Brevet FR2458864A1 — publié le 19810102

La présente invention concerne un perfectionnement dans la construction des panneaux d'affichage à plasma plats en verre. L'in- vention porte plus particulièrement sur les panneaux qui comportent des conducteurs qui sont disposés sur une surface plane perpendicu- lairement à un certain nombre de canaux de gaz et sont séparés de ces canaux par une matière diélectrique. L'excitation électrique de conducteurs sélectionnés provoque l'amorçage du gaz dans un canal de gaz entre les conducteurs et permet de décaler de la manière désirée l'amorçage du gaz le long des canaux de gaz. Du fait que les conduc- teurs électriques sont isolés électriquement des canaux de gaz par une substance diélectrique, on dit que les panneaux de ce type sont des panneaux à décalage à plasma fonctionnant en alternatif. Lorsqu'on construit des panneaux de ce type, il est néces- saire de placer à très faible distance les uns des autres des con- ducteurs noyés dans du verre afin d'obtenir une bonne résolution visuelle de l'image affichée, qui est formée par l'amorçage composite d'un certain nombre de cellules de gaz qui sont créées entre des con- ducteurs adjacents, à l'aide d'un amorçage du gaz dans des canaux perpendiculaires aux conducteurs. Ces panneaux imposent de respecter des tolérances dimen- sionnelles extrêmement serrées en ce qui concerne la disposition des conducteurs sur un substrat, en particulier pour obtenir un écartement entre lignes descendant jusqu'à 0,12 mm, ce qu'on consi- dère nécessaire pour disposer d'une bonne résolution visuelle. Du fait que chaque extrémité de conducteur devant être connectée par un plot conducteur vertical à une barre omnibus s'étendant dans un plan situé à un niveau supérieur, doit comporter une zoneconductri- ce- de plus grande dimension pour permettre cette connexion, la valeur de l'écartement de cesconducteuisest encore plus critique. Les largeurs des lignes conductrices ont de façon caractéristique des aleurs de 0,025 à 0,050 mm et l'écartement entre les bords adjacents des conducteurs est de façon caractéristique de 0,075 à 0,125 mm, ce qui signifie qutmue zonecornucttiiede plus grande dimension doit être positionnéesoigneusement de façon à éviter un contact électrique avec un conducteur adjacent. De plus, le procédé choisi pour réaliser les plots conducteurs verticaux doit avoir une précision suffisante pour positionner exactement les plots conduc- teurs sur les zones conductrices agrandies, sans établir de contact avec les conducteurs adjacents. Le processus de fabrication permettant de réaliser ceci est commandé de façon très précise afin de permettre la construction avec les tolérances dimensionnelles nécessaires d'un panneau à décalage à plasma en alternatif fonctionnant correctement. Il existe pour les panneaux de ce type un autre mode de cons- truction dans lequel on n'utilise pas Me plots conducteurs verticaux pour relier des conducteurs sélectionnés à un plan qui se trouve à un niveau supérieur. Cette autre structure utilise des dépôts diélectri- ques ou isolants sur les lignes conductrices qui doivent être reliées par un conducteur transversal. Les lignes entre lesquelles on doit établir un chemin conducteur ne reçoivent pas de dépôt ponctuel dié- lectrique ou isolant et on dépose ensuite une ligne conductrice entre ces lignes à relier par un chemin conducteur, et sur les dépôts ponctuels diélectriques ou isolants. Cet autre mode de construction soulève également des difficultés lorsqu'on l'utilise en association avec des lignes à faible écartement, car il y a alors un risque que les dépôts ponctuels diélectriques ou isolants recouvrent les lignes qui doivent être reliées par un chemin conducteur. En plus des problèmes qu'on vient de mentionner, on a constaté dans l'art antérieur qu'il existe une relation très criti- que entre l'écartement entre conducteurs plans adjacents et la pro- fondeur du canal de gaz qui relie ces conducteurs. Cette relation est demeurée inconnue jusqu'à présent, mais on a observé que si pour un écartement donné entre conducteurs, on donne une valeur élevée à la profondeur