FR2797092A1 - Procede de fabrication d'une anode d'un ecran plat de visualisation - Google Patents
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Abstract
Procédé de fabrication d'une anode d'un écran plat de visualisation.Selon ce procédé, on forme au moins un ensemble de bandes conductrices (34R, 34B, 34V) portant des bandes d'éléments luminophores et au moins un conducteur d'interconnexion (32R, 32B, 32V) relié aux bandes conductrices par l'intermédiaire de résistances (36R, 36B, 36V). Les bandes conductrices et les résistances sont formées à partir d'une même couche conductrice. L'invention s'applique notamment aux écrans plats à micropointes en couleurs.
Description
PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UNE ANODE D'UN ÉCRAN PLAT DE
VISUALISATION
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une anode d'un écran plat de visualisation. Elle concerne en particulier la fabrication d'une anode d'un écran plat de visualisation à
micropointes (" microtips ").
L'invention s'applique notamment à la fabrication d'anodes d'écrans plats de visualisation en couleurs.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
La figure 1 est une vue schématique et partielle d'une structure connue d'écran plat à micropointes avec lequel on peut mettre en oeuvre l'invention. Un tel écran à micropointes comprend essentiellement une cathode à micropointes 2 et une anode cathodoluminescente 4 qui est placée en regard de
cette cathode.
L'anode cathodoluminescente 4 comprend un substrat transparent 6, généralement en verre, qui laisse passer la lumière produite par cathodoluminescence et à travers lequel on observe l'écran. Le principe de fonctionnement et le détail de la constitution d'un tel écran sont décrits en particulier dans le document suivant auquel on se reportera: FR 2623013 A correspondant à EP 0316214 A
et à US 4,940,916 A (Borel et al.).
Au sujet des écrans plats à micropointes on pourra également consulter les documents suivants: US 4,857,161 A (Borel et al.), US 4,908,539 A (Meyer), US 5,194,780 A (Meyer) et
US 5,534,744 A (Leroux et al.).
En revenant à la figure 1, la cathode 2 comprend un ensemble de conducteurs parallèles 8 formant les colonnes de cette cathode. Un seul de ces conducteurs est représenté sur la figure 1. Ces conducteurs 8 sont formés sur un substrat
électriquement isolant 10 généralement en verre.
Cet ensemble de conducteurs 8 est recouvert d'une couche électriquement isolante 12 sur laquelle est formée la grille 14 de la cathode. Cette grille est un ensemble de lignes parallèles 16. Une seule ligne est représentée sur la figure 1. Les lignes 16 sont
orthogonales aux colonnes 8.
Des trous 18 sont formés à travers la couche isolante 12 et la grille 14 jusqu'aux colonnes
8. Les micropointes 20 sont formées dans ces trous 18.
L'écran schématiquement représenté sur la figure 1 utilise le champ électrique créé entre les conducteurs 8 et la grille 14 pour que les électrons soient extraits des micropointes 20 et atteignent les éléments luminophores (" phospor elements ") de l'anode. Dans le cas d'un écran en couleurs l'anode 4 est pourvue de bandes d'éléments luminophores 22R, 22B et 22V qui alternent les unes avec les autres et correspondent respectivement aux trois couleurs rouge,
bleu et vert.
Ces bandes d'éléments luminophores sont respectivement déposées sur des bandes électriquement conductrices 24R, 24B et 24V qui sont formées sur le substrat 6, parallèlement aux colonnes 8, à partir d'une couche électriquement conductrice et transparente
par exemple en oxyde d'indium dopé à l'étain.
Dans le cas de l'écran de la figure 1 il y a trois bandes référencées 24R, 24B et 24V pour chaque colonne 8 et les ensembles de bandes 24R, 22B et 24V sont alternativement polarisés par rapport à la cathode 2 pour que les électrons extraits des micropointes 20 d'un pixel, c'est-à-dire d'une intersection d'une ligne 16 et d'une colonne 8 de la cathode, soient alternativement dirigés vers les éléments luminophores de chaque couleur qui se trouvent en regard de ce pixel. Dans le cas de la figure 1, seule une bande 22R d'éléments luminophores rouges est excitée par des électrons 26 émis par l'un des pixels correspondant à
cette bande 22R.
La figure 2 est une vue schématique et partielle d'une autre structure connue d'écran plat à micropointes avec laquelle on peut mettre en oeuvre l'invention. On précise que dans le cas des figures 1 et 2 les mêmes références correspondent aux mêmes éléments. Dans l'écran de la figure 2 toutes les bandes conductrices 24R, 24B et 24V de l'anode 4 sont respectivement associées à des colonne 8R, 8B et 8V de la cathode 2 de l'écran. Les bandes conductrices 24R, 24B et 24V de l'anode sont alors polarisées simultanément et l'on commande les colonnes 8R, 8B et 8V qui se trouvent en face de ces bandes 24R, 24B et 24V. En d'autres termes, on excite les pixels rouges,
bleus et verts qui sont sélectionnés.
