WO2002065441A2 - Procede de pilotage d'un panneau de visualisation a plasma de type coplanaire a l'aide de trains d'impulsions a frequence suffisamment elevee pour obtenir la stabilisation des decharges - Google Patents

Procede de pilotage d'un panneau de visualisation a plasma de type coplanaire a l'aide de trains d'impulsions a frequence suffisamment elevee pour obtenir la stabilisation des decharges Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for addressing and controlling a plasma display panel.
  • Addressing and controlling a plasma display panel of this type generally comprises the following steps:
  • the addressing discharge extends essentially perpendicular to the slabs, in the space, filled with discharge gas, which separates the slabs; the maintenance discharges extend, on the contrary, essentially parallel to the slabs, along the front slab.
  • the instantaneous frequency of the holding pulses is generally of the order of 100 to 300 kHz and conditions the brightness of the panel; the holding is qualified as “positive” if the two electrodes of the pair always have a positive or zero potential with respect to the addressing electrodes, “negative” in the opposite case, “bipolar” in the case where this potential is alternately positive and negative (the holding signals of the electrodes of the same pair are then shifted by half a phase).
  • the addressing pulses can be grouped by groups of lines and are then also very close to one another.
  • the document JP 10-171399 proposes to use, in addition, very high frequency pulses, much greater than 10 MHz.
  • the addressing and control of the coplanar plasma display panel then comprise the following steps:
  • the purpose of applying a very high frequency signal is, once the charges have formed between the electrodes after a conventional sustaining discharge, to prevent the ionic charges from reaching the cathode , and to obtain the vibration of the ionic charges between the electrodes as shown diagrammatically in FIG. 4-VII of this document; with reference to FIG. 5, this document teaches: that it is necessary to start applying the signal RF 100 before the conventional sustaining discharge corresponding to the pulse 101 has led to the complete reversal of the charges on the dielectric layer which covers the electrodes; thus, the time t d which separates the pulse edge 101 from the first edge of the RF signals should be much less than the cumulative time of the sustaining discharge and of the complete charge reversal;
  • the half-period t w of the RF 100 signal should be short enough so that the ionic charges do not have time to reach the cathode in half a period; this condition generally leads to very high frequencies which are difficult to implement.
  • the above conditions are as follows: t ⁇ 1 ⁇ s approximately; t w ⁇ 0.1 ⁇ s approximately, which corresponds to frequencies above 20 MHz.
  • each holding step comprises a succession of conventional holding discharges and stabilized discharges: - a first discharge, generated by a conventional holding pulse, intended to create ionic charges in the activated zone,
  • a stabilized discharge generated by a train of high frequency pulses adapted to stabilize the ionic charges created in the activated zone.
  • the sustaining discharge is used to activate or "turn on" the stabilized discharge.
  • a plasma panel akin to a coplanar panel, comprising, for each discharge space, an anode 40 and an auxiliary electrode 50 which are coplanar and carried by the same slab, and a cathode 60 carried by the other slab; unlike conventional coplanar panels which have a lasting memory effect, no dielectric layer separates the electrodes, so that it only produces a short-term pseudo-memory effect, ie a memory effect of conditioning by the previous discharge or by an adjacent source of primary particles; in the control of such a panel, according to this document, pulses of sufficient amplitude are applied between the anode and the cathode to obtain a succession of discharges; during the application of these pulses comparable to holding pulses, higher frequency pulses are applied between the coplanar electrodes 40 and 50 to disturb the movements of the ions and cause them to diffuse between the electrodes (column 2, lines 20 -21 and 40-41; column 3, lines 38-39 and 57-58); this disturbance only leads to the elongation of the path of the
  • JP2000-173482 describe plasma panel structures specially adapted for obtaining stabilized discharges using trains of high frequency pulses; but the use of specific panel structures poses other cost problems.
  • the object of the invention is to avoid the abovementioned drawbacks, by proposing to use a conventional coplanar panel in a manner different from that proposed in the document JP 10-171399, so as to be able to stabilize the discharges at lower frequencies. , without having to increase the voltage required for lighting stabilized discharges.
  • the subject of the invention is a method for controlling a plasma display panel of the coplanar type comprising:
  • the first screen is a "back” screen and the second screen is a "front” screen oriented towards the observer of the images to be viewed;
  • the electrode crossing zones form the panel discharge cells, which can be controlled, activated or not, independently of each other, depending on the voltage pulses applied to the electrodes.
  • the holding pulses are applied between electrodes of the first slab and electrodes of the second slab; preferably, the tiles are chosen to be spaced so as to be able to use holding voltages and conventional electronic components; the spacing is then generally between 100 and 150 ⁇ m; if each slab is provided with a dielectric layer with a thickness of 40 ⁇ m, the distance separating the network of electrodes of the first slab from the network of pairs of electrodes of the second slab is then between 180 and 230 ⁇ m; a distance as small as 90 ⁇ m could, ultimately, be considered between these electrodes;
  • the distance separating the electrodes of a pair of the second slab is greater than the distance separating the electrode of the first slab and the electrode of the second slab between which the holding pulses are applied; thus, the gap between the coplanar electrodes, or distance separating the paired electrodes, is much higher than in the prior art so as to be able to stabilize the discharges using trains of pulses of lower frequency than in the prior art; a gap greater than 500 ⁇ m can even be envisaged.
  • the invention may also have one or more of the following characteristics:
  • the second network of pairs of electrodes is covered with a dielectric layer; the classic memory effect of coplanar panels is thus obtained.
  • said first slab is covered with a thin layer of protection and secondary electron emission and provided with layers of phosphors positioned to absorb ultraviolet radiation from the discharges and to emit visible radiation through the slab oriented towards the 'front of said panel and these layers have savings at the crossover areas of the electrodes so as to discover at this savings the surface of said underlying thin protective layer.
