Brevet FR2662301A1 — publié le 19911122

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Le dispositif d'affichage classique est construit de façon qu'une pluralité de films conducteurs 112 est disposée sur un substrat isolant , de façon à s'étendre en direction des colonnes 111 Sur le film conducteur 112 sont prévus des émetteurs coniques 113 du type à émission de champ et une couche isolante 114 Sur les couches isolantes 114 sont disposées une pluralité de grilles 116, de manière à s'étendre en direction des lignes 115 Les grilles 116 sont chacune formées avec une ouverture ou trou, sur leur partie opposée à chacun des émetteurs coniques 113. Le dispositif d'affichage comprend également un substrat transparent 117 Un film conducteur 118 et une couche phosphoreuse 119 sont disposés à la surface du substrat transparent 117 opposée au substrat isolant , de manière à être laminé dans cet ordre Le film conducteur 118 et la couche phosphoreuse sont disposées sur la totalité du substrat 17 Le substrat isolant 110 et le substrat transparent 117 coopèrent avec des plaques latérales (non représentées), pour former une enveloppe, qui est ensuite placée sous un vide élevé. Le mode de fonctionnement du dispositif d'affichage classique construit comme décrit ci-dessus est décrit ci-dessous. Un potentiel positif est appliqué en permanence au film conducteur transparent 118 En réponse à un signal d'affichage, une différence de potentiel prédéterminée est appliquée entre le film conducteur 112 de chacune des lignes 115 et la grille 116 de chacune des colonnes Ceci provoque un champ électrique approprié entre la grille 116 à laquelle la différence de potentiel est appliquée et l'émetteur conique 113, avec pour résultat l'émission d'électrons depuis l'extrémité distale pointue de l'émetteur 116 Les électrons ainsi émis cheminent dans le trou de la grille 116 puis viennent heurter la couche phosphoreuse 119, aboutissant à une émission lumineuse ou luminance de la couche phosphoreuse 119. Ainsi, une image est affichée en fonction du signal d'affichage. La figure 13 représente un élément d'émission d'électrons de type horizontal, qui est un autre élément émetteur d'électrons du type â émission de champ, qui est décrit, par exemple, dans le brevet Japonais n 33833/1989. L'élément d'émission d'électrons du type horizontal comprend un substrat isolant 200, sur lequel est disposé un émetteur 202 prévu à sa partie centrale avec une saillie triangulaire 201 Le substrat 200 est également pourvu par dessus avec une gâchette 204, de manière à être adjacent à l'émetteur 202 La gâchette 204 est formée avec une ouverture ou trou 203 sur sa partie qui correspond à la saillie 201 L'élément d'émission d'électrons comprend également une électrode d'émission d'électrons secondaire 205, de manière à interposer la gâchette 204 entre l'émetteur 202 et l'électrode 205 et être en parallèle par rapport à la gâchette 204. Dans l'élément d'êmission d'électrons de type horizontal construit comme décrit ci-dessus, si des différences de potentiel prédéterminées sont appliquées entre l'émetteur 202 et la gâchette 204, d'une part, et entre la gâchette 204 et l'électrode d'émission d'électrons secondaires 205, d'autre part, les électrons émis par l'extrémité distale pointue de l'émetteur 202 vient heurter l'électrode d'émission d'électrons secondaire 205, en passant par l'ouverture 203 de la gâchette 204, de sorte que des électrons secondaires sont émis par l'électrode secondaire 205. Malheureusement, lorsque l'élément d'émission d'électrons classique de chaque type décrit ci-dessus est commandé dans une enveloppe étanche à l'air ou fermée hermétiquement, ou sous un vide aussi bas que 133 x 10-6 à 133 x 10-7 Pa, certains inconvénients apparaissent Plus spécifiquement, le montage de l'élément d'émission d'électrons dans une enveloppe étanche à l'air provoque une pollution de l'émetteur lors de l'opération de montage, de sorte que l'émetteur peut voir son seuil d'émission augmenter de façon significative De même, la commande de l'élément d'émission d'électrons sous un vide poussé provoque l'absorption par l'émetteur de certains gaz présents dans l'atmosphère, avec pour résultat que l'élément émetteur d'électrons voit sa sollicitation augmentée pendant une courte période de temps Ceci aboutit à des inconvénients tels que la réduction de l'efficacité de l'émission de l'élément et/ou