FR2789223A1 - Electron emissive ferroelectric cathode for an electron tube, flat display screen or particle accelerator has electrodes positioned to provide a main electric field line component parallel to the electron emissive surface - Google Patents

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Abstract

Electron emissive cathode body (1) has electrodes (3, 4) positioned to provide a main electric field line component parallel to the electron emissive surface. An electron emissive cathode body (1) comprises a ferroelectric or anti-ferroelectric material layer (2) and electrodes (3, 4) which generate a variable electric field for exciting the layer, the electrodes being positioned in or on the layer such that the main component of the electric field lines (L) extends parallel to the electron emissive surface of the layer. Preferred Features: The ferroelectric or anti-ferroelectric layer (2) consists of an optionally doped material selected from lead titanate, lead-lanthanum zirconate-titanate (PLZT), lead zirconate-titanate (PZT), barium titanate (BaTiO3), triglycine sulfate (TGS) and lithium niobate (LiNbO3).

Description

1) Corps de cathode ferroélectrique pour la production d'électrons La1) Ferroelectric cathode body for the production of La electrons

présente invention concerne un corps de cathode ferroélectrique pour la production d'électrons.20 Elle concerne plus particulièrement un corps de cathode ferroélectrique du type comprenant au moins une couche en matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique émettrice d'électrons et au moins deux électrodes alimentées de25 manière à générer un champ électrique variable pour exciter la couche en matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique. L'émission d'électrons à partir de la surface de cristaux ) ou de céramiques ferroélectriques soumis à des excitations répétitives avec des impulsions de tension est un phénomène connu. Sur la base de ce principe, des cathodes ferroélectriques ont été développées. Des exemples de ces cathodes ferroélectriques sont fournis notamment dans les35 documents FR-A-2.718.567 et FR-A-2.744.564. A ce jour, les corps de cathode sont tous conçus sur le même principe. En effet, ces corps de cathode comportent un substrat, une couche d'électrode inférieure formée sur un substrat ou 2 constituant ce substrat, une couche d'un matériau ferroélectrique formée sur ladite couche d'électrode inférieure et une couche discontinue d'électrode supérieure formée sur ladite couche de matériau ferroélectrique, les5 vides de cette couche discontinue d'électrode supérieure constituant des passages des électrons émis par la couche ferroélectrique. Le principe de cette émission est lié au fait que, lorsqu'une impulsion de tension est appliquée entre les électrodes supérieure et inférieure, laI) polarisation spontanée du matériau ferroélectrique est inversée sur la surface et à l'intérieur de la couche de cathode ferroélectrique et des électrons sont alors émis. De telles cathodes présentent un grand nombre d'avantages, à savoir notamment un rendement élevé d'électrons émis et un maniement simple lié à leur robustesse et au fait qu'elles peuvent en particulier fonctionner à température ambiante. Du fait de ces avantages, les cathodes ferroélectriques sont aujourd'hui envisagées dans de nombreux domaines d'application. Elles sont en particulier20 utiles pour la réalisation de canons à électrons, de tubes à rayon cathodique, etc. Toutefois, dans cette construction classique de cathodes, la couche en matériau ferroélectrique est toujours prise en25 sandwich entre deux couches d'électrode. Il résulte de cette construction de la cathode une évolution des domaines conforme au schéma représenté à la figure 1 dans lequel