du canal de gaz, un amorçage parasite important tend à se produire entre les conducteurs qui sont excités et les conducteurs qui se trouvent à une certaine distance de ceux-ci le long du même canal de gaz. Si on donne à la profondeur du canal une valeur trop faible, l'amorçage ne se produit pas de façon sûre entre les paires de conducteurs plans adjacents. On a considéré que ceci était dû à la configuration du champ électrique qu'engendrent les conducteurs, en association avec la longueur du chemin libre moyen des électrons dans le gaz, mais la relation est demeurée de façon générale indéfinie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion qui va suivre de modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente un panneau à décalage à plasma en alternatif du type connu dans l'art antérieur; la figure 2 est une représentation agrandie d'une partie du panneau de la figure 1; les figures 3A - 3C sont des vues dans la direction de la ligne 3-3 de la figure 2, à différentes phases de la fabrication; la figure 4 représente une autre construction possible qui permet de bénéficier davantage de l'invention; la figure 5 est une vue dans la direction de la ligne 5-5 de la figure 4; et la figure 6 montre la relation entre la profondeur du canal de gaz et l'écartement entre les lignes conductrices adjacentes conformément aux principes de l'invention. On va considérer tout d'abord la figure 1 qui est une vue de dessus d'un panneau à décalage à plasma fonctionnant en alternatif du type qui est connu dans l'art antérieur. Certaines parties du panneau ont été supprimées pour faciliter la compréhension du dessin. Un certain nombre d'éléments conducteurs sont noyés dans une plaque de base 10, qui est de préférence en verre. Ces éléments sont disposés selon une configuration prédéterminée comme le montre la figure. Chaque conducteur est connecté à une languette conductrice de bord, constituée par l'une des languettes 11-19, au voisinage d'un bord de la plaque de base 10, pour permettre l'établissement de connexions électriques externes pour le panneau à décalage à plasma fonctionnant en alternatif. Les languettes 12-15 sont connectées à des circuits électriques externes pour appliquer les données d'entrée au panneau et pour déclencher l'amorçage des cellules de gaz dans le panneau, dans des canaux qui sont alignés avec les conducteurs de données d'entrée. Comme le montre la figure 1, le panneau à plasma peut ac- cepter sept lignes d'entrée d'information séparées. Quatre de ces chemins d'information d'entrée sont branchés aux languettes 1, 13, 14 et 15 et les trois autres chemins d'information d'entrée sont bran- chés à des languettes similaires (non représentées) qui sont con- nectées à des plots conduct1 s, 21, 22, 23 qui s'élèvent vers le niveau d'un plan différent pour permettre de leur brancher des lignes conductrices qui s'étendent jusqu'au bord du panneau au niveau d'un plan plus élevé, pour établir des connexions externes. Il est néces- saire d'employer cette technique de connexion électrique au plots 21- 23 à cause des contraintes de limitation d'espace qui existent le long du bord du panneau o se trouvent les languettes 11-16, ce qui impose l'utilisation d'un second niveau de languettes similaires pour les connexions restantes. Chaque ligne conductrice qui est con- nectée aux languettes 12, 13, 14 et 15 ainsi qu'aux plots 21, 22 et 23 est de façon générale alignée avec un canal de gaz qui s'étend horizontalement dans la direction transversale du panneau à plasma - mentionné ci-dessus, en étant séparée par un diélectrique des con- ducteurs qui sont représentés sur -la figure. Plusieurs lignes conductrices sont placées de façon orthogo- nale par rapport aux canaux de gaz et ces lignes sont connectées par groupes de trois à des connecteurs de lignes bus différents qui sont eux-mêmes connectés aux languettes conductrices 17, 18 et 19. Par exemple, un conducteur sur trois est connecté à la ligne bus électrique 26 qui est elle-même connectée à la languette conductrice 17. Par commodité, on appellera ici lignes "A" toutes ces lignes orthogonales qui sont connectées à