FR2776825A1 - Dispositif d'affichage a plasma - Google Patents
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Abstract
Un dispositif d'affichage à plasma comprenant : un substrat postérieur (21), des premières électrodes (22) montées sur la surface supérieure du substrat postérieur selon une configuration prédéterminée; des secondes et troisièmes électrodes (24) et (25) parallèles, formées au-dessus des premières électrodes, séparées par une distance prédéterminée et perpendiculaires aux premières électrodes; des électrodes auxiliaires (26) parallèles, disposées entre les secondes et troisièmes électrodes et proches les unes des autres afin d'être chargées en électricité de manière constante; une couche diélectrique (23), montée sur la surface supérieure du substrat postérieur, dans laquelle sont incorporées les premières, secondes et troisièmes électrodes ainsi que les électrodes auxiliaires, celles-ci étant isolées les unes par rapport aux autres du point de vue électrique; et un substrat frontal (30) couplée à la partie supérieure du substrat postérieur afin de définir un espace de décharge.
Description
l
DISPOSITIF D'AFFICHAGE A PLASMA
HISTORIQUE DE L'INVENTION
1. Domaine de l'invention Cette invention porte sur un dispositif d'affichage à
plasma utilisant une décharge superficielle.
2. Description des techniques y associées
Un dispositif d'affichage à plasma, doté d'une grande capacité d'affichage et de qualités supérieures de luminosité, de contraste et d'angle de vision, est très remarquable car un écran à panneau plat peut remplacer le tube cathodique. Conformément à ses principes de fonctionnement, le dispositif d'affichage à plasma est divisé en un dispositif d'affichage à plasma à courant continu et un dispositif d'affichage à plasma à courant alternatif. Dans le dispositif d'affichage à plasma à courant continu, toutes les électrodes sont exposées à une décharge et les particules chargées se déplacent directement entre les électrodes correspondantes. Au contraire, dans le dispositif d'affichage à plasma à courant alternatif, une électrode au moins parmi les électrodes correspondantes est entourée d'un matériau diélectrique et la décharge est provoquée par un champ
électrique de charges de paroi.
Les Figures 1 et 2 montrent un exemple de dispositif d'affichage à plasma à décharge superficielle. Si l'on se réfère aux schémas, le dispositif d'affichage à plasma comprend un substrat postérieur 10, des premières électrodes 11, montées sur le substrat postérieur 10. Selon une configuration prédéterminée, une couche diélectrique 12 est plaquée sur les premières électrodes 11 et le substrat postérieur 10, une séparation 13 montée sur la couche diélectrique 12 afin de définir des espaces de décharge et d'empêcher des interférences radioélectriques et optiques transversales entre des cellules de décharge voisines et un substrat frontal 16 couplée sur la séparation 13 sur la surface inférieure de laquelle sont montées les secondes et troisièmes électrodes 14 et 15 selon une configuration prédéterminée et perpendiculairement à la direction de la
première électrode 11.
Une couche diélectrique 18 est formée sur la surface inférieure du substrat frontal 16 et les électrodes 14 et sont incorporées dans celleci. Une couche protectrice 19 peut être ensuite formée sur la surface inférieure de la couche diélectrique 18. Une couche fluorescente 17 est disposée sur au moins un côté des espaces de décharge définis par la séparation 13. Les espaces de décharge sont
remplis avec un gaz de décharge.
Dans le dispositif d'affichage à plasma ayant la structure décrite cidessus, lorsque l'on applique une tension à la première électrode 11 et à la seconde électrode 15 qui est une électrode normale, ceci génère une décharge initiale entre les premières et secondes électrodes 11 et 15 et des particules chargées se forment sur la surface inférieure de la couche diélectrique 18 du substrat frontal 16. Dans ce cas, si l'on applique une tension prédéterminée entre la seconde électrode 14 et la troisième électrode 15, ceci génère une décharge d'entretien sur la surface de la couche diélectrique 18 de le substrat frontal 16. Comme le plasma se forme dans une couche gazeuse, un rayon ultraviolet en est émis. Le rayon ultraviolet excite le matériau fluorescent de la couche
fluorescente 17 et ainsi se forme une image.
