EP0905670A1 - Simplification de l'adressage d'un écran à micropointes avec électrode de rappel - Google Patents

Simplification de l'adressage d'un écran à micropointes avec électrode de rappel Download PDF

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EP0905670A1
EP0905670A1 EP98410111A EP98410111A EP0905670A1 EP 0905670 A1 EP0905670 A1 EP 0905670A1 EP 98410111 A EP98410111 A EP 98410111A EP 98410111 A EP98410111 A EP 98410111A EP 0905670 A1 EP0905670 A1 EP 0905670A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cathode
grid
lines
line
potential
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98410111A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bernard Bancal
Jean-François Peyre
Philippe Peyron
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Pixtech SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pixtech SA filed Critical Pixtech SA
Publication of EP0905670A1 publication Critical patent/EP0905670A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources

Definitions

  • the present invention relates to the field of screens microtip viewing dishes.
  • Figure 1 shows schematically the structure of a flat screen with microtips of the type to which the invention relates.
  • Such a microtip screen essentially consists a cathode 1 with microtips 2 and a grid 3 provided with holes 4 corresponding to the locations of the microtips 2.
  • the cathode 1 is placed opposite a cathodoluminescent anode 5 of which a glass substrate 6 generally constitutes the surface screen.
  • Cathode conductors are arranged in columns on a glass substrate 10.
  • the microtips 2 are produced on a resistive layer 11 deposited, for example, on the conductors cathode and are conventionally arranged inside meshes defined by the cathode conductors.
  • Figure 1 partially represents the interior of a mesh, the conductors cathode do not appear in this figure.
  • Cathode 1 is associated with grid 3 which is organized in lines. The intersection of a row in grid 3 and a column in the cathode 1 defines a pixel.
  • This device uses the electric field created between the cathode 1 and grid 3 so that electrons are extracted from microtips 2 to phosphor elements 7 of the anode 5.
  • the anode 5 is, for example, provided with alternating strips of elements phosphors 7, each corresponding to a color (blue, Red Green). The bands are separated from each other by a insulator 8.
  • the phosphor elements 7 are deposited on electrodes 9, consisting of corresponding strips of a layer transparent conductor such as indium tin oxide (ITO).
  • ITO indium tin oxide
  • the sets of blue, red, green bands are alternately polarized with respect to cathode 1 so that the electrons extracted from microtips 2 of a pixel of the cathode / grid are alternately directed towards the phosphor elements 7 opposite each of the colors.
  • the anode In the case of a monochrome screen (not shown), the anode consists of a plan of phosphors of the same color or of two sets alternating bands of phosphor elements of the same color.
  • the present invention relates more particularly to the cathode / grid of such a screen.
  • Figures 2A to 2D illustrate an example of structure conventional cathode / microtip screen grid, Figures 2B and 2D being respectively enlargements of parts Figures 2A to 2C.
  • Multiple microtips 2, for example sixteen, are arranged in each mesh 12 defined by the cathode conductors 13 ( Figure 2B).
  • the intersection of a line 14 of grid 3 and a column 15 of cathode 1 corresponds here, for example, at sixty-four meshes 12 of a pixel of cathode ( Figure 2A).
  • Cathode 1 generally consists of layers successively deposited on the glass substrate 10.
  • the figures 2C and 2D partially represent a sectional view according to the line A-A 'in Figure 2B.
  • a conductive layer is deposited on the substrate 10. This layer is etched in a pattern of columns 15, each column having meshes 12 surrounded cathode conductors 13.
  • a resistive layer 11 is then deposited on these cathode conductors 13. This resistive layer is intended to protect each microtip 2 against an excess of current when starting a microtip 2.
  • Such a resistive layer 11 homogenizes the electronic emission of the microtips 2 of a pixel of cathode 1 and thus increases its lifespan.
  • the resistive layer is deposited, either on the conductive layer constituting the cathode conductors, either under this layer conductive as described in the document EP-A-0 696 045.
  • An insulating layer 16 is deposited on the layer resistive it to isolate the cathode conductors 13 from the grid 3 ( Figure 2D), formed in a conductive layer. Of holes 4 and wells 17 are respectively made in the layers 3 and 16 to receive the microtips 2.
  • the resistive layer 11 must, most often, be engraved, in columns corresponding to the columns (15, Figure 2A) of the cathode. Such an engraving requires a separate mask from that used for making cathode conductors, the resistive layer not being meshed.
  • FIG. 3 illustrates schematically and in perspective, an example of conventional addressing of a microtip screen.
  • An image is displayed for a period of time image (for example, 20 ms for a frequency of 50 hertz) in suitably polarizing the anode 5, the cathode 1 and the grid 3 by means of an electronic control circuit (partially shown for the grid control).
  • the plane phosphor elements of the anode Being a monochrome screen anode 5, the plane phosphor elements of the anode is permanently polarized at a potential Va making it possible to attract the electrons emitted by the microtips 2.
  • This potential is chosen taking into account, in particular, the distance between the cathode / grid and the anode and is, for example, of the order of 400 volts.
  • the bands of phosphors of the anode are sequentially polarized by a set of bands of the same color during a frame time corresponding to a third of the reduced image time times required for switching.
  • the display is done line by line, polarizing sequentially the lines L of the grid 3 during a "time of line "during which each column K of cathode 1 is carried at a potential Vk which is a function of the brightness of the pixel at display along the current line (for example, Lj). Polarization columns K of cathode 1 changes with each new line.
  • a "line time” (for example 40 ⁇ s) corresponds to the duration of a frame divided by the number of lines L of the grid 3.
  • the current line Lj is brought to a potential + Vg (by example, 40 volts) while the other lines Lj-1, Lj + 1 are at a potential -Vg (for example, -40 volts) during this time of line.
  • the lines of grid 3 addressed sequentially are individually controlled by an amplifier 20, generally essentially consisting of two MOS transistors P and N connected in series between two supply lines at potentials + Vg and -Vg.
  • the midpoint of serial association of transistors P and N is connected to the grid line to which the amplifier 20 is associated and the MOS transistors, respectively P-channel and N-channel receive signals on their gates control (not shown) adapted to successively polarize lines with high potential + Vg, all unaddressed lines being brought to low potential -Vg. It is indeed necessary to reduce the unaddressed lines to the potential -Vg so as to avoid that a previously addressed line has sufficient potential allowing the extraction of electrons.
  • a disadvantage of conventional screens is that amplifiers 20 must be made in CMOS technology, this which increases the cost of the control circuit.
  • CMOS technology is far from negligible compared to the size and overall cost of the ordered.
  • this solution requires the addition an additional cathode column, and this column should, in practice, be located outside the active area of the screen, that is to say the display area, which increases the size of the screen.
  • this column should, in practice, be located outside the active area of the screen, that is to say the display area, which increases the size of the screen.
