Brevet FR2742579A1 — publié le 19970620

Appareil d'affichage La pressente invention concerne Uri appareil d'affichage ayant un organe fluorescent prévu pour afficher une image et analogue, et des tiges de support disposées dans une enveloppe d'affichage prévues pour recevoir une source d'électrons conçue pour exciter l'organe fluorescent, espacées d'une distance prédéterminée entre un substrat de cathode et un substrat d'anode disposés opposes l'un a l'autre, et concerne plus particulièreeent un appareil d'affichage ayant une cathode a émission de champ Lorsqu'un chaip électrique d'une valeur d'environ 109 (V/m) est appliqué sur une surface de matériau métallique, ou de matériau seii-conducteur, un effet tunnel se produit, permettant aux électrons de passer a travers une barrière, aboutissant a une décharge des électrons dans un vide, même 3 température ambiante Le phénomène précédent est appelé "émission de champ et est un phénomène connu.Une cathode, construite de lanière a émettre des électrons et basée sur ce principe, est appelée "cathode a émission de champ ou "éléMent a émission de champ Récemment, l'utilisation de techniques conçues afin de icro-usiner des semi-conducteurs permet que des cathodes 3 émission de champ de taille micrométrique puissent être fabriquées.En forant une pluralité de cathodes à émission de champ sur un substrat, une émission de surface de type groupement de cathodes à émission de champ peut être établie. I1 a été suggéré d'reployer un groupement de cathodes a émission de champ de type mentionné ci-dessus, en tant que source d'électrons pour un appareil d'affichage, un tube à rayon cathodique CRT, un Microscope électronique, un appareil a faisceau d'électrons et tout appareil analogue. L3 structure, observée en coupe tran-versale d'un appareil d'affichage classique est représentée r e p r é s e n t é e sur la figure 1, en tant qu'exemple d'utilisation du groupement de cathodes à émission de chaip de type Mentionné ci-dessus. L'appareil d'affichage représenté sur la figure 1 a une structure telle qu'un substrat de cathode en verre 10, ayant un groupement de cathodes à émission de champ et un substrat d'anode 4 ayant un organe fluorescent, et réalisés en verre transparent, sont disposés opposés l'un à l'autre, de Manière qu'une enveloppe, dont on peut évacuer l'intérieur, soit formée. Le groupement de cathodes a émission de champ formé sur le substrat de cathode 10 est un groupement de cathodes a émission de champ de type Spindt, comprenant des cathodes alignées en forte de bande 6 foriées par vaporisation ou par une technique analogue, une couche résistante 9 forée sur les cathodes alignées 6, un groupe de cônes émetteurs 7 formé sur la couche résistance 9 et des électrodes de commande 5 alignées, forées de manière adjacente des extrémités pointues du groupe de cônes émetteurs 7. Il faut noter que la couche isolante 8 est lasinée sur la couche résistante 9, et que les électrodes de commande alignées 5 sont foriées sur la couche isolante 8. Le pas dixensionnel entre les cônes émetteurs du groupe de cônes émetteurs 7 peut être réduit jusqu'à 10 microns ou plus. Les canes émetteurs sont formés, sur un substrat de cathode 10 par dizaines, par centaines ou bien par milliers. tant donné que le groupeMent de cathodes à émission de champ de type précèdent periet de réduire la distance entre la commande et la cathode jusqu'à une valeur inférieure au omicron, des électrons peuvent être éiis à partir du groupe de cônes émetteurs 7 en appliquant une tension V de seulement dix Volts entre la commande et la cathode. Le -,ubctrat d'anod 4 4 a l'anode 1 formée sur lui, e t un motif ponctuel flua rescen t 2 est laniné sur l'anode 1. Par conséquent, lorsqu'une tension V est appliquée sur l'anode 1, les électrons éeis par le groupe de cônes émetteurs 7 sont capturés par l'anode 1. Les électrons capturés cornue décrit ci-dessus sont captés avec le motif ponctuel fluorescent 2 lainé sur l'anode 1, de manière que le motif ponctuel fluorescent 2 soit excité. En résultat, le votif ponctuel fluorescent 2 éiet de la luiière. L'émission de lumière à cet instant peut être observée a travers le substrat d'anode 4. Dans l'appareil d'affichage ayant la structure Mentionnée ci-dessus, l'intérieur de l'enveloppe formée par le substrat de cathode 10 et le substrat d'anode 4 est réalisée pour être sous un vide poussé. tant donné que le substrat de cathode 10 et le substrat d'anode 4 sont dans une certaine mesure incapables de maintenir la distance prédéterminée du fait de l'influence de l'atiosphère, une pluralité de tiges de support isolantes 3 sont disposées entre le substrat de cathode 10 et le substrat d'anode 4. Chaque tige de support isolante 3 est réalisée en