Brevet FR2497984A1 — publié le 19820716

La présente invention concerne un dispositif d'affi- chage à décharge notamment un dispositif tel qu'un panneau plat ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel dispositif. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'affichage à décharge, en matrice, du type à courant continu, avec une paire d'électrodes d'anode et d'électrodes de cathode pour les électrodes de décharge qui sont respectivement groupées en rangées et en colonnes, les deux groupes d'électrodes étant en regard l'un de l'autre d'une certaine distance et la décharge par incandescence entre les parties opposées des électrodes des deux groupes assurant l'affichage par décharge incandescente. Selon les figures 1 et 2, un dispositif d'affichage à décharge à courant continu, du type matrice, se compose d'une enveloppe plate 1 formée de deux supports 2, 3, constitués chacun par exemple par une plaque de verre, avec des électrodes de décharge. L'un des supports 2, 3, par exemple le support 2, comme cela est représenté, est constitué d'une plaque de verre transparent ou perméable à la lumière. Les deux supports 2, 3 sont en face l'un de l'autre et leurs bords périphériques sont scellés par exemple par du verre fritté 4 pour former un intervalle plat 5 pour la décharge entre les deux supports 2, 3, cet intervalle 5 étant scellé et contenant un gaz rare. Sur la surface intérieure d'un support, par exemple le support 3, il y a sous la forme d'un revêtement, un groupe d'électrodes Y qui sert de cathode et qui est formé d'un ensemble d'électrodes parallèles Y1, Y2, Y3, #......, ces électrodes étant disposées dans une direction par exemple dans la direction des lignes, avec un intervalle prédéterminé entre les électrodes adjacentes et une largeur appropriée. Un groupe de barrière d'isolation G est également réalisé sur la surface intérieure du support 3 sur lequel est formé le groupe d'électrodes Y. Le groupe de la barrière d'isolation G est formé d'un ensemble de barrières en saillie assurant l'isolation gl, g2, g3., chaque barrière étant disposée dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale des électrodes respectives Y1, Y2, Y3..... du groupe Y des électrodes de cathode, avec un intervalle prédéterminé entre les barrières adjacentes et une largeur adéquate. Dans le cas présent, la hauteur de chacune des barrières en saillie gl, g2, g3...., est choisie en fonction de l'intervalle des supports 2 et 3. Sur la surface intérieure de l'autre support 2 se trouve un groupe X d'électrodes d'anode, réalisé sous la forme d'un revêtement; ce groupe X se compose d'un ensemble d'électrodes parallèles xl, x2, x3...., chacune dirigée dans une direction essentiellement perpendiculaire à la direction longitudinale des électrodes parallèles Y1, Y2, Y3,...., formant le groupe Y des électrodes de cathode et ayant une largeur prédéterminée. Les électrodes d'anode xl, x2, x3,..., respectives du groupe d'électrodes d'anode X, sont séparées par les barrières en saillie g, g2, g3,..... du groupe de barrières en saillie G d'isolation, pour délimiter des intervalles en forme de bande 5a, 5b, 5c,.... dans l'espace 5, pour éviter la diffusion de l'arc incandescent, le long de chacune des électrodes de cathode Y1, Y2, Y3,...... Lorsqu'une tension est appliquée par exemple aux électrodes respectives Y1, Y2, Y3,...,, du groupe d'électrodes de cathode Y en multiplexage dans le temps, pendant que des tensions sont appliquées en fonction des signaux d'affichage sur les électrodes respectives xl, x2, x3,. du groupe d'électrodes d'anode X de façon séquentielle ou simultanée, on a des émissions lumineuses ou par incandescence, dont la clarté dépend de la différence de tension, suivant que les signaux d'affichage sont destinés à donner une image lumineuse de façon séquentielle par points ou de façon séquentielle par lignes, pour effectuer un affichage. En général, dans le type de dispositif d'affichage ci-dessus, les électrodes respectives xl, x2, x3,.... du groupe d'électrodes d'anode X sont placées pratiquement au centre des intervalles de décharge respective 5a, 5b, 5c,... et on observe l'émission lumineuse ou l'incandescence du