WO1998025291A1 - Ecran d'affichage comprenant une source d'electrons a micropointes, observable a travers le support des micropointes, et procede de fabrication de cette source - Google Patents

Ecran d'affichage comprenant une source d'electrons a micropointes, observable a travers le support des micropointes, et procede de fabrication de cette source Download PDF

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WO1998025291A1
WO1998025291A1 PCT/FR1997/002216 FR9702216W WO9825291A1 WO 1998025291 A1 WO1998025291 A1 WO 1998025291A1 FR 9702216 W FR9702216 W FR 9702216W WO 9825291 A1 WO9825291 A1 WO 9825291A1
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WO
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layer
display screen
pattern
support
source
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PCT/FR1997/002216
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Inventor
Robert Meyer
Marie-Noëlle Semeria
Brigitte Montmayeul
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/022—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes
    • H01J9/025—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes of field emission cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/10—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
    • H01J31/12—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
    • H01J31/123—Flat display tubes
    • H01J31/125—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection
    • H01J31/127—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection using large area or array sources, i.e. essentially a source for each pixel group

Definitions

  • the present invention relates to a display device by cathodolummescence excited by field emission, or cold emission, and more precisely a display screen comprising a source of electron microtips (“microtips”) and observable through the support of the microtips thus than a manufacturing process from this source.
  • microtips a source of electron microtips
  • the invention applies in particular to the production of matrix displays allowing the viewing of fixed or animated images.
  • a screen according to the invention comprises a partially transparent cathode structure.
  • VFDs Vacuum Fluorescent Displays
  • FIG. 1 of the accompanying drawings schematically shows the structure of a VFD.
  • an electrically insulating substrate PI and a glass plate P2 delimit a zone Z in which a vacuum has been created and which is closed on its periphery by a waterproof material M.
  • Zone Z contains heating filaments
  • cathode conductors C of aluminum are formed on the substrate PI and covered with phosphors P.
  • the light L emitted by the latter is observed at 0 through the glass plate P2.
  • a grid G placed between the heating filaments F and the cathode conductors C, makes it possible to modulate the electronic current.
  • the structure described in this document (2) consists of lines and metal columns which are sufficiently spaced that the cathode transmits light 801.
  • the area covered by the microtips represents only 1% of the area of the cathode, which considerably reduces the average effect and requires higher addressing voltages to obtain the necessary electronic current.
  • this cathode has neither a mesh structure nor a resistive layer.
  • a partially transparent cathode display screen provided with a resistive and mesh structure is known from the following document:
  • the partially transparent cathode described in this document (3) is based on an openwork grid structure associated with a transparent resistive layer.
  • Such a structure requires the development of a resistive material which must both have a suitable resistivity (of the order of 10 3 to
  • This material is difficult to produce and above all to reproduce in a controlled and uniform manner over large areas.
  • the object of the present invention is to remedy the above drawbacks by proposing a microtip display screen which can be observed through the support of the microtips, this screen having cathode conductors and grids with a mesh structure as well as a resistive layer which is meshed according to the pattern of the grids.
  • the present invention thus makes it possible to use a resistive layer which is not necessarily transparent.
  • the present invention relates to a display screen characterized in that it comprises:
  • a cathodolummescent anode comprising: - a first support, - at least one anode conductor formed on this first support,
  • - a second support one face of which is placed facing the cathodoluminescent material and which is transparent to the light liable to be emitted by this cathodoluminescent material, - cathode conductors formed on said face of this second support and meshed according to a first pattern comprising openings,
  • a resistive layer formed on said face of this second support, meshed in a second pattern and comprising solid areas arranged in openings of the first pattern
  • the resistive layer may be transparent to said light or may, on the contrary, be opaque to it.
  • This resistive layer is for example made of amorphous silicon, of Cr 2 0 3 or of silicon carbide Sic or also of CrSiO.
  • a layer capable of preventing the reflection of light arriving from the outside of the screen on said layer is interposed between the second support and the conductors cathodic and between this second support and the resistive layer.
  • This layer capable of preventing reflection can be placed entirely under the resistive layer or only under the solid areas thereof, which allows in the latter case to use an electrically conductive material otherwise it must be more resistive than that of the resistive layer.
  • the anode conductor comprises electrically conductive tracks which are parallel to the cathode conductors.
