FR2781602A1 - Dispositif electronique a cathode froide, et dispositif lumineux a emission de champ et dispositif lumineux a cathode froide comportant chacun celui-ci - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif électronique à cathode froide capable d'éliminer la pollution des électrodes émettrices (17) apparaissant pendant la fabrication du dispositif de manière à améliorer les caractéristiques d'émission des électrodes émettrices (17) et le rendement lumineux d'une couche de luminophore (23). Le dispositif électronique à cathode froide comporte un métal renfermant de l'hydrogène incorporé dans une électrode de grille (15) et/ ou une électrode anodique (22). Un dispositif lumineux à émission de champ (11) et un dispositif lumineux à cathode froide comportant chacun ce dispositif électronique à cathode froide sont décrits.

Description

DISPOSITIF ELECTRONIQUE A CATHODE FROII)E. ET DISPOSITIF

LUMINEUX A EMISSION DE CHAMP ET DISPOSITIF LUMINEUX

A CATHODE FROIDE COMPORTANT CHACUN CELUI-CI

La présente invention concerne un dispositif électronique à cathode froide, et un dispositif lumineux à émission de champ et un dispositif lumineux à cathode froide comportant chacun un tel dispositif électronique à cathode froide. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif électronique à cathode froide qui comporte une électrode cathodique, une électrode de grille et une électrode anodique et est construit de manière à permettre à des électrons émis par effet de champ depuis l'électrode cathodique d'atteindre au moins une électrode parmi l'électrode de grille et l'électrode anodique, et un dispositif lumineux à émission de champ et un dispositif lumineux à cathode froide comportant chacun un tel dispositif électronique à cathode froide, la cathode froide étant améliorée en ce qui concerne les caractéristiques

d'émission et un luminophore est stabilisé en ce qui concerne le rendement lumineux.

Lorsqu'un champ électrique établi à environ 109 (V/m) est appliqué à une surface d'un matériau métallique ou à celle d'un matériau semiconducteur, il se produit un effet tunnel qui permet aux électrons de passer à travers une barrière, le résultat étant que les électrons sont déchargés dans le vide même à une température normale. Un tel phénomène est appelé "émission de champ" et une cathode construite de manière à émettre des électrons sur la base de ce principe est appelée une "cathode à émission de champ".

Récemment, le développement de techniques de traitement précises de semi-

conducteurs permet à une cathode à émission de champ du type à émission en surface d'être constituée d'éléments de cathode à émission de champ ayant une dimension aussi petite que quelques microns. Diverses unités électroniques dans lesquelles plusieurs cathodes à émission de champ sont agencées d'une manière analogue à une matrice sur un substrat, fonctionnent chacune pour que des électrons émis de manière sélective par des émetteurs frappent un luminophore, de manière à permettre au luminophore d'émettre de manière sélective une lumière, le résultat étant qu'elles sont utilisées en tant

que moyens d'alimentation en électrons pour un dispositif d'affichage du type plat.

Maintenant, on va décrire un tel afficheur à émission de champ classique en référence à la figure 12. L'afficheur à émission de champ est appelé un dispositif

d'affichage du type Spindt.

Une cathode à effet de champ du type Spindt comporte un premier substrat ou substrat cathodique 100, sur lequel est alors formée une électrode cathodique 101. Une couche résistive 102, une couche isolante 103 et une électrode de grille 104 sont alors

formées sur l'électrode cathodique 101 dans cet ordre dans la direction vers le haut.

L'électrode de grille 104 et la couche isolante 103 sont munies de trous communs l'une à l'autre de manière à s'étendre à travers celles-ci, dans chacun desquels une électrode 0o émettrice 115 ayant une forme conique en coupe verticale est agencée tout en étant placée sur la couche résistive 102. Les électrodes émettrices 115 sont chacune agencées

dans le trou tout en étant exposées à leur extrémité distale pointue à travers le trou.

L'utilisation de techniques de traitement précises pour fabriquer une telle cathode à effet de champ permet de réduire la distance entre les électrodes émettrices coniques 115 et l'électrode de grille 104 jusqu'à un niveau inférieur à un micron, de sorte que la simple application d'une tension aussi faible qu'environ quelques dizaines de volts permet aux électrodes émettrices 115 d'émettre des électrons lorsqu'on le souhaite. Au-dessus du premier substrat 100 sur lequel plusieurs de ces cathodes à effet de champ sont agencées en un réseau, est agencé un second substrat ou substrat anodique 116 constituant une électrode anodique située en vis-à-vis du premier substrat. Le premier substrat 100 et le second substrat 116 coopèrent l'un avec l'autre, ainsi qu'avec une plaque latérale pour former une enveloppe étanche à l'air, qui est mise sous vide pour créer un vide ou une pression réduite à l'intérieur, le résultat étant que l'afficheur à

2 5 effet de champ est réalisé.

Dans l'afficheur à effet de champ ainsi construit, une tension de grille Vg est appliquée entre l'électrode de grille et l'électrode cathodique et une tension anodique Va est appliquée entre l'électrode cathodique et l'électrode anodique, de sorte que les électrons émis par les électrodes émettrices 115 peuvent venir frapper une partie requise du luminophore situé sur le substrat anodique 116, le résultat étant un affichage

lumineux voulu.

La figure 13 représente une unité d'excitation pour exciter un afficheur couleur à effet de champ dans lequel est incorporée une telle cathode à effet de champ du type à émission en surface, telle que décrite cidessus. L'afficheur à effet de champ désigné par la référence numérique 151 sur la figure 13 est construit sous forme d'une structure de panneau d'affichage à effet de champ ayant m x n points. La référence numérique 152 désigne un signal d'image (données d'image) entré, la référence numérique 153 est un circuit tampon d'entrée de signal, et la référence numérique 154 est un contrôleur pour

commander de manière générale le panneau entier.

Le contrôleur 154 fonctionne pour permettre aux données d'image entrées à travers le circuit tampon d'entrée de signal 153 d'être mémorisées temporairement dans une mémoire vive d'affichage 155, par exemple, pour chacune des trois couleurs primaires, le rouge, le vert et le bleu (RVB) de chaque unité de trame. Egalement, le contrôleur 154 agit pour transférer les données d'image en RVB ainsi mémorisées dans des circuits d'attaque ou gestionnaires de données (dispositifs d'excitation de cathode)

I5s 156A et 156B en fonction du système d'affichage.

Les gestionnaires de données 156A et 156B délivrent, vers des bornes cathodiques CI à Cm, une tension cathodique Vcc entrée dans ceux-ci depuis une alimentation de courant cathodique 160B d'une alimentation de courant 160, et une impulsion de données soumise à une modulation d'impulsion en fonction d'une

gradation des données d'image en RVB provenant du contrôleur 154.

Dans ce cas, l'alimentation de courant 160, telle que décrite ci-dessus, comporte l'alimentation de courant cathodique 160B pour appliquer la tension cathodique Vcc aux gestionnaires de données 156A et 156B, ainsi qu'une alimentation de courant de grille A pour appliquer une tension de grille Vgg d'un niveau prédéterminé à un circuit de

commande de tension de grille 159.

La référence numérique 158 désigne un circuit de commutation d'anode/alimentation de courant anodique 158, qui fonctionne pour appliquer une tension anodique ayant un niveau prédéterminé à des bornes anodiques Ai et A2 du panneau d'affichage à effet de champ 151 conformément à une commande du contrôleur

154.

Dans le circuit de commande de tension de grille 159 sont fixés un ordre et un minutage du fonctionnement des bornes de grille GI, G2... du panneau d'affichage à effet de champ 151, et ce circuit de commande 159 fonctionne pour délivrer une tension impulsionnelle ayant un niveau prédéterminé à un dispositif de commande de balayage (dispositif d'excitation de grille) 157 en fonction de la tension de grille Vgg provenant

de l'alimentation de courant de grille 160A.

