fente. Une ligne d'émetteurs 5 est agencée au-dessous de chaque ouverture 6. Deux ouvertures 21 en forme de fentes sont preparées pour un pixel.
La section transversale horizontale du substrat de cathode selon le mode de réalisation represente sur la figure 7 est identique à celle de la figure 3.

Ainsi, les électrons émis par 1 émetteur 5 vers l'anode presente le lieu identiques à celui représenté sur la figure 5.
Dans le deuxième mode de réalisation, la figure 8 (a) représente les relations entre la deuxieme tension de commande Vg et le rapport de distribution, tracee concernant la distance la plus courte dl entre l'émetteur 5 et le bord de l'ouverture 21 en forme de fente, à titre de parametre. La figure 8(b) représente les relations existant entre la deuxieme tension de commande Vg et la taille de points lumineux, trace concernant la distance la plus courte dl entre l'émetteur 5 et le bord de l'ouverture 21 en forme de fente à titre de paramètres. Sur la figure 8(a), les rapports de distribution sont traces par rapport à la deuxieme tension de commande (électrode de focalisation) Vg2 sur l'axe des abscisses, lorsque le paramètre dl est 0,5d, 0,7d, d, 1,2d et 2,5d. Sur la figure 8(b), les points lumineux sont traces par rapport à la deuxième tension de commande Vg2, lorsque le paramètre 1 est 0,5Ci, 0,7d, d, 1,2d et 2,5Ci. Comme on le voit sur les figures 8(a) et 8(b), lorsque la taille dl de l'ouverture 7 ménage dans l'électrode de focalisation 7 est sélectionnée de manière à satisfaire à l'expression 0,5d = < dl s 2,5d, le rapport de distribution (Ia/Ic) est maintenu jusqu a environ 100 % à une deuxieme tension de commande g2 sélectionnée de manière appropriée, Si bien que les électrons atteignant l'anode peuvent être focalises afin de présenter une largeur de faisceau souhaite d'environ 100 mm.
Dans les deux modes de realisation décrits cidessus, un point lumineux d'environ 100 mm peut être forme sur anode. Cependant, lorsque les électrons heurtent la couche de substance fluorescente de la taille representee sur la figure 23, il est souhaitable de focaliser le point lumineux à une valeur d'environ 80 mm.
Comme décrit ci-dessus, le diagramme d'analyse de lieu d'électrons, représenté sur la figure 5(b), indique que deux faisceaux d'électrons émis par deux émetteurs disposés côte à côte se déplacent quelque peu vers l'interieur et se coupent. C'est-3-dire que le lieu du faisceau d'électrons emis par l'émetteur gauche dévie légèrement dans le sens des aiguilles d'une montre, tandis que le lieu du faisceau d'électrons emis par l'émetteur droit dévie légèrement dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Il est considéré que la cause est que l'effet de focalisation de l'électrode de focalisation 71 entre les ouvertures 20 ou 21 est plus faible que celui de l'électrode de focalisation 7, du fait que l'électrode de focalisation 71 est plus étroite que les électrodes de focalisation droite et gauche 7. Ainsi, deux faisceaux d'électrons émis par les emetteurs peuvent se déplacer en ligne droite et vers le haut en egalisant l'effet de focalisation de l'électrode de focalisation 71 par rapport à celui des électrodes de focalisation 7, si bien que le degré de focalisation peut être grandement ameliore.
Ensuite; le dispositif d'affichage à emission de champ, ayant un meilleur degré de focalisation selon le troisieme mode de realisation de la présente invention, va être explique ci-apres. La figure 9(a) est une vue en coupe transversale illustrant partiellement le dispositif d'affichage à émission de champ. Sur la figure, des numeros analogues désignent les mêmes éléments structurels que ceux représentés sur la figure 3. Ainsi, toute explication double va être supprimee i c i
Dans ce mode de réalisation, la distance d2 qu'il y a entre le bord de l'émetteur 5 et l'électrode de focalisation 71 placée entre les émetteurs est inférieure à la distance d2 entre le bord de l'émetteur 5 et l'émetteur de focalisation 7 (d2 < dl).
