Brevet FR2026508A1 — publié le 19700918

La présente invention se rapporte à des dispositifs d'affichage et plus particulièrement à des dispositifs d'affichage de panneaux à gaz. Des types plus anciens de dispositifs d'affichage à plasma étaient constitués d'épaisses plaques de verre sur lesquelles étaient gravées des configurations d'électrodes placées en sandwich avec une entretoise d'isolement électrique sur chaque côté d'une enveloppe remplie de gaz. Cependant, lorsque la dimension de la surface d'affichage de ces dispositifs approche de 0,185 cm2 ou les dépasse, le dépôt de conducteurs électriques de surface importante par la technique d'évaporation perd de son uniformité, l'exposition de configurations importantes de photo-résist devient difficile et la technique de scellement jusqu'ici utilisée pour-l'isolément électrique n'est pas appropriée. De plus, la chute d'impédance électrique varie avec la longueur d'une ligne électrique du type à bande mince et semi-transparente, et ceci provoque une variation importante du niveau de tension du circuit de commande pour des panneaux relativement longs. Une caractéristique de la présente invention consiste par exemple à éliminer ces problèmes en créant une noyvelle structure de panneau et une méthode qui ne dépendent pas de la technique d'évaporation ou de celle des photo-résists qui permettent le scellement adéquat d'un panneau d'affichage possédant une surface supérieure à 76 mm x 76 mm qui est la surface de vision fournie par un tube à rayons cathodiques. Une caractéristique de cette invention consiste en un panneau d'affichage à gaz amélioré de construction simple et par conséquent de fabrication et d'entretien relativement peu coûteux. Les autres objets de la présente invention sont : - La réalisation d'un dispositif d'affichage à gaz qui fournit un degré de souplesse élevé. - La réalisation d'une méthode nouvelle pour la fabrication d'un panneau à affichage à gaz selon cette invention. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, un micrp-panneau est placé entre un premier ensemble de fils disposés en grille et un second ensemble de fils disposés en grille, l'un des ensembles étant orienté ortho-gonalement par rapport à l'autre. Le micro-panneau se compose d'une enveloppe remplie d'un gaz qui peut s'illuminer sous une pression inférieure è la pression atmosphérique et d'une entretoise dont la forme est de préférence un treillis non métallique qui est enfermé dans une enveloppe scellée pour séparer les côtés de l'enveloppe uniformément l'un de l'autre. L'enveloppe est constituée de préférence de feuilles de "micro-glass" placées sur l'un ou l'autre côté de l'entretoise ou treillis non métallique, et les bords sont scellés selon un procédé à haute température, un époxyde étant utilisé, si on le désire. L'enveloppe est alors mise sous vide et remplie avec un gaz qui 69 38588 2 2026508 peut s'illuminer et dont la pression est inférieure à la pression atmosphérique. Le grillage de fils est fait d'un matériau électriquement conducteur transparent ou opaque, et des couvercles, disposés sur ces fils placés en grille pour les comprimer contre l'enveloppe, sont de même faits d'un maté-5 riau isolant transparent ou opaque. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention rassortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés à ce texte et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif une forme de réalisation conforme 'à l'invention. 10 Sur ces dessins : La figure 1 représente un panneau d'affichage complet. La figure 2 représente l'appareil d'affichage de la figure 1 avec les plaques de couverture et le bâti extérieur enlevés. La figure 3 représente une vue en perspective partiellement en coupe 15 d'une partie éclatée de l'appareil de la figure 1. La figure 4 représente une vue éclatée en perspective montrant une partie en section de l'appareil de la figure 2 et La figure 5 représente une vue en coupe prise selon là ligne 5-5 de la figure 4 où les plaques de couvertures extérieures sont partiellement éclatées 20 et montrées en position. Un dispositif d'affichage complet correspondant à cette invention est représenté sur la figure 1. Il comporte un bâti extérieur 9 qui contient un panneau d'affichage 10. Les nombres, les lettres, les caractères et d'autres symboles peuvent être affichés sélectivement. Les caractères sont lumineux 25 et sont disposés sur un fond sombre. Les caractères peuvent être affichés dans une partie quelconque du panneau d'affichage et l'on peut les faire varier en dimension à volonté. Par exemple, un affichage comportant les chiffres 