Le dispositif de commande de balayage 157 reçoit du circuit de commande de tension de grille 159 un signal de balayage pour balayer chacune des bornes de grille GI, G2,... du panneau d'affichage à effet de champ 151 conformément à une commande du contrôleur 154. Le dispositif de commande de balayage 157 fonctionne pour exciter chacune des cellules d'image agencées sur la matrice conformément à ce qu'on appelle un système séquentiel linéaire pour sélectionner séquentiellement les bornes de grille

G1, G2... en fonction du système d'affichage.

Sur la figure 13, des données cathodiques provenant des gestionnaires de données 156A et 156B et un niveau de tension du signal d'excitation de grille provenant du circuit de commande de tension de grille 159 sont établis de manière appropriée en 1 s fonction de la tension cathodique Vcc émise par l'alimentation de courant 160, de sorte

qu'une plage dynamique de luminance dans une section d'affichage peut être ajustée.

Comme décrit ci-dessus, l'afficheur à émission de champ classique est construit

de sorte que la cathode à émission de champ et le conducteur anodique agencé sur celle-

ci avec la couche de luminophore sont disposés en vis-à-vis l'un de l'autre dans

l'enveloppe étanche à l'air.

Plus spécifiquement, dans la fabrication de l'afficheur à effet de champ classique, le conducteur cathodique est formé sur une surface intérieure du substrat cathodique constituant une partie de l'enveloppe étanche à l'air et ensuite la couche isolante est formée sur le conducteur cathodique, suivie de la formation de la grille sur la couche isolante. Alors, les trous sont formés à travers la grille et la couche isolante et ensuite les électrodes émettrices sont chacune formées dans chacun des trous tout en étant agencées sur le conducteur cathodique, le résultat donnant la cathode à effet de champ. L'anode agencée en vis-à- vis de la cathode à effet de champ ainsi réalisée est obtenue en formant le conducteur anodique perméable à la lumière sur une surface intérieure du substrat anodique constituant une autre partie de l'enveloppe étanche à

l'air, et en formant la couche de luminophore sur le conducteur anodique.

Dans l'afficheur à effet de champ ainsi construit, une tension ayant un niveau adapté est appliquée à la grille et au conducteur anodique tout en appliquant une tension ayant un niveau prédéterminé à la cathode, de manière à permettre aux électrons d'être émis depuis une extrémité distale des électrodes émettrices. Alors, les électrons ainsi émis frappent une partie voulue de la couche de luminophore de l'anode, entraînant une luminescence du luminophore, qui est observée extérieurement à travers le conducteur

anodique et le substrat anodique.

Malheureusement, l'afficheur à effet de champ classique construit comme décrit ci-dessus entraîne une pollution des électrodes émettrices pendant le montage de la structure de cathode à effet de champ dans l'enveloppe étanche à l'air, le résultat étant qu'un niveau de seuil d'émission des électrodes émettrices est accru, entraînant une réduction des caractéristiques d'émission de celles-ci ou une détérioration de la fiabilité

à long terme du rendement lumineux du luminophore.

Ceci peut être dû au fait que les électrodes émettrices et la couche de luminophore de l'électrode anodique sont oxydées par 02 ou polluées par C ou analogues, collés dessus. Une telle oxydation ou pollution est augmentée au cours du temps de fonctionnement. Par exemple, en ce qui concerne une affection de la performance d'émission des électrodes émettrices par oxydation ou contamination, le courant anodique est amené à être rapidement réduit du fait de l'affection, comme représenté sur la figure 14, le résultat étant que les caractéristiques de luminance de la

couche de luminophore sont rapidement détériorées.

Au vu de ce qui précède, la demanderesse a proposé des techniques de nettoyage des électrodes émettrices par irradiation de faisceaux d'électrons pendant la fabrication d'un afficheur à effet de champ, comme décrit dans le brevet japonais n 2 634 995. Les techniques proposées sont conçues de manière à projeter une partie des électrons émis par des électrodes émettrices sur des électrodes émettrices non- émettrices qui sont

empêchées d'émettre des électrons, entraînant un nettoyage de celles-ci.

Dans ce but, les électrodes émettrices sont électriquement classées en un pluralité de paires de groupes d'électrodes émettrices. Lorsque les électrodes émettrices d'un des groupes de chaque paire est dans les conditions normales d'émission d'électrons, un potentiel positif ayant un niveau égal ou supérieur à celui d'une grille des électrodes émettrices dudit groupe est appliqué aux électrodes émettrices de l'autre groupe. Ces conditions d'excitation sont permutées de manière alternée pour chaque groupe d'électrodes émettrices de chaque paire. Ceci permet à une partie des électrons émis par les électrodes émettrices d'un des groupes de chaque paire de frapper les électrodes émettrices de l'autre groupe pour les nettoyer. De manière similaire, les électrons émis par les électrodes émettrices de l'autre groupe frappent les électrodes

émettrices du premier groupe, de manière à les nettoyer.

Cependant, les techniques de nettoyage des électrodes émettrices par irradiation d'électrons émis ne parviennent pas à assurer de manière satisfaisante des caractéristiques d'émission d'un l'afficheur à effet de champ à écartement serré et des

caractéristiques de rendement lumineux de la couche de luminophore.

Egalement, l'excitation des électrodes émettrices en les divisant en une pluralité de groupes n'implique pas seulement de diviser électriquement le conducteur cathodique

pour les électrodes émettrices, mais implique des circuits d'excitation individuels.

La présente invention a été réalisée au vu de l'inconvénient précédent de la technique antérieure. Par conséquent, un but de la présente invention est de fournir un dispositif électronique à cathode froide qui est capable d'éliminer la pollution des électrodes émettrices pendant la fabrication du dispositif, de manière à empêcher une détérioration des caractéristiques d'émission des électrodes émettrices, ainsi qu'une détérioration du

rendement lumineux d'une couche de luminophore.

Un but de la présente invention est de fournir un dispositif lumineux à émission de champ qui est capable d'éliminer la pollution des électrodes émettrices pendant la fabrication du dispositif, de manière à empêcher une détérioration des caractéristiques d'émission des électrodes émettrices et une détérioration du rendement lumineux d'une

2 5 couche de luminophore.

Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif lumineux à cathode froide qui est capable d'éliminer la pollution des électrodes émettrices pendant la fabrication du dispositif. de manière à empêcher une détérioration des caractéristiques d'émission des électrodes émettrices, et une détérioration du rendement lumineux d'une

couche de luminophore.

Afin d'atteindre les buts indiqués ci-dessus, la présente invention est construite de sorte qu'un métal renfermant de l'hydrogène est inclus dans au moins une partie d'au

moins une électrode quelconque parmi une électrode de grille et une électrode anodique.

et une partie des électrons émis par effet de champ frappent le métal renfermant de l'hydrogène pour l'activer, de manière à permettre au métal renfermant de l'hydrogène de décharger l'hydrogène. L'hydrogène ainsi déchargé agit pour empêcher une pollution des électrodes émettrices et d'une couche de luminophore. Le métal renfermant de l'hydrogène dont il est question ici est un métal ou un alliage qui coopère avec l'hydrogène pour former un matériau hydrogéné. L'hydrogène est stocké entre des réseaux cristallins du métal. La quantité d'hydrogène stockée est connue comme étant égale à des centaines de fois le volume du métal. Des éléments pour former une matrice du métal renfermant de l'hydrogène incluent Nb, Zr, V, Fe, Ta,

Ni, Ti, Mg, Th ou une combinaison de ceux-ci.