le domaine affecte une forme triangulaire. De ce fait, lorsque l'épaisseur de la couche ferroélectrique diminue, la30 surface émissive, correspondant à l'inversion de la polarisation, décroît. La distance entre les barres constitutives de l'électrode supérieure doit alors diminuer si on souhaite obtenir une émission d'électrons sur la plus grande partie de la surface de ladite couche35 ferroélectrique et conserver des surfaces utiles d'émission de grande dimension. Cette obligation de rapprocher les électrodes engendre une augmentation du nombre d'électrodes et une diminution correspondante de la surface émettrice 3 d'électrons. De plus, le phénomène d'attraction des électrons par l'électrode supérieure prend plus d'importance et le rendement d'émission diminue. On sait  The present invention relates to a ferroelectric cathode body for the production of electrons. It more particularly relates to a ferroelectric cathode body of the type comprising at least one layer of ferroelectric or antiferroelectric material emitting electrons and at least two electrodes supplied so as to generate a variable electric field to excite the layer of ferroelectric or antiferroelectric material. The emission of electrons from the surface of crystals) or ferroelectric ceramics subjected to repetitive excitations with voltage pulses is a known phenomenon. Based on this principle, ferroelectric cathodes have been developed. Examples of these ferroelectric cathodes are provided in particular in documents FR-A-2,718,567 and FR-A-2,744,564. To date, the cathode bodies are all designed on the same principle. Indeed, these cathode bodies comprise a substrate, a lower electrode layer formed on a substrate or 2 constituting this substrate, a layer of ferroelectric material formed on said lower electrode layer and a discontinuous upper electrode layer formed on said layer of ferroelectric material, the voids of this discontinuous upper electrode layer constituting passages of the electrons emitted by the ferroelectric layer. The principle of this emission is linked to the fact that, when a voltage pulse is applied between the upper and lower electrodes, laI) spontaneous polarization of the ferroelectric material is reversed on the surface and inside the ferroelectric cathode layer and electrons are then emitted. Such cathodes have a large number of advantages, namely in particular a high efficiency of emitted electrons and simple handling linked to their robustness and to the fact that they can in particular operate at ambient temperature. Because of these advantages, ferroelectric cathodes are today envisaged in numerous fields of application. They are particularly useful for making electron guns, cathode ray tubes, etc. However, in this conventional construction of cathodes, the layer of ferroelectric material is always sandwiched between two layers of electrode. The result of this construction of the cathode is an evolution of the domains in accordance with the diagram shown in FIG. 1 in which the domain has a triangular shape. Therefore, when the thickness of the ferroelectric layer decreases, the emissive surface, corresponding to the polarization reversal, decreases. The distance between the bars constituting the upper electrode must then decrease if it is desired to obtain an emission of electrons over the greater part of the surface of said ferroelectric layer and to keep useful emission surfaces of large dimension. This obligation to bring the electrodes closer generates an increase in the number of electrodes and a corresponding decrease in the emitting surface 3 of electrons. In addition, the phenomenon of attraction of electrons by the upper electrode becomes more important and the emission efficiency decreases. We know