  • the anode conductor may include a light reflecting material, for example aluminum.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing the microtip electron source forming part of the ob ⁇ display screen and of the invention, characterized in that the cathode conductors are meshed according to the first pattern, form the resistive mesh layer according to the second pattern, we form the insulating layer, we form a grid layer on this insulating layer, we form the holes intended to contain the microtips in this grid layer and the insulating layer, we form these microtips and the mesh grids are formed according to the second pattern from the grid layer.
  • FIG. 1, already described is a schematic view of a VFD
  • Figure 2 is a schematic sectional view of a display screen according to the invention
  • Figure 3A is a schematic top view of the microtip electron source forming part of the screen of Figure 2
  • FIG. 3B is a schematic sectional view along DD of FIG. 3A, • FIG. 4 schematically illustrates a process for manufacturing a source of microtip electrons in accordance with the invention, and
  • Figure 5 is a schematic sectional view of another display screen according to the invention.
  • a display screen in accordance with the invention comprises a cathescolu anode which is downward and, opposite the latter, a source of microtip electrons which is partially transparent to the light capable of being emitted by the cathodoluminescent anode.
  • This source of microtip electrons comprises a meshed resistive structure of the kind described in document (3) but using, as resistive material, a material which does not need to be transparent and which can therefore be opaque, such as amorphous silicon.
  • the resistive material used in the present invention does not need to be transparent to the light capable of being emitted by the source of microtip electrons, which makes it easier to manufacture the display screen according to the invention.
  • a resistive layer of iron oxide is etched between the cathode conductors of a display screen so as to better isolate these cathode conductors from one another.
  • a layer of resistive material such as for example a layer of amorphous silicon, is etched inside the meshes formed by the cathode conductors and according to the pattern display screen grids.
  • This engraving has no electrical role. We simply try, thanks to this etching, to give a certain transmission to the source of microtip electrons from the display screen.
  • FIG. 3B of the accompanying drawings is section D-D of Figure 3A of the accompanying drawings.
  • the display screen according to the invention shown schematically in these Figures 2, 3A and 3B of the accompanying drawings comprises a source of microtip electrons S and a cathodoluminescent anode A facing this source S.
  • This microtip electron source S comprises a support 2 which is transparent to the light capable of being emitted by the cathodoluminescent material with which the anode A is provided.
  • This support 2 is for example a glass substrate and this optionally comprises, on its face intended to be located opposite the cathodoluminescent anode, a thin layer of silica 4.
  • Cathode conductors 5 are formed on this silica layer 4.
  • each cathode conductor 5 is meshed according to a first pattern comprising openings.
  • each cathode conductor has a lattice structure and thus comprises conductive tracks 5a which intersect.
  • each cathode conductor has openings 6 which are delimited by these tracks 5a.
  • a resistive layer 7 is formed on the silica layer 4 and on the cathode conductors.
  • This resistive layer is meshed in a second pattern and includes solid areas arranged in openings of the first pattern corresponding to the cathode conductors 5.
  • an electrically insulating and non-meshed layer 8 which is transparent to the light capable of being emitted by the anode A and which is, for example, made of silica, covers the cathode conductors and the resistive layer.
  • the non-meshed insulating layer is thus interposed between these cathode conductors or the resistive layer and the electrically conductive grids 10g which also includes the source of microtip electrons S.
  • Each of the grids 10g has substantially the structure of a trellis.
  • each grid has, in top view (FIG. 3A of the appended drawings), a square surface 10a which is pierced by holes 14a and to which four tracks 10b which form part of the lattice of this grid end.
  • the reference 11 corresponds to openings which make the grids openwork.
  • microtips referenced 12 in Figures 2, 3A and 3B of the accompanying drawings are formed on the solid areas of the resistive layer (mesh with the same pattern as the grids).
  • the cathodoluminescent anode A comprises a support 44, one or a plurality of anode conductors 46 formed on this support 44 opposite the microtip electron source of the display screen and one or more cathodoluminescent materials 48 formed on this or these anode conductors 46 facing this source (depending on whether one wishes a black and white display or a color display).
  • the anode conductors are preferably made of a material which reflects light (for example aluminum) so that all the light emitted goes in the direction of the observer.
  • a space 30 in which a vacuum has been created separates the microtip source S from the cathodoluminescent anode A.
  • a user 40 of the screen observes, through the transparent substrate 2, the light 50 emitted by the cathodoluminescent material or materials of the anode A when this or these materials are struck by the electrons emitted by the microtips 12 of the source S .
  • FIG. 4 of the accompanying drawings we now explain how to make the microtip electron source for the display screen just described with reference to Figures 2, 3A and 3B of the accompanying drawings .