Ainsi, dans la présente invention, par exemple, en supposant que l'électrode émettrice ou la couche de luminophore a du 02 gazeux et du C collés sur une surface de celle-ci, de l'hydrogène gazeux déchargé du métal renfermant de l'hydrogène élimine de 1 s manière efficace le 02 gazeux et le C, du fait qu'il réagit avec le 02 gazeux et le C pour former OH et CH, respectivement. Egalement, le résidu gazeux réagit directement avec l'hydrogène, le résultat étant que le 02 gazeux et le C collés sont réduits de manière efficace. Conformément à un aspect de la présente invention, un dispositif électronique à cathode froide est fourni. Le dispositif électronique à cathode froide comporte une électrode cathodique pour émettre par effet de champ des électrons, une électrode de grille, et une électrode anodique. Les électrons émis par effet de champ depuis l'électrode cathodique peuvent atteindre au moins une électrode quelconque parmi l'électrode de grille et l'électrode anodique au moment o une tension de grille est appliquée entre l'électrode de grille et l'électrode cathodique et o une tension anodique est appliquée entre l'électrode cathodique et l'électrode anodique. Au moins une partie d'au moins une électrode quelconque parmi l'électrode de grille et l'électrode anodique

comporte un métal renfermant de l'hydrogène.

Egalement. conformément à cet aspect de la présente invention, un dispositif électronique à cathode froide est fourni. Le dispositif électronique à cathode froide comporte unc électrode cathodique pour émettre par effet de champ des électrons, une électrode de grille et une électrode anodique. Les électrons émis par effet de champ par l'électrode cathodique peuvent atteindre au moins une électrode quelconque parmi l'électrode de grille et l'électrode anodique au moment o une tension de grille est appliquée entre l'électrode de grille et l'électrode cathodique et o une tension anodique est appliquée entre l'électrode cathodique et l'électrode anodique. Au moins une partie d'au moins une électrode quelconque parmi l'électrode de grille et l'électrode anodique comporte un métal renfermant de l'hydrogène. Le dispositif électronique à cathode froide comporte aussi une unité de commande pour faire varier un signal d'excitation appliqué à une électrode quelconque sélectionnée parmi l'électrode cathodique, l'électrode de grille et l'électrode anodique. Le signal d'excitation que fait varier l'unité de commande permet de commander la quantité d'électrons émis en commandant un courant d'une électrode quelconque sélectionnée parmi l'électrode de grille et l'électrode anodique, de sorte que les électrons commandés frappent le métal renfermant de

l'hydrogène pour décharger de l'hydrogène gazeux depuis celui-ci.

Dans un mode préféré de réalisation de la présente invention, le signal d'excitation appliqué à une électrode quelconque sélectionnée parmi l'électrode cathodique, l'électrode de grille et l'électrode anodique est un signal impulsionnel, et une variation du signal impulsionnel est une variation de l'une quelconque des grandeurs sélectionnées dans le groupe comprenant la largeur d'impulsion du signal

impulsionnel. la hauteur d'impulsion de celui-ci et le nombre d'impulsions de celui-ci.

Dans un mode préféré de réalisation de la présente invention, on fait varier le signal impulsionnel en correspondance avec une variation du courant anodique de

l'électrode anodique détectée.

Dans un mode préféré de réalisation de la présente invention, lorsque le courant anodique est réduit, le courant de l'électrode dont au moins une partie comporte le métal renfermant de l'hydrogène est augmenté pour augmenter la décharge d'hydrogène gazeux depuis le métal renfermant de l'hydrogène, de manière à renforcer l'émission d'électrons de l'électrode cathodique; et lorsque le courant anodique est augmenté, le courant de l'électrode dont au moins une partie comporte le métal renfermant de l'hydrogène est réduit pour réduire la décharge d'hydrogène gazeux depuis le métal renfermant de l'hydrogène, de manière à stabiliser l'émission d'électrons de l'électrode cathodique. Dans un mode préféré de réalisation de la présente invention, le métal renfermant de l'hydrogène est sélectionné dans le groupe comprenant Nb, Zr, V, Fe, Ta,

Ni et Ti.

Dans un mode préféré de réalisation de la présente invention, le métal renfermant de l'hydrogène contient du CH4 gazeux ainsi que de l'hydrogène gazeux et décharge du CH4 gazeux ainsi que de l'hydrogène gazeux lorsque les électrons le frappent. Conformément à un autre aspect de la présente invention, un dispositif lumineux à émission de champ est fourni. Le dispositif lumineux à émission de champ comporte une électrode cathodique comportant des électrodes émettrices pour émettre par effet de champ des électrons, une électrode de grille et une électrode anodique comportant une couche de luminophore pour émettre une lumière du fait que les électrons frappent cette couche. Les électrons émis par effet de champ par l'électrode cathodique peuvent

frapper l'électrode anodique, entraînant une luminescence de la couche de luminophore.

Au moins une partie de l'électrode de grille comporte un métal renfermant de l'hydrogène. On applique à l'électrode anodique une tension inférieure à la tension d'extraction d'électrons appliquée à l'électrode de grille au moment d'une luminescence de la couche de lumrninophore lorsqu'une tension est maintenue appliquée à l'électrode cathodique, ou on applique à l'électrode de grille une tension d'extraction d'électrons alors qu'aucune tension n'est appliquée à l'électrode anodique en réponse à une commutation de l'électrode anodique. Le métal renfermant de l'hydrogène est frappé par les électrons émis par effet de champ pendant une non-luminescence de la couche de luminophore, le résultat étant que de l'hydrogène gazeux est déchargé du métal

renfermant de l'hydrogène.

Conformément à cet aspect de la présente invention, un dispositif lumineux à émission de champ est fourni. Le dispositif lumineux à émission de champ comporte une électrode cathodique comportant des électrodes émettrices pour émettre par effet de champ des électrons, une électrode de grille et une électrode anodique comportant une couche de luminophore pour émettre une lumière du fait que des électrons frappent sur celle-ci. Les électrons émis par effet de champ par l'électrode cathodique peuvent

frapper l'électrode anodique, entraînant une lumninescence de la couche de luminophore.

L'électrode anodique comporte une électrode anodique d'affichage incluant la couche de luminophore et une électrode anodique de décharge d'hydrogène qui est électriquement séparée de l'électrode anodique d'affichage et exempte de la couche de luminophore et dont au moins une partie comporte un métal renfermant de l'hydrogène. L'électrode anodique de décharge d'hydrogène reçoit par un signal d'excitation indépendant de celui de l'électrode anodique d'affichage. Le métal renfermant de l'hydrogène de l'électrode anodique de décharge d'hydrogène est frappé par des électrons émis par effet de champ,

de manière à décharger de l'hydrogène gazeux depuis ce métal.

De plus, conformément à cet aspect de la présente invention, un dispositif lumineux à émission de champ est fourni. Le dispositif lumineux à émission de champ comporte une électrode cathodique comportant des électrodes émettrices pour émettre io par effet de champ des électrons, une électrode de grille et une électrode anodique comportant une couche de luminophore pour émettre une lumière du fait que des électrons frappent cette couche. Les électrons émis par effet de champ provenant de l'électrode cathodique peuvent frapper l'électrode anodique, entraînant une luminescence de la couche de luminophore. Au moins une partie de l'électrode de grille comporte un métal renfermant de l'hydrogène. Le dispositif lumineux à émission de champ comporte également une électrode de focalisation qui est agencée entre l'électrode de grille et l'électrode anodique et à laquelle une tension est appliquée. La tension appliquée à l'électrode focalisation est commandée pour faire varier la vitesse de distribution d'un courant envoyé à l'électrode de grille et à l'électrode anodique, de sorte qu'une quantité nécessaire d'électrons peut frapper le métal renfermant de l'hydrogène de l'électrode de grille pour décharger une quantité nécessaire d'hydrogène gazeux du

métal renfermant de l'hydrogène.