par ailleurs que la tension de commande diminue lorsque5 l'épaisseur de la couche ferroélectrique diminue.  moreover, that the control voltage decreases when the thickness of the ferroelectric layer decreases.

Le but de la présente invention est donc de proposer un corps de cathode ferroélectrique dont la conception permet de réduire l'épaisseur de la couche ferroélectrique ou10 antiferroélectrique, sans avoir à augmenter outre mesure le nombre d'électrodes et à réduire les surfaces utiles  The object of the present invention is therefore to propose a ferroelectric cathode body the design of which makes it possible to reduce the thickness of the ferroelectric or antiferroelectric layer, without having to excessively increase the number of electrodes and to reduce the useful surfaces.

d'émission, de telle sorte que le rendement d'émission d'électrons de la cathode est amélioré.  emission, so that the electron emission efficiency of the cathode is improved.

Un autre but de la présente invention est de proposer un corps de cathode ferroélectrique ayant une épaisseur de  Another object of the present invention is to provide a ferroelectric cathode body having a thickness of

couche ferroélectrique réduite de telle sorte que la tension appliquée peut être diminuée.  ferroelectric layer reduced so that the applied voltage can be reduced.

A cet effet, l'invention a pour objet un corps de cathode ferroélectrique pour l'émission d'électrons, du type comprenant au moins une couche émettrice d'électrons constituée d'au moins un matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique et au moins deux électrodes alimentées25 de manière à générer un champ électrique variable pour exciter la couche en matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique, caractérisé en ce que les électrodes écartées l'une de l'autre sont positionnées dans, ou sur, la couche de matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique de sorte que la composante principale des lignes du champ électrique généré par lesdites électrodes s'étend sensiblement parallèlement à la surface  To this end, the subject of the invention is a ferroelectric cathode body for the emission of electrons, of the type comprising at least one electron emitting layer made up of at least one ferroelectric or antiferroelectric material and at least two powered electrodes25 so as to generate a variable electric field to excite the layer of ferroelectric or antiferroelectric material, characterized in that the electrodes spaced from one another are positioned in, or on, the layer of ferroelectric or antiferroelectric material so that the main component of the lines of the electric field generated by said electrodes extends substantially parallel to the surface

émettrice d'électrons de la couche en matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique.  electron emitter of the ferroelectric or antiferroelectric material layer.

Grâce à cette conception du corps de cathode et en particulier grâce à l'arrangement des électrodes, l'épaisseur de la couche en matériau ferroélectrique ou 4 antiferroélectrique devient indépendante de la distance entre deux électrodes de sorte que l'épaisseur de cette couche peut être réduite sans avoir à augmenter le nombre d'électrodes et donc à rapprocher ces dernières de telle5 sorte que les phénomènes de bord seraient accentués, générant alors des effets parasites de bord tels que des  Thanks to this design of the cathode body and in particular thanks to the arrangement of the electrodes, the thickness of the layer of ferroelectric or antiferroelectric material 4 becomes independent of the distance between two electrodes so that the thickness of this layer can be reduced without having to increase the number of electrodes and therefore bringing them together so that the edge phenomena would be accentuated, thus generating parasitic edge effects such as

décharges entre les bords d'électrodes.  discharges between the edges of electrodes.

L'invention sera bien comprise à la lecture de la  The invention will be clearly understood on reading the

description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels:  following description of exemplary embodiments, with reference to the appended drawings in which:

la figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un corps de cathode conçu conformément à l'état de la technique; les figures 2 et 3 représentent à chaque fois une vue schématique en coupe d'un exemple de réalisation d'un corps de cathode conforme à l'invention; 2) la figure 4 représente une vue schématique de dessus d'un corps de cathode conforme à l'invention et la figure 5 représente une vue schématique de dessus de micro-cathodes conformes à l'invention en vue de la  Figure 1 shows a schematic sectional view of a cathode body designed according to the state of the art; Figures 2 and 3 each time show a schematic sectional view of an embodiment of a cathode body according to the invention; 2) FIG. 4 represents a schematic top view of a cathode body according to the invention and FIG. 5 represents a schematic top view of micro-cathodes according to the invention in view of the

réalisation d'un écran plat.realization of a flat screen.

Comme le montre la figure 1, un corps de cathode conforme à l'état de la technique est constitué d'une électrode30 inférieure représentée en 1' à la figure 1, d'une couche en matériau ferroélectrique représentée en 2' et d'une électrode supérieure représentée en 3', l'ensemble étant disposé à l'état superposé comme le montre la figure 1 de  As shown in FIG. 1, a cathode body according to the state of the art consists of a lower electrode shown in 1 ′ in FIG. 1, a layer of ferroelectric material shown in 2 ′ and a upper electrode shown in 3 ′, the assembly being arranged in the superimposed state as shown in FIG. 1 of

telle sorte que les domaines inversés sont conformes ou35 similaires à ceux représentés à la figure 1.  so that the inverted domains are consistent or similar to those shown in Figure 1.

