Brevet FR2662534A1 — publié le 19911129

Panneau d'affichage à plasma et son procédé de fabrication. La présente invention a trait à un panneau d'affichage à plasma et, en particulier, à un panneau d'affichage à plasma à courant continu à tension de décharge entretenue faible. Des panneaux d'affichage à plasma à courant continu classiques (ci-après appelés PDP) comme représenté sur la Figure 1, possèdent une structure selon laquelle une plu ralité d'anodes A et de cathodes K sont respectivement disposées selon une matrice X/Y sur les surfaces intérieures de deux substrats parallèles 10, 20,et des nervures d'arrêt d'une certaine hauteur afin d'empêcher une interférence sont formées entre les anodes A. Les anodes A et les cathodes K du PDP sont exposées à l'espace intérieur délimité par les deux substrats et rempli d'un gaz de décharge, et une décharge à courant continu se produit en chaque élément d'image, c'est-à-dire à l'intersection d'une cathode K et d'une anode A, dont l'emplacement est choisi par une tension dlexcita- tion momentanément appliquée à la matrice anode/cathode. Lorsqu'une décharge se produit entre les anodes et les cathodes, une lumière de décharge constituée d'une lueur négative provenant des cathodes et d'une colonne positive provenant des anodes est émise. C'est la lueur négative qui contribue directement à l'affichage d'une image. Les PDP à courant:continu classiques n'utilisent pas efficacement l'espace du fait que le volume d'une nervure d'arrêt est beaucoup plus grand comparativement au volume de l'espace de décharge:Par conséquent, les cathodes et les anodes deviennent allongées tandis que leur largeur doit être limitée à un certain degré, ce qui augmente leur résistance électrique. En résultat, une chute de tension est créée par suite de la résistance élevée, affaiblissant ainsi l'intensité de décharge entre les cathodes et les ano des. Pour résoudre ce problème, la tension de décharge initiale et la tension de décharge d'entretien doivent être augmentées en élevant la tension appliquée entre les cathodes et les anodes. La chute de tension devient plus grande lorsque la distance entre les points d'application de la tension s'allonge.Par conséquent, la luminosité de l'image n'est pas linéaire. Par conséquent, un des buts de la présente invention est de proposer un panneau d'affichage à plasma.à faible tension de décharge d'entretien et à concentration de courant élevée dans la cathode. Un autre but de la présente invention est de proposer un panneau d'affichage à plasma permettant d'obtenir une image de luminosité uniforme. Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication du panneau d'affichage à plasma qui convient le mieux pour le panneau d'affichage à plasma précité de la présente invention. Afin d'atteindre ces buts, un PDP de la présente invention comporte deux substrats et une pluralité d'anodes et de cathodes sous forme de bandes disposées selon une matrice XJY sur les substrats, les cathodes étant formées de manière à créer des sections en forme de U incurvées de sorte que durant une décharge, la lueur négative apparaît à l'intérieur des espaces incurvés. Selon une autre caractéristique du panneau d'affichage à plasma selon l'invention, lesdites cathodes sont constituées de premiers éléments de cathode formés directement sur le substrat postérieur et de seconds éléments de cathode en forme de U dont le fond se trouve en contact des premiers éléments de cathode. Selon une autre caractéristique du panneau d'affichage à plasma de l'invention, des parties des seconds éléments de cathode sont collées à des parois d'une certaine hauteur formées entre les premiers éléments de cathode. Selon une autre caractéristique du panneau d'affichage à plasma de l'invention, les extrémités inférieures des seconds éléments de cathode sont séparés par une certaine largeur. Afin d'atteindre ces buts, la présente invention prévoit un procédé de fabrication du PDP comportant les étapes successives consistant à : former une pluralité de premiers éléments de cathode sous la forme de bandes, parallèles et à des intervalles réguliers sur la plaque postérieure ; former une pluralité de parois isolantes d'une certaine hauteur entre les premiers éléments de cathode achever les cathodes en formant, sur les côtés des parois isolantes, des seconds éléments de cathode qui sont électriquement reliés aux premiers éléments de cathode situés entre des parois isolantes adjacentes respectives. Selon une autre caractéristique du procédé de fabrication d'un panneau d'affichage