FR2791176A1 - Dispositif d'affichage a emission de champ - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif comprend deux substrats distants (20, 22) placés en vis-à-vis, une couche principale de cathodes (28) sur un substrat, et une couche d'électrodes de grille (34) située sur la couche de cathodes perpendiculairement à cette dernière, les intersections de ces couches étant des zones de pixels unités, une couche résistive (30) formée sur la couche de cathodes, une couche isolante (32) pourvue de trous de contact, une couche secondaire de cathodes (36) formée sur la couche isolante, une seconde couche isolante (40) formée sur la couche secondaire de cathodes, un émetteur de champ (42) formé d'éléments dans la couche d'électrodes de grille, une couche d'anodes (24) formée sur l'autre substrat et une couche de substance luminescente (26).Application aux dispositifs d'affichage.
Description
i La présente invention concerne un dispositif d'affichage à émission de
champ et plus particulièrement un
dispositif d'affichage à émission de champ qui rend maxi-
male la densité d'émission d'électrons d'un émetteur de champ, tout en réduisant l'endommagement de l'émetteur de
champ sous l'effet d'une surintensité.
D'une manière générale, les dispositifs d'affichage à émission de champ (FED) sont des dispositifs d'affichage, dans lesquels des électrons sont libérés par un émetteur sur une cathode, au moyen d'un effet tunnel
mécanique quantique et rencontre des substances lumines-
centes situées sur une anode, ce qui conduit à la produc-
tion d'une image d'écran prédéterminée.
De façon typique on utilise un émetteur de champ
basé sur une micro-pointe pour un tel émetteur pour le dis-
positif d'affichage à émission de champ. Le dispositif d'affichage à émission de champ comprend un substrat d'anodes de plaque avant pourvu d'une surface inférieure, un substrat de cathodes de plaque arrière possédant une surface supérieure tournée vers la surface inférieure du substrat de la plaque avant. La surface supérieure du substrat de la plaque arrière est recouverte successivement par une couche d'électrodes formant cathodes et une couche d'électrodes de grille de sorte que les couches d'électrodes se croisent perpendiculairement. Une couche
isolante est intercalée entre la couche d'électrodes for-
mant cathodes et la couche d'électrodes de grille pour les isoler électriquement l'une de l'autre. Les parties de la couche isolante et de la couche d'électrodes de grille, au niveau desquelles la couche d'électrodes formant cathodes et la couche d'électrodes de grille sont attaquées pour la formation d'un grand nombre de trous destinés à loger des micro-pointes pour l'émetteur. Par ailleurs la surface inférieure du substrat de la plaque avant est recouverte séquentiellement par une couche d'électrodes formant anodes
et une couche de substance luminescente.
Dans le dispositif d'affichage à émission de
champ structuré comme indiqué précédemment, le champ élec-
trique est formé autour de l'émetteur à micro-pointe en raison de la différence de tension appliquée entre la couche d'électrodes formant cathodes et la couche d'électrodes de grille. Ces électrons sont libérés par les micro-pointes sous l'influence du champ électrique et sont accélérés en direction de la substance luminescente par une haute tension appliquée à la couche d'électrodes formant anodes, et frappent les substances luminescentes situées
sur la couche de substance luminescente.
Par ailleurs, dans le cas de l'application d'une
surintensité, les micro-pointes pour l'émetteur sont sus-
ceptibles de se rompre en entraînant une panne du disposi-
tif. A cet égard, plusieurs techniques de protection de
l'émetteur ont été suggérées.
Par exemple le brevet US N 4 940 916 décrit une technique consistant à intercaler une couche résistive
entre la couche d'électrodes formant cathodes et les micro-
pointes pour l'émetteur de champ. La couche résistive agit
en tant que résistance tampon pour la protection des micro-
pointes. Cependant, dans une telle technique la couche résistive doit être formée sur l'ensemble de la surface de la couche d'électrodes formant cathodes, et cette structure rend difficile le réglage du degré approprié de résistance de la couche résistive pour empêcher un claquage de l'émetteur. Le brevet japonais N 9-92131 décrit une autre technique pour protéger l'émetteur à micro-pointe. Comme cela est représenté sur les figures 9 et 10 annexées à la
présente demande, des parties 7 qui ne sont pas des élec-
trodes sont formées dans la couche d'électrodes formant cathodes 5, et une électrode intérieure en forme d'îlot 9 est formée dans chaque partie 7 ne constituant pas une
électrode. La couche 5 d'électrodes de cathodes, les par-
ties 7 ne constituant pas des électrodes et les électrodes
en forme d'îlots 9 sont recouvertes par une couche résis-
tive 11. Une pluralité de micro-pointes de forme conique sont disposées sur la couche résistive 11 de telle sorte qu'elles sont placées dans les zones correspondant à
l'emplacement de chaque électrode en forme d'îlot 9.
