Brevet FR2762426A1 — publié le 19981023

PANNEAU AFFICHEUR A PLASMA A COURANT ALTERNATIF DE TYPE A DECHARGE SUPERFICIELLE La présente invention se rapporte à un panneau afficheur à plasma à courant alternatif de type à décharge superficielle et, plus particulièrement, à un panneau afficheur à plasma comportant une couche diélectrique améliorée entre une électrode de balayage et une électrode commune. Dans de nombreuses applications, on utilise, comme dispositif d'affichage, un panneau afficheur à plasma à haute définition et présentant d'excellentes caractéristiques de luminance et de contraste. Le panneau afficheur à plasma comprend plusieurs catégories, qui dépendent de son principe de fonctionnement, principalement un panneau afficheur à plasma à courant continu et un panneau afficheur à plasma à courant alternatif. Dans le panneau afficheur à plasma à courant continu, comportant une structure dans laquelle toutes les électrodes sont exposées à un espace de décharge, des charges se déplacent directement entre les électrodes correspondantes. Cependant, dans le panneau afficheur à plasma à courant alternatif comportant une structure dans laquelle au moins l'une des électrodes correspondantes est enrobée d'un diélectrique, une décharge se produit dans un champ électrique de charges de paroi. Cependant, dans le panneau afficheur à plasma de type à décharge superficielle, des pixels respectifs comprennent une électrode de balayage faisant face à une électrode d'adresse et à l'électrode commune de sorte qu'une décharge d'adressage se produit entre l'électrode d'adresse et l'électrode de balayage, et qu'une décharge soutenue se produit entre l'électrode de balayage et 1 'électrode commune. La figure 1 montre un panneau afficheur à plasma à courant alternatif, classique, de type à décharge superficielle. Une électrode d'adresse 11 est formée sur un substrat inférieur 10, et l'électrode d'adresse 11 est enrobée d'une couche diélectrique inférieure 12. Une paroi isolante 13 destinée à définir des pixels est formée sur la couche diélectrique inférieure 12. Une électrode de balayage 161a et une électrode commune 162a sont formées sur la surface inférieure d'un substrat supérieur 15 de façon à croiser la paroi isolante 13. En outre, l'électrode de balayage 161a et l'électrode commune 162a comprennent, respectivement, des électrodes de bus 161b et 162b. L'électrode de balayage 161b et l'électrode commune 162b sont enrobées d'une couche diélectrique supérieure 17. Une couche 18 de protection se trouvant sous la couche diélectrique supérieure 17 la protège contre les effets d'un champ électrique intense entre l'électrode d'adresse 11 et les électrodes 161a, 161b, 162a et 162b. Lors du fonctionnement du panneau afficheur à plasma, on applique une tension entre l'électrode d'adresse 11 et l'électrode de balayage 161a, et la décharge d'adressage se produit entre celles-ci, en formant ainsi des charges de paroi. Puis, lorsqu'on applique une tension impulsionnelle de courant alternatif entre l'électrode de balayage 161a et l'électrode commune 162a, le gaz dans lequel se produit la décharge sur l'espace de décharge devient un plasma à partir duquel est émis un rayon ultraviolet (ut). Le rayon ultraviolet excite une matière luminescente 14 recouvrant l'intérieur de la paroi isolante 13, en fournissant ainsi la décharge soutenue. Dans le panneau afficheur à plasma à courant alternatif de type à décharge superficielle, comme le montre la figure 2, on remplit de la matière diélectrique de la couche diélectrique supérieure 17 la partie séparant l'électrode de balayage 161a de l'électrode commune 162a. Ainsi, on augmente la capacité électrostatique entre l'électrode de balayage 161a et l'électrode commune 162a, de sorte que l'on augmente le courant de déplacement et que l'on augmente le temps de retard pendant la décharge soutenue. L'augmentation du courant de déplacement augmente la consommation en énergie du panneau. En outre, l'augmentation du temps de retard nécessite d'augmenter la largeur d'impulsion de la tension soutenue, de sorte que la fréquence de la tension soutenue et la luminance d'affichage sont réduites. C'est un objectif de la présente invention que de proposer un panneau afficheur à plasma à courant alternatif de type à décharge superficielle, dans lequel on améliore la structure d'une couche diélectrique enrobant des