côté de l'électrode d'anode. Dans ce cas, si les électrodes respectives xl, x2, x3,.... du groupe d'électrodes d'anode X, sont constituées chacune sous la forme d'une électrode transparente, on peut réaliser un affichage brillant. Toutefois, comme une telle électrode transparente présente une très grande résistance électrique, si l'électrode d'anode n'est pas réalisée sous forme d'électrode transparente, cela n'est pas intéressant pour avoir une clarté uniforme. C'est pourquoi dans ce type de dispositif d'affichage, les électrodes du côté de l'observateur sont en général des électrodes opaques présentant une moindre résistance électrique. En général, le pas ou intervalle de répartition des parties incandescentes ou d'émission lumineuse ou intervalle de décharge 5a, 5b, 5c,.... est de l'ordre de 2004km. Dans ce cas, les électrodes respectives xi, x2, x3... du groupe d'électrodes d'anode X du côté de l'observateur et les barrières respectives gl, g2, g3,... se réalisent en général par un procédé d'impression de sorte que la largeur des électrodes d'anode est égale à 70&m. Toutefois, comme la hauteur des barrières respectives gl, g2, g3,... doit être relativement importante, par exemple de l'ordre de à 159 m, on répète plusieurs fois le procédé d'impression, ce qui augmente la largeur de chaque barrière gl, g2, g3,... pour atteindre environ 100r m. Ainsi, dans ce cas, la largeur de chacun des intervalles 5a, 5b, 5c,... est de l'ordre d'environ 100im, mais une partie correspondant à 70 m est recouverte par chacune des électrodes d'anode xi, x2, x3... de sorte que la largeur de la partie d'émission lumineuse ou de l'affichage incandescent que l'on peut voir est seulement de 15 m de chaque côté de chaque électrode d'anode xi, x2, x3, en d'autres termes, 70 % de la largeur de la partie incandescente ou photoémissive par décharge, est recouverte par les électrodes d'anode x1, x2, x3,. La présente invention a pour but de créer un dispositif d'affichage à décharge en forme de panneau plat, remédiant aux inconvénients des dispositifs connus, permettant de réaliser un affichage brillant. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'affichage en forme de panneau plat, qui se compose d'une première et d'une seconde plaques isolantes, au moins l'une des plaques étant transparente, un premier ensemble d'électrodes parallèles étant prévu d'un côté de la première plaque et un second ensemble d'électrode parallèle étant prévu sur un côté de la seconde plaque, suivant un angle prédéterminé par rapport aux premières électrodes, ces premières électrodes étant espacées par rapport aux secondes électrodes en regard de celles-ci pour définir une matrice de conducteurs croisés, définissant des régions d'incandescence, un ensemble de barrières d'isolation, parallèles, prévues sur au moins une face de la première plaque de façon à être parallèle aux premières électrodes et être en saillie par rapport à la seconde plaque, les barrières ayant le même pas de répartition et la même largeur que les premières électrodes, l'une des barrières chevauchant les bords respectifs de l'une des premières électrodes et les première et seconde plaques étant réunies par leurs bords extérieurs scellés, l'intervalle recevant un gaz susceptible de devenir incandescent. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est une vue en plan des parties principales d'un dispositif d'affichage à décharge selon l'art antérieur, - La figure 2 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 1, - La figure 3 est une vue en plan de la partie princi- pale d'un exemple de dispositif d'affichage à décharge en forme de panneau plat, selon l'invention, - La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 3, - Les figures 5 à 9 sont des vues en coupe respectives servant à expliquer un procédé de fabrication du dispositif selon l'invention. DESCRIPTION D'UN MODE DE REALISATION PREFERENTIEL - La présente invention repose sur le fait que dans l'art antérieur, la largeur de l'électrode d'anode du côté de l'observateur de l'émission lumineum correspond à environ 70,x>m dans ce type de dispositif d'affichage à décharge, étant donné les problèmes de fabrication qui viennent