Dans le cas de la figure 2, seul un pixel
rouge est excité par des électrons.
Pour des questions de brillance de l'écran de la figure 1 ou de la figure 2, on recherche une tension maximale entre l'anode 4 et la cathode 2 de cet écran. Des arcs électriques peuvent alors se produire entre la grille 14 et les éléments luminophores qui sont polarisés pour attirer les électrons émis par les
micropointes 20.
Des arc électriques peuvent également se produire, dans le cas de la figure 1, entre deux bandes voisines d'éléments luminophores en raison de la différence de potentiel qui existe entre ces deux bandes. De façon classique, pour résoudre ce problème, les bandes conductrices de l'anode sont reliées à un ou plusieurs conducteurs d'interconnexion
par l'intermédiaire de résistances électriques.
Ceci est schématiquement illustré sur la figure 3 o l'on voit une partie d'une anode d'un écran plat à micropointes et, dans cette partie, deux groupes comprenant chacun trois bandes conductrices 24R, 24B et 24V. Dans chaque groupe, les bandes 24R, 24B et 24V sont respectivement reliées à trois conducteurs d'interconnexion 28R, 28B et 28V par l'intermédiaire de
résistances électriques 30R, 30B et 30V.
A ce sujet on se reportera au document suivant: FR 2725072 A correspondant à US 5,592,056 A
(Peyre et al.).
Différentes techniques sont connues pour
former ces résistances électriques.
On utilise par exemple la technique des couches minces en déposant un matériau résistif puis en gravant ce matériau ou la technique des couches épaisses en formant ces résistances par sérigraphie
d'une encre résistive ou d'une pâte résistive.
Toutes ces techniques se traduisent par un certain nombre d'étapes supplémentaires lors de la fabrication des écrans, ce qui complique cette
fabrication et augmente le coût de ces écrans.
EXPOSE DE L'INVENTION
La présente invention a pour but de
remédier à cet inconvénient.
Pour ce faire, la présente invention propose de former les résistances et les bandes conductrices sur lesquelles sont formés les éléments luminophores pendant une même étape d'un procédé de fabrication de l'anode d'un écran-plat de visualisation. De façon précise, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une anode d'un écran plat de visualisation, en particulier d'un écran à micropointes, procédé dans lequel on forme, sur un substrat électriquement isolant, au moins un ensemble de bandes électriquement conductrices portant respectivement des bandes d'éléments luminophores et au moins un conducteur électrique d'interconnexion relié aux bandes conductrices par l'intermédiaire de résistance électriques, ce procédé étant caractérisé en ce que, pour former les bandes conductrices et les résistances, on forme une couche électriquement conductrice sur le substrat et l'on forme ces bandes conductrices et ces résistances à partir de cette
couche conductrice.
On peut former une résistance par bande conductrice. En variante, on peut répartir les bandes conductrices en groupes et former une résistance par
groupe de bandes conductrices.
Selon un premier mode de mise en oeuvre particulier du procédé objet de l'invention, on forme un seul conducteur d'interconnexion et l'on relie toutes les résistances à ce conducteur d'interconnexion. Selon un deuxième mode de réalisation particulier, on forme une pluralité de conducteurs d'interconnexion et l'on relie en alternance les
résistances à ces conducteurs d'interconnexion.
En vue de former une anode pour un écran en couleurs on peut former trois ensembles de bandes conductrices alternées portant respectivement des
bandes d'éléments luminophores de couleurs différentes.
Les résistances peuvent avoir une forme ondulée en vue de réduire l'encombrement du substrat de l'anode. Dans le cas o l'on veut former une anode pour un écran destiné à être observé à travers cette anode, on utilise un substrat d'anode et une couche conductrice qui sont transparents de manière à laisser passer la lumière produite par les éléments luminophores. Cette couche conductrice est par exemple en
oxyde d'indium dopé à l'étain ou ITO.
La formation des bandes conductrices et des résistances peut comprendre une photolithographie et
une gravure de la couche conductrice.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à
la lecture de la description d'exemples de réalisation
donnés ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels: les figures 1 et 2 sont des vues en perspective schématiques et partielles d'écrans plats de visualisation à micropointes connus et ont déjà été décrites, la figure 3 est une vue schématique de résistances électriques utilisables de façon connue dans les écrans des figures 1 et 2 et a déjà été décrite, et les figures 4 et 5 illustrent schématiquement deux modes de mise en oeuvre particuliers du procédé objet de l'invention qui sont utilisables respectivement dans l'écran de la figure 1
et dans l'écran de la figure 2.
EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS '
Comme on l'a vu plus haut, les écrans des figures 1 et 2 utilisent, pour leur anode, des bandes conductrices transparentes. Ces bandes conductrices
sont par exemple en oxyde d'indium dopé à l'étain.
En agissant sur le dopage en étain et en adaptant les paramètres de dépôt de l'oxyde d'indium dopé à l'étain ou ITO ainsi que les traitements thermiques après ce dépôt, on sait obtenir un ITO dans une gamme de résistivités allant d'environ 10-4 Q.cm
jusqu'à quelques millièmes d'ohm.centimètre.
En choississant une résistivité et une géométrie appropriées, il est possible de former des résistances de faibles encombrement, dans une gamme de valeurs allant de quelques centaines de kilo-ohms à
quelques mégohms.
En partant d'un substrat transparent, par exemple en verre, sur lequel on a formé une couche d'oxyde d'indium dopé à l'étain ayant les caractéristiques voulues, on forme alors les bandes conductrices et les résistances d'accès à ces bandes en une seule étape comprenant une photolitographie et une
gravure, techniques bien connues de l'homme du métier.
La figure 4 est un exemple de réalisation d'une anode conformément à l'invention, pour un écran
du genre de celui qui est représenté sur la figure 1.
On forme au préalable, sur un substrat en verre 31, deux conducteurs d'interconnexion parallèles et adjacents 32R et 32B d'un côté d'une zone du substrat qui est réservée aux bandes conductrices et aux résistances que l'on veut former conformément à l'invention. Cette zone constitue la surface utile de l'écran. De l'autre côté de cette zone, on forme un autre conducteur d'interconnexion 32V parallèle aux
conducteurs 32R et 32B.
Ces conducteurs d'interconnexion 32R, 32B et 32V sont par exemple en oxyde d'indium dopé à l'étain, ce qui permet de les réaliser en même temps que les bandes conductrices et les résistances, ou en un autre matériau conducteur, par exemple de l'aluminium. On forme ensuite trois ensembles de bandes parallèles en oxyde d'indium dopé à l'étain sur le substrat 6, dans la zone prévue à cet effet. Ces bandes sont perpendiculaires aux conducteurs d'interconnexion et ont les références 34R pour le premier ensemble, 34B pour le deuxième ensemble et 34V pour le troisième ensemble. Elles sont destinées à recevoir respectivement des bandes d'éléments luminophores non représentées (rouges pour les bandes 34R, bleues pour
les bandes 34B et vertes pour les bandes 34V).
Chaque bande conductrice est connectée à l'un des conducteurs d'interconnexion et comprend, en son extrémité la plus proche de ce connecteur, une
résistance qui est donc en ITO.
Les bandes 34R, 34B et 34V sont respectivement connectées aux conducteurs 32R, 32B et 32V et les résistances correspondantes sont
respectivement référencées 36R, 36B et 36V.
On voit que les résistances 36R et 36V sont respectivement en contact avec les conducteurs d'interconnexion 32R et 32V alors que les résistances 36B comprennent des plots 38 en leurs extrémités
respectives.
Chaque plot 38 est ultérieurement connecté au conducteur d'interconnexion 32B par une technique d'interconnexion classique, par exemple la technique
appelée " bonding ".
Dans un écran utilisant l'anode de la figure 4, les ensembles des bandes 34R, 34B et 34V sont alternativement polarisés et la tension qui leur est alternativement appliquée est inférieure à 1 kV. Elle vaut par exemple 500 V. Il existe alors un risque de formation d'un arc électrique entre une bande polarisée et une bande voisine ainsi qu'entre une bande polarisée et la grille
de la cathode de l'écran.
Si les résistances ont une valeur telle que le courant dans les bandes conductrices 34R, 34B et 34V soit limité à quelques milliampères un arc électrique ne pourra pas s'amorcer. Par exemple avec une tension d'anode de 500 V et des résistances de 500 kQ le courant maximal est limité à 1 mA, ce qui empêche la
formation des arcs électriques.
Le courant par pixel étant de l'ordre de pA on utilise un oxyde d'indium dopé à l'étain dont la résistance par carré vaut 500 Q. Chacune des résistances 36R, 36B et 36V de 500 kQ forme alors par
exemple une bande large de 20 pm et longue de 20 mm.
Cette bande peut être rectiligne mais a de préférence une forme ondulée, comme on le voit sur la figure 4, pour moins encombrer le substrat 6 de l'anode. La figure 5 est un autre exemple de fabrication d'une anode conformément à l'invention, pour un écran du genre de celui qui est représenté sur
la figure 2.