électrodes de balayage et des électrodes communes pour réduire la capacité électrostatique entre les électrodes de balayage et les électrodes communes. Par conséquent, pour atteindre l'objectif ci-dessus, on propose un panneau afficheur à plasma à courant alternatif de type à décharge superficielle incluant : un substrat inférieur comportant une surface supérieure où des électrodes d'adresse de type en bande sont agencées en parallèle ; un substrat supérieur comportant une surface inférieure où des électrodes de balayage croisent les électrodes d'adresse et où des électrodes communes, espacées les unes des autres à des intervalles prédéterminés, sont formées parallèlement aux électrodes de balayage ; et une couche diélectrique enrobant les électrodes de balayage et les électrodes communes pour exposer partiellement la surface inférieure du substrat supérieur qui se trouve entre l'électrode de balayage et l'électrode commune à un espace de décharge formé entre les substrats supérieur et inférieur. En outre, une couche de protection est formée sur la surface inférieure du substrat supérieur, comprenant une surface extérieure de la couche diélectrique, de façon à servir de tampon contre les effets d'un champ électrique intense. Les objectifs et avantages ci-dessus de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée de son mode de réalisation préféré en se référant aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un panneau afficheur à plasma à courant alternatif classique de type à décharge superficielle la figure 2 est une vue en coupe de la structure de substrat supérieur de la figure 1 la figure 3 est une vue en perspective schématique d'un panneau afficheur à plasma à courant alternatif de type à décharge superficielle selon la présente invention ; et la figure 4 est une vue en coupe de la structure de substrat supérieur de la figure 3. En se référant à la figure 3, des bandes parallèles d'électrodes d'adresse 31 sont formées sur un substrat inférieur 30, et une couche diélectrique inférieure 32 revêt l'électrode d'adresse 31. Une paroi isolante 33 destinée à définir des pixels est formée sur la couche diélectrique inférieure 32, et une matière luminescente 34 recouvre l'intérieur de la paroi isolante 34 et la couche diélectrique inférieure 32. En outre, des électrodes de balayage 361 croisant les électrodes d'adresse 31, et des électrodes communes 362 parallèles aux électrodes de balayage 361, espacées à des intervalles prédéterminés des électrodes de balayage 361, sont formées sur une surface inférieure du substrat supérieur 35. De préférence, l'électrode de balayage 361 et l'électrode commune 362 sont formées d'un oxyde transparent d'étain dopé à l'indium (ITO) ou de SnO2. Selon la présente invention, la couche diélectrique supérieure 37 revêt seulement l'électrode de balayage 361 et l'électrode commune 362, de façon que la surface inférieure du substrat supérieur 35, située entre l'électrode de balayage 361 et l'électrode commune 362, soit partiellement exposée à un espace de décharge. C'est-à-dire que l'on ne remplit pas de la matière de la couche diélectrique supérieure la partie située entre l'électrode de balayage 361 et l'électrode commune 362. En outre, seule la surface inférieure de la couche diélectrique supérieure 37 est revêtue d'une couche 38 de protection. La couche 38 de protection sert de tampon contre les effets d'un champ électrique intense entre l'électrode d'adresse 31 et l'électrode de balayage et l'électrode commune 361 et 362. On forme un espace de décharge entre le substrat supérieur 35 et le substrat inférieur 30, et l'on charge un gaz de décharge dans l'espace de décharge. Le panneau afficheur à plasma selon le mode de réalisation de la présente invention fonctionne par la décharge d'adressage et la décharge soutenue. Lorsque l'on applique une tension, pour une décharge d'adressage, entre l'électrode d'adresse 31 et l'électrode de balayage 361, des charges de paroi s'accumulent sous la couche 38 de protection. On applique ensuite une tension impulsionnelle de courant alternatif entre l'électrode de balayage 361 d'un pixel choisi et son électrode commune 362, en provoquant ainsi la décharge soutenue. Ici, le plasma est formé dans le gaz de décharge, et la matière luminescente 34 est excitée par un rayon ultraviolet (W) émis à partir du plasma. Selon la présente invention, on ne