Brevet FR2321763A1 — publié le 19770318

La présente invention concerne les panneaux lumineux d'affichage par décharge dans un gaz, dans lesquels les décharges dans le gaz peuvent se produire en des endroits choisis pour former des indications lumineuses variables. On connait des panneaux d'affichage par décharge dans un gaz, assemblés à partir de deux plaques en matériau diélectrique, entre lesquelles sont disposées des éléctrodes et des cavités à gaz où une décharge dans le gaz se produit entre deux électrodes choisies. Ge panneau connu d'affichage par décharge dans un gaz comprend une première plaque en matériau diélectrique, ayant sur une de ses surfaces un premier groupe de rainures parallèles dirigées werpendiculairement à un deuxième groupe de rainures parallèles sur la même surface de la première plaque, à une profondeur supérieure à celle des rainurestarallèles du premier groupe ; des premières électrodes en nombre équivalant à celui de rainures parallèles du deuxième groupe, et chaque deuxième électrode passe rerpendiculairement à une première électrode appropriée en formant une intersection, et une deuxième plaque transrarente en matériau diélectrique correspondant par sa superficie à la première plaque en matériau diélectrique et posée sur celle-ci du coté des électrodes, les deuxièmes électrodes étant disposées relativement aux premières électrodes aussi bien de la première plaque que de la deuxième plaque, de façon que soit formée dans la zone de chaque intersection des premières et deuxièmes électrodes une cavité formée par les surfaces des première et deuxième plaque et remplie de gaz, dans laquelle est assurée une décharge électrique dans le gaz au cas où une tension est appliquée à une première et une deuxième électrodes correspondantes. La cavité située dans la zone de chaque intersection des premières et deuxièmes électrodes (intersections des premiers et deuxièmes groupes de rainures parallèles) représente un élargissement local rempli de gaz et constituant avec les première et deuxième électrodes croisées une diode à décharge gazeuse dont la luminescence est visible à t--avers la deuxième plaque traYrrente er ntr'r ~u dip'1 ectrque. Les deuxièmes électrodes sont logées dans les rainures parallèles du deuxième groupe, un élément de support étant prévu dans l'espacement séparant les deux cavités adjacentes dans chaque rainure du deuxième groupe pour fixer la position de la deuxième électrode dans cette rainure du deuxième groupe. La première plaque diélectrique et la deuxième plaque qui correspond à celle-ci sont de forme courbée. Les premières électrodes logées dans les rainures du premier groupe sty trouvent fixées grace à la forme courbée des première et deuxième plaques. Le nombre d'éléments de support fixant la position des deuxièmes électrodes dans les rainures du deuxième groupe correspond à celui des intersections des premières et deuxièmes électrodes. Au cours de l'assemblage et des opérations destinées à rendre étanche ce panneau connu d'affichage par décharge dans le gaz, il existe une probabilité de détérioration partielle des éléments de support, vu leurs petites dimensions (les dimensions linéaires sont de l'ordre de dixièmes de millimètre), donc, leur faible résistance mécanique. Par suite d'une telle détérioration partielle des éléments de support il apparaît dans les cavités et les rainures du panneau d'affichage par décharge dans le gaz des particules étrangères, ce qui conduit à une dispersion des paramètres des diodes composées des cavités situées dans la zone de chaque intersection des premières et deuxièmes électrodes, et même une mise hors service de ces diodes à décharge gazeuse. Les faits indiqués sont à l'origine de la mauvaise fiabilité du panneau connu d'affichage par décharge dans le gaz, vu la diminution de la probabilité d'apparition de l'affichage lumineux désiré dans une cavité située dans la zone d'intersection de n'importe quelles électrodes croisées. La fiabilité du panneau décrit d'affichage par décharge dans le gaz est encore plus mauvaise lorsqu'une telle structure subit des surcharges dues aux vibrations et aux chocs. De tels effets augmentent la probabilité d'une détérioration supplémentaire des éléments de support, ce qui provoque une variation de la position des deuxièmes électrodes, ainsi qu'un risque