EP1415316B1 - Dalle pour panneau a plasma a barrieres poreuses renforcees - Google Patents

Dalle pour panneau a plasma a barrieres poreuses renforcees Download PDF

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EP1415316B1
EP1415316B1 EP02745478A EP02745478A EP1415316B1 EP 1415316 B1 EP1415316 B1 EP 1415316B1 EP 02745478 A EP02745478 A EP 02745478A EP 02745478 A EP02745478 A EP 02745478A EP 1415316 B1 EP1415316 B1 EP 1415316B1
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EP
European Patent Office
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underlayer
base
layer
barriers
mineral
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Armand Bettinelli
Jean-Claude Martinez
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Thomson Plasma SAS
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Thomson Plasma SAS
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Publication date
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    • H01J2211/366—Spacers, barriers, ribs, partitions or the like characterized by the material

Definitions

  • the invention relates to an image display plasma panel slab comprising a substrate coated with at least one electrode array itself coated with a network of high porosity barriers; the document EP1017083 - THOMSON discloses such slabs.
  • the barriers are conventionally intended to delimit cells to form discharge zones in the plasma panel.
  • Slabs of this type generally serve as a back panel of plasma panel; for the manufacture of the plasma panel, on the tops of the barriers of a slab of this type, it is generally applied a transparent front slab also provided with at least one electrode array oriented orthogonally with respect to the electrodes of the rear slab; at the intersections of the electrodes of the rear slab and the electrodes of the front slab, the zones delimited by the walls of the barriers, by the rear slab and by the front slab form zones of light discharges, produced by applying matched potential differences between the electrodes crossing these zones.
  • the dielectric layers applied to each slab are made of dense material generally based on lead-containing mineral glass for baking in the range 500-600 ° vs.
  • the method of manufacturing a slab of the type previously mentioned comprises, after the formation of the electrode array and before the deposition of the green layer of barrier material, the deposition of a green layer of homogeneous thickness based on a powder of a dielectric mineral material and an organic binder generally followed by a firing step under conditions adapted to remove the organic binder and to densify this dielectric material.
  • the dielectric layer thus densified also serves to protect the electrodes during the projection of abrasive material for the formation of the barriers.
  • porous barriers are not without drawbacks; because of their structure, they are more fragile or less resistant than dense classical barriers; this effect is accentuated for barriers of small width, especially less than or equal to 70 microns.
  • the document JP11219659 discloses a slab for an image display plasma panel comprising a barrier network whose porosity is between 3 and 30% by volume, arranged on a porous base sub-layer whose porosity is less than or equal to 2% by volume.
  • EP1290711 (corresponding to WO01 / 99149 ), published after this document, describes the formation of barriers on a slab, by etching in a glass layer having a porosity of between 10% and 60% by volume; the etching is not necessarily carried out over the entire thickness of this layer, a full underlayer of indeterminate thickness can remain under the barriers.
  • the invention aims to provide a slab of the aforementioned type of simpler structure and reinforced porous barriers, which can be achieved by a more economical process.
  • the subject of the invention is an image display plasma panel slab comprising a substrate coated with at least one electrode array itself coated with a network of barriers of mineral material whose porosity is greater than 25%, intended to delimit cells to form discharge zones in said panel, also comprising a porous base sub-layer which is interposed between said electrode array and said network of barriers, which is made of mineral material whose porosity is greater than 25%.
  • the thickness of the base sub-layer is between 10 ⁇ m and 40 ⁇ m in all points of the slab, at least in all points of the active surface of the slab which corresponds to the whole discharge areas; the bottom of the cells of the slab is then formed by the surface of the base sub-layer, which has no hole revealing areas of electrodes or areas of the substrate of the slab.
  • Each barrier conventionally comprises a base, slopes, and a summit; the base underlayer completely covers the electrodes in the active surface area of the slab; the active surface area of the slab that corresponds to the cells of the panel.
  • the adhesion of the barriers to the substrate is more critical when the substrate has a low roughness and the barriers have a high porosity; thanks to the underlayment according to the invention, the barriers cover the entire surface of the substrate via the underlayer, which improves the stability of the barriers and their adhesion to the substrate.
  • porous barriers pose more problems with mechanical stability and adhesion to the substrate; these substrates being generally made of glass, it is understood that a porous material adheres more difficultly to the glass than the glassy material of the dense barriers; the addition of a base underlayer according to the invention, which extends before and after firing over the entire effective surface of the slab, makes it possible to improve the mechanical stability of the barriers and the adhesion of these barriers to the substrate, especially when these barriers are narrow and porous; the base underlayer according to the invention therefore also has a function of anchoring the barriers on the slab, whether before or after firing; this anchoring advantage is particularly appreciated in the case where the formation of the barriers - in the raw state, that is to say uncooked - comprises a step of "sand-blasting" (see below) which requires the application preliminary of a protective mask having the reasons of the network of barriers, and which is followed by a step of eliminating this protective mask, because during this step, there is a particular risk of weakening or destabil
  • the width of the barriers is less than or equal to 70 ⁇ m, especially at the slopes; indeed, such barriers are particularly fragile, whether in the cooked state or in the raw state before cooking, during the manufacture of the slab; the underlayer according to the invention is then all the more useful for reinforcing these barriers; in the case of slope gates, the width is measured at half height.
  • the slab has no intermediate layer, especially dielectric, between the electrodes and said base sublayer.
  • the base underlayer which forms the bottom of the cells is sufficient to protect the electrodes against the action and erosion of plasma discharges, even if it is porous; indeed, this erosion is low because the proportion of discharges triggered from the electrodes of the slab according to the invention is low at view of the total number of discharges on a plasma panel in normal use comprising a slab according to the invention.
  • the base sub-layer comprises a component adapted to reflect light; the titanium oxide is preferably used for this purpose.
  • the reflective effect thus obtained the radiation emitted towards the bottom of the cells is not lost and the luminous efficiency of the plasma panels comprising a slab according to the invention is increased.
  • the base underlayer according to the invention then has a triple function of protecting the electrodes during the manufacture of the panel (see below), anchoring the barriers, and improving the light output; the use of a single sub-layer for three functions is particularly advantageous economically, since it avoids inserting a specific dielectric layer and a specific reflection layer.
  • the barriers may also include a reflective component to improve light output.
  • the mineral material of the base sub-layer comprising a mineral filler and a mineral binder
  • the weight proportion of inorganic binder in the inorganic material of the barriers is less than 13%.
  • the mineral material of the base sub-layer comprising a mineral filler and optionally a mineral binder
  • the weight proportion of inorganic binder in the mineral material of the base sub-layer is less than 13%; this is a preferred way to obtain a porous sub-layer; in the case, in particular, where the electrodes are silver and where the underlayer and / or the barriers have a reflection function for improving the light output, this low level of inorganic binder prevents the migration of silver in this underlayer and in the barriers, and prevents the coloring, including yellowing, of the mineral material which would degrade its reflective properties.
  • the material of the base sub-layer is identical to the material of the barriers, which simplifies the manufacture of the slab.
  • the slab may comprise a plurality of base sub-layers, for example one in the same material as that of the barriers, and another comprising a component adapted to reflect light.
  • the slab according to the invention comprises a layer of phosphors covering, at least partially, the slopes of the barriers and said sub-layer.
  • the nature of the phosphors of this layer differs generally according to the rows or columns of cells delimited by the barriers; the luminophores thus deposited on the walls of the cells have the function of transforming the ultraviolet radiation of the discharges into visible radiation in one of the three primary colors conventionally used to visualize images; in general, adjacent cells with different primary colors form an image element or pixel.
  • these luminophores are deposited directly on the porous sub-layer and the porous barriers; it has been found that this porosity favored the adherence of phosphors; no intermediate layer of adhesion then is necessary.
  • the radius of curvature is greater than or equal to 10 ⁇ m; it has been found that such a radius of curvature is even more favorable to the stability of the barriers, but also to the regularity of the phosphor deposition.
  • the subject of the invention is also an alternating-type and memory-effect image-viewing plasma panel comprising a first slab according to the invention and a second slab provided with coplanar electrodes for maintaining memory-effect discharges. , providing between them zones of discharges delimited by said barriers.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a plasma panel slab according to claim 11.
  • the base sub-layer and the main layer are deposited on the starting slab, or substrate, provided with its electrode array, so as to have each an approximately uniform thickness on the active surface of the slab.
  • the abrasion speed of the underlayer is, according to the invention, lower than the abrasion speed of the main layer under comparable abrasion conditions, namely the use of the same abrasive material under the same operating conditions. than during the projection for the formation of the barriers.
  • the bottom of these cells is then formed by the surface of the base sub-layer, which has no holes revealing areas of electrodes or substrate; the base sub-layer may have been partly penetrated by the abrasive material but must have withstood sufficient time for the slab electrodes to be completely covered by this base sub-layer; the main function of the underlayer therefore is, at this level, to protect the underlying electrodes during the formation of the green barriers by spraying an abrasive material; after cooking, the bottom of the cells is always formed by the surface of the fired base sublayer.
  • the base subbase mineral material comprises a mineral filler and optionally a mineral binder; the particle size of the powder of the mineral material of this underlayer, in particular of said mineral filler, if any, the nature of said inorganic binder and the proportions of this binder in this powder, the method of mixing the components of this powder, and the cooking conditions are adapted so that the apparent density of the base sub-layer obtained after cooking is also less than 75% of the theoretical density of the mineral filler of this underlayer.
  • the proportion of inorganic binder in the mineral material of the base sub-layer is less than 13%; this proportion can even be zero here.
  • this underlayer thus having a porosity greater than 25%, and in the case where the formation of the electrode array has been carried out by deposition of a green layer comprising a conducting material and an organic binder, it is even more It is easy to carry out the firing of this layer of electrodes at the end of the process, at the same time as that of the base underlayer and the raw barriers, because the porosity of this base sub-layer and that of the barriers facilitate the removal of decomposition products from organic binders, including those from the electrode layer.
  • a protective mask of polymer material with patterns corresponding to the network of the barriers to be formed is generally applied to this deposit; this mask is intended to protect against abrasion areas of the main layer corresponding to the tops of the barriers; therefore, after the abrasion operation but before cooking and, if necessary, before other operations such as the deposition of phosphors, this mask is removed, usually by projection of an aqueous alkaline solution (or "stripping ").
  • the radius of curvature is greater than or equal to 10 microns; this radius of curvature is even higher than the difference between abrasive speed of the base sub-layer and that of the main barrier layer is low.
