FR2673314A1

FR2673314A1 - Dispositif d'affichage a zones de decharge ajustables.

Info

Publication number: FR2673314A1
Application number: FR9102221A
Authority: FR
Inventors: Salavin Serge; Deschamps Jacques; Specty Michel
Original assignee: Thomson Tubes Electroniques
Current assignee: Thales Electron Devices SA
Priority date: 1991-02-25
Filing date: 1991-02-25
Publication date: 1992-08-28

Abstract

L'invention se rapporte aux dispositifs d'affichage du type panneau à plasma. Elle a pour but notamment de simplifier la technologie et la mise en œuvre de ces dispositifs. Le dispositif d'affichage de l'invention comporte un panneau (11) à plasma dans lequel est réalisé un espace gazeux (14). Au moins une zone de décharge (ZD1) est constituée dans l'espace gazeux (14) à l'aide de deux électrodes (E1, E2). Suivant l'invention, d'une part le dispositif d'affichage comporte en outre des moyens (20, 25) pour ajuster l'amplitude de signaux de tension (S.A.C.) appliqués aux deux électrodes (E1, E2), et d'autre part les deux électrodes (E1, E2) s'étendent dans une même direction générale en s'écartant l'une de l'autre Cette disposition permet de modifier la longueur d'une tache lumineuse (35) en fonction des modifications d'un message à afficher.

Description

DISPOSITIE D'AFEICHAGE A ZONES DE
RECHARGE AJUSTABLES
L'invention se rapporte aux dispositifs d'affichage dans lesquels une lumière est produite par décharges électriques dans un espace gazeux, comme c'est le cas tout particulièrement dans les panneaux à plasma.

Les panneaux à plasma sont des dispositifs de visualisation à écran plat fonctionnant sur le principe de la décharge lumineuse dans les gaz. Ils sont utilisés pour la visualisation d'images alphanumériques, graphiques ou autres
Généralement les panneaux à plasma comprennent deux dalles isolantes délimitant un espace rempli de gaz à faible pression. Chaque dalle comporte sur sa face interne un réseau d'électrodes conductrices parallèles. Les dalles sont positionnées face à face de telle sorte que les réseaux d'électrodes soient orthogonaux, c'est-à-dire que les électrodes d'un réseau dites électrodes colonnes soient disposées selon des colonnes, et que les électrodes de l'autre réseau dites électrodes lignes soient disposées selon des lignes.L'ensemble est scellé à l'aide d'un joint de scellement, un espace très faible et uniforme étant maintenu entre les dalles ; cet espace est rempli d'un mélange gazeux dont la composante essentielle est le plus souvent le néon. Les électrodes colonnes et lignes sont croisées de telle sorte qu'elles définissent une matrice de cellules à gaz élémentaires ou zones de décharge élémentaires formées chacune sensiblement à l'intersection d'électrodes lignes et colonnes.

Le principe de fonctionnement est la génération sélective (c'est-à-dire au niveau de cellules sélectionnées) de décharges électriques dans le gaz. Chaque décharge dans le gaz est accompagnée d'une émission de lumière.

Chaque cellule peut constituer une source élémentaire de lumiere dont on peut changer l'état (allumé ou éteint). On visualise une figure ou forme donnée en mettant à l'état allumé une succession de cellules dont l'emplacement dans la matrice correspond à la forme de la figure que l'on désire afficher.

I1 existe différents types de panneaux à plasma, notamment les panneaux du type fonctionnant en continu, et les panneaux dits "alternatifs".

Compte-tenu de la disposition matricielle des cellules, leur adressage est matriciel, c'est-à-dire que pour chaque cellule cet adressage est réalisé en commandant deux électrodes croisées au niveau de la cellule sélectionnée. Ainsi par exemple, dans les panneaux à plasma fonctionnant en continu dans lesquels chaque cellule est généralement définie au croisement entre seulement une électrode colonne et seulement une électrode ligne, pour une cellule donnée, il faut sélectionner l'électrode colonne et l'électrode ligne qui définissent cette cellule et appliquer entre ces deux électrodes une tension dite "d'allumage" tant que l'on veut obtenir une émission de lumière par cette cellule ainsi sélectionnée.La tension d'allumage est une tension dont la valeur est égale ou supérieure à la tension d'amorçage de la cellule, la tension d'amorçage étant la tension minimum à appliquer entre les deux électrodes d'une cellule pour obtenir une ionisation du gaz.

Dans les panneaux du type fonctionnant en alternatif, l'adressage d'une cellule donnée s'effectue aussi par la commande de deux électrodes qui sont croisées au niveau de cette cellule donnée, et qui servent à la définir. Cependant, ces panneaux dits "alternatifs" présentent certains avantages dont l'un est de présenter un effet de mémoire qui permet d'adresser l'information utile seulement à la cellule dont on souhaite changer l'état, alors que l'état des autres cellules est simplement maintenu, ou entretenu (dans le cas de l'état allumé) par répétition de décharges électriques alternées appelées décharges d'entretien.Dans ce type de panneau à plasma, les électrodes sont recouvertes d'une couche de matériau diélectrique, et elles ne sont donc plus en contact avec le gaz ni avec la décharge : par suite, à chaque décharge, une ionisation du gaz provoque le stockage de charges électriques sur l'isolant recouvrant les électrodes, aidant aux décharges d'entretien, lesquelles décharges d'entretien sont obtenues par une tension d'entretien formée de créneaux qui se succèdent avec des polarités opposées.