  • a layer of niobium, molybdenum, tungsten, aluminum or copper for example and then the cathode conductors 5 are etched from this layer.
  • a resistive layer 7, for example made of amorphous silicon, SiC or Cr 2 0 3 is deposited on the substrate 2 by sputtering for example.
  • This resistive layer 7 is then etched according to the pattern chosen for it (which is identical to that of the perforated grids).
  • the resistive layer is for example 1 ⁇ m thick and it is for example etched by reactive ion etching.
  • the equipment sold by the company NEXTRAL under the reference NE550 is used for this purpose and the etching conditions are as follows:
  • An electrically insulating layer 8 is then deposited, transparent to the light capable of being emitted by the anode of the screen and for example made of silica, above the cathode conductors 5 and the resistive layer.
  • Holes 15 are then etched in this grid layer and in this insulating layer 8, these holes being intended to receive the microtips 12.
  • microtips are then formed.
  • the grid layer 10 is then etched according to the desired pattern to obtain the grids openwork 10g which are meshed in the same pattern as the resistive layer 7.
  • a layer 52 capable of preventing the reflection of the light 54 likely to come from the outside the screen on said layer is interposed between the glass substrate 2 and the cathode conductors 5 and also between this glass substrate 2 and the resistive layer 7 so as to reduce specular reflections.
  • This layer 52 is for example made of Cr 2 0 3 or CrSiO or oxidized molybdenum.
  • Such a layer 52 is deposited on the layer 4 of silica and is then etched for example so that it only remains under the cathode conductors and under the resistive layer.
  • layer 7 is made of CrSiO, it also plays the role of a layer capable of preventing reflection. The use of a layer 52 is then not necessary.
  • EP0668604A discloses a method for manufacturing the cathode of a fluorescent microtip screen, a method which uses 3 masking levels and which also leads to obtaining a partially cathode structure. transparent. In it the insulating layer, the resistive layer and the grids are meshed in the same pattern.
  • the present invention overcomes this drawback through the use of the non-meshed insulating layer (but of course comprising the holes necessary for producing the microtips and the openings necessary for the operation of the screen, for example peripheral openings for the sockets contact on the cathode conductors).
  • the non-meshed insulating layer but of course comprising the holes necessary for producing the microtips and the openings necessary for the operation of the screen, for example peripheral openings for the sockets contact on the cathode conductors.

Landscapes

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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

Cet écran comprend une anode cathodoluminescente (A), un support (2) transparent, des conducteurs cathodiques (5) formés sur ce support et maillés selon un premier motif comprenant des ouvertures, une couche résistive (7) formée sur ce support, maillée selon un deuxième motif et comprenant des zones pleines disposées dans des ouvertures du premier motif, des micropointes (12) formées sur ces zones pleines, des grilles (10g) maillées selon le deuxième motif et une couche isolante (8) non maillée, transparente et s'étendant au dessus des conducteurs cathodiques et de la couche résistive, entre ceux-ci et les grilles.

Description

ÉCRAN D'AFFICHAGE COMPRENANT UNE SOURCE D'ELECTRONS A
MICROPOINTES, OBSERVABLE À TRAVERS LE SUPPORT DES
MICROPOINTES, ET PROCÉDÉ DE FABRICATION DE CETTE SOURCE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un dispositif de visualisation par cathodolummescence excitée par émission de champ, ou émission froide, et plus précisément un écran d'affichage comprenant une source d'électrons à micropointes (« microtips ») et observable a travers le support des micropointes ainsi qu'un procédé de fabrication de cette source.
L'invention s'applique notamment à la réalisation d' afficheurs matriciels permettant la visualisation d'images fixes ou animées.
Un écran conforme à l'invention comprend une structure cathodique partiellement transparente.
Rappelons que l'intérêt d'une telle structure cathodique partiellement transparente est qu'elle permet d'observer les luminophores (« phosphors ») de l'écran du côté de leur excitation par les électrons, de récupérer ainsi davantage de lumière et donc d'améliorer le rendement lumineux de 1' écran. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Le principe d'observation des luminophores du côté de leur excitation est connu.
Il est utilisé en particulier dans les dispositifs appelés VFDs (pour Vacuum Fluorescent Displays) .
Ces dispositifs ne diffèrent des écrans à micropointes que par le mode d'émission des électrons.
La figure 1 des dessins annexés représente de façon schématique la structure d'un VFD.
Dans ce VFD, un substrat électriquement isolant PI et une plaque de verre P2 délimitent une zone Z dans laquelle on a fait le vide et qui est fermée sur son pourtour par un matériau étanche M. La zone Z contient des filaments chauffants
F aptes à émettre des électrons par effet thermoionique .