l'augmentation du seuil d'émission Les inconvénients se manifestent de façon tangible en particulier lorsqu'on utilise un élément émetteur d'électrons du type à émission de champ, monté dans une enveloppe étanche à l'air L'utilisation d'une cathode à émission de champ (FE) montée dans une enveloppe hermétique ne pourra jamais être envisagée tant que ces inconvénients ne seront pas résolus. La présente invention a été effectuée en vue de maîtriser les inconvénients de l'art antérieur. Par conséquent, un but de la présente invention est de proposer un élément émetteur de champ capable d'émettre de façon stable et efficace des électrons, sur une longue période de temps, même sous un vide poussé. Un autre but de la présente invention est de proposer un élément émetteur d'électrons capable d'empêcher efficacement la pollution d'un émetteur, suite à l'absorption de gaz. Selon la présente invention, il est proposé un élément émetteur d'électrons, composé d'une d'émetteurs et d'une gâchette Une tension ou tension de champ d'émission d'électrons égale ou supérieure à la tension de la gâchette est alternativement appliquée à au moins l'un des émetteurs. Egalement, selon la présente invention, il est proposé un élément émetteur d'électrons comprenant un couple d'électrodes soumises à un champ électrique, susceptible de permettre l'émission d'électrons de champ, formés alternativement entre les électrodes, de sorte qu'une des électrodes est soumise à une tension de champ d'émission d'électrons et sert d'émetteur et l'autre électrode étant soumise à une tension supérieure à la tension de champ d'émission d'électrons et servant de gâchette. Ces buts et d'autres, ainsi que des avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante, faite en regard des dessins annexes, dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe schématique, représentant un premier mode de réalisation d'un élément émetteur d'électrons selon la présente invention; la figure 2 est une vue en perspective, représentant un deuxième mode de réalisation d'un élément émetteur d'électrons selon la présente invention; la figure 3 est une vue de coté en élévation, représentant un troisième mode de réalisation d'un élément émetteur d'électrons selon la présente invention; la figure 4 est une vue en perspective d'un élément émetteur d'électrons représenté sur la figure 3; la figure 5 est une vue en plan, représentant un quatrième mode de réalisation d'un élément émetteur d'électrons selon la présente invention; la figure 6 est une vue schématique, représentant un dispositif d'affichage dans lequel est incorporé l'élément émetteur d'électrons de la figure ; la figure 7 est un diagramme de forme d'onde représentant un signal appliqué à un émetteur sélectionné dans l'élément émetteur d'électrons représenté sur la figure 6; la figure 8 est une vue en coupe, représentant un dispositif d'affichage dans lequel est incorporé l'élément émetteur d'électrons représenté sur la figure 3; les figures 9 A et PB sont chacune une vue en coupe représentant le fonctionnement du dispositif d'affichage de la figure 8; la figure 10 est un diagramme de forme d'onde représentant un signal appliqué à une électrode dans l'élément émetteur d'électrons représenté sur la figure 8; la figure 11 est une vue en coupe représentant un élément émetteur d'électrons classique, de type vertical, du type à émission de champ; la figure 12 est une vue en perspective, représentant un dispositif d'affichage dans lequel est utilisé l'élément émetteur d'électrons représenté sur la figure 11; et la figure 13 est une vue en perspective représentant un élément émetteur d'électrons classique, de type horizontal, du type à émission de champ. Un élément émetteur d'électrons selon la présente invention est décrit cidessous en référence aux figures 1 à 10. La figure 1 représente un premier mode de réalisation d'un élément émetteur d'électrons selon la présente invention, dans lequel un élément émetteur d'électrons du mode de réalisation représenté est désigné généralement par le numéro de référence 1. L'élément émetteur d'électrons 1 comprend un substrat 2, sur lequel sont disposées une pluralité d'électrodes 3, de manière à être séparées ou divisées entre elles, pour former chaque couple L'élément émetteur d'électrons 1 comprend également des émetteurs 4 et 5, respectivement prévus sur les électrodes d'émetteur 2, des couches isolantes 6, une