à plasma de l'invention, des cathodes en forme de U électriquement indépendantes sont formées entre les corps de paroi isolante en formant des couches conductrices au-dessus des premiers éléments de cathode et des sommets des corps de paroi et en isolant les couches l'une de l'autre. Le PDP de la présente invention possède un rendement de décharge beaucoup plus grand qu'un panneau classique du fait de la surface de décharge rendue maximale et de la résistance linéaire réduite de la surface des cathodes, et possède également des avantages supplémentaires grâce à une décharge de cathode dite creuse ainsi que d'une résistance linéaire réduite des cathodes. C'est-à-dire qu'une perte de courant dans les cathodes devient plus faible et qu'une lueur négative apparaît dans les espaces en forme de U formés par les cathodes par suite de la réduction de la résistance linéaire des cathodes, si bien que la tension nécessaire pour maintenir une décharge de plasma devient plus faible qu'avec des PDP classiques.Par conséquent, le PDP de la présente invention possède une concentration de courant de cathode beaucoup plus élevée que les PDP classiques et permet d'obtenir une image de luminosité uniforme sur la totalité de l'écran. Les buts précités, ainsi que d'autres avantages de la présente invention, ressortiront mieux de la description détaillée des modes de réalisation préférés de la présente invention en référence aux dessins annexés sur lesquels la Figure I est une vue en perspective découpée d'un PDP classique la Figure 2 est une vue en perspective découpée d'un mode de réalisation préféré d'un PDP selon la présente invention la Figure 3 est une vue en coupe du PDP représenté sur la Figure 2 la Figure 4 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation préféré d'un PDP les Figures SA à 5E sont des vues en coupe afin d'illustrer le procédé de fabrication d'un PDP selon la présente invention. En référence aux Figures 2 et 3, une pluralité d'anodes A et de cathodes K sont disposées à des intervalles réguliers sur les substrats antérieur et postérieur 10 et 20 selon une matrice X/Y,et des nervures d'arrêt B d'une certaine hauteur sont formées entre les anodes adjacentes respectives A. Des parois W isolant les cathodes K sont formées entre les anodes adjacentes respectives sur le substrat postérieur 20 et des couches isolantes minces W' sont empilées sur les sommets des parois W s'étendant sur le bord supérieur de la cathode K.La cathode K qui est la caractéristique principale de l'invention possède une forme en U en coupe, qui consiste en des premiers éléments de cathode horizontaux Ka formés directement sur le substrat postérieur 20, etdes seconds éléments de cathode Kb en forme de U sont. formés sur les parois W et dont la partie inférieure se trouve en contact des premiers éléments de cathode Ka. Le premier élément de cathode est une pâte à l'argent hautement conductrice et le second élément de cathode est constitué d'une pâte de nickel résistant à un bombardement ionique. A cet instant, le premier élément de cathode doit être isolé de l'espace de décharge par le second élément de cathode et les parois W, du fait du premier élément de cathode réalisé en pâte d'argent, peuvent former un amalgame lorsqu'elles sont exposées au mercure à l'intérieur de l'espace de décharge. La Figure 4 représente un autre mode de réalisa- tion préféré dans lequel la cathode peut être modifiée. Les seconds éléments de cathode Kb' sont formés sur les côtés de paroi W ayant leurs extrémités inférieures se chevauchant et font contact avec les premiers éléments de cathode Ka. Dans ce cas, les premiers éléments de cathode ne peuvent pas être réalisés en pâte d'argent et de mercure, mais doivent être constitués d'un autre matériau hautement conducteur, du fait que les éléments de cathode sont exposés à l'espace de décharge à travers l'intervalle entre les extrémités inférieures des seconds éléments de cathode correspondants. Dans le PDP de la présente invention, une cathode est constituée de deux éléments de cathode Ka et Kb ou Ka et Kb' qui sont en forme de U en coupe, formant une cathode creuse qui génère la décharge de cathode dite creuse. La cathode creuse entoure la lueur négative lors de la décharge par plasma, de sorte qu'elle possède un rendement lumineux élevé par suite de l'effet important de génération d'électrons secondaires. Le panneau d'affichage à plasma de la présente invention possède une tension de décharge d'entretien réduite et une concentration accrue de courant de décharge en comparaison