  • the rear panel and, where appropriate, the walls of the barriers which separate these zones, are provided with phosphors of different colors d 'emission, red, green and blue; unlike the prior art, the maintenance discharges are initiated between the front panel and the rear panel; to facilitate priming at the level of the rear slab, the surface of the slab should be made of a material capable of emitting secondary electrons under ionic impact, such as magnesia (MgO), at the foot of the discharges; for this purpose, the phosphor layer is removed in these zones so as to reveal the underlying thin layer based on MgO.
  • MgO magnesia
  • the distance between the electrode of the first slab and the electrode of the second slab between which the pulses are applied hold is less than 250 ⁇ m; in addition, the distance separating the electrodes of the same pair at the crossings is then preferably greater than or equal to 250 ⁇ m; preferably, the frequency of pulse stabilization pulse trains is less than 150 MHz, or even less than or equal to 60 MHz.
  • the subject of the invention is also a plasma display panel of the coplanar type intended to apply the control method according to the invention, comprising:
  • a second slab parallel to the first, provided with at least a second network of pairs of electrodes, the general direction of which is approximately orthogonal to that of the electrodes of the first network, the electrodes of each pair providing discharge zones between them positioned at the intersections of the electrodes of the first array and the pairs of electrodes of the second array, characterized in that, at each discharge zone, the distance separating the electrodes from a pair is greater than the distance separating the electrode from the first plate crossing said zone and any one of the electrodes of said pair (X, Y).
  • the distance between the first array of electrodes and the second array of pairs of electrodes is less than 250 ⁇ m and the distance separating the electrodes of the same pair at the crossings is greater than or equal to 250 ⁇ m;
  • the second network of pairs of electrodes is covered with a dielectric layer, itself generally covered with a protective layer; - said first slab is covered with a thin layer of protection and secondary electron emission and provided with layers of phosphors positioned to absorb ultraviolet radiation from the discharges and to emit visible radiation through the slab oriented towards the 'front of said panel and these layers have savings at the crossover areas of the electrodes so as to discover at this savings the surface of said underlying thin protective layer.
  • FIGS. 1 and 2 schematically represent an embodiment of a set of three adjacent discharge zones of a coplanar display panel which can be advantageously used for the implementation of the invention
  • FIG. 1 in view of above
  • Figure 2 in cross section
  • - Figure 3 shows a longitudinal sectional view of a discharge zone of the assembly shown in Figures 1 and 2, illustrating the spread of discharges (arrows) according to one embodiment of the invention
  • FIG. 4 represents, according to one embodiment of the invention, a timing diagram of the voltages applied to the different electrodes of the panel shown in FIGS. 1, 2 and 3.
  • the coplanar panel used for the implementation of the invention comprises:
  • a rear panel (not shown) with an array of electrodes A, coated with a dielectric layer 1, with an array of barriers 21, 22;
  • a front panel (not shown) provided with an array of pairs of electrodes X, Y, coated with a dielectric layer 3;
  • the general direction of the electrodes X, Y of the front panel is orthogonal to that of the electrodes A of the rear panel.
  • the dielectric layers 1, 3 are themselves coated with a very thin layer of protection and of secondary electronic emission, here based on MgO (not shown).
  • the barrier network is formed here of walls 21 extending parallel to the electrodes A of the rear panel and of walls 22 extending parallel to the electrodes X, Y of the front panel, so as to delimit discharge zones 4R, 4G , 4B at the intersections of the electrodes A on the one hand, and of the paired electrodes X and Y on the other hand.
  • the tops of the rear slab barneres support the front slab.
  • the walls of the barriers and the dielectric layer 1 of the rear panel are covered with layers of phosphors 5R, 5G, 5B, capable of emitting respectively in red, green and blue, under the excitation of ultraviolet radiation from discharges. located respectively in zones 4R, 4G, 4B; the set of three adjacent discharge zones represented in FIGS. 1 and 2 therefore corresponds to an image element or pixel of the image display panel for implementing the invention.
  • the electrodes A of the rear plate comprise conductive bus 61 extending under the barriers over the entire height of the panel, which is provided, at each discharge zone, a branch 62 projecting; each derivation 62 of a given area 4R, 4G or 4B is placed facing the electrode X of the pair X, Y which crosses said area, and extends towards the middle of this area; facing the free end of each lead 62 of the electrode X, the dielectric layer 1 is devoid of phosphors, so as to form a sparing 7 in the layers of phosphors 5R, 5G, 5B, to be discovered at this level.
  • the panel comprises an electrode A per column of picture elements.
  • the paired electrodes X, Y extend over the entire width of the panel; the panel has one pair X, Y per line of picture elements; according to an alternative embodiment, an electrode X can be common to two adjacent lines of picture elements, as described in document US 5162701
  • the distance between the pairs of electrodes X, Y at each picture element is greater than the distance between the network of electrodes A of the rear panel and that of pairs electrodes X, Y of the front panel, that is to say greater than the sum of the distance between the panels and the thickness of the layers applied to these networks; details are given below.
  • the electrodes are connected to a voltage supply system for the column electrodes A of the first network and paired electrodes X, Y of the second network; a supply system of this type is known in itself and will not be described here; in a conventional manner, using this system, images are displayed on the panel, by scanning this panel line by line, or group of lines by group of lines; in a conventional manner, each scan is itself subdivided into several sub-scans, which make it possible to obtain the desired number of gray levels; with reference to FIGS. 3 and 4, each underscan comprises at least the following steps:
  • this pulse train is obtained here by applying a radio frequency signal TSY to the electrode Y; as in document JP 10-171399, the time interval which elapses between the application of a holding pulse, SHX OR SHA, and the start of the application of the train of pulses T S Y, must be less than the time required to reverse the electrical charges resulting from this sustaining discharge; preferably, unlike the process described in document JP 10-171399 where the high frequency pulse trains are interrupted before each holding pulse, the high frequency pulse train is applied here without interruption, until the end of the holding period relative to the subscan concerned; this arrangement makes it possible to stabilize the maximum of ions generated by the sustaining discharges, to further improve the light efficiency of the panel, and also to improve the electrical efficiency since this thus limits
  • the embodiment of the invention which has just been described results in a succession of discharges DA, then the series DH, DS, as shown in the last timing diagram of FIG. 4; it can therefore be seen that the holding discharges DA serve to ignite or reinforce the stabilized discharges Ds. Because the savings 7 release a protective layer surface based on MgO directly in contact with the discharge zones, the holding voltage necessary for obtaining a discharge retains a conventional value; in addition, the presence of these savings makes it possible to limit the damage to the layers of phosphors.
