Brevet FR2733855A1 — publié le 19961108

La présente invention concerne de façon générale les dispositifs d'affichage du type à émission d'électrons et, plus particulièrement, une nouvelle grille d'extraction pour source d'émission d'électrons. Les dispositifs à émission de champ (FEZ) sont bien connus dans la technique et sont couramment employes dans une large gamme d'applications, notamment les dispositifs d'affichage d'images. Un exemple de dispositif à émission de champ est donné dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 5 142 184 délivré le 25 août 1992 à Robert C. Kane. Les dipositifs à émission de champ emploient typiquement au moins deux électrodes, à savoir un conducteur faisant fonction de cathode et une grille, ou grille d'extraction. De façon générale, la grille d'extraction et le conducteur de cathode sont disposés à angle droit de façon à faciliter l'utilisation d'un adressage par rangées et colonnes pour la stimulation d'une émission électronique par des pointes d'émission, ou émetteurs. Le conducteur de cathode et la grille d'extraction sont typiquement isolés du point de vue électrique par une couche diélectrique. Pendant la formation du dispositif à émission de champ, des trous d'épingle peuvent se former dans la couche diélectrique et donner lieu à des court-circuits entre la grille d'extraction et le conducteur de cathode. Un court-circuit a pour effet de mettre le conducteur de cathode et la grille d'extraction au même potentiel, en empêchant ainsi qu'une colonne d'émetteurs et la rangée ne soient excitées. La colonne d'émetteurs mise en court-circuit ne peut pas produire d'image, de sorte que le dispositif d'affichage qui a été formé avec de semblables court-cirtcuits présente ordinairement une ligne sombre ou continûment brillante où se trouvent les rangées et les colonnes mises en court-circuit. 1l est donc souhaitable de pouvoir disposer d'une source d'électrons qui reste fonctionnelle même si la grille d'extraction a été mise en court-circuit avec le conducteur formant la cathode. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 représente une partie agrandie en section droite d'un dispositif d'affichage selon l'invention ; et - la figure 2 est une vue en plan agrandie d'une partie du dispositif d'affichage de la figure 1 selon l'invention. Sur la figure 1, est schématiquement représentée une partie en section droite agrandie d'un pixel d'un dispositif à émission de champ 10 qui possède une nouvelle source d'électrons ayant une nouvelle grille d'extraction, qui est un conducteur faisant fonction de rangée, 17. Le dispositif d'affichage 10 comporte typiquement une pluralité de ces pixels. Le dispositif d'affichage 10 comporte également un substrat 11, sur lequel le pixel et d'autres parties du dispositif d'affichage 10 sont formées. le substrat 11 est typiquement fait d'une matière isolante ou semi-isolante, par exemple du silicium doté d'une couche diélectrique ou du verre.Dans le mode de réalisation préféré, le substrat 11 est fait de verre. le dispositif d'affichage 10 comporte également un conducteur faisant fonction de colonne, ou une cathode, 12, sur lequel une pluralité d'émetteurs à émission de champ, par exemple un émetteur 13 et un émetteur 18, sont formés. La cathode 12 est typiquement faite d'un conducteur et peut comporter des résistances de protection entre la cathode 12 et les émetteurs 13 et 18. Le conducteur de rangée 17 est disposé sur une couche diélectrique 16 qui isole électriquement le conducteur 17 vis-à-vis du substrat 11 et de la cathode 12. Comme cela apparaîtra plus clairement lors de la discussion ultérieure de la figure 2, le conducteur 17 possède une pluralité, de sections d'extraction, comme par exemple une section d'extraction 23 et une section d'extraction 19 qui facilitent l'amélioration des possibilités de fabrication du dispositif d'affichage 10.Les sections 19 et 23 possèdent des ouvertures d'émission respectives 21 et 14, qui sont sensiblement centrées sur les émetteurs respectifs 18 et 13 afin de permettre aux électrons de se déplacer des émetteurs 13 et 18 à une anode 24, disposés de façon distale, et à former une image sur celle-ci. La surface de l'anode 24 tournée vers les émetteurs 13 et 18 est typiquement revêtue d'une matière luminophore de façon à produire un affichage au fur et à mesure que les électrons frappent l'anode 24. Le dispositif d'affichage 10 comporte typiquement une pluralité de rangées, telles que le conducteur de rangée 17, qui traversent une pluralité de conducteurs de colonne, ou cathodes, tels que la cathode 12, à angle droit. Des émetteurs, tels que les émetteurs 13 et 18, sont formés aux intersections des