d'être expliqués; toutefois, il suffit que la largeur de l'électrode d'anode soit d'environ 20 m pour jouer le rôle d'électrode à décharge. Un exemple de dispositif d'affichage à décharge, selon l'invention, sera décrit ci-après à l'aide des figures 3 et 4 dans lesquelles les parties correspondant à celles des figures 1 et 2, portent les mêmes références. La description de ces parties ne sera pas reprise. Selon les figures 3, 4, le dispositif comporte éga- lement des supports opposés 2, 3; sur les faces intérieures ou en regard, il est prévu respectivement un groupe d'électrodes d'anode X qui est formé d'électrodes parallèles x1, x2, x3.... obtenues par un procédé d'impression et un groupe d'électrodes 24979e4 de cathode Y qui se compose d'un ensemble d'électrodes parallèles y1P Y21 Y3p...., réalisées par impression et disposées dans une direction coupant la précédente direction, par exemple essentiellement perpendiculairement à la direction précédente. Selon l'invention, le dispositif comporte un groupe de barrières d'isolation G entre les supports 2, 3 pour délimiter des espaces en forme de bande 5a, 5b, 5c,... associés à chacune des électrodes d'anode xl1, x2, x3.... de l'espace de décharge 5. Selon l'invention, ce groupe de barrières d'isolation G est formé de premières et de secondes barrières en forme de bande en saillie, d'isolation gla' 92a' g3a'... et glb'' 92b ' 93b... dont les surfaces supérieures se touchent l'une l'autre, au moins partiellement dans la direction transversale mais sans disconti- nuité dans leur direction longitudinale, pour définir les espaces 5a, 5b, 5c,... Selon l'invention, le schéma des électrodes d'anode respectives xl, x2, x3,... du groupe d'électrodes d'anode X est le même que celui des premières bandes de barrières d'isolation gia' 92a' g.3a' ... et, de plus, les électrodes d'anode xl, x2, X3.. du groupe d'électrodes d'anode X se trouvent près d'un côté (côté droit) des espaces de décharge 5a, 5b, 5c,... dans l'exemple représenté. Dans ce cas, chacune des premières bandes de barrières d'isolation gla' 92a' g3a'. est revêtue de façon à couvrir un bord laLéral (le bord latéral droit dans l'exemple représenté) de chaque élecLrode d'anode xi, x2, x3,..., correspondant et sur une largeur prédéterminée, par exemple d'environ 40 m dans le cas d'électrodes d'anode xl, x2, x3,... ayant une largeur de 70/ m. Ainsi les électrodes d'anode respectives xl, x2, X3,..., tournées vers les espaces respectifs 5a, 5b, 5c,..DTD: laissent subsister une partie d'une largeur d'environ 3Ofrm. Bien que les groupes d'électrodes respectives X et Y du groupe barrières G des supports 2 et 3 soient réalisés respectivement par un procédé d'impression par sérigraphie, avec soulèvement par un masque ou analogue présentant des schémas prédéterminés, comme les électrodes d'anode xi, x2, x3,... et les premières bandes de barrières glay 92a# g3a... formées sur le même substrat 2, présentent le même schéma, on les réalise par le même procédé avec le même masque. Dans ce cas, le même masque est déplacé d'une distance prédéterminée pendant la fabrication à la fois des électrodes d'anode xl, x2, x3, 6 2497984 et des bandes formant barrières gala 92a' g3a... pour les positionner de façon précise suivant le schéma prédéterminé. La description ci-après concerne le cas des électrodes d'anode xl, x2, x3,... et des premières bandes de barrières gla, 2a' 3 g... t réalisées par impression selon la procédé sérigraphique. Dans le cas présent, sur le support 2, on imprime d'abord par sérigraphie les électrodes d'anode xl, x2, x3,... et ainsi le groupe d'électrodes d'anode X, suivant un schéma parallèle; pour cela, on utilise par exemple de la pâte de nickel Ni, par exemple la pâte diffusée sous la référence 9530 par la société DUPONT; cette pâte est utilisée comme pâte conductrice. Après l'impression, on sèche pour évaporer le solvant contenu dans la pâte conductrice étalée selon le schéma d'impression puis on imprime par sérigraphie les premières bandes formant barrières gla' g2af g3a,... Cette dernière impression sérigraphique est faite par une machine de sérigraphie utilisée également pour l'impression par sérigraphie des