  • a solvent-soluble binder will be selected which is easy to remove without danger;
  • a water-resistant organic binder preferably chosen from the group consisting of cellulosic resins, acrylic resins, methacrylic resins, rosin resins, and cross-linked polyvinyl alcohol resins; preferably, the organic binder of the base underlayer is based on polyvinyl alcohol.
  • the proportion of organic binder in the base sub-layer is greater than the proportion of organic binder in the layer. main.
  • the glass transition temperature of the organic binder of the base sub-layer is lower than that of the organic binder of the main layer, in particular less than or equal to 60 ° C.
  • the method according to the invention does not include deposition of intermediate layer, especially dielectric, between the formation of the electrode array and the deposition of the base sub-layer; by avoiding to apply an intermediate dielectric layer, the method according to the invention is therefore much more economical than the methods of the prior art.
  • the method according to the invention comprises only a single baking heat treatment after the formation of the at least one electrode array.
  • the method according to the invention advantageously comprises only one final firing, without intermediate firing between the deposit of the green layer of electrodes and the deposition of the base sub-layer; thanks to the porosity of the underlayer, the decomposition products of the organic binder of the electrode network easily pass through this underlayer without damaging it; the almost non-vitreous nature of this sub-layer avoids, during cooking, the phenomena of parasitic diffusion of the material of the electrodes; advantageously, it is no longer necessary to bake the electrode array before the barriers are deposited.
  • the method according to the invention does not include any step where the temperature of the slab exceeds 480 ° C.
  • the inorganic barrier material comprises a mineral barrier filler and a mineral binder; the particle size of the powder of this mineral material, in particular the mineral filler of the barriers, the nature of its inorganic binder and the proportions of this binder in this powder, the method of mixing the components of this powder, and the cooking conditions are adapted so that the apparent density of the barriers obtained after firing is less than 75% of the theoretical density of said mineral filler; Barriers having a porosity greater than 25% are thus obtained, which advantageously facilitates and shortens the pumping of the plasma panel.
  • these barriers are preferably used for wherein the weight ratio of inorganic binder is less than 13%; as the inorganic binder, a glass or a low-melting sinter is generally used; in the case of these small proportions of inorganic binder, the inorganic binder advantageously comprises colloidal silica, silicates or hydrolysed silanes, which improve the strength of the porous barriers.
  • the method advantageously comprises the deposition of a raw layer based on phosphor and an organic binder, both on the green underlayer covering the electrode array and on the base and the slopes of the barriers; this step is, in itself, known from the prior art; thanks to the invention, the green phosphor layer wets the walls of the barriers and the bottom of the cells in the same way, since they consist of identical materials; a more uniform distribution and a better homogeneity of the phosphors are thus obtained; after firing, a better adhesion of the phosphors to the walls of the barriers and to the bottom of the cells is obtained without the use of an intermediate adhesion layer.
  • the barrier material powder generally comprises a mineral filler and a mineral binder based on glass; the temperature reached during the firing of the barriers is generally greater than or equal to the glass transition temperature of the glass, so as to activate the inorganic binder and to obtain sufficient consolidation after removal of the organic binder; to obtain a high porosity barrier material, especially greater than 25%, the weight content of this glass in the powder of the barrier material will preferably be greater than or equal to 2%, less than or equal to 10%; this content will be higher for narrower barriers.
  • the base undercoat material powder also comprises a mineral filler and, optionally, a mineral glass binder.
  • the inorganic filler of the barrier material is selected from stable mineral products in the range of firing temperature, high adsorbent; preferably, this charge is selected from the group comprising alumina, zirconia, yttrium oxide, titanium oxide and mixtures thereof; alumina in particular because it is an amphoteric powder with high adsorbent properties; zirconia or titanium oxide according to the desired dielectric constant; the mineral filler may also include products such as mullite, cordierite or zeolites; preferably, 80% of the elementary grains of the mineral filler have a size of between 0.3 ⁇ m and 10 ⁇ m; after cooking, the grain size is globally unchanged.
  • the mineral filler of the base sub-layer material may be the same as or different from that of the barrier material; according to a variant of the invention, this mineral filler comprises other components than the mineral filler for the main layer of barriers, such as for example a light reflecting material; to form a white background and reflective at the bottom of the discharge cells, it is thus possible to use titanium oxide as another component.
  • the average grain size of the inorganic binder is less than or equal to that of the mineral filler.
  • a high porosity base underlayer material in particular greater than 25%, the weight content of binder optional mineral in the powder of the base underlayer material will preferably be less than 13%; the powder of the base underlayer material may contain no inorganic binder.
  • the inorganic filler and, where appropriate, the mineral binder are then mixed to obtain the barrier material powder or the base underlay material powder; as the proportions of two main mineral components of this powder are very different, their mixing mode is very important to best disperse the mineral binder around the grains of the mineral filler and allow it to ensure a significant consolidation of the barriers during baking step; a typical procedure for mixing about 1 liter of powder consists in placing this powder in a container of about 4 liters and shaking dry with a 150 mm diameter knife rotating at 7000 rpm for about 4 minutes.
  • Organic binders are preferably selected from the group consisting of cellulosic resins, acrylic resins, methacrylic resins, rosin resins, and cross-linked polyvinyl alcohol resins.
  • the composition of the raw base sub-layer is adapted so that the abrasion rate of this base sub-layer is significantly lower than the abrasion speed of the main layer under the same projection conditions; the abrasion rate of a green layer or underlayer under predetermined abrasive material spraying conditions generally decreases as the proportion of organic binder increases in this layer, and / or when the intrinsic elasticity of this binder increases.
  • projection conditions are not only the conditions of use of the abrasive material but also the nature, texture and structure of this material.
  • the raw barrier main layer a organic binder much more sensitive to abrasion than that of the base sub-layer;
  • rosin or "rosin" in English
  • An advantageous solution consists in using for the underlayer an organic binder based on polyvinyl alcohol crosslinkable under UV.
  • an organic binder having a glass transition temperature lower than that of the binder of the main layer advantageously, an organic binder having a glass transition temperature of less than or equal to 60 ° C can be used; for example, a very abrasion-resistant base underlayer was obtained by using as organic binder 4% by weight of an acrylic or methacrylic resin having a glass transition temperature of 57 ° C.
  • the base sub-layer with an organic binder content will be formulated. 2.5 to 8 times higher than in the main layer: for example, by taking as binder ethyl cellulose of grade N4 having a glass transition temperature of the order of 156 ° C, the proportion (weight of binder / weight of mineral powder) would be 2 to 4% in the main layer, against 10 to 15% in the base underlayer.
  • the abrasibility of the main barrier layer can be increased by using a binder of higher molecular weight; thus, a lower molecular weight grade will preferably be used in the base underlayer than in the main layer.
  • the binder will preferably be added to the binder.
  • organic layer of this underlayer a plasticizer adapted to said binder, avoiding too high a content which could cause cracking of the green underlayer after application; with the ethyl cellulose of grade N4 mentioned above, 1 to 4% by weight of butyl benzyl phthalate can be used, always based on the weight of mineral powder.
  • any other means may be used to lower the glass transition temperature of this binder in the base sub-layer, measured in the crosslinked state.
  • the powder of barrier material or underlay material is then mixed in a manner known per se with its organic binder.
  • the deposition of raw layers of barriers on the slab provided with its network of electrodes can then be carried out directly by liquid, or by transfer of a green film of this preformed layer ("green tape” in English), as described in the document EP 722179 (DUPONT ).
  • liquid deposition method it is possible, for example, to use screen printing, slit coater, or curtain deposition.
  • a slab is obtained with an electrode network covered with a base underlayer and a green barrier layer of uniform overall thickness.
  • a solid powder or "sand” is generally used, for example glass beads, metal balls, or calcium carbonate powder; the operation is then referred to as "sandblasting" or “sand-blasting” in the English language; a liquid can also be used as an abrasive material.
  • the polymeric material of the mask is based on polyvinyl alcohol (or "PVA”) crosslinked;
  • PVA polyvinyl alcohol
  • the advantage of this material is that it can be developed with hot water, which makes it possible to avoid the use of solution containing alkaline elements, that it is particularly resistant to abrasion and that it is can be easily removed by burning or pyrolysis after the abrasion operation;
  • this method of elimination compared to a conventional "stripping" operation, makes it possible to avoid weakening the barriers and to envisage even narrower barriers; using this method of elimination, it is again avoided the use of mask removal solution (so-called “stripping solution”) containing sodium or potassium with all the risks inherent in the pollution of the slab, that d as much as a large developed surface difficult to rinse was generated during the sanding of the barriers; a very high resistance to abrasion was obtained with contents of (PVA + plasticizer) of 100%, with a plasticizer / resin ratio of 1 to 2.
  • Another method described in the document EP 722179 already mentioned is to apply on the main layer of barrier material, an overcoat not only loaded barrier material but containing a sufficiently large proportion of light-curing organic binder to be able to withstand the projection of abrasive material; thus, it is in the over-layer itself that the mask is made by photolithography; according to the document EP 722179 the advantage of this method is that it is not necessary to remove the mask directly after the abrasion operation since the photopolymerized binder is subsequently removed during the baking operation, its pyrolysis being facilitated by the porosity mineral charge; after cooking, the remaining part of this overlay forms the top of the barriers.
  • the organic photopolymerizable binder of the overcoat is based on crosslinked polyvinyl alcohol; the advantage of this material is that it is particularly resistant to abrasion; we got very strong resistances high abrasion with contents (PVA + plasticizer) typically from 20 to 50%, with a plasticizer / resin ratio typically from 1 to 2.
  • a slab is thus obtained with an array of electrodes and a network of raw barriers delimiting the future discharge zones or cells of the plasma panel, where the bottom of the cells and the electrodes crossing the bottom of the cells are covered with the base underlayer which has resisted the projection of abrasive material, and thus served, according to the invention, to protect the electrodes against the projection of abrasive material in the absence of dielectric layer.
  • a slab is obtained with an array of electrodes, a network of barriers, coated with phosphors.
  • the firing of the assembly comprising the green underlayer, the green barriers and the green phosphor layers is then carried out under conditions adapted to remove the organic binder from the different green layers and, in the case of the barriers and their sub-layers. base layer, to obtain the consolidation of the mineral material; the organic compounds are generally removed below 380 ° C, and in a first step of the baking heat treatment, a gradual rise up to this temperature so as to eliminate these organic compounds without damaging the structure of the layers raw; in a second stage of the heat treatment, heating is carried out at least to a temperature close to the softening temperature of the inorganic binder incorporated in the barriers and, optionally, to their base underlayer.