A l'inverse, le corps de cathode, objet de l'invention et représenté par la référence générale 1 aux figures 2 et 3, est constitué d'un substrat isolant 6 réalisé en un matériau diélectrique, d'une couche 2 en matériau, ferroélectrique ou antiferroélectrique, éventuellement dopé, formée sur ledit substrat 6 et d'un arrangement5 d'électrodes 3, 4 disposées dans ou sur ladite couche 2 du matériau ferroélectrique de sorte que la composante principale des lignes L du champ électrique généré par lesdites électrodes 3, 4 s'étend sensiblement parallèlement et non plus perpendiculairement à la surface émettrice 510 d'électrons de la couche 2 en matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique. Cette modification de la disposition des électrodes permet de s'affranchir en ce qui concerne la disposition des électrodes 3 et 4 de l'épaisseur de la couche 2 en matériau ferroélectrique ou15 antiferroélectrique. Il devient ainsi possible de réaliser des corps de cathode avec des épaisseurs de couche en  Conversely, the cathode body, object of the invention and represented by the general reference 1 in FIGS. 2 and 3, consists of an insulating substrate 6 made of a dielectric material, of a layer 2 of material, ferroelectric or antiferroelectric, optionally doped, formed on said substrate 6 and of an arrangement5 of electrodes 3, 4 arranged in or on said layer 2 of ferroelectric material so that the main component of the lines L of the electric field generated by said electrodes 3 , 4 extends substantially parallel and no longer perpendicular to the electron emitting surface 510 of the layer 2 made of ferroelectric or antiferroelectric material. This modification of the arrangement of the electrodes makes it possible to dispense with the arrangement of the electrodes 3 and 4 of the thickness of the layer 2 made of ferroelectric or antiferroelectric material. It thus becomes possible to produce cathode bodies with layer thicknesses of

matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique encore plus faibles que celles obtenues jusqu'à présent. Ainsi, de préférence, l'épaisseur de la couche 2 en matériau20) ferroélectrique ou antiferroélectrique est comprise dans la plage de 10 nm à 2 mm.  ferroelectric or antiferroelectric material even lower than those obtained so far. Thus, preferably, the thickness of the layer 2 of ferroelectric or antiferroelectric material20) is in the range of 10 nm to 2 mm.

Malgré cette modification de la disposition des électrodes, la conception même de ce corps de cathode reste25 traditionnelle. Le substrat isolant peut ainsi être constitué d'un matériau choisi dans le groupe des composés constitués par MgO, SiO2, Si3N4, le verre, les polymères, etc.  Despite this modification of the arrangement of the electrodes, the very design of this cathode body remains traditional. The insulating substrate can thus consist of a material chosen from the group of compounds consisting of MgO, SiO2, Si3N4, glass, polymers, etc.

Il est à noter que ce substrat peut être également réalisé au moyen d'un fluide gazeux tel que de l'air.  It should be noted that this substrate can also be produced by means of a gaseous fluid such as air.

La couche de matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique peut être quant à elle constituée d'au35 moins un matériau, dopé ou non, choisi dans le groupe des composés constitués par le titanate de plomb, le PLZT (titanate de plomb-lanthane-zirconium), le PZT (titanate de plomb-zirconium), le titanate de baryum (BaTiO3), le TGS (triglycine sulfate), le LiNbO3, ainsi que de matériaux antiferroélectriques, dopés ou non. Ainsi, une couche mince  The layer of ferroelectric or antiferroelectric material may be made up of at least one material, doped or not, chosen from the group of compounds consisting of lead titanate, PLZT (lead titanate-lanthanum-zirconium), PZT (lead-zirconium titanate), barium titanate (BaTiO3), TGS (triglycine sulfate), LiNbO3, as well as antiferroelectric materials, doped or not. So a thin layer

ou épaisse de PZT ou de PLZT peut être obtenue par la méthode sol gel bien connue à ceux versés dans cet art.  or thick PZT or PLZT can be obtained by the sol gel method well known to those versed in this art.

