Brevet FR2611295A1 — publié le 19880826

PANNEAU A PLASMA A QUATRE ELECTRODES PAR POINT ELEMENTAIRE D'IMAGE ET PROCEDE DE COMMANDE D'UN TEL PANNEAU A PLASMA La présente invention concerne les panneaux à plasma de type alternatif. Elle concerne également des procédés de commande de ces panneaux. Les panneaux à plasma de type alternatif, tels qu'il sont actuellement commercialisés, sont constitués, comme cela est représenté schématiquement sur la figure 1, de deux dalles de verre 1 et 2 portant chacune un réseau d'électrodes parallèles entre elles xl, x2, x3..., Yl, Y2, Y3., qui sont recouvertes d'une couche diélectrique 3. Les deux dalles sont montées et scellées de façon que les deux réseaux d'électrodes soient perpendiculaires entre eux et qu'il existe une très faible distance entre les deux couches diélectriques en vis-à-vis 3. Cet espace entre les deux couches diélectriques est rempli d'un gaz, généralement à base de néon. Chaque point élémentaire d'image est défini par l'intersection de deux électrodes perpendiculaires. L'affichage des informations se fait par allumage répété d'une décharge luminescente au sein du gaz grâce à des signaux d'adressage et d'entretien véhiculés par les électrodes. Les signaux d'adressage permettent de créer des décharges ou de supprimer la possibilité de décharges ultérieures pour les points élémentaires d'images sélectionnés. Les signaux d'entretien permettent la création de décharges périodiques pour les points élémentaires d'images qui sont allumés. Cette structure de panneau à plasma à deux électrodes par point élémentaire d'image a pour avantages d'être de réalisation technologique simple, d'être robuste et d'utiliser des circuits de commande électrique bien connus. Cette structure présente cependant les deux inconvénients suivants 26 1 1295 - le nombre d'électrodes à connecter est important. Ainsi, dans le cas d'écrans à haute définition o l'on veut commander 1000 points élémentaires d'images, il faut connecter au minimum 2000 électrodes. En conséquence, les connexions à réaliser et les circuits de commande de ces écrans représentent en général un coût plus important que le panneau luimême; - il s'est avéré en pratique difficile d'obtenir avec les panneaux à plasma à deux électrodes par point élémentaire d'image une autre couleur que le traditionnel rouge-orangé du néon. En effet, l'obtention de lumière d'une autre couleur avec un bon rendement lumineux et à fortiori, la restitution de plusieurs couleurs simultanément, nécessite de déposer sur les couches de diélectrique 3 une ou plusieurs couches de luminophores convertissant en lumière visible le rayonnement ultraviolet généré par les décharges. Dans les structures classiques à deux électrodes par point élémentaire d'image, le dépôt de ces luminophores, leur positionnement par rapport aux électrodes et leur dégradation par les Ions présents dans les décharges posent des problèmes. D'autres structures de panneaux à plasma que la structure classique illustrée par la figure 1 ont été proposées. Aucune n'a donné entière satisfaction. A titre d'exemple, on citera une structure de panneau à trois électrodes par point élémentaire d'image qui est décrite dans le brevet européen 0. 135.382. Cette structure est illustrée par la figure 2. Chaque point élémentaire d'image est défini par deux électrodes parallèles et coplanaires X et Y et par une électrode Z perpendiculaire aux deux autres. Sur la figure 2, les trois électrodes X, Y et Z sont portées par la même dalle de verre 1. La couche diélectrlque 3 isole les électrodes X et Y de l'électrode Z et recouvre aussi l'électrode Z. Par conséquent, la dalle de verre 2 ne porte aucune électrode et peut donc recevoir des lumninophores, émettant par photoluminescence, la ou les couleurs souhaitées. Les signaux d'adressage sont appliqués aux électrodes croisées Z et X ou Z et Y et les signaux d'entretien sont appliqués aux électrodes parallèles X et Y. L'entretien est donc réalisé par création de décharges latérales entre les deux électrodes X et Y, parallèles et coplanaires. Les brevets européens 0.0135.382 et 0.157.248 décrivent des procédés de commande des panneaux à plasmas représentés sur