1,2,3 peut apparaitre en petits caractères tels qu'ils sont indiqués sur le coin gauche supérieur du panneau d'affichage 10, ou en dimensions plus 30 grandes comme le montre la moitié droite du panneau 10. En se référant à la figure 2, on voit que le panneau d'affichage 10 comporte un châssis 11 à l'intérieur duquel est supporté un microrpanneau 12 entre deux ensentiles de conducteurs électriques 13 et 14. Une entretoise ou treillis non métallique 15 est enfermé dans le micro-panneau 12. Les conduc-35 teurs électriques 13 sont disposés symétriquement sur toute la longueur du.. châssis 11 pour former une grille ou un réseau de conducteurs parallèles. Ils sont câblés sur toute la surface inférieure du micro-panneau 12. L'on a représenté seulement une partie des conducteurs électriques 13 pour simplifier. Les conducteurs électriques 14 sont disposés symétriquement en travers 40 de la largeur du châssis 11 pour former uns grille ou un réseau de conducteurs 69 38588 3 2026503 parallèles. Ils sont câblés sur toute la surface supérieure du micro-panneau 12. Pareillement, une seule partie des conducteurs électriques 14 est représentée pour simplifier. Le réseau de conducteurs parallèles 13 est disposée orthogonalement par rapport au réseau de conducteurs 14. 5 Le micro-panneau 12 est rempli avec un gaz luminescent qui peut être excité par l'application d'une différence de potentiel électrique suffisante. Ce gaz peut 6tre un gaz inerte comme le néon, l'argon ou d'autres gaz de ce genre. Ce peut 6tre un mélange de ces gaz ou un mélange de ces gaz avec d'autres gaz. Une combinaison appropriée est par exemple, un gaz qui comporte 10 90°/o de néon et 10% d'azote. La pression de ces gaz à l'intérieur du micro-panneau 12 est inférieure à la pression atmosphérique pour des raisons que l'on exposera par la suite et la pression peut être de 200 mm de mercure par exemple. Les deux ensembles de conducteurs électriques 13 et 14 de la figure 2 15 peuvent être désignés comme les lignes X et Y. Les lignes de commande X et Y se croisent en de nombreux points et ces points de croisement déterminent des intersections de coordonnées. Le gaz dans le micro-panneau 12 entre les points de croisement peut être défini comme une cellule de gaz. Lorsqu'une ligne X et une ligne Y données sont excitées avec une différence de potentiel 20 suffisante pour dépasser le potentiel d'excitation du gaz inclus, le gaz de la région de l'intersection des coordonnées et lui seul devient luminescent. Une fois excité, le gaz à un point d'intersection de coordonnées peut être maintenu dans son état luminescent par un potentiel de maintien. Le potentiel d'excitation est relativement plus élevé que le potentiel de maintien. Chaque 25 fois qu'un dispositif d'affichage doit être maintenu dans son état luminescent, on peut appliquer un potentiel de maintien aux lignes X et Y pendant la période pendant laquelle l'affichage doit être maintenu. Le panneau à gaz 10 de la figure 1 comporte une plaque de couverture transparente 20, qui, comme on le voit mieux sur la figure 3, est disposée sur 30 la face frontale du micro-panneau 12. Une plaque de couverture transparente 21 est disposée sur la face arrière du micro-panneau 12. Les plaques de couverture transparentes 20 et 21 sont faites d'un matériau isolant comme le verre ou le plastique. La plaque de couverture 20 comprime l'ensemble des conducteurs électriques 14 contre la fac8 frontale du micro-panneau 12, et la pla-35 que de couverture 21 comprime l'ensemble des conducteurs électriques 13 contre la face arrière du micro-panneau 12. De plus, les plaques d8 couverture 20 et 21 confèrent une rigidité de structure à l'ensemble du panneau à gaz, et comme elles sont faites d'un matériau isolant électrique elles protègent le personnel des contacts avec les conducteurs 13 et 14. Les plaques de 4Q couverture 20 et 21 sont fixées sur l'ensemble du panneau d'affichage par un 69 38588 4 2026508 châssis 9, comme le montre plus clairement la figure 3. Cependant, les plaqqes de couvertures 20 et 21 peuvent être fixées sur l'ensemble du panneau d'affichage au moyen d'autres techniques, comme un collage par exemple. 