Brevet FR2826765A1 — publié le 20030103

MODE DE CONNEXION D'UN PANNEAU A PLASMA A SON ALIMENTATION ELECTRIQUE DANS UN DISPOSITIF DE VISUALISATION D'IMAGES. L'invention concerne la connexion d'un panneau de visualisation à plasma à des moyens d'alimentation et de commande de ce panneau. En référence aux figures 1 et 2 ci-jointes, le document JP 2000-089723- HITACHI-décrit un dispositif de visualisation d'images, notamment pour la télévision, comprenant : - une plaque de support 1 métallique, généralement en aluminium, supportant, sur une face, un panneau à décharges à plasma alternatif, et, sur l'autre face, au moins une plaque de circuit imprimé 2 supportant des moyens d'alimentation et de commande des décharges dudit panneau, - ledit panneau à plasma comprenant lui-même une dalle avant 3 et une dalle arrière 4, et étant doté : d'au moins un premier réseau d'électrodes servant notamment au maintien de décharges par application d'impulsions de tension entre des électrodes adjacentes 7,8 de deux séries différentes d'électrodes de ce premier réseau - et d'un second réseau d'électrodes d'adressage des décharges (non représenté), croisant les électrodes du premier réseau de manière à former à leurs intersections et entre les dalles 3,4 des espaces de décharges, - les extrémités de connexion d'électrodes de chacune des deux séries étant réparties le long d'un même côté 5,6 d'une des dalles 3, - le circuit d'alimentation de chaque paire d'électrodes adjacentes 7,8 de deux séries différentes formant une boucle de courant à partir des moyens d'alimentation et de commande en passant par une première électrode 7 puis la deuxième électrode 8 de la paire, L'ensemble de ces composants est inséré dans un boîtier 20. La dalle arrière 4 du panneau à plasma est fixée sur la plaque métallique de support 1 à l'aide d'une couche adhésive 16 d'une épaisseur suffisante pour assurer la compensation de la différence de coefficient de dilation thermique entre la dalle et la plaque ; le matériau adhésif de cette couche 1 est adapté d'une manière connue en elle-même pour assurer le transfert thermique des calories dissipées dans le panneau en fonctionnement vers la plaque 1 qui, parce qu'elle est métallique, possède un meilleur coefficient thermique d'échange avec l'air circulant dans le boîtier 20. Entre des électrodes adjacentes 7,8 de deux séries différentes d'électrodes de ce premier réseau, se trouvent donc une succession de zones de décharges de maintien, succession qui forme généralement un ligne de pixels ou d'éléments de l'image à visualiser ; ce réseau d'électrodes peut également servir à l'adressage en coopération avec les électrodes du second réseau ; ainsi, les électrodes de la première série peuvent être des électrodes de maintien et d'adressage, et les électrodes de la deuxième série sont alors des électrodes servant uniquement au maintien. Ces électrodes du premier réseau sont en général coplanaires. Ce réseau de maintien compte en général seulement deux séries d'électrodes de sorte que les électrodes adjacentes 7,8 de différentes séries sont groupées par paires ; selon d'autres variantes, le premier réseau peut compter trois séries et les électrodes coplanaires sont alors associées par triades. Comme représenté sur les figures 1 à 3, les électrodes de maintien 7,8 du premier réseau sont en général disposées sur la face interne de la dalle avant 3 ; selon une variante, elles peuvent être disposées sur la face interne de la dalle arrière 4. Les moyens d'alimentation et de commande des décharges comprennent généralement : des moyens d'alimentation de puissance adaptés pour générer des séries d'impulsions de haute tension électrique, généralement supérieure à 100 V ; des moyens de commutation des différentes électrodes (ou drivers en langue anglaise) adaptés pour appliquer lesdites impulsions de tension aux électrodes sélectionnées par les moyens de commande. Comme le premier réseau d'électrodes 7,8 sert au maintien des décharges, c'est dans ce réseau qu'est dissipée la plus grande partie de la puissance électrique nécessaire à la visualisation des images, et c'est donc dans ce réseau que des pertes électriques importantes peuvent se produire. En se référant aux figures 1 et 2, chaque paire d'électrodes adjacentes 7, 8 est reliée aux moyens d'alimentation et de commande par des conducteurs comprenant : des moyens pour connecter les extrémités des électrodes : comme les extrémités de connexion d'électrodes de chacune des deux séries sont réparties le long d'un même côté, ici, de la dalle avant, si les moyens 11 pour connecter les extrémités des électrodes 7 de la première série sont du côté 5, les moyens 11 pour connecter les