En regard de ces filaments chauffants F, des conducteurs cathodiques C en aluminium sont formés sur le substrat PI et recouverts de luminophores P.
La lumière L émise par ces derniers est observée en 0 à travers la plaque de verre P2.
De plus, une grille G, placée entre les filaments chauffants F et les conducteurs cathodiques C, permet de moduler le courant électronique.
Le principe mentionné ci-dessus est également utilisé depuis peu dans les écrans d'affichage en couleur à plasma.
Le document suivant
(1) demande de brevet français déposée le 27 juillet 1984 sous le n° 8411986 décrit également une structure d' écran à micropointes dans laquelle les luminophores sont observés du côté de leur excitation.
Le document suivant
(2) demande internationale PCT/US91/04491 de COLORAY DISPLAY CORPORATION, dont le numéro de publication internationale est O92/00600,
divulgue l'observation de luminophores du côté de leur excitation et à travers une cathode « transparente » dans un écran à micropointes.
La structure décrite dans ce document (2) est constituée de lignes et de colonnes métalliques qui sont suffisamment espacées pour que la cathode transmette 801 de la lumière.
Dans ces conditions, la surface couverte par les micropointes ne représente que 1% de la surface de la cathode, ce qui réduit considérablement l'effet de moyenne et nécessite des tensions d'adressage plus élevées pour obtenir le courant électronique nécessaire .
De plus, cette cathode n'a ni structure maillée ni couche résistive. Un écran d'affichage à cathode partiellement transparente munie d'une structure résistive et maillée est connue par le document suivant :
(3) Demande de brevet français n°9202220 du
26 février 1992 (FR-A-2687839) correspondant à EP-A- 0558393 et à la demande de brevet américain du 26 février 1993, numéro de série 08/022,935 (Leroux et al.) . Ce document (3) est intégré à la présente description par référence.
La cathode partiellement transparente décrite dans ce document (3) est fondée sur une structure de grille ajourée associée à une couche résistive transparente.
Ceci est illustré par les figures 5 et 6 du document (3) .
Une telle structure nécessite la mise au point d'un matériau résistif qui doit à la fois avoir une résistivité convenable (de l'ordre de 103 à
ÎO Ω.cm) et une transmission élevée dans le domaine visible (supérieure à 80%) .
Ce matériau est difficile à réaliser et surtout à reproduire de façon contrôlée et uniforme sur de grandes surfaces.
EXPOSÉ DE L' INVENTION
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précédents en proposant un écran d'affichage à micropointes qui est observable à travers le support des micropointes, cet écran ayant des conducteurs cathodiques et des grilles à structure maillée ainsi qu'une couche résistive qui est maillée selon le motif des grilles. La présente invention permet ainsi d'utiliser une couche résistive qui n'est pas nécessairement transparente.
De façon précise, la présente invention a pour objet un écran d'affichage caractérisé en ce qu'il comprend :
• une anode cathodolummescente comprenant : - un premier support, - au moins un conducteur anodique formé sur ce premier support,
- au moins un matériau cathodoluminescent formé sur ce conducteur anodique, et • une source d' électrons à micropointes comprenant :
- un deuxième support dont une face est placée en regard du matériau cathodoluminescent et qui est transparent à la lumière susceptible d' être émise par ce matériau cathodoluminescent, - des conducteurs cathodiques formés sur ladite face de ce deuxième support et maillés selon un premier motif comprenant des ouvertures,
- une couche résistive formée sur ladite face de ce deuxième support, maillée selon un deuxième motif et comprenant des zones pleines disposées dans des ouvertures du premier motif,
- des micropointes formées sur ces zones pleines,
- des grilles électriquement conductrices qui sont maillées selon le deuxième motif, et - une couche électriquement isolante et non maillée qui est transparente à ladite lumière et s'étend au dessus des conducteurs cathodiques et de la couche résistive, entre ceux-ci et les grilles.
Dans la présente invention, la couche résistive peut être transparente à ladite lumière ou peut, au contraire, être opaque à celle-ci.
Cette couche résistive est par exemple en silicium amorphe, en Cr203 ou en carbure de silicium Sic ou encore en CrSiO. Selon un mode de réalisation préféré de l'écran d'affichage objet de l'invention, une couche apte à empêcher la réflexion de la lumière arrivant de l'extérieur de l'écran sur ladite couche, est intercalée entre le deuxième support et les conducteurs cathodiques et entre ce deuxième support et la couche résistive .