  • the additional electrode is placed at one end of the grid lines leads that the lowering of the potential of the line that has just been addressed the longer the grid lines are. This is why this document plans to add a second reset column at the other end of the screen. That further increases the size of the screen surface without constitute an optimal solution.
  • provide reset columns distributed among display columns cathode is an unsuitable solution.
  • the present invention aims to propose a new solution to simplify the structure of sequential addressing amplifiers of the scan lines of a flat display with microtips.
  • the present invention aims, in particular, to propose a solution that does not require electronic transmission.
  • the present invention also aims to provide a solution which does not lead to an increase in the surface of the screen, nor to a decrease in the resolution of a conventional screen.
  • the present invention also aims to provide a solution which does not require modification of the anode of a classic screen.
  • the present invention aims also that the simplification of amplifier structure of sequential addressing of the lines is accompanied by a simplification of the method for producing the screen cathode.
  • the present invention provides a flat display screen, comprising a cathode with electronic emission microdots associated with an extraction grid of microdots, the cathode / grid comprising grid or cathode conductive lines suitable for be addressed sequentially, and cathode columns or grid respectively perpendicular to said lines and proper to be addressed individually and simultaneously during line addressing, the screen further comprising an electrode recall capable of being biased at a recall potential corresponding to a potential for absence of electron extraction, each grid or cathode line being connected, via at least one resistive element, to the return electrode.
  • the return electrode consists of conductive lines, inserted between two neighboring lines of the grid or cathode, and interconnected to the return potential.
  • said grid or cathode lines and the electrode lines recall are made in the same conductive layer engraved, each line of the return electrode being spaced from two lines adjacent to the grid or the cathode.
  • a resistive layer is present on or under said layer conductive.
  • each line of the grid is associated with a control amplifier one output stage of which exclusively comprises a transistor P channel MOS, sandwiched between a high addressing potential and the line, the return electrode being polarized at a low potential.
  • each conductive line of the return electrode is dimensioned to form a resistive element between a grid line neighbor and the potential for recall.
  • each line of the cathode is addressable by an amplifier control of which one output stage exclusively comprises a transistor N-channel MOS, sandwiched between a low addressing potential and the line, the return electrode being polarized at a high potential.
  • the microtips are deposited on said resistive layer forming a resistive element between each cathode line and the electrode reminder.
  • the return electrode consists of conductors, interposed between the grid columns and separated from the conductive layer in which the lines of the cathode are formed, by the resistive layer.
  • the reminder electrode is polarized between the addressing periods of two successive lines, and is left floating for addressing lines.
  • a feature of the present invention is bring each scan line that has just been addressed to a potential corresponding to a potential for no electronic emission, by means of an ohmic contact of this line of scanning with a return electrode polarized at this potential.
  • a screen according to the present invention consists of a microtip cathode associated with a grid, the cathode / grid being placed opposite an anode cathodoluminescent provided with phosphor elements.
  • the display an image is performed by sequentially addressing electrodes in rows of the grid or cathode, electrodes in perpendicular columns of the cathode or grid being addressed simultaneously and individually during addressing of each line to fix the respective brightness of the pixels defined by the intersections of the columns with the current row.
  • the brightness of the color component of the corresponding pixel, the anode being, by example, with three sets of alternating bands of elements phosphors of different colors.
  • the scanning electrodes are formed by lines grid conductors.
  • the cathode is then, according to this first aspect, a classic cathode organized in columns whose addressing is also carried out in a conventional manner.
  • each line of the grid is connected, via at least one element resistive, to a so-called reset or return electrode, polarized at a low potential corresponding to a potential at which the grid lines prevent the emission of electrons.
  • FIG. 4 represents, partially and in top view, a first embodiment of a cathode / grid according to the first aspect of the invention.
  • each line of the grid is individually addressable and sequentially, by means of a control amplifier 21.
  • each amplifier 21 consists of a single MOS transistor, here with P channel, connected between a potential top of addressing + Vg and the corresponding line.
  • Each transistor P is, for example, controlled by a two-state signal C, a given line being addressed when the signal C is in a low state, i.e. at a potential sufficiently lower than the potential + Vg to turn on the corresponding transistor P. Unaddressed lines are therefore left to a floating potential from the point of view of the control amplifiers 21 of these lines.
  • each line 14 of the grid is connected, via a section resistive 22, to a conductor 23 polarized at a low potential -Vg.
  • the sections 22 are, for example, made up of a conductor very fine so as to make the contact between each resistive line 14 and conductor 23.
  • each line 14 of the grid is, at the end of addressing, reduced to a sufficiently sufficient potential low to prevent any electronic emission by this line.
  • the dimensioning of the resistive sections 22 depends on the functional characteristics of the screen, and in particular respective values of the addressing potentials.
  • the sections 22 are produced, preferably, at the same time as the construction of lines 14.
  • the sections 22 are preferably made of the same material as lines 14 and electrode 23, from a layer conductive deposited on the insulation layer (16, Figures 2C and 2D) separating the grid from the cathode.
  • the return electrode is, for example, polarized in permanence at potential -Vg.
  • a dissipation appears in the resistive element connecting a line being addressed to the return electrode.
  • provision may be made not to polarize the electrode as a reminder that between two line times. In this case only dissipation that occurs while the return electrode is polarized is related to the recall, towards the low potential, of the line electrode that has just been addressed.
  • sections 22 can be made up of conductors 120 mm long and 12 ⁇ m wide. With a material (e.g. niobium) having resistance square of 4 ⁇ , we obtain a resistance of 40 k ⁇ by section 22. If the potential + Vg is 80 volts, the potential -Vg being the mass and the addressing potentials Vk of the columns being between 0 and 40 volts, the leakage current linked to the section 22 is of the order of 2 mA, which causes dissipation about 160 mW. Of course, the layout of the sections 22 may have various shapes (serpentine, zigzag, etc.) allowing achieve the desired resistance depending on the space available.
  • a material e.g. niobium
  • Figure 5 illustrates, in a partial perspective view cut, a second embodiment of a cathode / grid a microtip screen according to the first aspect of the invention.
  • Cathode 1 produced on a substrate 10, for example glass, consists of 13 conductors organized in columns from a conductive layer.
  • a first resistive layer 11 of homogenization of the electronic emission is interposed between the cathode conductors 13 and the microtips 2 which are deposited on this resistive layer.
  • the structure of the cathode shown in Figure 5 can be similar to that illustrated by Figures 2A to 2C.
  • the layer resistive may be deposited under the cathode conductors, the microtips 2 being preferably deposited on the layer resistive 11, in the center of the mesh defined by the conductors cathode.
  • Cathode 1 is separated from grid 3 by a layer insulator 16 and the grid is formed in a conductive layer 24, engraved according to a pattern of lines 14 perpendicular to the cathode columns.
  • additional conductors 27 are inserted between the lines 14 of the grid. These conductors 27 are interconnected at one of their ends and constitute the return electrode at low potential -Vg (figure 4).