Dans ces conditions, la tension d'entretien, appliquée entre les deux électrodes, peut avoir une valeur inférieure à la tension d'amorçage, et une tension supérieure à la tension d'amorçage est nécessaire seulement pour modifier l'état d'une cellule.

Il est à noter que parmi les panneaux à plasma de type alternatifs, certains utilisent seulement deux électrodes pour définir une cellule, comme décrit par exemple dans un brevet français nO 78 04893 au nom de THOMSON-CSF publié sous le nO 2 417 848.

Sont connus également des panneaux à plasma alternatifs dits "à entretien coplanaire", dans lesquels on utilise trois électrodes ou plus pour former une cellule. Dans ce cas, le plus souvent chaque cellule de la matrice est constituée sensiblement au croisement entre une électrode colonne avec deux électrodes d'entretien parallèles et coplanaires, formant une paire d'électrodes d'entretien. Un tel panneau à plasma du type alternatif à entretien coplanaire est décrit par exemple dans l'article de G. W. DICK publié dans "Proceedings of SID", vol. 27/3, 1986, pages 183-187.

Avec ce type d'écran plasma à entretien coplanaire, pour chaque cellule, l'entretien des décharges, c'est-à-dire la répétition des décharges électriques alternées précédemment mentionnées, est assuré entre les deux électrodes d'entretien d'une même paire, et l'adressage d'une cellule donnée se fait par génération de décharges d'adressage entre deux électrodes croisées au niveau de cette cellule.

Les figures 1 et 2 illustrent schématiquement la structure d'un panneau à plasma 1 du type alternatif à entretien coplanaire avec trois électrodes pour former une cellule (la figure 2 étant une vue en coupe parallèlement à une électrode Xl de la figure 1). En référence à la figure 1, on voit que cette structure comprend une première dalle en verre 2 supportant sur sa face interne 3, des électrodes uniquement d'adressage qui forment par exemple des électrodes colonnes Xl, X2. Ces électrodes colonnes X1, X2 sont recouvertes d'une couche 4 de matériau diélectrique (par exemple en borosilicate de plomb).

Cette couche 4 diélectrique est elle-même recouverte d'une couche de protection 7 par exemple en MgO (non représentée sur la figure 1). Cette structure comprend en outre une seconde dalle 6 portant des électrodes d'entretien coplanaires réparties par paires Pi, P2. Ces paires P1, P2 d'électrodes sont elles aussi recouvertes d'une couche 4 de matériau diélectrique qui est elle-même recouverte d'une couche de protection 7 en MgO.

Dans un tel panneau, chaque cellule (ou pixel) est définie par le recouvrement ctest-à-dire le croisement entre d'une part une paire Pi, P2 d'électrodes situées sur la seconde dalle 6, et d'autre part une électrode colonne XI, X2 sur la première dalle 2.

Le plus souvent parmi les deux électrodes qui forment une paire P1, P2 d'électrodes d'entretien,d'entretien, l'uneest une électrode dite d'adresssage-entretien Yi, Y2, et l'autre est une électrode dite "uniquement d'entretien UE1, UE2" : l'électrode d'adressage-entretien remplit une fonction d'adressage en coopération avec une électrode colonne X1, X2 ; et L'autre électrode UE1, UE2 remplit uniquement une fonction d'entretien avec ltélectrode d'adressage-entretien correspondante. Ces deux électrodes comportent chacune ; en regard l'une de l'autre, des protubérances SY, SE formant des surfaces en créneau en dépassement au niveau desquelIes sont circonscrites les décharges d'entretien. Les électrodes colonnes X1, X2 croisent les paires d'électrodes Pi, P2 sensiblement au-dessus des surfaces en créneau SY, SE, lesquelles deux par deux (c'est-à-dire une surface SY et une surface SE) matérialisent ainsi une cellule. Ainsi sur la figure 1, les surfaces SY, SE matérialisent quatre cellules C1 à C4
Les deux dalles 2, 6 sont assemblées en étant tenues écartées l'une de l'autre (à l'aide de cales d'épaisseur étanches, non représentées), de manière à constituer entre elles un espace 9 contenant le gaz.

Les cellules Ci à C4 définissent chacune dans l'espace gazeux 9, une zone de décharge ZD émettant de la lumière quand la cellule correspondante est à l'état "allumé" (et si bien entendu des signaux d'entretien sont appliqués aux deux électrodes de la paire Pi, P2 correspondante).

Le principe de fonctionnement d'un panneau à plasma de ce type est le suivant une décharge d'adressage est engendrée sélectivement à l'intersection d'une électrode colonne
Xi, X2 avec une électrode d'adressage-entretien Y1, Y2. Cette décharge d'adressage entraîne le stockage de charges électriques localement sur la partie de l'isolant recouvrant ces électrodes.

Ces charges sont ensuite mises à profit pour faciliter les décharges d'entretien entre les deux électrodes de chaque paire.

Les décharges d'entretien sont celles qui produisent ltessentiel de la lumière, de telle sorte que les décharges d'adressage peuvent avoir une intensité beaucoup plus faible que les décharges d'entretien.

Cette lumière est perçue généralement par un observateur placé du côté de la première dalle 2, laquelle à cet effet est rendue transparente. Il est à noter que très souvent les électrodes colonnes Xi, X2 sont elles-mêmes constituées de façon à être transparentes autant que possible, et avec une faible largeur, pour qu'elles masquent le moins possible les zones de décharge ZD et qu'elles absorbent le moins possible la lumière qui en provient. Ceci est rendu possible du fait que les électrodes colonnes X1, X2 transportent des courants relativement faibles (uniquement pour les décharges d'adressage), mais le masque que constituent ces électrodes reste néanmoins encore un inconvénient important.