la figure 2. Ces procédés permettent de réduire le nombre de circuits de commande, mais en contrepartie le nombre de l'0 connexions peut être augmenté. - Ainsi dans le cas d'un panneau comportant 1024 points élémentaires, selon le procédé de commande utilisé, le nombre de circuits de commande varie entre 64 et 1025 et le nombre de connexions varie entre 1056 et 1025. De plus, comme dans le cas des panneaux à deux électrodes par point élémentaire d'image, les circuits de commande sont complexes car les mêmes électrodes X ou Y servent à la fois à l'adressage et à l'entretien, et alors que les signaux d'adressage sont de faible puissance, les signaux d'entretien sont de forte puissance. La présente invention concerne une nouvelle structure de panneau à plasma de type alternatif. La présente invention concerne un panneau à plasma de type alternatif, comportant une pluralité de points élémentaires d'images, chaque point étant défini par des électrodes perpendiculaires entre elles, connectées à des circuits fournissant en fonctionnement des signaux d'adressage et des signaux d'entretien à chaque point élémentaire d'image, caractérisé en ce que chaque point élémentaire d'image est défini par trois électrodes parallèles et coplanaires et par une électrode perpendiculaire aux trois autres, séparée des trois autres au moins par une couche diélectrique, deux des trois électrodes parallèles étant connectées à des circuits fournissant, en fonctionnement les signaux d'entretien, à chaque point élémentaire d'image, tandis que l'électrode perpendiculaire aux trois autres et celle des trois électrodes parallèles entre elles qui n'est pas connectée à un circuit fournissant en fonctionnement les signaux d'entretien, sont connectées à des circuits fournissant en fonctionnement les signaux d'adressage à chaque point élémentaire d'image. L'invention concerne aussi des procédés de commande d'un tel panneau à plasma. Parmi les principaux avantages du panneau selon l'invention, on peut citer: - la simplification des circuits de commande. Dans le panneau selon l'invention, les fonctions d'adressage et d'entretien sont remplies par des électrodes distinctes. De plus, dans un premier mode de réalisation préféré de l'invention, les électrodes du panneau qui reçoivent les signaux d'entretien sont reliées en deux réseaux D et G. En conséquence, il suffit pour appliquer les signaux d'entretien de deux circuits de commande de forte puissance. De plus, dans un second mode de réalisation préféré de l'invention o par rapport au premier mode de réalisation préféré de l'invention, l'une des trois électrodes parallèles entre elles, celle qui véhicule les signaux d'adressage est commune à deux rangées voisines de points élémentaires d'images, on peut diminuer de moitié le nombre de circuits de commande pour l'adressage des points élémentaires qui sont reliés à ces électrodes. En conséquence, l'invention permet de diminuer le coût et la fiabilité des circuits de commande; - la diminution du nombre de connexions, en particulier dans les deux modes de réalisation préférés de l'invention évoqués dans le paragraphe précédant. Cette diminution ne nécessite aucun croisement d'électrodes et entraîne une diminution du coût; - la possibilité d'adresser chaque point élémentaire d'image séparément. Ceci est particulièrement intéressant lorsque seule une partie de l'information affichée sur le panneau doit être modifiée. Avec les panneaux selon l'invention, il est tout à fait possible de réaliser un adressage du panneau ligne par ligne ou point par point; - une amélioration de la luminance, à consommation égale par rapport aux panneaux standards à deux électrodes par point élémentaire d'image. 