Dans la structure indiquée précédemment, la den-
sité de courant appliquée à l'émetteur 13 peut être réglée au moyen de la couche résistive 11. En outre le degré de résistance de la couche résistive 11 peut être réglé par modification de la distance entre la couche 5 d'électrodes
formant cathodes et l'électrode en forme d'ilot 9.
Cependant il est difficile d'utiliser le disposi-
tif d'affichage à émission de champ structuré comme indiqué
précédemment pour une application à un dispositif d'affi-
chage de grandes dimensions et à haute résolution.
Lorsqu'on réduit la largeur de la couche d'électrodes for-
mant cathodes pour réaliser l'image écran à haute résolu-
tion, on réduit la largeur de l'électrode formant lot 9 d'autant et la résistance en cet emplacement augmente. Dans cette structure, il s'ensuit naturellement que le nombre de micro-pointes 13 devant être formées sur l'électrode 9 en forme d'îlot rétréci doit être limité, et que l'on ne peut obtenir une haute résolution du dispositif d'affichage. En
outre, lorsque le dispositif d'affichage prend des dimen-
sions importantes, la partie de l'électrode en forme d'îlot rétréci 9 à résistance accrue est allongée de sorte qu'on
ne peut pas obtenir le degré désiré de résistance.
Un but de la présente invention est de fournir un dispositif d'affichage à émission de champ qui permette de protéger efficacement un émetteur de champ vis-à-vis d'un
claquage, tout en présentant une zone suffisante d'affi-
chage pour l'obtention d'une haute résolution.
Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif d'affichage à émission de champ qui permet d'empêcher une chute de tension au niveau d'une couche d'électrodes formant cathodes, avec une longueur accrue. Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'un dispositif d'affichage à émission de champ caractérisé en ce qu'il comporte: des premier et second substrats séparés l'un de l'autre par une distance prédéterminée, le premier substrat
possédant une surface supérieure et le second substrat pos-
sédant une surface inférieure, la surface supérieure du premier substrat étant située en vis-à-vis de la surface inférieure du second substrat; une couche principale d'électrodes formant cathodes disposée sur la surface supérieure du premier substrat; une couche d'électrodes de grille disposée sur la couche principale d'électrodes formant cathodes de telle sorte que la couche d'électrodes de grille et la couche
principale d'électrodes formant cathodes se croisent per-
pendiculairement, l'intersection de la couche d'électrodes de grille et de la couche principale d'électrodes formant cathodes étant constituée par des zones de pixels unités, la couche d'électrodes de grille possédant une pluralité de trous au niveau des zones de pixels unités;
une couche résistive formée sur la couche princi-
pale d'électrodes formant cathodes, en étant disposée au niveau des zones de pixels unités; une première couche isolante formée sur la couche
résistive, la première couche isolante possédant un ou plu-
sieurs trous de contact; une couche secondaire d'électrodes formant cathodes formées sur la première couche isolante, tout en
étant en contact avec la couche résistive par l'intermé-
diaire des trous de contact de la première couche isolante; une seconde couche isolante formée sur la couche secondaire d'électrodes formant cathodes, la couche d'électrodes de grille étant formée sur la seconde couche isolante; un émetteur de champ comprenant une pluralité d'éléments d'émission d'électrons, les éléments d'émission d'électrons de l'émetteur de champ étant positionnés dans les trous de la couche d'électrodes de grille tout en étant disposés sur la couche secondaire d'électrodes formant cathodes; une couche d'électrodes formant anodes formée sur
la surface inférieure du second substrat avec une configu-
ration prédéterminée d'électrodes; une couche de substance luminescente formée sur
la couche d'électrodes formant anodes.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche principale d'électrodes formant cathodes comprend
une pluralité d'électrodes linéaires, une pluralité de par-
ties ne constituant pas des électrodes et formées au niveau de chaque électrode linéaire, et une ou plusieurs électrodes en forme d'ilots positionnées à l'intérieur de chaque partie ne constituant pas une électrode, tout en étant séparées de l'électrode linéaire par une distance