rangées et des colonnes de façon à créer les pixels du dispositif d'affichage 10. Bien que deux émetteurs seulement soient représentés dans la partie de pixel illustrée sur la figure 1, chaque pixel du dispositif d'affichage 10 peut posséder une pluralité d'émetteurs, comme par exemple les émetteurs 13 et 18, ainsi qu'on le verra ultérieurement. De plus, le dispositif d'affichage 10 peut comporter une pluralité de conducteurs de colonne, une pluralité de rangées, ainsi qu'une pluralité de pixels ayant chacun une pluralité de sections d'extraction, par exemple les sections 19 et 23. La figure 2 représente une vue en plan agrandie d'une partie du dispositif d'affichage 10. Les éléments de la figure 2 qui se retrouvent sur la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros de référence. Le conducteur de rangée 17 possède plusieurs éléments longitudinaux qui sont juxtaposés les uns aux autres et qui sont disposés le long de l'axe majeur 27 du conducteur 17. La pluralité d'éléments longitudinaux comporte un premier élément longitudinal 26 et un deuxième élément longitudinal 28 qui traversent la cathode 12 en plus de traverser un deuxième conducteur de colonne, ou cathode, 36. La partie du conducteur 17 qui s'étend au-dessus des émetteurs d'émission de champ, sur les cathodes 12 et 36, forment respectivement un pixel 32 et un pixel 37. Les pixels 32 et 37 sont chacun indiqués par une boîte en trait interrompu.Les éléments longitudinaux 26 et 28 possèdent chacun des sections d'extraction à l'intérieur de pixels 32 et 37, qui sont utilisés pour faciliter l'extraction d'électrons des émetteurs sous-jacents afin de former une image sur l'anode 24 (figure 1). Dans le mode de réalisation préféré, le premier élément longutidinal 26 possède une première section d'extraction 23 à l'intérieur du pixel 32, qui s'étend de l'élément 26 vers le deuxième élément longitudinal 28. Le deuxième élément longitudinal 28 possède une deuxième section d'extraction 19 à l'intérieur du pixel 32, qui s'étend de l'élément 28 en direction de la première section d'extraction 23. Les sections 19 et 23 sont séparées par un espace 22, de sorte qu'il n'y a pas de contact électrique entre la section 19 et la section 23. Dans le mode de réalisation préféré, l'espace 22 est d'environ 2 à 10 ftm. La section d'extraction 23 possède une pluralité d'ouvertures d'émission 34 qui fonctionnent de la même façon que l'ouverture d'extraction 14. De même, la section d'extraction 19 possède une pluralité d'ouvertures d'émission 33 qu fonctionnent de la même façon que l'ouverture d'émission 21. Le conducteur de rangée 17 possède également une pluralité de connecteurs transversaux qui comportent un premier connecteur transversal 29, un deuxième connecteur transversal 38 et un troisième connecteur transversal 39, lesquels sont utilisés pour connecter électriquement les éléments longitudinaux 26 et 28. Cette pluralité de connecteurs transversaux permet d'isoler électriquement une partie du conducteur 17 sans annihiler la fonctionnalité du conducteur 17. Par exemple, si la partie de l'élément 28 qui s'étend au-dessus de la cathode 12 est mise en court-circuit avec la cathode 12, il est possible de retirer la partie mise en court-circuit de l'élément 28 par découpage de l'élément 28, par exemple aux points indiqués par les flèches 41 et 42. Ceci permet au reste de l'élément 28 de fonctionner normalement.Des connecteurs 29 et 38 fournissent un trajet électrique autour de la partie de l'élément 28 qui est électriquement isolée du conducteur 17, ce qui permet au conducteur 17 de fonctionner. n est important que les connecteurs 29 et 38 soient placés à une certaine distance 31 de la cathode 12 pour assurer que la cathode 12 ne sera pas endommagée lors du découpage d'une partie du conducteur 17, ou de l'isolation électrique de cette dernière par un quelconque autre moyen. Dans le mode de réalisation préféré, la distance 31 est d'au moins 5 Crm environ. Alors que le découpage de la partie mise en court-circuit du conducteur 17 aboutit au fait que le pixel 32 crée une image qui n'est pas aussi brillante que les pixels adjacents, un unique pixel à moitié aussi brillant ne se remarquera pas dans l'affichage, en particulier si le reste du conducteur 17 fonctionne normalement. Comme représenté sur la figure 2, le conducteur 17 possède un connecteur transversal relativement à chaque pixel, mais, toutefois, le conducteur 17 pourrait avoir un connecteur associé à un pixel sur deux, ou même un moins grand nombre de connecteurs transversaux. En outre, les sections d'extraction 19 et 23 peuvent être formées suivant d'autres configurations. Par exemple, les sections 19 et 23 pourraient