la ligne bus 26. Un conducteur orthogonal similaire, adjacent à chaque ligne A,est connecté à une ligne bus électrique 28 qui est elle-même connectée à la languette conductrice 19. Par commodité, on appellera ici lignes "lB" toutes ces lignes. De façon similaire, il existe un conducteur orthogonal adjacent à chaque ligne B, qu'on appellera ici par commodité ligne "S", toutes ces lignes S étant connectées à la ligne bus électrique 30 qui est elle-même connectée à la languette conductrice 18. La connexion des lignes S àla ligne bus 30 s'effectue par l'intermé- diaire de plots conducteurs qui sont connectés aux languettes d'ex- trémité, comme par exemple à la languette d'extrémité 32, sur chaque ligne S. Les plots conducteurs s'élèvent jusqu'à un plan qui se trouve à un second niveau dans le panneau ef elles sont connectées à une ligne commune 36 (voir la figure 2) qui est con- nectée à la ligne bus 30. La figure 2 est une représentation agrandie de dessus d'une partie du panneau de la figure 1, qui montre plus clairement les connexions des lignes S. L'extrémité de chaque ligne S présente une dimension supérieure pour former une zone agrandie 32, et un plot conducteur vertical 34 est fixé sur la zone 32. Le plot 34 est connecté à une ligne conductrice 36, représentée en pointillés sur la figure 2, qui se trouve dans un plan situé à un niveau supé- rieur. La ligne 36 est connectée à la ligne bus 30, comme on l'a indiqué précédemment. Les lignes S, A, B sont uniformément espacées le long du panneau à plasma, avec un écartement "d", comme le montre la figure 2. On choisit de préférence pour l'écartement "'d" une valeur d'environ 0, 125 mm afin d'obtenir une bonne résolution visuelle de l'amorçage du gaz qui se produit dans la région qui est située entre les lignes adjacentes. La largeur d'une ligne S, A ou B caractéristique est de 0,025 à 0,075 mm, ce qui laisse un espace inter-lignes de 0,050 à 0,100 mm imposant des contraintes assez sévères sur les tolérances de construction. Ces contraintes sont particulièrement sévères en ce qui concerne la construction et la connexion entre la zone 32 et le plot 34, car ces éléments sont interconnectés au cours de différentes phases du processus de fabrication. La zone 32 doit être réalisée avec une aire accrue pour tenir compte des erreurs d'alignement qui interviennent au cours de la connexion ultérieure du plot 34 à la zone 32. Cependant, l'espacement relativement faible entre les lignes ne laisse qu'une surface limitée entre les lignes dans laquelle on peut réaliser la zone 32. C'est pour cette raison que les extrémités des lignes S sont prolongées au-delà des extrémités des lignes A adja- centes, ce qui permet de placer la zone 32 dans l'espace inter-lignes qui se trouve entre les lignes B adjacentes, ce qui donne une distance inter-lignes nominale d'environ 0,250 mm dans laquelle on doit réali- ser la zone 32. Les figures 3A - 3C sont des vues selon la ligne 3-3 de la figure 2 à trois phases différentes de la construction, qui illustrent les difficultés d'alignement relatif. La figure 3A montre la plaque de base 10 sur laquelle une zone conductrice 32 a été déposée entre une ligne B et une ligne A. La figure 3B montre un plot 34 qui est fixé à la zone 32 par une opération de dépôt ou de revêtement, et une couche isolante en verre 35 qui est appliquée sur les lignes conduc- trices jusqu'à un niveau inférieur à celui de la surface de sommet du plot 34. La figure 3C montre une ligne 36 dans un plan à un niveau élevé qui est connectée à un plot 34 et à d'autres plots similaires, ainsi qu'une couche de verre supplémentaire 40 qui est appliquée sur ce plan à un niveau élevé. Les figures 3A-3C représentent un certain nombre de phases de fabrication, chacune d'elles nécessitant un ali- gnement précis des éléments du panneau afin d'obtenir les connexions de fabrication appropriées. De très faibles erreurs d'alignement amènent le plot 34 en contact électrique soit avec une ligne A soit avec une ligne B, ce qui rend le panneau inapte au fonctionnement. La figure 4 représente une structure perfectionnée dans laquelle les connexions du