extrémités des électrodes 8 de la deuxième série sont du même côté 5 ou du côté opposé 6 ; comme moyen pour connecter les extrémités des électrodes, on utilise classiquement des nappes flexibles de circuit imprimé, par exemple, une nappe classique de circuit imprimé 21 au dos de la plaque métallique de support 1 (figure 2B). Ainsi, le circuit d'alimentation de chaque paire d'électrodes 7,8 forme alors une boucle de courant partant des moyens d'alimentation et de commande en passant par la nappe de circuit imprimé 11, une première électrode 7 puis la deuxième électrode 8 de la paire, la nappe de circuit imprimé 12 puis 21 jusqu'à se refermer sur les moyens d'alimentation et de commande ; pendant les étapes de maintien de décharges lors du fonctionnement du dispositif, des décharges surgissent entre les électrodes de chaque paire 7,8 et des courants importants circulent dans ces boucles. La figure 2 schématise un mode classique de connexion des électrodes 7, 8 d'une paire de ce premier réseau, dans le cas où les impulsions de maintien sont alternées : les moyens d'alimentation des électrodes du réseau de maintien comprennent alors des moyens d'alimentation différents 13,14 positionnés de chaque côté 5,6 du panneau. Pour appliquer les séries d'alternances d'impulsion de tension de maintien entre les électrodes d'une même paire sélectionnée, les moyens de commande des décharges de maintien sont alors adaptés pour relier, via les moyens de commutation : lors de chaque première alternance, les électrodes adjacentes 7,8 aux moyens d'alimentation 13 situés du côté 5 du panneau, selon la figure 2A ; lors de chaque deuxième alternance opposée, les électrodes adjacentes 7,8 aux moyens d'alimentation 14 situés du côté 6 du panneau, selon la figure 2B. Le mode classique de connexion schématisé à la figure 2 présente les inconvénients suivants : - la boucle de courant formée par le circuit d'alimentation de chaque paire d'électrodes 7,8 entoure la plaque de support métallique 1 et engendre dans cette plaque des pertes importantes par courants de Foucault ; lorsqu'une boucle de courant englobe une plaque métallique de forts courants induits apparaissent sur les deux faces de cette plaque, le sens du courant étant inversé d'une face à l'autre ; les courants induits dans cette plaque provoquent des pertes, des échauffements locaux et perturbent les circuits électroniques placés à proximité ; ce mode de connexion nécessite, de préférence, deux alimentations électriques de puissance différentes 13,14, positionnés de chaque côté du panneau, ce qui est relativement coûteux. On remarque que, selon ce mode classique de connexion et d'alimentation d'un panneau de visualisation à plasma, les moyens 11 pour connecter les extrémités des électrodes 7 de la première série du réseau de maintien sont positionnées du côté opposé 5 à celui 6 des moyens 12 pour connecter les extrémités des électrodes 8 de la deuxième série du réseau de maintien. Pour éviter ces inconvénients, le document JP 2000-089723 déjà cité décrit, en référence à la figure 3 ci-jointe, un circuit où toutes les électrodes du réseau de maintien sont alimentées par leur extrémité du même côté 5 du panneau à plasma, de sorte que : comme représenté sur la figure 3, la boucle de courant formée par le circuit d'alimentation de chaque paire d'électrodes 7,8 n'entoure plus la plaque métallique 1 ; on évite ainsi les pertes par courants de Foucault dans cette plaque ; - une seule alimentation électrique 13'peut, sans inconvénient, servir à toutes les alternances des impulsions de maintien, comme représenté aux figures 3A et 3B. On remarque que, selon cet autre mode de connexion et d'alimentation d'un panneau de visualisation à plasma, les moyens 11 pour connecter les extrémités des électrodes 7 de la première série du réseau de maintien sont positionnées du même côté 5 que celui des moyens 12 pour connecter les extrémités des électrodes 8 de la deuxième série du réseau de maintien. La solution décrite dans le document JP 2000-089723 déjà cité présente toutefois un grave inconvénient : les zones de décharge 9 situées du côté 5 des connexions sont soumises à une impédance très différente de celle des zones de décharge 10 situées du côté 6 opposé à celui des connexions ; la différence correspond à l'impédance des portions d'électrodes 7,8 comprises entre ces zones 9,10. Du fait de cette différence d'impédance, le fonctionnement des cellules du panneau diffère sur toute la longueur des électrodes 7,8 et les caractéristiques lumineuses des zones de décharge différent fortement d'un côté 5 à l'autre 6 du panneau, ce qui nuit gravement à la qualité de visualisation des images. L'invention a pour but