Cependant, le dispositif conventionnel d'affichage à plasma, fonctionnant comme celui décrit ci-dessus, présente
les problèmes suivants.
Premièrement, étant donné que la distance entre les premières et secondes électrodes est relativement grande, il faut appliquer une forte tension de l'ordre de 300 V entre les premières et secondes électrodes pour obtenir une décharge initiale. C'est la principale cause de diminution
de la durée de vie du panneau d'affichage.
Deuxièmement, comme les secondes et troisièmes électrodes sont situées sur le même plan, la capacité électrostatique entre lesdites secondes et troisièmes électrodes est relativement faible et ainsi se forme un plasma à faible énergie. Par conséquent, la luminosité de
l'image se détériore.
Troisièmement, comme les secondes et troisièmes électrodes et la couche diélectrique sont montées sur le substrat frontal, ces électrodes doivent être composées d'une matière transparente. Ceci non seulement limite le choix des matériaux à utiliser pour une électrode mais diminue également la transmission optique du substrat
frantal.
Et, quatrièmement, la distance entre les secondes et troisièmes électrodes étant relativement faible, dans la décharge d'entretien, la zone de formation du plasma n'est pas assez grande pour que la matière fluorescente puisse
être suffisamment excitée.
RESUME DE L'INVENTION
Afin de résoudre les problèmes cités ci-dessus, l'objectif de cette invention est de fournir un dispositif d'affichage à plasma dans lequel la transmission optique de le substrat frontal est améliorée en montant les secondes et troisièmes électrodes sur le substrat postérieur, une faible tension est disponible pour la décharge initiale, et un fort rayon ultraviolet est obtenu pour l'excitation de
la matière fluorescente.
Par conséquent, pour atteindre l'objectif ci-dessus, on réalise un dispositif d'affichage à plasma qui comprend: un substrat postérieur; des premières électrodes montées sur la surface supérieure du substrat postérieur selon une configuration prédéterminée; des secondes et troisièmes électrodes montées au-dessus des premières électrodes, séparées de celles-ci par une distance prédéterminée, parallèles entre elles et perpendiculaires à la direction des premières électrodes; des électrodes auxiliaires disposées en parallèle entre les secondes et troisièmes électrodes qui sont proches les unes des autres afin d'être chargées en électricité de manière constante; une couche diélectrique formée sur la surface supérieure du substrat postérieur et dans laquelle sont incorporées les premières, les secondes, les troisièmes électrodes et les électrodes auxiliaires qui sont isolées les unes par rapport aux autres du point de vue électrique, et un substrat frontal couplé à la partie supérieure du substrat postérieur afin
de définir un espace de décharge.
Dans cette invention, il est préférable que la couche diélectrique comporte: une première couche diélectrique dans laquelle sont incorporées les premières électrodes; et une seconde couche diélectrique incorporant les secondes électrodes, les troisièmes électrodes et les électrodes auxiliaires. Dans cette invention, il est également préférable que chaque électrode auxiliaire soit montée de manière discontinue afin d'obtenir une largeur et longueur
prédéterminées.
De plus, dans cette invention, il est préférable que l'épaisseur de la couche diélectrique entre la première e: la seconde électrode soit supérieure à celle de la couche diélectrique entre la première électrode et l'électrode ]5 auxiliaire, et qu'une partie saillante recouvre les premières électrodes dans chaque emplacement o celles- ci
font face aux électrodes auxiliaires.
Conformément à un autre aspect de cette invention, un dispositif d'affichage à plasma comprend: un substrat postérieur, des premières électrodes montées en bandes sur le substrat postérieur et parallèles les unes aux autres; les secondes et troisièmes électrodes montées au- dessus des premières électrodes et séparées de celles-ci par une distance prédéterminée, parallèles les unes aux autres et perpendiculaires à la direction des premières électrodes; des électrodes auxiliaires disposées parallèlement les unes aux autres entre les secondes et troisièmes électrodes qui sont proches les unes des autres afin d'être chargées en électricité de manière constante; une couche diélectrique formée sur la surface supérieure dus substrat postérieur et dans laquelle sont incorporées et isolées les unes par rapport aux autres du point de vue électrique les premières, les secondes, les troisièmes électrodes et les électrodes auxiliaires; des séparations formées sur la surface supérieure de la couche diélectrique et entre les premières électrodes voisines et parallèles à celles-ci, une couche transparente frontale couplée au substrat postérieur afin de définir un espace de décharge le long des séparations; et une couche fluorescente formée sur la i0 surface inférieure de la couche frontale à l'intérieur de
l'espace de décharge.
