Brevet FR2604823A1 — publié le 19880408

1. La présente invention concerne un dispositif émetteur d'électrons et son application notamment 'à la réalisation d'écrans plats de télévision A l'heure actuelle, on connaît un certain nombre de dispositifs émetteurs d'électrons qui sont, soit des cathodes chaudes o l'émission d'électrons est facilitée par l'agitation thermique, soit des cathodes fonctionnant sur le principe de la photo-émission, soit encore des sources d'électrons créés dans une décharge plasma, ou aussi par pointes à émission de champ, ces pointes étant directement alimentées par une source de courant. Dans de nombreuses applications, on est intéressé par des sources froides ponctuelles avec une quantité d'électrons émis contrôlée. Les dispositifs connus ne permettent pas d'obtenir ces résultats. Or, la présente invention fournit un dispositif simple permettant, d'une part, de contrôler l'émission d'électrons, et d'autre part, de faire en sorte que cette émission d'électrons puisse se faire de façon séquencielle et variable. Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il est essentiellement constitué d'une source de courant reliée aux deux armatures d'un condensateur alimentant par l'une de ces armatures au moins une pointe à émission de champ et une grille d'extraction disposée à proximité du sommet de cette pointe, ladite grille étant elle-même reliée à l'autre armature du condensateur par un dispositif générateur de tension variable. L'invention couvre également comme application intéressante, celle d'un tel dispositif à la réalisation d'écrans plats de télévision. 2. Suivant cette application, plusieurs des: dispositifs selon l'invention sont reliés entre eux en série face à un écran fluorescent disposé de manière à recevoir le flux d'électrons.émis par ces dispositifs L'intérêt et la portée de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés sur lesquels: - La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif selon l'invention; - La figure 2 est un schéma montrant l'application de plusieurs de ces dispositifs à la réalisation d'un écran plat de télévision. En se référant à ces figures, le dispositif selon l'invention (figure 1), comporte une source de courant 5 à tension programmable continue, reliée aux deux armatures d'un condensateur 1. L'armature la de ce condensateur 1 est reliée à la base d'au moins une pointe à émission de champ 2 dont le saommeit est situé à proximité de l'orifice 3a d'une plaque dite ci-après grille 3. Cette grille est ellemême reliée à l'autre armature lb du condensateur 1 par l'intermédiaire d'un générateur de tension variable 4. Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante: Il opère d'une manière cyclique, chaque cycle se décomposant en deux parties de durées égales ou différentes Pendant la première partie, le générateur 4 est porté à un potentiel nul ou suffisamment faible pour empêcher l'émission d'électrons par la pointe 2. La source de courant 5 fournit une charge électrique au condensateur 1. Pendant la seconde partie, l'alimentation du condensateur est interrompue par tout moyen connu en soi et le générateur 4 est porté à un potentiel suffisant, de manière à permettre la décharge du condensateur 1 à travers la pointe 2, fournissant ainsi le flux d'électrons désiré émis au travers de l'orifice 3a de la grille 3. Une fois ce flux obtenu, on alimente à nouveau le condensateur 1 et le cycle précédemment décrit 3. est repris. On voit ainsi que, non seulement le dispositif selon l'invention permet d'obtenir une quantité donnée d'électrons, mais également de contrôler la fréquence à laquelle cette quantité peut être obtenue, cette fréquence étant elle-même fonction de la fréquence d'alimentation du condensateur 1. De telles propriétés autorisent alors toutes sortes d'applications dans lesquelles on désire disposer d'un flux d'électrons séquenciel d'intensité contrôlée. Une de ces applications relève du domaine de la télévision. Il suffit en effet de disposer,en rangées et en colonnes, plusieurs dispositifs,du type de celui qui vient d'être décrit, en face d'un écran fluorescent tel qu'illustré à la figure 2. On voit sur cette figure un écran plat fluorescent 6 directe- ment relié à la source de courant 5 par l'intermédiaire d'un générateur de tension fixe 7, l'ensemble des dispositifs selon l'invention A, B, C, D... N étant reliés entre eux et en série, d'une part par la ligne unique 9, et d'autre part, par des dispositifs électroniques 8 permettant d'isoler les charges des différents condensateurs (1). Par ailleurs, le générateur de tension 4 est branché sur les grilles 3 reliées en série et sur lesdits dispositifs 8 eux-mêmes reliés en série. Un tel arrangement fonctionne d'une manière cyclique, chaque cycle étant composé de deux périodes: Pendant la première période, la source de courant 5 fournit au condensateur 1 du dispositif (A) la charge électri- que qui devra aller dans le condensateur du dispositif (N); cette charge est transférée ensuite