Le dépôt de cette couche en matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique sur le substrat peut également s'effectuer par d'autres techniques bien connues à ceux versés dans cet art. Ainsi, l'application de cette couche10 ferroélectrique peut s'effectuer par laminage mécanique ou par enduction avec une épaisseur définie comme le décrit le  The deposition of this layer of ferroelectric or antiferroelectric material on the substrate can also be carried out by other techniques well known to those versed in this art. Thus, the application of this ferroelectric layer 10 can be carried out by mechanical rolling or by coating with a defined thickness as described in

document FR-A-2.718.567. Il peut être également utilisé des procédés d'impression pour le dépôt de cette couche en matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique sur le15 substrat.  document FR-A-2.718.567. Printing methods can also be used for the deposition of this layer of ferroelectric or antiferroelectric material on the substrate.

D'autres méthodes généralement plus coûteuses que les procédés de couche mince classiques peuvent être également utilisées. Il s'agit en particulier de la vaporisation ou20 de l'application par pulvérisation ou par CVD (dépôt en phase gazeuse par procédé chimique). L'application de la couche ferroélectrique peut encore s'effectuer par immersion du substrat isolant dans un mélange ferroélectrique liquide.25 Indépendamment de la méthode choisie, une fois la couche en matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique réalisée, l'arrangement d'électrodes 3, 4 peut alors être disposé à la surface de ladite couche. La fixation des électrodes 330 et 4 sur la couche ferroélectrique peut s'effectuer à nouveau par vaporisation à travers des masques adaptés à la forme de chaque électrode. L'avantage de cette mise en oeuvre consiste dans les faibles sollicitations mécaniques et thermiques de la couche ferroélectrique. Dans ce cas,35 les électrodes 3, 4 recouvrent partiellement la couche 2 de manière à former des portions d'électrode et des zones libres à travers lesquelles les électrons sont émis par la couche 2. Ces portions d'électrodes peuvent ainsi être 7 disposées en saillie (figure 2), en affleurement (figure 3)  Other methods which are generally more expensive than conventional thin layer methods can also be used. This is in particular the spraying or the application by spraying or by CVD (gas phase deposition by chemical process). The application of the ferroelectric layer can also be carried out by immersion of the insulating substrate in a liquid ferroelectric mixture.25 Regardless of the method chosen, once the layer of ferroelectric or antiferroelectric material has been produced, the arrangement of electrodes 3, 4 can then be placed on the surface of said layer. The attachment of the electrodes 330 and 4 to the ferroelectric layer can be carried out again by vaporization through masks adapted to the shape of each electrode. The advantage of this implementation consists in the low mechanical and thermal stresses of the ferroelectric layer. In this case, the electrodes 3, 4 partially cover the layer 2 so as to form electrode portions and free areas through which the electrons are emitted by the layer 2. These electrode portions can thus be arranged 7 protruding (Figure 2), flush (Figure 3)

ou en retrait de la surface de la couche 2 ferroélectrique ou antiferroélectrique.  or set back from the surface of the ferroelectric or antiferroelectric layer 2.

Cette fixation des électrodes peut encore s'effectuer par sérigraphie ou par photolithographie, technique utilisée en  This attachment of the electrodes can also be carried out by screen printing or by photolithography, a technique used in

particulier en micro-électronique. L'arrangement d'électrodes 3, 4, quand il est disposé dans la couche ferroélectrique, doit conserver une orientation des lignes10 L de champ conforme à celle mentionnée ci-dessus.  particularly in microelectronics. The arrangement of electrodes 3, 4, when it is placed in the ferroelectric layer, must maintain an orientation of the field lines 10 L in accordance with that mentioned above.