BREVE DESCRIPTION DES SCHEMAS
L'objectif décrit ci-dessus et les avantages de cette
invention deviendront plus évidents grâce à la description
détaillée de l'assemblage préféré de celle-ci en se référant aux schémas joints dans lesquels: La Figure 1 est une perspective éclatée montrant un dispositif d'affichage à plasma de type conventionnel à décharge superficielle; La Figure 2 est une vue en coupe du dispositif d'affichage à plasma à décharge superficielle montré dans la Figure 1; La Figure 3 est une perspective éclatée montrant un dispositif d'affichage à plasma conforme à l'assemblage préféré de cette invention; La Figure 4 est une vue en coupe du dispositif d'affichage à plasma de la Figure 3; La Figure 5 est une vue en coupe d'un dispositif d'affichage à plasma conforme à un autre assemblage préféré
de cette invention.
La Figure 6 est une perspective éclatée montrant un dispositif d'affichage à plasma conforme à encore un autre assemblage préféré de cette invention; et La Figure 7 est une vue en coupe du dispositif
d'affichage à plasma de la Figure 6.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Les Figures 3 et 4 montrent un dispositif d'affichage à plasma conforme à cette invention. Si l'on se réfère aux schémas, les premières électrodes 22 sont montées en bandes sur la surface supérieure du substrat postérieur 21. Une couche diélectrique 23 est montée sur la surface supérieure du substrat postérieur 21 afin de couvrir la première
électrode 22.
Les secondes et troisièmes électrodes 24 et 25 sont formées dans la couche diélectrique 23 selon une configuration prédéterminée, séparées de la première électrode 22 par une distance prédéterminée et perpendiculaires à la direction de la première électrode 22. Des électrodes auxiliaires 26 sont montées dans la couche diélectrique 23 entre les secondes et troisièmes électrodes 24 et 25. Ces électrodes auxiliaires 26 sont
chargées en électricité de manière constante.
Un film protecteur 27, composé de MgO par exemple, est monté sur la surface supérieure de la couche diélectrique 23. Une séparation 50 est montée sur le film protecteur 27 à des intervalles prédéterminés. De préférence, la séparation 50 est parallèle aux et située entre les premières électrodes 22. La formation de la séparation 50 ne se limite pas à l'assemblage décrit ci-dessus et toute structure pouvant définir un espace de décharge peut être utilisée. Une sous-couche transparente frontale 30 est couplée à la surface supérieure de la séparation 50 définissant un espace de décharge rempli d'un gaz de décharge. Une couche fluorescente 40 est également montée sur la surface inférieure dudit substrat frontal 30 à l'intérieur de
l'espace de décharge.
Les premières, secondes et troisièmes électrodes 22, 24 et 25 et l'électrode auxiliaire 26 peuvent être
composées d'ITO conducteur.
Il est préférable que la largeur W2 de l'électrode auxiliaire 26 soit supérieure à la largeur W1 des secondes et troisièmes électrodes 24 et 25 afin de réduire le courant de dispersion entre les premières et secondes électrodes 22 et 24. Ceci signifie que la surface de l'électrode auxiliaire 26 par pixel est plus large que celle de la seconde électrode 24 ou de la troisième
électrode 25.