gâchette 7 et un collecteur 8. L'élément émetteur d'électrons 1 du mode de réalisation représenté, construit de la façon décrite ci-dessus, est commandé de façon que, lorsqu'un émetteur (ou un groupe d'émetteur) 4 prévu sur l'une des électrodes d'émetteur 3, séparé de chaque autre émetteur, émet des électrons es dans des conditions de champ électrique normales, un potentiel positif de niveau prédéterminé, égal ou supérieur à celui de la gâchette 7, est appliqué à l'autre émetteur (groupe d'émetteur) 5; tandis que lorsque l'autre émetteur 5 émet des électrons e 2, un potentiel positif de niveau décrit ci-dessus est appliqué à l'émetteur 4. La commande de l'élément émetteur d'électrons 1, de la manière décrite cidessus, permet aux électrons ea émis par un émetteur 4 de venir heurter l'autre émetteur 5, afin de nettoyer l'émetteur 5 et aux électrons ez émis par l'autre émetteur 5 de nettoyer également l'émetteur 4. Lorsqu'une demi-onde sinusoïdale négative par rapport à la gâchette 7 est appliquée à un émetteur, un courant continu, ou une demi-onde sinusoïdale positive d'un niveau égal ou supérieur à la tension appliquée à la gâchette 7 est appliquée à l'autre émetteur 5, en vue d'effectuer un chauffage par impact utilisant le faisceau d'électrons, à un degré suffisant pour éliminer physiquement le gaz absorbé sur l'autre émetteur 5. Dans le mode de réalisation représenté, le nombre d'émetteurs 4 ou 5 prévus sur chacune des électrodes d'émetteur 3 peut être d'au moins un Si l'on dispose une pluralité de systèmes de commande de façon séparée ou divisée entre eux, le nombre des émetteurs (groupes d'émetteurs) 4 ou 5 peut être d'au moins deux Si l'élément émetteur d'électrons du mode de réalisation représenté est utilisé pour un dispositif d'affichage, on peut utiliser une structure de tétrode, qui est construite de façon qu'une anode à dépôt phosphoreux soit disposée en plus du collecteur 8 et qu'un potentiel positif égal ou supérieur à la tension appliquée au collecteur 8 soit appliqué à l'anode En variante, on peut utiliser une structure en triode, dans laquelle le collecteur 8 fait fonction d'anode. La figure 2 représente un deuxième mode de réalisation d'un élément émetteur d'électrons selon la présente invention, qui est construit suivant une structure de type horizontal. Plus particulièrement, un élément émetteur d'électrons du deuxième mode de réalisation, désigné généralement par le numéro de référence 10, comprend un substrat 11, sur lequel des émetteurs 13 et 14 sont prévus, avec des saillies triangulaires 12, opposées entre elles, avec un collecteur 17 interposé entre elles et des gâchettes 14 et 16, disposées respectivement entre l'émetteur 13 et le collecteur 17 et entre l'émetteur 14 et le collecteur 17 Comme pour le premier mode de réalisation décrit ci-dessus, l'élément émetteur d'électrons du second mode de réalisation est commandé de façon qu'un émetteur 13 ou 14 émette des électrons, tout en appliquant un potentiel positif de niveau prédéterminé, égal ou supérieur à celui appliqué au x gâchettes 15 et 16, ce qui a pour résultat qu'une partie des électrons émis par l'émetteur 13 ou 14 vient heurter l'autre émetteur 14 ou 13, pour le nettoyer Ceci permet de donner de la stabilité a l'émission alternative des électrons depuis les émetteurs 13 et 14. Les figures 3 et 4 représentent un troisième mode de réalisation d'un élément émetteur d'électrons selon l'invention, construit avec une structure de type horizontal. Un élément émetteur d'électrons du mode de réalisation représenté, désigné généralement par le numéro de référence 20, comprend un substrat 21, sur lequel deux électrodes 22 et 23 sont chacune réalisées, avec une forme en trapezes inversés et disposées parallèlement, de façon à servir d'émetteur et de gâchette Ainsi, les électrodes 2 et 23 sont placées de telle façon que leurs bords latéraux vifs 24 soient debout De même, l'élément émetteur d'électron 20 comprend deux collecteurs 25 et 26, disposés sur le substrat 21, de manière à être positionnés extérieurement aux électrodes 22 et 23, d'une part, et parallèlement aux électrodes 22 et 23, d'autre part. L'élément émetteur d'électrons du troisième mode de réalisation, construit et d-écrit ci-dessus, est commandé de telle façon qu'une demi- onde sinusoïdale et une tension de gâchette soient appliquées en alternance aux électrodes 2 et 23, ou que des ondes sinusoïdales