Cette couche apte à empêcher la réflexion peut être disposée entièrement sous la couche résistive ou uniquement sous les zones pleines de celle-ci, ce qui permet dans ce dernier cas d'utiliser un matériau conducteur électrique sinon il faut qu'il soit plus résistif que celui de la couche résistive.
De préférence, le conducteur anodique comprend des pistes électriquement conductrices qui sont parallèles aux conducteurs cathodiques.
Le conducteur anodique peut comporter un matériau refléchissant la lumière, par exemple 1 ' aluminium. La présente invention concerne également un procède de fabrication de la source d'électrons à micropointes faisant partie de l'écran d'affichage obη et de l'invention, caractérise en ce qu'on forme les conducteurs cathodiques maillés selon le premier motif, on forme la couche résistive maillée selon le deuxième motif, on forme la couche isolante, on forme une couche de grille sur cette couche isolante, on forme les trous destines a contenir les micropointes dans cette couche de grille et la couche isolante, on forme ces micropointes et l'on forme les grilles maillées selon le deuxième motif a partir de la couche de grille.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnes ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexes sur lesquels : • la figure 1, déjà décrite, est une vue schématique d'un VFD,
• la figure 2 est une vue en coupe schématique d'un écran d'affichage conforme à l'invention, • la figure 3A est une vue de dessus schématique de la source d'électrons à micropointes faisant partie de l'écran de la figure 2,
• la figure 3B est une vue en coupe schématique selon DD de la figure 3A, • la figure 4 illustre schématiquement un procédé de fabrication d'une source d'électrons à micropointes conformément à l'invention, et
• la figure 5 est une vue en coupe schématique d'un autre écran d'affichage conforme à l'invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Un écran d'affichage conforme à l'invention comprend une anode cathodolu inescente et, en regard de celle-ci, une source d'électrons à micropointes qui est partiellement transparente à la lumière susceptible d'être émise par l'anode cathodoluminescente.
Cette source d'électrons à micropointes comprend une structure résistive maillée du genre de celle qui est décrite dans le document (3) mais utilisant, en tant que matériau résistif, un matériau qui n'a pas besoin d'être transparent et qui peut donc être opaque, comme par exemple le silicium amorphe.
Une différence essentielle entre cette source et la source d'électrons à micropointes qui est décrite dans le document (3) est que, dans le cas de la source d'un écran conforme à la présente invention, la couche résistive est maillée selon le motif des grilles ajourées faisant partie de cette source alors que la couche résistive de la source décrite dans le document (3) n'est pas maillée.
C'est pour cette raison que le matériau résistif utilisé dans la présente invention n'a pas besoin d'être transparent à la lumière susceptible d'être émise par la source d'électrons à micropointes, ce qui rend plus facile la fabrication de l'écran d'affichage conforme à l'invention.
Le principe de la gravure d'une couche résistive apparaît dans le document suivant que l'on consultera :
(4) demande de brevet français n°87 15432 du 6 novembre 1987 correspondant à US-A-4, 940, 916.
Dans la description de la figure 5 de ce document (4), une couche résistive en oxyde de fer est gravée entre les conducteurs cathodiques d'un écran d'affichage de façon à mieux isoler ces conducteurs cathodiques les uns des autres.
Dans un procédé de fabrication d'un écran d'affichage conforme à l'invention, on grave une couche de matériau résistif, comme par exemple une couche de silicium amorphe, à l'intérieur des mailles que forment les conducteurs cathodiques et selon le motif des grilles de l'écran d'affichage.
Cette gravure n'a aucun rôle électrique. On cherche simplement, grâce à cette gravure, à donner une certaine transmission à la source d'électrons à micropointes de l'écran d'affichage.
On va décrire en faisant référence aux figures 2, 3A et 3B un exemple d'écran d'affichage conforme à la présente invention.
On expliquera ensuite, en faisant référence à la figure 4, un exemple de procédé conforme à l'invention permettant la fabrication de cet écran d' affichage .
Pour faciliter la compréhension de ces figures, on a gardé sur celles-ci les mêmes références que celles qui ont été utilisées sur les figures 2a, 2b et 5 du document (3) qui est intégré à la présente description par référence, étant entendu que les figures 2, 3A et 3B des dessins annexés sont à mettre respectivement en correspondance avec les figures 5, 2a et 2b de ce document (3) .
La figure 3B des dessins annexés est la coupe D-D de la figure 3A des dessins annexés.