  • the conditions of the second stage of the baking heat treatment are adapted so as to obtain sufficient consolidation of the barrier material while maintaining a high porosity for both the base sub-layer and the barriers; it has been found that cooking under these conditions causes almost no shrinkage.
  • the slab according to the invention does not comprise any specific dielectric layer interposed between the electrodes and the base sub-layer, it avoids the heat treatment relative to this dielectric layer.
  • the slab according to the invention is thus obtained, as represented in FIG. figure 1 or, alternatively, to the figure 2 ; this slab is provided with at least one electrode array 11 and a network of porous barriers 17 made of mineral material, delimiting cells for the discharge zones of the panel, where, at the bottom of the cells, the electrodes 11 are covered a porous base underlayer 18 based on a mineral material; on the figure 1 the slopes of the barriers and the bottom of the cells are covered with luminophores 41; on the figure 2 the luminophores are not represented.
  • the embodiment of the figure 2 differs from that of the figure 1 in that the barriers have sloped slopes which are not perpendicular to the slab plane, and in that, outside the zones where it supports the barriers, the base sub-layer has a rounded surface which results from its Partial and irregular abrasion during the barrier formation stage.
  • the base underlayer 18 according to the invention considerably improves the adhesion of the barriers to the substrate.
  • the slabs according to the invention can be used in all types of plasma panels with barriers delimiting cells or groups of cells.
  • such an image-viewing plasma panel of the reciprocal type and with a memory effect, comprises a first slab according to the invention, provided with barriers 17 supported by the underlayer 18 already described, and a second slab 30 equipped with coplanar electrodes 33, providing between them zones of discharges 40 delimited by the barriers 17; the electrodes 11 of the first slab, which serve for the addressing of the discharges, are fully covered by the underlayer 18 according to the invention, at least in the active part of the panel; the coplanar electrodes 33 of the second slab 30, which serve to maintain the discharges by memory effect, are covered with a dielectric layer 32 and a protective layer 31, based on MgO.
  • the following example illustrates more particularly the invention and relates to the manufacture of a back panel plasma panel.
  • a plasma panel slab with an abrasion barrier network is thus obtained, completely eliminating the additional steps of the methods according to the prior art. relating to the application and firing of a dielectric layer, intended inter alia to serve as a protective layer for the electrodes during the forming of the barriers by abrasion.
  • the barriers although porous and narrow, have good strength thanks to the underlayment according to the invention.
  • This example is intended to illustrate the advantage of using a polyvinyl alcohol as organic binder of the base underlayer, in the steps 1 of preparation of the base underlayment and 2 of preparation of the dough main layer of the process just described.
  • Main layer with ethylcellulose binder with a resin content of 3% (terpineol solvent);
  • step 6 of projection of abrasive material or "sanding" there is a factor of 4 between the abrasion rate of the main layer and that of the underlayer.
  • Polyvinyl alcohol-based binder (15% PVA) binder without plasticizer addition, in which a diazo sensitizer allowed cross-linking under UV and water as a solvent;
  • step 6 of projection of abrasive material or "sandblasting" there is a factor 16 between the abrasion speed of the main layer and that of the underlayer.
  • crosslinked polyvinyl alcohol is particularly advantageous for the implementation of the method of the invention.

Abstract

Dalle comprenant un substrat (10) revêtu d'au moins un réseau d'électrodes (11) lui-même revêtu d'un réseau de barrières (17) en matériau minéral dont la porosité est supérieure à 25%, comprenant une sous-couche de base poreuse (18) qui est intercalée entre le réseau d'électrodes (11) et le réseau de barrières (17), et qui est en matériau minéral dont la porosité est supérieure à 25%. On obtient des barrières poreuses renforcées; avantageusement, cette dalle ne comprend pas de couche diélectrique spécifique; le nombre d'étapes de fabrication est limité et on parvient à fabriquer intégralement la dalle à basse température.

Description

  • L'invention concerne une dalle pour panneau à plasma de visualisation d'images comprenant un substrat revêtu d'au moins un réseau d'électrodes lui-même revêtu d'un réseau de barrières à forte porosité ; le document EP1017083 - THOMSON divulgue de telles dalles.
  • Les barrières sont destinées classiquement à délimiter des cellules pour former des zones de décharge dans le panneau à plasma.
  • Parmi les avantageuses des barrières poreuses, citons :
    • la possibilité de les réaliser à plus basse température que les barrières classiques denses, dont la porosité ne dépasse pas 2% ;
    • la facilité de pompage du panneau à plasma ; après assemblage de deux dalles de manière à ménager entre elles des zones de décharges délimitées par les barrières, il est nécessaire de pomper et d'évacuer le gaz emprisonné entre les dalles, puis d'injecter dans l'espace pompé du gaz de décharge ; lorsque les barrières sont denses, l'étape de pompage dure de nombreuses heures, sinon dizaines d'heures, ce qui est très pénalisant du point de vue économique ; en utilisant des barrières fortement poreuses, à porosité ouverte, on raccourcit considérablement le temps de pompage.
  • Les dalles de ce type servent généralement de dalle arrière de panneau à plasma ; pour la fabrication du panneau à plasma, sur les sommets des barrières d'une dalle de ce type, on applique généralement une dalle avant transparente également dotée d'au moins un réseau d'électrodes orientées orthogonalement par rapport aux électrodes de la dalle arrière; aux intersections des électrodes de la dalle arrière et des électrodes de la dalle avant, les zones délimitées par les parois des barrières, par la dalle arrière et par la dalle avant forment des zones de décharges lumineuses, produites en appliquant des différences de potentiel adaptées entre les électrodes croisant ces zones.
  • Pour la fabrication de panneau à plasma alternatif à effet mémoire et à électrodes coplanaires, la dalle avant est dotée d'un réseau de paires d'électrodes coplanaires recouvertes d'une couche diélectrique ; généralement, les électrodes de la dalle arrière sont également recouvertes d'une couche diélectrique ; le panneau à plasma comprend alors un système d'alimentation électrique des électrodes adapté pour :
    • pendant des périodes dites d'adressage, créer des charges électriques sur la couche diélectrique de la dalle avant dans les zones de décharges à activer et,
    • pendant des périodes dites de maintien, à activer des séries de décharges lumineuses de maintien uniquement dans ces zones chargées en appliquant des séries d'impulsion de tension entre chaque paire d'électrodes sous la couche diélectrique.
  • Les électrodes de la dalle dotée du réseau de barrières, opposées au réseau de paires d'électrodes, servent alors généralement à l'activation des zones de décharge, c'est à dire à l'adressage des cellules.
  • Pour éviter les claquages électriques et protéger les dalles contre l'action et la corrosion des décharges, les couches diélectriques appliquées sur chaque dalle sont réalisées en matériau dense généralement à base de verre minéral contenant du plomb permettant une cuisson dans la gamme 500-600°C.
  • Ainsi, le procédé de fabrication d'une dalle du type précédemment cité comprend, après la formation du réseau d'électrodes et avant le dépôt de la couche crue de matériau de barrières, le dépôt d'une couche crue d'épaisseur homogène à base d'une poudre d'un matériau minéral diélectrique et d'un liant organique suivi généralement d'une étape de cuisson dans des conditions adaptées pour éliminer le liant organique et pour densifier ce matériau diélectrique.
  • La couche diélectrique ainsi densifiée a également pour fonction de protéger les électrodes pendant la projection de matériau abrasif pour la formation des barrières.
  • Mais cette étape supplémentaire concernant l'application et la cuisson d'une couche diélectrique est économiquement pénalisante.
  • Par ailleurs, les barrières poreuses ne sont pas sans inconvénients ; de par leur structure, elles sont plus fragiles ou moins résistantes que des barrières denses classiques ; cet effet est accentué pour les barrières de faible largeur, notamment inférieure ou égale à 70 µm.
  • Le document JP11219659 décrit une dalle pour panneau à plasma de visualisation d'images comprenant un réseau de barrières dont la porosité est comprise entre 3 et 30% en volume, disposée sur une sous-couche de base poreuse dont la porosité est inférieure ou égale à 2% en volume.
  • Le document EP1290711 (correspondant à WO01/99149 ), publié postérieurement au présent document, décrit la formation de barrières sur une dalle, par gravure dans une couche de verre présentant une porosité comprise entre 10% et 60% en volume ; la gravure n'étant pas forcément effectuée sur toute l'épaisseur de cette couche, une sous-couche pleine d'épaisseur indéterminée peut subsister sous les barrières.
  • L'invention a pour but d'offrir une dalle du type précité de structure plus simple et dotée de barrières poreuses renforcées, qui puisse être réalisée par un procédé plus économique.
  • A cet effet, l'invention a pour objet une dalle pour panneau à plasma de visualisation d'images comprenant un substrat revêtu d'au moins un réseau d'électrodes lui-même revêtu d'un réseau de barrières en matériau minéral dont la porosité est supérieure à 25%, destinées à délimiter des cellules pour former des zones de décharge dans ledit panneau, comprenant également une sous-couche de base poreuse qui est intercalée entre ledit réseau d'électrodes et ledit réseau de barrières, qui est en matériau minéral dont la porosité est supérieure à 25%. Selon l'invention, l'épaisseur de la sous-couche de base est comprise entre 10 µm et 40 µm en tous points de la dalle, du moins en tous points de la surface active de la dalle qui correspond à l'ensemble des zones de décharge ; le fond des cellules de la dalle est alors formé par la surface de la sous-couche de base, qui ne présente aucun trou laissant apparaître des zones d'électrodes ou des zones du substrat de la dalle.
  • Chaque barrière comprend classiquement une base, des versants, et un sommet ; la sous-couche de base couvre complètement les électrodes dans la zone active de surface de la dalle ; on entend par zone active de surface de la dalle celle qui correspond aux cellules du panneau.
  • On a constaté :
    • que la sous-couche de base permettait d'améliorer sensiblement la stabilité des barrières poreuses et leur adhérence au substrat,
    • l'obtention de telles sous-couches était particulièrement économique, parce qu'il est plus facile d'obtenir des sous-couches poreuses à basse température que des sous-couches non poreuses.
  • L'adhérence des barrières au substrat est plus critique lorsque le substrat présente une faible rugosité et les barrières une forte porosité ; grâce à la sous-couche selon l'invention, les barrières portent sur toute la surface du substrat par l'intermédiaire de la sous-couche, ce qui améliore la stabilité des barrières et leur adhérence au substrat.