Conformément à un autre aspect de la présente invention, un dispositif lumineux à cathode froide est fourni. Le dispositif lumineux à cathode froide comporte un conducteur cathodique, une cathode froide agencée sur le conducteur cathodique de manière à émettre des électrons, un conducteur anodique et une couche de luminophore agencée sur le conducteur anodique. Les électrons émis par la cathode froide frappent la couche de luminophore, entraînant une luminescence de la couche de luminophore. Une

poudre de métal renfermant de l'hydrogène est ajoutée à la couche de luminophore.

3o Dans un mode préféré de réalisation de la présente invention, la poudre de métal renfermant de l'hydrogène est collée sur une surface de la couche de luminophore ou

une surface d'une particule de luminophore constituant la couche de luminophore.

Dans un mode préféré de réalisation de la présente invention, la couche de luminophore est constituée d'une pâte fabriquée en mélangeant l'une avec l'autre des

particules de luminophore et la poudre de métal renfermant de l'hydrogène.

Dans un mode préféré de réalisation de la présente invention, la couche de luminophore est constituée d'une poudre de luminophore ayant une dimension de particule de 1 à 10 p.m, et la poudre de métal renfermant de l'hydrogène a une

dimension de particule allant de 0,01 à plusieurs gm.

De plus, conformément à cet aspect de la présente invention, un dispositif lumineux à cathode froide est fourni. Le dispositif lumineux à cathode froide comporte un conducteur de cathode froide pour émettre par effet de champ des électrons, un conducteur anodique, une couche de luminophore agencée sur le conducteur anodique de manière à émettre une lumière du fait que des électrons frappent celle-ci, et une enveloppe étanche à l'air dans laquelle sont disposés la cathode froide, le conducteur anodique et la couche de luminophore. L'enveloppe a de l'hydrogène gazeux enfermé à l'intérieur. Une poudre de métal renfermant de l'hydrogène ajoutée à la couche de luminophore. Ces buts, ainsi que d'autres, et de nombreux avantages qui en découlent, de la

présente invention, vont être mieux compris à la lecture de la description détaillée qui

va suivre, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels des références analogues désignent des parties analogues ou correspondantes, et sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe agrandie représentant schématiquement un mode de réalisation d'un dispositif lumineux à émission de champ selon la présente invention, qui comporte un dispositif électronique à cathode froide selon la présente invention, - la figure 2 est un schéma de forme d'onde représentant une forme d'onde d'un signal d'excitation de chacune des électrodes du dispositif lumineux à émission de champ de la figure 1, - la figure 3 est un graphique représentant la relation entre une tension de grille et une pression partielle d'hydrogène dans une enveloppe étanche à l'air du dispositif lumineux à émission dechamp de la figure 1, - la figure 4 est un graphique représentant la relation entre un courant de grille et une pression partielle d'hydrogène dans une enveloppe étanche à l'air du dispositif lumineux à émission de champ de la figure 1, - la figure 5 est un graphique représentant la relation entre une valeur relative d'un courant anodique et une durée d'éclairage continu du dispositif lumineux à émission de champ de la figure 1, - la figure 6 est une vue partielle en coupe agrandie représentant schématiquement un autre mode de réalisation d'un élément lumineux à émission de champ selon la présente invention, qui comporte un dispositif électronique à cathode froide selon la présente invention, - la figure 7 est une vue partielle en coupe agrandie représentant schématiquement encore un autre mode de réalisation d'un élément lumineux à émission de champ selon la présente invention, qui comporte un dispositif électronique à cathode froide selon la présente invention, - la figure 8 est une vue en coupe agrandie représentant schématiquement une couche de luminophore incorporée dans un mode de réalisation d'un dispositif électronique à cathode froide selon la présente invention, - la figure 9 est un graphique représentant les résultats d'un essai d'endurance effectué sur le dispositif lumineux à émission de champ représenté sur la figure 8, et sur 2 0 un dispositif classique tout en comparant les résultats les uns aux autres, - la figure 10 est une vue partielle en coupe agrandie représentant schématiquement une modification de la couche de luminophore de la figure 8, - la figure 11 est une vue partielle en coupe agrandie représentant schématiquement une autre modification de la couche de luminophore de la figure 8, - la figure 12 est une vue en perspective et en coupe, représentant schématiquement un dispositif lumineux à émission de champ classique, - la figure 13 est un schéma fonctionnel représentant une unité d'excitation du dispositif lumineux à émission de champ classique de la figure 12, et - la figure 14 est un graphique représentant la relation entre une valeur relative d'un courant anodique et un temps d'éclairage continu du dispositif lumineux à émission

de champ classique de la figure 12.

Maintenant, la présente invention va être décrite ci-dessous en référence aux

figures 1 à 11.

En se reportant tout d'abord à la figure 1, un mode de réalisation d'un dispositif lumineux à émission de champ selon la présente invention, qui comporte un dispositif électronique à cathode froide selon la présente invention est représenté. Un dispositif électronique à émission de champ du mode de réalisation représenté, désigné de manière générale par la référence numérique 11, qui se trouve dans la catégorie des

dispositifs électroniques à cathode froide, comporte un substrat cathodique isolant 12.

Le substrat cathodique isolant 12 est muni sur sa surface intérieure d'une ou de plusieurs électrodes cathodiques (conducteurs cathodiques) 13, sur lesquelles sont formées une couche isolante 14 et une ou plusieurs électrodes de grille 15 dans cet ordre. Dans le mode de réalisation représenté, les électrodes de grille 15 ont chacune une couche de métal ou d'alliage renfermant de l'hydrogène qui est formée, supportée ou revêtue sur au moins une partie de chaque électrode de grille. La couche renfermant de l'hydrogène peut être constituée d'un métal ou d'un alliage sélectionné dans le groupe constitué de

Nb, Zr, V, Fe, Ta, Ni, Ti et analogues.

Les électrodes de grille 15 et la couche isolante 14 sont munies d'une pluralité de trous 16 qui s'étendent de manière commune à travers cellesci. A l'intérieur de chacun des trous 16 est disposée une électrode émettrice 17 ayant une configuration conique en coupe verticale tout en étant agencée sur une partie de l'électrode cathodique exposée à travers le trou 16, de sorte que les électrodes émettrices 17 sont chacune exposées au niveau de leur extrémité distale pointue à travers le trou 16. Dans le mode de réalisation représenté, les électrodes cathodiques 13 et les électrodes de grille 15 sont formées selon une forme analogue à une bande et sont agencées de manière à être perpendiculaires les unes aux autres, le résultat étant qu'elles coopèrent les unes avec les

autres pour constituer une matrice d'affichage par points.

Le dispositif lumineux à émission de champ du mode de réalisation représenté comporte également un substrat anodique 21 perméable à la lumière, agencé de manière à être espacé selon un intervalle prédéterminé du substrat cathodique 12. Le substrat anodique 21 est muni sur sa surface intérieure d'une électrode anodique 22, qui est alors munie d'une couche de luminophore 23. Dans le mode de réalisation représenté, l'électrode anodique 22 est agencée sur tout le substrat anodique 21 et la couche de

luminophore 23 est agencée sur toute l'électrode anodique 22.

Dans le mode de réalisation représenté, le substrat cathodique 12 et le substrat anodique 21 constituent chacun une partie d'un boîtier étanche à l'air dont une

enveloppe fermée étanche à l'air est formée.

La figure 2 représente une forme d'onde d'un signal d'excitation pour chacune des électrodes incorporées dans le dispositif lumineux à émission de champ 1 1 du mode de réalisation représenté. Dans le mode de réalisation représenté, l'électrode anodique 22 reçoit toujours un signal d'excitation Va pendant la mise sous tension du dispositif lumineux à émission de champ Il. Dans ces conditions, les électrodes cathodiques 13 ou les électrodes de grille 15 sont balayées en ordre et les autres électrodes reçoivent un signal d'excitation en synchronisme avec le balayage, le résultat étant qu'une des

intersections de la matrice est sélectionnée.