  • the sustaining discharges D H and the stabilized discharges Ds do not extend between the same electrodes (X and A for the first, X and Y for the second), one can independently choose:
  • this distance is generally between 180 and 230 ⁇ m; lower values can be considered;
  • a sufficiently high distance between the X and Y electrodes to be able to use lower frequencies to stabilize the discharges is preferably greater than or equal to 250 ⁇ m; a distance of between 500 ⁇ m and 1000 ⁇ m can also be envisaged in order to further lower the stabilization frequencies of the discharges; a high value of the "gap" between the coplanar electrodes advantageously makes it possible to avoid the use of transparent conductive materials for these electrodes, since such a gap offers sufficient optical opening through the front panel; this results in narrow and opaque coplanar electrodes, therefore economical, as shown in FIG. 1.
  • the frequency of the holding pulses SHX, SHA is generally between 1 kHz and 50 kHz.
  • the frequency of the holding pulses SHX, SHA is generally between 1 kHz and 50 kHz.
  • coplanar panel other types can be used to implement the invention, such as panels comprising a greater number of arrays of electrodes, panels where the line electrodes are common to two lines adjacent discharge zones, panels where the discharge zones are staggered as in document US 5825128 (FUJI), panels where the pairs of coplanar electrodes are located on the rear face as described in document EP 945890 ( THOMSON).

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Abstract

Selon ce procédé, avant l'application d'un train d'impulsions haute fréquence (TSY) entre les deux électrodes d'une paire X, Y portée par une dalle, on applique au moins une impulsion de maintien SHX, SHA entre une électrode X de cette paire et une électrode A d'une autre dalle du panneau. Comme les décharges DH de maintien ne sont pas générées entre les mêmes électrodes que les décharges stabilisées DS, on peut écarter les électrodes X, Y de manière ô abaisser la fréquence de stabilisation sans pour autant devoir augmenter les tensions de maintien.

Description

Procédé de pilotage d'un panneau de visualisation à plasma de type coplanaire à l'aide de trains d'impulsions à fréquence suffisamment élevée pour obtenir la stabilisation des décharges
L'invention concerne une méthode d'adressage et de pilotage de panneau de visualisation à plasma.
Le document JP 10-171399 (HITACHI) décrit un panneau à plasma de type coplanaire comprenant :
- une dalle arrière dotée d'un premier réseau d'électrodes,
- une dalle avant, parallèle à la première, dotée d'un second réseau de paires d'électrodes orthogonales aux électrodes du premier réseau, les électrodes de chaque paire ménageant entre elles des espaces de décharge positionnés aux croisements des électrodes du premier réseau et des paires d'électrodes du second réseau. L'adressage et le pilotage d'un panneau de visualisation à plasma de ce type comprennent généralement les étapes suivantes :
- activation d'une décharge dans chacune des zones de croisement à activer, par application, au moins, d'une impulsion de tension d'adressage entre l'électrode de la dalle arrière et une électrode de la dalle avant qui se croisent dans cette zone, - ré-activation d'une série de décharges dans cette zone par application d'une série d'impulsions de tension de maintien entre la même électrode de la dalle avant et l'électrode appariée de cette même dalle.
Selon ce procédé, la décharge d'adressage s'étend essentiellement perpendiculairement aux dalles, dans l'espace, rempli de gaz de décharge, qui sépare les dalles ; les décharges de maintien s'étendent, au contraire, essentiellement parallèlement aux dalles, le long de la dalle avant.
Selon ce procédé classique, la fréquence instantanée des impulsions de maintien est généralement de l'ordre de 100 à 300 kHz et conditionne la luminosité du panneau ; le maintien est qualifié de « positif » si les deux électrodes de la paire ont toujours un potentiel positif ou nul par rapport aux électrodes d'adressage, de « négatif » dans le cas contraire, de « bipolaire » dans le cas où ce potentiel est alternativement positif et négatif (les signaux de maintien des électrodes d'une même paire sont alors décalés d'une demi- phase). Les impulsions d'adressage peuvent être regroupées par groupes de lignes et sont alors également très rapprochées les unes des autres. Pour l'adressage et le pilotage d'un panneau de ce type, le document JP 10-171399 (HITACHI) propose d'utiliser, en outre, des impulsions de très haute fréquence, largement supérieure à 10 MHz.
Si, comme indiqué à la figure 3 de ce document, le premier réseau d'électrodes comprend des électrodes Ai, A2, ..., A6, et si le deuxième réseau comprend des paires (X, Y^, (X, Y2), ... , (X, Yn), en se reportant maintenant à la figure 1 de ce document, l'adressage et le pilotage du panneau coplanaire de visualisation à plasma comprennent alors les étapes suivantes :
- adressage ou écriture (phase IV) lors de l'impulsion de tension d'adressage résultant de la différence entre le signal 107 appliqué à l'électrode
Ym et le signal 108 appliqué à l'électrode A,
- maintien bipolaire par application de signaux 101 générant des impulsions classiques « basse fréquence » de tension de maintien entre l'électrode Ym et l'électrode appariée X, - selon l'invention présentée dans ce document, pendant cette phase de maintien, du côté de celle des électrodes Ym ou X qui sert de cathode, on applique en outre un signal dit « RF » de très haute fréquence 100 ; l'application de ce signal correspond ici à l'étape VII de maintien.
