Brevet FR2278152A1 — publié le 19760206

La présente invention concerne une nouvelle matrice pour panneau de visualisation à plasma et les panneaux de visualisation comportant de telles matrices. Les panneaux à plasma, ou panneaux de visualisation par décharge dans des gaz, comportent, selon une technique connue, deux dalles (de verre par exemple) entre lesquelles est enserré l'ensemble des cellules de visualisation, c'est-à-dire les cellules de gaz ionisable, et des électrodes de commande. Dans un type de réalisation de ces panneaux, qui est celui des panneaux de l'invention, ces électrodes de commande constituées de deux réseaux croisés de bandes conductrices, sont directement déposées sur les faces en regard des deux dalles et sont recouvertes d'une couche d'un matériau diélectrique transparent, un émail minéral vitrifié par exemple. L'ensemble est fermé par un anneau de scellement, scellé entre les deux dalles sur leur pourtour, et délimitant l'enceinte étanche dans laquelle est introduit le gaz ionisable. Il existe actuellement deux grandes classes de tels panneaux les panneaux sans matrice dans lesquels les cellules de visualisation ne sont pas matérialisées et sont délimitées, lors de la mise sous tension des électrodes de commande, par la configuration du champ électrique résultant de cette mise sous tension, et les panneaux à matrice. Dans ces derniers, une matrice isolante percée d'un réseau orthogonal de trous cylindriques est insérée dans l'enceinte entre les deux dalles ; les trous cylindriques sont bien entendu en face des points de croisement des électrodes des deux réseaux croisés. les cellules de visualisation sont ainsi matériellement délimitées les unes des autres. Chacun de ces deux types da panneaux, panneaux sans matrice et panneaux avec matrice, présente des inconvénients importants. En effet, dans les panneaux sans matrice, l'allumage d'une cellule à visualiser risque de provoquer l'allumage d'une cellule voisine, créant une diaphotie indésirable. les cellules n'étant pas matériellement isolées, les champs électriques résultant de la mise sous tension des cellules à allumer peuvent déborder, le long des électrodes de commande, vers les cellules voisines qui risquent ainsi de s'allumer. Ce défaut peut être important dans les panneaux monochromes où la couleur de la lumière émise par les cellules est uniforme et fonction du mélange gazeux qui les remplit. Il est encore plus important et plus grave dans les panneaux polychromes. En effet dans les panneaux polychromes sans matrice, des luminophores émettant des lumières de couleurs différentes, verte, rouge et bleu par exemple, sont disposés sur les parois des différentes cellules. La luminescence de ces phosphores peut être théoriquement excitée de deux manières différentes. Dans une première manière, qui est en fait la plus généralement utilisée, pour des raisons de stabilité dans le temps, c'est le rayonnement ultra-violet du gaz ionisé de la cellule qui excite le luminophore qui l'entoure par photoluminescence. Dans une deuxième méthode, peu utilisée, c'est le bombardement des particules chargées de la cellule ionisée qui provoque la cathodoluminescence du luminophore qui l'entoure. Dans les deux cas, et principalement dans le premier, la diaphotie est très forte. En effet le rayonnement ultra-violet est très peu atténué d'une cellule aux voisines. Ainsi une cellule ionisée risque non seulement de provoquer l'ionisation des cellules voisines par débordement du champ électrique comme dans les panneaux monochromes, mais encore, et même si elle ne provoque par une telle ionisation parasite, risque d'exciter la luminescence des luminophores des cellules voisines par les rayons ultra-violet qu'elle produit. Ce défaut n'existe pas dans les panneaux à matrice où la matrice isolante, d'une part, empêche les champs électriques de déborder le long des électrodes, et d'autre part, gêne la propagation des rayons ultra-violets. On peut noter que dans les panneaux à matrice polychromes, les luminophores sont déposés sur les parois cylindriques des cellules de visualisation. Par contre, si la diaphotie est réduite, sinon supprimée, par la présence d'une matrice, l'isolement physique qu'elle crée entraîne un certain nombre d'inconvénients. D'une part, lors du pompage du panneau et de son remplissage par les gaz ionisables, les flux gazeux