Un autre inconvénient des panneaux à plasma réside dans la complexité technologique, et dans la complexité des moyens de commande électroniques exigés pour leur mise en oeuvre.

Dans le cas des panneaux à plasma alternatifs à entretien coplanaire, par exemple
- la complexité technologique est donnée notamment par le grand nombre d'électrodes, qui de plus sont de types différents
- la complexité des moyens de mise en oeuvre, vient notamment de la difficulté de superposer différents créneaux de tension dans différentes configurations, pour réaliser (parfois simultanément) : des adressages de certaines cellules pour leur inscription (état "allumé") ; des adressages d'autres cellules pour leur effacement (état "éteint") ; et réaliser des décharges d'entretien pour d'autres cellules qui sont à l'état "alIumé".

L'avantage de tels ensembles d'affichage à plasma, très complexes, tient en ce qutil est relativement facile (par simple modification d'un logiciel par exemple) d'afficher différentes figures de formes quelconques, dès lors que la matrice de cellules a une forme compatible et que le nombre des cellules est suffisant pour afficher limage ou visualiser l'information avec une résolution correcte.

Cependant, dans bien des cas ces ensembles complexes servent à visualiser des informations ou afficher des images ayant des formes relativement simples ou d'un type répétitif, de telle sorte que ces ensembles offrent des possibilités inexploitées ; par conséquent leur coût est inutilement très élevé et sans rapport avec le service rendu.

L'un des buts de l'invention est de montrer comment conserver les qualités de l'affichage d'un panneau à plasma traditionnel (robustesse, grande durée de vie, fort contraste, etc) dans un dispositif d'affichage qui réalise à la fois la simplification technologique, et la simplification de mise en oeuvre.

En contrepartie, l'invention s'applique d'une façon moins générale que les panneaux plasma classique. Elle trouve notamment une application particulièrement intéressante dans les cas où l'on désire représenter une figure avec des formes préalablement définies ou afficher des informations dans des limites préalablement fixées.

Le dispositif d'affichage de l'invention est du type produisant de la lumière sous l'effet de décharges électriques dans un milieu gazeux (comme dans les panneaux à plasma classiques). Il comprend au moins une zone de décharge électrique définie à l'aide de deux électrodes. Un générateur de tension délivre un signal d'allumage destiné à être appliqué aux deux électrodes. Conformément à l'invention il comporte en outre des moyens pour modifier au moins une dimension de la zone de décharge en fonction des variations d'un message à afficher.

Ainsi une unique zone de décharge, définie avec seulement deux électrodes, peut traduire les changements d'une donnée à afficher par variation de sa forme ou de ses dimensions. Il n'est donc plus nécessaire comme dans l'art connu, d'associer plusieurs zones de décharges correspondant à des cellules indépendantes, et en conséquence il est possible de supprimer le réseau d'électrodes qui dans l'art antérieur sert uniquement à l'adressage. Par suite on peut réaliser des décharges électriques qui obéissent à des phénomènes physiques en eux-mêmes bien connus dans les panneaux à plasma classiques dans lesquels ces phénomènes risquent d'engendrer des défauts : par exemple l'extension des décharges électriques le long des électrodes en fonction de la tension appliquée à ces électrodes.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels
- les figures 1 et 2 déjà décrites illustrent la structure et le fonctionnement d'un panneau à plasma de l'art antérieur
- la figure 3 montre schématiquement un dispositif d'affichage selon l'invention et montre par une vue en coupe un panneau à plasma réalisé pour fonctionner conformément à l'invention;
- la figure 4 montre une courbe illustrant les variations d'une zone de décharge en fonction de l'écartement de deux électrodes
- la figure 5 montre une courbe illustrant l'extension d'une décharge électrique en fonction de variations de tension
- la figure 6 illustre schématiquement une forme de réalisation préférée d'un panneau à plasma fonctionnant suivant l'invention;;
- la figure 7 montre une variante de la réalisation montrée à la figure 6 ;
- la figure 8 montre une variante possible des exemples des figures 6 et 7
- la figure 9 représente des créneaux de tension appliquées aux deux électrodes qui définissent une zone de décharge dans le cas d'un fonctionnement en mode alternatif.

La figure 3 représente schématiquement à tire d'exemple non limitatif, un dispositif d'affichage 10 conforme à l'invention. Le dispositif d'affichage 10 comporte un panneau à plasma 11, montré par une vue en coupe et fonctionnant conformément à l'invention.

Le panneau 11 comporte une première et une seconde dalles 12, 13 dont au moins la première dalle 12 est transparente.

Les deux dalles 12, 13 sont assemblées et maintenues écartées l'une de l'autre de façon à constituer, d'une manière en elle-même classique, un espace gazeux 14.

La seconde dalle 13 porte, sur sa face interne 15 orientée vers espace gazeux 14, deux électrodes El, E2. Dans l'exemple non limitatif décrit, le panneau 11 est du type fonctionnant en alternatif et à cet effet les deux électrodes El, E2 sont isolées de l'espace gazeux 14 par une couche diélectrique 16 classique, elle-même couverte d'une fine couche de protection 17 en MgO par exemple.

Les deux électrodes E1, E2 sont coplanaires.

Elles définissent une zone de décharge ZD1 dans 1 espace gazeux 14, sensiblement à l'aplomb de leur surface.

Une différence importante avec la technique connue des panneaux à plasma du type comportant des électrodes coplanaires, réside dans le fait que le panneau il de l'invention ne comporte pas d'électrodes exerçant une fonction d'adressage.