Selon ce document, l'application d'un signal de très haute fréquence a pour but, une fois les charges formées entre les électrodes à l'issue d'une décharge classique de maintien, d'empêcher les charges ioniques d'atteindre la cathode, et d'obtenir la vibration des charges ioniques entre les électrodes comme schématisé à la figure 4-VII de ce document ; en se référant à la figure 5, ce document enseigne : - qu'il convient de commencer à appliquer le signal RF 100 avant que la décharge de maintien classique correspondant à l'impulsion 101 n'ait conduit à l'inversion complète des charges sur la couche diélectrique qui recouvre les électrodes ; ainsi, il convient que le temps td qui sépare le front d'impulsion 101 du premier front des signaux RF soit largement inférieur au temps cumulé de la décharge de maintien et de l'inversion complète des charges ;
- qu'il convient que la demi-période tw du signal RF 100 soit suffisamment courte pour que les charges ioniques n'aient pas le temps de rejoindre la cathode au cours d'une demi-période ; cette condition conduit généralement à des fréquences très élevées difficiles à mettre en oeuvre.
Selon ce document, dans ces conditions, on obtient une décharge stabilisée par le signal RF qui émet de la lumière avec un rendement lumineux très supérieur à celui qu'on obtient avec des décharges classiques de plus basse fréquence.
A titre d'exemple, selon ce document, quand la distance qui sépare deux électrodes de maintien à l'endroit de la décharge est de l'ordre de 100 μm, quand le gaz de décharge est un mélange Ne-Xe à une pression de 0,4 105 Pa, les conditions ci-dessus s'énoncent comme suit : t < 1 μs environ ; tw < 0,1 μs environ, ce qui correspond à des fréquences supérieures à 20 MHz.
Selon ce document, dans le procédé de pilotage du panneau de visualisation à plasma, chaque étape de maintien comprend une succession de décharges de maintien classiques et de décharges stabilisées : - une première décharge, générée par une impulsion classique de maintien, destinée à créer des charges ioniques dans la zone activée,
- une décharge stabilisée, générée par un train d'impulsions à haute fréquence adaptée pour stabiliser les charges ioniques crées dans la zone activée. Ainsi, la décharge de maintien sert à activer ou à « allumer » la décharge stabilisée.
L'utilisation de fréquences élevées pose des problèmes électroniques importants qui limitent l'utilisation de ce procédé pour le pilotage de panneaux de visualisation à plasma ; pour obtenir des décharges stabilisées à plus basse fréquence, il convient d'augmenter la distance qui sépare les électrodes X et les électrodes Y de chaque paire, mais la tension requise pour obtenir la décharge de maintien classique augmente alors, ce qui présente d'autres inconvénients. Plus précisément :
- pour appliquer le signal « basse fréquence » de maintien classique qui sert à l'amorçage d'une décharge avant application du signal « haute fréquence », on a intérêt à utiliser des électrodes suffisamment rapprochées pour limiter la tension nécessaire à l'amorçage, - pour appliquer le signal « haute fréquence », on a intérêt à utiliser des électrodes suffisamment éloignées de manière à empêcher les ions d'atteindre l'une des électrodes pendant la durée d'une alternance et obtenir ainsi l'effet de stabilisation recherché pour une fréquence qui ne soit pas trop élevée. Le document US 5233272, notamment la figure 2, décrit un panneau à plasma s'apparentant à un panneau coplanaire, comprenant, pour chaque espace de décharge, une anode 40 et une électrode auxiliaire 50 qui sont coplanaires et portées par la même dalle, et une cathode 60 portée par l'autre dalle ; contrairement aux panneaux coplanaires classiques qui sont à effet mémoire durable, aucune couche diélectrique ne sépare les électrodes, de sorte qu'il ne permet d'obtenir qu'un pseudo-effet mémoire de courte durée, c'est à dire un effet mémoire de conditionnement par la décharge précédente ou par une source adjacente de particules primaires ; dans le pilotage d'un tel panneau, selon ce document, on applique entre l'anode et la cathode des impulsions d'amplitude suffisante pour obtenir une succession de décharges ; pendant l'application de ces impulsions comparables à des impulsions de maintien, on applique, entre les électrodes coplanaires 40 et 50, des impulsions de plus haute fréquence pour perturber les mouvements des ions et les faire diffuser entre les électrodes (colonne 2, lignes 20-21 et 40-41 ; colonne 3, lignes 38-39 et 57-58) ; cette perturbation ne conduit qu'à l'allongement du trajet des ions entre les électrodes (colonne 3, ligne 66 à colonne 4, ligne 4), et non à la stabilisation de ces ions comme dans le document JP 10-171399 ; l'application des impulsions de plus haute fréquence a ici pour but d'améliorer l'effet mémoire de courte durée et d'abaisser l'amplitude d'impulsion nécessaire pour obtenir des décharges (colonne 5) ; selon ce document (notamment « table » colonne 4) et les figures, pour obtenir l'effet recherché, il importe donc que la distance séparant les électrodes entre lesquelles on applique le signal de plus haute fréquence (ici l'anode et l'électrode auxiliaire) soit inférieure à la distance séparant les électrodes entre lesquelles on applique le signal classique de type maintien ; cette disposition est à l'opposé de celle qui vient d'être décrite concernant le document JP 10-171399 quand on souhaite obtenir la stabilisation des décharges dans un panneau à plasma à effet mémoire durable. Les documents JP 11-273576, JP2000-047631 , JP2000-047632 et
JP2000-173482 décrivent des structures de panneaux à plasma spécialement adaptées pour l'obtention de décharges stabilisées à l'aide de trains d'impulsions à haute fréquence ; mais l'utilisation de structures de panneaux spécifiques pose d'autres problèmes de coûts.