de remédier à l'ensemble des inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de visualisation d'images comprenant : - une plaque de support métallique supportant, sur sa face avant, un panneau à décharges à plasma, et, sur sa face arrière, des moyens d'alimentation et de commande des décharges dudit panneau, - ledit panneau à plasma comprenant lui-même une dalle avant et une dalle arrière, et étant doté d'au moins un premier réseau d'électrodes servant notamment au maintien de décharges par application d'impulsions de tension entre des électrodes adjacentes de deux séries différentes d'électrodes de ce premier réseau, les dites électrodes étant dotées d'extrémités de connexion débouchant sur un côté dudit panneau, - le circuit d'alimentation de chaque paire d'électrodes adjacentes de deux séries différentes formant une boucle de courant à partir des moyens d'alimentation et de commande en passant par une première électrode puis la deuxième électrode de la paire, caractérisé en ce que - les extrémités de connexion des électrodes des deux séries différentes sont situées sur des bords opposés du panneau, - pour chaque paire d'électrodes adjacentes de deux séries différentes, ladite boucle de courant du circuit d'alimentation de cette paire n'entoure pas la plaque métallique. On limite ainsi les pertes par courants de Foucault dans la plaque métallique tout en obtenant des zones de décharge d'impédances identiques entre les électrodes adjacentes sur toute leur longueur ; on limite ainsi les pertes sans dégrader la qualité de visualisation d'images. De préférence, les extrémités de connexion de l'une des séries d'électrodes débouchant d'un côté du panneau sont reliées aux moyens d'alimentation et de commande par l'intermédiaire de conducteurs électriques transversaux placés du côté de la face avant de la plaque métallique et s'étendant, à partir desdites extrémités, jusqu'au côté opposé du panneau. Ainsi, tous les conducteurs d'alimentation des électrodes sont ramenés du même côté du panneau et il est alors possible, comme décrit dans le document JP 2000-089723, de connecter d'un même côté du panneau toutes les électrodes dudit réseau aux moyens d'alimentation et de commande ; l'avantage de cette disposition est qu'une seule alimentation électrique peut, sans inconvénient, servir à toutes les alternances des impulsions de maintien. Ces conducteurs transversaux sont en général regroupés en plusieurs nappes ; dans le cas de l'utilisation de 3 nappes, la première serait par exemple positionnée au 1/6 de la hauteur du panneau, la seconde par exemple à la moitié de la hauteur, et la troisième par exemple au 5/6 de la hauteur ; dans le cas du regroupement des conducteurs transversaux en plusieurs nappes ainsi distantes les unes des autres, le conducteur transversal de retour du courant d'alimentation d'une paire d'électrodes adjacentes n'est donc pas en général situé approximativement à la même hauteur que cette paire d'électrodes, et la boucle de courant correspondante présente une section verticale de surface importante et génère un champ électromagnétique présentant une composante horizontale importante ; pour éviter cet inconvénient, sur le panneau, on positionne de préférence chaque conducteur transversal relié à une électrode correspondant à une paire d'électrodes adjacentes approximativement à la même hauteur que ladite paire. De préférence, ces conducteurs électriques transversaux forment une nappe conductrice insérée entre la dalle arrière et la plaque métallique ; de préférence, cette nappe conductrice sert également de moyen de fixation du panneau sur ladite plaque de support métallique ; on pourra par exemple utiliser à cet effet une nappe présentant deux faces adhésives ; l'épaisseur de la nappe conductrice permet avantageusement d'amortir les différences de dilatation thermique entre la dalle arrière du panneau et la plaque de support métallique. Selon une variante avantageuse de l'invention, le circuit d'alimentation de chaque paire comportant, au départ des moyens d'alimentation et de commande, une paire de conducteurs d'alimentation dont chacun est relié à une électrode de la paire, le dispositif selon l'invention comprend des moyens de filtrage en mode commun entourant chaque paire de conducteurs. Le filtre de mode commun est adapté d'une manière connue en elle-même pour réduire la transmission des perturbations radioélectriques haute fréquence provenant des moyens électroniques d'alimentation et de commande et transmises en mode commun vers le panneau à plasma. De préférence, ces moyens de filtrage en mode commun comprennent un tube en matériau ferromagnétique entourant cette paire de conducteurs