  • Comparées aux barrières denses à proportion élevée de verre, les barrières poreuses posent davantage de problèmes de stabilité mécanique et d'adhérence au substrat ; ces substrats étant généralement en verre, on comprend qu'un matériau poreux adhère plus difficilement au verre que le matériau vitreux des barrières denses ; l'addition d'une sous-couche de base selon l'invention, qui s'étend, avant comme après cuisson, sur toute la surface utile de la dalle, permet d'améliorer la stabilité mécanique des barrières et l'adhérence de ces barrières au substrat, notamment lorsque ces barrières sont étroites et poreuses ; la sous-couche de base selon l'invention a donc également une fonction d'ancrage des barrières sur la dalle, que ce soit avant ou après cuisson ; cet avantage d'ancrage est particulièrement apprécié dans le cas où la formation des barrières - à l'état cru, c'est à dire non cuit - comprend une étape de « sand-blasting » (cf. infra) qui nécessite l'application préalable d'un masque de protection présentant les motifs du réseau de barrières, et qui est suivie d'une étape d'élimination de ce masque de protection, car, lors de cette étape, on risque tout particulièrement de fragiliser ou de déstabiliser ces barrières.
  • De préférence, la largeur des barrières est inférieure ou égale à 70 µm, notamment au niveau des versants ; en effet, de telles barrières sont particulièrement fragiles, que ce soit à l'état cuit qu'à l'état cru avant cuisson, lors de la fabrication de la dalle ; la sous-couche selon l'invention est alors d'autant plus utile pour renforcer ces barrières ; dans le cas de barrières à versants en pente, on mesure la largeur à mi-hauteur.
  • De préférence, la dalle ne comporte aucune couche intermédiaire, notamment diélectrique, entre les électrodes et ladite sous-couche de base.
  • La sous-couche de base qui forme le fond des cellules suffit à protéger les électrodes contre l'action et l'érosion des décharges plasma, même si elle est poreuse ; en effet, cette érosion est faible car la proportion de décharges déclenchées au départ des électrodes de la dalle selon l'invention est faible au regard du nombre total de décharges sur un panneau à plasma en utilisation normale comportant une dalle selon l'invention.
  • En effet, lors de la visualisation d'images sur un tel panneau doté par exemple en face arrière d'une dalle selon l'invention et en face avant d'une dalle comportant un réseau de paires d'électrodes coplanaires revêtues d'une couche diélectrique, la plupart des décharges ont lieu entre les électrodes appariées de la dalle avant (décharges coplanaires), loin de la dalle selon l'invention ; ces décharges qui surgissent entre les paires d'électrodes coplanaires sont qualifiées de décharges de maintien ; entre les périodes de maintien, des décharges peuvent avoir lieu entre les électrodes opposées des deux dalles, donc notamment à proximité des électrodes de la dalle selon l'invention ; ces décharges sont notamment destinées à activer les cellules du panneau ; elles sont appelées couramment décharges d'adressage, et ne constituent qu'une proportion mineure du nombre total de décharges ; la sous-couche de base qui recouvre les électrodes de la dalle selon l'invention suffit, bien que poreuse, à les protéger de l'action et de la corrosion des décharges d'adressage ; la couche diélectrique de la face avant est alors généralement suffisamment dense pour éviter, à elle seule, les risques de claquage et pour assurer, le cas échéant, l'effet mémoire classique des panneaux alternatifs.
  • Selon une variante, la sous-couche de base comprend un composant adapté pour réfléchir la lumière ; on utilise de préférence à cet effet l'oxyde de titane.
  • Grâce à l'effet réfléchissant ainsi obtenu, les rayonnements émis vers le fond des cellules n'est pas perdu et on augmente le rendement lumineux des panneaux à plasma comprenant une dalle selon l'invention.
  • La sous-couche de base selon l'invention a alors une triple fonction de protection des électrodes lors de la fabrication du panneau (cf. infra), d'ancrage des barrières, et d'amélioration du rendement lumineux ; l'utilisation d'une seule sous-couche pour trois fonctions est particulièrement avantageuse économiquement, puisqu'on évite d'intercaler une couche diélectrique spécifique et une couche spécifique de réflexion.
  • Les barrières peuvent également comprendre un composant réfléchissant pour améliorer le rendement lumineux.
  • Avantageusement, afin d'obtenir des barrières poreuses, le matériau minéral de la sous-couche de base comprenant une charge minérale et un liant minéral, la proportion pondérale de liant minéral dans le matériau minéral des barrières est inférieure à 13%.
  • De préférence, le matériau minéral de la sous-couche de base comprenant une charge minérale et optionnellement un liant minéral, la proportion pondérale de liant minéral dans le matériau minéral de la sous-couche de base est inférieure à 13% ; il s'agit là d'un moyen privilégié pour obtenir une sous-couche poreuse ; dans le cas, notamment, où les électrodes sont en argent et où la sous-couche et/ou les barrières ont une fonction de réflexion pour l'amélioration du rendement lumineux, ce taux faible de liant minéral empêche la migration de l'argent dans cette sous-couche et dans les barrières, et empêche la coloration, notamment le jaunissement, du matériau minéral qui dégraderait ses propriétés de réflexion.
  • Selon une autre variante, le matériau de la sous-couche de base est identique au matériau des barrières, ce qui simplifie la fabrication de la dalle.
  • Sans se départir de l'invention, la dalle peut comporter plusieurs sous-couches de base, par exemple une dans le même matériau que celui des barrières, et une autre comprenant un composant adapté pour réfléchir la lumière.
  • De préférence, la dalle selon l'invention comprend une couche de luminophores couvrant, au moins partiellement, les versants des barrières et ladite sous-couche.
  • La nature des luminophores de cette couche diffère généralement selon les lignes ou colonnes de cellules délimitées par les barrières ; les luminophores ainsi déposé sur les parois des cellules ont pour fonction de transformer le rayonnement ultraviolet des décharges en rayonnement visible dans l'une des trois couleurs primaires utilisées classiquement pour visualiser des images ; en général, des cellules adjacentes dotées de couleurs primaires différentes forment un élément d'image ou pixel.
  • De préférence, ces luminophores sont déposés directement sur la sous-couche poreuse et les barrières poreuses ; on a constaté que cette porosité favorisait l'adhérence des luminophores ; aucune couche intermédiaire d'adhérence alors n'est nécessaire.
  • De préférence, en tous points de la surface joignant la base des barrières à la sous-couche de base, le rayon de courbure est supérieur ou égal à 10 µm ; on a constaté qu'un tel rayon de courbure était encore plus favorable à la stabilité des barrières, mais aussi à la régularité du dépôt de luminophores.
  • De préférence, les barrières sont elles-mêmes revêtues d'une sur-couche ; comme décrit dans les documents EP 722179 , EP 893813 , et US5909083 , cette sur-couche de sommet des barrières est destinée, par exemple :
    • à former un masque de protection lorsqu'on forme les barrières par « sand-blasting » (cf. infra) ;
    • et/ou à former un réseau noir, et/ou à former une couche de compensation d'irrégularités de hauteur des barrières.
  • L'invention a également pour objet un panneau à plasma de visualisation d'images, de type alternatif et à effet mémoire, comprenant une première dalle selon l'invention et une deuxième dalle dotée d'électrodes coplanaires servant au maintien des décharges par effet mémoire, ménageant entre elles des zones de décharges délimitées par lesdites barrières.
  • L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une dalle pour panneau à plasma selon la revendication 11.
  • La sous-couche de base et la couche principale sont déposées sur la dalle de départ, ou substrat, dotée de son réseau d'électrodes, de manière à présenter chacune une épaisseur approximativement homogène sur la surface active de la dalle.
  • La vitesse d'abrasion de la sous-couche est, selon l'invention, inférieure à la vitesse d'abrasion de la couche principale dans des conditions d'abrasion comparable, à savoir l'utilisation du même matériau abrasif dans les mêmes conditions opératoires que lors de la projection pour la formation des barrières.
  • Ainsi, après l'étape de formation des barrières par projection de matériau abrasif et obtention, sur le substrat, de cellules de décharge délimitées par ces barrières, le fond de ces cellules est alors formé par la surface de la sous-couche de base, qui ne présente aucun trou laissant apparaître des zones d'électrodes ou de substrat ; la sous-couche de base a pu être partiellement entamée par le matériau abrasif mais doit avoir suffisamment résisté pour que les électrodes de la dalle soient entièrement couvertes par cette sous-couche de base ; la sous-couche de base a donc principalement pour fonction, à ce niveau, de protéger les électrodes sous-jacentes pendant la formation des barrières crues par projection d'un matériau abrasif ; après cuisson, le fond des cellules est toujours formé par la surface de la sous-couche de base cuite.
  • Le matériau minéral de sous-couche de base comprend une charge minérale et, éventuellement, un liant minéral ; la granulométrie de la poudre du matériau minéral de cette sous-couche, notamment de ladite charge minérale, le cas échéant, la nature dudit liant minéral et les proportions de ce liant dans cette poudre, le mode de mélange des composants de cette poudre, et les conditions de cuisson sont adaptées pour que la densité apparente de la sous-couche de base obtenue après cuisson soit également inférieure à 75% de la densité théorique de la charge minérale de cette sous-couche.
  • A cette fin, de préférence, la proportion de liant minéral dans le matériau minéral de la sous-couche de base est inférieure à 13% ; cette proportion peut même ici être nulle.
  • Grâce à cette sous-couche présentant ainsi une porosité supérieure à 25%, et dans le cas où la formation du réseau d'électrodes a été réalisée par dépôt d'une couche crue comprenant un matériau conducteur et un liant organique, il est encore plus facile d'effectuer la cuisson de cette couche d'électrodes à la fin du procédé, en même temps que celle de la sous-couche de base et des barrières crues, parce que la porosité de cette sous-couche de base et celle des barrières facilitent l'élimination des produits de décomposition des liants organiques, y compris ceux de la couche d'électrodes.
  • Après le dépôt de la sous-couche de base et de la couche principale et avant l'opération d'abrasion, on applique généralement sur ce dépôt un masque de protection en matériau polymère doté de motifs correspondant au réseau des barrières à former ; ce masque a pour but de protéger contre l'abrasion les zones de la couche principale correspondant aux sommets des barrières ; de ce fait, après l'opération d'abrasion mais avant la cuisson et, le cas échéant, avant d'autres opérations comme le dépôt de luminophores, on élimine ce masque, généralement par projection d'une solution aqueuse alcaline (ou « strippage »).
  • On a vu qu'il était préférable qu'en tous points de la surface joignant la base des barrières à la sous-couche de base, le rayon de courbure soit supérieur ou égal à 10 µm ; ce rayon de courbure est d'autant plus élevé que la différence entre vitesse d'abrasabilité de la sous-couche de base et celle de la couche principale de barrière est faible.