prédéterminée.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche secondaire d'électrodes formant cathodes comprend
une pluralité d'électrodes linéaires, une pluralité de par-
ties ne constituant pas des électrodes et formées au niveau
de chaque électrode linéaire, et une ou plusieurs élec-
trodes en forme d'îlots positionnées dans chaque partie ne constituant pas une électrode, tout en étant séparées de l'électrode linéaire par une distance prédéterminée, l'électrode en forme d'îlot de la couche secondaire
d'électrodes formant cathodes étant connectée électrique-
ment à l'électrode linéaire et à la première couche iso-
lante. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif d'affichage à émission de champ comporte en outre une couche de résistance additionnelle formée au niveau des parties ne constituant pas des électrodes, tout
en recouvrant partiellement l'électrode linéaire et l'élec-
trode en forme d'ilot.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les trous de contact sont disposés à l'intérieur des zones
de pixels unités.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les trous de contact sont disposés à l'extérieur des zones
de pixels unités.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque élément d'émission d'électrons de l'émetteur de
champ est une pointe à extrémité micro-pointue.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque élément d'émission d'électrons de l'émetteur de champ est du type en forme de film comportant une zone
relativement étendue d'émission d'électrons.
D'autres caractéristiques avantageuses de la pré-
sente invention ressortiront de la description donnée ci-
après prise en référence aux dessins annexés, sur les-
quels: - la figure 1 est une vue en élévation latérale partielle d'un dispositif d'affichage à émission de champ conformément à une première forme de réalisation préférée de la présente invention; - la figure 2 est une vue en plan partielle du dispositif d'affichage à émission de champ représenté sur la figure 1; - la figure 3 est une autre vue en plan partielle du dispositif d'affichage à émission de champ représenté sur la figure 1; - la figure 4 est une vue.en élévation latérale partielle d'un dispositif d'affichage à émission de champ conformément à une seconde forme de réalisation préférée de la présente invention; - la figure 5 est une vue en élévation latérale partielle d'un dispositif d'affichage à émission de champ conformément à une troisième forme de réalisation préférée de la présente invention; - la figure 6 est une vue en élévation latérale partielle d'un dispositif d'affichage à émission de champ conformément à une quatrième forme de réalisation préférée de la présente invention; - la figure 7 est une vue en élévation latérale partielle d'un dispositif d'affichage à émission de champ conformément à une cinquième forme de réalisation préférée de la présente invention; - la figure 8 est une vue en coupe transversale du dispositif d'affichage à émission de champ prise suivant la ligne A-A sur la figure 7; - la figure 9 est une vue en plan d'un dispositif d'affichage à émission de champ conforme à l'art antérieur; et - la figure 10 est une vue en élévation latérale partielle du dispositif d'affichage à émission de champ
représenté sur la figure 9.
On va expliquer ci-après les formes de réalisa-
tion préférées de l'invention en référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente une vue en élévation laté-
rale partielle d'un dispositif d'affichage à émission de
champ selon une première forme de réalisation de la pré-
sente invention, et les figures 2 et 3 sont des vues en plan partielles du dispositif d'affichage à émission de champ représenté sur la figure 1. Comme représenté sur la figure 1, le dispositif d'affichage à émission de champ
comprend un substrat de plaque avant 20 comportant une sur-
face inférieure et un substrat de plaque arrière 22 séparé du séparé du substrat de plaque avant 20 par une distance prédéterminée. Le substrat de plaque arrière 22 possède une surface supérieure tournée vers la surface inférieure du
substrat de plaque avant 20.