L'écran d'affichage conforme à l'invention représenté schématiquement sur ces figures 2, 3A et 3B des dessins annexés comprend une source d'électrons à micropointes S et une anode cathodoluminescente A en regard de cette source S.
Cette source d'électrons à micropointes S comprend un support 2 qui est transparent à la lumière susceptible d'être émise par le matériau cathodoluminescent dont est muni l'anode A.
Ce support 2 est par exemple un substrat en verre et celui-ci comprend éventuellement, sur sa face destinée à se trouver en regard de l'anode cathodoluminescente, une mince couche de silice 4.
Sur cette couche de silice 4 sont formés des conducteurs cathodiques 5.
Ces conducteurs cathodiques 5 sont maillés selon un premier motif comprenant des ouvertures. Dans l'exemple représenté, chaque conducteur cathodique a une structure en treillis et comporte ainsi des pistes conductrices 5a qui se croisent .
Ainsi chaque conducteur cathodique comporte des ouvertures 6 qui sont délimitées par ces pistes 5a. Une couche résistive 7 est formée sur la couche de silice 4 et sur les conducteurs cathodiques.
Cette couche résistive est maillée selon un deuxième motif et comprend des zones pleines disposées dans des ouvertures du premier motif correspondant aux conducteurs cathodiques 5.
Dans cet exemple, une couche électriquement isolante et non maillée 8, qui est transparente à la lumière susceptible d'être émise par l'anode A et qui est pour ce faire par exemple en silice, recouvre les conducteurs cathodiques et la couche résistive.
Dans l'exemple représenté la couche isolante non maillée se trouve ainsi intercalée entre ces conducteurs cathodiques ou la couche résistive et les grilles électriquement conductrices 10g que comprend aussi la source d'électrons à micropointes S.
Ces grilles 10g sont également maillées selon le deuxième motif.
Chacune des grilles 10g a sensiblement la structure d'un treillis.
Le treillis de chaque grille est décalé, par rapport au treillis du conducteur cathodique, d'un demi-pas parallèlement aux lignes et d'un demi-pas parallèlement aux colonnes de la source et, au-dessus d'une zone où sont rassemblées des micropointes, cette grille a, en vue de dessus (figure 3A des dessins annexés), une surface carrée 10a qui est percée par des trous 14a et à laquelle aboutissent quatre pistes 10b faisant partie du treillis de cette grille. Sur la figure 3A des dessins annexés, la référence 11 correspond à des ouvertures qui rendent les grilles ajourées.
Les micropointes référencées 12 sur les figures 2, 3A et 3B des dessins annexés sont formées sur les zones pleines de la couche résistive (maillée selon le même motif que les grilles) .
L' anode cathodoluminescente A comprend un support 44, un ou une pluralité de conducteurs anodiques 46 formés sur ce support 44 en regard de la source d'électrons à micropointe de l'écran d'affichage et un ou plusieurs matériaux cathodoluminescents 48 formés sur ce ou ces conducteurs anodiques 46 en regard de cette source (selon que l'on souhaite un affichage en noir et blanc ou un affichage en couleur) .
Les conducteurs anodiques sont préférentiellement faits d'un matériau qui réfléchit la lumière (par exemple l'aluminium) de façon à ce que toute la lumière émise aille dans la direction de l'observateur.
Un espace 30 dans lequel on a fait le vide sépare la source à micropointes S de l'anode cathodoluminescente A.
Un utilisateur 40 de l'écran observe, à travers le substrat transparent 2, la lumière 50 émise par le ou les matériaux cathodoluminescents de l'anode A lorsque ce ou ces matériaux sont frappés par les électrons émis par les micropointes 12 de la source S.
En faisant référence à la figure 4 des dessins annexés, on explique maintenant comment fabriquer la source d'électrons à micropointes de l'écran d'affichage que l'on vient de décrire en faisant référence aux figures 2, 3A et 3B des dessins annexés . On commence par déposer sur le substrat 2 une couche en niobium, en molybdène, en tungstène, en aluminium ou en cuivre par exemple puis on grave les conducteurs cathodiques 5 à partir de cette couche. Ensuite, on dépose une couche résistive 7 par exemple en silicium amorphe, en SiC ou en Cr203 sur le substrat 2 par pulvérisation cathodique par exemple.
On grave ensuite cette couche résistive 7 selon le motif choisi pour celle-ci (qui est identique à celui des grilles ajourées) .