positives et négatives soient appliquées en alternance aux électrodes 22 et 23 Cette commande permet aux électrons el émis par le bord latéral vif 24 de l'une des électrodes, agissant comme émetteur, ou à l'électrode 22, d'atteindre l'un des collecteurs 25 et 26 ou le collecteur 26 et heurter l'autre électrode 23, de manière à nettoyer cette dernière L'inverse permet à l'électrode 22 d'être nettoyée. La figure 5 représente un quatrième mode de réalisation d'élément émetteur d'électrons selon l'invention, qui est construit suivant une structure de type horizontale. Un élément émetteur d'électrons du quatrième mode de réalisation, désigné généralement par le numéro de référence 30, comprend un substrat 31, sur lequel est disposée une pluralité d'électrodes 32 et 33 disposées par paires et de façon télescopique, fonctionnant en émetteur et en gâchettes Les électrodes 32 et 33 sont chacune formées d'un certain nombre de saillies pointues 34, donnant une forme en dents de scie De même, les saillies pointues 34 des électrodes 32 et 33 sont disposées a l'opposé les unes des autres En outre, l'élément du mode de réalisation représenté comprend un collecteur 35. On applique alternativement aux électrodes 32 et 33 une demi-onde sinusoïdale et une tension de gâchette ou des sondes sinusoïdales positives et négatives, comme pour le troisième mode de réalisation décrit ci-dessus, en référence aux figures 3 et 4 Ceci permet aux modes de réalisation d'assurer le même fonctionnement et de présenter les mêmes avantages que pour le troisième mode de réalisation. La figure 6 représente un dispositif d'affichage qui utilise le principe d'un dispositif d'affichage fluorescent, dans lequel est incorporé l'élément émetteur d'électrons représenté sur la figure 4. Dans le dispositif représenté sur la figure 6, une combinaison des électrodes 32 et 33 disposée de façon télescopique est prévue sur un premier substrat Des électrodes CL reliées et ressorties en commun sont soumises à un signal de commande et les autres électrodes Cu, reliées et ressorties sont soumises à un signal de commande placé en synchronisme avec l'alimentation du signal de commande des électrodes CL, de façon à sélectionner un émetteur quelconque à l'intérieur de la matrice On applique à l'émetteur sélectionné le signal représenté sur la figure 7. De même, dans l'exemple représenté sur la figure 7, le collecteur 35 est remplacé par l'électrode transparente 42 prévue sur un second substrat 41, disposé à l'opposé du premier substrat 40, de façon à fonctionner en anode L'électrode transparente 42 est de la forme d'une bande, sur laquelle des couleurs phosphoreuses R, G et B correspondant au rouge, au vert et au bleu sont déposées répétitivement dans l'ordre. Dans le dispositif d'affichage de la figure 6, construit comme décrit cidessus, l'application d'un signal tel que représenté sur la figure 8 à chacune des électrodes CL et Cu fait que les électrons émis par les électrodes 32 et 33, aux positions souhaitées, permettant aux zones phosphoreuses R, G et B d'être sélectionnées de façon à former des points, ce qui a pour résultat l'émission de lumière par les zones phosphoreuses, pour afficher un caractère ou un dessin souhaitée. La figure 8 représente un dispositif d'affichage utilisant le principe d'un dispositif d'affichage fluorescent dans lequel est incorporé un élément émetteur d'électrons construit selon les figures 3 et 4. Dans le dispositif d'affichage représenté sur la figure 8, un couple d'électrodes 52 et 53, présentant une forme trapézoïdale inversée, est disposé sur un substrat isolant 50, par l'intermédiaire d'une couche isolante 51, de manière 3 être parallèle entre elles De même, le dispositif d'affichage comprend des anodes 56 et 57 déposées sur celui-ci, avec des couches phosphoreuses 54 et 55 et disposées à l'extérieur des électrodes 52 et 53, respectivement Des alimentations électriques El et E 2 sont reliées aux électrodes 52 et 53, de façon, que des ondes sinusoïdales dont les phases sont décalées de 180 entre elles, comme représenté sur la figure 10, ou des ondes rectangulaires (non représentées) soient appliquées aux électrodes 52 et 53, respectivement De même, une tension positive par rapport aux électrodes 52 et 53 est appliquée à chacune des anodes 56 et 57. Le dispositif d'affichage de la figure 8, construit comme décrit cidessus, est commandé de façon que les ondes sinusoïdales