L'invention a pour but d'éviter les inconvénients précités, en proposant d'utiliser un panneau coplanaire classique d'une manière différente de celle proposée dans le document JP 10-171399, de manière à pouvoir stabiliser les décharges à des fréquences plus basses, sans devoir augmenter la tension requise pour l'allumage des décharges stabilisées.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de pilotage d'un panneau de visualisation à plasma de type coplanaire comprenant :
- une première dalle dotée au moins d'un premier réseau d'électrodes, - une deuxième dalle, parallèle à la première, dotée au moins d'un second réseau de paires d'électrodes dont la direction générale est approximativement orthogonale à celle des électrodes du premier réseau, les électrodes de chaque paire ménageant entre elles des zones de décharge positionnées aux croisements des électrodes du premier réseau et des paires d'électrodes du second réseau, ledit procédé comprenant :
- l'application d'au moins une série d'impulsions de tension de maintien de manière à générer des décharges de maintien dans chacune des zones de croisement dans lesquelles on souhaite maintenir une décharge, et - après au moins une desdites impulsions générant une décharge de maintien, l'application, entre les deux électrodes d'une paire croisant ladite zone, d'un train d'impulsions à une fréquence suffisamment élevée pour obtenir la stabilisation de ladite décharge, caractérisé en ce que : - les dites impulsions de tension de maintien sont appliquées entre l'une des électrodes de ladite paire et l'électrode de la première dalle croisant ladite zone, - au niveau de chaque zone de décharge du panneau, la distance séparant les électrodes d'une paire est supérieure à la distance séparant l'électrode de la première dalle croisant ladite zone et l'électrode de ladite paire entre lesquelles on applique les dites impulsions de tension de maintien.
Généralement, la première dalle est une dalle « arrière » et la deuxième dalle est une dalle « avant » orientée vers l'observateur des images à visualiser ; les zones de croisement des électrodes forment les cellules de décharge du panneau, qui peuvent être pilotées, activées ou non, indépendamment les unes des autres, selon les impulsions de tensions appliquées aux électrodes.
Comme les impulsions de tension de maintien ne sont pas appliquées entre les mêmes électrodes que les trains d'impulsions de stabilisation de décharge, on peut augmenter la distance entre les électrodes de stabilisation de la dalle avant sans affecter la tension nécessaire au maintien ; ainsi, on utilise une structure coplanaire classique, mais, contrairement à l'art antérieur :
- les impulsions de maintien sont appliquées entre des électrodes de la première dalle et des électrodes de la deuxième dalle ; de préférence, on choisit d'espacer les dalles de manière à pouvoir utiliser des tensions de maintien et des composants électroniques classiques ; l'espacement est alors généralement compris entre 100 et 150 μm ; si chaque dalle est dotée d'une couche diélectrique d'une épaisseur de 40 μm, la distance séparant le réseau d'électrodes de la première dalle du réseau de paires d'électrodes de la deuxième dalle est alors comprise entre 180 et 230 μm ; une distance aussi faible que 90 μm pourrait, à la limite, être envisagée entre ces électrodes ;
- la distance séparant les électrodes d'une paire de la deuxième dalle est supérieure à la distance séparant l'électrode de la première dalle et l'électrode de la deuxième dalle entre lesquelles on applique les impulsions de maintien ; ainsi, le gap entre les électrodes coplanaires, ou distance séparant les électrodes appariées, est beaucoup plus élevé que dans l'art antérieur de manière à pouvoir stabiliser les décharges à l'aide de trains d'impulsions de plus basse fréquence que dans l'art antérieur ; un gap supérieur à 500 μm peut même être envisagé. L'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- le deuxième réseau de paires d'électrodes est recouvert d'une couche diélectrique ; on obtient ainsi l'effet mémoire classique des panneaux coplanaires.
- ladite première dalle est recouverte d'une couche mince de protection et d'émission d'électrons secondaires et dotée de couches de luminophores positionnées pour absorber le rayonnement ultraviolet provenant des décharges et pour émettre un rayonnement visible au travers de la dalle orientée vers l'avant dudit panneau et ces couches présentent des épargnes au niveau des zones de croisement des électrodes de manière à découvrir au niveau de cette épargne la surface de ladite couche mince sous-jacente de protection.
Dans le cas où la première dalle est la dalle arrière, au niveau de chaque zone de croisement ou de chaque cellule, la dalle arrière et, le cas échéant, les parois des barrières qui séparent ces zones, sont dotés de luminophores de différentes couleur d'émission, rouge, vert et bleu ; contrairement à l'art antérieur, les décharges de maintien sont amorcées entre la dalle avant et la dalle arrière ; pour faciliter l'amorçage au niveau de la dalle arrière, il convient que, au pied des décharges, la surface de la dalle soit en matériau susceptible d'émettre des électrons secondaires sous impact ionique, comme la magnésie (MgO) ; à cet effet, on enlève dans ces zones la couche de luminophores de manière à laisser apparaître la couche mince sous-jacente à base de MgO.
- avant l'application de séries d'impulsions de tension de maintien, l'application d'une impulsion de tension d'adressage entre l'une des électrodes de ladite paire et ladite électrode de la première dalle de manière à produire une décharge d'adressage dans ladite zone.
On peut donc utiliser des méthodes d'adressage classiques de l'art antérieur, qu'il s'agisse de méthodes où toutes les lignes du panneau sont adressées avant la première impulsion de maintien (méthodes dites « ADS » ou « ADM »), ou d'autres méthodes d'adressage bien connues de l'homme du métier.
- de préférence, la distance séparant l'électrode de la première dalle et l'électrode de la deuxième dalle entre lesquelles on applique les impulsions de maintien est inférieure à 250 μm ; en outre, la distance séparant les électrodes d'une même paire au niveau des croisements est alors de préférence supérieure ou égale à 250 μm ; de préférence, la fréquence de trains d'impulsions de stabilisation de la décharge est inférieure à 150 MHz, voire même inférieure ou égale à 60 MHz.
- l'application dudit train d'impulsions est réalisée après chacune des impulsions de maintien de ladite série, ou, au contraire, est maintenue en continu pendant le déroulement de ladite série d'impulsions de maintien ; cette dernière disposition permet avantageusement de stabiliser le maximum d'ions générés par les décharges de maintien, ce qui permet d'augmenter encore le rendement lumineux du panneau ; elle permet également de limiter les pertes électriques par commutation du circuit de puissance de haute fréquence.