d'alimentation. Lors du fonctionnement du panneau, à l'endroit de ce noyau, les courants circulant dans chaque conducteur d'une même paire sont opposés, ce qui permet à ce tube ferromagnétique de jouer un rôle de filtre en mode commun et de réduire la transmission des perturbations radioélectriques haute fréquence provenant des moyens électroniques d'alimentation et de commande et transmises vers le panneau à plasma. De préférence, ces dits moyens de filtrage en mode commun sont implantés du côté du panneau où débouchent tous les conducteurs d'alimentation des électrodes. Comme les extrémités des conducteurs électriques transversaux opposées à celles de connections aux électrodes d'une même série sont situées du même côté que les extrémités de connexion des électrodes de l'autre série, il est très facile d'implanter à cet endroit les moyens de filtrage puisque les conducteurs d'alimentation de chaque paire d'électrodes s'y retrouvent à proximité l'un de l'autre et peuvent facilement être entourés par un tube ferromagnétique de filtrage en mode commun. De manière générale, le panneau à plasma comprend également un second réseau d'électrodes pour l'adressage des décharges, croisant les électrodes du premier réseau de manière à former à leurs intersections et entre les dalles des espaces de décharges. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux figures annexées sur lesquelles : - la figure 1, déjà décrite, représente une vue générale de dessus en coupe d'un dispositif de visualisation d'images ; - les figures 2A et 2B, déjà décrites, représentent schématiquement les composants et les connexions électriques d'un dispositif selon l'art antérieur, avec, dans la partie supérieure, une vue de face d'une paire d'électrodes de maintien sur la dalle d'un panneau à plasma, et, dans la partie inférieure, une vue en coupe de la plaque de support du panneau et des moyens d'alimentation et de commande des électrodes. - les figures 3A et 3B, déjà décrites, représentent, de la même façon qu'aux figures 2A et 2B, un autre schéma de connexions tel que décrit dans le document JP 2000-089723 ; - la figure 4 illustre un schéma de connexion selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, où l'ensemble du dispositif de visualisation est représenté en coupe sauf la dalle avant qui est représentée en perspective pour faire apparaître les deux électrodes de maintien d'une même paire. Afin de simplifier la description et de faire apparaître les différences et avantages que présente l'invention par rapport à l'état antérieur de la technique, on utilise des références identiques pour les éléments qui assurent les mêmes fonctions. Outre les éléments déjà décrits concernant les dalles avant 3 et arrière 4 du panneau à plasma, la plaque de support métallique 1, et, au dos de cette plaque, une alimentation électrique 13'servant pour l'alimentation et la commande des décharges dans le panneau, en se reportant à la figure 4 : - la dalle avant 3 est dotée d'un réseau de paires d'électrodes coplanaires de maintien 7,8, l'une des électrodes de chaque paire servant également à l'adressage ; - la dalle arrière 4 est dotée d'un réseau d'électrodes d'adressage 18 ; - les extrémités de connexion des électrodes 7 d'une paire 7,8 étant, comme dans l'art antérieur, situées sur un bord 5 du panneau et connectées à l'alimentation 13'par l'intermédiaire des moyens de connexion 11, les extrémités de connexion de l'autre électrode 8 de cette paire 7,8 sont situées sur le bord opposé 6 du panneau ; - l'extrémité de connexion de cette électrode 8 débouchant du côté 6 du panneau est reliée à l'alimentation 13'par l'intermédiaire de moyens de connexion 12 classiques d'extrémité d'électrodes et d'un conducteur électrique transversal 21'placé entre la face avant de la plaque métallique 1 et la face externe de la dalle arrière 4 ; ce conducteur 21' s'étend d'un côté 6 à l'autre 5 du panneau. Ainsi, pour chaque paire d'électrodes adjacentes 7,8, la boucle de courant du circuit d'alimentation de cette paire n'entoure pas la plaque métallique 1. Le dispositif illustré à la figure 4 comprend également des moyens de filtrage en mode commun 15 entourant chaque paire de conducteurs alimentant une paire d'électrodes 7,8, ici un tube en matériau ferromagnétique implanté du côté 5 du panneau, là où débouchent tous les conducteurs d'alimentation des électrodes, à savoir l'extrémité 22 du conducteur transversal 21' d'alimentation de l'électrode 8 et les moyens de connexion 11 à l'électrode 7. En se référant à la figure 4, on voit que le courant produit par l'alimentation 13'sort de l'une de ses deux bornes, parcourt les moyens de connexion 11 à l'extrémité de l'électrode 