Plus particulièrement, par exemple, les électrodes cathodiques 13 sont balayées en ordre au moyen d'un signal d'excitation Vc et une électrode voulue parmi les électrodes de grille 15 est sélectionnée. Alors, l'électrode de grille sélectionnée 15 reçoit un signal d'excitation Vgl, de manière à sélectionner une des intersections. L'électrode émettrice 17 sur l'intersection ainsi sélectionnée émet par effet de champ des électrons, qui peuvent frapper une partie de l'électrode anodique 22 positionnée en vis-à-vis de l'intersection, le résultat étant qu'une partie de la couche de luminophore 23 qui

correspond à la partie de l'électrode anodique 22 émet une lumière.

Dans le mode de réalisation représenté, le courant anodique délivré dans

l'électrode anodique 22 est constamment géré par des moyens de commande (non-

représentés); de sorte que lorsque le courant anodique est diminué jusqu'à un niveau inférieur à un niveau de tension prédéterminé, du gaz contenant principalement de l'hydrogène est dégagé du métal renfermant de l'hydrogène sur l'électrode de grille 15,

de manière à rétablir l'émission de l'électrode émettrice 17.

Plus particulièrement, comme représenté sur la figure 2, pendant la mise hors tension du dispositif lumineux à émission de champ 11, c'est-à-dire quand l'électrode anodique 22 ne reçoit pas le signal d'excitation Va, de sorte que la tension appliquée est nulle, les électrodes de grille 15 reçoivent un signal d'excitation Vg2. Le signal d'excitation Vg2 a une tension réglée pour être inférieure à celle du signal d'excitation Vgl pendant la mise sous tension. Ainsi, le courant anodique est au potentiel zéro pendant la mise sous tension, de sorte qu'une quantité suffisante de courant est délivrée aux électrodes de grille 15 même lorsque la tension appliquée aux électrodes de grille

est inférieure à la tension du signal d'excitation Vgl pendant la mise sous tension.

Ainsi, lorsque des électrons émis par l'électrode émettrice 17 frappent le métal renfermant de l'hydrogène sur l'électrode de grille 15, le métal renfermant de l'hydrogène est activé, de sorte que de l'hydrogène et/ou du CH4 sont déchargés à proximité de l'électrode émettrice 17. Le gaz ainsi déchargé agit pour éliminer l'oxygène gazeux et le carbone collés sur l'électrode émettrice 17, de manière à empêcher une augmentation de la fonction de travail de l'électrode émettrice 17, le résultat étant un rétablissement des caractéristiques d'émission de l'électrode émettrice 17. Ceci assure une durabilité et une fiabilité accrues de l'électrode émettrice 17. Le gaz déchargé agit

également pour améliorer le rendement lumineux de la couche de luminophore 23.

Le mode de réalisation représenté est construit de sorte qu'une décharge de gaz tel que de l'hydrogène ou analogue à partir du métal renfermant de l'hydrogène est empêchée jusqu'à ce que le courant anodique soit réduit en dessous d'un niveau de tension prédéterminé. En d'autres termes, des électrons frappent le métal renfermant de l'hydrogène de l'électrode de grille 15 en vue d'une décharge lorsqu'il est confirmé que le courant anodique est diminué en dessous du niveau précité. En variante, le mode de réalisation représenté peut être construit de sorte que la tension appliquée à l'électrode de grille 15 est augmentée d'une manière pas-à-pas en présence d'une diminution du courant anodique, le résultat étant que la vitesse à laquelle l'hydrogène est déchargé

depuis le métal renfermant de l'hydrogène est graduellement augmentée.

La figure 3 représente la relation entre la tension de grille et la pression partielle d'hydrogène dans l'enveloppe étanche à l'air du dispositif lumineux à émission de champ 11 et la figure 4 représente la relation entre le courant de grille et la pression partielle

2 s d'hydrogène.

La relation entre la tension et le courant de grille et la pression partielle d'hydrogène requise pour rétablir les performances de l'électrode émettrice 17 peut être déterminée au préalable par expérimentation ou analogue et mémorisée sous forme

d'une des conditions de commande dans un moyen de commande (nonreprésenté).

Ainsi, on fait varier le signal d'excitation de grille en fonction de la réduction de luminance de la couche de luminophore 23 ou de la réduction de courant anodique, de sorte qu'une commande de la pression partielle d'hydrogène permet d'obtenir automatiquement ou de manière efficace une commande pour rétablir les caractéristiques d'émission de l'électrode anodique 22 et une commande pour stabiliser

le rendement lumineux de la couche de luminophore.

La figure 5 représente la relation entre une durée d'éclairage continu et une valeur relative d'un courant anodique indiquant une performance d'émission de l'électrode émettrice 17 et par conséquent des caractéristiques d'endurance de l'électrode

émettrice 17 dans le mode de réalisation représenté.

Dans le dispositif lumineux à émission de champ 11 du mode de réalisation représenté, lorsqu'une réduction de luminance de la couche de luminophore 23 ou une réduction de courant anodique est détectée pendant une mise sous tension du dispositif 11, des électrons frappent de manière adaptée l'électrode de grille 15 en fonction de la réduction, de manière à permettre une décharge de gaz tel que de l'hydrogène ou analogue. Ceci réduit nettement la détérioration des caractéristiques d'émission de l'électrode émettrice 17 et des caractéristiques lumineuses de la couche de luminophore 1 5 23, de sorte que le courant anodique peut être maintenu au niveau d'une valeur réglée initiale pendant une longue période de temps. Ceci permet à la luminance de la couche de luminophore 23 d'être relativement stabilisée sans être modifiée de manière substantielle tout en étant maintenue à une valeur réglée initiale, le résultat étant que la

couche de luminophore 23 présente des caractéristiques d'endurance accrue.

Dans le mode de réalisation représenté, une variation du signal d'excitation concernant l'électrode de grille 15 peut être facilement obtenue en faisant varier au moins un paramètre parmi la largeur d'impulsion d'un signal d'excitation appliqué de type impulsionnel, la hauteur d'impulsion de celui-ci, le nombre d'impulsions de celui-ci

et analogue.

Egalement, dans le mode de réalisation représenté, au moins une partie de

l'électrode de grille 15 est constituée d'un métal ou alliage renfermant de l'hydrogène.

Le métal ou alliage renfermant de l'hydrogène peut être formé selon une configuration quelconque voulue. Par exemple, une couche de l'alliage renfermant de l'hydrogène peut être formée sur l'électrode de grille 15. En variante, le matériau renfermant de

l'hydrogène peut être fixé sur l'électrode de grille 15.

Ainsi, le mode de réalisation représenté fait varier le rapport de distribution courant anodique/courant de grille entre la mise sous tension du dispositif et la mise hors tension de celui-ci, de manière à permettre à l'électrode émettrice 17 d'être excitée

de manière stable.

En se reportant maintenant à la figure 6, un deuxième mode de réalisation d'un dispositif lumineux à émission de champ 31 selon la présente invention, qui comporte un dispositif électronique à cathode froide selon la présente invention est représenté. Dans un dispositif lumineux à émission de champ du deuxième mode de réalisation, chacune des électrodes de grille 1 5a ne comporte pas l'alliage renfermant de l'hydrogène décrit ci-dessus. Egalement, les électrodes anodiques comportent des premières électrodes anodiques 32a pour l'affichage et des secondes électrodes anodiques 32b pour la décharge d'hydrogène, qui sont formées selon une configuration analogue à une bande et séparées électriquement les unes des autres. Les premières électrodes

anodiques d'affichage 32a sont chacune munies d'une couche de luminophore 33.