s'écoulent difficilement, notamment pour les cellules placées loin du queusot servant à ces opérations, l'écoulement ne pouvant se faire que par fuite latérale entre la matrice et les dalles de verre qui l'enserrent. D'autre part, le "conditionnement" des panneaux est difficile à réaliser. On sait en effet que pour que le temps de réponse d'un panneau soit suffisamment court, il faut que les cellules à visualiser contiennent quelques électrons libres pour s'ioniser très rapidement lors de l'application entre leurs électrodes de commande de la tension de commande. Un procédé simple pour produire ces électrons libres consiste à laisser allumées certaines cellules du panneau, sur son pourtour par exemple. La lumière ainsi produite vient éclairer les autres cellules et y engendre des photoélectrons de conditionnement. Mais, pour qu'un tel conditionnement soit efficace il faut, bien entendu, que la matrice soit transparente au rayonnement produisant cette photoémission.L'expérience montre qu'avec les verres généralement utilisés, le conditionnement n'est efficace que pour des distances assez faibles (quelques cellules) entre la cellule âe- conditionnement et celle à conditionner. Un objet de l'invention est de réaliser une matrice utilisable pour des panneaux monochromes ou polychromes, les panneaux équipés de cette matrice ne présentant pas les inconvénients qui viennent d'être décrits. Une matrice selon l'invention est constituée d'une plaque isolante comportant deux parties le long de son épaisseur ; la première de ces deux parties comporte un réseau orthogonal de trous la traversant de part en part et la deuxième comporte un réseau de sillons parallèles entre eux et la traversant de part en part, les sillons en question étant chacun alignés avec une rangée de trous, ladite matrice étant ainsi évidée sur toute son épaisseur dans l'axe desdits t 119. Pour réaliser un panneau de visualisation selon l'invention, une telle matrice est ensérée entre deux dalles sur lesquelles sont déposés deux réseaux croisés d'électrodes de commande recouverts, de manière habituelle, d'une couche d'un matériau diélectrique transparent, ladite matrice étant réalisée et disposée de manière que le réseau de sillons soit perpendiculaire au réseau d'électrodes de la dalle qui lui fait face et que les trous soient centrés sur les zones de croisement des deux réseaux d'électrodes, la dalle faisant face à la première partie de la matrice, c'est-à-dire à celle qui comprend les trous, étant celle à travers laquelle se fera l'observation des informations visualisées. D'autres objets, caractéristiques et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les figures annexées qui représentent - la figure 1, une vue en perspective d'une partie de matrice conforme à l'invention - la figure 2, une vue en perpective d'une variante de matrice selon l'invention; - la figure 3, une vue schématique en perspective d'une partie de panneau de visualisation selon l'invention. La figure 1 représente schématiquement une partie de matrice conforme à l'invention. Il s'agit ici d'une plaque 1 isolante, en verre par exemple, dont une face 2 comporte un réseau orthogonal de trous 4, 5 approximativement cylindriques et dont l'autre face 3 comporte un réseau de sillons 6, 7, parallèles entre eux. Chacun des sillons, 7 par exemple, est aligne sous une rangée de trous 4, 5. La profondeur des trous et des sillons est telle que la matrice soit évidée sur toute son épaisseur aux emplacements des trous. Cette matrice est constituée ici d'une plaque unique 1, usinée ou gravée sur chacune de ses faces comme il vient d'être dit. Elle pourrait tout aussi bien être en deux parties, une première plaque percée de trous formant la face 2 et une deuxième partie constituée de bandes isolantes appliquée contre la première partie formant la face 3. Cette deuxième partie, constituée de bandes isolantes peut eoit être solidaire de la première partie, soit être solidaire d'une dalle du panneau, la matrice étant alors effectivement réalisée lors de la construction du panneau. Les résultats et avantages d'une telle matrice, positionnée dans le panneau comme il va être expliqué à propos de la figure 3, apparaîtront lors de la description de cette figure. Elle peut servir pour un panneau monochrome ou pour un panneau polychrome. Dans ce dernier cas, il suffit de recouvrir les