11 faut se reporter maintenant à la figure 4 qui représente une vue en 5 perspective d'une section partielle qui est éclatée pour montrer le rapport qui existe entre les grilles ou ensembles des conducteurs électriques 13 et 14 et le micro-panneau 12. L'ensemble des conducteurs électriques 13 est représenté sur la figure 4 placé sur le côté supérieur du micro-panneau 12 et l'ensemble des conducteurs électriques 14 sst représenté placé sur le côté 10 inférieur du micro-panneau 12. Les deux ensembles de conducteurs électriques sont comprimés contre le micro-panneau 12 par les plaques de couverture en verre 20 et 21 comme le montrent les figures 3 et 5. Comme on le voit sur la figure 4 une entretoise 25 maintient un espacement approprié et de ce fait un alignement des conducteurs électriques 13 15 en parallèle, et une entretoise semblable 26 maintient l'espacement et l'alignement appropriés des conducteurs électriques 14 en parallèle. On peut utiliser des entretoises supplémentaires sur chaque côté du micro-panneau 12 comme cela peut être nécessaire pour maintenir un espacement et un alignement appropriés des conducteurs électriques et en assurer le parallélisme. 20 II faut se reporter maintenant à la figure 5 qui représente une vue en coupe prise selon la ligne 5-5 sur la figure 4 où les plaques de couverture 20 et 21 sont partiellement éclatées et représentées en position. Le micropanneau 12 est un sous-assemblage qui comporte (1) une enveloppe étanche 30 qui est mise sous vide et remplie avec un gaz approprié sous une pression 25 inférieure à la pression atmosphérique, et (2) un treillis non métallique enfermé dans l'enveloppe 30i L'enveloppe 30 est faite d'un matériau d'isolement électrique qui est transparent et peut être étanche au gaz. Il est fait de préférence de micro-glass mais il peut aussi être fait d'un matériau plastique. Le "micro-glass" est un matériau souple, très mince fait de verre. 30 Le treillis non métallique 15 placé à l'intérieur de l'enveloppe 30 peut être fait d'un matériau plastique par exemple. Le nouveau panneau d'affichage à plasma créé selon les principes de cette invention est de construction relativement simple et par conséquent est de fabrication et d'entretien relativement peu coûteux. Le panneau d'affichage 35 fournit un degré élevé de souplesse pour les affichages. Par exemple, un affichage peut être appliqué sur une partie quelconque de la face du panneau d'affichage 10 et les dimensions de l'affichage peuvent être augmentées ou diminuées à volonté. De plus, le nombre d'intersections de coordonnées des lignes 13 et 14 par centimètre en travers de la largeur et de la longueur 40 du panneau d'affichage 10 peut être rendu suffisamment grand pour fournir 69 38588 5 2026508 tout degré de résolution voulu. Plus particulièrement, les caractères sont engendrés par l'allumage de plusieurs cellules à gaz disposées de façon compacte, chaque cellule étant petite et placée à petite distance des cellules adjacentes se présente sous un aspect continu etnon sous l'aspect d'une ligne 5 brisée comme dans de nombreux types anciens de dispositifs d'affichage à plasma. Le dégré élevé de résolution obtenu grâce à la réalisation d'un nombre élevé de cellules à gaz par centimètre carré permet d'obtenir des caractères aussi minces ou aussi larges qu'on le souhaite. Une autre caractéristique de la présente invention consiste en un nouveau 10 procédé pour fabriquer dés panneaux à gaz de grande surface. Les types anciens de dispositifs d'affichage à plasma étaient construits avec des plaques de verre épaisses sur lesquelles étaient gravées des configurations d'électrodes assemblées en sandwich avec un isolant électrique espacé sur chaque c&té d'une enveloppe remplie de gaz. Cependant, lorsque ces dispositifs d'af- 2 15 fichage ont une surface d'affichage d'environ 0,185 m ou plus, le dépôt de conducteurs électriques de grande surface par la technique de l'évapora-tion perd de son uniformité, l'exposition de configuration photo-résistante de grandes dimensions devient difficile, et la technique d'étanchéïté utilisée jusqu'ici pour la séparation des isolateurs électriques uniformes n'est pas 20 appropriée. De plus, la chute d'impédance électrique varie le long d'une ligne électrique mince du type à bande semi-transparente, et ceci provoque une importante variation du niveau de tension du circuit de commande nécessaire sur un panneau relativement long. Une caractéristique de la présente invention consiste donc à éliminer ces problèmes en réalisant la construction 25 d'un nouveau panneau et en utilisant une méthode qui ne dépend pas des techniques d'évaporation ou de photo-résists, et on a prévu un système pour sceller de façon adéquate un panneau d'affichage dont la surface est supérieure aux limites de 76 cm par 76 cm de la surface d'affichage fournie par un tube à rayons cathodiques. 