dans le condensateur du dispositif B à travers un des dispositifs électroniques 8, puis la charge de courant 5 fournit au condensateur du dispo- sitif A la charge électrique correspondant au condensateur du dispositif (N-1); les charges des condensateurs B et A sont alors transférées de la même manière aux condensateurs des dispositifs C et B et ainsi de suite jusqu'au chargement cmpplet des condensateurs de l'ensemble de tous les dispositifs jusqu'au dispositif N. Pendant toute cette première période, le générateur de tension 4 est 4. mis à un potentiel nul ou suffisamment faible pour empêcher l'émission d'électrons. Pendant la seconde période du cycle, on interrompt par des moyens connus en soi'l'alimentation de l'arrangement par la source de courant 5; le générateur de tension 4 est alors porté à un potentiel suffisant pour permettre la décharge simultanée de tous les condensateurs des dispositifs A à N. L'impact des électrons émis par chacune des pointes 2 de chaque dispositif A à N forme sur l'écran 6, porté à un potentiel positif par le générateur 7, une image dont l'intensité de chaque point dépend de la charge accumulée sur chaque condensateur. Tous les points de l'image sont donc ainsi éclairés simultanément et non pas les uns après les autres comme dans le cas d'un balayage-télévision traditionnel. Une fois tous les condensateurs déchargés, le cycle reprend comme décrit ci-dessus. L'homme de l'art se rend alors immédiatement compte de l'intérêt de cette disposition et des avantages procurés par le dispositif selon l'invention et en particulier, l'homme de l'art se rendra compte: - Que, quel que soit le nombre de dispositifs disposés en rangées ou en colonnes, leur alimentation ne nécessite qu'un nombre mimimum de fils de connection puisque chaque arrangement correspond à une connection en série (connections 8 et 9 pour chaque ensemble); - Que les grilles sont toutes reliées ensemble, ce qui simplifie la fabrication d'un écran de télévision; - Que le potentiel appliqué aux grilles peut être élevé, (plusieurs centaines de volts) ce qui simplifie les problèmes de commutation, la fréquence pouvant être de 25 à 30 Hz seulement; - Qu'à cause d'une haute tension pouvant être appliquée aux grilles, les électrons peuvent être extraits plus facilement et il n'est plus nécessaire d'avoir des matériaux de pointe à faible travail de sortie; on peut utiliser des matériaux moins chers' que ceux habituellement utilisés et la fabrication des pointes est moins critique sur l'ensemble de la plaquette les supportant; - Que ce nouveau système rend l'écran de télévision moins sensible à la contamination des pointes et en augmente la durée de vie; 5. - Que, dans l'adressage ligne colonne classique, l'intensité lumineuse est réalisée en faisant varier la tension ou le courant qu'il est difficile de contrôler. Mais qu'en appliquant le dispositif de l'invention, c'est la quantité de charge émise qui crée les niveaux d'intensité lumineuse. Ces charges sont ainsi parfaitement contrôlées; - Et qu'enfin, toute l'électronique pouvant être intégrée sur une plaquette support de pointes, on peut réaliser des grands écrans en juxtaposant des modules unitaires plus petits de quelques centimètres carrés de surface, chacun de ces modules pouvant être relié aux autres par exemple par la face arrière du circuit. Il n'y a pas d'électronique de commande sur les bords de l'écran qui empêche de les juxtaposer. Par ailleurs,on notera que pour obtenir la couleur, il suffira d'utiliser les pointes existantes sur chacun des dispositifs assemblés en réalisant un écran au moyen de bandes alternées rouges, vertes et bleues. Les bandes de chaque couleur seront alors reliées ensemble lorsque l'image d'une couleur donnée sera créée, la bande correspondante ou son support étant portés à un potentiel positif pour accélérer les électrons, tand: que les deux autres bandes (ou leurs supports) seront portées à un potentiel plus faible ou à un potentiel négatif. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre purement explicatif et nullement limitatif et que toute modification utile pourra y être apportée sans sortir de son cadre. 6. REVENDICATIONS 1. Dispositif émetteur d'électrons, caractérisé par le fait qu'il est essentiellement constitué d'une source de-courant (5) reliée aux deux armatures (la-lb) d'un condensateur (1) alimentant par l'une de ces armatures (la) au moins une pointe à émission de champ (2) et une grille d'extraction (3) disposée à proximité du sommet de cette pointe, ladite grille (3) étant elle-même reliée à l'autre armature (lb) du condensateur (1-) par un dispositif générateur de tension variable (4). 2. Application du dispositif selon la revendication 1 à la réalisation d'écrans plats de télévision, caractérisée par le fait que plusieurs de tels dispositifs sont reliés entre eux en face d'un écran fluorescent(6) disposé de manière à recevoir le flux des électrons émis par les pointes à émission de champ (2) de chacun de ces dispositifs.