Chacune des secondes électrodes anodiques de décharge d'hydrogène 32b ne comporte pas cette couche de luminophore mais est munie au moins dans une partie de celle-ci d'un alliage renfermant de l'hydrogène, ou est munie sur une partie d'une surface externe de celle-ci d'un alliage renfermant de l'hydrogène. Des électrodes anodiques de décharge d'hydrogène 32b sont agencées à proximité des électrodes anodiques d'affichage 32a de manière à interposer chacune des électrodes anodiques d'affichage

32a entre celles-ci.

Dans le mode de réalisation représenté, les électrodes anodiques d'affichage 32a et les électrodes anodiques de décharge d'hydrogène 32b sont rendues électriquement indépendantes les unes des autres, de manière à recevoir un signal d'excitation ou un

signal de commande indépendamment les unes des autres.

Ainsi, le mode de réalisation représenté permet à l'électrode anodique de décharge d'hydrogène 32b de recevoir un signal d'excitation indépendamment de l'électrode anodique d'affichage 32a, en vuc de décharger de l'hydrogène à partir de l'électrode 32b, ce qui a pour effet d'assurer pratiquement le même fonctionnement et les mêmes avantages que le premier mode de réalisation décrit ci-dessus. Egalement, les électrodes anodiques de décharge d'hydrogène 32b peuvent recevoir un signal d'excitation indépendamment de l'opération d'affichage du dispositif ou de l'opération de non-affichage de celui-ci. De plus, le potentiel du signal d'excitation peut être modifié dans le temps ou les électrodes anodiques 32b peuvent recevoir un potentiel différent de celui des électrodes anodiques 32a. Il en résulte que des électrons frappent une partie

voulue de l'alliage renfermant de l'hydrogène.

En se reportant maintenant à la figure 7, on a représenté un troisième mode de réalisation d'un dispositif lumineux à émission de champ selon la présente invention, qui comporte un dispositif électronique à cathode froide selon la présente invention. Dans un dispositif lumineux à émission de champ du troisième mode de réalisation désigné de manière générale par la référence numérique 41, une enveloppe étanche à l'air et des cathodes à effet de champ peuvent être construites pratiquement de la même manière

que celle des premier et deuxième modes de réalisation décrits ci-dessus.

Dans le mode de réalisation représenté, des électrodes de grille 15, dont chacune est au moins partiellement constituée d'un alliage renfermant de l'hydrogène, sont munies d'une seconde couche isolante 42 et d'une électrode de focalisation 43 dans cet ordre. La seconde couche isolante 42 et l'électrode de focalisation 43 sont munies de seconds trous 44 s'étendant de manière commune à travers celles-ci et communiquant

avec les trous 16. le résultat étant une structure à double grille.

La structure à double grille du mode de réalisation représenté, qui est construite en ajoutant l'électrode de focalisation 43 à la structure de cathode à effet de champ, permet de faire varier le rapport entre un courant de grille et un courant anodique,

comme on le souhaite, en ajustant le potentiel appliqué à l'électrode de focalisation 43.

Plus particulièrement, le rapport entre les électrons circulant dans l'électrode de grille 15 sans atteindre un substrat anodique 22 et tous les électrons émis par effet de champ depuis une électrode émettrice 17 peut être commandé par l'intermédiaire du potentiel de l'électrode de focalisation 43. Les électrons circulant dans l'électrode de grille 15 activent le métal renfermant de l'hydrogène, de manière à permettre à

l'hydrogène ou analogue d'être déchargé de celui-ci dans l'enveloppe.

Le troisième mode de réalisation ainsi construit est appliqué de manière avantageuse à un tube à haute tension dans lequel une opération d'établissement/coupure de la tension anodique n'a pas lieu pendant le pilotage de ce tube à cause d'une

augmentation de tension anodique.

En se reportant maintenant à la figure 8, on a représenté une couche de luminophore dans un mode de réalisation de dispositif lumineux à cathode froide selon la présente invention. Un dispositif lumineux à cathode froide du mode de réalisation représenté peut être construit pratiquement de la même manière que les modes de

réalisation décrits ci-dessus, par conséquent, la description suivante du mode de

réalisation représenté va être faite en référence à la couche de luminophore, formée sur un conducteur anodique perméable à la lumière du dispositif lumineux à cathode froide, dans lequel un métal renfermant de l'hydrogène est incorporé. Le dispositif lumineux à cathode froide du mode de réalisation représenté comporte un substrat anodique 21 constitué d'un matériau isolant perméable à la lumière, de conducteurs anodiques 22 constitués d'un matériau perméable à la lumière et agencés de manière sélective sur le substrat anodique 21, et d'une couche de

luminophore 51 formée sur chacun des conducteurs anodiques 22.

La couche de luminophore 51 est formée de particules de luminophore 52 sur lesquelles des particules 53 de poudre de métal renfermant de l'hydrogène 53 sont collées. Le métal ou matériau renfermant de l'hydrogène peut être sélectionné dans le groupe comprenant Nb, Zr, V, Fe, Ta, Ni, Ti, Mg, Th, d'une combinaison de ceux-ci, et analogue. Egalement, du zirconium hydrogéné, du vanadium hydrogéné, et analogue, peuvent de même être utilisés dans ce but. Les particules de luminophore 52 ont une dimension de particule située dans une plage allant de 1 à 10 P.m et la poudre 53 de métal renfermant de l'hydrogène a une dimension de particule située dans une plage allant de 0,01 à plusieurs p.m. Zr ou V est une substance non-lumineuse. Ainsi, Zr ou V 2 0 sont agencés de manière à ne pas couvrir toute la surface de la particule de luminophore 52. En d'autres termes, Zr n'est pas agencé sous la forme d'un film sur la surface de la particule de luminophore 52. A la place, la poudre de Zr et par conséquent la poudre 53 de métal renfermant de l'hydrogène est collée sous la forme de particules sur la particule de luminophore 52. La quantité de poudre 53 de métal renfermant de l'hydrogène ajoutée est ajustée de manière à permettre que la luminescence de la couche de

luminophore soit observée de manière satisfaisante depuis l'extérieur.

Ainsi, l'affichage à effet de champ construit tel que décrit ci-dessus permet à des électrons émis par effet de champ depuis l'électrode émettrice 17 de frapper le conducteur anodique 22, entraînant une luminescence de la couche de luminophore 51, qui est observée de l'extérieur à travers le conducteur anodique perméable à la lumière

22 et le substrat anodique 21.

Egalement, des électrons émis par l'électrode émettrice 17 frappent conjointement la poudre 53 de métal renfermant de l'hydrogène, de sorte que de l'hydrogène gazeux peut être déchargé de celle-ci. L'hydrogène gazeux ainsi déchargé non seulement améliore le rendement lumineux des particules de luminophore 53, mais nettoie l'électrode émettrice 17, de manière à éliminer 02 et C collés sur une extrémité distale de l'électrode émettrice, entraînant une augmentation de la fonction de travail dans l'émission d'électrons par effet de champ depuis l'électrode émettrice, le résultat

étant une amélioration des caractéristiques d'émission de cette électrode.

La figure 9 représente les résultats d'un essai d'endurance effectué sur dispositif lumineux à cathode froide du mode de réalisation représenté et sur le dispositif lumineux à cathode froide classique. Comme on pourra le noter en référence à la figure 9, le dispositif classique a une endurance qui diminue jusqu'à un niveau inférieur à 80 % de la valeur initiale lorsque la durée d'émission de lumière continue est d'environ 100 heures. Au contraire, le dispositif du mode de réalisation représenté a une valeur initiale accrue d'environ 80 % par comparaison au dispositif classique. Egalement, le dispositif du mode de réalisation représenté limite sa réduction d'endurance au cours du temps par comparaison au dispositif classique. De manière plus spécifique, une diminution d'endurance du dispositif du mode de réalisation représenté est aussi faible qu'environ

% même après un temps d'éclairage continu dépassant 10 000 heures.