  • Each line 14 of the grid is addressed by an amplifier 21 as shown in FIG. 4.
  • a layer resistive 26 is added to layer 24 in which are lines 14 and 27 constitute each line 14 of the grid 3 is therefore, laterally, in resistive contact with two conductors 27.
  • An advantage of this embodiment compared to embodiment illustrated in Figure 4 is that the resistance of contact between grid lines 14 and lines 27 is homogeneous along lines 14.
  • Figure 6 illustrates a third embodiment of the first aspect of the invention which differs from the embodiment exposed in relation to FIG. 5, by the fact that the resistive layer 26 ′, for organizing resistive contacts between lines 14 of grid 3 and intermediate lines 27 of the return electrode is under the conductive layer 24 '.
  • An advantage of the present invention is that it simplifies the constitution of line control amplifiers without the need to transmit electronics by dedicated microtips, which improves the lifespan of the screen.
  • the fine conductors 22 ( Figure 4) or intermediate lines 27 ( Figure 5, 6) of the return electrode may be of a bulk low enough to be inserted between each line 14 of the grid without affecting the resolution of the screen.
  • the electrodes sequentially addressed scans consist of conductor lines of the microtip cathode, and the electrodes addressed simultaneously consist of columns grid conductors.
  • FIG. 7 represents, partially and seen from above, an embodiment of a cathode / grid according to this second aspect.
  • FIG. 8 is a partial view, in cut perspective, a cathode / grid according to this embodiment.
  • the scanning line recall electrode is intended to be in resistive contact with the lines of the cathode.
  • a conductive layer 28 is deposited full plate on the substrate 10. This layer 28 is etched according to a definition pattern 15 'cathode lines and intermediate conductors 29 of the return electrode. Although it is not shown in FIGS. 7 and 8, the lines 15 ′ of the cathode are preferably engraved with a mesh pattern (12, Figure 2A, 2B).
  • a resistive layer 11 is deposited full plate on (or under) cathode conductors and intermediate conductors 29.
  • the intermediate conductors 29 interposed between the lines 15 ' are interconnected at one end of the screen and the interconnect line 30 ( Figure 7) is intended to be polarized to a high potential + V1 corresponding to a potential for no emission electronic.
  • Each 15 'line can be addressed individually by means of a control amplifier 32 (FIG. 7), essentially consisting here of an N-channel MOS transistor connected between the end of line 15 'and a low potential -V1 for addressing the line concerned.
  • the N transistors are sequentially controlled by signals C 'with two states, one line being addressed when signal C 'is in a high state (at a potential greater than the potential -V1) making the conductor transistor N.
  • Unaddressed lines are left floating by their respective control amplifiers 32.
  • the return electrode is permanently polarized, or temporarily at the end of each line time.
  • the resistive layer 11, deposited full plate on the lines 15 'and 29, forms a resistive bond between each line 15 'of the cathode and the two intermediate conductors 29 which frame it.
  • the lines are brought back, at the end of addressing and through the resistive layer 11, at the potential + V1 preventing electronic transmission.
  • the microtips 2 are deposited on the resistive layer 11 in the meshes (12, FIGS. 2A, 2B) defined by the conductors (13, FIG. 2B) of lines 15 ', in holes 4 etched in the insulating layer 16 and in a conductive layer 24 in which the grid is produced by being organized in 14 'columns.
  • Columns 14 'of the grid are addressable individually and simultaneously by being each brought to a potential corresponding to the desired brightness for the pixel defined by the intersection of the line 15 'of addressed cathode and of the corresponding column 14 '.
  • the potential -V1 is equal to -40 volts, the potential + V1 corresponding to +40 volts.
  • An advantage of the invention according to this second aspect, where the addressing of the grid and the cathode is reversed with respect to a conventional screen, is that the amplifiers 32 for controlling the lines can be made using MOS transistors only at channel N.
  • Another advantage of providing such reverse addressing is that this saves a resistive layer (26, figure 5 - 26 ′, FIG. 6), and the resistive layer 11 of homogenization is used of electronic emission to achieve resistive contact to the return electrode.
  • the resistive layer 11 is etched according to the pattern of lines 15 'of the cathode. In this case, sections of this resistive layer, perpendicular to the lines 15 ', are maintained to contact the conductors 29.
  • Such an embodiment is, for example, intended for a screen in which the substrate 10 constitutes the surface of the screen.
  • the cathode conductors and the conductors 29 are preferably made on the resistive layer 11 deposited directly on the substrate 10, and the cathode conductors have a structure meshed.
  • the conductors of the return electrode are deposited on the resistive layer 11, between the columns of the grid and parallel to them.
  • the insulating layer (16, figure 8) is etched before the deposition of the conductive grid layer which is etched, in the same step, according to the pattern of the columns 14 'of the grid on the insulating layer 16 and according to the pattern of the conductors (in columns) of the return electrode on the resistive layer 11.
  • Material dimensions and characteristics used to make the resistive elements between the scan lines and the return electrode conductors will be adapted to minimize consumption due to handing over zero scan lines, and for that time to this reset is less than the duration of addressing a line, this time being related to the capacity of the scanning lines.
  • the time required to bring back a line that comes to be addressed to the potential + V1 is around 7 ⁇ s which is perfectly compatible with a line time which is generally around 40 ⁇ s for such a screen.
  • the present invention is capable of various variants and modifications which will appear to the man of art.
  • we can seek to reduce consumption linked to the recall by increasing the space between the lines of sweep and the conductors of the return electrode, and / or etching the resistive layer so as to leave only point recall resistors between lines and conductors of the return electrode.

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Abstract

L'invention concerne un écran plat de visualisation, comportant une cathode à micropointes d'émission électronique associée à une grille d'extraction d'électrons des micropointes, la cathode/grille comprenant des lignes conductrices (15') de grille ou de cathode propres à être adressées séquentiellement et des colonnes (14') de cathode ou de grille perpendiculaires aux-dites lignes et propres à être adressées individuellement et simultanément pendant l'adressage d'une ligne, et l'écran comportant une électrode de rappel (30) propre à être polarisée à un potentiel de rappel (+V1) correspondant à un potentiel d'absence d'extraction d'électrons, chaque ligne de grille ou de cathode étant reliée, par l'intermédiaire d'au moins un élément résistif (11), à l'électrode de rappel. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne le domaine des écrans plats de visualisation à micropointes.
La figure 1 représente schématiquement la structure d'un écran plat à micropointes du type auquel se rapporte l'invention.
Un tel écran à micropointes est essentiellement constitué d'une cathode 1 à micropointes 2 et d'une grille 3 pourvue de trous 4 correspondant aux emplacements des micropointes 2. La cathode 1 est placée en regard d'une anode cathodoluminescente 5 dont un substrat de verre 6 constitue généralement la surface d'écran.