3Q La nouvelle méthode de construction, va maintenant être décrite. Le châssis 11 de la figure 2 peut être câblé avec des fils électriques en se servant des machines utilisées pour câbler les châssis d'une mémoire à noyaux magnétiques. Quand on utilise cet équipement, on n'utilise pas de noyaux magnétiques, et aucun enroulement de lecture n'est compris. Quand on utilise 35 cet équipement pour câbler le châssis 11 de la figure 2, les conducteurs électriques 13 et 14 sont tendus suffisamment pour ne pas s'emmêler, mais ils sont assez lâches pour permettre d'introduire entre eux le panneau 12 en "microglass" scellé au cours d'un stade de montage ultérieur. Les machines à câbler actuelles sont capables de tendre des fils espacés de 0,9 mm envi-40 ron sur des châssis dont les dimensions sont de 0,60 m sur 1,21 m environ. 69 38588 6 2026508 L'espace entre les fils peut être ramené à 0,63 mm ou moins si on le désire. Le fil utilisé est de préférence un fil rond en cuivre d'un diamètre de 0,038 mm environ. Vient maintenant la description de la construction du micro-panneau 12. L'enveloppe 12 est faite de préférence de deux feuilles de "micro-glass" 5 ayant une épaisseur uniforme. Cette épaisseur peut être comprise entre 0,15 mm et 0,43 mm par exemple. Les deux feuilles de "micro-glass" sont placées sur l'un et l'autre côté de l'entretoise ou treillis non métallique 15, et les bords des micro-feuilles- sont scellés selon un procédé à température élevée. Si on le souhaite, on peut utiliser un époxyde pour sceller les bords. L'en-10 veloppe est alors vidée, remplie avec un gaz dont la pression est inférieure à la pression atmosphérique, et l'enveloppe 12 est alors scellée en son extrémité. Le gaz peut être un mélange se composant de 90% de néon et 10% d'azote sous une pression de 200 mm de mercure. La dimension du treillis non métallique est suffisante pour empêcher les deux micro-feuilles d'imploser 15 pendant l'opération de vidage et de remplissage avec un gaz dont la pression est inférieure à la pression atmosphérique. Le treillis non métallique 15 à aussi pour fonction d'empêcher les côtés face et arrière de l'enveloppe 30 de s'affaisser en un ou plusieurs endroits du fait de la pression atmosphérique qui est plus forte que la pression interne du gaz. On fait remarquer que 20 si les deux côtés de l'enveloppe 12 devaient s'affaiser et entrer en contact l'un avec l'autre dans une zône donnée, le panneau à gaz ne pourrait pas être illuminé dans ces zones, du fait de l'absence du mélange gazeux, ce qui rendrait ledit panneau à gaz inutilisable comme dispositif d'affichage. Ceci est empêché par la présence de l'entretoise ou treillis non métallique 15. 25 De plus, le treillis non métallique a une épaisseur uniforme et en réponse à la pression atmosphérique et à toute pression provenant des plaques de couverture 20, 21, les faces avant et arrière de l'enveloppe 12 sont comprimées à la fois contre les surfaces avant et arrière du treillis non métallique 15. Ce treillis non métallique sert donc d'entretoise pour maintenir les 30 faces avant et arrière de l'enveloppe à gaz 12 à une distance fixe. Il est essentiel de maintenir une épaisseur uniforme dans toutes les régions de l'enveloppe à gaz 12 parce que ceci assure que l'importance du potentiel d'excitation est uniforme pour chaque cellule dans toutes les régions de l'enveloppe à gaz 12. L'épaisseur du treillis 15 est de préférence de l'ordre 35 de 0,18 à 0,23 mm. Le sous-ensemble comportant l'enveloppe à gaz 12, le gaz qu'elle contient, et le treillis non métallique qui y est enfermé s'appelle le micro-panneau 12, comme on l'a déjà exposé. Le stade suivant de la méthode nouvelle selon cette invention consiste 40 à introduire le micro-panneau 12 entre les deux ensembles de câbles en grilles 69 38588 7 2026508 13 et 14. Comme on l'a exposé ci-dessus, les fils câblés sur le châssis 11 sont suffisamment tendus pour ne pas s'emmêler et sont suffisamment lâches pour permettre l'introduction du micro-panneau 12 entre eux. Le micro-panneau 12 de la figure 5 a une épaisseur qui est de l'ordre de 0,25 mm environ depuis le 5 côté du sommet de la surface supérieure jusqu'au côté inférieur de la surface du bas. L'écartement entre les conducteurs électriques est de l'ordre de 0,63 à 0,88 mm environ. De ce fait, le micro-panneau 12 peut être introduit entre un couple de conducteurs 14 sur le côté gauche du châssis 11 de la figure 2, et le micro-panneau 12 peut être poussé tout au long vers la droite entre les 10 deux ensembles de conducteurs 13 et 14 jusqu'à ce qu'il soit complètement introduit. D'un autre côté, le-micro-panneau 12 peut être introduit depuis le fond entre deux des conducteurs 13 près du sommet du châssis 11 de la figure 2. Il est alors poussé lentement vers le bas entre les conducteurs 13 et 14 vers le fond du châssis 11 de la figure 2 jusqu'à ce qu'il soit complè-15 tement introduit. Dans les deux cas, le micro-panneau 12 doit être convenablement orienté pour son insertion. Il est introduit dans le sens de la longueur lorsqu'on l'introduit à partir de la gauche du châssis 11 de la figure 2 ou bien il est introduit latéralement lorsqu'on le fait passer par le sommet du châssis 11 de la figure 2. 