Les électrodes peuvent également être disposées à même le substrat 6 comme schématisé sur la figure 3, la couche 2 étant dans ce cas réalisée après réalisation de ces  The electrodes can also be placed on the substrate 6 as shown diagrammatically in FIG. 3, the layer 2 being in this case produced after these

électrodes.electrodes.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention conforme à la figure 2, au moins les bords des électrodes 3, 4 correspondant au bord d'une portion d'électrode entre portion d'électrode et zone libre peuvent être recouverts d'une couche 7 supplémentaire en un matériau diélectrique, ou en un matériau ferroélectrique ou en un matériau antiferroélectrique. Ce recouvrement des bords des électrodes 3, 4 par cette couche en matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique ou diélectrique permet d'éviter des effets parasites de bord tels que des  In a preferred embodiment of the invention according to FIG. 2, at least the edges of the electrodes 3, 4 corresponding to the edge of an electrode portion between the electrode portion and the free area can be covered with a layer 7 additional in a dielectric material, or in a ferroelectric material or in an antiferroelectric material. This covering of the edges of the electrodes 3, 4 by this layer of ferroelectric or antiferroelectric or dielectric material makes it possible to avoid parasitic edge effects such as

décharges entre les bords d'électrodes. Cette configuration limite également l'attraction des électrons par lesdites électrodes.  discharges between the edges of electrodes. This configuration also limits the attraction of electrons by said electrodes.

Bien évidemment, la disposition relative des électrodes par  Obviously, the relative arrangement of the electrodes by

rapport à la couche 2 peut varier sous réserve de conserver des lignes de champ conformes aux figures 2 et 3, c'est-à- dire sensiblement parallèles à la surface émettrice 5 de la35 couche 2.  with respect to layer 2 may vary subject to keeping field lines in accordance with FIGS. 2 and 3, that is to say substantially parallel to the emitting surface 5 of layer 2.

Les électrodes 3, 4 peuvent affecter un grand nombre de formes. Ces électrodes 3, 4 peuvent être réalisées sous 8 forme d'éléments pleins ou ajourés. Dans un mode de réalisation préféré, conforme à celui représenté à la figure 4, les électrodes 3, 4 sont des électrodes dites interdigitales. Ces électrodes affectent la forme de5 doigts, des doigts de l'une des électrodes s'étendant dans l'espace interdigital de l'autre électrode. Cette réalisation des électrodes se caractérise par son faible encombrement. Ces électrodes peuvent être réalisées en des matériaux divers et variés. A titre d'exemple, ces10 électrodes peuvent être réalisées en aluminium, or, platine ou en des matériaux non métalliques par exemples des oxydes. Généralement, le corps de cathode coopère avec un collecteur d'électrons qui peut être constitué par une électrode dite de réception telle qu'une anode. Ce collecteur d'électrons est disposé face à la surface émettrice 5 de la couche 2, c'est-à-dire face à l'arrangement d'électrodes 3, 4. Grâce à la présence de cette électrode de réception, le circuit émetteur est fermé électriquement. Cette électrode de réception est séparée de l'arrangement d'électrodes 3, 4 par un volume dans lequel la cathode émet des électrons. Ce volume peut avantageusement contenir un vide poussé, du gaz ou du25 plasma. Cette électrode de réception peut également être au contact du corps de cathode décrit cidessus, ceci étant  The electrodes 3, 4 can have a large number of shapes. These electrodes 3, 4 can be produced in the form of solid or perforated elements. In a preferred embodiment, in accordance with that shown in FIG. 4, the electrodes 3, 4 are so-called interdigital electrodes. These electrodes assume the shape of 5 fingers, fingers of one of the electrodes extending into the interdigital space of the other electrode. This embodiment of the electrodes is characterized by its small size. These electrodes can be made of various and varied materials. For example, these 10 electrodes can be made of aluminum, gold, platinum or non-metallic materials, for example oxides. Generally, the cathode body cooperates with an electron collector which can be constituted by a so-called receiving electrode such as an anode. This electron collector is placed facing the emitting surface 5 of the layer 2, that is to say facing the arrangement of electrodes 3, 4. Thanks to the presence of this receiving electrode, the emitting circuit is electrically closed. This receiving electrode is separated from the arrangement of electrodes 3, 4 by a volume in which the cathode emits electrons. This volume can advantageously contain a high vacuum, gas or plasma. This receiving electrode can also be in contact with the cathode body described above, this being

particulièrement intéressant dans le cas d'écrans de visualisation.  particularly interesting in the case of display screens.