Les conducteurs de cathode sont disposés en colonnes sur un substrat de verre 10. Les micropointes 2 sont réalisées sur une couche résistive 11 déposée, par exemple, sur les conducteurs de cathode et sont classiquement disposées à l'intérieur de mailles définies par les conducteurs de cathode. La figure 1 représente partiellement l'intérieur d'une maille, les conducteurs de cathode n'apparaissent pas sur cette figure. La cathode 1 est associée à la grille 3 qui est elle organisée en lignes. L'intersection d'une ligne de la grille 3 et d'une colonne de la cathode 1 définit un pixel.
Ce dispositif utilise le champ électrique créé entre la cathode 1 et la grille 3 pour que des électrons soient extraits des micropointes 2 vers des éléments luminophores 7 de l'anode 5. Dans le cas d'un écran couleur, tel que représenté à la figure 1, l'anode 5 est, par exemple, pourvue de bandes alternées d'éléments luminophores 7, correspondant chacune à une couleur (bleu, rouge, vert). Les bandes sont séparées les unes des autres par un isolant 8. Les éléments luminophores 7 sont déposés sur des électrodes 9, constituées de bandes correspondantes d'une couche conductrice transparente telle que de l'oxyde d'indium et d'étain (ITO). Les ensembles de bandes bleues, rouges, vertes sont alternativement polarisés par rapport à la cathode 1 pour que les électrons extraits des micropointes 2 d'un pixel de la cathode/ grille soient alternativement dirigés vers les éléments luminophores 7 en vis à vis de chacune des couleurs. Dans le cas d'un écran monochrome (non représenté), l'anode est constituée d'un plan d'éléments luminophores de même couleur ou de deux ensembles de bandes alternées d'éléments luminophores de même couleur.
La présente invention concerne plus particulièrement la cathode/grille d'un tel écran.
Les figures 2A à 2D illustrent un exemple de structure classique d'une cathode/grille d'écran à micropointes, les figures 2B et 2D étant respectivement des agrandissements de parties des figures 2A à 2C. Plusieurs micropointes 2, par exemple seize, sont disposées dans chaque maille 12 définie par les conducteurs de cathode 13 (figure 2B). L'intersection d'une ligne 14 de la grille 3 et d'une colonne 15 de la cathode 1 correspond ici, par exemple, à soixante-quatre mailles 12 d'un pixel de cathode (figure 2A).
La cathode 1 est généralement constituée de couches déposées successivement sur le substrat de verre 10. Les figures 2C et 2D représentent, partiellement, une vue en coupe selon la ligne A-A' de la figure 2B. Une couche conductrice est déposée sur le substrat 10. Cette couche est gravée selon un motif de colonnes 15, chaque colonne comportant des mailles 12 entourées de conducteurs de cathode 13. Une couche résistive 11 est ensuite déposée sur ces conducteurs de cathode 13. Cette couche résistive a pour objet de protéger chaque micropointe 2 contre un excès de courant à l'amorçage d'une micropointe 2. Une telle couche résistive 11 homogénéise l'émission électronique des micropointes 2 d'un pixel de la cathode 1 et accroít ainsi sa durée de vie. La couche résistive est déposée, soit sur la couche conductrice constitutive des conducteurs de cathode, soit sous cette couche conductrice comme cela est décrit dans le document EP-A-0 696 045. Une couche isolante 16 est déposée sur la couche résistive il pour isoler les conducteurs de cathode 13 de la grille 3 (figure 2D), formée dans une couche conductrice. Des trous 4 et des puits 17 sont respectivement pratiqués dans les couches 3 et 16 pour recevoir les micropointes 2.
Pour éviter les fuites de courant d'une colonne à l'autre de la cathode (qui engendrent un échauffement excessif de la cathode pouvant conduire à une casse de l'écran au cours du fonctionnement), la couche résistive 11 doit, le plus souvent, être gravée, en colonnes correspondant aux colonnes (15, figure 2A) de la cathode. Une telle gravure nécessite un masque distinct de celui utilisé pour la réalisation des conducteurs de cathode, la couche résistive n'étant pas maillée.
La figure 3 illustre schématiquement et en perspective, un exemple d'adressage classique d'un écran à micropointes.
Pour des raisons de clarté, le maillage des colonnes K de la cathode 1 n'a pas été représenté. De même la cathode 1 a été représentée écartée de la grille 3 alors que, en pratique, les sommets des micropointes 2 arrivent au niveau des trous 4 réalisés dans la grille 3. En outre, seuls neuf micropointes par pixel ont été représentées. En pratique, elles sont au nombre de plusieurs milliers par pixel d'écran. Côté anode 5, les surfaces des pixels P sont représentées en traits mixtes.
L'affichage d'une image s'effectue pendant un temps d'image (par exemple, 20 ms pour une fréquence de 50 hertz) en polarisant convenablement l'anode 5, la cathode 1 et la grille 3 au moyen d'un circuit électronique de commande (représenté partiellement pour la commande de la grille).
S'agissant d'une anode 5 d'écran monochrome, le plan d'éléments luminophores de l'anode est polarisé en permanence à un potentiel Va permettant d'attirer les électrons émis par les micropointes 2. Ce potentiel est choisi en tenant compte, notamment, de la distance qui sépare la cathode/grille de l'anode et est, par exemple, de l'ordre de 400 volts. Pour un écran couleur, les bandes d'éléments luminophores de l'anode sont séquentiellement polarisées par ensemble de bandes d'une même couleur pendant un temps de trame correspondant au tiers du temps d'image diminué des temps nécessaires aux commutations.
L'affichage s'effectue ligne par ligne, en polarisant séquentiellement les lignes L de la grille 3 pendant un "temps de ligne" durant lequel chaque colonne K de la cathode 1 est portée à un potentiel Vk qui est fonction de la brillance du pixel à afficher le long de la ligne courante (par exemple, Lj). La polarisation des colonnes K de la cathode 1 change à chaque nouvelle ligne. Un "temps de ligne" (par exemple 40 µs) correspond à la durée d'une trame divisée par le nombre de lignes L de la grille 3. La ligne courante Lj est portée à un potentiel +Vg (par exemple, 40 volts) alors que les autres lignes Lj-1, Lj+1 sont à un potentiel -Vg (par exemple, -40 volts) pendant ce temps de ligne. Les colonnes K de la cathode sont portées à des potentiels respectifs Vk(i-1), Vk(i), Vk(i+1) compris entre un potentiel d'émission maximale et un potentiel d'absence d'émission (par exemple, respectivement 0 et -40 volts) représentant, à chaque ligne, la brillance du pixel défini par l'intersection de la colonne K et de la ligne L. Le choix des valeurs des potentiels de polarisation est lié aux caractéristiques des éléments luminophores et des micropointes. Classiquement, en dessous d'une différence de potentiel de l'ordre de 40 volts entre la cathode 1 et la grille 3, il n'y a pas d'émission électronique, et l'émission maximale utilisée correspond à une différence de potentiel d'environ 80 volts.