de variation dé la position des premières électrodes, dont chacune n'est fixée qu'en deux points de part et d'autre du panneau d'affichage par décharge dans le gaz, et du fait qu'elle se trouve dans la rainure du premier groupe de rainures parallèles dans la première plaque, elle peut se déplacer librement vers la deuxième plaque transparente diélectrique. Une telle variation de la position de deux électrodes croisées entraine une variation de l'espacement interélectrode, cela influençant aussi les paramètres des diodes à décharge gazeuse respectives, en réduisant la probabilité d'allumage de celles-ci, ou en provoquant des fonctionnements accidertels ou intempes. En ce qui concerne la fabrication du panneau connu d'affichage par décharge dans le gaz, il est nécessaire de produire un grand nombre d'éléments de support en matériau diélectrique, ayant des dimensions identiques et une haute qualité d'usinage, ainsi que de pratiquer avec une haute précision des creux dans les rainures du deuxième groupe, ces creux devant correspondre en dimensions et nombre aux éléments de support considérés. Il apparaît en outre des complications additionnelles au cours de l'assemblage de ce panneau connu, lesquelles sont liées au montage de ces éléments de support dans les creux respectifs. Toutes ces opérations, ainsi que la difficulté de fabriquer pour le panneau des plaques ayant une forme courbée excluant pratiquement l'utilisation d'un verre obtenu par un procédé de laminage bon marché, et des élargissements locaux, rendent plus compliquée la technologie de pareils panneaux d'affichage par décharge dans le gaz, et augnertent leur prix de revient, surtout dans le cas de panneaux à grande surface utile. La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités. L'invention vise donc à mettre au point un panneau d'affichage par décharge dans le gaz dont la réalisation constructive assureraiit 0: c aussl bien en régime norma qu'en régime de vibrations et de chocs, en rendant plus simple et meilleur marché le processus de fabrication du panneau. Ce problème est résolu gc8ce à un apnneau d'affichage par décharge dans le gaz, comprenant une première plaque diélectrique ayant sur une de ses surfaces un premier groupe de rainures parallèles s'étendant perpendiculairement à un deuxième groupe de rainures parallèles pratiquées sur la même surface de la première plaque à une profondeur supérieure à celle des rainures parallèles du premier groupe ; des premières électrodes, dont le nombre est égal au nombre de rainures parallèles du premier groupe et qui sont logées dans ces rainures ; des deuxièmes électrodes en nombre correspondant à celui des rainures parallèles du deuxième groupe, chaque deuxième électrode étant disposée perpendiculairement à la première électrode respective, en formant une intersection ; une deuxième plaque transparente diélectrique correspondant par sa superficie à la première plaque diélectrique et disposée sur cette dernière du côté des électrodes, les deuxièmes électrodes étant disposées relativement aux premières électrodes des première et deuxième plaques de façon que dans la zone de chaque intersection des premières et deuxièmes électrodes une cavité soit formée par les surfaces des première et deuxième plaques et remplie de gaz où est assurée une décharge électrique dans le gaz dans le cas où une tension est appliquée aux première et deuxième électrodes respectives, ledit panneau étant caractérisé, selon l'invention, en ce que les deuxièmes électrodes du panneau d'affichage par décharge dans le gaz sont disposées le long des rainures du deuxième groupe surdes saillies de la première plaque situées entre les rainures du deuxième groupe ; la deuxième plaque comporte, sur sa surface orientée vers la première plaque, des rainures parallèles correspondant aux saillies entre les rainures de deuxième groupe de la première plaque et qui ont une profondeur supérieure ou inférieure à la profondeur des rainures de premier groupe de la première plaque, cette différence de profondeur étant égale à la différence d'épaisseur des premières et deuxièmes électrodes, alors que chaque cavité où se produit la décharge électrique gazeuse entre les première et deuxième électrodes respectives, est formée par les parois de la rainure respective de la deuxième plaque et de la rainure