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: - les figures i et 2, des schémas illustrant la structure de deux modes de réalisation de panneaux à plasma selon l'Art Antérieur; - la figure 3, un schéma représentant les quatre électrodes définissant chaque point élémentaire d'image dans les panneaux à plasmas selon l'invention; - les figures 4 et 6, deux modes de réalisation représentés de façon schématique de panneaux à plasma selon l'invention; - les figures 5a à d et 7a à d, des signaux de commande des panneaux des figures 4 et 6; - la figure 8, une variante de la figure 3. Sur les différentes figures, les mêmes repères désignent les mêmes éléments, mais, pour des raisons de clarté, les cotes et proportions des divers éléments ne sont pas respectées. Dans le panneau à plasma selon l'invention, chaque point élémentaire d'image est défini par quatre électrodes, comme cela est représenté schématiquement sur la figure 3. Sur la figure 3, on montre qu'un point élémentaire d'image est défini d'une part par trois électrodes parallèles G, D, X et d'autre part par une électrode Y perpendiculaire aux trois autres. Les trois électrodes G, D, X sont situées dans un même plan, sur un même support, qui peut être l'une des deux dalles de verre 1 ou 2 que comporte le panneau - voir par exemple sur la figure 1 relative à l'Art Antérieur, les deux dalles de verre qui portent les références 1 et 2. 26i 1295 L'électrode Y est séparée des trois autres électrodes G, D, X au moins par une couche diélectrique. Sur la figure 3, l'électrode Y est portée par la même dalle de verre 1 ou 2 que les électrodes G, D, X; dans ce cas une couche diélectrique non représentée sur la figure 3, sépare les électrodes G, D, X et Y et recouvre aussi la ou les électrodes situées vers l'intérieur du panneau. L'électrode Y peut aussi être portée par l'autre dalle de verre que celle qui porte les électrodes G, D, X. Dans ce cas une couche de diélectrique recouvre l'électrode Y et une autre couche de diélectrique recouvre les électrodes G, D, X. Sur la figure 1, on a désigné par la référence 3 ces couches de diélectrique qui recouvrent les électrodes. Deux des trois électrodes parallèles, par exemple les électrodes G et D servent à véhiculer les signaux d'entretien. Il s'agit donc d'un entretien de type coplanaire. Les deux électrodes perpendiculaires X et Y servent à véhiculer les signaux d'adressage. Il est donc clair que dans les panneaux à plasma selon l'invention les fonctions d'adressage et d'entretien sont remplies par des électrodes distinctes ce qui permet d'utiliser des circuits électroniques bien adaptés à la forte puissance requise par les signaux d'entretien et à la faible puissance requise par les signaux d'adressage permettant d'utiliser des circuit à haute impédance. Il est également clair que les panneaux à plasma selon l'invention permettent d'adresser chaque point élémentaire d'image séparément, puisque l'adressage de chaque point est réalisé par deux électrodes perpendiculaires données. L'adressage peut aussi se faire bien entendu ligne par ligne. Sur la figure 4, on a représenté de façon schématique, c'est-à-dire seulement par ses électrodes, un panneau à plasma selon l'invention. Le panneau de la figure 4 comporte quatre lignes et quatre colonnes de point élémentaires d'images. 26 1 1295 Comme sur la figure 3, chaque point élémentaire d'image est défini par quatre électrodes Y et G, D, X. Sur la figure 4, on a désigné par Y1 à Y4, G1 à G4, D1 à D4 et X1 à X4 les électrodes utilisées. Les électrodes G1 à G4 et D1 à D4 sont reliées entre elles et créent deux réseaux appelés D et G. La création des deux réseaux D et G permet de limiter à deux le nombre de circuits E1 et E2, fournissant en fonctionnement les signaux d'entretien à chaque point élémentaire d'image, et nécessaires au fonctionnement du panneau. De plus, le nombre de connexions du panneau est diminué. Les électrodes Y1 A Y4 et X1 à X4 sont reliées à des circuits appelés A1 à A8 qui fournissent en fonctionnement les signaux d'adressage à chaque point élémentaire d'image. Sur les figures 5a, b, c et d, on a représenté les signaux véhiculés par les électrodes Yj, Xi, avec i = 1 à 4 et j = 1 à 4, D et G de façon à réaliser l'adressage et l'entretien des points élémentaires d'images d'un panneau selon l'invention. Ce qui est représenté sur les figures 5a à d ne constitue qu'un procédé de commande parmi d'autres d'un panneau selon l'invention. Au dessus de la figure 5a, on a indiqué comment se répartissent en fonction du temps t, porté en abscisse, les différentes phases 1, 2, 3, 4, 5 que comporte la commande du panneau. La phase 1 est une phase d'initialisation