En se reportant maintenant à la figure 10, on a représenté une couche de luminophore d'un autre mode de réalisation de dispositif lumineux à cathode froide

selon la présente invention.

Dans un dispositif lumineux à cathode froide du mode de réalisation représenté, une couche de luminophore 51 a est réalisée en déposant des particules de luminophore 52a sous la forme d'une couche sur chacun des conducteurs anodiques 22 et en collant ensuite une poudre 53a de métal renfermant de l'hydrogène sur les particules de

luminophore 52a.

La poudre 53a de métal renfermant de l'hydrogène est intrinsèquement une substance non-lumineuse. Ainsi, dans le mode de réalisation représenté, la couche de luminophore 5la est tout d'abord formée, puis on colle la poudre 53a de métal renfermant de l'hydrogène sur celle-ci, de sorte qu'une observation de luminescence du luminophore à travers le conducteur anodique 22 peut avoir lieu de manière satisfaisante sans aucune difficulté. Ainsi, on évite que la poudre 53a de métal renfermant de l'hydrogène empêche l'observation d'un affichage. La partie restante du mode de réalisation représenté peut être construite pratiquement de la même manière que le mode

de réalisation décrit ci-dessus.

L'adhérence de la poudre 53a de métal renfermant de l'hydrogène à la surface

des particules de luminophore 52a de la couche de luminophore 51 a peut être effectuée.

par exemple, en dispersant une poudre 53a de Zr dans un solvant organique pour préparer une dispersion et en pulvérisant la dispersion sur les particules de luminophore 52a. En se reportant maintenant à la figure 11, on a représenté une couche de luminophore dans un autre mode de réalisation de dispositif lumineux à cathode froide selon la présente invention. Dans un dispositif lumineux à cathode froide du mode de réalisation représenté, une couche de lumrninophore 51lb est constituée d'un mélange du type pâteux préparé à l'aide de particules de luminophore 52b et d'une poudre 53b de métal renfermant de l'hydrogène. Plus particulièrement, par exemple, la poudre 53b de Zr, ou de ZrH2, qui constitue le métal renfermant de l'hydrogène est entièrement dispersée dans un solvant pour préparer une dispersion et ensuite les particules de

luminophore 52b sont dispersées dans la dispersion de manière à préparer une pâte.

Alors, la pâte est déposée selon un motif prédéterminé sur un conducteur anodique 22 par des techniques d'impression, de couchage, par dépôt électrolytique ou analogue, de

manière à obtenir la couche de luminophore 51 b.

Le matériau renfermant de l'hydrogène est une substance essentiellement non-

lumineuse, par conséquent la quantité de mélange du matériau renfermant de l'hydrogène et la capacité de dispersion de celui-ci sont ajustées de sorte que le matériau renfermant de l'hydrogène ne puisse pas recouvrir la surface totale de la particule de luminophore 52b. La partie restante du mode de réalisation représenté peut être construite pratiquement de la même manière que celle du mode de réalisation de la

figure 8 ou de la figure 10.

Dans chacun des modes de réalisation décrits ci-dessus, le matériau renfermant de l'hydrogène tel que Zr. V, ou analogue, contient intrinsèquement 112. Cependant, il est volatilisé pendant la fabrication de l'afficheur à effet de champ. Ainsi, H2 à une pression partielle adaptée peut être enfermé dans l'enveloppe lorsque l'enveloppe est scellée dc manière étanche à l'air. L'hydrogène enfermé est occlus dans le matériau renfermant de l'hydrogène. Ensuite, il est frappé par des électrons pendant le fonctionnement du dispositif, de manière à être déchargé dans l'enveloppe. Un tel

phénomène est répété.

Bien que des modes préférés de réalisation de la présente invention ont été décrits avec un certain degré de particularité en référence aux dessins, des modifications et variations évidentes sont possibles à la lumière des enseignements ci-dessus. Il doit par conséquent être compris que tout en restant dans le cadre de la présente invention

celle-ci peut être mise en oeuvre d'une autre manière que celles spécifiquement décrites.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Dispositif électronique à cathode froide, caractérisé en ce qu'il comporte une électrode cathodique (13), une électrode de grille (15; 15a), et une électrode anodique (22; 32a, 32b), ladite électrode cathodique (13) émettant par effet de champ des électrons, lesdits électrons émis par effet de champ par ladite électrode cathodique (13) pouvant atteindre au moins une électrode quelconque parmi ladite électrode de grille (15; 15a) et ladite électrode anodique (22; 32a, 32b) au moment o une tension de grille est appliquée entre ladite électrode de grille (15; 15a) et ladite électrode cathodique (13) et o une tension anodique est appliquée entre ladite électrode cathodique (13) et ladite électrode anodique (22; 32a, 32b), 1:5 au moins une partie d'au moins une électrode quelconque parmi ladite électrode de grille (15; 15a) et ladite électrode anodique (22; 32a, 32b) comporte un

métal renfermant de l'hydrogène.

2. Dispositif électronique à cathode froide, caractérisé en ce qu'il comporte:

une électrode cathodique (13).

une électrode de grille (I 5; 15a), une électrode anodique (22; 32a, 32b), ladite électrode cathodique (13) émettant par effet de champ des électrons, lesdits électrons émis par effet de champ par ladite électrode cathodique (13) pouvant atteindre au moins une électrode quelconque parmi ladite électrode de grille (15; 15a) et ladite électrode anodique (22; 32a, 32b) au moment o une tension de grille est appliquée entre ladite électrode de grille (15; 15a) et ladite électrode cathodique (13) et o une tension anodique est appliquée entre ladite électrode cathodique (13) et ladite électrode anodique (22; 32a, 32b), au moins une partie d'au moins une électrode quelconque parmi ladite électrode de grille (15; 15a) et ladite électrode anodique (22; 32a, 32b) comportant un métal renfermant de l'hydrogène, et une unité de commande pour faire varier un signal d'excitation (Va, Vc, Vgl, Vg2) délivré à une électrode quelconque sélectionnée parmi ladite électrode cathodique (13), ladite électrode de grille (15; 15a) et ladite électrode anodique (22 32a, 32b), ledit signal d'excitation (Va, Vc, Vgl, Vg2) que ladite unité de commande fait varier permettant de commander la quantité d'électrons émis en commandant le courant d'une électrode quelconque sélectionnée parmi ladite électrode de grille (15) et ladite électrode anodique (22), de sorte que lesdits électrons commandés frappent ledit métal renfermant de l'hydrogène pour décharger de l'hydrogène gazeux de celui-ci. 3. Dispositif électronique à cathode froide selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que lequel ledit signal d'excitation (Va, Vc. Vgl, Vg2) délivré à une électrode quelconque sélectionnée parmi ladite électrode cathodique (13), l'électrode de grille (15; 15a) et l'électrode anodique (22; 32a, 32b) est un signal impulsionnel, une variation dudit signal impulsionnel étant une variation d'une grandeur quelconque sélectionnée dans le groupe comprenant la largeur d'impulsion dudit signal impulsionnel, la hauteur d'impulsion de celui-ci et le nombre d'impulsions

de celui-ci.

4. Dispositif électronique à cathode froide selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on fait varier ledit signal impulsionnel en correspondance avec une variation

détectée du courant anodique de ladite électrode anodique (22).