L'invention a également pour objet un panneau de visualisation à plasma de type coplanaire destiné à appliquer le procédé de pilotage selon l'invention, comprenant :
- une première dalle dotée au moins d'un premier réseau d'électrodes,
- une deuxième dalle, parallèle à la première, dotée au moins d'un second réseau de paires d'électrodes dont la direction générale est approximativement orthogonale à celle des électrodes du premier réseau, les électrodes de chaque paire ménageant entre elles des zones de décharge positionnées aux croisements des électrodes du premier réseau et des paires d'électrodes du second réseau, caractérisé en ce que, au niveau de chaque zone de décharge, la distance séparant les électrodes d'une paire est supérieure à la distance séparant l'électrode de la première dalle croisant ladite zone et l'une quelconque des électrodes de ladite paire (X, Y).
C'est entre l'une de ces électrodes de la paire et cette électrode de la première dalle qu'on applique les impulsions de tension de maintien du procédé selon l'invention.
L'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- la distance entre le premier réseau d'électrodes et le deuxième réseau de paires d'électrodes est inférieure à 250 μm et la distance séparant les électrodes d'une même paire au niveau des croisements est supérieure ou égale à 250 μm ;
- le deuxième réseau de paires d'électrodes est recouvert d'une couche diélectrique, elle-même généralement recouverte d'une couche de protection ; - ladite première dalle est recouverte d'une couche mince de protection et d'émission d'électrons secondaires et dotée de couches de luminophores positionnées pour absorber le rayonnement ultraviolet provenant des décharges et pour émettre un rayonnement visible au travers de la dalle orientée vers l'avant dudit panneau et ces couches présentent des épargnes au niveau des zones de croisement des électrodes de manière à découvrir au niveau de cette épargne la surface de ladite couche mince sous-jacente de protection.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux figures annexées sur lesquelles :
- les figures 1 et 2 représentent schématiquement un mode de réalisation d'un ensemble de trois zones adjacentes de décharge d'un panneau coplanaire de visualisation qui peut être avantageusement utilisé pour la mise en œuvre de l'invention, la figure 1 en vue de dessus, la figure 2 en coupe transversale, - la figure 3 représente une vue en coupe longitudinale d'une zone de décharge de l'ensemble représenté aux figures 1 et 2, illustrant l'étalement des décharges (flèches) selon un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 4 représente, selon un mode de réalisation de l'invention, un chronogramme des tensions appliquées aux différentes électrodes du panneau représenté aux figures 1 , 2 et 3.
Selon un mode de réalisation préférentiel, en référence aux figures 1 et 2, le panneau coplanaire utilisé pour la mise en œuvre de l'invention comprend :
- une dalle arrière (non représentée) dotée d'un réseau d'électrodes A, revêtu d'une couche diélectrique 1 , dotée d'un réseau de barrières 21 , 22 ;
- une dalle avant (non représentée) dotée d'un réseau de paires d'électrodes X, Y, revêtu d'une couche diélectrique 3 ; La direction générale des électrodes X, Y de la dalle avant est orthogonale à celle des électrodes A de la dalle arrière.
Les couches diélectriques 1 , 3 sont elles-mêmes revêtues d'une très fine couche de protection et d'émission électronique secondaire, ici à base de MgO (non représentée).
Le réseau de barrières est formé ici de parois 21 s'étendant parallèlement aux électrodes A de la dalle arrière et de parois 22 s'étendant parallèlement aux électrodes X, Y de la dalle avant, de manière à délimiter des zones de décharges 4R, 4G, 4B aux croisements des électrodes A d'une part, et des électrodes appariées X et Y d'autre part.
Les sommets des barneres de la dalle arrière supportent la dalle avant. Les parois des barrières et la couche diélectrique 1 de la dalle arrière sont recouvertes de couches de luminophores 5R, 5G, 5B, susceptibles d'émettre respectivement dans le rouge, le vert et le bleu, sous l'excitation de rayonnements ultraviolets provenant de décharges localisées respectivement dans les zones 4R, 4G, 4B ; l'ensemble de trois zones adjacentes de décharge représenté aux figures 1 et 2 correspond donc à un élément d'image ou pixel du panneau de visualisation d'images pour la mise en œuvre de l'invention.
Les électrodes A de la dalle arrière comprennent un bus conducteur 61 s'étendant sous les barrières sur toute la hauteur du panneau, qui est doté, au niveau de chaque zone de décharge, d'une dérivation 62 en saillie; chaque dérivation 62 d'une zone donnée 4R, 4G ou 4B est placée au regard de l'électrode X de la paire X, Y qui croise ladite zone, et s'étend vers le milieu de cette zone ; en regard de l'extrémité libre de chaque dérivation 62 de l'électrode X, la couche diélectrique 1 est dépourvue de luminophores, de manière à former une épargne 7 dans les couches de luminophores 5R, 5G, 5B, à découvrir au niveau de cette épargne la surface à base de magnésie (MgO) de la couche mince de protection et d'émission électronique secondaire, et à rendre ainsi accessible à la décharge la magnésie de cette couche pour qu'elle puisse jouer le rôle d'émission électronique secondaire favorable à une diminution de la tension d'amorçage ; à l'endroit de ces épargnes 7, la surface de la couche de protection à base de MgO est donc directement au contact des zones de décharge 4R, 4G, 4B ; enfin, le panneau comporte une électrode A par colonne d'éléments d'image.
Les électrodes appariées X, Y s'étendent sur toute la largeur du panneau ; le panneau comporte une paire X,Y par ligne d'éléments d'image ; selon une variante de réalisation, une électrode X peut être commune à deux lignes adjacentes d'éléments d'images, comme décrit dans le document US 5162701
(NEC).
Enfin, selon une caractéristique importante de l'invention, la distance entre les paires d'électrodes X, Y au niveau de chaque élément d'image est supérieure à la distance entre le réseau d'électrodes A de la dalle arrière et celui de paires d'électrodes X, Y de la dalle avant, c'est à dire supérieure à la somme de la distance entre les dalles et de l'épaisseur des couches appliquées sur ces réseaux ; des précisions sont données plus loin.
Pour la réalisation du panneau coplanaire qui vient d'être décrit, on utilise des méthodes classiques et connues qui ne seront pas décrites ici.