électrodes d'anode xl, x2, x3,... avec le même masque. Toutefois, dans ce cas, on déplace le masque dans la direction transversale par rapport à la direction longitudinale du schéma, d'une distance prédéterminée par exemple égale à 30p m, tout en maintenant le parallélisme; au lieu d'utiliser la pâte conductrice précédente, on utilise une pâte do verre, par exemple la pâte diffusée sous la référence NT-100 fabriquée par NIPPON TOKI Ltd., comme encre d'impression pour former les premières bandes de barrières gala g2a' g3a'. du schéma à bandes parallèles. Puis on soumet l'ensemble à un traitement thermique, par exemple à 540*C et pendant 60 minutes pour les électrodes xl, x2, x3 et les bandes formant barrières glas 92a' g,3a... De cette façon, on réalise les électrodes xl, x2, x3... et les bandes formant barrières gla' 92a' g93a.... correspondant au..DTD: même schéma parallèle mais en étant décalées en position. L'exemple ci-dessus correspond au cas du procédé d'impression par sérigraphie pour réaliser le schéma; toutefois, selon l'invention, différents autres procédés pour réaliser des schémas peuvent s'utiliser. A titre d'exemple, on décrira le cas d'un procédé par soulèvement utilisant un masque; cette description sera faite à l'aide des figures 5 à 9. 7 2497984 Selon la figure 5, on applique comme revêtement une couche de résine photosensible 6 sur le support 2. Cette couche photo-sensible 6 peut se réaliser à l'aide d'un revêtement par exemple d'alcool polyvinylique, photosensible, sur le support 2; dans ce cas, on peut utiliser du film LISTON (fabriqué par DUPONT) pour préparer la couche photosensible Cette couche photosensible 6 est soumise à une insolation et à un procédé de développement pour enlever le schéma correspondant aux électrodes d'anode xi, x2, x3,... à réaliser en définitive et formées des parties enlevées 6a de façon à constituer un masque de soulèvement comme représenté à la figure 6. Puis, selon la figure 7, on applique comme revêtement une couche conductrice 7 sur le masque formé de la couche de résine 6 et couvrant également les parties enlevées 6a, selon le procédé d'impression par sérigraphie avec par exemple de la pâte de nickel Ni. Puis on enlève le masque formé par la couche de résine photosensible 6. Pour enlever le masque dans le cas d'un film LISTON, on chauffe à une température de 4000C à 500C pour l'éliminer. De cette façon, le masque ou la couche de résine 6 s'enlèvent et la couche conductrice 7, imprimée sur la couche de résine 6, s 'enlève également. Selon la figure 8, seule la couche conductrice 7, imprimée directement ou appliquée comme revêtement sur le support 2, reste et forme le groupe d'électrodes d'anode X comprenant les électrodes d'anode xi, x2, x3, A la suite de cette opération (non représentée), on applique une couche de résine couche de résine photosensible analogue à celle ci-dessus sur tout le support 2 y compris le groupe d'électrodes X; on effectue une insolation ou exposition analogue et on développe pour former le schéma. Dans ce cas, on utilise le même masque d'exposition que celui ayant servi à exposer la couche de résine 6 pour le procédé d'exposition de la dernière couche de résine en le déplaçant de façon parallèle et avec un écartement prédéterminé. Le schéma formé par la couche de résine présente la même structure que les parties enlevées 6a (figure 6), mais, en étant décalée parallèlement aux précédentes. Puis si la plaque de verre est imprimée sur toutes les faces, on enlève la couche de résine on soulève la couche imprimée et on procède par frittage de façon à réaliser les premières bandes barrières gla' g2a' 3 a'.... sur les électrodes d'anode xl, x2, x, ces bandes formant barrières étant décalées des électrodes formant anode et de largeur prédéterminée, comme cela est représenté à la figure 9. Comme indiqué, puisque les électrodes d'anode xi, x2, x3.. des bandes formant barrières gla g2a' g3a' '.' appliquées sur le même support 2 sont formées selon le même procédé et avec le même masque, on peut avoir une relation de position précise. Lorsque les premières bandes formant barrières gla' g2a' g3a'.... sont réalisées, pour obtenir une hauteur appropriée, on