20 Le stade suivant consiste à placer les entretoises 25 et 26 sur les ensem bles respectifs des conducteurs 13, 14, comme le montre la figure 4. On peut utiliser autant d'entretoises de ce genre que cela est nécessaire pour maintenir un écartement et un alignement appropriés des conducteurs électriques. Alors les plaques de protection transparentes 20 et 21 sont montées contre 25 les faces respectives avant et arrière du micro-panneau 12 comprimant les ensembles respectifs de conducteurs électriques 13 et 14 contre le micropanneau, comme le montre la figure 3. Les plaques de couverture 20 et 21 peuvent être fixées sur l'ensemble selon une technique appropriée à l'intérieur d'un châssis 9, comme le montrent les figures 1 et 3. D'un autre côté 30 les plaques de couverture peuvent être fixées sur le châssis intérieur 11 au moyen d'une colle. On a ainsi créé un nouveau procédé pour construire un dispositif d'affichage à plasma selon cette invention. Il est bien évident que l'on peut faire varier la séquence de certains de ces étapes sans s'écarter du procédé 35 nouveau. On peut utiliser la production de série dans tout ou partie de chacune de ces étapes de la méthode bien que le micro-panneau 12 puisse devoir être introduit à la main dans le châssis 11. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra lui apporter toute 40 variante sans sortir de son cadre. 69 38588 8 2026508 REVENDICATIONS 1. Panneau d'affichage à plasma caractérisé en ce qu'il comprend : un châssis, un premier ensemble de conducteurs électriques transparents ou opaques disposés parallèlement sur ledit châssis, un second ensemble de conducteurs électriques transparents ou opaques également disposés parallèlement sur ledit 5 châssis mais déplacés par rapport au premier ensemble et orientés perpendiculairement au premier ensemble, un micro-panneau disposé entre les dits premier et second ensembles de conducteurs parallèles, ledit micro-panneau comprenant une enveloppe Bcellée remplie avec un gaz luminescent à une pression inférieure à la pression atmosphérique et un treillis non métallique 10 compris dans ladite enveloppe pour l'empêcher d'imploser. 2. Panneau d'affichage selon la revendication 1 comprenant en outre des plaques transparentes montées près des faces avant et arrière du micro-panneau, les dites plaques étant faites en un matériau électriquement isolant. 15 3. Panneau d'affichage selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite enveloppe scellée est faite avec un matériau isolant électrique transparent et flexible. 4. Panneau d'affichage selon la revendication 3 caractérisé en ce que les dits conducteurs sont des fils électriques cylindriques. 20 5. Procédé de fabrication d'un panneau d'affichage à plasma caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 1. Tissage d'un premier ensemble de conducteurs électriques sur un châssis et tissage d'un second ensemble de conducteurs électriques sur le même châssis, ce dernier étant déplacé par rapport au premier ensemble et per- 25 pendiculaire au premier ensemble, 2. Construction d'un micro-panneau en plaçant deux feuilles minées d'un matériau flexible de part et d'autre d'un treillis non métallique, en seellant les bords de ces deux feuilles pour former une enveloppe scellée, en évacuant ladite enveloppe, et en la remplissant ensuite d'un gaz luminescent à une 30 pression inférieure à la pression atmosphérique. 3 4. Montage de deux plaques d'isolant électrique transparent contre les dits premier et second ensembles de conducteurs électriques pour les compri- 35 mer sur le micro-panneau. 38588 9 2026508 6. Procédé de fabrication d'un panneau d'affichage à plasma selon la revendication 5 dans lequel les dits premier et second ensembles de conducteurs sont transparents. 7. Procédé de fabrication d'un panneau d'affichage à plasma selon la revendication 5 dans lequel les dits premier et second ensembles de conducteurs sont des fils électriques cylindriques. 8. Procédé de fabrication d'un panneau d'affichage à plasma selon la revendication 5 dans lequel on place en outre une ou plusieurs entretoises transparentes sur chaque ensemble de conducteurs pour maintenir un alignement approprié.