Ici, bien que la couche diélectrique 23 soit formée d'une seule couche, comme le montre la Figure 5, celle-ci peut être composée d'une première couche diélectrique 23a dans laquelle sont incorporées les premières électrodes 22, et d'une seconde couche diélectrique 23b formée sur la surface supérieure de la première couche diélectrique 23a et dans laquelle sont incorporées les secondes et troisièmes électrodes 24 et 25 et l'électrode auxiliaire 26. Comme le montre la Figure 6, les électrodes auxiliaires 26' peuvent être également montées d'une manière discontinue afin d'obtenir une largeur et longueur prédéterminées. De plus, il est préférable que l'épaisseur de la couche diélectrique 23, entre la première électrode 22 et la seconde électrode 24 ou entre la première électrode 22 et la troisième électrode 25, soit plus grande que celle de la couche diélectrique 23 entre la première électrode 22 et l'électrode auxiliaire 26, si l'on veut augmenter la capacitance électrostatique de l'électrode auxiliaire 26' C'est à dire que, si l'on veut diminuer la distance entre la première électrode 22 et l'électrode auxiliaire 26', comme le montrent les figures 6 et 7, on forme une partie saillante 22a sur la première électrode 22 à chaque emplacement faisant face à l'électrode auxiliaire 26' Ici, il est préférable que la taille de la partie saillante 22a
soit identique à celle de l'électrode auxiliaire 26.
Le fonctionnement du dispositif d'affichage à plasma, ayant la structure décrite ci-dessus et conforme à cette invention, est décrit ci-après en se référant aux Figures 3 et 4. Si l'on applique une première tension alternative, à la première électrode 22 et à la seconde électrode 24 d'un pixel choisi, ceci génère une différence de tension entre la première électrode 22 et la seconde électrode 24 et
entre la seconde électrode 24 et l'électrode auxiliaire 26.
Une décharge est générée le long de la surface du film protecteur 27 lorsque la tension appliquée atteint une tension destructrice de l'isolation entre la seconde électrode 24 et l'électrode auxiliaire 26. Ici, le courant de décharge varie en fonction des surfaces des premières et secondes électrodes 22 et 24 et de l'électrode auxiliaire 26, et de l'épaisseur et de la constante diélectrique de la couche diélectrique 23. Le courant de décharge varie également en fonction de l'épaisseur de la couche diélectrique 23 entre la seconde électrode 24 et l'électrode auxiliaire 26 et entre la première électrode 22
et la seconde électrode 24.
Dans un état o des particules chargées couvrent la surface du film protecteur 27 en raison de la décharge, si l'on applique une tension prédéterminée sur les secondes et troisièmes électrodes 24 et 25, ceci génère une décharge d'entretien entre les secondes et troisièmes électrodes 24 et 25. Ici, comme l'électrode auxiliaire 26 chargée en électricité de manière constante est interposée entre les secondes et troisièmes électrodes 24 et 25, la capacitance électrostatique entre les secondes et troisièmes électrodes 24 et 25 augmente relativement de sorte qu'une décharge
d'entretien peut être générée avec une tension faible.
De même, comme la décharge d'entretien est générée dans un état o l'électrode auxiliaire 26 est située entre les secondes et troisièmes électrodes 24 et 25 la longueur de la décharge s'allonge relativement. La couche fluorescente 40 excitée par un rayon ultraviolet généré en
raison de la décharge d'entretien émet de la lumière.
Pendant ce temps, comme le montre la figure 6, quand la distance entre l'électrode auxiliaire 26' et la première l! électrode 22 est courte, puisque la partie saillante 22a est formée sur la première électrode 22, une tension de décharge peut être diminuée. Comme la surface de l'électrode auxiliaire 26' est inférieure à celle de la seconde électrode 24 et comme l'épaisseur de la couche diélectrique 23, entre la première électrode 22 et l'électrode auxiliaire 26', est plus étroite que celle de la couche diélectrique 23 entre la première électrode 22 et la seconde électrode 24, ceci signifie que la capacitance augmente entre la première électrode 22 et l'électrode auxiliaire 26 et devient supérieure à celle existant entre la première électrode 22 et la seconde électrode 24 de sorte qu'une décharge superficielle peut effectivement
être générée.
Comme on l'a décrit ci-dessus, dans le dispositif d'affichage à plasma à émission superficielle conforme à cette invention, la transmission optique de la couche frontale peut être améliorée car les secondes et troisièmes électrodes sont montées sur le substrat postérieur afin de générer une décharge d'entretien et non sur le substrat frontal. De plus, une électrode auxiliaire étant montée entre la seconde et la troisième électrode afin d'augmenter la distance entre la seconde et la troisième électrode, la longueur de la décharge peut s'allonger relativement de telle sorte qu'augmente l'intensité d'un rayon ultraviolet
pour exciter la couche fluorescente.