matériau isolant, par exemple, en verre, la pluralité de tiges de support isolantes 3 étant disposées entre le substrat de cathode 10 et le substrat d'anode 4, a des intervalles prédéterminés L'extréiité supérieure de la tige de support isolante 3 est agencée afin d'être en contact avec l'anode 1 formée sur le substrat d'anode 4, tandis que l'extréeité inférieure de la tige de support isolante 3 est disposée en contact avec des électrodes de commande alignées 5 formées sur la couche résistante 8 du substrat de cathode 10. La pluralite de cathodes alignées en forme de bande 6 formées sur le substrat de cathode 10 et des électrodes de commande alignés en forme de bande 5 formées perpendiculairement sur les cathodes alignées 6 constituent une matrice. La matrice est balayee par une partie de balayage de cathode (non représentée) et une partie de balayage de grille (non représentée). En résultat, des électrons sont sélectivement éeis par le groupe de canes émetteurs 7, en réponse au signal image, de Manière que le motif ponctuel fluorescent 2 éMette de la lumière. Ainsi, une image est affichée sur le substrat d'anode 4. Dans ce cas, par exemple, un signal image est fourni à la partie de balayage de commande, si bien qu'une image est affichée sur le substrat d'anode 4 lorsqu'un balayage d'une bande complète est terminée. Il est préférable que l'appareil d'affichage ayant la structure précédemment mentionnée présente une amélioration des caractéristiques obtenue en minimisant les facteurs qui détériorent l'efficacité d'émission de lumière du motif ponctuel fluorescent 2 et la performance d'émission du groupe de cônes émetteurs 7, ce qui diminue la durée de vie de l'appareil d'affichage. Afin d'atteindre l'objet précédent, selon un aspect de la présente invention, il est fourni un appareil d'affichage comprenant : un substrat de cathode ayant une source d'électrons; un substrat d'anode ayant une partie émissive de lumière, qui est excitée par des électrons émis par la source d'électrons; et des tiges de support, disposées entre le substrat de cathode et le substrat d'anode, de telle manière que le substrat de cathode et le substrat d'anode soient disposés opposés l'un à l'autre et espacés d'une distance prédéterminée, dans lequel les tiges de support sont réalisées en matériau contenant du verre, qui ne contient pas de composé alcalin. De plus, chacune des tiges de support a une surface hydrophobe. Comme mentionne c i -dessus, les tiges de support supportant le substrat de cathode et le substrat d'anode sont realisees en materiau contenant du verre qui ne contient pas de composé alcalin, de manière que le composé alcalin ne puisse pas hêtre diffusé à partir des tiges de support. Étant donné que la surface de la tige de support est réalisée afin d'avoir des caractéristiques hydrophobes, la quantité d'eau qui est absorbée par la surface de la tige de support peut être réduite.En résultat, la génération d'oxygène, qui se produit lorsque les faisceaux d'électrons sont appliqués à partir de la source d'électrons, peut hêtre empêchée D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention deviendront évidents à la lecture de la description suivante détaillée des modes de réalisation préférés, décrits conjointement avec les dessins annexés. La figure 1 est une coupe transversale de coté représentant la structure d'un appareil d'affichage classique; et La figure 2 une coupe transversale de coté représentant la structure d'un appareil d'affichage selon la présente invention Avant de décrire la structure de la présente invention, les points particuliers ayant été nécessaires pour trouver la présente invention vont être décrits. La tige de support isolante 3 représentée sur la figure 1 est fabriquée par découpe, par exemple, d'une fibre de verre avec une longueur prédéterminée. Le matériau de fibre de verre est usuellement du verre de silicate de bore, afin d'obtenir assez facilement le matériau. Le silicate de bore contient des composés alcalins, tels que Na (sodium), K (potassium) etc. Lorsqu'un appareil d'affichage représente sur la figure 1 est fabriqué en utilisant un tige d. support isolante 3 réalisée avec du silicate de bore, un phénomène est confirmé, selon lequel les composés alcalins inclus dans la tige de support isolante sont diffusés sur le substrat tout autour de la tige de support isolante 3, pendant les processus de cuisson et de scellage du récipient. Lorsque l'appareil fonctionne, une haute tension, d'environ 400 V, est appliquée à un certain moment sur l'anode 1, représentée sur la figure 1. La tension qui, est appliquée sur l'anode 1, est aussi appliquée sur la tige de support isolante 3. Le fait est confirmé, selon lequel ceci provoque le déplacement et la