se trouver dans la partie des éléments longitudinaux 28 et 26 qui, respectivement, coupent la cathode 12 au lieu de faire saillie à l'extérieur par rapport aux éléments 28 et 26. Selon une autre possibilité, les sections d'extraction 19 et 23 pourraient être des doigts "interdigités" faisant saillie au-delà des éléments longitudinaux 26 et 28. On doit ainsi comprendre qu'il a été proposé une nouvelle source d'électrons pouvant être utilisée pour former un dispositif d'affichage. En utilisant plusieurs éléments longitudinaux pour créer une rangée et en interconnectant les éléments longitudinaux à l'aide d'un connecteur transversal, on peut alors découper des parties non fonctionnelles de la rangée de façon à rendre fonctionnelle cette rangée. Par conséquent, on augmente le rendement et les possibilités de fabrication du dispositif d'affichage, ce qui permet de réaliser des dispositifs d'affichage à un moindre coût. Bien entendu, I'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du dispositif et du procédé dont la description vient d'être donnée à titre purement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Source d'électrons, caractérisée en ce qu'elle comprend: un conducteur de colonne (12) qui possède une pluralité d'émetteurs à émission de champ (13, 18); et un conducteur de rangée (17) traversant le conducteur de colonne (12) et s'étendant sur la pluralité d'émetteurs à émission de champ (13, 18), le conducteur de rangée (17) possédant plusieurs éléments longitudinaux (26, 28) qui sont juxtaposés suivant un axe majeur (27) du conducteur de rangée (17), où chaque élément longitudinal (26, 28) possède une section d'extraction qui s'étend au-dessus d'une partie de la pluralité d'émetteurs à émission de champ (13, 18), et un connecteur transversal qui couple ensemble, du point de vue électrique, la pluralité d'éléments longitudinaux (26, 28). 2. Source d'électrons selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque section d'extraction (19, 23) est séparée des autres par un espace. 3. Source d'électrons selon la revendication 1, caractérisée en ce que le conducteur transversal (29, 38) ne recouvre pas le conducteur de colonne (12). 4. Source d'électrons selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pluralité d'éléments longitudinaux (26, 28) comporte un premier élément longitudinal (26) possédant une première section d'extraction (23) qui s'étend sur une première partie de la pluralité d'émetteurs à émission de champ (13, 18) et un deuxième élément longitudinal (28) possédant une deuxième section d'extraction (19) qui s'étend sur une deuxième partie de la pluralité d'émetteurs à émission de champ (13, 18). 5. Source d'électrons selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque section d'extraction possède des ouvertures d'émission afin de permettre le passage d'électrons à travers les ouvertures d'émissions. 6. Procédé de formation d'une source d'électrons, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: former un conducteur de colonne qui possède une pluralité d'émetteurs (13,18); former un conducteur de rangée (17) possédant plusieurs bandes conductrices qui traversent le conducteur de colonne (12); et coupler ensemble, du point de vue électrique, la pluralité de bandes conductrices suffisamment loin du conducteur de colonne (12) pour que le découpage d'une bande de la pluralité de bandes conductrices n'endommage pas le conducteur de colonne (12) tout en maintenant le couplage électrique entre la pluralité de bandes conductrices. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'opération consistant à coupler ensemble du point de vue électrique la pluralité de bandes conductrices suffisamment loin du conducteur de colonne (12) comporte l'opération qui consiste à coupler ensemble du point de vue électrique la pluralité de bandes conductrices (12) avec une pluralité de conducteurs transversaux (29, 28, 39) qui s'étendent entre les bandes conductrices. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'opération consistant à coupler ensemble du point de vue électrique la pluralité de bandes conductrices comporte l'opération consistant à coupler ensemble du point de vue électrique la pluralité de bandes conductrices à une distance d'au moins environ plan du conducteur de colonne (12). 9. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'opération consistant à former le conducteur de rangée possédant la pluralité de bandes conductrices comprend l'opération consistant à faire qu'on ait une section d'extraction dans chaque bande conductrice de la pluralité de bandes conductrices où la section d'extraction recouvre une partie de la pluralité d'émetteurs (13, 18).