7, puis traverse le panneau entre les électrodes 7 et 8 d'une même paire, pour ressortir de l'autre côté 6 du panneau par les moyens de connexion 12 à l'extrémité de l'électrode 8 et retourne vers l'autre borne du générateur 13'par l'intermédiaire du connecteur transversal 21', constituant ainsi une boucle de courant ; pour mettre en oeuvre l'invention dans ce mode particulier de réalisation, on aboutit notamment : - à éviter que le courant ne circule autour de la plaque de support métallique 1 du panneau et à limiter ainsi les pertes électriques d'alimentation des électrodes ; - à maintenir un fonctionnement identique pour toutes les cellules du panneau sur toute la largeur du panneau comprise entre les bords opposés 5 et 6 du panneau. De préférence, on cherche à minimiser la surface intérieure de la boucle de circulation du courant d'alimentation du panneau en vue de réduire au minimum le rayonnement électromagnétique induit par cette boucle ; à cet effet, il est préférable de positionner chaque conducteur transversal 21'relié à une électrode 8 correspondant à une paire d'électrodes 7,8 adjacentes approximativement à la même hauteur que ladite paire. REVENDICATIONS 1.-Dispositif de visualisation d'images comprenant : - une plaque de support (1) métallique supportant, sur sa face avant, un panneau à décharges à plasma, et, sur sa face arrière, des moyens d'alimentation et de commande des décharges dudit panneau, - ledit panneau à plasma comprenant lui-même une dalle avant (3) et une dalle arrière (4), et étant doté d'au moins un premier réseau d'électrodes servant notamment au maintien de décharges par application d'impulsions de tension entre des électrodes adjacentes (7,8) de deux séries différentes d'électrodes de ce premier réseau, les dites électrodes étant dotées d'extrémités de connexion débouchant sur un côté dudit panneau, - le circuit d'alimentation de chaque paire d'électrodes adjacentes (7,8) de deux séries différentes formant une boucle de courant à partir des moyens d'alimentation et de commande en passant par une première électrode (7) puis la deuxième électrode (8) de la paire, caractérisé en ce que - les extrémités de connexion des électrodes (7,8) des deux séries différentes sont situées sur des bords opposés (5,6) du panneau, - pour chaque paire d'électrodes adjacentes (7,8) de deux séries différentes, ladite boucle de courant du circuit d'alimentation de cette paire n'entoure pas la plaque métallique (1). 2. - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les extrémités de connexion de l'une des séries d'électrodes (8) débouchant d'un côté (6) du panneau sont reliées aux moyens d'alimentation et de commande par l'intermédiaire de conducteurs électriques transversaux (21') placés du côté de la face avant de ladite plaque métallique (1) et s'étendant, à partir desdites extrémités, jusqu'au côté opposé (5) du panneau. 3. - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que chaque conducteur transversal (21') relié à une électrode (8) correspondant à une paire d'électrodes adjacentes (7,8) est positionné sur ledit panneau approximativement à la même hauteur que ladite paire. 4. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 3 caractérisé en ce que ces conducteurs électriques transversaux (21') forment une nappe conductrice insérée entre la dalle arrière (4) et la plaque métallique (1). 5. - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que ladite nappe conductrice sert également de moyen de fixation dudit panneau sur ladite plaque de support (1) métallique. 6. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que, le circuit d'alimentation de chaque paire comportant, au départ des moyens d'alimentation et de commande, une paire de conducteurs d'alimentation dont chacun est relié à une électrode (7,8) de la paire, ledit dispositif comprend des moyens de filtrage en mode commun (15) entourant chaque paire de conducteurs. 7. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de filtrage en mode commun (15) comprennent un tube en matériau ferromagnétique entourant ladite paire de conducteurs d'alimentation. 8. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 7 lorsqu'elle dépend de l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les dits moyens de filtrage en mode commun (15) sont implantés du côté (5) du panneau où débouchent tous les conducteurs d'alimentation des électrodes. 9.-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit panneau comprend également un second réseau d'électrodes (18) pour l'adressage des décharges, croisant les électrodes du premier réseau de manière à former à leurs intersections et entre les dalles (3, 4) des espaces de décharges (9,10).