remplit pas de matière diélectrique la partie située entre l'électrode de balayage 361 et l'électrode commune 362 de façon que la capacité électrostatique entre l'électrode de balayage 361 et l'électrode commune 362 soit relativement faible. La figure 4 représente en détail le principe. On peut exprimer par l'équation 1, une capacité électrostatique CpRI, selon l'art antérieur, dans lequel on remplit de matière diélectrique la partie située entre l'électrode de balayage 361 et l'électrode commune 362. (Equation 1) S CPRI = #C . d Ici, sc représente le coefficient diélectrique de la couche diélectrique supérieure 37, S représente la superficie latérale de l'électrode pour l'électrode de balayage 361 et l'électrode commune 362, et d représente la distance entre l'électrode de balayage 361 et l'électrode commune 362. Cependant, dans le cas où l'on ne remplit pas de matière diélectrique la partie située entre l'électrode de balayage 361 et l'électrode commune 362, l'équation 2 donne la capacité électrostatique CIVNT entre l'électrode de balayage 361 et l'électrode commune 362. (Equation 2) 1 1 1 1 d - dg dg = + + = + CIVNT EC . 2 # S #g . S #C . 2 # S #C # S eg # S d - dg dg d - dg Ici, g représente le coefficient diélectrique d'un gaz de décharge, et dg représente la distance entre les couches diélectriques adjacentes. Par exemple, avec dg = d/2, EC = 10, et eg = 1, les capacités électrostatiques seraient les suivantes (Equation 3) 10 S CpRI = d (Equation 4) 1 ~ d / 2 d / 2 ~ il d + CIVNT 10 S S 20 S L'équation 4 est équivalente à l'équation 5 suivante (Equation 5) 20 S CIVNT d Par conséquent, en comparant les capacités électrostatiques CpRI et CIVNTw la capacité électrostatique C1T entre l'électrode de balayage 361 et l'électrode commune 362 est d'environ 18 W de la capacité électrostatique classique. Ici, le courant de déplacement I et le temps de retard T pendant la décharge soutenue sont réduits d'environ 18 %, respectivement, selon les équations 6 et 7. (Equation 6) dV dV I = CIVNT ' dt - Q18 CpRI dt dt Ici, V représente la tension appliquée entre l'électrode de balayage 361 et l'électrode commune 362 dV et, représente le taux de variation de la tension dt appliquée V par rapport au temps t. (Equation 7) T = CIVNT R = Q18 CpRI R Ici, R représente la résistance entre l'électrode de balayage 361 et l'électrode commune 362. Comme le courant de déplacement I est réduit pendant la décharge soutenue, la consommation en énergie du panneau est également réduite. En outre, lorsque le temps de retard T est réduit pendant la décharge soutenue, la largeur d'impulsion de la tension soutenue est relativement raccourcie, en augmentant ainsi la fréquence de la tension soutenue et la luminance d'affichage. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et une personne expérimentée dans la technique peut apporter plusieurs changements et modifications à l'intérieur du champ d'application de l'invention. Par exemple, l'électrode de balayage 361 et l'électrode commune 362 peuvent comprendre une électrode de bus. De préférence, pour l'électrode de bus, on peut utiliser un alliage de Cr et de Cu, ou du Ag. REVENDICATIONS 1. Panneau afficheur à plasma à courant alternatif de type à décharge superficielle incluant un substrat inférieur (30) comportant une surface supérieure où des électrodes d'adresse (31) de type en bande sont agencées en parallèle, et un substrat supérieur (35) comportant une surface inférieure où des électrodes de balayage (361) croisent les électrodes d'adresse (31) et où des électrodes communes (362), espacées les unes des autres à des intervalles prédéterminés, sont formées parallèlement aux électrodes de balayage (361), comprenant une couche diélectrique (37) enrobant les électrodes de balayage (361) et les électrodes communes (362) pour exposer partiellement la surface inférieure du substrat supérieur (35)qui se trouve entre l'électrode de balayage (361) et l'électrode commune (362) à un espace de décharge formé entre les substrats supérieur (35) et inférieur (30). 2. Panneau afficheur à plasma à courant alternatif de type à décharge superficielle selon la revendication 1, dans lequel une couche (38) de protection est formée sur la surface inférieure du substrat supérieur (35) comprenant une surface extérieure de la couche diélectrique (37), pour servir de tampon contre les effets d'un champ électrique intense.