parois des trous 4, 5, des luminophores convenables, selon une technique connue en elle-meme. On peut encore noter ici que l'observation, qui se fera du cdté de la fsce 2 de la mataice, peut etre gênée par la diffusion dans les cellules voisines de la lumière produite dans une cellule. Pour éviter cet inconvénient les parois des trous 4, 5 de la face 2 de la matrice sont recouvertes d'une couche réfléchissante et opaque à la lumière. Ces miroirs sont directement déposés sur les parois des trous ; dans le cas de matrices pour panneaux polychromes, les luminophores sont eux-mêmes déposés sur ces miroirs. La figure 2 représente une partie d'une matrice selon l'in- vention particulièrement intéressante à utiliser dans des panneaux polychromes. Cettevmatrice a la meme structure générale que celle de la figure 1, mais les trous 4, 5 de sa première partie sont tronconiques et non plus cylindriques, la base la plus grande des troncs de cône sEstrouvant sur la face 2 de manière que les trous s'ouvrent vers l'observateur. Les luminophores 10 déposés sur les parois des trous 4, 5 (éventuellement sur les miroirs précités) sont ainsi plus facilement visibles pour l'observateur, et ce, quelle que soit sa position par rapport au panneau. Un moyen particulièrement simple d'obtenir de tels trous tronconiques est de les réaliser par une gravure chimique du verre constituant la matrice, sans prendre les précautions que l'on prend habituellement dans cette méthode pour éviter cette forme tronconique dûe à l'effet généralement appelé "surgravure", Pour réaliser une telle matrice, un procédé est le suivant. É La matrice est réalisée à partir d'une feuille de verre 1 de faible épaisseur. Sur chaque face, 2 et 3, on effectue une gravure par la-méthode de photolithogravure. Les masques de gravure sont constitués par un réseau de trous pour la première face 2 et par un réseau de lignes pour la deuxième face 3. Ces masques sont positionnés de manière à ce qutà la fin de la gravure, les rangées de trous 4, 5 soient alignées avec les sillons 7. La photolithogravure est réalisée dans des conditions telles que l'effet de surgravure des trous 4, 5 soit important. Les sillons 6, 7 étant également réalisés par gravure chimique ont des flancs inclinés dds à l'effet de surgravure. Après photogravure, le dépôt de luminophores sur les parois des trous est effectué de manière classique. On peut par exemple déposer successivement les différents luminophores au pistolet, à travers un masque ne laissant apparattre que les cellules dont la couleur devra correspondre au luminophore déposé. Ce dépôt peut bien entendu n'être effectué qu'après qu'ait été déposée, par une méthode équivalente, la couche réfléchissante servant de miroirs. La figure 3 représente schématiquement une partie de panneau de visualisation comportant une matrice de l'invention, celle de la figure 2 par exemple. La matrice 1 est ensérée entre deux dalles épaisses Il et 12 en verre par exemple. Sur ces deux dalles il et 12 sont déposés, de manière habituelle, les deux réseaux croisés d'électrodes telles que 13 et 14. Ces deux réseaux d'électrodes sont eux-mQmes recouverts d'une couche diélectrique 15, 16 formée par exemple d'une couche d'émail vitrifié selon une technique connue. Sur l'exemple représenté ici, et comme c'est très généralement le cas, les cellules de visualisation sont régulièrement réparties à la surface du panneau et le pas des réseaux d'électrodes est constant et est le même pour les deux réseaux. Le pas du réseau de trous et du réseau de sillons de la matrice 1 est également constant et est égal à celui des réseaux d'électrodes. La matrice 1 ensérée entre les deux dalles 11 et 12 est disposée de manière que les sillons 6, 7 de la face 3 qui est en contact avec la dalle 12 soient perpendiculaires aux électrodes 14 du réseau d'électrodes de ladite dalle ; elle est de plus disposée de manière que les trous 4, 5 soient centrés sur les zones de croisement des deux dits réseaux d'électrodes. Un panneau ainsi constitué est observé à travers la dalle 11. Les cellules de visualisation sont délimitées par les trous 4, 5 de la face 2 de la matrice et se poursuivent vers la face 3 dans les sillons se trouvant sous ces trous. Un tel panneau présente plusieurs avantages. Les communications établies entre les cellules d'une même rangée, 4 et 5 par exemple, par les sillons