FR2793603A1 - Dispositif emetteur d'electrons et procede de fabrication d'un tel dispositif - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif émetteur d'électrons pouvant être utilisé dans les dispositifs d'affichage et son procédé de fabrication. Le dispositif (1) comporte un substrat (10), des zones de matière de type N (13) et de matière de type P (16) sur le substrat formant une interface de jonction (19) exposée au vide pour la libération des électrons. Le contact électrique avec la couche (16) est obtenu à l'endroit où la couche s'étend sur un plot isolant (15), par l'intermédiaire d'un plot de contact (20). Le dispositif (1) est logé dans un boîtier (2) mis sous vide dont une paroi est formée par un verre de protection (30) comportant, sur sa face inférieure, un fin revêtement transparent (31) réalisé en une matière électriquement conductrice. Une couche (32) en une matière fluorescente forme un écran anode. Un contact (14) est relié à une source de tension négative (3), le contact (20, 21) étant relié à une source de tension positive (4) et le revêtement conducteur (31) étant relié à une source de tension positive (5) plus élevée que celle de la première source positive (4).

Description

DISPOSITIF EMETTEUR D'ELECTRONS ET PROCEDE DE FABRICATION

D'UN TEL DISPOSITIF

La présente invention concerne un dispositif émetteur d'électrons du type comprenant une zone de matière de type N, une zone de matière de type P et

une interface de jonction entre les deux zones.

Elle concerne également le procédé de fabrication de ce dispositif émetteur d'électrons. Des dispositifs émetteurs d'électrons sont utilisés dans diverses applications telles que dans des dispositifs électroluminescents ou des dispositifs d'affichage, des dispositifs électroniques à vide haute fréquence ou dans des applications dans lesquelles une source d'électrons est nécessaire pour une ionisation de gaz. Les dispositifs émetteurs d'électrons conventionnels sont de construction plane et comportent des couches de matières de type N et de type P superposées. Lorsqu'une tension est appliquée à travers les couches, des électrons sont produits à la jonction entre les différentes matières. Ces électrons se propagent par effet tunnel à travers la couche supérieure vers sa surface supérieure, qui est exposée au vide, o ils sont libérés. Des exemples de tels dispositifs émetteurs d'électrons sont décrits dans le US-5 202 571, le

GB-2 322 001 et le GB-2 322 000.

Un but de la présente invention est de fournir une alternative aux dispositifs

émetteurs d'électrons existants.

Ce but est atteint par un dispositif émetteur d'électrons du type tel que défini en préambule et caractérisé en ce que l'interface de jonction est exposée au vide pour la libération des électrons directement depuis la jonction dans le

vide.

Les zones de matière de type N et de matière de type P peuvent être formées par une couche de l'une des matières sur l'autre matière, I'interface de

jonction étant exposée à un bord de l'une des couches.

La couche de matière de type P est de préférence formée sur la couche de matière de type N, une surface supérieure de la couche de matière de type P étant exposée au vide, et la couche de matière de type P étant assez fine pour permettre une transmission d'électrons à travers la couche dans le vide

en plus de la libération à la jonction exposée.

Selon une variante de réalisation, les zones de matière de type N et de matière de type P peuvent être formées par des couches respectives sur un substrat commun, I'interface de jonction étant formée le long des bords

adjacents aux deux zones.

Le dispositif émetteur peut comprendre une pluralité d'interfaces de jonction exposées, formées de préférence par une pluralité de particules de l'un des

types de matière adjacente à des zones de l'autre type de matière.

La matière de type P peut être activée pour présenter une affinité

électronique négative et est de préférence du diamant.

Selon un autre aspect de la présente invention, le procédé de fabrication du dispositif émetteur d'électrons tel que défini en préambule est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à fournir une suspension de particules de type P ou de type N dans une solution appropriée et à utiliser un procédé d'impression à jet d'encre pour déposer les particules sur un substrat

et former une pluralité de jonctions émettrices d'électrons.