Dans le panneau de l'invention, les deux électrodes El, E2 définissent elles-mêmes une zone de décharge ZD1 ayant complètement la forme et les dimensions maximums du motif ou message à afficher ou visualiser. La forme et les dimensions de la zone de décharge ZD1 correspondent bien entendu à la forme et aux dimensions de la figure, c'est-à-dire de la géométrie, dessinée par les deux électrodes El, E2 et éventuellement par une seule d'entre elles (ainsi qu'il est davantage expliqué dans la suite de Ia description).

Les deux électrodes El, E2 reçoivent des signaux de tension appelés "signaux d'allumage" S. A. C. qui déterminent entre ces deux électrodes des différences de potentiel qui engendrent, de façon en elle-même classique dans les panneaux à plasma, un champ électrique (non représenté) qui lui-même engendre une décharge électrique dans tout ou partie de la zone de décharge ZD1, en fonction de l'amplitude des signaux d'allumage S.A.

A cette fin, le dispositif d'affichage 10 comporte un générateur de tension 20 produisant des signaux d'allumage S.A.

Ces signaux d'allumage sont sous la forme d'une tension continue si le fonctionnement du panneau 1 est du type continu, c'est-à-dire quand les électrodes ne sont pas isolées de l'espace gazeux comme c'est le cas dans les panneaux à plasma classique du type "continu" (dans le cas du panneau 11, il suffit de supprimer la couche diélectrique 16 et la couche de protection 7 pour que le fonctionnement devienne du type continu). Les signaux d'allumage S. A. sont sous la forme d'une tension alternative (c'est-à-dire sous la forme d'une succession de créneaux de tension (comme il est davantage expliqué dans une suite de la description faite en référence à la figure 8) si les électrodes E1, E2 sont isolées de l'espace gazeux 14, comme dans l'exemple représenté à la figure 3.Dans ce cas le générateur de tension 20 peut être constitué par exemple à l'aide d'un montage oscillateur simple (non représenté) délivrant par une première sortie 21 une succession de créneaux S. A. qui, par rapport à une tension de référence VR délivrée par une seconde sortie 22, se succèdent avec des polarités opposées.

Les signaux d'allumage S. A. sont appliqués aux deux électrodes El, E2 avec une amplitude qui varie en fonction du message à afficher. A cet effet par exemple, comme symbolisé sur la figure 3 par des liaisons 50, 51, la seconde électrode E2 peut être reliée directement à la seconde sortie 22 délivrant la tension de référence VR, et la première électrode El peut être reliée à la première sortie 21 (du générateur de tension) par l'intermédiaire d'un dispositif correcteur 25 dont la fonction est de conférer l'amplitude requise aux signaux d'allumage S. A.

Cette amplitude est déterminée en fonction de l'affichage désiré, c'est-à-dire en fonction de données DN qui par exemple peuvent avoir été préalablement déterminées, ou bien provenir en flux continu d'un capteur 25 fournissant par exemple des signaux en vue de traduire la vitesse d'un véhicule automobile.

Par suite le générateur de tension 20 et le dispositif correcteur 25 coopèrent pour constituer un générateur de tension variable : le dispositif correcteur 25 a une première entrée 26 reliée à la première sortie 21 du générateur de tension 20, et une sortie 27 reliée à la première électrode El, à laquelle il délivre des signaux d'allumage corrigés S. A. C.

ayant l'amplitude requise ; bien entendu une seconde entrée 28 du dispositif correcteur 25 est reliée au capteur 25.

Dans une telle configuration, il n'est pas nécessaire comme dans l'art connu, d'utiliser une métode d'adressage matriciel pour sélectionner plusieurs cellules élémentaires (choisies par la position qu'elles occupent dans la matrice de cellules) et d'associer ces cellules élémentaires ou plus précisément les zones élémentaires de décharge qu'elles définissent, pour dessiner la figure à afficher.

Avec l'invention, il suffit d'appliquer une tension d'amplitude appropriée aux deux électrodes El, E2 pour engendrer une décharge électrique dans la zone de décharge
ZD1, sur une longueur qui traduit un message à afficher. Ceci constitue ce que l'on peut appeler un "adressage direct" par rapport à l'adressage ci-dessus mentionné.

En fonction de l'amplitude du signal d'allumage, la décharge peut être produite sur une longueur comprise entre la longueur maximum LM de la zone de décharge ZD1 et une longueur minimum lm où est constituée une zone d'amorçage ZA.

Dans l'exemple représenté sur la figure 3, où les électrodes El,
E2 s'étendent dans des directions opposées, la longueur maximum
LM est définie entre des extrémités 19 opposées des électrodes
El, E2. La longueur minimum de décharge lm ou longueur de la zone d'amorçage ZA est formée par une distance dl séparant les deux électrodes El, E2, plus une fraction Lai, La2 de la longueur L1, L2 de chaque électrode. Ces fractions Lai, La2 appartiennent à des parties des électrodes El, E2 les plus rapprochées l'une de l'autre et appelées "tronçons d'amorçage
Ta", et qui donc constituent des tronçons qui soustendent une décharge électrique quelle que soit la longueur de la décharge obtenue.

Dans l'exemple représenté en effet, les deux électrodes El, E2 s'étendent sur une même ligne, c'est-à-dire qu'elles s'écartent l'une de l'autre avec des directions complètement opposées.

Dans un tel cas, la longueur minimum lm de décharge est obtenue en conférant aux signaux d'allumage une amplitude juste suffisante à amorcer la décharge électrique, compte tenu de l'écartement des deux électrodes El, E2. Ceci obéit à une loi connue V = f (d) où V est la tension appliquée et d est la distance d'écartement entre les électrodes, soit la distance dl dans l'exemple.