Les lignes de la grille 3 adressées séquentiellement sont commandées individuellement par un amplificateur 20, généralement essentiellement constitué de deux transistors MOS P et N montés en série entre deux lignes d'alimentation aux potentiels +Vg et -Vg. Le point milieu de l'association en série des transistors P et N est connecté à la ligne de grille à laquelle l'amplificateur 20 est associé et les transistors MOS, respectivement à canal P et à canal N, reçoivent sur leurs grilles des signaux de commande (non représentés) propres à polariser successivement les lignes au potentiel haut +Vg, toutes les lignes non adressées étant portées au potentiel bas -Vg. Il est en effet nécessaire de ramener les lignes non adressées au potentiel -Vg de façon à éviter qu'une ligne précédemment adressée soit à un potentiel suffisant permettant l'extraction d'électrons.
Un inconvénient des écrans classiques est que les amplificateurs 20 doivent être réalisés en technologie CMOS, ce qui accroít le coût du circuit de commande. De plus, comme un amplificateur par ligne est nécessaire, le nombre d'amplificateurs en technologie CMOS réalisés est loin d'être négligeable par rapport à l'encombrement et au coût global du circuit de commande.
On a déjà proposé de simplifier la structure des amplificateurs de commande des lignes de grille en laissant les lignes non adressées à un potentiel flottant. Une telle solution requiert l'emploi, côté cathode, d'une colonne supplémentaire de micropointes constituant une électrode dite de remise à zéro des lignes de grille non adressées. Une telle solution est décrite dans la demande de brevet français n° 2 687 841. Les lignes de grille y sont prolongées d'un côté de l'écran jusqu'à une colonne supplémentaire de la cathode. Cette colonne de la cathode est adressée indépendamment des autres colonnes et est portée, entre chaque temps de ligne, à un potentiel suffisamment bas par rapport au potentiel nominal de polarisation de la grille pour permettre une émission électronique par cette colonne de remise à zéro. Les électrons alors émis par les micropointes de cette colonne sont destinés à retomber sur la ligne de grille venant d'être adressée pour abaisser son potentiel.
Si une telle solution permet de n'utiliser qu'un seul transistor par amplificateur d'adressage des lignes de grille, elle présente plusieurs inconvénients.
Tout d'abord, cette solution nécessite l'adjonction d'une colonne de cathode supplémentaire, et cette colonne doit, en pratique, être située hors de la zone active de l'écran, c'est-à-dire de la zone d'affichage, ce qui accroít l'encombrement de l'écran. De plus, le fait que l'électrode supplémentaire soit placée à une des extrémités des lignes de grille entraíne que l'abaissement du potentiel de la ligne venant d'être adressée est d'autant plus long que les lignes de grille sont longues. C'est pourquoi, ce document prévoit d'adjoindre une deuxième colonne de remise à zéro à l'autre extrémité de l'écran. Cela accroít encore l'encombrement de la surface de l'écran sans constituer une solution optimale. Par ailleurs, prévoir des colonnes de remise à zéro réparties entre les colonnes d'affichage de la cathode constitue une solution inadaptée. Tout d'abord, il faut alors écarter les colonnes d'affichage de la cathode ce qui nuit à la résolution de l'écran, les surfaces des colonnes de remise à zéro devant être importantes pour émettre une quantité suffisante d'électrons afin de baisser rapidement le potentiel des lignes de la grille. De plus, cela rend plus complexe la réalisation de l'anode, qui doit alors être polarisée à un potentiel inférieur au potentiel d'adressage des lignes de grille, pour permettre de repousser les électrons émis par la colonne de remise à zéro vers la grille. En outre, on constate que l'émission électronique par la ou les colonnes supplémentaires, entre chaque temps de ligne, nuit à la durée de vie de l'écran.
Selon un premier aspect, la présente invention vise à proposer une nouvelle solution pour simplifier la structure des amplificateurs d'adressage séquentiel des lignes de balayage d'un écran plat de visualisation à micropointes.
La présente invention vise, en particulier, à proposer une solution qui ne nécessite pas d'émission électronique.
La présente invention vise également à proposer une solution qui ne conduise pas à une augmentation de la surface de l'écran, ni à une diminution de la résolution d'un écran classique.
La présente invention vise également à proposer une solution qui ne nécessite pas de modification de l'anode d'un écran classique.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise également à ce que la simplification de structure des amplificateurs d'adressage séquentiel des lignes s'accompagne d'une simplification du procédé de réalisation de la cathode de l'écran.
Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit un écran plat de visualisation, comportant une cathode à micropointes d'émission électronique associée à une grille d'extraction d'électrons des micropointes, la cathode/grille comprenant des lignes conductrices de grille ou de cathode propres à être adressées séquentiellement, et des colonnes de cathode ou respectivement de grille perpendiculaires auxdites lignes et propres à être adressées individuellement et simultanément pendant l'adressage d'une ligne, l'écran comportant en outre une électrode de rappel propre à être polarisée à un potentiel de rappel correspondant à un potentiel d'absence d'extraction d'électrons, chaque ligne de grille ou de cathode étant reliée, par l'intermédiaire d'au moins un élément résistif, à l'électrode de rappel.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'électrode de rappel est constituée de lignes conductrices, intercalées entre deux lignes voisines de la grille ou de la cathode, et interconnectées au potentiel de rappel.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, lesdites lignes de grille ou de cathode et les lignes de l'électrode de rappel sont réalisées dans une même couche conductrice gravée, chaque ligne de l'électrode de rappel étant espacée des deux lignes voisines de la grille ou de la cathode.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, une couche résistive est présente sur ou sous ladite couche conductrice.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, chaque ligne de la grille est associée à un amplificateur de commande dont un étage de sortie comporte exclusivement un transistor MOS à canal P, intercalé entre un potentiel haut d'adressage et la ligne, l'électrode de rappel étant polarisée à un potentiel bas.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, chaque ligne conductrice de l'électrode de rappel est dimensionnée pour constituer un élément résistif entre une ligne de grille voisine et le potentiel de rappel.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, chaque ligne de la cathode est adressable par un amplificateur de commande dont un étage de sortie comporte exclusivement un transistor MOS à canal N, intercalé entre un potentiel bas d'adressage et la ligne, l'électrode de rappel étant polarisée à un potentiel haut.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, les micropointes sont déposées sur ladite couche résistive formant un élément résistif entre chaque ligne de cathode et l'électrode de rappel.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'électrode de rappel est constituée de conducteurs, intercalés entre les colonnes de la grille et séparés de la couche conductrice dans laquelle sont formées les lignes de la cathode, par la couche résistive.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'électrode de rappel est polarisée entre les périodes d'adressage de deux lignes successives, et est laissée flottante pendant l'adressage des lignes.
Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
  • les figures 1 à 3 qui ont été décrites précédemment sont destinées à exposer l'état de la technique et le problème posé ;
  • la figure 4 représente, vu de dessus, un premier mode de réalisation d'une grille selon la présente invention associée à une cathode classique ;
  • la figure 5 représente, partiellement et en perspective coupée, un deuxième mode de réalisation d'une grille selon la présente invention associée à une cathode classique ;
  • la figure 6 représente, partiellement et en perspective coupée, un troisième mode de réalisation d'une grille selon la présente invention associée à une cathode classique ;
  • la figure 7 représente, vu de dessus, un mode de réalisation d'une cathode/grille selon un deuxième aspect de la présente invention ; et
  • la figure 8 représente, partiellement et en perspective coupée, la cathode/grille de la figure 7.
    • Les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes références aux différentes figures. Pour des raisons de clarté, les représentations des figures ne sont pas à l'échelle et seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés aux figures et seront décrits par la suite.
    Une caractéristique de la présente invention est de ramener chaque ligne de balayage venant d'être adressée à un potentiel correspondant à un potentiel d'absence d'émission électronique, au moyen d'un contact ohmique de cette ligne de balayage avec une électrode de rappel polarisée à ce potentiel.
    Comme précédemment, un écran selon la présente invention est constitué d'une cathode à micropointes associée à une grille, la cathode/grille étant placée en regard d'une anode cathodoluminescente pourvue d'éléments luminophores. L'affichage d'une image s'effectue en adressant séquentiellement des électrodes en lignes de la grille ou de la cathode, des électrodes en colonnes perpendiculaires de la cathode ou de la grille étant adressées simultanément et individuellement pendant l'adressage de chaque ligne pour fixer les brillances respectives des pixels définis par les intersections des colonnes avec la ligne courante. Dans le cas d'un écran couleur, on fixe la brillance de la composante couleur du pixel correspondant, l'anode étant, par exemple, pourvue de trois ensembles de bandes alternées d'éléments luminophores de différentes couleurs. Dans un écran monochrome, on fixe le niveau de gris du pixel correspondant, l'anode étant constituée d'un plan d'éléments luminophores de même couleur ou de deux ensembles de bandes alternées d'éléments luminophores de même couleur.
    Selon un premier aspect de la présente invention, dont plusieurs modes de réalisation sont illustrés par les figures 4 à 6, les électrodes de balayage sont constituées par des lignes conductrices de la grille. La cathode est alors, selon ce premier aspect, une cathode classique organisée en colonnes dont l'adressage est également effectué de façon classique.
    Selon ce premier aspect de l'invention, chaque ligne de la grille est reliée, par l'intermédiaire d'au moins un élément résistif, à une électrode dite de remise à zéro ou de rappel, polarisée à un potentiel bas correspondant à un potentiel auquel les lignes de grille empêchent l'émission d'électrons.
    La figure 4 représente, partiellement et en vue de dessus, un premier mode de réalisation d'une cathode/grille selon le premier aspect de l'invention.
    Pour des raisons de clarté, un seul trou 4 a été représenté dans chaque ligne 14 de la grille à l'intersection d'une colonne 15 de la cathode.
    Chaque ligne de la grille est adressable, individuellement et séquentiellement, au moyen d'un amplificateur de commande 21. Selon l'invention, chaque amplificateur 21 est constitué d'un seul transistor MOS, ici à canal P, connecté entre un potentiel haut d'adressage +Vg et la ligne correspondante. Chaque transistor P est, par exemple, commandé par un signal à deux états C, une ligne donnée étant adressée quand le signal C est dans un état bas, c'est-à-dire à un potentiel suffisamment inférieur au potentiel +Vg pour mettre en conduction le transistor P correspondant. Les lignes non adressées sont donc laissées à un potentiel flottant du point de vue des amplificateurs 21 de commande de ces lignes.
    Selon le mode de réalisation de la figure 4, chaque ligne 14 de la grille est reliée, par l'intermédiaire d'un tronçon résistif 22, à un conducteur 23 polarisé à un potentiel bas -Vg. Les tronçons 22 sont, par exemple, constitués d'un conducteur très fin de façon à rendre résistif le contact entre chaque ligne 14 et le conducteur 23.
    Grâce aux contacts résistifs 22, chaque ligne 14 de la grille est, en fin d'adressage, ramenée à un potentiel suffisamment bas pour empêcher toute émission électronique par cette ligne. Le dimensionnement des tronçons résistifs 22 dépend des caractéristiques fonctionnelles de l'écran, et, en particulier, des valeurs respectives des potentiels d'adressage.
    La réalisation des tronçons 22 s'effectue, de préférence, en même temps que la réalisation des lignes 14. Les tronçons 22 sont préférentiellement réalisés dans le même matériau que les lignes 14 et l'électrode 23, à partir d'une couche conductrice déposée sur la couche d'isolement (16, figures 2C et 2D) séparant la grille de la cathode.
    L'électrode de rappel est, par exemple, polarisée en permanence au potentiel -Vg. Dans ce cas, une dissipation apparaít dans l'élément résistif reliant une ligne en cours d'adressage à l'électrode de rappel. Pour supprimer cette dissipation pendant l'adressage, on pourra prévoir de ne polariser l'électrode de rappel qu'entre deux temps de ligne. Dans ce cas, la seule dissipation qui intervient pendant que l'électrode de rappel est polarisée est liée au rappel, vers le potentiel bas, de l'électrode de ligne venant d'être adressée.
    A titre d'exemple particulier, pour un écran d'environ 13 cm de diagonale (5 pouces 1/4), les tronçons 22 peuvent être constitués de conducteurs de 120 mm de long et 12 µm de large. Avec un matériau (par exemple, du niobium) présentant une résistance carrée de 4 Ω, on obtient une résistance de 40 kΩ par tronçon 22. Si le potentiel +Vg est de 80 volts, le potentiel -Vg étant la masse et les potentiels Vk d'adressage des colonnes étant compris entre 0 et 40 volts, le courant de fuite lié au tronçon 22 est de l'ordre de 2 mA, ce qui entraíne une dissipation d'environ 160 mW. Bien entendu, le tracé des tronçons 22 pourra présenter diverses formes (serpentin, zigzag, etc.) permettant d'atteindre la résistance souhaitée en fonction de la place disponible.
    La figure 5 illustre, par une vue partielle en perspective coupée, un deuxième mode de réalisation d'une cathode/grille d'un écran à micropointes selon le premier aspect de l'invention.