  • Comme pour les procédés classiques de fabrication de réseau de barrières sur une dalle, on choisira pour la sous-couche de base et pour la couche principale un liant organique s'éliminant facilement à la cuisson ; lorsqu'on applique cette sous-couche de base et la couche principale par voie liquide en milieu solvant, on choisira un liant soluble dans un solvant facile à éliminer sans danger ; lorsqu'on applique un masque avant sablage et qu'on l'élimine ensuite par projection d'une solution aqueuse alcaline, on choisira de préférence un liant organique résistant à l'eau, choisi de préférence dans le groupe comprenant les résines cellulosiques, les résines acryliques, les résines méthacryliques, les résines de colophane, et les résines à base d'alcool polyvinylique réticulé ; de préférence, le liant organique de la sous-couche de base est à base d'alcool polyvinylique.
  • De préférence, notamment lorsque le liant organique de la sous-couche de base est de la même famille que celui de la couche principale, la proportion de liant organique dans la sous-couche de base est supérieure à la proportion de liant organique dans la couche principale.
  • De préférence, la température de transition vitreuse du liant organique de la sous-couche de base est inférieure à celle du liant organique de la couche principale, notamment inférieure ou égale à 60°C.
  • De préférence, le procédé selon l'invention ne comprend pas de dépôt de couche intermédiaire, notamment diélectrique, entre la formation du réseau d'électrodes et le dépôt de la sous-couche de base ; en évitant d'appliquer une couche diélectrique intermédiaire, le procédé selon l'invention est donc beaucoup plus économique que les procédés de l'art antérieur.
  • De préférence, le procédé selon l'invention ne comporte qu'un seul traitement thermique de cuisson après la formation de l'au moins un réseau d'électrodes.
  • Dans le cas où la formation du réseau d'électrodes passe par le dépôt d'une couche crue comprenant un matériau conducteur, par exemple à base d'argent, d'aluminium, ou de cuivre, et un liant organique, le procédé selon l'invention ne comporte avantageusement qu'une seule cuisson finale, sans cuisson intermédiaire entre le dépôt de la couche crue d'électrodes et le dépôt de la sous-couche de base ; grâce à la porosité de la sous-couche, les produits de décomposition du liant organique du réseau d'électrodes traversent facilement cette sous-couche sans la détériorer ; le caractère quasiment non vitreux de cette sous-couche évite, lors de la cuisson, des phénomènes de diffusion parasite du matériau des électrodes ; avantageusement, il n'est plus nécessaire de cuire le réseau d'électrodes avant le dépôt des barrières.
  • De préférence, le procédé selon l'invention ne comporte aucune étape où la température de la dalle dépasse 480°C.
  • Le matériau minéral de barrière comprend une charge minérale de barrière et un liant minéral ; la granulométrie de la poudre de ce matériau minéral, notamment de la charge minérale des barrières, la nature de son liant minéral et les proportions de ce liant dans cette poudre, le mode de mélange des composants de cette poudre, et les conditions de cuisson sont adaptées pour que la densité apparente des barrières obtenues après cuisson soit inférieure à 75% de la densité théorique de ladite charge minérale ; on obtient ainsi des barrières dont la porosité est supérieure à 25%, ce qui facilite et raccourcit avantageusement le pompage du panneau à plasma.
  • Pour obtenir des barrières dont la densité apparente est, après cuisson, inférieure à 75% de la densité théorique du matériau de leur charge minérale, c'est à dire présente une porosité supérieure à 25%, on utilise de préférence pour ces barrières un matériau dans lequel la proportion pondérale de liant minéral est inférieure à 13% ; comme liant minéral, on utilise généralement un verre ou une fritte à bas point de fusion ; dans le cas de ces faibles proportions de liant minéral, le liant minéral comprend avantageusement de la silice colloïdale, des silicates ou des silanes hydrolysés, qui améliorent la solidité des barrières poreuses.
  • Le procédé comporte avantageusement le dépôt d'une couche crue à base de luminophore et d'un liant organique, à la fois sur la sous-couche crue couvrant le réseau d'électrodes et sur la base et les versants des barrières ; cette étape est, en elle-même, connue de l'art antérieur ; grâce à l'invention, la couche crue de luminophores mouille de la même façon les parois des barrières et le fond des cellules, puisqu'ils sont constitués de matériaux identiques ; on obtient ainsi une répartition plus uniforme et une meilleure homogénéité des luminophores ; après cuisson, on obtient une meilleure adhérence des luminophores aux parois des barrières et au fond des cellules, sans utiliser de couche intermédiaire d'adhérence.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et en référence à la figure 1, qui décrit un panneau à plasma doté d'une dalle avec sous-couche selon un mode de réalisation de l'invention et à la figure 2, qui décrit une dalle avec sous-couche selon un autre mode de réalisation de l'invention ; dans les figures, afin de simplifier, on utilise des références identiques pour les éléments qui assurent les mêmes fonctions.
  • On part d'une dalle classique 10, généralement en verre sodo-calcique ; d'autres matériaux isolants peuvent être utilisés pour la dalle, du moment qu'ils résistent aux températures de cuisson.
  • On applique d'une manière connue en elle-même un réseau d'électrodes 11 sur cette dalle, en utilisant par exemple l'une des méthodes classiques suivantes :
    • sérigraphie directe d'une pâte pour former un réseau d'électrodes crues, cette pâte étant à base d'une poudre de matériau conducteur et d'un liant organique ; puis, cuisson des électrodes crues adaptée pour éliminer le liant organique et, le cas échéant, pour obtenir un frittage de la poudre conductrice et une conductivité optimale des électrodes ;
    • en utilisant un liant photosensible dans la pâte, application d'une couche uniforme de pâte, suivie d'une photolithographie et d'un développement pour obtenir le réseau d'électrodes crues ; puis cuisson dans les mêmes conditions que précédemment ;
    • dépôt sous vide d'au moins une couche uniforme de matériau conducteur, en général un métal ou un alliage, dépôt d'une couche homogène organique photosensible, protectrice et résistante au décapage après photosensibilisation, photolithographie pour sensibiliser la couche et la rendre protectrice à l'endroit des électrodes, décapage des parties non sensibilisées pour gravure des zones de couche métallique sous-jacentes de manière à obtenir le réseau d'électrodes en matériau conducteur, et élimination de la couche photosensible résiduelle ; ce procédé ne comporte donc pas de cuisson.
  • On engage ensuite les étapes de formation du réseau de barrières.
  • La poudre de matériau de barrière comprend généralement une charge minérale et un liant minéral à base de verre ; la température atteinte pendant la cuisson des barrières est généralement supérieure ou égale à la température de transition vitreuse du verre, de manière à activer le liant minéral et à obtenir une consolidation suffisante après élimination du liant organique ; pour obtenir un matériau de barrière à porosité élevée, notamment supérieure à 25%, la teneur pondérale de ce verre dans la poudre du matériau de barrière sera de préférence supérieure ou égale à 2%, inférieure ou égale à 10% ; cette teneur sera plus élevée pour des barrières plus étroites.
  • La poudre de matériau de sous-couche de base comprend également une charge minérale et, optionnellement, un liant minéral à base de verre.
  • La charge minérale du matériau de barrières est choisie parmi les produits minéraux stables dans les gammes de température de cuisson, à pouvoir adsorbant élevé ; de préférence, on choisit cette charge dans le groupe comprenant l'alumine, la zircone, l'oxyde d'yttrium, l'oxyde de titane et leurs mélanges ; l'alumine notamment parce que c'est une poudre amphotère à hautes propriétés adsorbantes ; la zircone ou l'oxyde de titane selon la constante diélectrique souhaitée ; la charge minérale peut également comprendre des produits comme la mullite, la cordiérite ou les zéolithes ; de préférence, 80% des grains élémentaires de la charge minérale ont une taille comprise entre 0,3 µm et 10 µm ; après cuisson, la taille des grains est globalement inchangée.
  • La charge minérale du matériau de la sous-couche de base peut être identique ou différente de celle du matériau de barrières ; selon une variante de l'invention, cette charge minérale comprend d'autres composants que la charge minérale destinée à la couche principale de barrières, comme par exemple un matériau réfléchissant la lumière ; pour former un fond blanc et réfléchissant au fond des cellules de décharge, on peut ainsi utiliser de l'oxyde de titane comme autre composant.
  • De préférence, la taille moyenne des grains du liant minéral est inférieure ou égale à celle de la charge minérale.
  • Pour obtenir, selon l'invention, un matériau de sous-couche de base à porosité élevée, notamment supérieure à 25%, la teneur pondérale en liant minéral optionnel dans la poudre du matériau de sous-couche de base sera de préférence inférieure à 13% ; la poudre du matériau de sous-couche de base peut ne contenir aucun liant minéral.
  • On mélange ensuite la charge minérale et, le cas échéant, le liant minéral, pour obtenir la poudre de matériau de barrières ou celle de matériau de sous-couche de base ; comme les proportions de deux principaux composants minéraux de cette poudre sont très différentes, leur mode de mélange est très important pour disperser au mieux le liant minéral autour des grains de la charge minérale et lui permettre d'assurer une consolidation importante des barrières lors de l'étape de cuisson ; un mode opératoire typique de mélange d'environ 1 litre de poudre consiste à placer cette poudre dans un récipient de 4 litres environ et d'agiter à sec à l'aide d'un couteau de 150 mm de diamètre tournant à 7000 tours/minute pendant environ 4 minutes.
  • On choisit de préférence les liants organiques dans le groupe comprenant les résines cellulosiques, les résines acryliques, les résines méthacryliques, les résines de colophane, et les résines à base d'alcool polyvinylique réticulé.
  • De préférence, la composition de la sous-couche de base crue est adaptée pour que la vitesse d'abrasion de cette sous-couche de base soit nettement inférieure à la vitesse d'abrasion de la couche principale dans les mêmes conditions de projection ; la vitesse d'abrasion d'une couche ou sous-couche crue dans des conditions prédéterminées de projection de matériau abrasif diminue généralement lorsque la proportion de liant organique augmente dans cette couche, et/ou lorsque l'élasticité intrinsèque de ce liant augmente.
  • L'homme du métier pourra, en effectuant des essais de routine, mettre au point des formulations de couches crues possédant des vitesses d'abrasion différentes dans des conditions prédéterminées de projection de matériau abrasif ; on entend par conditions de projection non seulement les conditions de mise en oeuvre du matériau abrasif mais également la nature, la texture et la structure de ce matériau.
  • Pour adapter à cet effet la composition de la sous-couche de base crue, on pourra par exemple utiliser pour la couche principale crue de barrière un liant organique beaucoup plus sensible à l'abrasion que celui de la sous-couche de base ; comme liant particulièrement sensible à l'abrasion, on utilisera de préférence la colophane (ou « rosin » en langue anglaise).