Cette configuration peut egaliser les effets de focalisation précités en raison de la courte distance entre l'électrode de focalisation 71 avec une faible zone et l'émetteur et l'effet de focalisation efficace de l'électrode de focalisation 7.
La figure 9(b) est une vue en plan illustrant une structure de matrice d'émetteur ayant deux lignes de plusieurs ouvertures 20 représentées sur la figure 2, selon le troisieme mode de realisation. Comme on le voit sur la figure 9 (b) 5 les émetteurs de la ligne gauche sont decales vers le côté droit depuis le centre de l'ouverture 20, tandis que les émetteurs de la ligne droite sont décalés vers le côté gauche depuis le centre de l'ouverture 20.
La figure 9(c) est une vue en plan illustrant une structure de matrice d'émetteur pourvue d'ouvertures 21 en forme de fentes, dans lesquelles des émetteurs 5 sont disposes comme représenté sur la figure 7, selon le troisieme mode de realisation. Dans ce cas, les émetteurs se trouvant dans chaque ouverture 21 en forme de fente sont disposees près de la partie intermédiaire prise en sandwich entre deux ouvertures 21 en forme de fentes.
La figure 10 représente un diagramme d'analyse de lieu de faisceau d'électrons pour un dispositif d'affichage à émission de champ une structure précitée.
A la difference de la figure 5, les faisceaux d'électrons émis par deux émetteurs disposés côte à côte se déplacent à peu pres en ligne droite sans se croiser Cette structure de cathode peut fournir un point lumineux de 75 mm, présentant ainsi un degré de focalisation supérieur à celui du premier mode de réalisation.
Il va être explique ci-apres un autre mode de realisation ayant un meilleur degré de focalisation. La figure 21 est une vue en perspective illustrant une structure de matrice d'émetteur pour un pixel, selon ce mode de realisation. En se référant à la figure 11, la deuxième électrode de commande 7 presente des ouvertures 20 de forme ronde agencees en deux lignes, comme le premier mode de réalisation représenté sur la figure 2. Cependant, cette structure est différente du premier mode de réalisation en ce que la deuxième électrode de commande (électrode de focalisation) est constituée de deux pièces fendues comprenant une partie periphérique 7 et une partie intermédiaire 71 afin de définir les parties d'ouvertures 20.
La structure de matrice d'émetteur de ce mode de réalisation présente la même section transversale que celle représentée sur la figure 3. Deux deuxièmes tensions de commande différentes peuvent être respectivement appliquées à la partie intermediaire 71 et à la partie périphérique 7 de l'électrode de focalisation. Lorsqu'une tension de commande Vg3 inférieure à celle de l'électrode de focalisation 7 périphérique est appliquée à l'électrode de focalisation 71 intermédiaire, l'effet de focalisation
Cie l'électrode e c t r o d e de focalisation 71 intermédiaire peut être renforcé. Ainsi, comme le mode de réalisation represente sur la figure 9, les électrons emis par chaque émetteur peuvent être focalisés
La figure 12 est une vue en perspective illustrant la structure de matrice d'emetteur ayant des ouvertures 21 en forme de fentes représentées sur la figure 7, selon le mode de réalisation précité. Comme on le voit sur la figure 12, l'électrode de focalisation est divisée en une pièce intermédiaire 71 et une piece périphérique 7, La tension de commande Vg3 appliquée à la piece intermédiaire 71 est inférieure à la tension de commande Vg2 appliquee à la piece périphérique 7.
La figure 3 représente un diagramme d'analyse de lieu de faisceau d'électrons dans la structure d'électrode de focalisation précitée de type à fentes.
Dans les lieux de faisceaux d'électrons représentés sur la figure 13, la tension de commande Vg2 appliquée à la piece peripherique 7 est de 0 Volt et la tension de commande Vg3 appliquee à la pièce intermédiaire 71 est de -10 Volts. La première tension de commande Vgl est de 0 Volt et la tension d'anode Va est de 2 kV. Comme représente sur la figure 13, deux émetteurs disposes côte à côte se déplacent à peu près en ligne droite et vers le haut sans se croiser. La largeur de point est de 75 mm sur 1 'anode à une distance de 1 mm depuis chaque emetteur. Cette structure de matrice d'émetteur peut fournir un excellent effet de focalisation.