pendant laquelle on crèe une décharge entre toutes les électrodes X et Y] du panneau de façon à conduire vers chaque électrode Xi des charges d'un signe donné. Ces charges se localisent dans l'espace correspondant à l'intersection des électrodes Xi et Y]. pour cela, on voit sur les figures 5a et b que pendant la phase 1, on applique A l'électrode Yj une impulsion de tension positive de valeur +Vy et on applique à l'électrode Xi une impulsion de tension négative de valeur -Vx, Vy et VX étant des valeurs positives. Entre les électrodes Xi et Y considérées, est créée une différence de potentiel suffisante pour créer une décharge. Au cours de la phase 2 s'effectue le transfert des charges créés sur l'électrode Xl au cours de la phase 1 sur l'électrode D. Cela est réalisé en maintenant au potentiel de référence pris égal à OV par exemple, les électrodes Y et G et en appliquant sur les électrodes Xlet D des créneaux de tension d'amplitude successivement égale à +V1 et -VH1Y et en opposition de phase sur les électrodes Xi et D. Ainsi on crèe entre l'électrode Xi et l'électrode D, une décharge ou un nombre impair de décharges. Chaque décharge a pour effet d'inverser le signe des charges ainsi transférées sur l'électrode D. Un nombre impair de décharges conduit à un résultat identique et bien stable. La phase 3 est une phase d'adressage au cours de laquelle, il est possible de créer une décharge entre les électrodes Xi et Y, si l'on désire allumer un point élémentaire d'image j donné. On réalise donc un adressage sélectif de chaque point élémentaire d'image que l'on appelle aussi adressage aléatoire. Dans le mode de réalisation des signaux de commande représenté sur les figure 5a à d, les électrodes D et G sont à O Volt pendant la phase 3. L'électrode Y] reçoit une impulsion de tension égale à +V y. En ce qui concerne l'électrode X1, elle passe à -VX si l'on désire mettre à l'état allumé le point élémentaire d'image considéré. Si l'on désire éteindre un point élémentaire d'image ou le conserver à l'état éteint, il suffit que les deux tensions indiquées précédemment ne soient pas présentes simultanément sur les deux électrodes Yj et X1. Au cours de la phase 3, dans le cas o il se produit l'allumage du point élémentaire d'image, il y a inversion des charges stockées sur l'électrode Xi. Au cours de la phase 4, il y a une succession de décharges entre les électrodes Xiet D. Cela est obtenu en appliquant à ces électrodes des créneaux de tension, en opposition de phase, d'amplitude égale successivement à +V1 et -V2. La phase 5 est une phase d'entretien au cours de laquelle les électrodes Yj et Xi sont au potentiel de référence, égal à O Volt par exemple et les électrodes D et G reçoivent des créneaux de tension en opposition de phase, d'amplitude égale successivement à +V1 et -V2. Il y a donc création d'une succession de décharges entre les électrodes D et G. On réalise bien un adressage aléatoire permettant d'allumer ou d'éteindre un point élémentaire d'image sans que cela modifie l'état des autres points élémentaires d'image car lors des phases 1 et 3, il faut appliquer des signaux sur les électrodes X. et Y. D'autres adressages non aléatoires sont possibles j avec la même structure, par exemple l'adressage ligne par ligne. La figure 6 représente un autre mode de réalisation d'un panneau selon l'invention. Ce panneau diffère de celui de la figure 4 par le fait que Ies électrodes X2 et X4 sont supprimées et que les électrodes X1 et X3 reliées aux circuits A5 et A7 sont communes à deux colonnes de points élémentaires d'images voisines. Ce mode de réalisation permet donc de diminuer le nombre de connexions et le nombre de circuits de sélection, tout en conservant la possibilité de réaliser un adressage aléatoire. Dans le mode de réalisation de la figure 6, pour un panneau comportant 1024 rangées de points élémentaires d'images, il faudra utiliser seulement deux circuits d'entretien de forte puissance et seize circuits d'adressage de basse puissance, ayant chacun 32 bits. Alors que les panneaux connus jusqu'à présent nécessitaient au minimum 64 circuits d'entretien. Pour n rangées de points élémentaires d'images, les panneaux selon l'invention ne nécessitent que n/2 + 2 connexions sur l'une des faces du panneau et n connexions sur l'autre face. Sur les figures 7a, b, c, d, on a représenté un exemple des signaux d'adressage Yj, Xi, D et G du panneau de la figure 6. 