Une couche d'électrodes formant anodes 24 compor-
tant une pluralité d'électrodes linéaires est disposée sur la surface inférieure du substrat de plaque avant 20, et
une couche de substance luminescente 26 est à son tour for-
mée sur la couche d'électrodes formant anodes 24 de telle sorte que les substances luminescentes rouge, verte et
bleue sont structurées sur les électrodes linéaires.
Une couche principale 28 d'électrodes formant cathodes comportant une autre multiplicité d'électrodes linéaires 28a est disposée sur la couche supérieure du substrat de plaque arrière 22. Comme cela est représenté sur la figure 2, chaque électrode linéaire 28a de la couche principale d'électrodes formant cathodes 28 est formée avec une ou plusieurs électrodes en forme d'îlots 28b. Dans la
structure triode, une couche d'électrodes de grille 34 com-
portant une autre multiplicité d'électrodes linéaires est formée sur la couche principale d'électrodes formant cathodes 28 de telle sorte que les électrodes linéaires de
la première couche 34 sont disposées de manière à être per-
pendiculaires aux électrodes de la seconde couche 28.
L'intersection de la couche principale d'électrodes formant cathodes 28 et de la couche d'électrodes de grille 34
fournit des zones à pixels unités.
Pour former de telles électrodes en forme d'îlots 28b sur l'électrode linéaire 28a, on forme tout d'abord par photolithographie des parties 28c ne constituant pas des
électrodes sur l'électrode linéaire 28a, puis on les éli-
mine par attaque chimique tout en laissant subsister les électrodes en forme d'îlots 28b. Il est préférable que la distance P entre l'électrode linéaire 28a et l'électrode en forme d'îlot 28b soit maintenue à 5)4m. Naturellement, dans le cas o les caractéristiques d'affichage du dispositif d'affichage à émission de champ varient, la distance P des électrodes peut être réglée de manière à s'adapter de façon
appropriée à une telle variation.
On recouvre la couche principale d'électrodes formant cathodes 28 par une couche résistive 30 et par une première couche isolante 32. La couche résistive 30 et la première couche isolante 32 sont disposées au niveau de l'intersection de la couche principale 28 des électrodes
formant cathodes et de la couche d'électrodes de grille 34.
La couche résistive 30 peut être réalisée au
moyen d'un procédé de dépôt chimique en phase vapeur (pro-
cédé CVD) de silicium amorphe ou par dépôt par centrifuga-
tion d'un matériau organique de haut poids moléculaire sur la couche principale de cathodes 28. Il est préférable que la couche résistive 30 soit égale à environ 2500 A. La première couche isolante 32 peut être obtenue
au moyen d'un traitement de dépôt CVD ou bien par pulvéri-
sation de SiO2 ou de SiN sur la couche résistive 30. Il est préférable que l'épaisseur de la première couche isolante 32 soit égale à environ 1000 A. Une couche secondaire d'électrodes formant cathodes 36 comportant une autre multiplicité d'électrodes linéaires est formée sur la première couche isolante 32 par pulvérisation d'oxyde d'indium et d'étain (ITO), de Mo, de Cr ou de Nb sur cette couche. La première couche isolante 32 est pourvue d'un ou de plusieurs trous de contact 32a destinés à connecter électriquement la couche résistive 30
à la couche secondaire d'électrodes formant cathodes 36.
C'est-à-dire que la couche secondaire d'électrodes formant cathodes 36 fait saillie partiellement à travers les trous de contact 32a de la première couche isolante 32 de telle
sorte qu'elle peut établir un contact avec la couche résis-
tive 30.
Comme cela est représenté sur la figure 2, les trous de contact 32a de la première couche isolante 32 sont disposés à l'intérieur des zones de pixels unités, au niveau desquels la couche 28 d'électrodes formant cathodes et la couche 34 d'électrodes de grille se croisent. Sinon, comme cela est représenté sur la figure 3, les trous de contact 32a peuvent être positionnés à l'extérieur des
zones de pixels unités.
En tenant compte du fait que la première couche isolante 32 peut être pourvue d'une pluralité de trous de contact 32a, on peut noter que la connexion électrique de la couche résistive 30 avec la couche secondaire 36 d'électrodes formant cathodes peut être maintenue constante même si une surintensité est appliquée à un ou plusieurs des trous de contact et conduit à des effets de claquage en
cet endroit.