d'un panneau à cathodes planes. Conformément à la présente invention, un procédé de fabrication des cathodes et des parois isolantes sur le substrat inférieur est le suivant. En référence à la Figure 5A, des premiers éléments de cathode en bandes Ka sont formés sur le substrat posté rieur 20 selon un procédé classique, par exemple, par sérigraphie. Un matériau à conductivité élevée est utilisé pour les premiers éléments de cathode. Ensuite, comme représenté sur la Figure 5B, des parois isolantes W d'une certaine hauteur (environ 100 Fm) sont formées à l'aide de pâte de verre entre les premiers éléments de cathode Ka. A cet instant, les deux côtés des bases des parois isolantes W recouvrent les bords des premiers éléments de cathode Ka. En référence à la Figure 5C, une couche mince formant la totalité des seconds éléments de cathode Kb est déposée sur toute la surface des parois isolantes et des premiers éléments de cathode Ka, et est constituée d'un matériau conducteur résistant à la pulvérisation, par exemple, une pâte de nickel déposée, en particulier en phase vapeur (CVD). Lors du dépôt, la couche mince est également formée sur le sommet des parois isolantes W, et en procédant de la sorte, nécessite la réalisation des seconds éléments de cathode Kb devant être achevés en polissant la couche mince formée sur le sommet des parois isolantes comme représenté sur la Figure 5D. Si nécessaire, une couche isolante W' peut être formée sur le sommet poli de la paroi isolante W comme représenté sur la Figure 5E. Le procédé de fabrication ci-dessus est une partie de la totalité du procédé de fabrication d'un panneau d'affichage à plasma et les autres étapes du procédé de la présente invention sont les mêmes que dans le cas du procédé classique. Le panneau d'affichage à plasma de la présente invention a été expliqué à propos seulement d'un PDP à structure simple parmi de nombreux panneaux d'affichage à plasma compliqués auxquels l'invention peut être appliquée. Ainsi, il est envisagé que la présente invention peut être appliquée à des panneaux d'affichage à plasma à densité élevée et de structure plus compliquée. REVENDICATIONS 1. Panneau d'affichage à plasma comportant deux substrats (10, 20) ; et une pluralité d'anodes (A) et de cathodes (K) sous forme de bandes, disposées selon une matrice X/Y sur lesdits substrats (10, 20), caractérisé en ce que lesdites cathodes (K) sont réalisées en forme de U incurvé en coupe de sorte que durant une décharge, une lueur négative est formée à l'intérieur des espaces incurvés formés par les dites cathodes (K). 2. Panneau d'affichage à plasma selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites cathodes (K) sont constituée de premiers éléments de cathode (Ka) formés directement sur ledit substrat postérieur (20) et de seconds éléments de cathode en forme de U (Kb) dont le fond se trouve en contact desdits premiers éléments de cathode (Ka). 3. Panneau d'affichage à plasma selon la revendication 2, caractérisé en ce que des parties desdits seconds éléments de cathode (Kb) sont collées à des parois d'une certaine hauteur formées entre lesditspremiers éléments de cathode (Ka). 4. Panneau d'affichage à plasma selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les extrémités inférieures desdits seconds éléments de cathode (Kb) sont séparées par une certaine largeur. 5. Procédé de fabrication d'un panneau d'affichage à plasma comportant un substrat antérieur 10, un substrat postérieur (20) et une pluralité d'anodes (A) et de cathodes (K) sous forme de bandes, disposées selon une matrice X/Y sur lesdits substrats (10, 20), caractérisé par les étapes consistant à former une pluralité de premiers éléments de cathode (Ka) sous forme de bandes parallèles et à des intervalles réguliers sur ladite plaque postérieure (20) former une pluralité de parois isolantes (W) d'une certaine hauteur entre lesdits premiers éléments de cathode (Ka) achever les cathodes (K) en formant des seconds éléments de cathode (Kb) sur les côtés desdites parois isolantes (W), qui sont électriquement reliés auxdits premiers éléments de cathode (Ka) situés entre chaque paroi isolante adjacente. 6. Procédé de fabrication d'un panneau d'affichage à plasma selon la revendication 5, caractérisé en ce que des cathodes en forme de U électriquement indépendantes (K) sont formées entre lesdits corps de paroi isolante en formant des couches conductrices sur lesdits premiers éléments de cathode (Ka) et sur les sommets desdits corps de paroi et en isolant les couches les unes des autres.