correspondant, sillon 7 ici, permettent une bonne circulation des flux gazeux lors de la fabrication du panneau et permettent un conditionnement efficace du panneau en fonctionnement ; le conditionnement est en effet efficace à grande distance et peut être réalisé par des cellules de conditionnement situées à la périphérie du panneau selon une méthode classique en elle-m & e. De plus, malgré ces communications établies entre les cellules, il existe un bon isolement électrique des cellules entre elles, ce qui est intéressant, tant pour des panneaux monochromes que pour des panneaux polychromes. En effet les champs électriques créés lors de l'application d'une tension de commande entre les deux électrodes se croisant sur une cellule ne peuvent déborder le long de ces électrodes, ni sur la dalle il où la cellule est physiquement délimitée par un trou, ni sur la dalle 12 où les électrodes de commande servant à commander deux cellules voisines sont interrompues en surface par les bandes isolantes séparant les sillons de la matrice. Cette structure présente un avantage supplémentaire pour les panneaux polychromes En effet, les verres constituant les matrices sont généralement opaques aux rayonnements ultraviolets qui excitent les luminophores. La situation des luminophores, dans les trous tels que 4 et 5, évite donc que l'ionisation d'une cellule ne provoque la luminescence des luminophores des cellules voisines. Ainsi les panneaux de l'invention présentent des avantages des panneaux à matrice, c'est-à-dire un bon confinement des décharges et une absence de diaphotie, tout en évitant certains de leurs inconvénients. On peut encore noter que, lors de la fabrication des panneaux de l'invention, la matrice peut être recouverte, sur les parties par lesquelles elle sera en contact avec les dalles, d'un mélange d'un matériau pulvérulent réfractaire et d'un liant, conformément au brevet NO 71.14579 déposé en France par la Demanderesse le 23 avril 1971 et publie sous le NO 2.134.895. REVENDICATIONS 1. Matrice pour panneau à plasma, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une plaque isolante comportant deux parties le long de son épaisseur, la première de ces deux parties comportant un réseau orthogonal de trous (4, 5) la traversant de part en part tandis que la deuxième comporte un réseau de sillons (6, 7) parallèles entre eux et la traversant de part en part, lesdits sillons (7) étant chacun alignés avec une rangée de trous (4, 5), ladite matrice étant ainsi évidée sur toute son épaisseur dans l'axe desdits trous. 2. Matrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux dites parties forment une seule et même plaque (1). 3. Matrice selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'une substance opaque et réfléchissante à la lumière est déposée sur les parois des trous de ladite première partie. 4. Matrice selon la revendication 2, caractérisée en ce que des luminophores sont déposés sur les parois des trous de ladite première partie. 5. Matrice selon la revendication 3, caractérisée en ce que des luminophores sont déposés sur ladite substance réfléchissante et opaque à la lumière. 6. Matrice selon l'une des revendications précédentes, carac térisée en ce que lesdits trous (4, 5) de ladite première partie sont tronconiques, leur base la plus large étant à la surface (2) de ladite première partie la plus éloignée de ladite deuxième partie. 7. Panneau de visualisation par décharge dans des gaz, caractérisé en ce qu'il comporte, disposée entre deux dalles (11, 12) supportant deux réseaux croisés d'électrodes (13, 14) recouvertes d'une couche diélectrique transparente (15, 16), une matrice conforme à l'une des revendications 1 à 6, ladite matrice étant réalisée et disposée de telle manière que le réseau de sillons parallèles (6, 7) est perpendiculaire au réseau d'électrodes de la dalle qui lui fait face, et que les trous (4, 5) sont centrés sur les zones de croisement des deux dits réseaux d'électrodes, la dalle à travers laquelle se fait l'observation étant celle (11) qui fait face auxdits trous (4, 5) de la matrice. 8. Panneau de visualisation selon la revendication 7, caractérisé en ce que les parties de la matrice (1) en contact avec lesdites couches diélectriques (15, 16) sont recouvertes d'une couche isolante constituée d'un mélange d'un matériau pulvérulent réfractaire et d'un liant.