respective de premier groupe de la première plaque. le panneau proposé d'affichage par décharge dans le gaz assure un affichage fiable de l'information désirée et présente une bonne résistance mécanique et une bonne tenue aux charges. Le panneau proposé d'affichage par décharge dans le gaz peut trouver de larges applications étant donnés son faible coût et sa structure simple permettant de fabriquer en série de tels panneaux. L'invention est expliauée, dans la description qui va suivre, à l'aide d'un exemple de réalisation concret mais non limitatif illustré par les dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble d'un panneau d'affichage par décharge dans un gaz, selon l'invention - la figure 2 représenté le même panneau d'affichage par décharge dans un gaz, selon l'invention vu en coupe suivant II-II de la figure i - la figure 3 représente le même panneau d'affichage par décharge dans un gaz, selon l'inventionS vu en coupe suivant III-III de la figure i; - la figure 4 représente le meme panneau d'affichage par décharge dans un gaz, selon l'invention, avec la deuxième plaque transparente diélectrique enlevée. On va décrire ci-avrès en détail le panneau proposé d'affichage par décharge dans un gaz. Le panneau d'affichage Far décharge dans un gaz (figure 1) se présente comme un écran avec des points lumineux ? surgissant sous l'action des décharges lineuses gazeuses en des endroits choisis, en présence d'une tension enre des conrlexions 2 et 3 choisies. te panneau d'affichage par décharge dans un gaz peut titre de forme carrée, ovale ou rectangulaire avec des cotés de dimensions arbitraires La première plique 4 ligure L), faite en un dizlec+.rique tel e, par exemple , du verre ou de la céramique, comporte sur l'une de ses surfaces un. premier groupe de rainures parallèles 5, Les rainures 5 renferment des premières électrodes 6, chaque électrode 6 s'étendant dans la rainure 5 suivant toute la longueur de cette dernière. L'électrode 6 peut avoir un revêtement diélectrique 7 en verre à haute résistivité. En tant que revêtement 7 on peut employer aussi un verre d'isolation. La figure 2 illustre une deuxième électrode 8 perpendiculaire à la première électrode 6 et une deuxième plaque 9 en diélectrique transparent, la superficie de laquelle correspond à celle de la première plaque 4. L'épaisseur de cette plaque 9 peut être égale à celle de la plaque 4, ou bien différente de celle-ci. L'une au moins des plaques 4, ou 9, ici la plaque 9, doit étre transparente. La plaque 9 peut être transparente entièrement ou partiellement, en restant opaque suivant un dessin déterminé. Une couche d'étanchéité 10 en matériau diélectrique est placée suivant le contour des plaques 4 et 9, en assurant l'étanchéité de l'ensemble du panneau d'affichage par décharge dans le gaz . Cette couche 10 est en verre facilement fusible, mais peut aussi être en verre-ciment. La première plaque 4 diélectrique comporte un deuxième groupe de rainures parallèles 11 (figure 3) s'étendant perpendiculairement aux rainures 5 (figure 3) du premier groupe. Les rainures 11 (figure 3) de ce deuxième groupe sont pratiquées dans la plaque 4 à une prodondeur plus grande que la profondeur des rainures 5 (figure 2). les deuxièmes électrodes 8 sont disposées le long des rainures 11 (figure 3) du deuxième groupe sur des saillies 12 de la première-plaque 4, lesquiles se trouvent entre les rainures 11 du deuxième groupe. La deuxième plaque 9 en matériau diélectrique transparent comporte aussi des rainures parallèles 13 qui, par leur forme, correspondent aux saillies 12 de la première plaque 4. La profondeur des rainures 13 correspond à celle des rainures 5 (figure 2) du premier groupe , pratiquées dans la première plaque 4 en diélectrique.L'épaisseur des électrodes 6 et 8 étant la même, la profondeur des rainures 13 est égale à celle des rainures 5. Si les deuxièmes électrodes 8 ont une épaisseur supérieure à celle des premières électrodes 6, la profondeur des rainures 13 dans la deuxième plaque 9 dépasse, de la valeur de la différence d'épaisseur de ces premières et deuxièmes électrodes 6 et 8, la profondeur des rainures 5 de premier groupe, et si les deuxièmes électrodes 8 ont une épaisseur plus petite que celle des premières électrodes 6, la profondeur des rainures 13 de la deuxième plaque 9 est inférieure, de la