    La cathode 1, réalisée sur un substrat 10, par exemple en verre, est constituée de conducteurs 13 organisés en colonnes à partir d'une couche conductrice. Une première couche résistive 11 d'homogénéisation de l'émission électronique est interposée entre les conducteurs de cathode 13 et les micropointes 2 qui sont déposées sur cette couche résistive. La structure de la cathode représentée à la figure 5 peut être similaire à celle illustrée par les figures 2A à 2C. A titre de variante, la couche résistive pourra être déposée sous les conducteurs de cathode, les micropointes 2 étant, de préférence, déposées, sur la couche résistive 11, au centre de mailles définies par les conducteurs de cathode. La cathode 1 est séparée de la grille 3 par une couche isolante 16 et la grille est formée dans une couche conductrice 24, gravée selon un motif de lignes 14 perpendiculaires aux colonnes de la cathode. Selon l'invention, des conducteurs additionnels 27 sont intercalés entre les lignes 14 de la grille. Ces conducteurs 27 sont interconnectés à une de leurs extrémités et constituent l'électrode de rappel au potentiel bas -Vg (figure 4). Chaque ligne 14 de la grille est adressée par un amplificateur 21 tel que représenté en figure 4.
    Selon le mode de réalisation de la figure 5, une couche résistive 26 est rapportée sur la couche 24 dans laquelle sont constituées les lignes 14 et les lignes 27. Chaque ligne 14 de la grille 3 est donc, latéralement, en contact résistif avec deux conducteurs 27.
    Un avantage de ce mode de réalisation par rapport au mode de réalisation illustré par la figure 4 est que la résistance de contact entre les lignes 14 de grille et les lignes 27 est homogène tout le long des lignes 14.
    La figure 6 illustre un troisième mode de réalisation du premier aspect de l'invention qui diffère, du mode de réalisation exposé en relation avec la figure 5, par le fait que la couche résistive 26', d'organisation des contacts résistifs entre les lignes 14 de la grille 3 et les lignes intermédiaires 27 de l'électrode de rappel, est sous la couche conductrice 24'.
    On notera que, dans les deux modes de réalisation illustrés par les figures 5 et 6, aucune étape de masquage supplémentaire n'est nécessaire par rapport à un procédé classique de fabrication d'une cathode/grille. On ajoute simplement une étape de dépôt (la deuxième couche résistive) et une étape de gravure des trous dans la couche résistive (dans le même masque de gravure que celui utilisé classiquement pour graver la couche isolante 16).
    Un avantage de la présente invention est qu'elle simplifie la constitution des amplificateurs de commande des lignes de balayage, sans qu'il soit nécessaire de procéder à une émission électronique par des micropointes dédiées à cet effet, ce qui améliore la durée de vie de l'écran.
    Un autre avantage de la présente invention est que les fins conducteurs 22 (figure 4) ou les lignes intermédiaires 27 (figure 5, 6) de l'électrode de rappel peuvent être d'un encombrement suffisamment faible pour pouvoir être intercalés entre chaque ligne 14 de la grille sans nuire à la résolution de l'écran.
    Un deuxième aspect de la présente invention sera décrit par la suite en relation avec les figures 7 et 8.
    Selon ce deuxième aspect de l'invention, les électrodes de balayage adressées séquentiellement sont constituées par des lignes conductrices de la cathode à micropointes, et les électrodes adressées simultanément sont constituées par des colonnes conductrices de la grille.
    La figure 7 représente, partiellement et vu de dessus, un mode de réalisation d'une cathode/grille selon ce deuxième aspect. La figure 8 est une vue partielle, en perspective coupée, d'une cathode/grille selon ce mode de réalisation.
    Ici, l'électrode de rappel des lignes de balayage est destinée à être en contact résistif avec les lignes de la cathode.
    Dans le mode de réalisation représenté aux figures 7 et 8, une couche conductrice 28 est déposée pleine plaque sur le substrat 10. Cette couche 28 est gravée selon un motif de définition de lignes 15' de cathode et de conducteurs intermédiaires 29 de l'électrode de rappel. Bien que cela ne soit pas représenté aux figures 7 et 8, les lignes 15' de la cathode sont, de préférence, gravées selon un motif de mailles (12, figure 2A, 2B). Une couche résistive 11 est déposée pleine plaque sur (ou sous) les conducteurs de cathode et les conducteurs intermédiaires 29. Les conducteurs intermédiaires 29 intercalés entre les lignes 15' sont interconnectés à une extrémité de l'écran et la ligne d'interconnexion 30 (figure 7) est destinée à être polarisée à un potentiel haut +V1 correspondant à un potentiel d'absence d'émission électronique. Chaque ligne 15' est adressable individuellement au moyen d'un amplificateur de commande 32 (figure 7), essentiellement constitué ici d'un transistor MOS à canal N connecté entre l'extrémité de la ligne 15' et un potentiel bas -V1 d'adressage de la ligne concernée. Les transistors N sont commandés séquentiellement par des signaux C' à deux états, une ligne étant adressée lorsque le signal C' est dans un état haut (à un potentiel supérieur au potentiel -V1) rendant conducteur le transistor N. Les lignes non adressées sont laissées flottantes par leurs amplificateurs de commande respectifs 32.
    Comme pour le cas où la grille constitue les électrodes de balayage, l'électrode de rappel est polarisée soit en permanence, soit temporairement à la fin de chaque temps de ligne.
    La couche résistive 11, déposée pleine plaque sur les lignes 15' et 29, forme une liaison résistive entre chaque ligne 15' de la cathode et les deux conducteurs intermédiaires 29 qui l'encadrent. Ainsi, les lignes sont ramenées, en fin d'adressage et par l'intermédiaire de la couche résistive 11, au potentiel +V1 empêchant l'émission électronique.
    Les micropointes 2 sont déposées sur la couche résistive 11 dans les mailles (12, figures 2A, 2B) définies par les conducteurs (13, figure 2B) des lignes 15', dans des trous 4 gravés dans la couche isolante 16 et dans une couche conductrice 24 dans laquelle la grille est réalisée en étant organisée en colonnes 14'. Les colonnes 14' de la grille sont adressables individuellement et simultanément en étant, chacune, portée à un potentiel correspondant à la brillance souhaitée pour le pixel défini par l'intersection de la ligne 15' de cathode adressée et de la colonne 14' correspondante.
    A titre d'exemple particulier de réalisation, le potentiel -V1 est égal à -40 volts, le potentiel +V1 correspondant à +40 volts. Les colonnes de grille 14' sont adressées à des potentiels Vc compris entre 0 et +40 volts, une émission maximale correspondant à un potentiel Vc de +40 volts alors que la ligne 15' correspondante de la cathode est polarisée au potentiel de -40 volts.
    Un avantage de l'invention selon ce deuxième aspect, où l'adressage de la grille et la cathode est inversé par rapport à un écran classique, est que les amplificateurs 32 de commande des lignes peuvent être réalisés au moyen de transistors MOS uniquement à canal N.
    Un autre avantage de prévoir un tel adressage inversé est qu'on économise ainsi une couche résistive (26, figure 5 - 26', figure 6), et on utilise la couche résistive 11 d'homogénéisation de l'émission électronique pour réaliser le contact résistif vers l'électrode de rappel.