Comme décrit ci-dessus, la largeur de faisceau sur l'anode ou la largeur de points lumineux peut être contrôlée en réglant la tension de commande Vg3 appliquée à la piece intermédiaire 71.
Avec plusieurs lignes d'émetteurs agencees dans une ouverture 20 ou l'électrode de focalisation préparée en commun pour plusieurs lignes d'émetteurs, l'effet de focalisation agit sur les électrons émis par une ligne d'émetteur adjacente à 1 'él ect rode de focalisation, mais l'effet divergent agit sur les électrons émis par une ligne d'émetteur se trouvant entre le côte opposé de 1 'lectroCie de focalisation.
L'effet de focalisation n'agit pas suffisamment sur les faisceaux d'électrons émis par des émetteurs autres que les emetteurs adjacents, Ainsi, il n'est pas préférable d'agencer plusieurs lignes d'émetteurs dans une ouverture. La figure 18 représente le diagramme d'analyse de lieu de faisceau d'électrons pour la structure dans laquelle des émetteurs sont disposés en deux lignes dans l'ouverture 20. Comme on le voit sur cette figure, les faisceaux d'électrons émis par deux lignes d'émetteurs ne peuvent pas être suffisamment focalisés.
Il a ete explique que les électrons divergent dans la direction (la direction horizontale dans les figures) du côté le plus court de chacune des ouvertures 20 ou 21 formees en deux lignes. A présent, la divergence des électrons dans la direction longitudinale d'une ligne d'ouverture 20 de forme ronde ou la divergence des electrons dans la direction du côte plus long de l'ouverture 21 en forme de fente va être étudiée ci-apres.
La figure 14 représente un exemple des résultats d'une analyse de distribution de densite de courant dans la direction longitudinale de l'ouverture en forme de fente. La figure 14(a) represente un resultat analyse dans un état où la distance d'anode vers cathode L3 est de 1 mm et la tension d'anode Va est de 2 kV, La figure 14(b) represente un resultat analyse dans un etat où la distance anode vers cathode
L3 est de 2 mm et la tension d'anode Va est de 5 kV.
Dans chaque cas, la largeur de faisceau d'électrons est nécessairement et suffisamment dans les limites de e 220 Cim, 4ui est la longueur verticale de chaque point de substance fluorescente dans l'affichage multicolore typique représente sur la figure 17 Comme on le voit à partir des caractéristiques, une fuite de lumiere, rendue lumineuse par un point de substance fluorescente en position adjacente à lieu à un faible niveau, suffisant.
La divergence verticale d'un faisceau d'électrons peut être contrôlée avec précision en modifiant la configuration de l'ouverture. Les figures 15(a) et 15(b) sont des vues en perpectives illustrant chacune une structure de matrice d'émetteurs dans laquelle la divergence d'un faisceau d d'électrons dans la direction verticale peut être contrôlée avec precision, selon le présent mode de réalisation. La figure 15(a) est une vue représentant un exemple d'une structure de matrice d'emetteur qui présente des ouvertures 21 en forme de fente, chacune divisée en plusieurs sous-fentes. Aucun emetteur n'est agence dans une sous-fente 22. Dans un tel agencement d'émetteur, des emetteurs peuvent etre disposes dans les positions correspondant à des points de substance fluorescente.
La figure 15(b) représente un exemple d'une structure de matrice d'émetteur ayant des ouvertures 21 en forme de fentes séparée plusieurs sous-fentes dans laquelle un émetteur ou un nombre approprié d'émetteurs sont disposés. Dans un tel agencement, la largeur verticale des électrons peut être contrôl ée avec precision sur une anode.
Sur la figure 15, une ouverture 21 en forme de fente a été appliquee à titre d'exemple sur une électrode de focalisation. De maniere analogue, des ouvertures 20 ne forme ronde representees sur la figure 2 peuvent être séparées en plusieurs ouvertures afin de disposer les emetteurs dans chaque ouverture séparée.