Les trous de contact 32a peuvent être réalisés avec une forme circulaire, une forme rectangulaire ou une autre forme diagonale. Il faut noter que dans le cas o les trous de contact 32a sont disposés à l'extérieur des zones de pixels unités, la couche secondaire de cathode 36 doit être structurée de manière à occuper un espace suffisant
pour recouvrir complètement les trous de contact 32a.
Dans le cas o le dispositif d'affichage à émis-
sion de champ possède une structure triode avec la couche mentionnée précédemment 34 d'électrodes de grille, on forme une seconde couche isolante 40 entre la couche 34 d'électrodes de grille et la couche secondaire 36
d'électrodes formant cathodes.
Un émetteur de champ 42 comportant une pluralité
de pointes micro-pointues est disposé sur la couche secon-
daire de cathodes 36, tout en étant disposée à l'intérieur d'ouvertures 40a formées dans la seconde couche isolante 40. Dans le dispositif d'affichage à émission de champ structuré comme indiqué précédemment, l'interface entre le second substrat 22 et l'émetteur de champ 42 est réalisée par des couches multiples de sorte que le degré de résistance de la couche multiple 30 peut être réglé d'une manière appropriée. De cette manière, il est possible d'empêcher un éventuel endommagement de l'émetteur de champ
42 sous l'effet d'une surintensité.
En outre, la couche résistive 30 et la couche
secondaire 36 d'électrodes formant cathodes sont structu-
rées de manière à établir un contact électrique réciproque de sorte que les micro-pointes pour l'émetteur de champ 42 peuvent être réparties sur l'ensemble de la zone de pixels unités de la couche secondaire 36 d'électrodes formant cathodes. Dans cette structure, la gamme de distribution des micro-pointes pour l'émetteur de champ 42 est accrue de
sorte que la densité d'émission d'électrons peut être éle-
vée, ce qui améliore la résolution du dispositif.
On peut former une couche résistive additionnelle (non représentée) entre la couche secondaire 36 d'électrodes formant cathodes et la seconde couche isolante
40. De cette manière, on peut régler de façon supplémen-
taire le degré de résistance intervenant dans la couche secondaire 36 formée d'électrodes de cathodes et l'émetteur
de champ 42.
La figure 4 est une vue en élévation latérale partielle d'un dispositif d'affichage à émission de champ
selon une seconde forme de réalisation préférée de la pré-
sente invention. Dans cette forme de réalisation préférée, d'autres composants du dispositif d'affichage à émission de champ sont identiques à ceux indiqués dans la première forme de réalisation, hormis que l'émetteur de champ 42 est du type en forme de film avec une surface relativement
étendue d'émission d'électrons.
La figure 5 est une vue en élévation latérale partielle d'un dispositif d'affichage à émission de champ selon une troisième forme de réalisation préférée de la
présente invention. Dans cette forme de réalisation préfé-
rée, d'autres composants du dispositif d'affichage à émis-
sion de champ sont identiques à ceux associés à la première forme de réalisation préférée hormis que la structure triode est remplacée par une structure diode, dans laquelle la couche 34 d'électrodes de grille et la seconde couche
isolante 40 sont supprimées.
La figure 6 est une vue en élévation latérale partielle d'un dispositif d'affichage à émission de champ conformément à une quatrième forme de réalisation préférée de la présente invention. Comme cela est représenté sur la figure 6, on forme tout d'abord une couche principale 46 d'électrodes formant cathodes comportant une pluralité d'électrodes linéaires, sur un substrat de plaque arrière 44. Dans cette forme de réalisation préférée, l'électrode linéaire de la couche principale 46 d'électrodes formant
cathodes ne comporte aucune électrode en forme d'îlot sépa-
rée.
On forme une première couche résistive 48 sur la couche principale 46 d'électrodes formant cathodes, et on forme ensuite, sur la couche résistive 48, une première couche isolante 50 comportant un ou plusieurs trous de
contact 50a. En outre on forme sur la première couche iso-
lante 50 une couche secondaire 54 d'électrodes formant cathodes comportant une autre multiplicité d'électrodes
linéaires 54a.