valeur de différence de ces épaisseurs, à la profondeur des rainures 5 de premier groupe. Dans l'exemple concret considéré, toutes les rainures et les saillies respectives sont de forme rectangulaire. Les rainures et les saillies des plaques 4 et 9 en coupe peuvent être en forme de trapèze, de triangle ou de sphère. Chaque première électrode (figure 3) est fixée sur toute sa longueur dans la rainure 5 (figure 2) du premier groupe au moyen des saillies 14 (figure 3) entre les rainures dans la deuxième plaque 9. Chaque deuxième électrode 8 (figure 2) est serrée sur toute sa longueur contre la rainure 13 à l'aide des saillies 12 entre les rainures 11 (figure 3) dans la première plaque 4. Dans la zone de chaque intersection des premières et deuxièmes électrodes 6, 8 il y a une cavité rectangulaire 15 (figure 4) formée par les parois des rainures 13 (figure 2) de la deuxième plaque O e-t les parois des rainures 5 du prenfter groupe pratiquées dans la rr-eriere plaque 4. n tant que gaz remplissant l'espacement entre les plaques 4 et 9 (figure 2) euve être utilisés aussi bien des gaz inertes (argone, néon), que des mélanges de gaz inertes et de gaz actifs (hydrogène ou azote). Le panneau d'affichage rar décharge cyans le gaz peut fonctionner à deux régimes différents suivant que les électrodes 6 et o ont un revêter.ent diélectrique 7 ou n' > n ont pas. Au cas où il y a ce revêtement 7 sur les électrodes 6 et 8, le panneau d'affichage par décharge dans le gaz fonctionne en régime cie mémoire. Les connexions 2 et 3 (figure 1) sont alors attaquées par une tension de référence haute fréquence, dont la valeur est inférieure à celle d'allumage de la décharge, mais supérieure à la tension d'extinction de la décharge. Pour former l'image, on applique aux électrodes respectives 6, 8 (figure 4) des impulsions d'enregistrement qui provoquent l'allumage d'une décharge électrique dans le gaz dans les cavités correspondantes 15. Ces cavités 15 restent allumées tant qu'on applique ladite tension de référence haute fréquence. Afin d'effacer l'information lumineuse on applique sur les électrodes carespondantes 4, 8 (figure 4) des impulsions d'extinction de la décharge dans le gaz dans les cavités respectives 15, ou on supprime complètement la tension haute fréquence. On assure ainsi le régime de fonctionnement en mémoire. Lorsque les électrodes 6 et 8 (figure 2) sont privées de revêtement diélectrique 7, le panneau d'affichage par décharge dans le gaz fonctionne en régime de balayage. Chaque connexion 2 (figure 1) reçoit alternativement et séquentiellement une impulsion de tension de balayage insuffisante pour allumer une décharge électrique gazeuse entre les électrodes 6 et 8 (figure 3). Pour obtenir une indication lumineuse on applique aux connexions 3 des électrodes 6, suivant une séquence conforme à un code d'entrée, une tension qui, en s'additionnant à une tension de balayage, provoque l'allumage d'une décharge gazeuse dans les cavités 15 respectiveS (figure 4), en rendant lumineuse ces dernières conformément à l'information lumineuse requise. Le panneau proposé d'affichage par décharge dans le gaz peut etre utilisé pour réaliser des écrans d'affichage pouvant etre employés dans les calculateurs miniatures, oscilloscopes, enregistreurs de courbes, ordinateurs, dans les dispositifs destinés à l'enseignement des étudiants et dans les simulateurs. Le panneau décrit d'affichage par décharge dans le gaz peut en outre servir de tableau lumineux pour visualiser les schémas mnémoniques, pour commander les processus industriels, ainsi que pour illuminer les histogrammes, diagrammes et schémas. Au moyen du panneau en question il est possible de réaliser des écrans à grandes surfaces utiles et à grands points lumineux. Un avantage essentiel du panneau proposé d'affichage par décharge dans le gaz réside dans le fait qu'il assure un affichage fiable de l'information requise et présente une résistance mécanique élevée et une bonne résistance aux charges de vibration et de choc. La résistance mécanique élevée est obtenue grâce au fait que les premières et deuxièmes électrodes 6 et 8 (figure 3) sonv rigideMIent fixées suivant toute leur longueur entre les sommets des saillies 14 et 12 et les fonds des rainures 5 et 13 respectives. De ce fait, tous les espacements interélectrodes qui constituent des