répète plusieurs fois l'impression en utilisant le même masque. Par ailleurs, sur l'autre substrat 3, on réalise le groupe d'électrodes de cathode Y en procédant comme ci-dessus. Par exemple, on réalise ce groupe par impression sérigraphique avec de la pate Ni, on sèche puis on imprime la pâte de verre selon le procédé d'impression sérigraphique en utilisant un masque ayant un schéma parallèle mais coupant le premier schéma par exemple un schéma essentiellement identique à celui du premier masque, servant à réaliser les secondes bandes formant barrières glb' 2b' g 3b'.... Comme pour les bandes formant barrières glb' g2b' g3b'..., on répète le procédé d'impression par exemple 8 fois pour augmenter la hauteur. Puis on soumet l'impression à un procédé de frittage, comme celui mentionné ci-dessus. Lorsque chacune des premières bandes formant barrières gla' g2a' g3a' présente une hauteur suffisante, il est inutile de réaliser des secondes bandes formant barrières glb' g2b' 3b'... hautes. En outre, il est possible de supprimer le cas échéant les skcondes bandes formant barrières glb' g2b' g3b' Lorsqu'on réalise les électrodes formant cathodes Y1, Y2, Y3... et les secondes bandes formant barrières glb' g2b' g3b''' on peut utiliser le procédé de soulèvement ci-dessus. A une extrémité de chacune des électrodes x1, x2, x3,... et Y1, Y2, Y3,... du groupe d'électrodes X et Y, on a des parties formant des bornes 8 et 9 qui débordent respectivement des côtés 2a et 3a des supports 2 et 3, en partant des parties opposées, vers l'extérieur de l'espace scellé qui existe entre les supports 2 et 3. Le dispositif d'affichage à décharge en forme de panneau plat, selon l'invention, peut être commandé selon un procédé 9 2497984 de commande analogue au procédé de commande connu du dispositif d'affichage à décharge décrit en relation aux figures 1 et 2 pour donner un affichage à incandescence que l'on voit du côté portant les électrodes d'anode xl, x2, x3,... Dans ce cas, comme pour le dispositif d'affichage à décharge selon l'invention, l'affichage par incandescence ou par émission de lumière se fait dans chacun des intervalles de décharge 5a, 5b, 5c,... de chacune des parties en regard et qui se coupent des électrodes Xl, x2, X3,... et Y1, Y2, Y3,.... En particulier, selon l'inventiox comme chacune des électrodes d'anode xl, x2, x3,.... est décalée dans chacun des intervalles de décharge 5a, 5b, 5c,.... d'un côté et qu'une partie de chacune des électrodes xi, x2, x3, est en regard, par exemple sur une largeur de 30km, des espaces de décharge 5a, 5b, 5c,..., la proportion de l'affichage à incandescence recouvert par chacune des électrodes xl, x2, x3, est inférieure à la proportion de l'art antérieur, c'est-à-dire inférieure à la moitié, ce qui donne selon l'invention l'affichage brillant. En outre, selon l'invention, il est inutile d'utiliser une couche conductrice transparente qui aurait une résistance électrique élevée pour chacune des électrodes d'anode x1, x2, X3,. à la place de cela, on peut utiliser une couche conductrice métallique à forte conductivité pour les électrodes d'anode, ce qui donne un dispositif d'affichage à décharge fonctionnant avec une meilleuie réponse. En outre, selon l'invention, comme les électrodes d'anode xl, x2, x3 et les bandes formant barrières gla' 92a' g3a'. sont réalisées suivant le même schéma, on peut avoir une relation de position précise ce qui permet une fabrication en grande série du dispositif d'affichage à décharge et ces dispositifs d'affichage présentent des caractéristiques uniformes sans dispersion dans les parties d'affichage à décharge respective. De plus, si la largeur de chacune des électrodes xl, x2 et x3,... en regard de chacun des intervalles de décharge 5a, 5b, est supérieure à 20,> m, les électrodes fonctionnent avec certitude comme électrodes d'anode pour donner la lumière par décharge. R E V E N DI C AT IONS 1 ) Dispositif d'affichage en forme de panneau plat, dispositif composé d'une première et d'une seconde plaques isolantes (2, 3) dont au moins l'une est transparente, un premier ensemble d'électrodes parallèles(X, xl, x2, x3....) prévu sur une face de la première plaque de support (2), un second ensemble d'électrodes parallèles (Y, Yl, Y2, y3'....) prévu sur une face de la seconde plaque (3) pour-faire un angle prédéterminé par rapport aux premières électrodes (X, x1, x2, x3,...), les premières électrodes (X, xl, x2, x3,....) étant espacées des secondes électrodes (Y, Y1' Y2,....) et en regard de celles-ci pour définir une matrice à conducteurs croisés positionnant des régions d'affichage (5a, 5b, 5c), un ensemble de barrières isolantes, parallèles (g1a' g2a'....) prévues sur au moins une face de la première plaque (2) pour s'étendre parallèlement aux premières électrodes (X, x1, x2....) et être en saillie vers la seconde plaque (3), les barrières ayant le même shéma avec le même pas et la même largeur que les premières électrodes (X, xl, x2....), chaque barrière (1ga) chevauchant le bord latéral respectif de chaque première électrode (x1, x2,....) correspondante et la première et la seconde plaques (2, 3) sont réunies l'une à l'autre suivant leursbor extérieur, de façon scellée, et l'intervalle contient un gaz susceptible de s'éclairer. 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les barrières isolantes se composent d'un premier ensemble de barrières isolantes parallèles (gla) prévues sur une face de la première plaque (2) et un second ensemble (glb) de barrières isolantes parallèles, prévues sur une face de la seconde plaque (3), pour croiser et couper les premières électrodes (x1, x2,....), les premières barrières (gla' g2a'.... ) rencontrant les secondes barrières (glb' g2b' *.) correspondant au niveau de leur surface supérieure. 3 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et secondes électrodes (x1, x2, x3,.... et Y1,' Y2, Y3....) sont respectivement les électrodes d'anode et les électrodes de cathode. 4 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur des barrières est sensiblement égale à l'espace séparant la première et la seconde plaques (2, 3). l 2497984 ) Procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à panneau plat, procédé caractérisé en ce qu'on réalise un premier ensemble d'électrodes parallèles (x1, x2,....) sur une face d'une première plaque (2), on réalise un second ensemble d'électrodes parallèles (Y1, Y2,....) sur une face d'une seconde plaque (3), de façon qu'elles fassent un angle prédéterminé par rapport aux premières électrodes (xl, x2, x3,...), on réalise un ensemble de barrières d'isolation parallèles (gla g2a' g3a,.... )sdr au moins un c6té de la première plaque, de façon que ces barrières soient parallèles aux premières électrodes (xl, x2, x3,....) et correspondent aux mêmes schémas avec le même pas et la même largeur que celui des premières électrodes (x1, x2, x3....) de façon à chevaucher l'un des bords des premières électrodes (xl, x2, x3....), on assure le scellage des bords extérieurs des première et seconde plaques (2, 3) et on introduit dans l'intervalle séparant les deux plaques (2, 3) un gaz susceptible d'être éclairé par une décharge. 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le's premières électrodes (xl, x2, x3....) et des barrières isolantes (gla' g2a' g3a'....) sont réalisées par impression en utilisant un masque unique. 7 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé er ce qu'on déplace le masque dans la direction transversale à la direction longitudinale, d'une distance prédéterminée au cours du procédé d'impression pour passer les premières électrodes (x1, x2, x3,....) aux barrières (gla' g2a' g3a'....) 8 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on réalise les barrières (gla' 2 g2a 3a'....) en empilant plusieurs couches isolantes correspondant aux mêmes schémas. 9 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le schéma des premières électrodes (xl, x2, x3,.... et des barrières (gla' 2a' g3a) est réalisé en formant un ensemble de couches photo-résistantes parallèles sur une face de la première plaque (2) en utilisant un masque commun, on applique comme revêtement une couche conductrice isolante sur le c6té extérieur de la première plaque (2) en recouvrant les couches photorésistantes et on enlève les couches photo- résistantes et les couches conductrices et isolantes en même temps.