représentées sur la figure soient appliquées à l'une des anodes 56 et 57 A l'instant ti (figure 10), l'électrode de droite 53 agit comme émetteur, comme représenté sur la figure 9 A, de sorte que des électrons émis par celleci viennent heurter la couche phosphoreuse 54 de l'anode gauche 56. Simultanément, une partie des électrons vient heurter l'électrode de gauche 52 servant de gâchette, pour la nettoyer A l'instant ta, l'électrode de gauche 52 fonctionne en émetteur, comme représenté sur la figure 9 B, de sorte que l'anode droite 57 émet de la lumière, de sorte que l'électrode de droite 53 soit nettoyée. Comme il ressort de ce qui précède, l'élément émetteur d'électrons de la présent invention permet qu'une partie des électrons émis par l'émetteur vienne heurter l'autre émetteur déjà en train d'émettre, afin de le nettoyer Ainsi, la présente invention empêche efficacement la pollution de l'émetteur suite à l'absorption de gaz sur celui-ci, de manière à assurer une émission stable d'électrons sur une longue période de temps, même en cas d'un vide poussé. Bien que la présente invention ait été décrite en référence à ses modes de réalisation préférés, avec un certain degré de détail en référence aux dessins, il est évident qu'elle n'est pas limitée à ces derniers et qu'elle peut être réalisée de manière différente, à la lumière des enseignements ci-dessus Il est par conséquent évident que l'invention peut être réalisée autrement que suivant la description en ayant été faite. REVENDICATIONS 1. Elêment émetteur d'électrons, comprenant: une enveloppe placée sous vide; une pluralité d'électrodes ( 3) situées à l'intérieur de ladite enveloppe, lesdites électrodes ( 3) comprenant un couple d'électrodes ( 3) , prévues sur une saillie triangulaire et disposées dans le même plan, côté-à-côte; et des moyens pour appliquer une tension d'émission de champ à l'une desdites électrodes ( 3), de façon à ce que ladite électrode ( 4, 5) fonctionne en émetteur, et pour appliquer une tension supérieure à la tension d'émission de champ à l'autre des électrodes ( 3), de façon à ce que ladite électrode ( 5,4) fonctionne en gâchette, de manière à établir un champ magnétique susceptible de permettre l'émission des électrons de champ form 6 S alternativement entre lesdites électrodes ( 3). 2 Elément émetteur d'électrons selon la revendication 1, caractérise en ce qu'il est appliqué à une 61 électrode de gâchette ( 7) une tension égale à la tension d'émission de champ appliquée à l'électrode d'émetteur ( 4, 5). 3 Elément émetteur d'électrons selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une électrode de collecteur ( 8) adjacente au couple de dites électrodes ( 3). 4 Elêment émetteur d'électrons selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un couple d'électrodes ( 32,33) est formé avec pour chacune une forme de trapèzes inversés et l'électrode de collecteur ( 8) étant disposée à l'extérieur des électrodes ( 32,33) et parallèlement à celles-ci, sur un substrat ( 31). Elément émetteur d'électrons selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paire d'électrodes ( 3) est disposée de façon imbriquée. 6 Elément émetteur d'électrons selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites électrodes ( 32,33) disposées de façon imbriquée sont prévues sur un premier substrat ( 40); et une électrode transparente ( 42) , servant d'anode, est prévue sur un second substrat ( 41) disposé à l'opposé du premier substrat ( 2). 7 Elément émetteur d'électrons selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite électrode transparente est conformée en bande, sur laquelle sont déposés, dans l'ordre, des produits phosphoreux produisant les couleurs lumineuses rouge, vert et bleu. 8 Elément émetteur d'électrons selon la revendication 4, caractérisé en ce que le couple d'électrodes ( 52,53) est disposé sur ledit substrat ( 50), par l'intermédiaire d'une couche isolante ( 51) et que des anodes sont déposées sur le substrat ( 50), avec des couches phosphoreuses ( 54, 55) disposées à l'extérieur desdites électrodes ( 52,53). 9 Elément émetteur d'électrons selon la revendication 8, caractérisé en ce que des ondes sinusoïdales dont les phases sont décalées de 180 les unes par rapport aux autres ou des ondes rectangulaires sont appliquées aux électrodes ( 3), et qu'une tension positive par rapport aux électrodes ( 3) est appliquée à chacune d'entre elles.