panneau électrique peuvent être effectuées en s'affranchissant des inconvénients qui résultent de tolérances dimensionnelles serrées, tout en conservant les avantages d'un écarte- ment inter-ligne serré, pour donner une bonne résolution visuelle. On parvient à ce perfectionnement en interconnectant des paires de lignes "B" le long d'un côté du panneau, en prolongeant le conduc- teur d'interconnexion jusqu'à la ligne bus 28, et en interconnectant des paires de lignes "A" le long de l'autre côté du panneau, en pro- longeant de façon similaire le conducteur d'interconnexion jusqu'à la ligne bus 26. Ceci triple effectivement l'écartement entre le plot 32 et n'importe quel conducteur adjacent, et offre la possibilité d'augmen- exemple ter l'aire du plot 32, comme le montre par / le contour en pointillés 42 sur la figure 4. La figure 5 est une vue selon les lignes 5-5 de la figure 4, dans laquelle l'écartement inter-conducteur D est fortement agrandi par rapport à celui qui est représenté sur la figure 2. Un plot agrandi 42 est représenté en pointillés pour illustrer les tolérances dimensionnelles considérablement assouplies de la structure de la figure 4, car on voit que le plot 34 peut présenter un défaut d'ali- gnement considérable par rapport à la zone 42, tout en établissant une connexion électrique correcte et en ne créant aucun risque de pontage avec les conducteurs adjacents. La figure 6 est une représentation éclatée en vue de dessus d'une partie du panneau à plasma de la figure 4, comprenant les con- ducteurs d'entrée qui sont connectés aux languettes conductrices 12, 13 et 14. On voit un certain nombre de lignes conductrices orthogo- nales, parmi lesquelles les lignes B1, A1 et S1. La ligne S1 est connectée à un conducteur de bus 36b, conformément aux techniques qui ont été décrites précédemment et le conducteur de bus 36b est dans un plan de niveau supérieur par rapport aux connexions conduc- trices avec les lignes B et A. La figure 7 représente une coupe selon les lignes 7-7 de la figure 6, qui montre les dimensions relatives des éléments critiques. La largeur B1 des lignes est de préférence de 0,025 à 0,075 mm et l'épaisseur D2 est de préférence d'environ 0,012 mm. L'épaisseur D3 de la couche diélectrique en verre qui recouvre les lignes et qui les sépare des canaux de gaz est de préférence de 0,025 à 0,035 mm. L'écartement entre les lignes est de préférence d'environ 0,125 mm pour que le panneau ait une bonne résolution. Au cours du fonctionne- ment, l'amorçage visible dans le gaz qui se produit à l'intérieur du panneau a lieu dans le canal de gaz dans la région qui s'étend entre des lignes orthogonales adjacentes, soit effectivement sur la distance D2. On a constaté l'existence d'une relation critique entre la pro- fondeur D5 des canaux de gaz et l'écartement inter-ligne D2 des con- ducteurs orthogonaux. Cette relation doit être telle que le champ électrique qui est développé à partir des conducteurs orthogonaux adjacents soit suffisamment confiné dans la profondeur du canal de gaz pour éviter des effets d'étalement de champ qui exercent une influence sur les conducteurs qui sont positionnés plus loin le long du canal de gaz. D'autre part, si on donne une profondeur insuffi- sante au canal de gaz, les effets de champ électrique qui apparaissent entre les conducteurs adjacents sont insuffisants pour avoir une influence sur l'amorçage dans le gaz, même dans la région qui est située entre les conducteurs. On a déterminé qu'une profondeur de canal de gaz comprise entre 0,2 et 0,4 fois l'espacement inter-ligne donne des caractéristiques d'amorçage optimales entre les lignes orthogonales adjacentes, sans donner des caractéristiques d'amorçage erratiques à d'autres points le long du canal de gaz. Ainsi, dans le mode de réalisation le plus avantageux dans lequel l'écartement inter- ligne a une valeur nominale de 0,125 mm, la profondeur de canal de gaz D5 est comprise entre 0,025 et 0,050 mm pour donner un fonction- nement optimal. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Panneau d'affichage à décalage à plasma fonctionnant en alter- natif, du type qui comporte des segments conducteurs plans et parallèles qui sont orientés transversalement par rapport à un certain nombre de canaux de gaz, avec une séparation diélectrique entre les segments conducteurs plans et les canaux de gaz, tandis qu'un segment conducteur plan sur trois est attaqué de façon électrique par une source de tension d'excitation commune A, B ou S, caractérisé en ce que la connexion des segments conducteurs plans aux sources de tension est effectuée à l'aide des éléments suivants: plusieurs lignes bus de connexion(36a,36b)pamal- 1MLes et distantéEqdtexn3a-i dans une direction orthogonale aux seg- ments conducteurs plans, avec une ligne bus-de connexion dans un plan situé au même niveau que les segments conducteurs plans et une ligne bus de connexion dans un plan situé à un niveau différent de celui des segments conducteurs plans, ces lignes bus de connexion étant séparées par des intervalles et adjacentes aux première et seconde extrémités respectives des segments conducteurs plans; des éléments qui connectent les segments conducteurs plans aux lignes bus de connexion par configu- rations répétitives de six et qui comprennent: une structure qui interconnecte les extrémités des premier et quatrième segments con- ducteurs plans et une structure qui connecte les extrémités inter- connectées à une première ligne bus de connexion adjacente aux pre- mières extrémités des segments conducteurs plans; une structure qui interconnecte les extrémités des troisième et sixième segments con- ducteurs plans et une structure qui connecte les extrémités inter- connectées à une seconde ligne bus de connexion qui est adjacente aux secondes extrémités des segments conducteurs plans; une structure qui connecte le second segment conducteur plan à une troisième ligne bus de connexion qui est adjacente aux premières extrémités des seg- ments conducteurs plans; et une structure qui connecte le cinquième segment conducteur plan à une quatrième ligne bus de connexion qui est adjacente aux premières extrémités des segments conducteurs plans; des éléments qui interconnectent les troisième et quatrième lignes bus de connexion et qui connectent ces dernières à une source de ten- sion d'excitation S; et des éléments qui connectent la première ligne bus de connexion à une source de tension d'excitation A et qui connectent la seconde ligne bus de connexion à une source de tension d'excitation B. 2. Panneau d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les troisième et quatrième lignes bus de connexion se trouvent dans un plan qui est à un niveau différent de celui des seg- ments plans. 3. Panneau d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et seconde lignes bus de connexion se trouvent dans un plan qui est à un niveau différent de celui des segments conducteurs. 4. Panneau d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque de base en verre qui est destinée à supporter tous les segments conducteurs plans et les lignes bus de connexion. 5. Panneau d'affichage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une première couche de verre qui recouvre les segments conducteurs plans et deux des lignes bus de connexion. 6. Panneau d'affichage selon la revendication 5, caractérisé en ce que deux des lignes bus de connexion sont situées au-dessus de la première couche de verre. 7. Panneau d'affichage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une seconde couche de verre qui recou- vre la première couche de verre et les lignes bus de connexion. 8. Panneau d'affichage selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque de verre qui comporte des canaux et qui recouvre la seconde couche de verre, ces canaux étant disposés de façon orthogonale par rapport aux segments conducteurs plans. 9. Panneau-d'affichage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les canaux ont une profondeur D qui est supérieure à 0,2 fois l'écartement entre les'segments conducteurs plans. 10. Panneau d'affichage selon la revendication 9, caractérisé en ce que les canaux ont une profondeur D qui est inférieure à 0,4 fois l'écartement entre les segments conducteurs plans.