5. Dispositif électronique à cathode froide selon la revendication 4. caractérisé en ce que lorsque ledit courant anodique est réduit, le courant de ladite électrode dont au moins une partie comporte ledit métal renfermant de l'hydrogène est augmenté pour augmenter la décharge d'hydrogène gazeux depuis ledit métal renfermant de l'hydrogène, de manière à renforcer l'émission d'électrons de ladite électrode cathodique (13), et lorsque ledit courant anodique est augmenté, le courant de ladite électrode dont au moins une partie comporte ledit métal renfermant de l'hydrogène est réduit pour réduire la décharge d'hydrogène gazeux depuis ledit métal renfermant de l'hydrogène, de manière à stabiliser l'émission d'électrons de ladite électrode cathodique (13). 6. Dispositif électronique à cathode froide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit métal renfermant de l'hydrogène est sélectionné dans le

groupe comprenant Nb, Zr, V, Fe, Ta, Ni et Ti.

7. Dispositif électronique à cathode froide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit métal renfermant de l'hydrogène contient du CH4 gazeux ainsi que ledit hydrogène gazeux et décharge du CH4 gazeux ainsi que ledit hydrogène

0 gazeux du fait que lesdits électrons le frappent.

8. Dispositif lumineux à émission de champ (11; 31; 41), caractérisé en ce qu'il comporte: une électrode cathodique (13) comportant des électrodes émettrices (17) pour émettre des électrons par effet de champ, 1 5 une électrode de grille (15; 15a), et une électrode anodique (22; 32a, 32b) comportant une couche de luminophore (23; 33; 51; S la; 51b) pour émettre une lumière du fait que lesdits électrons frappent cette couche, lesdits électrons émis par effet de champ par ladite électrode cathodique (13) pouvant frapper ladite électrode anodique (22; 32a, 32b), entraînant une luminescence de ladite couche de luminophore (23; 33; 51; 51 a; 51 b), au moins une partie de ladite électrode de grille (15; 15a) comportant un métal renfermant de l'hydrogène, ladite électrode anodique (22; 32a, 32b) étant soumise à une tension inférieure à une tension d'extraction d'électrons appliquée à ladite électrode de grille (15; I Sa) au moment de la luminescence de ladite couche de luminophore (23; 33 51; 51 a; 51 b) lorsqu'une tension est maintenue appliquée à ladite électrode anodique (22 32a, 32b) ou une tension d'extraction d'électrons est appliquée à ladite électrode de grille (15; l5a) alors qu'aucune tension n'est appliquée à ladite électrode anodique (22; 32a, 32b) en réponse à une commutation de ladite électrode anodique (22; 32a, 32b), ledit métal renfermant de l'hydrogène étant frappé par lesdits électrons émis par effet de champ pendant une non-luminescence de ladite couche de luminophore (23; 33; 51 51a; 51 b), le résultat étant que de l'hydrogène gazeux est

déchargé dudit métal renfermant de l'hydrogène.

9. Dispositif lumineux à émission de champ (31), caractérisé en ce qu'il comporte: une électrode cathodique (13) comportant des électrodes émettrices (17) pour émettre des électrons par effet de champ, une électrode de grille ( 15a), et une électrode anodique (32) comportant une couche de luminophore (33) pour émettre une lumière du fait que lesdits électrons frappent cette couche, lesdits électrons émis par effet de champ par ladite électrode cathodique (13) pouvant frapper ladite électrode anodique (32), entraînant une luminescence de ladite couche de luminophore (33), 1.5 ladite électrode anodique (32) comportant une électrode anodique d'affichage (32a) incluant ladite couche de luminophore (33) et une électrode anodique de décharge d'hydrogène (32b) qui est électriquement séparée de ladite électrode anodique d'affichage (32a) et exempte de ladite couche de luminophore (33) et dont au moins une partie comporte le métal renfermant de l'hydrogène, ladite électrode anodique de décharge d'hydrogène (32b) recevant un signal d'excitation (Va) indépendamment de ladite électrode anodique d'affichage (32a), ledit métal renfermant de l'hydrogène de l'électrode anodique de décharge d'hydrogène (32b) étant frappé par lesdits électrons émis par effet de champ,

de manière à décharger de l'hydrogène gazeux de celle-ci.

10. Dispositif lumineux à émission de champ (41), caractérisé en ce qu'il comporte: une électrode cathodique (13) comportant des électrodes émettrices (17) pour émettre des électrons par effet de champ, une électrode de grille (15), et une électrode anodique (22; 32) comportant une couche de luminophore (23; 33; 51; 51a; 5 1 b) pour émettre une lumière du fait que lesdits électrons frappent cette couche, lesdits électrons émis par effet de champ par ladite électrode cathodique (13) pouvant frapper ladite électrode anodique (22; 32), entraînant une luminescence de ladite couche de luminophore (23; 33; 51; 51a; 51b), au moins une partie de ladite électrode de grille (15) comportant un métal renfermant de l'hydrogène. et une électrode de focalisation (43) qui est agencée entre ladite électrode de grille (15) et ladite électrode anodique (22; 32a, 32b) et à laquelle est appliquée une tension, ladite tension appliquée à ladite électrode de focalisation (43) étant commandée pour faire varier le rapport de distribution entre le courant délivré dans ladite électrode de grille (15) et dans ladite électrode anodique (22; 32a, 32b), de sorte 1 s qu'une quantité nécessaire d'électrons peut frapper ledit métal renfermant de l'hydrogène de ladite électrode de grille (15) afin de décharger une quantité nécessaire d'hydrogène

gazeux depuis ledit métal renfermant de l'hydrogène.

I 1. Dispositif lumineux à cathode froide, caractérisé en ce qu'il comporte: un conducteur cathodique, une cathode froide agencée sur ledit conducteur cathodique de manière à émettre des électrons, un conducteur anodique, et une couche de luminophore (23; 33; 51; 51a; 51b) agencée sur ledit conducteur anodique, lesdits électrons émis par ladite cathode froide frappant ladite couche de luminophore (23; 33; 51; 51a; 51 b), entraînant une luminescence de ladite couche de luminophore (23; 33; 51; 51a; 5lb), une poudre de métal renfermant de l'hydrogène (53; 53a; 53b) étant

ajoutée à ladite couche de luminophore (23; 33; 51; 51a; 51b).

12. Dispositif lumineux à cathode froide selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite poudre de métal renfermant de l'hydrogène (53; 53a; 53b) est collée sur une surface de ladite couche de luminophore (51; 51a; 51b) ou sur une surface d'une

particule de luminophore (52; 52a; 52b) constituant ladite couche de luminophore.

13. Dispositif lumineux à cathode froide selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite couche de luminophore (51; 51a; 51 b) est constituée d'une pâte fabriquée en mélangeant l'une avec l'autre des particules de luminophore (52; 52a; 52b) et ladite

poudre de métal renfermant de l'hydrogène (53; 53a; 53b).

14. Dispositif lumineux à cathode froide selon la revendication 11, caractérisé en 0 ce que ladite couche de luminophore (51; 51a 51b) est constituée d'une poudre de luminophore ayant une dimension de particule allant de 1 à 10 pm, et ladite poudre de métal renfermant de l'hydrogène (53; 53a; 53b) a une dimension de particule allant de

0,01 à plusieurs im.

15. Dispositif lumineux à cathode froide, caractérisé en ce qu'il comporte: 1 5 un conducteur de cathode froide pour émettre par effet de champ des électrons, un conducteur anodique, une couche de luminophore (51; 5 1 a; 51 b) agencée sur ledit conducteur anodique de manière à émettre une lumière du fait que lesdits électrons frappent cette couche, et une enveloppe étanche à l'air dans laquelle sont disposés ladite cathode froide, le conducteur anodique et la couche de luminophore (51; 51 a; 51 b), ladite enveloppc renfermant de l'hydrogène gazeux, une poudre de métal renfermant de l'hydrogène (53; 53; 53b) étant ajoutée à ladite couche de luminophore (51; 51a; 5lb)