Le corps de cathode peut également coopérer avec un dispositif d'optique électronique pour constituer un canon à électrons applicable dans la réalisation de tubes  The cathode body can also cooperate with an electronic optical device to constitute an electron gun applicable in the production of tubes

électroniques ou d'écrans plats ou d'accélérateurs de particules.  electronic or flat screens or particle accelerators.

Le ou les générateurs de signaux électriques alimentant les électrodes 3, 4 peuvent affecter un grand nombre de formes. Quand des puissances d'impulsion d'excitation très élevées 9 doivent être fournies, il peut être préférable de monter  The electric signal generator (s) supplying the electrodes 3, 4 can have a large number of shapes. When very high excitation pulse powers 9 are to be supplied, it may be preferable to mount

les générateurs d'impulsion en parallèle, chaque générateur ayant une impédance basse. De tels montages sont toutefois bien connus à ceux versés dans cet art.  the pulse generators in parallel, each generator having a low impedance. Such arrangements are however well known to those versed in this art.

Dans le cas o le corps de cathode est utilisé pour des réalisations spéciales comme par exemple des écrans plats, on a un ensemble de micro-sources d'électrons réalisées chacune comme indiqué ci-dessus. Ces micro-cathodes sont10 organisées en lignes et colonnes. Les cathodes d'une ligne ou respectivement d'une colonne sont reliées électriquement entre elles de manière à pouvoir commander séparément chaque micro-cathode. Une telle connexion est représentée à la figure 5.15 Bien évidemment, les applications citées ci-dessus ne constituent en aucun cas une limitation de l'invention. Il est à noter par ailleurs que le terme ferroélectrique employé pour désigner la cathode doit être entendu dans son20 sens le plus général et inclut aussi bien les cathodes en matériau ferroélectrique que les cathodes en matériau  In the case where the cathode body is used for special embodiments such as for example flat screens, there is a set of micro-sources of electrons each produced as indicated above. These micro-cathodes are organized in rows and columns. The cathodes of a line or respectively of a column are electrically connected together so that each micro-cathode can be controlled separately. Such a connection is shown in Figure 5.15 Obviously, the applications mentioned above in no way constitute a limitation of the invention. It should also be noted that the term ferroelectric used to designate the cathode must be understood in its most general sense and includes both cathodes made of ferroelectric material and cathodes made of material

antiferroélectrique, que ces matériaux soient ou non dopés.  antiferroelectric, whether or not these materials are doped.

Claims (8)