Il faut noter que cette invention ne se limite pas à l'assemblage préféré décrit ci-dessus. Il est évident que des variations et modifications peuvent être apportées par des spécialistes en la matière tout en gardant l'esprit et le champ d'application de cette invention, définis dans les
revendications annexées.
Claims (6)
1. Un dispositif d'affichage à plasma comprenant: un substrat postérieur (21); des premières électrodes (22) montées sur la surface supérieure dudit substrat postérieur (21) selon une configuration prédéterminée; des secondes et troisièmes électrodes (24) et (25) montées au-dessus des dites premières électrodes (22), séparées par une distance prédéterminée, parallèles les unes aux autres et perpendiculaires à la direction des dites premières électrodes (22); des électrodes auxiliaires (26) disposées parallèlement les unes aux autres entre lesdites secondes et troisièmes électrodes (24) et (25) qui sont proches les unes des autres afin d'être chargées en électricité de manière constante; une couche diélectrique (23) montée sur la surface supérieure dudit substrat postérieur (21) dans lequel sont incorporées et isolées les unes par rapport aux autres du point de vue électrique lesdites premières électrodes (22), lesdites secondes électrodes (24), lesdites troisièmes électrodes (25) et lesdites électrodes auxiliaires (26), et un substrat frontal (30) couplé à la partie supérieure dudit substrat postérieure (21) afin de définir un espace
de décharge.
2. Le dispositif d'affichage à plasma conforme à la revendication 1, dans lequel ladite couche diélectrique (23) est composée: d'une première couche diélectrique 23a dans laquelle sont incorporées lesdites premières électrodes (22), et d'une seconde couche diélectrique (23b) dans laquelle sont incorporées lesdites secondes électrodes (24), lesdites troisièmes électrodes (25) et lesdites électrodes
auxiliaires (26).
3. Le dispositif d'affichage à plasma conforme à la revendication 1, dans lequel chacune desdites électrodes auxiliaires (26) est montée de manière discontinue afin
d'obtenir une largeur et longueur prédéterminées.
4. Le dispositif d'affichage à plasma conforme à la revendication 1, dans lequel l'épaisseur de la couche diélectrique (23) entre ladite première électrode (22) et ladite seconde électrode (24) est supérieure à celle de la couche diélectrique (23) entre ladite première électrode
(22) et ladite électrode auxiliaire (26').
5. Le dispositif d'affichage à plasma conforme à la revendication 5, dans lequel une partie saillante (22a) est montée sur lesdites premières électrodes (22) à chaque emplacement faisant face à ladite électrode auxiliaire
(26').
6. Un dispositif d'affichage à plasma comprenant: un substrat postérieur (21) des premières électrodes (22) montées en bandes sur ledit substrat postérieur (21) et parallèles les unes aux autres: des secondes et troisièmes électrodes (24) et (25) montées au- dessus des dites premières électrodes (22), séparées par une distance prédéterminée, parallèles les unes aux autres et perpendiculaires à la direction des dites premières électrodes (22); des électrodes auxiliaires (26) disposées parallèlement les unes aux autres entre ladite seconde électrode (24) et ladite troisième électrode (25), qui sont proches l'une de l'autre afin d'être chargées en électricité de manière constante; une couche diélectrique (23), montée sur la surface supérieure de ledit substrat postérieur (21), dans laquelle sont incorporées et isolées les unes par rapport aux autres du point de vue électrique lesdites premières électrodes (22), lesdites secondes électrodes (24), lesdites troisièmes électrodes (25) et lesdites électrodes auxiliaires (26); des séparations (50) formées sur la surface supérieure de ladite couche diélectrique (23) et entre lesdites premières électrodes voisines (22), disposées parallèlement auxdites premières électrodes (22); une sous-couche transparente frontale (30) couplée à ledit substrat postérieur (21) afin de définir un espace de décharge le long des dites séparations, et une couche fluorescente (40) formée à l'intérieur du dit espace de décharge sur la surface inférieure dudit
substrat frontal (30).
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