  • Une solution avantageuse consiste à utiliser pour la sous-couche un liant organique à base d'alcool polyvinylique réticulable sous UV.
  • Dans le cadre de l'utilisation de l'alcool polyvinylique comme liant organique de la sous-couche, des essais d'abrasion ont montré que la vitesse d'abrasion diminuait de 50% lorsque le taux de liant organique dans la sous-couche de base passait de 5 à 10%.
  • Pour adapter à cet effet la composition de la sous-couche de base crue, on utilisera de préférence pour cette sous-couche un liant organique présentant une température de transition vitreuse inférieure à celle du liant de la couche principale ; on peut ainsi utiliser avantageusement un liant organique présentant une température de transition vitreuse inférieure ou égale à 60°C ; par exemple, on a obtenue une sous-couche de base très résistante à l'abrasion en utilisant comme liant organique 4% en poids d'une résine acrylique ou méthacrylique présentant une température de transition vitreuse de 57°C.
  • Pour adapter à cet effet la composition de la sous-couche de base crue en utilisant le même liant organique pour la couche principale et pour la sous-couche de base, on formulera par exemple la sous-couche de base avec une teneur en liant organique 2,5 à 8 fois plus élevée que dans la couche principale : par exemple, en prenant comme liant de l'éthyl cellulose de grade N4 possédant une température de transition vitreuse de l'ordre de 156°C, la proportion (poids de liant/poids de poudre minérale) serait de 2 à 4% dans la couche principale, contre 10 à 15% dans la sous-couche de base.
  • En ayant recours à la même famille de liant organique pour la couche principale et pour la sous-couche de base, on pourra augmenter l'abrasabilité de la couche principale de barrière en utilisant un liant de poids moléculaire plus élevé ; ainsi, on utilisera de préférence un grade à plus bas poids moléculaire dans la sous-couche de base que dans la couche principale.
  • Pour augmenter l'élasticité du liant de la sous-couche de base dans les conditions de projection du matériau abrasif et conférer à cette sous-couche une meilleure résistance à l'abrasion, on ajoutera de préférence au liant organique de cette sous-couche un agent plastifiant adapté audit liant, en évitant une teneur trop élevée qui risquerait de provoquer des fissurations de la sous-couche crue après application ; avec l'éthyl cellulose de grade N4 précédemment cité, on peut utiliser de 1 à 4% en poids de phtalate de butyle benzyle toujours rapporté au poids de poudre minérale.
  • Dans le cadre de l'utilisation de l'alcool polyvinylique comme liant organique, des essais d'abrasion ont montré que la vitesse d'abrasion diminuait de 25% en ajoutant 5% de plastifiant dans ce liant ; la teneur en plastifiant doit rester limitée, typiquement inférieure à 25% pour ne pas compromettre la résistance mécanique cuite de cette sous-couche réalisant la base des barrières.
  • Toujours dans le même but, on pourra utiliser tout autre moyen pour abaisser la température de transition vitreuse de ce liant dans la sous-couche de base, mesurée à l'état réticulé.
  • On mélange donc d'une manière connue en elle-même la poudre de matériau de barrières ou de matériau de sous-couche avec son liant organique.
  • Le dépôt de couches crues de barrières sur la dalle dotée de son réseau d'électrodes peut ensuite être réalisé directement par voie liquide, ou par transfert d'un film cru de cette couche préformée (« green tape » en langue anglaise), comme décrit dans le document EP 722179 (DUPONT ).
  • On va décrire ici plus précisément un dépôt par voie liquide ; comme procédé de dépôt par voie liquide, on peut par exemple utiliser la sérigraphie, le dépôt par fente (« slit coater » en langue anglaise), ou le dépôt au rideau.
  • Avant les opérations de dépôt, on prépare :
    • 1/ une composition liquide ou pâte d'application de la couche principale, en dispersant la poudre de matériau de barrière dans une solution d'un liant organique ;
    • 2/ une composition liquide ou pâte d'application de la sous-couche de base, en dispersant la poudre de matériau de barrière dans une solution d'un liant organique ;
  • Pour appliquer l'ensemble de la couche crue de barrière sur la dalle, du côté des électrodes, on procède de la manière suivante :
    • d'une manière connue en elle-même, on applique alors une sous-couche de la composition d'application de sous-couche de base, de manière à obtenir, après séchage, une épaisseur comprise entre 10 et 40 µm ;
    • on sèche la sous-couche de base obtenue pour en évaporer le solvant,
    • d'une manière connue en elle-même, on applique ensuite au moins une couche de la composition d'application de couche principale, de manière à obtenir, après séchage, une épaisseur de couche principale qui est fonction de la hauteur des barrières souhaitées ;
    • on sèche la couche principale obtenue pour en évaporer le solvant.
  • On obtient une dalle dotée d'un réseau d'électrodes recouvert d'une sous-couche de base et d'une couche crue de barrière d'épaisseur globale homogène.
  • Les étapes suivantes concernent la formation des barrières.
  • Comme matériau abrasif, on utilise généralement une poudre solide, ou « sable », comme par exemple des billes de verre, des billes métalliques, ou de la poudre de carbonate de calcium ; l'opération est alors qualifiée de « sablage » ou « sand-blasting » en langue anglaise ; on peut également utiliser un liquide comme matériau abrasif.
  • On cherche donc à former des barrières crues dans la couche principale crue dont est maintenant dotée la dalle ; il s'agit donc d'enlever la couche crue par abrasion uniquement entre les barrières et de protéger au contraire cette couche de l'abrasion à l'endroit des barrières.
  • A cet effet, une première méthode classique consiste à :
    • appliquer, sur la couche crue de barrière, un masque de protection en matériau polymère doté de motifs correspondant au réseau des barrières à former,
    • projeter le matériau abrasif de manière à enlever la couche crue entre les motifs du masque et à former les barrières crues au niveau de ces motifs,
    • éliminer le masque.
  • Le masque peut être réalisé par exemple par sérigraphie directe, mais cette méthode présente l'inconvénient d'offrir une définition limitée ; ce masque peut également être réalisé par photolithographie d'une couche polymère photopolymérisable ou photosensible, par exemple selon les étapes suivantes :
    • dépôt pleine surface, exposition UV à travers un masque, développement, généralement à l'aide d'une solution de carbonate de sodium).
  • Avantageusement, le matériau polymère du masque est à base d'alcool polyvinylique (ou « PVA ») réticulé ; l'avantage de ce matériau est qu'il peut être développé à l'eau chaude, ce qui permet d'éviter l'utilisation de solution contenant des éléments alcalins, qu'il résiste particulièrement bien à l'abrasion et qu'il est peut être éliminé facilement par brûlage ou pyrolyse après l'opération d'abrasion ; ce mode d'élimination, comparé à une opération classique de « stripage », permet d'éviter de fragiliser les barrières et d'envisager des barrières encore plus étroites ; en utilisant ce mode d'élimination, on évite à nouveau l'emploi de solution d'élimination du masque (solution dite de « stripage ») contenant du sodium ou du potassium avec tous les risques inhérents à la pollution de la dalle, cela d'autant plus qu'une surface développée importante difficile à rincer à été générée lors du sablage des barrières ; on a obtenu une résistance très élevée à l'abrasion avec des teneurs en (PVA + plastifiant) de 100%, avec un taux plastifiant/résine de 1 à 2 .
  • Une autre méthode décrite dans le document EP 722179 déjà cité consiste à appliquer sur la couche principale de matériau de barrières, une sur-couche non seulement chargée en matériau de barrière mais contenant une proportion suffisamment importante de liant organique photopolymérisable pour pouvoir résister à la projection de matériau abrasif ; ainsi, c'est dans la sur-couche elle-même qu'on réalise le masque par photolithographie ; selon le document EP 722179 , l'avantage de cette méthode est qu'il n'est pas nécessaire d'éliminer le masque directement après l'opération d'abrasion puisque le liant photopolymérisé est éliminé ultérieurement pendant l'opération de cuisson, sa pyrolyse étant facilitée par la porosité de la charge minérale ; après cuisson, la partie restante de cette sur-couche forme le sommet des barrières.
  • Avantageusement, le liant organique photopolymérisable de la sur-couche est à base d'alcool polyvinylique réticulé ; l'avantage de ce matériau est qu'il résiste particulièrement bien à l'abrasion ; on a obtenu des résistances très élevées à l'abrasion avec des teneurs (PVA + plastifiant) typiquement de 20 à 50%, avec un taux plastifiant/résine typiquement de 1 à 2.
  • D'autres variantes applicables à l'invention concernent l'utilisation d'une sur-couche destinée à former le sommet des barrières :
    • dans la poudre minérale de cette sur-couche, on peut, comme décrit dans les documents EP 722179 et EP 893813 , introduire un pigment noir, comme de l'oxyde de cobalt et de fer, de manière à ce que le sommet des barrières forme, après cuisson, un réseau noir destiné à améliorer le contraste de visualisation des images du panneau à plasma ;
    • comme décrit dans le document EP 893813 , la proportion de liant minéral dans cette sur-couche peut être beaucoup plus faible que dans la couche principale, voire même nulle, de manière à ce que le sommet des barrières puissent être légèrement écrasé lors de l'assemblage avec une autre dalle pour former un panneau à plasma, cet écrasement étant destiné à compenser les irrégularités de hauteur des barrières et à améliorer l'étanchéité de la jonction avec l'autre dalle tout le long des barrières.
  • On obtient donc une dalle dotée d'un réseau d'électrodes et d'un réseau de barrières crues délimitant les futures zones de décharges ou cellules du panneau à plasma, où le fond des cellules et les électrodes croisant le fond des cellules sont recouvertes de la sous-couche de base qui a résisté à la projection de matériau abrasif, et a donc servi, selon l'invention, à protéger les électrodes contre la projection de matériau abrasif en l'absence de couche diélectrique.
  • La dalle dotée d'un réseau de barrières crues supportées par une sous-couche de base crue, est alors prête pour les opérations de dépôt de la couche crue de luminophores sur les versants des barrières et sur la sous-couche de base au fond des cellules ; de préférence, pour une opération de dépôt, on utilise la technique classique de sérigraphie directe (« screen-printing » en langue anglaise) en procédant selon les étapes suivantes :
    • préparation d'une pâte liquide comprenant essentiellement le luminophore à appliquer, un liant organique, et au moins un solvant ou un liquide de suspension ne solubilisant pas le liant des barrières crues et de leur sous-couche crue,
    • application de cette pâte sur la dalle au travers d'un écran de sérigraphie présentant des ouvertures au regard des zones à recouvrir de ce luminophore,
    • évaporation du solvant.