I() REVENDICATIONSI () CLAIMS 1. Corps (1) de cathode ferroélectrique pour l'émission d'électrons, du type comprenant au moins une couche (2) émettrice d'électrons constituée d'au moins un matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique et au moins deux électrodes (3, 4) alimentées de manière à générer un champ électrique variable pour exciter la couche (2) en matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique, caractérisé en ce que les électrodes (3, 4) écartées l'une de l'autre sont positionnées dans, ou sur, la couche (2) en matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique de sorte que la composante principale des lignes (L) du champ électrique généré par lesdites électrodes (3, 4) s'étend sensiblement parallèlement à la surface émettrice (5) d'électrons de la couche (2) en matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique.  1. Body (1) of ferroelectric cathode for the emission of electrons, of the type comprising at least one layer (2) electron emitter consisting of at least one ferroelectric or antiferroelectric material and at least two electrodes (3, 4 ) supplied so as to generate a variable electric field to excite the layer (2) of ferroelectric or antiferroelectric material, characterized in that the electrodes (3, 4) spaced from one another are positioned in, or on, the layer (2) made of ferroelectric or antiferroelectric material so that the main component of the lines (L) of the electric field generated by said electrodes (3, 4) extends substantially parallel to the electron emitting surface (5) of the layer (2) made of ferroelectric or antiferroelectric material. 2. Corps (1) de cathode selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un substrat isolant (6) réalisé en un matériau diélectrique, d'une couche (2) d'au moins un matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique formée sur ledit substrat (6) et d'un arrangement d'électrodes (3, 4) disposées dans ou sur25 ladite couche (2) du matériau ferroélectrique de sorte que la composante principale des lignes (L) du champ électrique2. cathode body (1) according to claim 1, characterized in that it consists of an insulating substrate (6) made of a dielectric material, of a layer (2) of at least one ferroelectric material or antiferroelectric formed on said substrate (6) and an arrangement of electrodes (3, 4) arranged in or on said layer (2) of ferroelectric material so that the main component of the lines (L) of the electric field généré par lesdites électrodes (3, 4) s'étend sensiblement parallèlement à la surface émettrice (5) d'électrons de la couche (2) en matériau ferroélectrique ou30 antiferroélectrique.  generated by said electrodes (3, 4) extends substantially parallel to the electron emitting surface (5) of the layer (2) made of ferroelectric or antiferroelectric material. 3. Corps de cathode selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les électrodes (3, 4) sont des  3. cathode body according to one of claims 1 and 2, characterized in that the electrodes (3, 4) are électrodes interdigitales.interdigital electrodes. 4. Corps de cathode selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les électrodes (3, 4) recouvrent  4. cathode body according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electrodes (3, 4) cover partiellement la couche ferroélectrique (2) de manière à Il former des portions d'électrode et des zones libres à  partially the ferroelectric layer (2) so as to form electrode portions and free areas to travers lesquelles sont émis les électrons produits par la couche (2) ferroélectrique ou antiferroélectrique.  through which the electrons produced by the ferroelectric or antiferroelectric layer (2) are emitted. 5. Corps de cathode selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moins les bords des électrodes (3, 4) sont recouverts d'une couche (7) supplémentaire en un matériau diélectrique ou en un matériau ferroélectrique ou en un matériau antiferroélectrique.10  5. cathode body according to claim 4, characterized in that at least the edges of the electrodes (3, 4) are covered with an additional layer (7) of a dielectric material or a ferroelectric material or an antiferroelectric material .10 6. Corps de cathode selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche de matériau ferroélectrique  6. Cathode body according to one of claims 1 to 5, characterized in that the layer of ferroelectric material ou antiferroélectrique est constituée d'au moins un matériau, dopé ou non, choisi dans le groupe des composés15 constitués par le titanate de plomb, le PLZT (titanate de plomb-lanthane-zirconium), le PZT (titanate de plomb-  or antiferroelectric consists of at least one material, doped or not, chosen from the group of compounds15 constituted by lead titanate, PLZT (lead titanate-lanthanum-zirconium), PZT (lead titanate- zirconium), le titanate de baryum (BaTiO3), le TGS (triglycine sulfate), le LiNbO3.  zirconium), barium titanate (BaTiO3), TGS (triglycine sulfate), LiNbO3. 7. Corps de cathode selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche (2) en  7. cathode body according to one of claims 1 to 6, characterized in that the thickness of the layer (2) in matériau ferroélectrique ou antiferroélectrique est comprise dans la plage de 10 nanomètres à 2 millimètres.  ferroelectric or antiferroelectric material is in the range of 10 nanometers to 2 millimeters. 8. Corps de cathode selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il coopère avec un collecteur  8. Cathode body according to one of claims 1 to 7, characterized in that it cooperates with a collector d'électrons tel qu'une électrode dite de réception, pour former un écran plat ou avec un dispositif d'optique électronique pour constituer un canon à électrons  of electrons such as a so-called receiving electrode, to form a flat screen or with an electronic optical device to constitute an electron gun applicable dans la réalisation de tubes électroniques ou d'écrans plats ou d'accélérateurs de particules.  applicable in the production of electronic tubes or flat screens or particle accelerators.
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