Un structure de matrice d'émetteur réalisée selon encore un autre mode de réalisation, qui permet de contrôler plus précisément la largeur de faisceau vertical sur une électrode anodique, va être décrite ci-après en se référant à la figure 16. La figure 16(a) est une vue en coupe transversale illustrant partiellement plusieurs émetteurs disposés langitudinalemenis dans une ouverture 21 en forme de fente. La figure 16(b) est une vue en plan representant les différents émetteurs représentés sur la figure 16(a). Dans ce mode de réalisation, les émetteurs 51 et 52 sont disposés pres des extremites interieures d'une ouverture 21 en forme de fente. Dans un tel agencement, comme représente sur la figure 16(a), etant donné que les émetteurs 51 et 52 sont disposés près des deux extrémités intérieures de la fente 21 dans l'électrode de focalisation 7, les lieux des faisceaux d'électrons émis par les émetteurs 51 et 52 sont grandement affectes, Ainsi, dans le mode de realisation précité, les electrons émis par des émetteurs disposés dans l'ouverture 21 en forme de fente peuvent etre plus focalisés longitudinalement sur l'anode, en comparaison avec les modes de réalisation précités.
La figure 16(c) est un exemple dans lequel le mode de réalisation précité est appliqué à une electrode de focalisation ayant plusieurs lignes d'ouvertures rondes 20. Dans ce cas, l'émetteur 53 se trouvant à I 'extrémité d'une matrice d'emetteur est alignée dans l'ouverture ronde 23 correspondante, si bien que ltemetteur 53 est décalé vers la paroi intérieure de l'ouverture ronde 23 depuis le centre de l'ouverture ronde 23. L'émetteur 54 à l'extrémité d'une matrice d'émetteur est alignee dans l'ouverture ronde 24 correspondante, si bien que l'émetteur 54 est décalé vers la paroi intérieure de l'ouverture ronde 24, depuis le centre de l'ouverture ronde 24. Les émetteurs 53 et 54 peuvent émettre des faisceaux d'électrons vers l'électrode anodique, en parallèle et sans divergence.
Ainsi, le présent mode de réalisation peut rétrécir plus fortement la largeur de faisceau vertical sur une anode en comparaison avec les modes de réalisation précitées, permettant ainsi d'obtenir un dispositif d'affichage à définition plus élevée.
Dans le mode de réalisation précite, trois lignes d'émetteurs peuvent être réalisées sous la forme d'affichages monochromes à l'aide de points de substance fluorescente plus larges. La figure 17(a) représente une structure de matrice d'émetteur pourvue de trois lignes d'emetteurs. La figure 17(b) représente une structure de matrice d'émetteur pourvue de quatre lignes d'émetteurs. Sur les figures 17(a) et 17(b), 1 'électrode de focalisation présente des ouvertures 21 en forme de fentes. Cependant, l'électrode de focalisation peut présenter des ouvertures rondes.
Comme decrit ci-dessus, la cathode froide est constituée d'émetteurs coniques. Selon la présente invention, differents types de cathodes froides peuvent etre utilisés sans se limiter seulement aux emetteurs coniques précités.
Comme décrit ci-dessus, dans le dispositif d'affichage à emission de champ attaque à des tensions d'anode élevée selon la présente invention, les électrons émis par une cathode peuvent être focalisés et entraînés en divergence de manière appropriée sur toute la surface d'un point de substance fluorescente.
En outre, étant donné que le nombre réduit d'émetteurs peut être intégré dans une petite zone, la capacité de fuite de la cathode vers l'anode peut être réduite. Il s'ensuit que la consommation de puissance peut être réduite.
En outre encore, étant donné qu'une tension élevée et que des zones de faible courant sont utilises afin de fournir un rendement lumineux éleve de la substance fluorescente, la tension de la cathode vers l'anode ainsi que le courant de la cathode vers la grille peuvent être reduits.