  • En ré-itérant ces opérations pour chaque type de luminophores à appliquer, on obtient alors une dalle dotée d'un réseau d'électrodes, d'un réseau de barrières, revêtue de luminophores.
  • Pour le dépôt de luminophores, on pourrait également utiliser la technique de photolithographie qui permet une meilleure définition, associée à un dépôt pleine surface réalisé par exemple par pulvérisation pour limiter les contraintes mécaniques appliquée sur les versants des barrières ; néanmoins cette technique implique des rejets importants de matériau contenant des luminophores et des opérations coûteuses de recyclage de ces rejets ; d'autres techniques de dépôt peuvent être utilisées, par exemple l'application par jet d'encre (« ink jet » en langue anglaise), le dépôt à la seringue (« dispensing » en langue anglaise), ou le microdosage.
  • La cuisson de l'ensemble comprenant la sous-couche crue, les barrières crues et les couches de luminophores crues est ensuite réalisée dans des conditions adaptées pour éliminer le liant organique des différentes couches crues et, dans le cas des barrières et de leur sous-couche de base, pour obtenir la consolidation du matériau minéral ; les composés organiques sont en général éliminés en deçà de 380°C, et on procède, dans une première étape du traitement thermique de cuisson, à une montée progressive jusqu'à cette température de manière à éliminer ces composés organiques sans endommager la structure des couches crues ; dans une deuxième étape du traitement thermique, on chauffe au moins jusqu'à une température voisine de la température de ramollissement du liant minéral incorporé aux barrières et, optionnellement, à leur sous-couche de base.
  • On adapte les conditions de la deuxième étape du traitement thermique de cuisson de manière à obtenir une consolidation suffisante du matériau de barrière tout en conservant une porosité élevée tant pour la sous-couche de base que pour les barrières ; on a constaté qu'une cuisson réalisée dans ces conditions ne provoquait quasiment aucun retrait.
  • On constate que, pour la fabrication de la dalle selon l'invention, le nombre de traitements thermiques est considérablement réduit, puisqu'il est même possible de fabriquer la dalle avec seulement un seul traitement thermique après réalisation du réseau d'électrodes.
  • Comme la dalle selon l'invention ne comporte aucune couche diélectrique spécifique intercalée entre les électrodes et la sous-couche de base, on évite le traitement thermique relatif à cette couche diélectrique.
  • En utilisant des liants organiques classiques décomposables en deçà de 480°C et un liant minéral présentant une température de ramollissement suffisamment faible pour obtenir la consolidation des barrières en deçà de 480°C ou à cette température, on parvient même à réaliser totalement la dalle sans dépasser 480°C, ce qui permet, dans le cas de dalles classiques en verre sodo-calcique, de limiter sinon de supprimer tout risque de déformation de la dalle au cours de sa fabrication ; on rappelle que les déformations de la dalle entraînent, notamment, des problèmes de désalignements entre les différents éléments de la dalle arrière et, selon les structures, ceux de la dalle avant et des problèmes de dysfonctionnement du panneau à plasma.
  • On obtient alors la dalle selon l'invention, telle que représentée à la figure 1 ou, selon une autre variante, à la figure 2 ; cette dalle est dotée d'au moins un réseau d'électrodes 11 et d'un réseau de barrières poreuses 17 en matériau minéral, délimitant des cellules pour les zones de décharge du panneau, où, au fond des cellules, les électrodes 11 sont couvertes d'une sous-couche de base poreuse 18 à base d'un matériau minéral ; sur la figure 1, les versants des barrières et le fond des cellules sont couverts de luminophores 41 ; sur la figure 2, les luminophores ne sont pas représentés.
  • Le mode de réalisation de la figure 2 diffère de celui de la figure 1 en ce que les barrières ont des versants en pente qui ne sont pas perpendiculaires au plan de la dalle, et en ce que, en dehors des zones où elle supporte les barrières, la sous-couche de base présente une surface arrondie qui résulte de son abrasion partielle et irrégulière lors de l'étape de formation des barrières.
  • On constate que la sous-couche de base 18 selon l'invention améliore considérablement l'adhérence des barrières au substrat.
  • Les dalles selon l'invention sont utilisables dans tous les types de panneaux à plasma dotés de barrières délimitant des cellules ou groupes de cellules.
  • En référence à la figure 1, un tel panneau à plasma de visualisation d'images, de type alternatif et à effet mémoire, comprend une première dalle selon l'invention, dotée de barrières 17 supportées par la sous-couche 18 déjà décrite, et une deuxième dalle 30 dotée d'électrodes coplanaires 33, ménageant entre elles des zones de décharges 40 délimitées par les barrières 17 ; les électrodes 11 de la première dalle, qui servent à l'adressage des décharges, sont intégralement couvertes par la sous-couche 18 selon l'invention, du moins dans la partie active du panneau ; les électrodes coplanaires 33 de la deuxième dalle 30, qui servent au maintien des décharges par effet mémoire, sont recouvertes d'une couche diélectrique 32 et d'une couche de protection 31, à base de MgO.
  • L'exemple suivant illustre plus particulièrement l'invention et concerne la fabrication d'une dalle arrière de panneau à plasma.
    • Exemple 1 :
  • Sur une dalle en verre sodo-calcique de dimensions 254 mm x 162 mm, d'épaisseur 3 mm, dotée d'un réseau d'électrodes formées de conducteurs en aluminium, qui n'est pas revêtue de couche diélectrique, on va déposer selon l'invention un réseau de barrières délimitant des zones de décharges de dimensions 172 mm x 100 mm , réparties sur la dalle selon un pas de 360 µm.
    1. 1.- préparation d'une pâte de sous-couche de base adaptée pour obtenir une sous-couche de base crue et sèche contenant (10,6% + 3,3%) en poids de (liant + plastifiant organiques), et adaptée pour obtenir une sous-couche de base cuite présentant une porosité supérieure à 25% :
      • préparation d'une solution de liant organique par dissolution de 13g d'éthyl cellulose grade N4 dans 83g de terpinéol, puis addition de 4g de phtalate de butyle benzyle sous forme de produit référencé Santicizer 160 ;
      • pré mélange à sec d'une poudre de matériau minéral de barrière : dans un mixer grande vitesse, on mélange :
        • o charge minérale : 98g d'alumine : poudre bi modale avec grains élémentaires de 0,3 et 3 µm ; poudre ayant une densité pressée de 2.60g/cm3 ;
        • o liant minéral : 2 g de silicate de plomb contenant 15% en poids de silice : grains élémentaires essentiellement entre 0.5 et 2µm ; température de ramollissement : 380°C ;
      • dispersion de 100g de poudre de matériau minéral de barrière dans 95g de la solution de liant organique ci-dessus ;
      • passage de la dispersion au tri cylindre de manière à obtenir une dispersion de viscosité de l'ordre de 37000 mPa.s, et, dans cette dispersion, des agrégats de taille inférieure à 7 µm ;
    2. 2.- préparation d'une pâte de couche principale de barrière adaptée pour obtenir une couche principale crue et sèche contenant 3 % en poids de liant organique et adaptée pour obtenir des barrières présentant une porosité supérieure à 25% :
      • préparation d'une solution de liant organique par dissolution de 8g de résine Ethyl cellulose grade N4 dans 92g de terpinéol ;
      • prémélange à sec d'une poudre de matériau minéral de barrière dans les mêmes conditions et avec les mêmes composants que précédemment ;
      • dispersion de 100g de poudre de matériau minéral de barrière dans 38,62 g de la solution de liant organique ci-dessus ;
      • passage de la dispersion au tricylindre de manière à obtenir une dispersion de viscosité de l'ordre de 80000 mPa.s, et, dans cette dispersion, des agrégats de taille inférieure à 7 µm ;
    3. 3.- dépôt de la sous-couche de base
      Sur la face de la dalle dotée du réseau d'électrodes, on réalise une seule passe de sérigraphie de la pâte de sous-couche de base en utilisant une toile polyester à 48 fils par cm, puis on sèche la sous-couche obtenue à120°C pendant 12 minutes pour évaporer le solvant.
      On obtient une sous-couche de base crue d'épaisseur sèche de l'ordre de18µm.
    4. 4.- dépôt de la couche principale de barrière
      Sur la sous-couche de base séchée, on réalise 4 passes de sérigraphie de la pâte de couche principale en utilisant une toile polyester à 48 fils par cm et 1 passe de sérigraphie de la même pâte en utilisant une toile polyester à 90 fils par mm, chaque passe étant suivie d'un séchage à 120°C pendant 12 minutes. On obtient une couche principale crue d'épaisseur sèche de l'ordre de 110µm.
    5. 5.- application d'un masque de protection :
      • sur la couche principale de barrière crue, lamination d'un film sec photosensible d'épaisseur 40 µm dans les conditions suivantes : température 110°C, pression 4 105 Pa ;
      • Insolation du film laminé à 100mJ/cm2 en utilisant un masque formé de lignes noires d'épaisseur 70µm ; cette épaisseur correspond à la largeur souhaitée des barrières ;
      • développement du film insolé avec à l'aide d'une solution aqueuse contenant 0.2% en poids de Na2CO3 dans les conditions suivantes : température 30°C, Pression 1.5 105 Pa.

      La couche crue de barrière est alors couverte d'un masque de protection en matériau polymère doté de motifs correspondant au réseau des barrières à former.
    6. 6.- Projection de matériau abrasif ou « sablage » :
      • matériau abrasif : particules métalliques : référencé S9, grade 1000, de la Société FUJI ;
      • conditions de mise en oeuvre du matériau abrasif : à l'aide d'une buse rectangulaire plate de longueur de l'ordre de 200mm ; distance entre la sortie de la buse et la dalle : 95mm ; débit du matériau abrasif : 1800 g/min ; direction de déplacement de la buse perpendiculaire à celle de la dalle :
        • variante 1 pour structure barrières droites : pression de sablage 0.035 MPa ; vitesse de balayage de la buse sur la dalle : 50mm/min - vitesse déplacement dalle 110 mm/min ;
        • variante 2 pour structure barrières en gaufre (« waffle » en langue anglaise) : pression de sablage 0.035 MPa ; vitesse de balayage de la buse sur la dalle 50mm/min ; vitesse déplacement dalle 105 mm/min ;

      Résultat obtenu : gravure régulière des barrières avec conservation d'une couche résiduelle de matière crue au fond de chaque cavité, dont l'épaisseur centrale est légèrement inférieure à celle de la sous-couche de base initialement déposée ; on ne constate aucun trou dans cette couche résiduelle et la surface des électrodes sous-jacentes n'apparaît nulle part dans la partie active de la dalle ; en comparaison avec les barrières obtenues par sablage avec un procédé classique (arrêt sur une couche diélectrique intermédiaire spécifique), on constate ici que la base des barrières est plus arrondi, ce qui favorise une répartition uniforme des luminophores dans les étapes ultérieures.