diffusion des composés alcalins de la tige de support isolante 3. L'état mentionné ci-dessus est schématiquement représenté par des flèches en lignes en pointillés. sur la figure 1. Comme décrit précédemment, il a été découvert que les composés alcalins, diffusés dans le récipient de l'appareil d'affichage depuis la tige de support isolante 3, atteignent, par exemple, le motif ponctuel fluorescent 2, l'efficacité d'émission de lumière par l'organe fluorescent est détériorée. En conséquence, le phénomène de diffusion des composés alcalins doit etre empêché dans les deux cas, lorsque l'appareil d'affichage est fabriqué et lorsque l'appareil d'affichage est en fonctionnement. En particulier, un organe fluorescent de coloration, tel que du ZnGaO4:Mn, est considéré comme étant énormément affecté par les composés alcalins. Il est connu que la surface de fibre de verre fornant la tige de support isolante 3 présente une caractéristique hydrophobe, sur laquelle, par exemple, des groupes OH adhèrent très facilement. Par conséquent, la surface de la tige de support isolante 3 est dans un état dans lequel une grande quantité d'eau a été absorbée. Dans le cas où l'appareil d'affichage represente sur la figure 1 est structuré pour donner un affichage graphique en mesure d'afficher une image précise, la distance entre la tige de support isolante 3 et le motif ponctuel fluorescent 2 est diminuée d'environ 10 pm. Si l'appareil d'affichage ayant la structure précédente fonctionne, la tige de support isolante 3 est aussi probablement irradiee avec les électrons émis par le groupe de cônes émetteurs 7. Ainsi, l'eau absorbée par la surface de la tige de support isolante 3 est décomposée par les faisceaux d'électrons appliqués, si bien que de l'oxygène (02) est géneré, comme indiqué par les flèches en lignes en pointillés représentées sur la figure 1. Le phénomène précédent se produit de manière considérable à proximité de la frontière située entre la tige de support isolante 3 et l'anode 1 ou les électrodes de commande ou grille alignées. I1 est confirmé que des types de gaz précis détériorent la caractéristique d'émission de l'émetteur d'emission de champ (le groupe de cônes emetteurs 7). Un des gaz considéré comme le faisant est l'oxygène. L'oxygène oxyde intempestivement la surface de l'émetteur d'émission de champ, provoquant ainsi la détérioration de la performance d'émission de l'émetteur. L'oxydation de l'émetteur d'émission de champ diminue la durée de vie de l'appareil d'affichage. En conséquence, l'appareil d'affichage structuré, comme représente sur la figure 1, doit aussi minimiser la quantite d'eau qui est absorbée par la surface de la tige de support isolante 3. Bien que l'aire de la surface de chacune des tiges de support isolantes 3 soit petite, un appareil d'affichage d'une taille, par exemple, de 10 cm x 10 cm comprend des dizaines de milliers de tiges de support isolantes 3. Par conséquent, l'aire totale des tiges de support isolantes 3 est une aire considérablement import3nte Par conséquent, l'inhibition de la diffusion des composés alcalins depuis les tiges de support isolantes 3 et la réduction de la quantité d'eau absorbée par les surfaces des tiges de support isolantes 3 améliorent considérablement les caractéristiques globales de l'appareil d'affichage représenté sur la figure 1. Au vu de ce qui précède, la presente invention a été établie. La structure en coupe transversale de l'appareil d'affichage selon la présente invention est représentée sur la figure 2. Les mêmes organes que ceux de la figure 1 portent des numéros de référence identiques et la description des organes identiques a été omise ici. L'appareil d'affichage représenté sur la figure 2 a une tige de support isolante 3A prévues pour supporter le substrat de cathode et le substrat d'anode. Un corps de tige de support 3a de la tige de support isolante 3A est réalisé en fibre de verre sans composés alcalins, qui ne contient pas de composés alcalins. Un compose non alcalin, par exemple, tel que la fibre de quartz ou la fibre de verre E, réalisée avec un type de silicate de bore peut être utilisé, chacun des deux pouvant être facilement obtenu. En résultat, la génération de composés alcalins qui sont diffusés lorsque l'appareil d'affichage est fabriqué et lorsque l'appareil d'affichage fonctionne peut être empêchée Ainsi, la détérioration de l'efficacité de l'émission de lumière par le Motif ponctuel fluorescent 2 peut être évitee. Le corps de support de tige 3a de la tige de support 3A realisé selon ce mode de réalisation est appliqué avec une couche de revêtement 3b réalisée en film hydrophobe, de manière qu'une quantité d'eau qui est absorbée par la surface de 1 a tige de cupport isolante 3A, soit inferieure