Ensuite pour augmenter la longueur de décharge le long des longueurs Li, L2 des électrodes il faut augmenter l'amplitude des signaux d'allumage. Dans la configuration représentée à la figure 3 cette augmentation d'amplitude doit tenir compte d'une loi x = f(V) d'extension de la décharge, loi connue également, où x est la longueur d'extension le long de chaque électrode, et V est la tension.

La figure 4 montre une courbe qui trace la loi V = f (d) ci-dessus mentionnée (avec V en volts et d en nm). Cette courbe indique que l'amorçage, c'est-à-dire la décharge sur la longueur minimum lm est obtenue pour une tension V de l'ordre de 150 Volts si l'écartement di des électrodes El, E2 est d'environ 0,18 mm ; la largeur des électrodes n'intervient pas dans cette détermination (il est à noter que sur la figure 3 la largeur des électrodes El, E2 est perpendiculaire au plan de la figure, et elle n'est donc pas visible.

La figure 5 est une courbe qui trace la loi d'extension de la décharge x = f(V), avec x en mm et V en
Volts. On observe par exemple qu'une tension de 200 V correspond à x = 10 mm. En conséquence il faudrait augmenter la tension appliquée aux électrodes El, E2 de 100 V (soit 150 + 100 compte tenu de l'exemple considéré plus haut) pour obtenir une augmentation de 20 mm de longueur de décharge, le long de chacune des longueurs L1 et L2 (dans l'exemple représenté à la figure 3, l'extension de la décharge s'accomplit simultanément le long des deux longueurs L1, L2 d'électrodes.

Il est à noter que les données relatives aux courbes traduisant les lois V = (f ) d et x = (f) V peuvent être mémorisées pour être prise en compte par le dispositif correcteur 25, pour élaborer l'amplitude des signaux d'allumage
S. A. C.. Il est à ntoer en outre que ces données mentionnées ci-dessus, ainsi que celles mentionnées d'une manière générale dans la description, sont indiquées à titre d'exemple non limitatif, car en pratique elles dépendent de certaines conditions de réalisation, telles que par exemple : nature du gaz, hauteur de l'espace gazeux, nature du matériau électrique qui isole les électrodes, etc ...

1l est à remarquer que la configuration représentée à la figure 3 n'est peut être pas celle qui sera la plus utilisée, car la source de lumière (c'est-à-dire la longueur minimum lm de décharge ou zone d'amorçage) prend naissance au milieu de la zone de décharge ZD ; mais cette configuration a le mérite de bien illustrer l'influence des deux lois V = f(d) et x = f(V).

On peut noter que dans le cadre de l'exemple montré à la figure 3, il est cependant possible de placer la zone d'amorçage lm à une extrémité de la zone de décharge ZD1, en réduisant la longueur L1, L2 de l'une ou de l'autre des deux électrodes El,
E2, la première électrode El par exemple : la première électrode
El peut alors être réduite à la longueur Lal du tronçon d'amorçage Ta, de telle sorte que l'extension de la décharge s'accomplit uniquement le long de la longueur L2 de la seconde électrode E2. Par conséquent, pour une même variation de extension, c'est-à-dire d'amplitude des signaux d'allumage S. A.C., la variation correspondante de la longueur de la décharge est deux fois plus faible dans ce dernier cas que dans le cas où les deux électrodes El, E2 ont une même longueur L1, L2.

La figure 6 illustre une forme de réalisation préférée de l'invention, dans laquelle la longueur de la source lumineuse c'est-à-dire la longueur de la décharge à l'intérieur de la zone de décharge ZD1 est régie uniquement par la loi V = (f)d. Dans cette forme de réalisation de la figure 6, les électrodes El, E2 sont disposées d'une manière différente de celle de la figure 3, mais quand au reste, le dispositif d'affichage 10 en général et le panneau à plasma il en particulier, sont inchangé ; c'est pourquoi seules les deux électrodes El, E2 sont représentées.

Les deux électrodes El, E2 apparaissent sur la figure 6 telles qu'elles seraient vues sur la figure 3 par une vue de dessus (symbolisée sur la figure 3 par une flèche 30), au travers des couches diélectrique et de protection 16, 17 et de la première dalle 12.

Comme dans l'exemple de la figure 3, les deux électrodes El, E2 comportent chacune un tronçon d'amorçage Ta ayant une longueur Lal, La2. L'écartement dl entre ces tronçons d'amorçage détermine la valeur de la tension à appliquer à ces deux électrodes El, E2, c'est-à-dire l'amplitude des signaux d'allumage S. A. C. nécessaire à provoquer une décharge électrique circonscrite à la zone d'amorçage ZA formant la longueur minimum lm.

Dans la forme de réalisation de la figure 6, les deux électrodes El, E2 s'étendent dans une même direction générale mais en s'écartant l'une de l'autre après la zone d'amorçage ZA : l'écartement entre les deux électrodes El, E2 considéré entre les bords intérieurs B1, B2 de celles-ci, augmente progressivement avec la distance, depuis la zone d'amorçage ZA où l'écartement a la première valeur dl jusqu a atteindre une seconde valeur d'écartement d2 plus grande . Les deux électrodes El, E2 s'étendent ainsi en s'écartant l'une de l'autre sur une longueur LC qui leur est commune, depuis la zone d'amorçage ZA jusqu'à leur extrémité 19 opposée à la zone d'amorçage ZA ; l'écartement d2 entre les deux électrodes El, E2 est alors maximum.