Ce qui a eté décrit ci-dessus est considéré à titre d'illustration seulement des principes de la présente invention. En outre, étant donné que de nombreuses modifications et variantes vont facilement apparaître à l'homme de 1 'art, on ne souhaite pas limiter Iïinvention à une structure exacte et aux applications représentées et decrites et, par conséquent, toutes les modifications et équivalences appropriées peuvent être considérées comme faisant partie du champ d'application de l'invention, tel qu'indiqué dans les revendications annexees et leurs équivalences,

Claims (12)

  1. dans lequel ladite distance dl est exprimée par l'inégalité 0,5d = < Cil = < 3d, dans laquelle d est un rayon divergent du lieu des électrons émis par ledit émetteur (5) à une distance L2 par rapport audit émetteur (5), dans le cas de l'absence de toute deuxieme électrode de commande (7).
    un substrat d'anode agencé de maniere à faire face audit substrat de cathode (1), ledit substrat d'anode ayant des électrodes anodiques sur chacune desquelles est appliquée par revêtement une substance fluorescente;
    des deuxièmes électrodes de commande (7) ayant chacune une ouverture servant à concentrer des électrons, ladite ouverture etant formée au-dessus d'une première électrode de commande à une distance L2 depuis ladite premiere électrode de commande, la distance la plus courte entre le bord de ladite ouverture et le centre d'un émetteur (5) étant établie à la valeur dl; et
    des premières electrodes de commande respectivement placées pres desdits émetteurs (5), afin d'extraire des électrons;
    des émetteurs (5) agences sur chacune desdites cathodes;
    un substrat de cathode (1) sur lequel sont formées des cathodes;
    1. Dispositif d'affichage à émission de champ, caractérisé par le fait qu'il comprend
    REVENDTQATI0N5,
  2. 2. Dispositif d'affichage à émission de champ selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacun desdits émetteurs (5) est placé dans ladite ouverture, ladite ouverture étant une ouverture de forme ronde (20).
  3. 3. Dispositif d'affichage à émission de champ selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chacun desdits émetteurs (5) est placé en une position quelque peu décalée du centre de ladite ouverture de forme ronde (20).
  4. 4. Dispositif d'affichage à émission de champ selon la revendication 2, caractérisé par le fait que plusieurs rangées desdites ouverture de forme ronde (20) sont agencées pour un pixel.
  5. 5. Dispositif d'affichage à émission de champ selon la revendication 3, caracterisi par le fait que plusieurs lignes desdites ouverture de forme ronde (20) sont agencees pour un pixel.
  6. 6. Dispositif d'affichage à émission de champ selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite ouverture est une ouverture en forme de fente (21) et dans lequel une ligne de plusieurs emetteurs (5) est placée dans ladite ouverture en forme de fente (21).
  7. 7. Dispositif d'affichage à émission de champ selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit émetteur (5) est placé en une position quelque peu décalée du centre de ladite ouverture en forme de fente (21)
  8. 8. Dispositif d'affichage à émission de champ selon la revendication 6, caracterise par le fait que ladite ouverture en forme de fente (21) est constituée de plusieurs sous-fentes.
  9. 9. Dispositif d'affichage à émission de champ selon la revendication 7, caractérise par le fait que ladite ouverture en forme de fente (21) est constituée de plusieurs sous-fentes.
  10. 10. Dispositif d'affichage à émission de champ selon lune quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait que en outre plusieurs ouvertures en forme de fente formees en parallèle pour un pixel.
  11. 11. Dispositif d'affichage à émission de champ selon 1 'une quelconque des revendications 6 10 > caracterise par le fait que un emetteur (5) placé à l'extrémité d'une ligne desdits émetteurs (5) agencés dans ladite ouverture en forme de fente (21) est placé adjacent à l'extrémité de ladite ouverture en forme de fente (21).
  12. 12. Dispositif d'affichage à émission de champ selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que différentes tensions sont respectivement appliquées à ladite deuxieme électrode de commande (7) associee à un émetteur (5) de côté droit et à ladite électrode de commande associée à un émetteur (5) de côte gauche.
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Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3083076B2 (ja) * 1995-04-21 2000-09-04 キヤノン株式会社 画像形成装置
JPH10308162A (ja) * 1997-05-07 1998-11-17 Futaba Corp 電界放出素子
EP1071109A4 (fr) 1998-03-23 2003-07-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Source d'electrons a emission de champ
FR2780808B1 (fr) * 1998-07-03 2001-08-10 Thomson Csf Dispositif a emission de champ et procedes de fabrication
KR100464314B1 (ko) * 2000-01-05 2004-12-31 삼성에스디아이 주식회사 전계방출소자 및 그 제조방법
DE60042679D1 (de) 2000-03-16 2009-09-17 Hitachi Ltd Vorrichtung zum Erzeugen eines Stromes von Ladungsträgern
JP3969981B2 (ja) * 2000-09-22 2007-09-05 キヤノン株式会社 電子源の駆動方法、駆動回路、電子源および画像形成装置
KR100727304B1 (ko) * 2000-11-24 2007-06-12 엘지전자 주식회사 전계방출표시소자의 구동방법
US7129626B2 (en) * 2001-03-20 2006-10-31 Copytele, Inc. Pixel structure for an edge-emitter field-emission display
FR2830680B1 (fr) * 2001-10-08 2004-04-09 Thomson Licensing Sa Cathode a micro emetteurs pour tubes a rayons cathodiques
US6773944B2 (en) * 2001-11-07 2004-08-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device
FR2833750A1 (fr) * 2001-12-19 2003-06-20 Thomson Licensing Sa Canon a electrons pour tube a vide
KR20030073365A (ko) * 2002-03-11 2003-09-19 엘지.필립스디스플레이(주) 칼라 평면 디스플레이 소자
US7274136B2 (en) * 2004-01-22 2007-09-25 Copytele, Inc. Hybrid active matrix thin-film transistor display
US7327080B2 (en) 2002-03-20 2008-02-05 Disanto Frank J Hybrid active matrix thin-film transistor display
US7804236B2 (en) * 2002-03-20 2010-09-28 Copytele, Inc. Flat panel display incorporating control frame
US7728506B2 (en) * 2002-03-20 2010-06-01 Copytele, Inc. Low voltage phosphor with film electron emitters display device
US7723908B2 (en) * 2002-03-20 2010-05-25 Copytele, Inc. Flat panel display incorporating a control frame
US6876140B2 (en) * 2002-03-25 2005-04-05 Lg. Philips Displays Korea Co., Ltd. Field emission display using a gated field emitter and a flat electrode
JP4543604B2 (ja) * 2002-05-20 2010-09-15 ソニー株式会社 電子放出領域の製造方法
JP2004146153A (ja) * 2002-10-23 2004-05-20 Canon Inc 電子線装置
KR100493163B1 (ko) * 2002-12-10 2005-06-02 삼성에스디아이 주식회사 전계방출소자
JP4219724B2 (ja) * 2003-04-08 2009-02-04 三菱電機株式会社 冷陰極発光素子の製造方法
KR100546172B1 (ko) * 2003-05-23 2006-01-24 주식회사 하이닉스반도체 불휘발성 강유전체 레지스터를 이용한 입출력 바이트 제어장치
TWI234124B (en) * 2003-06-30 2005-06-11 Ritdisplay Corp Display panel, electrode panel and electrode substrate thereof
TW591579B (en) * 2003-06-30 2004-06-11 Ritdisplay Corp Display panel, electrode panel and electrode substrate thereof
KR100862655B1 (ko) * 2003-08-12 2008-10-10 삼성에스디아이 주식회사 탄소나노튜브 에미터를 구비하는 전계 방출 디스플레이 및그 제조 방법
KR100523840B1 (ko) 2003-08-27 2005-10-27 한국전자통신연구원 전계 방출 소자
KR100548256B1 (ko) * 2003-11-05 2006-02-02 엘지전자 주식회사 탄소 나노튜브 전계방출소자 및 구동 방법
KR20050062742A (ko) * 2003-12-22 2005-06-27 삼성에스디아이 주식회사 전계방출소자와, 이를 적용한 표시소자 및 그 제조방법
KR20050104643A (ko) * 2004-04-29 2005-11-03 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 표시장치용 캐소드 기판, 전자 방출 표시장치및 이의 제조 방법
FR2873852B1 (fr) * 2004-07-28 2011-06-24 Commissariat Energie Atomique Structure de cathode a haute resolution
KR100601990B1 (ko) * 2005-02-07 2006-07-18 삼성에스디아이 주식회사 전계방출 표시장치 및 그 제조방법
KR20060104658A (ko) * 2005-03-31 2006-10-09 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 소자