Dans le cas du silicium amorphe, la couche résistive a par exemple 1 μm d'épaisseur et elle est par exemple gravée par gravure ionique réactive. A titre purement indicatif et nullement limitatif, on utilise pour ce faire l'équipement commercialisé par la Société NEXTRAL sous la référence NE550 et les conditions de gravure sont les suivantes :
- gaz de gravure : 02 et SF6, - débits : 50 cm3/s pour 02 et 50 cm3/s pour SF6,
- pression : 5 millitorrs (environ 0,5 Pa) ,
- puissance : 200 watts,
- durée : 350 secondes.
On dépose ensuite une couche 8 électriquement isolante, transparente à la lumière susceptible d'être émise par l'anode de l'écran et par exemple en silice, au-dessus des conducteurs cathodiques 5 et de la couche résistive.
On dépose ensuite sur cette couche isolante 8 une couche de grille 10 par exemple en niobium, destinée à la formation ultérieure des grilles ajourées 10g.
On grave ensuite des trous 15 (figure 3B) dans cette couche de grille et dans cette couche isolante 8, ces trous étant destinés à recevoir les micropointes 12.
On forme alors ces micropointes.
On grave ensuite la couche de grille 10 selon le motif souhaité pour obtenir les grilles ajourées 10g qui sont maillées selon le même motif que la couche résistive 7.
On procède ensuite au dégagement des prises de contact sur les conducteurs cathodiques 5. Selon un mode de réalisation préféré schématiquement illustré par la figure 5 des dessins annexés, une couche 52, apte à empêcher la réflexion de la lumière 54 susceptible de provenir de l'extérieur de l'écran sur ladite couche, est intercalée entre le substrat 2 en verre et les conducteur cathodiques 5 et également entre ce substrat en verre 2 et la couche résistive 7 de manière à réduire les réflexions spéculaires .
Cette couche 52 est par exemple en Cr203 ou en CrSiO ou en molybdène oxydé.
Une telle couche 52 est déposée sur la couche 4 en silice puis est gravée par exemple de façon à ce qu'elle ne subsiste que sous les conducteurs cathodiques et sous la couche résistive. Lorsque la couche 7 est en CrSiO elle joue alors aussi le rôle de couche apte a empêcher la reflexion. L'utilisation d'une couche 52 n'est alors pas nécessaire.
Certes on connaît, par le document (5) EP0668604A (PIXEL INT SA), un procédé de fabrication de la cathode d'un écran fluorescent à micropointes, procédé qui utilise 3 niveaux de masquage et qui conduit aussi à obvtemr une structure de cathode partiellement transparente. Dans celle-ci la couche isolante, la couche résistive et les grilles sont maillées selon le même motif.
Cette structure connue par le document (5) présente un inconvénient : l'isolation électrique des grilles par rapport aux conducteurs cathodiques est moins bonne dans cette structure que dans celle qui est décrite dans le document (3) à cause du maillage de la couche isolante. De ce fait les risques de court- circuit sont plus élevés avec la structure connue par le document (5) qu'avec celle connue par le document (3) .
La présente invention remédie à cet inconvénient grâce à l'utilisation de la couche isolante non maillée (mais comportant bien entendu les trous nécessaires à la réalisation des micropointes et des ouvertures nécessaires au fonctionnement de l'écran comme par exemple des ouvertures périphériques pour les prises de contact sur les conducteurs cathodiques) . On obtient ainsi une isolation électrique des grilles par rapport aux conducteurs cathodiques qui est aussi bonne que dans le cas de la source connue par le document (3) et donc un risque de court-circuit moins grand que dans le cas de la structure connue par le document (5) .

Claims

REVENDICATIONS
1. Ecran d'affichage caractérisé en ce qu' il comprend :
• une anode cathodoluminescente (A) comprenant : - un premier support (44),
- au moins un conducteur anodique (46) formé sur ce premier support,
- au moins un matériau cathodoluminescent (48) formé sur ce conducteur anodique, et • une source d'électrons à micropointes (S) comprenant :
- un deuxième support (2) dont une face est placée en regard du matériau cathodoluminescent et qui est transparent à la lumière susceptible d'être émise par ce matériau cathodoluminescent,
- des conducteurs cathodiques (5) formés sur ladite face de ce deuxième support et maillés selon un premier motif comprenant des ouvertures,
- une couche résistive (7) formée sur ladite face de ce deuxième support, maillée selon un deuxième motif et comprenant des zones pleines disposées dans des ouvertures du premier motif,
- des micropointes (12) formées sur ces zones pleines, - des grilles (10g) électriquement conductrices qui sont maillées selon le deuxième motif, et
- une couche électriquement isolante et non maillée
(8) qui est transparente à ladite lumière et s'étend au dessus des conducteurs cathodiques et de la couche résistive, entre ceux-ci et les grilles .