La longueur commune LC constitue une longueur utile le long de laquelle la décharge électrique c'est-à-dire la source de lumière peut progresser et s'étendre ou même régresser, en fonction de la valeur de la tension appliquée aux électrodes El, E2 c'est-à-dire en fonction de l'amplitude des signaux d'allumage S.A.C.

La longueur de la zone d'amorçage dans l'exemple de la figure 6, correspond à la longueur Lal ou La2 d'un tronçon d'amorçage Ta. La longueur Lal de la zone d'amorçage
ZA plus la longueur commune LC forment la longueur maximum LM que peut avoir la décharge électrique, et représente par conséquent la longueur de la zone de décharge constituée par les deux électrodes El, E2 dans cette version de l'invention.

Ainsi on peut visualiser une zone 35 lumineuse (symbolisée sur la figure 6 par des achures en traits pointillés formée par une décharge électrique) qui au minimum comporte la longueur Lal de la zone d'amorçage et qui, à partir de cette zone d'amorçage, peut avoir une longueur quelconque jusqu'à toute la longueur LC. Bien entendu à l'inverse, quelle que soit la longueur de la zone alumineuse, elle diminue en fonction de la diminution de l'amplitude des signaux d'allumages.L'amplitude des signaux d'allumage peut être fonction des signaux provenant d'un capteur quelconque, par exemple un capteur de vitesse, de telle sorte que la longueur de la zone lumineuse 35 peut constituer de façon avantageuse l'affichage d'une vitesse en kilomètres par heure ; il suffit de disposer des graduations appropriées (non représentées) le long de la longueur commune LC.

Il est à noter que l'affichage réalisé par la tache lumineuse 35 peut s'effectuer en polychrome. Il est possible de substituer à la couleur de lumière produite par la décharge électrique dans le gaz (couleur qui dépend de la nature du gaz), une ou plusieurs autres couleurs, par exemple, rouge, ou verte ou bleue, ou bien une combinaison de ces couleurs primairesen utilisant des luminophores.

Ainsi par exemple il est simple de conférer à la zone lumineuse 35 une couleur verte sur une fraction
LCa de la longueur commune LC et ce depuis le début de la zone d'amorçage ZA, puis de lui conférer une couleur rouge, sur l'autre fraction LCb de cette longueur commune ; le changement de couleur pouvant correspondre à une limite de vitesse prédéterminée.

Il est à noter qu'un panneau à plasma conforme à l'invention se prête particulièrement bien à l'utilisation de luminophores, par le fait qu'il ne comporte pas d'électrodes d'adressage, et que par conséquent la première dalle 12 est libre de toute électrode et peut donc porter un ou plusieurs luminophores 35 de façon en elle-même classique, comme représenté à la figure 3. L'avantage d'une telle disposition par rapport à l'art antérieur, est que le ou les luminophores 37 ne sont pas séparés de l'espace gazeux 14 par une couche de protection qui, généralement est en MgO et absorbe une part non négligeable du rayonnement ultraviolet émis lors d'une décharge, lequel rayonnement ultraviolet est celui qui engendre l'émission de lumière colorée par le luminophore.

Il y a encore un autre avantage dans la libération de la première dalle 12, qui réside dans le fait qu'il est alors très facile d'augmenter fortement le contraste de l'affichage, en rendant la couche diélectrique opaque et de préférence noire. Ceci permet de réaliser un fond très peu réfléchissant et uniforme, et de masquer efficacement toutes les électrodes.

En référence à nouveau à la figure 6, il est possible de conférer une largeur lai, la2 variable le long de la longueur commune LC, à l'une ou l'autre ou les deux électrodes El, E2.

On peut faire varier cette largeur lai, la2 de manière continue ou non, de manière par exemple qu'elle soit plus grande à l'extrémité 19 opposée à la zone d'amorçage ZA (mais l'inverse est possible également). Ceci permet d'augmenter une dimension de la tache lumineuse 35 autre que sa longueur d'une manière prédéterminée, et donc d'apporter un supplément à l'information donnée par la longueur de la tache lumineuse. Cette possibilité existe bien entendu si la tension appliquée aux deux électrodes E1, E2 est suffisante pour autoriser l'extension correspondante de la décharge parallèlement à la largeur lal, la2 de l'électrode.

Comme dans l'exemple de la figure 6, les électrodes E1, E2 s'écartent l'une de l'autre, de telle sorte que leur bords intérieurs respectivement B1, B2 sont séparés d'une distance dl, d2 qui augmente avec l'éloignement par rapport à la zone d'amorçage ZA. Mais contrairement au cas de la figure 6 où l'augmentation de l'écartement est accompli de manière continue, linéaire. Dans la variante montrée à la figure 7, il est réalisé par variations discrètes. A cet effet, les bords intérieurs B1, B2 sont découpés par des créneaux successifs qui forment dans ces bords B1, B2, une alternance de creux G1 à Gn et de protubérences H1 à Hn.

Ces bords B1, B2 sont découpés pour que les protubérences Hi à Hn des deux bords soient en vis-à-vis et que les creux G1 à Gn des deux bords soient en vis-à-vis.

Les deux électrodes El, E2 sont alors positionnées l'une par rapport à l'autre pour que la distance variable dl à d2 qui doit les séparer le long de la longueur commune LC (telle que définie par exemple dans le cas de la figure 6), soit définie entre les protubérences Hi à Hn de ces deux bords
B1, B2. De préférence comme représenté à la figure 6 (mais non obligatoirement), les deux protubérences H1 à Hn de chaque bord B1, B2 sont parallèles de telle sorte que ces protubérences
Hi à Hn forment une succession de marches ; les bords B1, B2 ont ainsi un profil en forme de marche d'escalier.