Chaque électrode linéaire 54a de la couche secon-
daire 54 d'électrodes formant cathodes comporte une plura-
lité de parties 54b ne constituant pas des électrodes. On forme une ou plusieurs électrodes en forme d'îlots 54c dans les parties 54b ne constituant pas des électrodes, de telle sorte que ces électrodes sont en contact avec la première couche isolante 50 tout en étant séparées de l'électrode
linéaire 54a de la couche secondaire 54 d'électrodes for-
mant cathodes, d'une distance prédéterminée.
L'électrode en forme d'îlot 54c est connectée électriquement à l'électrode formant cathode linéaire secondaire 54a. La connexion électrique de l'électrode en forme d'îlot 54c avec l'électrode linéaire 54a de la couche secondaire 54 d'électrodes formant cathodes est obtenue au moyen d'une seconde couche résistive 56 qui est formée dans la partie 54b ne constituant pas une électrode, tout en recouvrant partiellement l'électrode linéaire 54a de la couche secondaire 54 d'électrodes formant cathodes et
l'électrode en forme d'ilot 54c.
Dans la structure triode, la couche secondaire 54
d'électrodes formant cathodes est recouverte séquentielle-
ment par une couche 58 d'électrodes de grille, une troi-
sième couche isolante 60 et un émetteur de champ 62.
Comme dans la première forme de réalisation, un substrat de plaque avant 64 est séparé du substrat de plaque arrière 44 par une distance prédéterminée, et est recouvert séquentiellement par une couche 66 d'électrodes formant anodes et une couche de substance luminescente 68,
en direction du substrat de plaque arrière 44.
Dans le dispositif d'affichage à émission de champ ainsi structuré, le degré de résistance entre la couche principale 46 d'électrodes formant cathodes et l'émetteur de champ 62 peut être commandé par modification de l'épaisseur de la première couche résistive 48 et de la largeur de la seconde couche résistive 56. La largeur de la seconde couche résistive 56 peut être modifiée par réglage de la distance entre l'électrode linéaire 54a de la couche secondaire 54 d'électrodes formant cathodes et l'électrode
en forme d'îlot 54c.
Naturellement, étant donné que l'électrode en forme d'îlot 54c est positionnée dans la couche secondaire 54 d'électrodes formant cathodes, la surface de l'émetteur de champ 62 peut être plus ou moins réduite. Cependant,
étant donné que la couche principale 46 d'électrodes for-
mant cathodes est formée simplement avec des électrodes linéaires sans aucune partie structurée séparée, on peut noter que la surface d'affichage est encore suffisante. Sinon, on peut donner au dispositif d'affichage à émission de champ une structure de diode sans la couche 58 d'électrodes de grille et sans la troisième couche isolante 60. En outre l'émetteur de champ 62 peut être du type en forme de film possédant une surface relativement étendue d'émission d'électrons, et les trous de contact 50a peuvent être disposés à l'intérieur ou à l'extérieur de la surface
de pixels unités.