dixièmes et des centièmes d'un millimètre restent inchangés dans les conditions de vibration et de choc. Un avantage du panneau d'affichage par décharge dans le gaz réside dans sa haute résistance en cas de pression barométrique élevée, cette résistance étant proche de celle d'unmatériau plein. Cela est dû au fait que les surfaces des plaques 4 et 9 sont en contact suivant une grande superficie. Un avantage essentiel du panneau proposé d'affichage par décharge dans le gaz réside dans la simplicité de sa fabrication et danste fait qu'il est peu cc-ûteux. Les rainures 5 et 1 de la plaque 4 et les rainures 13 de la plaque 9 peuvent Être exécutées par un procédé de fralsage à l'aide d'un outil-bloc à n'importe quel pas, ainsi que par un procédé de moulage à chaud. Une autre opérat-.cn simple à exécuter au cours de l'asse.mblage du panneau est celle qui consiste à disrorer sur la Première plaque d-électrique 4 les électrodes 6 et 8, en posant ensuite sur la plaque 4 la deuxième plaque diélectrique transparente, en veillant à ce que les saillies 14 et 12 respectives se situent dais les rainures 5 et 13. Le pas des rainures 2 et des saillies peut~être quelconque et dépend du ype de panneau. Suivant la destination du panneau les delx plaques 4 et 9 peuve.-t être faites en un matériau diélectrique tralsparent et avoir une fora courbée. La surface intérieure des plaques 4 et 9 dans la zone des rainures peut être au besoin soit polie, soit recouverte de phosphores, soit obscurcie conformément au dessin désiré. Le panneau proposé d'affichage par décharge dans le gaz peut représenter des informations de toutes sortes : sous forme de symboles, de diagrammes et de points séparés. Bien entendu, l'invention niest nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituat des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre danse cadre de la revendication qui suit. REVENDICATION Panneau d'affichage par décharge dans un gaz, du type comprenant une première plaliz en un matériau diélectrique comportant sur l'une de ses surfaces un premier groupe de rainures parallèles s'étendant perpendiculairement à un deuxième groupe de rainures parallèles pratiquées sur la même surface de ladite première plaque à une profondeur supérieure à celle des rainures parallèles desdits premier groupe ; des premières électrodes, dont le nombre correspond à celui des rainures parallèles du premier groupe et qui sont logées dans ces rainures ; des deuxièmes électrodes dont le nombre correspond à celui des rainures parallèles d deuxième groupe, chacune desdites deuxièmes électrodes passant perpendiculairement à la première électrode respective, en formant avec celle-ci une inter secti on ; une deuxième plaque, transparente, en matériau diélectrique, dont la superficie correspond à celle de la première plaque diélectrique et qui est disposée sur ladite première plaste du côté des électrodes, lesdites deuxièmes électrodes étant disposées de telle manière, relativement aux premières électrodes et des première et deuxième plaques, que dans a zone de chaque intersection des premières et deuxièmes lectrodes les surfaces des première et deuxième plaques forment une cavité remplie de gaz et dans laquelle est assurée une décharge électrique dans le gaz en cas de présence d'une tension entre les première et deuxième électrodes respectives, caractérisé en ce que lesdites deuxièmes électrodes sont disposées le long des rainures parallèles dudit deuxième groupe sur des saillies de ladite première plaque, ces saillies se situant entre les rainures paral èleWudit deuxième groupe de rainures, la deuxième plaque comportant sur sa surface orientée vers la première piSRe des rainures parallèles qui correspondent aux saillies entre les rainures dudit deuxième groupe de rainures de la première plaque et qui ont une profondeur supérieure ou inférieure à li profondeur des rainures de premier groupe de rainures de la première Chaque, cette différence de profondeur étant égale à la différence entre les épaisseurs des prer: :eres et deux.èl.e électrodes, chaque cavité dans laquelle a lieu la décharge électrique dans le gaz entre les première et deuxième électrodes respectives étant constituée par les parois de la rainure respective de la deuxième plaque et de la rainure respective de premier groupe de rainures de la première plaque.