La succession de couple de protubérences H1 à Hn en vis-à-vis représente ainsi une succession de sections élémentaires séparées par un couple de creux G1 à Gn en vis-à-vis. Dans ces conditions, les creux G1 à Gn peuvent réaliser une séparation efficace sur le plan électrique, entre les sections élémentaires; chaque section élémentaire H1 à Hn constitue ainsi une limite de décharge correspondant à une unique valeur de extension, c'est-à-dire à une unique amplitude des signaux d'allumage S.A.C.

La zone ou tache lumineuse 35 (non représenté sur la figure 7) quand elle atteint la longueur maximum LM épouse alors complètement la forme définie par les deux électrodes El, E2, et ses variations de longueur s'effectuent le long de ces électrodes quelle que soit la figure géométrique dessinée par ces dernières. Dans les exemples des figures 3, 6 ou 7, ces électrodes El, E2 s'étendent suivant des lignes droites, mais ces électrodes peuvent aussi être disposées tout autrement, par exemple suivant des arcs de cercle comme représenté à la figure 8.

La longueur commune LC destinée à être suivie par la tache lumineuse 35 forme également un arc de cercle.

Les lois qui commandent la progression de la tache lumineuse dans un sens ou dans l'autre sont les mêmes que celles qui s'appliquent aux exemples des figures 6 et 7. Bien entendu, les bords intérieurs B1, B2 dans cette version peuvent aussiêtre découpés en forme de créneaux comme dans l'exemple de la figure 7. En outre la variation de largeur (expliquée en référence à la figure 6) des électrodes El, E2 peut s'appliquer au cas des figures 7 et 8.

Ceci montre que les électrodes E1, E2 peuvent épouser des formes très différentes et diverses, ce qui permet de trouver de multiples applications à l'invention, en plus de celles déjà mentionnées. Il est à noter que les deux électrodes El, E2 suffisent à elles deux à définir un motif de forme et/ou de dimensions variables. Mais ces deux électrodes forment une paire, et un panneau à plasma suivant l'invention peut comporter une ou plusieurs telles paires d'électrodes associées ou non, associées par exemple pour définir une même figure géométrique. Il est à noter en outre que ces possibilités offertes par un panneau à plasma suivant l'invention existent aussi bien dans le cas d'un fonctionnement de type continu que de type alternatif.

Ces deux types de fonctionnement des panneaux à plasma sont en eux-mêmes bien connus et dans le cas du panneau de l'invention, ils présentent certains des avantages et des inconvénients semblables à ceux rencontrés dans les panneaux à plasma classiques, bien que en ce qui concerne effet de mémoire des panneaux classiques fonctionnant en alternatif (avec une couche diélectrique sur les électrodes), cet effet de mémoire ne présente pas dans l'invention l'avantage de simplifier l'adressage, puisque tout adressage de type matriciel est supprimé.

Cet effet de mémoire existe néanmoins dans les panneaux de l'invention fonctionnant en alternatif, et il peut avoir un effet néfaste sur l'affichage quand ce dernier consiste en une diminution de la longueur de la tache lumineuse 35 montrée à la figure 6.

La figure 9 montre à titre d'exemple non limitatif une forme possible des signaux d'allumage S. A. C. à appliquer aux deuxélectrodes El, E2, dans le cas d'unfonctionnement du type alternatif. Ces signaux d'allumage sont constitués par des trains d'impulsions TI1, TI2, TI3 formés chacun par des créneaux de tension CT+ > CT- qui se succèdent avec des polarités opposées par rapport à la tension de référence VR, comme montré à la figure 9.

Les créneaux de tension ont des amplitudes positives et négatives suffisantes pour qu'à chaque transistion de "+" vers "-" ou de "-" vers "+", soit créee une décharge.

Ainsi par exemple les amplitudes minimums positive et négative +Vm et -Vm peuvent correspondre à la création de décharge de longueur minimum, c'est-à-dire uniquement dans la zone d'amorçage ZA (montrée à la figure 6).

Une décharge ayant la longueur maximum LM peut être obtenue avec des amplitudes les plus fortes prévues, soit +Vm et -VM ; et une décharge de longueur intermédiaire peutêtre obtenue avec des amplitudes intermédiaires +VI et -VI.

Dans l'exemple représenté, les créneaux de tensions CT+ > CT- dans le premier TI1, ont l'amplitude minimum +Vm et -Vm, ce qui correspond à l'éclairement de la zone d'amorçage pendant la durée de ce train TI1.

Dans le cas d'un cadran dédié (par exemple un compteur de vitesse, comme dans le cas illustré par la figure 3) > l'information à afficher est donnée par la progression de la tache lumineuse le long d'une échelle graduée disposée le long de la longueur commune LC.

La progression doit pouvoir s 'effectuer dans les deux sens. Dans le cas d'un fonctionnement en continu les signaux appliqués aux électrodes sont de type continu et une variation de leur amplitude résulte directement en une variation de même sens de la tache lumineuse.

Dans le fonctionnement en alternatif, entre chaque variation des créneaux de " + " vers " - " ou l'inverse, intervient une extinction. Il faut donc, dans les deux sens, obtenir une extinction et un rallumage à un niveau différent dans un temps suffisamment court pour permettre une restitution non gênante pour l'oeil. D'autre part, Iteffet "mémoire" peut fausser l'affichage quand l'amplitude des signaux d'allumage diminue, du fait des charges accumulées de façon classique sur le diélectrique par la décharge précédente (la valeur affichée serait alors trop forte).