La figure 7 est une vue en plan partielle d'un dispositif d'affichage à émission de champ conformément à une cinquième forme de réalisation préférée de la présente invention, dans laquelle on a représenté l'intersection de la couche principale d'électrodes formant cathodes et d'une couche d'électrodes de grille, et la figure 8 est une vue en coupe transversale du dispositif d'affichage à émission de champ, prise suivant la ligne A-A sur la figure 7. Dans cette forme de réalisation préférée, D'autres composants du dispositif d'affichage à émission de champ sont identiques à ceux associés à la première forme de réalisation préférée hormis que la structure d'électrodes formant cathodes est formée. Une couche principale 72 d'électrodes formant cathodes comportant une pluralité d'électrodes linéaires est formée sur un substrat de plaque arrière 70, une couche d'électrodes de grille 74 comportant une autre multiplicité
d'électrodes linéaires est disposé de manière à être per-
pendiculaire à la couche principale 72 d'électrodes formant
cathodes. On forme une première couche isolante 76 compor-
tant un ou plusieurs trous de connexion 76a dans la couche principale 72 d'électrodes formant cathodes, et on forme une couche résistive 78 à son tour sur la première couche isolante 76. Les trous de connexion 76a de la première couche isolante 76 sont destinés à connecter électriquement la couche principale 72 d'électrodes formant cathodes à la couche résistive 78. Les trous de connexion 76a sont dispo- sés à l'extérieur de la zone de pixels unités, dans laquelle la couche principale 72 d'électrodes formant
cathodes et la couche 74 d'électrodes de grille se croi-
sent. Une première électrode de connexion 80 est prévue
dans le trou de connexion 76a de manière à connecter élec-
triquement la couche 72 d'électrodes formant cathodes à la
couche résistive 78. Une seconde couche isolante 82 possédant un ou plusieurs trous de contact
82a est disposée sur la couche résistive 78 à l'extérieur de la surface de pixels unités, et une couche secondaire 84 d'électrodes formant cathodes est ensuite formée sur la seconde couche isolante 82. Une
seconde électrode de connexion 80' est formée sur la pre-
mière couche isolante 76 au-dessous des trous de contact
82a de manière à connecter électriquement la couche secon-
daire 84 d'électrodes formant cathodes à la couche princi-
pale 72 d'électrodes formant cathodes. La seconde électrode de connexion 80' est séparée de la première électrode de
connexion 80 par une distance prédéterminée. Il est préfé-
rable que les première et seconde électrodes de connexion
et 80'soient formées d'oxyde d'indium et d'étain.
Le dispositif d'affichage à émission de champ conformément à la cinquième forme de réalisation préférée est constitué par une structure triode, dans laquelle une troisième couche isolante 86 est formée entre la couche 74 d'électrodes de grille et la couche secondaire 84 d'électrodes formant cathodes, et des micro-pointes pour un émetteur de champ 88 sont disposées à l'intérieur de trous
de claquage formés au niveau de la troisième couche iso-
lante 86 et de la couche 74 d'électrodes de grille.
Dans le dispositif d'émission de champ structuré
comme indiqué précédemment, une structure à couches mul-
tiples est formée entre la couche principale 72 d'élec-
trodes formant cathodes et la couche secondaire 84 d'élec-
trodes formant cathodes de sorte que des nombres importants de micropointes pour l'émetteur de champ 88 peuvent être disposées sur la couche secondaire 84 d'électrodes formant cathodes. Par conséquent, même si la largeur des électrodes de la couche principale 72 d'électrodes formant cathodes est réduite en raison d'une surface étendue du dispositif,
les micro-pointes pour l'émetteur de champ 88 sont distri-
buées uniformément sur l'ensemble de la surface de la couche secondaire 72 d'électrodes formant cathodes de sorte
qu'on peut obtenir un dispositif ayant une haute résolu-
tion. En outre, la chute de tension due à la grande longueur des électrodes de la couche principale 72
d'électrodes formant cathodes peut être efficacement empê-
chée au moyen du réglage de l'épaisseur de la structure à
couches multiples.
Comme dans les formes de réalisation précédentes préférées, le dispositif d'affichage à émission de champ peut être structuré avec une structure de diode, et les émetteurs de champ 88 peuvent être du type formé d'un film
ayant une surface relativement étendue d'émission d'élec-
trons.
Par ailleurs, dans les formes de réalisation pré-
férées décrites précédemment, il est préférable que la structure à couches multiples soit aplanie au moyen d'un procédé séparé d'aplanissement. On utilise de préférence à cet effet une technique de polissage chimico-mécanique (CMP), qui est largement utilisée dans les procédés de
fabrication des semiconducteurs.
Comme cela a été décrit précédemment, dans
l'application du dispositif d'affichage à grandes dimen-
sions et à haute résolution, le dispositif d'affichage à
émission de champ selon l'invention permet d'empêcher effi-
cacement un émetteur de champ de passer dans un état de claquage sous l'effet d'une surintensité, tout en rendant maximale la densité d'émission d'électrons de l'émetteur de champ. Bien que l'on ait décrit la présente invention en
référence aux formes de réalisation préférées, les spécia-
listes de la technique constateront que l'on peut y appor-
ter différents changements et modifications sans sortir du
cadre de l'invention.