2. Ecran d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche résistive (7) est transparente à ladite lumière ou est opaque à celle-ci.
3. Ecran d'affichage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche résistive (7) est en silicium amorphe ou en Cr203 ou en SiC ou en CrSiO.
4. Ecran d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une couche (52) apte à empêcher la réflexion de la lumière arrivant de l'extérieur de l'écran sur ladite couche est intercalée entre le deuxième support (2) et les conducteurs cathodiques (5) et entre ce deuxième support et la couche résistive (7) .
5. Ecran d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le conducteur anodique (46) comprend des pistes électriquement conductrices qui sont parallèles aux conducteurs cathodiques (5) .
6. Ecran d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le conducteur anodique comporte un matériau réfléchissant la lumière, par exemple l'aluminium.
7. Procédé de fabrication de la source d'électrons à micropointes de l'écran d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on forme les conducteurs cathodiques (5) maillés selon le premier motif, on forme la couche résistive (7) maillée selon le deuxième motif, on forme la couche isolante (8), on forme une couche de grille (10) sur cette couche isolante, on forme les trous (15) destinés à contenir les micropointes (12) dans cette couche de grille et la couche isolante, on forme ces micropointes et l'on forme les grilles maillées (10g) selon le deuxième motif à partir de la couche de grille.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1128461C (zh) * 1998-03-21 2003-11-19 韩国科学技术院 双板型扁平场发射显示器
FR2790329B1 (fr) * 1999-02-26 2001-05-18 Pixtech Sa Anode resistive d'ecran plat de visualisation
US6611093B1 (en) * 2000-09-19 2003-08-26 Display Research Laboratories, Inc. Field emission display with transparent cathode
US6777869B2 (en) * 2002-04-10 2004-08-17 Si Diamond Technology, Inc. Transparent emissive display
JP4456891B2 (ja) * 2004-03-01 2010-04-28 株式会社アルバック カソード基板及びその作製方法
KR20050096479A (ko) * 2004-03-30 2005-10-06 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 소자 및 그 제조 방법
JP2006278318A (ja) * 2005-03-25 2006-10-12 Ngk Insulators Ltd 光源

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0541394A1 (fr) * 1991-11-08 1993-05-12 Fujitsu Limited Réseau d'émetteurs de champ et sa procédé de nettoyage
EP0558393A1 (fr) * 1992-02-26 1993-09-01 Commissariat A L'energie Atomique Source d'électrons à cathodes émissives à micropointes et dispositif de visualisation par cathodoluminescence excitée par émission de champ utilisant cette source
US5396150A (en) * 1993-07-01 1995-03-07 Industrial Technology Research Institute Single tip redundancy method and resulting flat panel display
EP0668604A1 (fr) * 1994-02-22 1995-08-23 Pixel International S.A. Procédé de fabrication de cathode d'écran fluorescent à micropointes et produit obtenu
US5578225A (en) * 1995-01-19 1996-11-26 Industrial Technology Research Institute Inversion-type FED method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2568394B1 (fr) * 1984-07-27 1988-02-12 Commissariat Energie Atomique Dispositif de visualisation par cathodoluminescence excitee par emission de champ
FR2623013A1 (fr) * 1987-11-06 1989-05-12 Commissariat Energie Atomique Source d'electrons a cathodes emissives a micropointes et dispositif de visualisation par cathodoluminescence excitee par emission de champ,utilisant cette source
US5216324A (en) * 1990-06-28 1993-06-01 Coloray Display Corporation Matrix-addressed flat panel display having a transparent base plate

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0541394A1 (fr) * 1991-11-08 1993-05-12 Fujitsu Limited Réseau d'émetteurs de champ et sa procédé de nettoyage
EP0558393A1 (fr) * 1992-02-26 1993-09-01 Commissariat A L'energie Atomique Source d'électrons à cathodes émissives à micropointes et dispositif de visualisation par cathodoluminescence excitée par émission de champ utilisant cette source
US5396150A (en) * 1993-07-01 1995-03-07 Industrial Technology Research Institute Single tip redundancy method and resulting flat panel display
EP0668604A1 (fr) * 1994-02-22 1995-08-23 Pixel International S.A. Procédé de fabrication de cathode d'écran fluorescent à micropointes et produit obtenu
US5578225A (en) * 1995-01-19 1996-11-26 Industrial Technology Research Institute Inversion-type FED method

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