Pour mettre en œuvre ce panneau coplanaire conformément à l'invention, on connecte les électrodes à un système d'alimentation en tension des électrodes colonnes A du premier réseau et des électrodes appariées X, Y du second réseau ; un système d'alimentation de ce type est connu en lui-même et ne sera pas décrit ici ; d'une manière classique, à l'aide de ce système, on visualise des images sur le panneau, en balayant ce panneau ligne par ligne, ou groupe de lignes par groupe de lignes ; d'une manière classique, chaque balayage est lui-même subdivisé en plusieurs sous-balayages, qui permettent d'obtenir le nombre souhaité de niveaux de gris; en se référant aux figures 3 et 4, chaque sous-balayage comprend au moins les étapes suivantes :
- d'abord, au niveau de chaque zone de décharge à activer de la ligne, application d'une impulsion de tension d'adressage entre l'électrode X de la ligne concernée et l'électrode A croisant cette zone, de manière à produire une décharge d'adressage DA (non représentée) dans cette zone ; cette impulsion de tension est obtenue en appliquant simultanément les signaux SAA et SAX respectivement aux électrodes A et X ; - ensuite et selon l'invention, toujours au niveau de cette zone, application de séries d'impulsions de tension de maintien entre la même électrode X de la ligne concernée et la même électrode A croisant cette zone, de manière à produire des décharges DH de maintien (représentée Fig.3) dans cette zone ; ces impulsions de tension sont obtenues en appliquant alternativement les signaux positifs SHX et SHA respectivement aux électrodes A et X ; dans cette configuration, les électrodes A et X servent alternativement de cathode et d'anode, et le maintien est dit « bipolaire » ; d'autres configurations de maintien connues de l'art antérieur sont envisageables, comme le maintien « positif » tel que décrit dans le document EP 855692 (NEC), ou le maintien « négatif » ;
- enfin, parallèlement aux impulsions de maintien, application, entre l'électrode X et l'électrode appariée Y de la ligne concernée, d'au moins un train d'impulsions à une fréquence suffisamment élevée pour obtenir le transfert de la décharge de maintien entre ces électrodes et pour former une décharge stabilisée Ds; ce train d'impulsions est obtenu ici en appliquant un signal radiofréquence TSY à l'électrode Y ; comme dans le document JP 10-171399, l'intervalle de temps qui s'écoule entre l'application d'une impulsion de maintien, SHX OU SHA, et le début de l'application du train d'impulsions TSY, doit être inférieur au délai nécessaire à l'inversion des charges électriques résultant de cette décharge de maintien ; de préférence, contrairement au procédé décrit dans le document JP 10-171399 où les trains d'impulsions haute fréquence sont interrompus avant chaque impulsion de maintien, on applique ici le train d'impulsions haute fréquence sans interruption, jusqu'à la fin de la période de maintien relative au sous-balayage concerné ; cette disposition permet de stabiliser le maximum d'ions générés par les décharges de maintien, d'améliorer encore le rendement lumineux du panneau, et d'améliorer aussi le rendement électrique car on limite ainsi le nombre de commutations haute- fréquence consommatrices d'énergie.
Le mode de réalisation de l'invention qui vient d'être décrit aboutit à succession des décharges DA, puis les séries DH, DS , comme représenté sur le dernier chronogramme de la figure 4 ; on voit donc que les décharges de maintien DA servent à allumer ou à renforcer les décharges stabilisées Ds. Parce que les épargnes 7 libèrent une surface de couche de protection à base de MgO directement au contact des zones de décharge, la tension de maintien nécessaire à l'obtention d'une décharge conserve une valeur classique ; en outre, la présence de ces épargnes permet de limiter l'endommagement des couches de luminophores.
Grâce à l'utilisation d'impulsions de haute fréquence et à la stabilisation des décharges qui en résulte, on obtient une amélioration très sensible du rendement lumineux du panneau.
Comme, selon l'invention, les décharges de maintien DH et les décharges stabilisées Ds ne s'étendent pas entre les mêmes électrodes (X et A pour les premières, X et Y pour les secondes), on peut choisir indépendamment :
- une distance suffisamment faible entre les électrodes X et A ; pour pouvoir utiliser des valeurs classiques de tension de maintien compatibles avec les composants électroniques usuels des panneaux à plasma, cette distance est généralement comprise entre 180 et 230 μm ; des valeurs plus faibles peuvent être envisagées ;
- une distance suffisamment élevée entre les électrodes X et Y pour pouvoir utiliser des fréquences plus basses pour stabiliser les décharges ; cette distance est de préférence supérieure ou égale à 250 μm ; une distance comprise entre 500 μm et 1000 μm est également envisageable pour abaisser encore les fréquences de stabilisation des décharges ; une valeur élevée du « gap » entre les électrodes coplanaires permet avantageusement d'éviter l'utilisation de matériaux conducteurs transparents pour ces électrodes, car un tel gap offre une ouverture optique suffisante au travers de la dalle avant ; on aboutit ainsi à des électrodes coplanaires étroites et opaques, donc économiques, telles que représentées à la figure 1.
Avec un gap compris entre 500 μm et 1000 μm entre les électrodes coplanaires X et Y, en utilisant un gaz de décharge de composition et de pression classique, on parvient généralement à stabiliser les décharges en deçà de 100 MHz, notamment entre 60 MHz et 30 MHz.
De préférence, la fréquence des impulsions de maintien SHX, SHA est généralement comprise entre 1 kHz et 50 kHz. Ainsi, grâce à l'invention, il est possible d'utiliser des panneaux coplanaires pour l'obtention de décharges plasma stabilisées tout en utilisant des tensions de maintien classiques et des fréquences de stabilisation relativement basses moyennant des adaptations simples et bon marché, comme l'élargissement du gap entre les électrodes coplanaires.
D'autres types de panneau coplanaires que ceux qui ont été décrits peuvent être utilisés pour mettre en œuvre l'invention, comme des panneaux comprenant un plus grand nombre de réseaux d'électrodes, des panneaux où les électrodes de lignes sont communes à deux lignes adjacentes de zones de décharges, des panneaux où les zones de décharge sont disposées en quinconce comme dans le document US 5825128 (FUJI), des panneaux où les paires d'électrodes coplanaires sont situés sur la face arrière comme décrit dans le document EP 945890 (THOMSON).