2611295 Un tel panneau nécessite la succession de deux types de phases que l'on a appelées les phases 10, 20, 30, 40, 50 et les phases 100, 200, 300, 400, 500. Les phases 10 à 50 permettent d'adresser les points élémentaires d'images situés à gauche des électrodes X1 et X3. Les phases 100 à 500 permettent d'adresser les points élémentaires d'images situés à droite des électrodes X1 et X3, et pour lesquels le rôle des électrodes G et D est inversé par rapport aux points élémentaires d'images situés à gauche des électrodes X1 et X3. Les signaux de commande représentés sur les figures 7a à d pendant les phases 10, 20, 30, 40, 50 sont identiques aux signaux de commande représentés sur les figures 5a à d. Les signaux de commande représentés sur les figures 7a à g pendant les phases 100 à 500 diffèrent de ceux des phases 10 à 50, seulement en ce qui concerne les signaux appliqués aux électrodes D et G qui ont été intervertis. Cette modification correspond à la position des électrodes sur la figure 6, o les électrodes X1 et X3 sont encadrées à gauche par les électrode D1 et D3 et à droite par les électrodes G2 et G4. Pendant la phase d'adressage 20, le transfert de charges décrit en ce qui concerne la phase 2 ne se produit qu'entre les électrodes X1, X3 et leurs électrodes voisines D1 et D3. Par contre, ce transfert ne se produit pas entre les électrodes X1, X3 et les électrodes D2 et D4, car les électrodes G2 et G4 sont intercalées entre les électrodes X1, D2 et X3, D4. En conséquence, pendant la phase 30, seuls les points élémentaires d'images situées à gauche des électrodes X1 et X3 peuvent être adressés car les impulsions d'entretien qui ont eu lieu pendant la phase 20 n'ont pu se produire qu'entre les électrodes D1, X1 et D3, X3. Pendant la phase 200 au contraire, il ne peut y avoir d'impulsions d'entretien qu'entre les électrodes G2 et X1 et G4 et X3. En conséquence, pendant la phase 300 seuls les 26 1 1295 1! points élémentaires d'images situés à droite des électrodes X1 et X3 peuvent être adressés. Comme dans le cas de la figure 5, les signaux d'adressage de la figure 7 ne sont donnés qu'à titre d'exemple. Il est bien entendu que l'invention concerne également les panneaux à plasma dans lequels, comme sur la figure 6, une électrode telle que X1, X3..., servant à l'adressage, est commune à deux rangées de points élémentaires d'images voisines, mais pour lesquels, contrairement à ce qui est représenté sur la figure 6, les électrodes D1 à D4 et G1 à G4 ne sont pas reliées selon deux réseaux Det G. Sur la figure 8, on a représenté un mode de réalisation particulier d'un panneau selon l'invention dans lesquel les électrodes-G, D, X parallèles entre elles ne sont plus en forme de bande mais sont crénelées. Cette forme des électrodes permet de mieux localiser les décharges correspondant à chaque point élémentaire d'image. Il est clair que les décharges restent localisées entre les portions d'électrodes qui sont le plus rapprochées. Sur la figure 8, on a représenté aussi une électrode Z, parallèle et coplanaire aux électrodes Y, qui sert également à localiser les décharges à chaque point élémentaire d'image. Ces électrodes Z, don il est question dans le brevet européen 0.125.382 déjà cité, sont dites électrodes de séparation. Elles peuvent être soit électriquement flottantes, soit connectées à une source de tension. REVENDICATIONS 1. Panneau à plasma de type alternatif, comportant une pluralité de points élémentaires d'images, chaque point étant défini par des électrodes perpendiculaires entre elles, connectées à des circuits fournissant en fonctionnement des signaux d'adressage et des signaux d'entretien à chaque point élémentaire d'image, caractérisé en ce que chaque point élémentaire d'image est défini par trois électrodes parallèles et coplanaires (G,D,X) et par une électrode (Y) perpendiculaire aux trois autres, séparée des trois autres au moins par une couche diélectrique, deux des trois électrodes parallèles (G,D) étant connectées à des circuits fournissant, en fonctionnement les signaux d'entretien, à chaque point élémentaire d'image, tandis que l'électrode perpendiculaire aux trois autres (Y) et celle (X) des trois électrodes parallèles entre elles qui n'est pas connectée à un circuit fournissant en fonctionnement les signaux d'entretien, sont connectées à des circuits fournissant en fonctionnement les signaux d'adressage à chaque point élémentaire d'image. 2. Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux électrodes parallèles entre elles connectées à des circuits fournissant en fonctionnement les signaux d'entretien à chaque point élémentaire d'image sont reliées aux autres électrodes similaires du panneau de façon à constituer deux réseaux d'électrodes (D,G) reliées à deux circuits (El, E2) fournissant en fonctionnement les signaux d'entretien à chaque point élémentaire d'image. 3. Panneau selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que celle (X1, X3) des trois électrodes parallèles entre elles qui est connectée à un circuit (A5, A7) fournissant en fonctionnement les signaux d'adressage à chaque point élémentaire d'image est commune à deux rangées voisines de points élémentaires d'images et en ce que le panneau à plasma comporte la répétition suivante de groupes de cinq électrodes parallèles entre elles: - une première et une deuxième électrodes (G1, D1) reliées à des circuits (E2, El) fournissant en fonctionnement les signaux d'entretien à chaque point élémentaire d'image; - une troisième électrode (X1) connectée à un circuit (A5) fournissant en fonctionnement les signaux d'adressage à chaque point élémentaire d'image; - une quatrième et une cinquième électrodes (G2,D2) connectées à des circuits (E2, E1) fournissant en fonctionnement les signaux d'entretien à chaque point élémentaire d'image, la quatrième électrode recevant les mêmes signaux que la première, et la cinquième électrode recevant les mêmes signaux que la deuxième. 4. Panneau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les trois électrodes parallèles et coplanaires (G,D, X) ont une forme crénelée de façon à permettre une meilleure localisation des décharges entre électrodes parallèles. 5. Panneau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque point élémentaire d'image comporte une électrode de séparation (Z), sensiblement parallèle à l'électrode (Y) perpendiculaire aux trois autres. 6. Procédé de commande d'un panneau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte la répétition des cinq phases suivantes: - une première phase au cours de laquelle est créée une décharge entre les deux électrodes (X,Y) recevant les signaux d'adressage; - une seconde phase au cours de laquelle est créée au moins une décharge entre celle (X) des trois électrodes parallèles et coplanaires recevant les signaux d'adressage et 14 2611295 l'une des deux autres électrodes parallèles et coplanaires (G ou D); - une troisième phase au cours de laquelle, lorsque l'on désire inscrire un point élémentaire d'image, on crée une décharge entre les deux électrodes recevant les signaux d'adressage (X,Y); - une quatrième phase au cours de laquelle est créée une succession de décharges entre les électrodes sollicitées au cours de la seconde phase; - une cinquième phase au cours de laquelle est créée une succession de décharges entre les électrodes (D, G) recevant les signaux d'entretien. 7. Procédé de commande d'un panneau selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte la répétition des cinq phases définies dans la revendication 6, avec au cours de la deuxième et de la quatrième phases des décharges entre celle (X) des trois électrodes parallèles et coplanaires recevant les signaux d'adressage et l'une des deux autres électrodes parallèles et coplanaires (G ou D), puis la répétition des cinq phases définies dans la revendication 6, avec au cours de la deuxième et de la quatrième phases des décharges entre celle (X) des trois électrodes parallèles et coplanaires recevant les signaux d'adressage et celle des deux autres électrodes parallèles et coplanaires qui n'a pas été utilisée dans les cinq phases précédentes.