Pour éviter ce dernier défaut, il est possible par exemple de réaliser une extinction complète de la zone de décharge, puis de rallumer au niveau inférieur désiré c'est-à-dire provoquer la décharge sur la longueur inférieure désirée.

Dans l'exemple de la figure 9, on provoque une extinction systématique de 10 ms par exemple, pendant un temps d'extinction PE (entre deux trains d'impulsions) qui suit un temps d'allumage de même durée représenté par la durée d'un train d'impulsions TI1, TI2, TI3 ; un créneau positif suivi d'un créneau négatif ayant une durée d'environ 2 ms.

Ceci constitue un fonctionnement à 50 Hertz qui permet une évacuation correcte des charges pendant les périodes d'extinction P. E. On peut ainsi par exemple passer d'une tache lumineuse de longueur minimum produite par le premier train d'impulsion TIi, à une tache lumineuse maximum produite par le second train d'impulsion TI2 dont les créneaux ont une amplitude maximum +Vm et - Vm ; puis ensuite par le troisième train d'impulsion TI3, passer sans problème à une tache lumineuse de longueur intermédiaire.

D'autre part la fréquence de 50 Hz ne provoque pas de gêne pour l'oeil.

Les valeurs indiquées ci-dessus peuvent évidemment être modifiées. Il est possible de perfectionner cet enchaînement de signaux. Il est possible par exemple dans chaque train d'impulsions, et d'une part de conférer au dernier créneau une pente c'est-à-dire un temps d'établissement plus lent de manière à constituer de façon en elle-même classique, une rampe d'effacement RE, et d'autre part de conférer à ce créneau une amplitude plus faible ; ceci permet d'accélérer l'élimination des charges électriques stockées sur la couche diélectrique.

Il est possible également de modifier la fréquence à laquelle se succèdent les créneaux dans un train d'impulsions TIi à TI3 de sorte à avoir plus ou moins de ces créneaux dans un train d'impulsion donnée, en fonction par exemple de l'amplitude de ces créneaux en vue par exemple de compenser les variations de luminance qui accompagnent les variations d'amplitude en tension des signaux d'allumage.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'affichage du type produisant de la lumière par décharges électriques dans un gaz, comportant un espace gazeux (14), au moins une zone de décharge (ZD1) définie dans l'espace gazeux (14) à l'aide de deux électrodes (El, E2), un générateur de tension (20) délivrant des signaux d'allumage (S A.) destinés à être appliqués aux deux électrodes (El), l'application des signaux d'allumage aux deux électrodes engendrant une ou des décharges électriques dans la zone de décharge (ZD1), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (25, dl, d2) pour conférer à la décharge électrique une dimension comprise entre la dimension d'une zone d'amorçage (ZA) et une dimension maximum (LM) de la zone de décharge (ZD1).

2. Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des seconds moyens (20, 25) pour ajuster l'amplitude des signaux d'allumage (S. A. C.) en fonction d'une dimension désirée de la décharge électrique.

3. Dispositif d'affichage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux électrodes (El, E2) s'étendent dans une même direction générale en s'écartant l'une de l'autre.

4. Dispositif d'affichage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les électrodes (El, E2) s'écartent l'une de l'autre de manière continue.

5. Dispositif d'affichage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux électrodes (El, E2) s'écartent l'une de l'autre suivant des échelons discrets.

6. Dispositif d'affichage selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4 ou 5, caractérisé en ce que les électrodes (El, E2) s'étendent suivant des lignes droites.

7. Dispositif d'affichage suivant l'une des revendications 3 ou 4 ou 5, caractérisé en ce que les électrodes s'étendent suivant des lignes courbes.

8. Dispositif d'affichage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que au moins une des deuxélectrodes (El, E2) s'étend sensiblement le long de la zone de décharge (ZD1) en s'écartant de l'autre électrode.

9. Dispositif d'affichage suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux électrode (El, E2) s'écartent l'une de l'autre suivant des directions opposées.

10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque électrode (El, E2) comporte au moins un tronçon (Ta) dit tronçon d'amorçage, les deux tronçons d'amorçage étant les points les plus rapprochés de ces électrodes, et en ce que au moins une électrode comporte une autre partie prolongeant le tronçon d'amorçage et s'étendent le long de la zone de décharge (ZD1) en s'écartant de l'autre électrode.

11. Dispositif d'affichage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'amplitude des signaux d'allumage est ajustée en outre en fonction d'une loi exprimant la tension nécessaire à réaliser une décharge électrique entre deux électrodes en fonction de l'écartement de ces électrodes.

12. Dispositif d'affichage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux électrodes (El, E2) sont disposées dans un même plan.

13. Dispositif d'affichage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins une des électrodes (El, E2) a une largeur (lal, la2) variable.

14. Dispositif d'affichage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un luminophore disposé à l'opposé des électrodes (E1, E2) par rapport à l'espace gazeux (14).

15. Dispositif d'affichage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les signaux d'allumage (S A. C.) sont des signaux en tension continue.

16. Dispositif d'affichage suivant l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les électrodes (El, E2) sont recouvertes par une couche diélectrique (16), et en ce que les signaux d'allumage (S.A.C.) sont constitués par une succession de créneaux se succédant avec des polarités opposées.

17. Dispositif d'affichage suivant la revendication 16, caractérisé en ce que la couche diélectrique (16) est une couche opaque et noire.