    Dans le mode de réalisation illustré par les figures 7 et 8, il n'est désormais plus nécessaire de graver la couche résistive 11 dans la mesure où les conducteurs de cathode ne sont plus adressés simultanément, mais séquentiellement. Il n'y a donc plus de risque de fuite de courant entre les conducteurs de cathode. De plus, les colonnes de la grille étant séparées les unes des autres par la couche isolante 16, il n'y a pas de fuite de courant entre les colonnes adressées simultanément. Un avantage de la présente invention selon ce mode de réalisation est que l'absence de gravure de la couche résistive économise une étape de masquage et de gravure du procédé de fabrication de la cathode/grille.
    Selon un deuxième mode de réalisation (non représenté) mettant en oeuvre le deuxième aspect (adressage inversé) de la présente invention, la couche résistive 11 est gravée selon le motif des lignes 15' de la cathode. Dans ce cas, des tronçons de cette couche résistive, perpendiculaires aux lignes 15', sont maintenus pour contacter les conducteurs 29. Un tel mode de réalisation est, par exemple, destiné à un écran dans lequel le substrat 10 constitue la surface de l'écran. Dans ce cas, les conducteurs de cathode et les conducteurs 29 sont, de préférence, réalisés sur la couche résistive 11 déposée directement sur le substrat 10, et les conducteurs de cathode présentent une structure maillée.
    Selon un autre mode de réalisation non représenté, mettant en oeuvre le deuxième aspect de l'invention, les conducteurs de l'électrode de rappel sont déposés sur la couche résistive 11, entre les colonnes de la grille et parallèlement à celles-ci. Dans ce cas, la couche isolante (16, figure 8) est gravée avant le dépôt de la couche conductrice de grille qui est gravée, dans une même étape, selon le motif des colonnes 14' de la grille sur la couche isolante 16 et selon le motif des conducteurs (en colonnes) de l'électrode de rappel sur la couche résistive 11.
    Les dimensionnements et les caractéristiques des matériaux utilisés pour réaliser les éléments résistifs entre les lignes de balayage et les conducteurs de l'électrode de rappel seront adaptés pour minimiser la consommation due à la remise à zéro des lignes de balayage, et pour que le temps nécessaire à cette remise à zéro soit inférieur à la durée d'adressage d'une ligne, ce temps étant lié à la capacité des lignes de balayage.
    A titre d'exemple particulier, on pourra réaliser un écran d'environ 13 cm de diagonale dans lequel les lignes 15' de cathode présentent une longueur de l'ordre de 100 mm en laissant subsister un intervalle de 10 µm entre chaque ligne 15' et les deux conducteurs 29 qui l'encadrent. En supposant que la couche résistive 11 a une résistance de 300 MΩ par carré, la valeur de la résistance entre chaque ligne de la cathode et le potentiel de rappel est de l'ordre de 30 kΩ. En supposant une tension de l'ordre de 80 volts entre les potentiels -V1 et +V1, la consommation due au rappel est de l'ordre de 420 mW.
    Si la capacité d'une ligne de cathode est de l'ordre de 450 pF, le temps nécessaire pour ramener une ligne qui vient d'être adressée au potentiel +V1 est de l'ordre de 7 µs ce qui est parfaitement compatible avec un temps de ligne qui est généralement de l'ordre de 40 µs pour un tel écran.
    Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaítront à l'homme de l'art. En particulier, on pourra chercher à diminuer la consommation liée au rappel en augmentant l'espace entre les lignes de balayage et les conducteurs de l'électrode de rappel, et/ou en gravant la couche résistive afin de ne laisser subsister que des résistances de rappel ponctuelles entre les lignes et les conducteurs de l'électrode de rappel.

    Claims (10)

    1. Écran plat de visualisation, comportant une cathode (1) à micropointes (2) d'émission électronique associée à une grille (3) d'extraction d'électrons des micropointes, la cathode/ grille comprenant :
      des lignes conductrices (14 ; 15') de grille ou de cathode propres à être adressées séquentiellement ; et
      des colonnes (15 ; 14') de cathode ou respectivement de grille perpendiculaires auxdites lignes et propres à être adressées individuellement et simultanément pendant l'adressage d'une ligne,
         caractérisé en ce qu'il comporte une électrode de rappel (23, 27 ; 30) propre à être polarisée à un potentiel de rappel (-Vg ; +V1) correspondant à un potentiel d'absence d'extraction d'électrons, chaque ligne de grille ou de cathode étant reliée, par l'intermédiaire d'au moins un élément résistif (22, 26, 26' ; 11), à l'électrode de rappel.
    2. Écran selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode de rappel (23, 27 ; 30) est constituée de lignes conductrices (22, 27 ; 29), intercalées entre deux lignes (14 ; 15') voisines de la grille (3) ou de la cathode (1), et interconnectées au potentiel de rappel (-Vg ; +V1).
    3. Écran selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites lignes (14 ; 15') de grille (3) ou de cathode (1) et les lignes (27 ; 29) de l'électrode de rappel (30) sont réalisées dans une même couche conductrice (24, 24' ; 28) gravée, chaque ligne de l'électrode de rappel étant espacée des deux lignes voisines de la grille ou de la cathode.
    4. Écran selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une couche résistive (26, 26' ; 11) est présente sur ou sous ladite couche conductrice (24, 24' ; 28).
    5. Écran selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque ligne (14) de la grille (3) est associée à un amplificateur (21) de commande dont un étage de sortie comporte exclusivement un transistor MOS à canal P, intercalé entre un potentiel haut (+Vg) d'adressage et la ligne, l'électrode de rappel (23, 27) étant polarisée à un potentiel bas (-Vg).
    6. Écran selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que chaque ligne conductrice (22) de l'électrode de rappel (23) est dimensionnée pour constituer un élément résistif entre une ligne (14) de grille voisine et le potentiel de rappel (-Vg).
    7. Écran selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque ligne (15') de la cathode (1) est adressable par un amplificateur (32) de commande dont un étage de sortie comporte exclusivement un transistor MOS à canal N, intercalé entre un potentiel bas (-V1) d'adressage et la ligne, l'électrode de rappel (30) étant polarisée à un potentiel haut (+V1).
    8. Écran selon les revendications 4 et 7, caractérisé en ce que les micropointes (2) sont déposées sur ladite couche résistive (11) formant un élément résistif entre chaque ligne de cathode et l'électrode de rappel.
    9. Écran selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'électrode de rappel est constituée de conducteurs, intercalés entre les colonnes (14') de la grille (3) et séparés de la couche conductrice (28) dans laquelle sont formées les lignes (15') de la cathode (1), par la couche résistive (11).
    10. Écran selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'électrode de rappel (23, 27, 30) est polarisée entre les périodes d'adressage de deux lignes (14, 15') successives, et est laissée flottante pendant l'adressage des lignes.
    EP98410111A 1997-09-30 1998-09-29 Simplification de l'adressage d'un écran à micropointes avec électrode de rappel Withdrawn EP0905670A1 (fr)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    FR9712392 1997-09-30
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