Claims (8)
1. Dispositif d'affichage à émission de champ, caractérisé en ce qu'il comporte: des premier et second substrats (20,22) séparés l'un de l'autre par une distance prédéterminée, le premier substrat possédant une surface supérieure et le second substrat possédant une surface inférieure, la surface
supérieure du premier substrat (20) étant située en vis-à-
vis de la surface inférieure du second substrat (32); une couche principale d'électrodes formant cathodes (28) disposée sur la surface supérieure du premier substrat (20); une couche d'électrodes de grille (34) disposée sur la couche principale d'électrodes formant cathodes (28) de telle sorte que la couche d'électrodes de grille (34) et la couche principale d'électrodes formant cathodes (28) se croisent perpendiculairement, l'intersection de la couche d'électrodes de grille (34) et de la couche principale d'électrodes formant cathodes (28) étant constituée par des zones de pixels unités, la couche d'électrodes de grille (34) possédant une pluralité de trous (32a) au niveau des zones de pixels unités; une couche résistive (30) formée sur la couche principale d'électrodes formant cathodes (28), en étant disposée au niveau des zones de pixels unités; une première couche isolante (32) formée sur la couche résistive (30), la première couche isolante (32) possédant un ou plusieurs trous de contact (32a); une couche secondaire d'électrodes formant cathodes (36) formées sur la première couche isolante (32), tout en étant en contact avec la couche résistive (30) par l'intermédiaire des trous de contact (32a) de la première couche isolante (28); une seconde couche isolante (40) formée sur la couche secondaire d'électrodes formant cathodes (36), la couche d'électrodes de grille (30) étant formée sur la seconde couche isolante (40); un émetteur de champ (42) comprenant une pluralité d'éléments d'émission d'électrons, les éléments d'émission d'électrons de l'émetteur de champ (42) étant positionnés dans les trous de la couche d'électrodes de grille (34) tout en étant disposés sur la couche secondaire d'électrodes formant cathodes (36); une couche d'électrodes formant anodes (24) formée sur la surface inférieure du second substrat (32) avec une configuration prédéterminée d'électrodes; une couche de substance luminescente (26) formée
sur la couche d'électrodes formant anodes (24).
2. Dispositif d'affichage à émission de champ selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche principale d'électrodes formant cathodes (28) comprend une pluralité d'électrodes linéaires (28a), une pluralité de parties (28c) ne constituant pas des électrodes et formées au niveau de chaque électrode linéaire (28a), et une ou plusieurs électrodes en forme d'îlots (28b) positionnées à
l'intérieur de chaque partie ne constituant pas une élec-
trode (28c), tout en étant séparées de l'électrode linéaire
(28a) par une distance prédéterminée.
3. Dispositif d'affichage à émission de champ selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche secondaire d'électrodes formant cathodes (36) comprend une pluralité d'électrodes linéaires (38a), une pluralité de parties (28c) ne constituant pas des électrodes et formées au niveau de chaque électrode linéaire (38a), et une ou plusieurs électrodes en forme d'îlots (28b) positionnées dans chaque partie (28c) ne constituant pas une électrode, tout en étant séparées de l'électrode linéaire (28a) par une distance prédéterminée, l'électrode en forme d'îlot (28b) de la couche secondaire d'électrodes formant cathodes (36) étant connectée électriquement à l'électrode linéaire
et à la première couche isolante (32).
4. Dispositif d'affichage à émission de champ selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une couche de résistance additionnelle formée au niveau des parties ne constituant pas des électrodes (38c), tout en recouvrant partiellement l'électrode linéaire (28c)
et l'électrode en forme d'îlot (28b).
5. Dispositif d'affichage à émission de champ selon la revendication 1, dans lequel les trous de contact (32a) sont disposés à l'intérieur des zones de pixels unités.
6. Dispositif d'affichage à émission de champ selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trous de contact (32a) sont disposés à l'extérieur des zones de
pixels unités.
7. Dispositif d'affichage à émission de champ
selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élé-
ment d'émission d'électrons de l'émetteur de champ (42) est
une pointe à extrémité micro-pointue.
8. Dispositif d'affichage à émission de champ selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément d'émission d'électrons de l'émetteur de champ (42) est du type en forme de film comportant une surface relativement
étendue d'émission d'électrons.
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