KR20060104584A (ko) * 2005-03-31 2006-10-09 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 소자
KR20060124332A (ko) * 2005-05-31 2006-12-05 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 소자
KR20070044584A (ko) * 2005-10-25 2007-04-30 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 디바이스와 이를 이용한 전자 방출 표시디바이스
US20070096621A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-03 Sang-Ho Jeon Electron emission display
KR20070046661A (ko) * 2005-10-31 2007-05-03 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 표시 디바이스
KR20070046663A (ko) * 2005-10-31 2007-05-03 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 표시 디바이스
KR20070047455A (ko) * 2005-11-02 2007-05-07 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 표시 디바이스
JP5007037B2 (ja) * 2005-11-07 2012-08-22 株式会社アルバック カソード基板の作製方法及び表示素子の作製方法
KR20070083113A (ko) * 2006-02-20 2007-08-23 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 디바이스 및 이를 이용한 전자 방출 표시디바이스
KR100780286B1 (ko) * 2006-03-03 2007-11-28 태산엘시디 주식회사 자기정렬된 게이트-에미터 구조를 갖는 카본나노튜브 전계방출 표시소자의 제조방법
CN101473399B (zh) 2006-06-28 2011-03-23 汤姆逊许可证公司 具有场发射背光的液晶显示器
KR20080045463A (ko) * 2006-11-20 2008-05-23 삼성에스디아이 주식회사 발광 장치 및 표시 장치
FR2902574A1 (fr) * 2006-12-14 2007-12-21 Thomson Licensing Sas Element cathodique pour panneau d'affichage de type fed
KR101404846B1 (ko) * 2006-12-18 2014-06-09 톰슨 라이센싱 전계 방출 소자 백라이팅 유닛을 위한 스크린 구조
JP2008218195A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Canon Inc 電子源、画像表示装置及び情報表示再生装置
KR20090009502A (ko) * 2007-07-20 2009-01-23 삼성에스디아이 주식회사 발광 장치 및 이 발광 장치를 갖는 표시 장치
CN101847557B (zh) * 2010-06-13 2012-10-17 福州大学 具有边缘增强效应的栅极场发射阴极结构及其制备方法
US10658144B2 (en) * 2017-07-22 2020-05-19 Modern Electron, LLC Shadowed grid structures for electrodes in vacuum electronics

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992009095A1 (fr) * 1990-11-16 1992-05-29 Thomson Recherche Source d'electrons et procede de realisation
JPH0729484A (ja) * 1993-07-07 1995-01-31 Futaba Corp 集束電極を有する電界放出カソード及び集束電極を有する電界放出カソードの製造方法
WO1996024152A1 (fr) * 1995-01-31 1996-08-08 Candescent Technologies Corporation Structures a filaments comportant des grilles pour dispositif d'affichage par emission de champ

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05242794A (ja) * 1991-11-29 1993-09-21 Motorola Inc 集積化された静電界レンズを有する電界放出デバイス
JPH07105831A (ja) * 1993-09-20 1995-04-21 Hewlett Packard Co <Hp> 電子集束及び偏向のための装置と方法
JP2806294B2 (ja) * 1995-03-03 1998-09-30 双葉電子工業株式会社 画像表示装置の駆動回路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992009095A1 (fr) * 1990-11-16 1992-05-29 Thomson Recherche Source d'electrons et procede de realisation
JPH0729484A (ja) * 1993-07-07 1995-01-31 Futaba Corp 集束電極を有する電界放出カソード及び集束電極を有する電界放出カソードの製造方法
WO1996024152A1 (fr) * 1995-01-31 1996-08-08 Candescent Technologies Corporation Structures a filaments comportant des grilles pour dispositif d'affichage par emission de champ

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 095, no. 004 31 May 1995 (1995-05-31) *
SPINDT C A ET AL: "PHYSICAL PROPERTIES OF THIN-FILM FIELD EMISSION CATHODES WITH MOLYBDENUM CONES", 1 December 1976, JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, VOL. 47, NR. 12, PAGE(S) 5248 - 5263, XP000560520 *

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Publication number Publication date
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