    7. 7.- Élimination du masque par « stripage » :
      • application sur le masque d'une solution aqueuse à 1 % en poids de NaOH à une température de 35°C environ et sous une pression de 0.4 105 Pa environ ;
      • rinçage à l'eau ;
      • séchage par couteau d'air à 50°C
    8. 8.- Préparation des pâtes de luminophores
      Pour chacune des trois poudres de luminophores, rouge, verte et bleu :
      • utilisation d'une solution aqueuse de résine à base d'alcool polyvinylique (« PVA ») à 300 mPa.s de viscosité, rendue photosensible par l'addition de bichromate d'ammonium ;
      • dispersion de 60g de luminophore dans 100g de solution de PVA ; addition de 7g de NH4Cr2O7 + 11g d'additifs liquides, notamment de stabilisation, anti-moussage et brillanteurs.
    9. 9.- Dépôt des couches crues de luminophores : pour chaque couleur :
      • sérigraphie pleine surface de la pâte de luminophores de cette couleur, à l'aide d'une toile à 71fils/cm, de manière à former un dépôt sec d'environ 15µm d'épaisseur, puis séchage de la couche crue de luminophores à 55°C pendant environ 15 minutes ;
      • insolation de la couche crue à 800 mJ/cm2, selon un motif fonction de la répartition souhaitée des luminophores ;
      • développement de la couche insolée par pulvérisation d'eau portée à une température de30°C environ, sous une pression de 2 105 Pa, puis séchage à 65°C pendant environ 15 minutes ;
    10. 10.- dépôt d'un joint de scellement sur le pourtour de la dalle
      Ce joint est destiné à réaliser un assemblage de la dalle avec une autre dalle pour former un écran à plasma et à ménager entre ces dalles des espaces étanches de décharge, destinés à être rempli de gaz de décharge.
    11. 11.- Cuisson à 450°C, avec un palier durant environ 2h30.
      On élimine ainsi lors d'une même opération le liant organique du joint de scellement, de la sous-couche de base, de la couche principale de barrières et des couches de luminophores ; grâce au liant minéral contenu dans les pâtes de cette sous-couche et des barrières, on obtient la consolidation des barrières et de la sous-couche ; les barrières obtenues présentent une porosité supérieure à 25%, et sont soutenues et renforcées par la sous-couche continue selon l'invention, qui présente également une porosité supérieure à 25% ; on ne constate quasiment aucun retrait après cuisson.
    12. 12.- Assemblage d'une dalle avant sur la dalle ainsi obtenue :
      • scellement des deux dalles assemblées à 400°C, suivi d'un pompage de l'espace situé entre les dalles, dans les conditions d'obtention d'un vide secondaire ;
      • remplissage du panneau à l'aide du gaz de décharge et scellement pour fermeture du panneau.
  • Grâce au procédé selon l'invention, on obtient alors une dalle de panneau à plasma doté d'une réseau de barrières formé par abrasion, en éliminant totalement les étapes supplémentaires des procédés selon l'art antérieur concernant l'application et la cuisson d'une couche diélectrique, destinée, entre autres, à servir de couche de protection des électrodes pendant le formage des barrières par abrasion.
  • Par ailleurs, les barrières, bien que poreuses et étroites, présentent une bonne solidité grâce à la sous-couche selon l'invention.
  • Le 2ème exemple suivant complète l'illustration de l'invention :
    • Exemple 2 :
  • Cet exemple a pour but d'illustrer l'intérêt à utiliser un alcool polyvinylique comme liant organique de la sous-couche de base, dans les étapes 1 de préparation de la pâte de sous-couche de base et 2 de préparation de la pâte de couche principale du procédé qui vient d'être décrit.
    • Exemple 2A :
  • Couche principale avec liant à base d'éthylcellulose avec un taux de résine de 3% (solvant terpinéol) ;
  • Sous-couche de base avec liant à base de la même résine au taux de 10,6% assouplie par 3,3% d'un plastifiant (solvant terpinéol) ;
  • A l'étape 6 de projection de matériau abrasif ou « sablage », on constate un facteur 4 entre la vitesse d'abrasion de la couche principale et celle de la sous-couche.
    • Exemple 2B :
  • Couche principale avec liant à base d'éthylcellulose avec un taux de résine de 3% (solvant terpinéol), comme dans l'exemple 1A ;
  • Sous-couche avec liant à base d'alcool polyvinylique (15% PVA), sans addition de plastifiant, dans laquelle un sensibilisateur diazoïque a permis la réticulation sous UV et l'eau comme solvant ;
  • L'utilisation de deux résines différentes pour la couche principale et pour la sous-couche, et plus particulièrement la non solubilité de l'alcool polyvinylique réticulé dans le terpinéol permet d'éviter une redissolution partielle de la sous-couche au moment de l'application de la couche principale ; il en découle un fond de cavités entre barrières avantageusement plus plat dans l'exemple 1 B que pour l'exemple 1A.
  • A l'étape 6 de projection de matériau abrasif ou « sablage », on constate un facteur 16 entre la vitesse d'abrasion de la couche principale et celle de la sous-couche.
  • On en déduit que l'utilisation de l'alcool polyvinylique réticulé est particulièrement avantageuse pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention.

Claims (19)

  1. Dalle pour panneau à plasma de visualisation d'images comprenant un substrat (10) revêtu d'au moins un réseau d'électrodes (11) lui-même revêtu d'un réseau de barrières (17) en matériau minéral dont la porosité est supérieure à 25%, destinées à délimiter des cellules pour former des zones de décharge (40) dans ledit panneau, comprenant également une sous-couche de base poreuse (18) qui est intercalée entre ledit réseau d'électrodes (11) et ledit réseau de barrières (17), qui est en matériau minéral dont la porosité est supérieure à 25%, caractérisé en ce que l'épaisseur de ladite sous-couche de base est comprise entre 10 µm et 40 µm en tous points de ladite dalle.
  2. Dalle selon la revendication 1 caractérisé en ce que la largeur des barrières est inférieure ou égale à 70 µm.
  3. Dalle selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce qu'elle ne comporte aucune couche intermédiaire, notamment diélectrique, entre les électrodes et ladite sous-couche de base.
  4. Dalle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la sous-couche de base comprend un composant adapté pour réfléchir la lumière.
  5. Dalle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, ledit matériau minéral de la sous-couche de base comprenant une charge minérale et optionnellement un liant minéral, la proportion pondérale de liant minéral dans le matériau minéral de la sous-couche de base est inférieure à 13%.
  6. Dalle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le matériau de la sous-couche de base est identique au matériau des barrières.
  7. Dalle selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce qu'elle comprend une couche de luminophores couvrant, au moins partiellement, les versants des barrières et ladite sous-couche.
  8. Dalle selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce qu'en tous points de la surface joignant la base des barrières à la sous-couche de base, le rayon de courbure est supérieur ou égal à 10 µm.
  9. Dalle selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que lesdites barrières sont elles-mêmes revêtues d'une sur-couche.
  10. Panneau à plasma de visualisation d'images, de type alternatif et à effet mémoire, comprenant une première dalle selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 et une deuxième dalle (30) dotée d'électrodes coplanaires (33) servant au maintien des décharges par effet mémoire, ménageant entre elles des zones de décharges (40) délimitées par lesdites barrières (17).
  11. Procédé de fabrication d'une dalle pour panneau à plasma selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
    - formation d'au moins un réseau d'électrodes sur un substrat,
    - sur ledit réseau d'électrodes et sur le substrat, dépôt d'au moins une sous-couche brute de base et d'une couche brute principale superposées, toutes deux à base d'un mélange de poudre d'un matériau minéral et de liant organique, à partir d'une pâte de sous-couche brute de base dont la préparation est adaptée pour obtenir, après cuisson, une sous-couche de base cuite présentant une porosité supérieure à 25%, et d'une pâte de couche brute principale dont la préparation est adaptée pour obtenir, après cuisson, des barrières cuites présentant une porosité supérieure à 25%,
    - projection d'un matériau abrasif :
    o de manière à enlever partiellement ladite couche brute principale pour former ledit réseau de barrières crues, lesdites barrières comprenant une base, un sommet et des versants,
    o de manière à éviter l'enlèvement de ladite sous-couche de base crue de sorte qu'elle ne présente aucun trou sur l'ensemble du dépôt,
    - cuisson dans des conditions adaptées pour éliminer le liant organique et pour obtenir la consolidation du matériau minéral des barrières et de ladite sous-couche de base, tout en assurant une porosité supérieure à 25% de ce matériau minéral,
    la composition et l'épaisseur de ladite sous-couche de base crue étant adaptée pour que la vitesse d'abrasion de cette sous-couche soit inférieure à la vitesse d'abrasion de la couche principale dans les conditions de ladite projection.
  12. Procédé selon la revendication 11 caractérisé en ce que, ledit matériau minéral de la sous-couche de base comprenant une charge minérale et optionnellement un liant minéral, la proportion pondérale de liant minéral dans le matériau minéral de la sous-couche de base est inférieure à 13%.
  13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 12 caractérisé en ce que la proportion de liant organique dans la sous-couche de base est supérieure à la proportion de liant organique dans la couche principale.
  14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 12 caractérisé en ce que la température de transition vitreuse du liant organique de la sous-couche de base est inférieure à celle du liant organique de la couche principale.
  15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 14 caractérisé en ce que le liant organique de ladite sous-couche de base et celui de ladite couche principale sont choisis dans le groupe comprenant les résines cellulosiques, les résines acryliques, les résines méthacryliques, les résines de colophane, et les résines à base d'alcool polyvinylique réticulé.
  16. Procédé selon la revendication 15 caractérisé en ce que le liant organique de ladite sous-couche de base est à base d'alcool polyvinylique.
  17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 16 caractérisé en ce qu'il ne comporte qu'un seul traitement thermique de cuisson après la formation de l'au moins un réseau d'électrodes.
  18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 17 caractérisé en ce qu'il ne comporte aucune étape où la température de la dalle dépasse 480°C.
  19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 18 caractérisé en ce que la charge minérale de la sous-couche de base est identique à la charge minérale de la couche principale de barrières.
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