En En rPsulrat, la détérioration de la performance d'émis ion de l'émette d'émission de champ peut être évitée, et la durée de vie de l'appareil d'affichage peut être augmentée Comme matériau de formation de la couche de revêtement hydrophobe 3b, du SiN (nitrure de silicium), du Si (silicium) ou du CR=03 (oxyde de chrome) peuvent être utilisés pour obtenir les caractéristiques d'isolation nécessaires pour la tige de support isolante 3A. Comme procédé de formation de la couche de revêtement 3b pour la tige de support isolante 3A, le procede CVD (deposition en phase gazeuse par procédé chimique) peut être utilisé dans le cas ou du SiN (nitrure de silicium) ou du Si (silicium) sont employés afin de former la couche de revêtement 3b. Si le CR203 (oxyde de chrome) est employé, le procédé par vaporisation peut être utilise. La présente invention nécessite simplement que la tige de support isolante soit réalise en un matériau qui ne contienne pas de composés alcalins, et que la surface de la tige de support isolante ait des caractéristiques hydrophobes. Par conséquent, le matériau du corps en fibre de verre et celui de la couche de revêtement de la tige de support isolante peuvent être changés pour être susceptible d'être adaptes à diverses conditions et, par conséquent, les matériaux ne se limitent pas à ceux du présent mode de réalisation. Bien que la structure, avec laquelle la presente invention a été appliquée à un appareil d'affichage a émission de champ, ait été décrite comme étant le mode de réalisation de la présente invention, la présente invention n'est pas limitée a celui-ci.Par exemple, la présente invention peut etre appliquée a un appareil d'affichage, par exemple, à tube d'affichage fluorescent, dans lequel I e s t i g e d C support isolantes sont d sposées dans une enveloppe de celui ci Comme décrit précédemment, la présente invention est conçue de tanière que le matériau sans composé alcalin soit employé afin de former la tige de support prévue pour supporter intérieurement l'enveloppe sous vide de l'appareil d'affichage, si bien que la détérioration de l'efficacité d'émission de champ de l'organe fluorescent est empêchée. tant donné que la surface de la tige de support est dotée de caractéristiques hydrophobes, par l'intermédiaire d'un revêtement de la surface en matériau hydrophobe, la génération d'oxygène dans l'enveloppe est empêchée. En résultat, la détérioration de la performance d'émission, par exemple, du dispositif d'émission de champ peut être évitée, et la durée de vie de l'appareil d'affichage peut par conséquent être augmentée. Bien que l'invention ait été décrite sous sa forme préférée, avec un certain degre de particularité, il est évident que la présente description de la forme préférée peut être modifiée au niveau des détails de construction et de la combinaison et de l'agencement des parties, sans pour cela s'écarter de l'esprit et du champ de l'invention. REVENDICATIONS 1. - Appareil d'affichage comprenant un substrat de cathode ayant une source d'électrons; un substrat d'anode (4) ayant une partie émissive de lumière, qui est excitée par des électrons émis par ladite source d'électrons; et des tiges de support (3A), disposées entre ledit substrat de cathode et ledit substrat d'anode, de telle manière que ledit substrat de cathode et ledit substrat d'anode soient disposés opposé l'un à l'autre et espacés d'une distance prédéterminée, dans lequel lesdites tiges de support (3A) sont réalisées en matériau contenant du verre, qui ne contient pas de composé alcalin. 2. - Appareil d'affichage comprenant un substrat de cathode ayant une source d'électrons; un substrat d'anode (4) ayant une partie émissive de lumière, qui est excitée par des électrons émis par ladite source d'électrons; et des tiges de support (3A), disposées entre ledit substrat de cathode et ledit substrat d'anode, de telle manière que ledit substrat de cathode et ledit substrat d'anode soient disposés opposé l'un à l'autre et espacés d'une distance prédéterminée, dans lequel chacune desdites tiges de support (3A) a une surface hydrophobe (3b). 3. - Appareil d'affichage comprenant un substrat de cathode ayant une source d'électrons; un substrat d'anode (4) ayant une partie émissive de lumière, qui est excite par des electrons émis par ladite source d'électrons; et des tiges de support (3A), disposées entre ledit substrat de cathode et ledit substrat d'anode, de telle manière que ledit substrat de cathode et ledit substrat d'anode soient disposés opposé l'un à l'autre et espaces d'une distance prédéterminée, dans lequel chacune desdites tiges de support (3A) est realisée en matériau contenant du verre, qui ne contient pas de composé alcalin et a une surface hydrophobe (3b)