D'autres modes d'adressage que celui qui a été décrit peuvent être utilisés pour mettre en œuvre l'invention, notamment ceux qui prévoient une étape préalable d'activation (ou « priming » en langue anglaise) et/ou d'effacement.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Procédé de pilotage d'un panneau de visualisation à plasma de type coplanaire comprenant : - une première dalle dotée au moins d'un premier réseau d'électrodes (A), - une deuxième dalle, parallèle à la première, dotée au moins d'un second réseau de paires d'électrodes (X, Y) dont la direction générale est approximativement orthogonale à celle des électrodes (A) du premier réseau, les électrodes de chaque paire (X, Y) ménageant entre elles des zones de décharge (4R, 4G, 4B) positionnées aux croisements des électrodes (A) du premier réseau et des paires d'électrodes (X, Y) du second réseau, ledit procédé comprenant :
- l'application d'au moins une série d'impulsions de tension de maintien de manière à générer des décharges de maintien (DH) dans chacune des zones de croisement (4R, 4G, 4B) dans lesquelles on souhaite maintenir une décharge, et
- après au moins une desdites impulsions générant une décharge de maintien, l'application, entre les deux électrodes d'une paire croisant ladite zone, d'un train d'impulsions (TSY) à une fréquence suffisamment élevée pour obtenir la stabilisation de ladite décharge, caractérisé en ce que :
- les dites impulsions de tension de maintien (SHA, SHX) sont appliquées entre l'une des électrodes (X) de ladite paire et l'électrode (A) de la première dalle croisant ladite zone,
- au niveau de chaque zone de décharge du panneau, la distance séparant les électrodes d'une paire (X, Y) est supérieure à la distance séparant l'électrode (A) de la première dalle croisant ladite zone et l'électrode (X) de ladite paire entre lesquelles on applique les dites impulsions de tension de maintien (SHA, SHX).
2.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le deuxième réseau d'électrodes (X, Y) est recouvert d'une couche diélectrique (3).
3.- Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que, ladite première dalle étant recouverte d'une couche mince de protection et d'émission d'électrons secondaires et dotée de couches de luminophores (5R, 5G, 5B) positionnées pour absorber le rayonnement ultraviolet provenant des décharges et pour émettre un rayonnement visible au travers de la dalle orientée vers l'avant dudit panneau, ces couches (5R, 5G, 5B) présentent une épargne (7) au niveau de chaque zone de croisement des électrodes (4R, 4G, 4B) de manière à découvrir au niveau de cette épargne (7) la surface de ladite couche mince sous-jacente de protection.
4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend également, avant l'application de séries d'impulsions de tension de maintien, l'application d'une impulsion de tension d'adressage (SAA, SAX) entre l'une des électrodes (X) de ladite paire et ladite électrode (A) de la première dalle de manière à produire une décharge d'adressage (DA) dans ladite zone.
5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que :
- la distance séparant l'électrode (A) de la première dalle et l'électrode (X) de la deuxième dalle entre lesquelles on applique les impulsions de maintien est inférieure à 250 μm.
- la distance séparant les électrodes (X, Y) d'une même paire au niveau desdits croisements (4R, 4G, 4B) est supérieure ou égale à 250 μm.
6.- Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que ladite fréquence de trains d'impulsions de stabilisation de la décharge (TSY) est inférieure à 150 MHz.
7.- Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que ladite fréquence de trains d'impulsions de stabilisation de la décharge (TSY) est inférieure ou égale à 60 MHz.
8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'application dudit train d'impulsions (TSγ) est réalisée après chacune des impulsions de maintien (SHX, SHA) de ladite série.
9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'application dudit train d'impulsions (TSY) est maintenu en continu pendant le déroulement de ladite série d'impulsions de maintien.
10.- Panneau de visualisation à plasma de type coplanaire susceptible d'être utilisé pour mettre en oeuvre le procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant :
- une première dalle dotée au moins d'un premier réseau d'électrodes (A),
- une deuxième dalle, parallèle à la première, dotée au moins d'un second réseau de paires d'électrodes (X, Y) dont la direction générale est approximativement orthogonale à celle des électrodes (A) du premier réseau, les électrodes de chaque paire (X, Y) ménageant entre elles des zones de décharge (4R, 4G, 4B) positionnées aux croisements des électrodes (A) du premier réseau et des paires d'électrodes (X, Y) du second réseau, caractérisé en ce que, au niveau de chaque zone de décharge, la distance séparant les électrodes d'une paire (X, Y) est supérieure à la distance séparant l'électrode (A) de la première dalle croisant ladite zone et l'une quelconque des électrodes de ladite paire (X, Y).
11.- Panneau selon la revendication 10 caractérisé en ce que la distance entre ledit premier réseau d'électrodes (A) et ledit deuxième réseau de paires d'électrodes (X, Y) est inférieur à 250 μm et en ce que la distance séparant les électrodes (X, Y) d'une même paire au niveau desdits croisements (4R, 4G, 4B) est supérieure ou égale à 250 μm.
12.- Panneau selon la revendication 11 caractérisé en ce que le deuxième réseau d'électrodes (X, Y) est recouvert d'une couche diélectrique (3).
13.- Panneau selon la revendication 12 caractérisé en ce que, ladite première dalle étant recouverte d'une couche mince de protection et d'émission d'électrons secondaires et dotée de couches de luminophores (5R, 5G, 5B) positionnées pour absorber le rayonnement ultraviolet provenant des décharges et pour émettre un rayonnement visible au travers de la dalle orientée vers l'avant dudit panneau, ces couches (5R, 5G, 5B) présentent une épargne (7) au niveau de chaque zone de croisement des électrodes (4R, 4G, 4B) de manière à découvrir au niveau de cette épargne (7) la surface de ladite couche mince sous-jacente de protection.
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