Les particules de type N et de type P peuvent être déposées sur le substrat pour que des jonctions soient formées entre les particules de type N et les particules de type P. De préférence, I'on dépose des particules de diamant de type P. Des dispositifs émetteurs d'électrons selon la présente invention et un dispositif d'affichage comportant de tels dispositifs vont maintenant être décrits au moyen d'exemples et en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue latérale schématique d'un premier mode de o0 réalisation d'un dispositif émetteur d'électrons selon l'invention, - la figure 2 est une vue en plan d'un deuxième mode de réalisation du - dispositif émetteur d'électrons selon l'invention, - la figure 3 est une vue latérale du deuxième mode de réalisation représenté par la figure 2, - la figure 4 est une vue en plan d'un troisième mode de réalisation du dispositif émetteur d'électrons selon l'invention, - la figure 5 est une vue latérale du troisième mode de réalisation représenté par la figure 4, - la figure 6 est une vue en plan d'un quatrième mode de réalisation du dispositif émetteur d'électrons selon l'invention, - la figure 7 est une vue latérale du quatrième mode de réalisation d'un dispositif émetteur d'électrons, - la figure 8 est une vue en plan d'un réseau de dispositifs émetteurs selon l'invention, - la figure 9 est une vue en plan d'un dispositif d'affichage monochrome à réseau matriciel comportant plusieurs dispositifs émetteurs d'électrons selon l'invention, et , - la figure 10 est une vue en plan d'un dispositif d'affichage couleur à réseau matriciel comportant plusieurs dispositifs émetteurs d'électrons selon l'invention. En référence à la figure 1, le dispositif émetteur d'électrons 1 comporte un 0o substrat 10 sous la forme d'une plaque de verre électriquement isolante (telle qu'en quartz fondu ou 7059) supportant sur sa surface supérieure 12 une couche 13 de silicium de type N. Un contact électrique est établi sur la couche de silicium 13 par une électrode en argent 14 disposée sur l'extrémité gauche de la surface supérieure de cette couche de silicium. Un plot isolant 15 de silice, formé en oxydant une partie de la couche de silicium, est ménagé de façon adjacente à l'électrode 14 sur la surface supérieure de la couche de silicium. Une couche 16 en diamant de type P s'étend sur le plot isolant 15 et sur la surface supérieure de la couche de silicium 13, et se termine peu avant l'extrémité droite de la couche de silicium, laissant exposée une zone 17 de la surface supérieure de la couche de silicium, adjacente à la couche de diamant. La région dans laquelle la surface inférieure de la couche de diamant rentre en contact avec la surface supérieure de la couche de silicium définit une interface de jonction 18 entre les deux matières. Cette jonction 18 est exposée le long du bord droit de la couche de diamant 16 pour fournir une jonction exposée 19. Le contact électrique avec la couche de diamant 16 est obtenu à l'endroit o la couche s'étend sur le plot isolant 15, par l'intermédiaire d'un plot de contact 20 en titane recouvert d'un revêtement 21

en or.

Le dispositif émetteur d'électrons 1 est disposé sous un verre de protection 30 comportant, sur sa face inférieure, un fin revêtement transparent 31 réalisé en une matière électriquement conductrice, telle qu'un oxyde d'étain/indium. Sur le revêtement conducteur 31 est déposée une couche 32 en une matière

fluorescente qui forme un écran anode.

Le dispositif émetteur d'électrons 1 est logé dans un boîtier 2 dont au moins une partie d'une paroi est formée par le verre de protection 30, ce boîtier

étant mis sous vide.

Le contact 14 est relié à une source de tension négative 3, le contact 20, 21 étant relié à une source de tension positive 4 et le revêtement conducteur 31 o0 du verre de protection 30 étant relié à une source de tension positive 5 plus

élevée que celle de la première source positive 4.

Les couches de silicium et de diamant 13 et 16 forment un émetteur à hétérojonction pour lequel une émission d'électrons se produit lors de l'application d'une tension directe de polarisation inférieure à 5 V. Le chemin primaire pour l'émission des électrons est de la couche de silicium 13 dans la région étendue de l'interface de jonction 18 et directement à travers le film fin 16 de diamant P jusqu'à sa surface supérieure, qui est exposée au vide. Un chemin secondaire pour l'émission se fait directement de l'endroit de lI'interface de jonction 19 exposé au vide. Ce chemin secondaire, à partir de la jonction exposée 19, augmente le flux d'électrons de façon significative par rapport aux dispositifs dans lesquels les électrons ne sont qu'à travers une couche de matière. A la fois pour les chemins d'émissions primaire et secondaire, la recombinaison à l'aide d'un piège due à une grande discordance de réseau (supérieur à 7 %) entre le silicium et le diamant est le mécanisme de courant dominant, plutôt que la diffusion par porteurs minoritaires. Des électrons émis à travers la couche 16 et à partir de la jonction exposée

19 se propagent jusqu'à l'écran anode 30 en raison de la tension d'anode.

Les électrons heurtant l'écran 30 provoquent la fluorescence de la couche fluorescente 32, laquelle émet de la lumière visible qui se propage vers

l'extérieur à travers le verre de protection.

Dans une matière de type N fortement dopée ayant une concentration élevée d'états de piège supérieure au niveau Fermi, une recombinaison de Auger de type P-N-N se produit, qui peut favoriser les électrons chauds dans la bande de conduction du diamant P. En présence d'une surface a AEN (affinité électronique négative) et sous l'influence d'une tension d'anode faible (<10V/!m), ces électrons vont subir respectivement les effets de io fléchissement de bande et de pénétration de champ, leur permettant de tunneler à travers la barrière de vide diminuée et d'être émis vers l'écran

(anode) fluorescent.

La couche 16 de diamant P a de préférence une épaisseur inférieure à 1 15. micron, une concentration de porteurs de trous supérieure à 1017 cm- 3' présente une faible concentration de joints de grains et comprend une matière graphitique. La surface supérieure exposée de la couche de diamant P 16 peut être activée pour présenter une AEN soit par un traitement au plasma d'hydrogène tel que détaillé ci-dessous ou par le dépôt d'un métal à faible travail d'extraction. Par exemple, des métaux tels que le nickel ou le titane sont connus pour induire une AEN sur une surface de diamant P (111) sans hydrogène. Le cuivre, le césium ou le cobalt sont également adaptés

pour induire une AEN sur une surface de diamant P (100).

Le dispositif peut être fabriqué par des techniques de croissance standards et de masquage lithographique et concerne les étapes d'impression d'un substrat en verre par gravure ionique avec un métal de contact N approprié, le dépôt sélectif d'une couche de polysilicium sur la métallisation par pyrolyse de SiH4, I'impression sélective d'une couche d'oxyde de silicium sur la métallisation et les régions de polysilicium, par oxydation thermique ou par DPV (dépôt en phase vapeur) haute pression en utilisant du 02 et du SiH4. La fine couche 16 de diamant de type P est ensuite imprimée par dépôt à travers un masque aligné en utilisant un procédé connu de synthèse de gaz commercial tel qu'un DPV à filament chaud, un DPV hyperfréquence, un DPV à plasma DC (courant continu), ou un DPV à plasma RF (radiofréquence). La matière brute pour le carbone peut être un gaz d'hydrocarbure tel que du méthane, de l'éthane, de l'acétylène, un liquide organique tel qu'un alcool, ou un gaz de dioxyde de carbone, qui peut être additionné d'hydrogène de manière appropriée. L'impureté pour obtenir la couche 16 de type P peut être un élément du groupe trois du tableau périodique des éléments. Par exemple, un dopage au bore peut être obtenu par addition d'un composé contenant du io bore aux gaz bruts. Selon une variante, le dopage au bore peut être réalisé

par implantation ionique d'une couche intrinsèque de diamant.

Une série de traitements de surface post-croissance peut être utilisée pour améliorer les propriétés électriques de la couche 16 de diamant P. La concentration en trous peut être augmentée soit par recuit thermique à une température comprise dans la plage de 500 C à 750 C (selon le verre substrat) dans un milieu contenant de l'hélium ou de l'azote ou, selon une variante, par recuit au laser Excimer dans un milieu à vide très poussé. Le but de ce traitement est de libérer l'hydrogène contenu dans le film, qui bloque la diffusion du bore incorporé dans les sites de substitution du réseau du diamant. Après ce traitement de surface, la couche de diamant P est exposée à des agents chimiques de nettoyage pour enlever la fine couche superficielle

qui n'est pas en diamant.

La conductivité à travers la fine couche de diamant 16 peut être améliorée en utilisant un traitement au plasma d'hydrogène pour lisser et restructurer la

surface de diamant polycristallin en réduisant la densité des joints de grains.

Le traitement peut être réalisé dans un milieu d'hydrogène sous faible pression avec la couche de diamant P polarisée par une tension positive en courant continu qui dépasse 300 V. Ce traitement expose la surface de diamant à un flux élevé d'ions et d'hydrogène atomique qui provoque une diminution de la rugosité de la surface et une diminution de la densité de joints de grains dues à la création de films quasi continus. Ces effets sont attribués à une diffusion de surface assistée par atomes d'hydrogène qui peut régénérer la cristallinité sp3 (diamant) tout en attaquant la matière amorphe liée sp2. Une deuxième conséquence de l'exposition du film en diamant P à ce traitement au plasma d'hydrogène est d'induire une condition de AEN en fournissant une terminaison monohydrure des combinaisons libres sur la io structure de surface du diamant (111) 1 x 1 ou (100) 2 x 1. Une surface ayant une AEN peut être utilisée pour augmenter les propriétés d'émission

d'électrons d'une électrode dans le vide.

Les figures 2 et 3 représentent une variante d'un dispositif émetteur d'électrons 40 comprenant une base en verre 41 supportant un substrat en quartz fondu 42. La surface supérieure 43 du substrat en quartz 42 supporte une couche 44 de silicium de type N polycristallin et une couche 45 de diamant DPV de type P polycristallin. Les deux couches 44 et 45 ont une forme rectangulaire et leurs extrémités intérieures 46 et 47 sont en face l'une de l'autre. Ces faces d'extrémité 46 et 47 sont inclinées selon un angle faible par rapport à la verticale, la partie inférieure de ces deux faces d'extrémité se touchant pour former une jonction 49 et un espace 50 en forme de V qui est plus large à la surface supérieure des couches. Un contact en argent 51 est formé sur le substrat 42 en contact avec la couche de silicium 44. Un contact en titane/or 52 est formé à l'extrémité opposée du substrat 42 en contact avec

la couche de diamant 45.

L'émetteur d'électrons 40 est disposé dans un boîtier 53 dans lequel on a fait le vide, sous un écran anode 54 recouvert d'une substance fluorescente, le contact en argent 51 étant relié à une source de tension négative 55, le contact en diamant 52 étant relié à une source de tension positive 56, et

l'écran anode étant relié à une source 57 de tension positive plus élevée.

Une émission d'électrons se produit à la jonction 49 en réponse à une tension directe polarisée inférieure à 10V. La géométrie plane de cet émetteur 40 localise l'interface de jonction 49 entre les couches de silicium et de diamant 43 et 44 qui ont une surface de contact limitée. La zone de l'interface 49 est délimitée, en dessous, par le substrat 42 et, sur sa surface supérieure, par le vide. La zone d'interface 49 n'est pas nécessairement continue sur sa longueur mais pourrait contenir une grande proportion d'évidements mettant

le substrat 42 en contact avec le vide.

La couche 45 de diamant P a de préférence une épaisseur inférieure à 1 micron et présente une surface structurée (100) ayant une très faible densité de joints de grains et une densité de porteurs élevée. A la zone de jonction d'interface 49, la couche 45 de diamant P se termine en une structure de

surface cristalline contenant à la fois des cristaux à facettes (100) et (111).

Pour augmenter la semi-conductivité de type P, la surface de diamant P et la zone d'interface 49 peuvent être soumises au même traitement de surface que celui décrit ci-dessus pour l'émetteur représenté par la figure 1. La surface de diamant P peut être activée pour présenter une AEN. La nature localisée de l'interface 49 et le haut degré de confinement des porteurs produits par la géométrie plane de la jonction intensifient la recombinaison aidée par piège et la production d'électrons Auger. Le tunnelage aidé par le substrat par l'intermédiaire des impuretés métalliques peut également profiter - aux porteurs de courant direct de jonction à cause de la présence de vides dans l'interface de jonction 49. Ceci peut conduire à la création d'une source supplémentaire de porteurs qui peuvent tunneler à travers la barrière de vide aux surfaces de diamant P et contribuer au champ d'émission d'électrons

depuis l'interface de jonction 49 vers l'écran anode 54.

La structure de l'émetteur représenté par les figures 2 et 3 peut être réalisée en utilisant les mêmes techniques de traitement que pour l'émetteur représenté par la figure 1, l'agencement plan le rendant plus facile à fabriquer que l'émetteur représenté par la figure 1. En outre, les traitements de surface utilisés lors de la fabrication de l'émetteur représenté par la figure I peuvent aussi être utilisés dans la fabrication de l'émetteur représenté par les figures 2

s et3.

Les figures 4 et 5 illustrent un émetteur 60, qui est similaire à celui représenté par les figures 2 et 3 et qui comporte une couche 61 de silicium de type N formée sur un substrat isolant 62. Cependant, la couche de diamant, formée 0o par une couche 63 de particules 64 de diamant de type P, nanocristallin et dopé au bore, est discontinue. Typiquement, les particules 64 ont des dimensions allant de 500 nm jusqu'à 50 nm. La couche 63 de particules de diamant 64 établit un contact ohmique avec un contact 65. La structure de l'interface de jonction résultante est composée d'un réseau d'interfaces

isolées, de préférence formées entre la couche 61 de polysilicium et les nano-

particules de diamant 64. En conséquence, la surface effective de la jonction

reliant directement le polysilicium 61 et les particules de diamant 64 est petite.

Ceci a pour effet de limiter le nombre et la densité des états de piège d'interface, conduisant à une augmentation de la vitesse d'injection des porteurs minoritaires dans les particules de diamant P 64 depuis le silicium N+ 61. Le Si N+ peut être remplacé par d'autres semi- conducteurs N- ou N+ dopés tels que du germanium, du diamant, du carbure de silicium, du nitrure de bore

ou du nitrure d'aluminium.

La conduction entre la zone d'interface et le contact 65 en diamant P est légèrement modifiée par des niveaux d'impuretés issues de la présence d'ions métalliques 66 sur la surface du substrat isolant 62 dans les zones 30. entourant les particules de diamant 64 et de la charge d'espaces qui est produite entre les particules de diamant à l'interface de jonction et celles

légèrement en retrait de celle-ci.

Il Cette structure de particules de diamant réparties renforce l'incidence du saut/tunnelage aidé par le substrat des électrons à travers la zone contenant les particules de diamant P 64. Ce mécanisme de conduction se produit sous s l'influence de la tension directe polarisée dans la plage de 5 à 15V appliquée à travers la jonction. Un faible pourcentage (moins de 1%) de ce courant direct sera perdu depuis les plus petites surfaces de particules à cause de leurs facteurs d'enrichissement du champ géométrique élevés, qui permettent aux électrons de tunneler à travers la barrière affaiblie de vide sur les surfaces de particules vers l'écran anode. Le rendement de l'émission peut être augmenté sensiblement si les particules de diamant P 64 sont traitées pour présenter une AEN permettant une émission thermalisée de porteurs depuis la bande de conduction minimale dans le vide. L'approche est d'induire une AEN à l'interface substrat/diamant en introduisant des ions/atomes métalliques, tels que de nickel, sur la surface du substrat lors de la fabrication de la structure de l'émetteur à jonctions de diamant. Des traitements de surface ultérieurs comprenant une exposition à de l'hydrogène atomique suivie par un recuit thermique sous vide sont utilisés pour activer la AEN sur les surfaces en diamant P en amenant des atomes métalliques en contact électrique avec ces surfaces. L'apport de porteurs thermalisés dans la bande de conduction du diamant P est fourni par le tunnelage induit par champ des électrons par l'intermédiaire des états des interfaces et des impuretés formés

à la jonction entre les particules de diamant 64 et le substrat 62 sousjacent.

La surface en diamant libre de produit adsorbé et mono-hydrure avec une

couverture monocouche de nickel ont été décrits pour présenter une AEN; réf.

J. Van der Weide and R.J.Nemanich, Phys. Rev.B 49, 13, 629, (1994).

L'émetteur d'électrons à hétérojonction représenté par les figures 4 et 5 peut être fabriqué par un procédé d'impression et de traitement décrit dans le WO

98127568.

Le nanograin de diamant peut être déposé avec le dessin désiré soit par

dépôt sélectif à travers des masques photorésistants ou par sérigraphie.

Selon une alternative, un procédé d'impression à jet d'encre pourrait être utilisé dans lequel le nanograin de diamant est suspendu dans une solution aqueuse contenant des agents tensioactifs formulés pour présenter une viscosité adaptée à la tête d'impression utilisée, typiquement dans la plage de 2,3 à 3 centipoises (0,0023 à 0,003 Pa.s). Ceci permet le dépôt du nanograin avec une distribution des particules soigneusement contrôlée, une grande précision, et d'une manière reproductible afin de fabriquer un réseau de sites

0o d'émetteurs ayant des caractéristiques électriques similaires.

Les figures 6 et 7 représentent un autre mode de réalisation d'un dispositif émetteur d'électrons 70 dans lequel l'émission d'électrons est produite depuis des jonctions entre des matières de type P et de type N exposées au vide. Ce dispositif émetteur 70 comporte un verre substrat isolant 71 ayant deux contacts métalliques 72 et 73 écartés l'un de l'autre. Des émetteurs à hétérojonction sont formés entre les deux contacts 72 et 73 par un nanograin 74 de diamant P disposé de manière sélective sur le substrat 71 et auquel des particules 75, en dessous du micron, de Si N+ et des particules, en dessous du micron, de métal ont été ajoutées séparément ou ensemble. Le Si N+ peut être remplacé par d'autres semi-conducteurs dopés N- ou N+ tels que du germanium, du diamant, du carbure de silicium, du nitrure de bore ou du nitrure d'aluminium. Les tailles des particules de matières formant la structure de l'émetteur sont toutes comprises dans la plage de 500 nm à 50 nm. Lorsqu'une tension est appliquée à travers les contacts 72 et 73, des électrons sont émis depuis les zones d'interfaces o les particules de diamant 74 sont en contact avec les particules de silicium 75, de sorte un réseau d'interfaces isolées est formé entre le substrat 71, de sorte qu'un réseau d'interfaces isolées est formé entre les nanograins de diamant et les particules semi-conducteurs de type N et/ou les particules métalliques additionnées sur la surface de verre. Cette structure de particules distribuées augmente l'incidence du saut/tunnelage aidé par le substrat des électrons à travers la zone contenant les particules de diamant P. Ce mécanisme de conduction se produit sous l'influence d'une tension polarisée en sens direct

dans la plage de 5 à 15 V appliquée à la jonction.

La structure de l'émetteur des figures 6 et 7 peut être réalisée par des procédés d'impression conventionnels bien qu'il soit préférable de la réaliser par impression à jet d'encre. Chaque type de particule est suspendu dans une solution aqueuse contenant des agents tensioactifs formulés pour présenter une viscosité dans la plage de 2,3 à 3 cps (0, 0023 à 0,003 Pa.s). Ceci permet io le dépôt des matières avec une distribution des particules soigneusement contrôlée, une grande précision, et d'une manière reproductible afin de fabriquer un réseau de sites émetteurs ayant des caractéristiques électriques similaires. Cette technique d'impression a aussi des avantages par rapport aux procédés d'impression conventionnels pour la production de réseaux

d'émetteurs d'électrons.

N'importe lequel des émetteurs d'électrons décrits ci-dessus peut être incorporé dans un réseau pouvant être adressé afin que des émetteurs individuels puissent être alimentés sélectivement. Un tel réseau pourrait être utilisé pour fournir un affichage. Un exemple d'un tel réseau 80 employant des émetteurs 81 du type représenté par les figures 6 et 7 est illustré par la figure 8. Ce réseau comporte un substrat isolant 82, tel qu'en verre ou en céramique, sur lequel sont déposées quatre lignes verticales d'adresses Y 83 en métal. Chaque ligne d'adresse Y 83 comporte quatre contacts courts 84 , s'étendant horizontalement. Quatre lignes horizontales d'adresses X 85 s'étendent latéralement à travers le substrat 82 en étant isolées des lignes d'adresses Y 83 par des plots isolants 86 déposés sur les lignes d'adresses Y. Chaque ligne d'adresse X 85 comporte quatre contacts 87 s'étendant verticalement, qui sont séparés des contacts d'adresses Y 84 par un petit espace 88. Une petite zone de nanograins de diamant de type P et de particules de silicium de type N mélangées à des particules métalliques est déposée sur le substrat 82 à l'intérieur de chaque espace 88, afin de former

seize zones émettrices 89 pouvant être adressées sélectivement.

Les lignes métalliques d'adresses 83 et 85 peuvent être en un métal tel que du Cr, du Co, de l'AI, du Cu, du Au, du Ni ou du ITO et elles peuvent être réalisées en utilisant des procédés d'impression conventionnels, tels que la sérigraphie ou le dépôt par gravure ionique à travers un masque formé par lithographie. Selon une alternative, les lignes d'adresses 83 et 85 et les plots isolants 86 peuvent être réalisés par une imprimante à jet d'encre utilisant des 1o solutions d'impression formulées à partir de solutions polymères-métaux disponibles dans le commerce. Les propriétés électriques désirées du réseau sont obtenues par un traitement thermique approprié dans un écoulement d'air. Le nanograin de diamant est de préférence déposé en premier, les particules de silicium étant ensuite déposées par des techniques à jet d'encre par exemple. Les particules déposées sont ensuite traitées par un traitement au plasma d'hydrogène à une température élevée dans la plage de 500 C à 1000 C, en utilisant de préférence une tension polarisée de sens direct jusqu'à 300 V appliquée aux lignes d'adresse Y 83, tout en laissant les lignes d'adresse X électriquement libres. Le substrat est ensuite recuit en plaçant le réseau dans un milieu d'hélium, ou sous vide très poussé, en utilisant un

traitement thermique ou une irradiation sélective au laser Excimer.

La figure 9 représente un réseau 90 d'émetteurs similaires à ceux de la figure 8, des composants similaires à ceux de la figure 8 portant le même numéro de référence additionné du signe prime '. Le réseau 90 comporte trois lignes d'adresses Y 83' formant seize zones émettrices 89' d'approximativement 100 Ilm carré chacune. Le réseau 90 comporte également quatre lignes d'adresses anode 91 parallèles aux lignes d'adresses Y 83' et comportant chacune quatre écrans fluorescents ou pixels 92 disposésadjacents à une zone émettrice respective 89'. Les écrans fluorescents 92 sont intégrés dans le substrat de verre 82', contrairement aux modes de réalisation précédents d'émetteurs. Les lignes d'adresses 83', 85' et 91' peuvent être en une matière conductrice optiquement transparente, telle que le ITO, si les pixels fluorescents 92 doivent être observés en transmission à travers le substrat 82' ou optiquement opaque si les pixels doivent être observés en réflexion depuis

la direction du verre de protection transparent.

La figure 10 illustre comment le réseau de la figure 9 pourrait être modifié pour former un affichage multicolore en prévoyant trois lignes d'adresses io anodes séparées 91B, 91R, 91G pour chaque émetteur 89', chaque ligne d'adresses étant associée à un pixel de matière fluorescente 92B, 92R, 92G de couleur différente, bleue, rouge ou verte. La colonne gauche des émetteurs 89' est illustrée dans une configuration monochrome à titre de comparaison. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation du dispositif émetteur de l'invention telles que décrite, mais peut subir différentes

modifications ou variantes évidentes pour l'homme du métier.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif émetteur d'électrons comprenant une zone (13, 44, 61, 75) de matière de type N, une zone (16, 45, 63, 64, 74) de matière de type P et une interface de jonction (19, 49) entre les deux zones, caractérisé en ce que l'interface de jonction (19, 49) est exposée au vide pour la libération des

électrons directement depuis la jonction dans le vide.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones de I0 matière de type N et de matière de type P sont formées par une couche de l'une des matières (16) sur l'autre matière (13), et en ce que l'interface de

jonction (19) est exposée à un bord de l'une des couches.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche de matière de type P (16) est formée sur la couche (13) de matière de type N, en ce que la surface supérieure de la couche de matière de type P est exposée au vide, et en ce que la couche (16) de matière de type P est assez fine pour permettre une transmission d'électrons à travers la couche dans le vide en

plus de la libération à la jonction (19) exposée.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones de matière de type N et de matière de type P sont formées par des couches respectives (44, 45) sur un substrat (41) commun, et en ce que l'interface de

jonction (49) est formée le long des bords (46, 47) adjacents aux deux zones.

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité d'interfaces de jonction exposées formées par une pluralité de particules (64, 74) de l'un des types de matière adjacente à des zones (61,

66, 75) de l'autre type de matière.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé en ce que la matière de type P (16, 45, 63, 64, 74) est activée

pour présenter une affinité électronique négative.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé en ce que la matière de type P (16, 45, 63, 64, 74) est du diamant.

8. Procédé de fabrication d'un dispositif émetteur d'électrons selon la 1o revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à fournir une suspension de particules de type P ou de type N dans une solution appropriée et à utiliser un procédé d'impression à jet d'encre pour déposer les particules sur un substrat et former une pluralité de jonctions

émettrices d'électrons.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'à la fois les particules de type N et de type P sont déposées sur le substrat pour que des jonctions soient formées entre les particules de type N et les particules de type P.

10. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'on dépose des particules de diamant de type P.