Dans le cas de l'anode de la figure 5, on forme au préalable un seul conducteur d'interconnexion 32 (au lieu des trois conducteurs d'interconnexion de la figure 4) et toutes les bandes 34R, 34B et 34V sont ensuite formées, avec leurs résistances respectives 36R, 36B et 36V et sont en contact avec le conducteur d'interconnexion 32 par l'intermédiaire de ces
résistances.
Dans un écran utilisant l'anode de la figure 5 toutes les bandes conductrices 34R, 34B et 34V sont polarisées simultanément et la tension qui leur est appliquée peut être de plusieurs kilovolts et vaut par exemple 3 kV. Un arc électrique est alors susceptible de se produire entre les bandes conductrices 34R, 34B et
34V de l'anode et la grille de la cathode de l'écran.
Si l'on tolère une chute de tension de 2%, c'est-à-dire par exemple environ 60 volts, dans les résistances lorsque celles-ci sont parcourues par le courant d'un pixel, c'est-à-dire environ 20 pA, ces résistances doivent avoir une valeur de 3 MQ. Le courant dans chaque bande est alors limité à 1 mA, ce
qui empêche la formation des arcs électriques.
De telles résistances peuvent par exemple être formées chacune d'une bande rectiligne ou de préférence ondulée, en ITO de résistance carrée 1000 Q,
large 20 pm et longue de 60 mm.
Diverses variantes et modifications peuvent être apportées à l'invention telle que décrite et
apparaîtront à l'homme du métier.
En particulier, on n'a décrit que le cas o l'on utilise une seule résistance par bande conductrice de l'anode mais il est possible de former des groupes comprenant plusieurs bandes et d'utiliser une
résistance adaptée par groupe.
De même, on a fait référence dans la
description qui précède à un écran en couleurs mais
l'invention s'applique également à un écran monochrome si cet écran comporte une anode pourvue de bandes
d'éléments luminophores.
En outre, on a décrit des exemples de fabrication d'anodes dans lesquelles le substrat est transparent pour observer l'écran à travers ce substrat. Cependant, dans d'autres exemples, on peut former les bandes conductrices et les résistances associées ainsi que les éléments luminophores sur un substrat opaque dans le cas o l'on forme un écran que
l'on peut observer à travers sa cathode.
L'invention ne s'applique pas seulement aux écrans à micropointes. Elle s'applique aussi à la fabrication de tous les écrans à émission par effet de champ y compris les écrans à émission par le carbone ou
les écrans à microfissures.
Claims (10)
1. Procédé de fabrication d'une anode d'un écran plat de visualisation, en particulier d'un écran à micropointes, procédé dans lequel on forme, sur un substrat électriquement isolant (31), au moins un ensemble de bandes électriquement conductrices (34R, 34B, 34V) portant respectivement des bandes d'éléments luminophores et au moins un conducteur électrique d'interconnexion (32, 32R-32B-32V) relié aux bandes conductrices par l'intermédiaire de résistances électriques (36R, 36B, 36V), ce procédé étant caractérisé en ce que, pour former les bandes conductrices et les résistances, on forme une couche électriquement conductrice sur le substrat et l'on forme ces bandes conductrices et ces résistances à
partir de cette couche conductrice.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on forme une résistance (36R, 36B, 36V) par
bande conductrice (34R, 34B, 34V).
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les bandes conductrices sont réparties en groupes et l'on forme une résistance par groupe de
bandes conductrices.
4. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, dans lequel on forme un seul
conducteur d'interconnexion (32) et l'on relie toutes les résistances (36R, 36B, 36V) à ce conducteur d'interconnexion.
5. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, dans lequel on forme une
pluralité de conducteurs d'interconnexion (32R, 32B, 32C) et l'on relie en alternance les résistances (36R,
36B, 36C) à ces conducteurs d'interconnexion.
6. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, dans lequel on forme trois
ensembles de bandes conductrices alternées (34R, 34B, 34V) portant respectivement des bandes d'éléments
luminophores de couleurs différentes.
7. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 6, dans lequel les résistances (36R,
36B, 36V) ont une forme ondulée.
8. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, dans lequel le substrat (31) et
la couche conductrice sont transparents de manière à laisser passer la lumière produite par les éléments
luminophores.
9. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 8, dans lequel la couche conductrice
est en oxyde d'indium dopé à l'étain.
10. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 9, dans lequel la formation des
bandes conductrices (34R, 34B, 34V) et des résistances (36R, 36B, 36V) comprend une photolithographie et une
gravure de la couche conductrice.
Priority Applications (2)
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |