Tessier, Laurent (25 ter rue de la Liberté, Fontaine, F-38600, FR)
| 1. | Panneau de visualisation à plasma comprenant une première dalle (11) et une deuxième dalle (12) ménageant entre elles un espace rempli de gaz de décharge partitionné, notamment à l'aide d'un réseau de barrières, en une pluralité de cellules de décharge (17) disposées en lignes et en colonnes, ladite première dalle (11) comprenant au moins deux réseaux d'électrodes (Y, Y') coplanaires dites d'entretien, qui sont orientées selon des directions générales parallèles entre elles et auxdites lignes, ladite deuxième dalle (12) comprenant au moins un réseau d'électrodes (X) dites d'adressage, qui sont orientées selon des directions générales parallèles entre elles et auxdites colonnes, lesdites électrodes étant disposées de manière à ce que, au niveau de chaque cellule (17), une électrode d'adressage croise une électrode de chaque réseau d'entretien, ledit réseau de barrières comprenant des éléments de séparation inter colonnes (15) séparant, chacun, deux colonnes adjacentes de cellules, caractérisé en ce que, chaque cellule (17) se subdivisant en au moins deux zones de déclenchement (ZM, ZM) situées chacune au niveau d'un croisement de l'électrode d'adressage avec une électrode d'entretien, et en au moins une zone d'expansion coplanaire de décharge (ZE ; ZEIX ZE2) s'étendant entre les zones de déclenchement (ZM, Z.), ledit réseau de barrières est adapté pour que, dans chaque cellule, chaque zone d'expansion coplanaire (ZE ; ZE19 ZE2) présente, dans un intervalle situé entre les zones de déclenchement (ZM, ZM') qui le délimitent le long des colonnes, une largeur qui, lorsqu'elle est mesurée entre deux éléments de séparation adjacents (15 ; 15, 19) qui la délimitent le long des lignes, est inférieure à la largeur de toutes les zones de déclenchement (ZM, Zum.) mesurée entre deux éléments de séparation adjacents (15) délimitant ces zones également le long des lignes. |
| 2. | Panneau à plasma selon la revendication 1 caractérisé en ce que la première dalle comprend uniquement deux réseaux d'électrodes coplanaires d'entretien. |
| 3. | Panneau à plasma selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits éléments de séparation inter colonnes s'étendent continuement sur approximativement toute la hauteur dudit espace entre les dalles. |
| 4. | Panneau à plasma selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que, au niveau de chaque cellule (17), la distance séparant les électrodes (Y, Y') des différents réseaux coplanaires est supérieure à la distance séparant les dalles (11,12). |
| 5. | Panneau à plasma selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit réseau de barrières est adapté pour que, au niveau de chaque cellule (17), la largeur de chaque zone d'expansion coplanaire mesurée dans la direction des lignes entre deux éléments de séparation adjacents la délimitant soit inférieure d'au moins 15% à la largeur de toutes les zones de déclenchement mesurée dans la direction des lignes entre deux éléments de séparation adjacents les délimitant. |
| 6. | Panneau à plasma selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque cellule (17) ne comprend qu'une seule zone d'expansion (ZE) entre deux zones de déclenchement adjacentes (ZM, ZM). |
| 7. | Panneau à plasma selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque cellule comprend une pluralité de zones d'expansion (ZEI, ZE2) entre deux zones de déclenchement adjacentes (ZM, ZM').<BR> <P>. |
| 8. | Panneau à plasma selon la revendication 7 caractérisé en ce que chaque cellule est subdivisée par au moins un élément de séparation intra cellule (19) qui s'étend dans la direction des colonnes dans ledit intervalle situé entre les zones de déclenchement et qui délimite deux zones d'expansion adjacentes (ZEI, ZE2) de cette cellule. |
| 9. | Panneau à plasma selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdites électrodes coplanaires sont revtues d'une couche diélectrique (13) et d'une couche de protection et d'émission d'électrons secondaires (14). |
| 10. | Dispositif de visualisation d'images comprenant un panneau à plasma selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de pilotage et d'alimentation des électrodes de ce panneau aptes à appliquer à ces électrodes des signaux adaptés pour générer, au niveau de chaque cellule, des décharges coplanaires entre les différentes électrodes coplanaires la traversant et pour que ces décharges soient déclenchées chacune par une décharge matricielle entre l'électrode d'adressage la traversant et l'une desdites électrodes coplanaires. |
En référence aux figures 1A et 1B, l'invention concerne un panneau de visualisation à plasma comprenant une première dalle 11 et une deuxième dalle 12 ménageant entre elles un espace rempli de gaz de décharge partitionné, notamment à l'aide d'un réseau de barrières, en une pluralité de cellules de décharge 17 disposées en lignes et en colonnes.
La première dalle 11 comprend au moins deux réseaux d'électrodes Y, Y' coplanaires dites d'entretien, qui sont orientées selon des directions générales parallèles entre elles et aux lignes de cellules, et qui sont revtues d'une couche diélectrique 13 et d'une couche de protection et d'émission d'électrons secondaires 14 (en pointillés sur la figure).
La deuxième dalle 12 comprend au moins un réseau d'électrodes X dites d'adressage, qui sont orientées selon des directions générales parallèles entre elles et aux colonnes de cellules, et qui sont revtues d'une couche diélectrique 16.
Les électrodes Y, Y', X des différents réseaux sont disposées de manière à ce que chaque cellule de décharge soit traversée par une électrode de chaque réseau.
Le réseau de barrières isolantes comprend des éléments de séparation inter-cellules 15 séparant, chacun, deux colonnes adjacentes de cellules.
Enfin, les versants des barrières et la deuxième dalle sont recouvertes d'une couche de luminophore (non représenté) susceptible d'émettre de la lumière visible sous l'excitation des décharges dans les cellules.
L'invention concerne également un dispositif de visualisation d'images comprenant un tel panneau à plasma et des moyens de pilotage et d'alimentation des électrodes de ce panneau qui sont adaptés : - pour générer des opérations d'adressage pour activer sélectivement des cellules et pour générer des opérations d'entretien pour obtenir des décharges de plasma uniquement dans les cellules préalablement activées, - pour que, lors des phases d'entretien, les décharges coplanaires d'entretien soient déclenchées par des décharges matricielles.
A cet effet, ces moyens de pilotage et d'alimentation sont adaptés :
- pour appliquer, entre l'électrode d'adressage X et l'une des électrodes d'entretien Y ou Y'qui traversent chaque cellule 17, un signal de tension d'adressage adapté pour déposer des charges électriques d'activation sur la couche diélectrique recouvrant ladite électrode d'entretien, - pour appliquer, entre les électrodes d'entretien Y, Y'qui traversent chaque ligne de cellules, une succession de signaux de tension d'entretien adaptés pour générer des décharges de plasma uniquement dans les cellules de cette ligne qui ont été préalablement activées, et pour générer, juste avant ou pendant chaque signal d'entretien, entre les électrodes d'adressage X et l'une ou l'autre des électrodes d'entretien Y ou Y'qui traversent les cellules de cette ligne, un signal de tension de déclenchement adapté pour déclencher lesdites décharges.
Les signaux de déclenchement peuvent tre induits automatiquement ou appliqués volontairement à l'aide d'un générateur adapté ; ces signaux induisent des décharges matricielles dans l'épaisseur de l'espace gazeux séparant les dalles, dans le but de faciliter le démarrage des décharges d'entretien entre les électrodes coplanaires.
Le document US6184848 décrit un dispositif de visualisation d'images de ce type, adapté pour le pilotage des décharges coplanaires par déclenchement matriciel.
Un objectif poursuivi par l'invention est d'améliorer le rendement lumineux de ce type de panneau.
A cet effet, l'invention a pour objet un panneau de visualisation à plasma comprenant une première dalle et une deuxième dalle ménageant entre elles un espace rempli de gaz de décharge partitionné, notamment à l'aide d'un réseau de barrières, en une pluralité de cellules de décharge disposées en lignes et en colonnes, ladite première dalle comprenant au moins deux réseaux d'électrodes coplanaires dites d'entretien, qui sont orientées selon des directions générales parallèles entre elles et auxdites lignes, ladite deuxième dalle comprenant au moins un réseau d'électrodes dites d'adressage, qui sont orientées selon des directions générales parallèles entre elles et auxdites colonnes,
lesdites électrodes étant disposées de manière à ce que, au niveau de chaque cellule, une électrode d'adressage croise une électrode de chaque réseau d'entretien, ledit réseau de barrières comprenant des éléments de séparation inter- colonnes séparant, chacun, deux colonnes adjacentes de cellules, caractérisé en ce que, chaque cellule se subdivisant en une zone de déclenchement au niveau de chacun des croisements de l'électrode d'adressage avec une électrode d'entretien, et en au moins une zone d'expansion coplanaire de décharge s'étendant entre les zones de déclenchement, ledit réseau de barrières est adapté pour que, au niveau de chaque cellule, c'est à dire dans chaque cellule, chaque zone d'expansion coplanaire présente, dans un intervalle situé entre les zones de déclenchement qui le délimitent le long des colonnes, une largeur qui, lorsqu'elle est mesurée entre deux éléments de séparation adjacents qui la délimitent le long des lignes, est inférieure à la largeur de toutes les zones de déclenchement mesurée entre deux éléments de séparation adjacents délimitant ces zones également le long des lignes.
Toutes les largeurs sont évaluées le long des lignes.
Comme il y a au moins deux réseaux d'électrodes coplanaires et comme, au niveau de chaque cellule, une électrode d'adressage croise une électrode de chaque réseau d'entretien, il y a obligatoirement dans chaque cellule plusieurs croisements de l'électrode d'adressage avec une électrode d'entretien, et donc plusieurs zones de déclenchement, plus précisément au moins deux ; ainsi, chaque cellule comprend au moins deux zones de déclenchement, situées chacune au niveau d'un croisement de l'électrode d'adressage avec une électrode d'entretien.
Chaque zone d'expansion forme un canal destiné à contenir la pseudo- colonne positive de la décharge coplanaire de plasma. Selon l'invention, ce canal présente au moins une partie plus étroite de constriction de la pseudo- colonne positive ; cette partie plus étroite correspond audit intervalle situé entre les zones de déclenchement ; la zone d'expansion peut tre étroite tout le long du canal, auquel cas ledit intervalle correspond à la distance entre les zones de déclenchement.
On remarquera que le panneau à plasma décrit dans le document W003/060864 (non publié à la date de priorité du présent document, mais bénéficiant a priori d'une date de priorité antérieure) présente, au niveau de chaque cellule, une ou plusieurs cavités ; lorsque ces cavités sont courbes ou elliptiques comme sur les figures 10C et 10D de ce document, ces cavités ménagent des zones d'expansion coplanaire dont la largeur, mesurée le long des lignes, n'est pas constante ; néanmoins, rien n'indique dans ce document qu'il existe dans chaque cellule au moins deux zones de déclenchement au croisement d'une électrode d'adressage portée par une dalle et d'une électrode coplanaire portée par une autre dalle ; ni, a fortiori, qu'il existe un intervalle entre ces zones de déclenchement ; ni, a fortiori, que la largeur de la zone d'expansion mesurée le long des lignes dans cet intevalle soit inférieure à la largeur des zones de déclenchement également mesurée le long des lignes.
On remarquera que le panneau à plasma décrit dans le document US2003/0080683 est doté d'un réseau d'électrodes d'adressage et de quatre (voire seulement trois) réseaux d'électrodes coplanaires ; comme dans l'invention, au niveau de chaque cellule, une électrode d'adressage croise une électrode de chaque réseau coplanaire ; comme indiqué au §30 de ce document (et plus en détail ci-après), c'est l'une des électrodes coplanaires X' ou Y'positionnée au centre de chaque cellule qui sert au déclenchement de chaque décharge coplanaire, et non l'électrode d'adressage comme dans l'invention ; au niveau de la zone déclenchement de chaque cellule, en l'occurrence ici au centre de cette cellule, la barrière séparant les colonnes ne s'étend qu'à mi-hauteur que sorte que les cellules semblent plus larges à cet endroit, du moins du côté de la dalle portant les électrodes coplanaires (voir figure 1 du document) ; cependant : - dans le cas où il n'existerait qu'une seule zone de déclenchement dans chaque cellule, la zone d'expansion coplanaire entre les électrodes X et Y ne présente pas, contrairement à l'invention, d'intervalle situé entre les zones de déclenchement ; - dans le cas où il existerait, comme dans l'invention, deux zones de déclenchement dans chaque cellule (au croisement de X'et A, et au croisement de Y'et A), alors, dans l'intervalle situé entre ces zones, la largeur de la zone
d'expansion n'est, en aucun point de cet intervalle, inférieure à la largeur de l'une ou de l'autre zone de déclenchement, contrairement à l'invention ; en effet, dans cet intervalle comme au niveau de chaque zone de déclenchement, la barrière séparant les colonnes ne s'étend qu'à mi-hauteur, de sorte que la largeur est identique en tous points.
De préférence, le réseau de barrières est adapté pour que, au niveau de chaque cellule, la largeur de chaque zone d'expansion coplanaire mesurée dans la direction des lignes entre deux éléments de séparation adjacents la délimitant soit inférieure d'au moins 15% à la largeur de toutes les zones de déclenchement mesurée dans la direction des lignes entre deux éléments de séparation adjacents les délimitant.
De préférence, la première dalle comprend uniquement deux réseaux d'électrodes coplanaires d'entretien, contrairement au panneau décrit dans le document US2003/0080683 ; selon une variante, chaque électrode d'entretien dessert les cellules de deux lignes consécutives de cellules ; on simplifie ainsi la fabrication du panneau.
De préférence, lesdits éléments de séparation inter-colonnes s'étendent continuement sur approximativement toute la hauteur dudit espace entre les dalles, contrairement aux barrières décrites dans le document US2003/0080683.
De préférence, la deuxième dalle comprend un seul réseau d'électrodes d'adressage, de sorte que chaque cellule n'est traversée que par une seule électrode d'adressage ; on simplifie ainsi la fabrication du panneau.
La tension d'allumage d'une décharge d'entretien entre deux électrodes d'entretien coplanaires dépend évidemment des charges électriques préalablement stockées sur la couche diélectrique couvrant ces électrodes au voisinage de la zone d'allumage ; ces charges peuvent avoir été préalablement stockées lors d'une décharge d'entretien précédente ou lors d'une opération d'adressage ; ainsi, avant une décharge d'entretien dans une cellule, des charges positives sont généralement stockées sur l'électrode d'entretien qui va servir d'anode et des charges négatives sur l'électrode d'entretien qui va servir de cathode ; ces charges stockées créent ce qu'on appelle une tension de
mémoire ; la tension d'allumage correspond à la tension d'un signal d'entretien appliqué entre les électrodes, à laquelle s'ajoute la tension de mémoire.
Au moment de l'allumage d'une décharge d'entretien dans une cellule, l'avalanche électronique qui se produit dans le gaz de décharge entre les électrodes traversant cette cellule crée une charge d'espace positive qui se concentre vers la cathode pour former ce qu'on appelle une gaine cathodique ; la zone de plasma, dite pseudo-colonne positive, qui est située entre la gaine cathodique et l'extrémité anodique de la décharge, contient en proportion identique des charges positives et négatives ; cette zone est donc conductrice du courant et le champ électrique y est faible ; les électrons présents dans la zone de pseudo-colonne positive présentent une énergie relativement faible, ce qui favorise l'excitation du gaz de décharge et la production de photons ultraviolets avec un rendement énergétique élevé.
Pendant cette décharge, le long des lignes de champ électrique entre les électrodes traversant cette cellule, la partie la plus importante de chute de potentiel correspond à la zone de gaine cathodique ; l'impact des ions qui sont accélérés dans le champ intense de la gaine cathodique et qui sont pulvérisés sur la couche de protection et d'émission d'électrons secondaires, qui revt la couche diélectrique et les électrodes d'entretien, entraîne une émission importante d'électrons secondaires au voisinage de la cathode ; sous l'effet de cette multiplication électronique intense, la densité du plasma conducteur augmente alors fortement entre les électrodes, tant en ions qu'en électrons, ce qui provoque une contraction de la gaine cathodique au voisinage de la cathode et le positionnement de cette gaine au niveau où les ions du plasma se déposent, sur la portion de surface diélectrique recouvrant l'électrode coplanaire servant de cathode ; du côté de l'anode ou des anodes, les électrons du plasma, qui sont beaucoup plus mobiles que les ions, se déposent sur la portion de surface diélectrique recouvrant l'électrode coplanaire servant d'anode, pour neutraliser progressivement, de l'avant vers l'arrière, la couche de charges positives « mémoire » préalablement stockées ; quand la totalité de cette charge positive stockée est neutralisée, le potentiel entre l'anode et la cathode commence alors à diminuer ; le champ électrique dans la gaine cathodique atteint alors un maximum, correspondant à la contraction maximum
de la gaine, et le courant électrique entre les électrodes est alors lui aussi maximum.
Le rendement lumineux des panneaux à plasma est généralement faible car une grande quantité de l'énergie électrique d'alimentation et d'entretien du panneau est dissipée dans l'accélération des ions et dans le chauffage des parois sous l'effet de la pulvérisation des ions. Le document US6184848 décrit un mode de pilotage des décharges d'entretien qui permet une première amélioration du rendement lumineux des décharges. Comme illustré sur les figures 1A et 1B, on augmente sensiblement la distance, ou « gap », séparant les électrodes d'entretien Y, Y'de sorte que les décharges entre ces deux électrodes ne soient possibles que par le biais d'une décharge de déclenchement de faible intensité. Comme illustré sur la figure 2A, on obtient une telle décharge de déclenchement D à la suite d'un signal de déclenchement, automatiquement induit ou volontairement appliqué, entre une Y'des électrodes d'entretien servant de cathode et l'électrode d'adressage X servant d'anode intermédiaire. Comme illustré sur la figure 2B, les électrons se déplaçant plus rapidement que les ions, ceux ci suivent les lignes de potentiel croissant jusqu'à la seconde électrode d'entretien Y servant d'anode, et, comme illustré sur la figure 2C, établissent un courant entre les deux électrodes d'entretien, en créant une longue pseudo-colonne positive DE dans laquelle l'excitation du gaz est très efficace en émission lumineuse généralement UV.
On améliore ainsi très sensiblement le rendement lumineux des panneaux à plasma.
On constate que le rendement des décharges d'entretien est conditionné par : -le rendement des décharges de déclenchement dans les zones de déclenchement ou de décharge matricielle, - le rendement des pseudo-colonnes positives dans les zones d'expansion, entre les électrodes d'entretien.
Du fait de la faible distance entre l'électrode d'entretien et l'électrode d'adressage au sein de chaque zone de décharge matricielle ou zone de déclenchement, la décharge matricielle peut manquer d'efficacité si la densité de courant y est trop élevée, car, alors, le champ électrique y est important.
Pour limiter la densité de courant de décharge matricielle et limiter ainsi le développement d'une gaine cathodique forte au sein de ces décharges, il est donc préférable de travailler avec une faible capacité entre les électrodes se croisant dans la zone de déclenchement, de manière à ce que l'étalement anodique soit très rapide et à ce que l'augmentation de la densité de courant ne se fasse que lorsque la décharge est transformée en décharge coplanaire et est complètement étendue dans la zone d'expansion de décharge coplanaire entre les électrodes d'entretien (figure 2C), et non pas lorsque la décharge est encore à l'état matriciel (figure 2A) et que la pseudo-colonne positive n'est pas encore formée (ce qui provoquerait l'équivalent d'un court-circuit). Mais si l'on diminue la capacité entre les électrodes au niveau des zones de déclenchement, on augmente les tensions de fonctionnement du panneau, ce qui est gnant. Pour réduire ces tensions, il convient d'augmenter le gain d'avalanche : on y parvient, selon une première caractéristique essentielle de l'invention, en éloignant les barrières au niveau des zones de déclenchement, de manière à élargir ces zones ou à augmenter la surface de leur section.
L'efficacité lumineuse de la pseudo-colonne positive de la décharge coplanaire est directement liée à la densité du courant qui la traverse. Si la densité de courant diminue, le rendement augmente. Pour diminuer la densité de courant, on propose, selon une deuxième caractéristique essentielle de l'invention, de réduire la section disponible pour la pseudo-colonne positive de la décharge coplanaire au niveau de la zone d'expansion, par des moyens de constriction adaptés, par exemple : - en rapprochant les barrières au niveau de la zone d'expansion entre les zones de déclenchement, - en subdivisant la zone située entre les zones de déclenchement en au moins deux zones d'expansion plus étroites en parallèle, à l'aide d'éléments de séparation intra-cellule.
On augmente ainsi la diffusion des électrons et on diminue la densité de courant pendant la phase d'expansion coplanaire des décharges.
Une amélioration supplémentaire du rendement lumineux des panneaux à plasma est ainsi obtenue, en élargissant les cellules à l'endroit de l'allumage des décharges, c'est à dire dans les zones de déclenchement, et en
rétrécissant les cellules ou en les subdivisant au niveau des zones d'expansion.
Ainsi, selon l'invention, pour chaque cellule, la section de l'une ou l'autre des zones de déclenchement présente une surface supérieure aux sections de chaque zone d'expansion. L'invention propose ainsi une optimisation du profil des barrières du panneau de manière à favoriser un allumage à faible capacité anodique avec une surface importante de cathode, tout en conservant un forte efficacité de pseudo-colonne positive.
En résumé, le panneau à plasma selon l'invention comprend deux dalles séparées par un espace gazeux partitionné par des éléments de séparation formant un réseau de barrières, et des réseaux d'électrodes coplanaires d'entretien et d'adressage ; chaque cellule se subdivisant en une zone de déclenchement au niveau de chacun des croisements d'une électrode d'adressage avec une électrode d'entretien, et au moins une zone d'expansion coplanaire de décharge s'étendant entre les zones de déclenchement, le réseau de barrières est adapté pour que, au niveau de chaque cellule, chaque zone d'expansion coplanaire présente une largeur qui est inférieure, de préférence d'au moins 15%, à la largeur de toutes les zones de déclenchement.
Selon un premier mode de réalisation, chaque cellule ne comprend qu'une seule zone d'expansion entre deux zones de déclenchement adjacentes.
Dans ce cas, les éléments de séparation qui délimitent des zones de déclenchement ou des zones d'expansion délimitent également les cellules : il s'agit d'éléments de séparation inter-cellules, qui font partie du réseau de barrières et qui séparent, chacun, deux colonnes adjacentes de cellules. Selon l'invention, chaque cellule présente alors un rétrécissement uniquement au niveau de sa zone d'expansion et un élargissement au niveau de chaque zone de déclenchement. Ces rétrécissement et élargissement peuvent tre notamment obtenus par une adaptation du réseau de barrières : les éléments de séparation entre les colonnes sont élargis à l'endroit des rétrécissements et rétrécis à l'endroit des élargissements.
L'adaptation du réseau de barrières entraîne alors globalement une augmentation de la surface globale des sommets des barrières, ce qui permet d'augmenter avantageusement la surface du réseau noir de contraste que l'on
applique généralement au sommet des barrières, et d'augmenter ainsi le contraste de visualisation d'images en lumière ambiante.
Selon une variante de ce mode de réalisation, les cellules d'une mme colonne quelconque du panneau sont décalées dans la direction générale des colonnes par rapport aux cellules d'une colonne adjacente, de manière à obtenir une meilleure imbrication des cellules, ce qui permet d'augmenter avantageusement la densité ou la surface des cellules du panneau.
Selon un deuxième mode de réalisation, chaque cellule comprend une pluralité de zones d'expansion entre deux zones de déclenchement adjacentes.
Ces différentes zones d'expansion d'une mme cellule sont donc disposées en parallèle entre deux mmes zones de déclenchement ; cette subdivision des cellules dans le sens de la largeur, uniquement entre les zones de déclenchement et non pas au niveau des zones de déclenchement elles- mmes, est un autre moyen avantageux de constriction des zones d'expansion.
La démultiplication des zones d'expansion apporte une amélioration sensible du rendement lumineux du panneau.
De préférence, selon ce deuxième mode de réalisation de l'invention, chaque cellule est subdivisée par au moins un élément de séparation intra- cellule qui s'étend dans la direction des colonnes dans ledit intervalle situé entre les zones de déclenchement et qui délimite deux zones d'expansion adjacentes de cette cellule.
Ces éléments de séparation intra-cellule font également partie du réseau de barrières. Leurs dimensions sont adaptées pour obtenir la pluralité de zones d'expansion fonctionnant en parallèle. Ces éléments de séparation intra-cellules ne sont généralement pas porteurs, c'est à dire que leur hauteur est généralement inférieure à celle des éléments de séparation inter-cellules, inférieure aussi à la distance entre les dalles.
Grâce à cette subdivision des cellules apportée par des éléments de séparation intra-cellules qui ne s'étendent pas sur toute la longueur des cellules mais seulement sur un intervalle compris entre les électrodes coplanaires, on obtient, selon l'invention, des zones d'expansion plus étroites sans changer la largeur des zones de déclenchement.
Contrairement aux éléments de séparation intra-cellules décrits dans le document US6376995, notamment à la figure 21 de ce document, les éléments de barrière intra-cellules selon l'invention sont interrompus au niveau des zones de décharge matricielle de déclenchement, c'est à dire généralement au niveau des croisements des électrodes d'adressage et des électrodes d'entretien, de manière à ménager un espace plus important pour les décharges matricielles de déclenchement.
Chaque cellule n'est de préférence traversée que par une seule électrode d'adressage ; de préférence, l'élément de séparation intra-cellule est alors positionné au regard de cette électrode d'adressage, contrairement au panneau représenté à la figure 21 du US6376995.
De préférence, les électrodes coplanaires sont revtues d'une couche diélectrique et d'une couche de protection et d'émission d'électrons secondaires. La couche diélectrique assure ainsi l'effet mémoire qui permet de piloter le panneau par une succession d'opérations d'adressage et d'entretien ; la couche de protection et d'émission d'électrons secondaires permet notamment d'abaisser les tensions de fonctionnement du panneau.
De préférence, au niveau de chaque cellule, la distance séparant les électrodes des différents réseaux coplanaires est supérieure à la distance séparant les dalles. Une telle structure de panneau est particulièrement avantageuse dans le cas de l'utilisations de moyens de pilotage et d'alimentation des électrodes adaptés pour que chaque décharge coplanaire soit déclenché par une décharge matricielle.
La distance séparant deux électrodes d'entretien correspond au « gap » coplanaires ; la distance entre les dalles correspond à l'épaisseur de l'espace gazeux entre les dalles ; l'invention s'applique donc de préférence aux panneaux dits « à grands gaps » qui sont particulièrement adaptés pour le pilotage par déclenchement matriciel ; en pratique, on utilise couramment un « gap » de l'ordre de 500 Fm.
L'invention a également pour objet un dispositif de visualisation d'images comprenant un panneau à plasma selon l'invention caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de pilotage et d'alimentation des électrodes de ce panneau aptes à appliquer à ces électrodes des signaux adaptés pour générer,
au niveau de chaque cellule, des décharges coplanaires entre les différentes électrodes coplanaires la traversant et pour que ces décharges soient déclenchées chacune par une décharge matricielle entre l'électrode d'adressage la traversant et l'une desdites électrodes coplanaires.
D'une manière connue en elle-mme, pour le pilotage du panneau, les trames des images à visualiser sont généralement subdivisées en sous-trames aptes à générer, par leur succession, les niveaux de gris nécessaires à la visualisation.
D'une manière connue en elle-mme, pour le pilotage du panneau, la visualisation d'une sous-trame comprend généralement une étape d'adressage et une étape d'entretien ; l'étape d'adressage, qui comprend généralement une seule impulsion de tension, a pour but de générer les charges de surface nécessaires au déclenchement de la première décharge coplanaire d'entretien de l'étape suivante, uniquement et sélectivement dans les cellules du panneau qui doivent tre activées durant la sous-trame considérée ; l'étape d'entretien qui suit comprend autant d'impulsions de tension que de décharges coplanaires à générer dans la sous-trame ; pendant cette étape et contrairement à la précédente, les mmes impulsions de tension sont appliquées entre les électrodes coplanaires d'un ensemble de cellules, qu'elles aient été préalablement activées ou non ; pendant cette étape, les décharges coplanaires n'auront lieu que dans les cellules préalablement activées ; selon l'invention, chacune des décharges coplanaires de cette étape d'entretien est déclenchée par une décharge matricielle entre une électrode d'adressage portée par une dalle et une électrode coplanaire portée par l'autre dalle.
Chaque décharge coplanaire, c'est à dire une décharge entre deux électrodes portées par la mme dalle, est donc déclenchée par une décharge matricielle, c'est à dire une décharge entre deux électrodes portées par deux dalles différentes ; cette décharge de déclenchement est donc différente d'une décharge d'adressage, qui, elle aussi, a lieu entre deux électrodes portées par deux dalles différentes mais uniquement en préparation d'une phase d'entretien.
On remarquera que le dispositif de visualisation décrit dans le document US2003/0080683, décrit un panneau à plasma doté d'un réseau d'électrodes
d'adressage et de quatre réseaux d'électrodes coplanaires ; comme indiqué au §30 de ce document, les électrodes X', Y'des deux premiers réseaux d'électrodes coplanaires sont proches (faible « gap ») de manière à faciliter la création de décharges coplanaires ; ces décharges coplanaires à faible « gap » servent à déclencher des décharges coplanaires « principales » à « gap » élevé entre des électrodes X, Y des deux autres réseaux coplanaires qui sont beaucoup plus distante.
Ainsi, contrairement à l'invention, dans le document US2003/0080683, ce n'est pas une décharge matricielle entre une électrode d'adressage et une électrode coplanaire qui déclenche chaque décharge coplanaire principale, mais une décharge coplanaire à petit « gap » entre deux électrodes coplanaires à faible « gap ». Ainsi, contrairement à l'invention, dans le document US2003/0080683, l'électrode de déclenchement, X'ou Y', ne croise pas une électrode de chaque réseau d'entretien au niveau de chaque cellule.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux figures annexées sur lesquelles : - les figures 1A et 1B, déjà décrites, représentent respectivement une vue de dessus et une coupe d'une cellule d'un panneau à plasma selon l'art antérieur ; - les figures 2A, 2B, et 2C déjà décrites, représentent les différentes étapes de développement d'une décharge d'entretien déclenchées par une décharge matricielle dans la cellule de la figure 1, représentée schématiquement en coupe avec, seulement, les électrodes et les couches diélectriques les recouvrant ; - les figures 3 et 4 illustrent une première famille de modes de réalisation de l'invention où chaque cellule ne comprend qu'une zone d'expansion, et représentent, en vue de dessus, un ensemble de trois cellules d'un panneau selon l'invention où les cellules adjacentes d'une mme ligne sont décalées les unes par rapport aux autres, et où, pour chaque cellule, la largeur des zones de déclenchement est supérieure à la largeur de l'unique zone d'expansion :
o figure 3 : les électrodes d'entretien ne sont pas rectilignes, desservent directement les cellules, et ne sont pas dotées de dérivations ; o figure 4 : les électrodes d'entretien sont rectilignes, et sont dotées de dérivations pour desservir les cellules ; -les figures 5 et 6 illustrent une deuxième famille de modes de réalisation de l'invention où chaque cellule comprend deux zones d'expansion en parallèle, et représentent, en vue de dessus, un ensemble de trois cellules d'un panneau selon l'invention où chaque cellule est divisée par un élément de séparation intra-cellule s'étendant uniquement entre les électrodes d'entretien : o figure 5 : chaque électrode coplanaire ne dessert qu'une seule ligne de cellules ; o figure 6 : chaque électrode coplanaire dessert deux lignes adjacentes de cellules ; Afin de simplifier la description et de faire apparaître les différences et avantages que présente l'invention par rapport à l'état antérieur de la technique, on utilise des références identiques pour les éléments qui assurent les mmes fonctions.
Selon une première famille de modes de réalisation, le panneau à plasma selon l'invention se distingue principalement du panneau précédemment décrit en référence aux figures 1A et 1B en ce que les éléments de séparation de colonne 15 présentent une largeur variable, comme illustré sur la figure 3 : ainsi, la largeur de cellule LM mesurée dans les zones Zu, Z'M de décharge matricielle de déclenchement, c'est à dire au niveau des croisements entre l'électrode d'adressage et l'une des électrodes d'entretien Y, Y', est supérieure ou égale au pas p de répartition des électrodes X du réseau d'adressage, alors que la largeur de cellule LE mesurée dans la zone d'expansion ZE, c'est à dire entre les électrodes d'entretien Y, Y', est inférieure au mme pas p.
Ainsi, en pilotage des décharges coplanaires par déclenchement matriciel, on augmente le gain d'avalanche dans la zone de décharge matricielle de déclenchement, et on augmente la diffusion et le rendement de la décharge dans la zone d'expansion de la pseudo-colonne positive.
Les cellules du panneau sont disposées en quinconce les unes par rapport aux autres, de manière à répartir au mieux les parties de cellules qui sont les plus larges, c'est à dire les zones de décharge matricielle ; ainsi, comme représenté à la figure 3, chaque zone de décharge matricielle d'une cellule appartenant à une colonne (non limitrophe) du panneau est située, soit entre les zones d'expansion de cellules de colonnes adjacentes (cas de Z"M sur la figure), soit entre les zones séparant deux cellules de lignes différentes dans ces colonnes adjacentes (cas de ZMX Z'M) ; ainsi, les cellules d'une mme colonne quelconque du panneau sont décalées dans la direction générale des colonnes par rapport aux cellules d'une colonne adjacente.
Cette famille de modes de réalisation permet d'augmenter en outre la surface possible de réseau noir disposé par exemple au sommet des barrières et destiné à améliorer le contraste de visualisation des images, ce qui permet de limiter l'utilisation d'un filtre neutre de faible transmission, et permet encore d'améliorer le rendement lumineux final du panneau à plasma.
La disposition en quinconce des cellules conduit, comme représenté à la figure 3, à des électrodes d'entretien qui présentent un profil sinueux non rectiligne.
La figure 4 illustre une variante du panneau représenté à la figure 3, où les cellules sont également disposées en quinconce mais où les électrodes d'entretien ont pourtant un parcours rectiligne : les électrodes d'entretien Y, Y' sont ici dotées de dérivation 18 qui s'étendent vers le centre des zones de décharges matricielles ZM, Z'M. Ces dérivations peuvent tre réalisées en matériau conducteur transparent comme l'ITO.
Selon un seconde famille de modes de réalisation de l'invention, le panneau à plasma selon l'invention se distingue principalement du panneau précédemment décrit en référence aux figures 1A et 1B en ce que, comme représenté à la figure 5, chaque cellule est dotée d'un élément de séparation intra-cellule 19 qui s'étend uniquement entre les électrodes d'entretien Y, Y', de manière à obtenir deux zones d'expansion ZEI, ZE2 en parallèle. On améliore ainsi encore davantage le rendement lumineux du panneau. Les dimensions et le matériau de cet élément de séparation sont adaptés d'une manière connue
en elle-mme pour obtenir cette séparation en deux de la pseudo-colonne positive, afin de rapprocher fortement le plasma d'éléments de paroi de la cellule, à savoir les élément de séparation 15,19. En pratique, les éléments de séparation intra-cellule 19 sont intégrés au réseau de barrières et réalisés en mme temps et dans le mme matériau que les éléments de séparation inter- cellules 15. En pratique, la largeur des éléments de séparation intra-cellule 19 est supérieure ou égale à 40, um.
Grâce à ces éléments de séparation intra-cellule disposés uniquement entre les électrodes d'entretien en dehors des zones de décharges matricielles, on obtient, alors mme que la distance entre les élément de séparation inter- cellules 15 est constante sur quasiment toute la longueur des cellules, une diminution ou une constriction de la section des cellules au niveau des zones d'expansion : ainsi la largeur LM des cellules au niveau des zones Zu, Z'M de décharge matricielle est supérieure à la largeur LEI, LE2 de chaque zone d'expansion ZEI, ZE2- Cette deuxième famille de modes de réalisation de l'invention est également avantageuse par rapport à la première famille parce qu'elle permet d'augmenter la surface disponible pour les luminophores dans chaque cellule, notamment sur le versant des éléments de séparation inter-ou intra-cellules. A noter que la couche de luminophore n'est pas représentée sur les figures. Cette augmentation de la surface disponible pour le luminophore concourt à l'amélioration du rendement lumineux.
Du fait des contraintes de fabrication, le pas p entre colonnes de cellules peut gner le dépôt de luminophore dans les deux zones d'expansion ZE1X ZE2 ; il est alors préférable d'utiliser un arrangement des cellules dit en quinconce comme représenté à la figure 6. Dans cette variante du panneau de la figure 5, chaque électrode d'entretien dessert simultanément deux lignes consécutives de cellules.
Dans le cas où il n'y a qu'une seule électrode d'adressage X par cellule, il est avantageux de disposer cette électrode sous les éléments de séparation intra-cellule 19 comme représenté aux figures 5 et 6, de manière à augmenter l'épaisseur de diélectrique sur ces électrodes et à diminuer ainsi fortement la
capacité anodique, ce qui permet d'augmenter la vitesse d'étalement des électrons et la formation de la colonne positive.
Dans les deux familles de modes de réalisation qui viennent d'tre décrits, au niveau des zones séparant deux cellules de lignes différentes, la distance entre les éléments de séparation inter-cellules délimitant ces cellules est réduite mais pas nulle ; cette distance est inférieure à la largeur des zones d'expansion LES LE19 LE2 ; cette distance n'est pas nulle pour ménager avantageusement une échancrure qui facilite le dépôt de luminophores dans les colonnes, qui permet de limiter les risques de dépôt de luminophores sur les sommets des barrières.
Les panneaux à plasma qui viennent d'tre décrits peuvent tre réalisés par des méthodes connues en elle-mmes qui ne seront pas décrites ici.
La présente invention peut s'appliquer à d'autres types de panneaux à plasma sans sortir du cadre des revendications ci-après.
Ces panneaux à plasma sont avantageusement intégrés dans des dispositifs de visualisation qui comprennent des moyens d'alimentation et de pilotage qui permettent notamment de générer des opérations d'entretien où chaque décharge d'entretien est déclenchée par une décharge matricielle ; de tels moyens d'alimentation et de pilotage sont connus de l'homme du métier, ont été brièvement décrits précédemment, sont décrits plus en détail par exemple dans le document US6184848 déjà cité.
Next Patent: METHOD AND SYSTEM FOR ION BEAM CONTAINMENT IN AN ION BEAM GUIDE