Brevet FR2921514A1 — publié le 20090327

En référence aux figures 1 et 3 qui concernent l'art antérieur, l'invention concerne un panneau d'affichage d'images ou de rétro- éclairage comprenant : - une dalle cathodique arrière et une dalle anodique avant ménageant entre elles un espace d'émission cathodique 10, où la dalle anodique avant supporte une électrode anodique 1 et une couche cathodoluminescente, où la dalle cathodique arrière supporte au moins une électrode cathodique 2, une pluralité de plots cathodo-émissifs 3 qui sont reliés électriquement à ladite au moins une électrode cathodique 2, et au moins une électrode de commande 4, 5 pour le contrôle de l'émission de chaque plot cathodo-émissif, qui est isolée électriquement de ladite électrode cathodique 2. Chaque plot cathodo-émissif 3 de ce panneau est apte à émettre un faisceau cathodique en direction de ladite couche cathodoluminescente au travers dudit espace d'émission cathodique en fonction de la tension d'alimentation de l'électrode anodique 1, de la tension d'alimentation de l'électrode cathodique 2 à laquelle ce plot cathodoluminescent est relié électriquement, et de la tension d'alimentation de l'au moins une électrode de commande 4, 5 de l'émission de ce plot cathodoluminescent. Des tels panneaux sont généralement appelés FED (� Field Emission Display � en langue anglaise). Ils peuvent servir directement à afficher des images, comme décrit par exemple dans les documents US6031336 et US2005-189868. Ils peuvent également être utilisés pour le rétro-éclairage, notamment de panneaux d'affichage à cristaux liquides, comme décrit pas exemple dans les documents US6031328, US5760858, et US6778234. Un inconvénient des panneaux d'affichage d'images ou de rétro-éclairage du type précédemment cité de l'art antérieur est l'accumulation de charges électriques sur les électrodes, notamment sur l'au moins une électrode de commande de chaque plot cathodo-émissif. Un but de l'invention est de limiter cet inconvénient. A cet effet, l'invention a pour objet un panneau d'affichage d'images ou de rétro-éclairage du type précédemment cité, comprenant un générateur de tension apte à alimenter un pont résistif diviseur apte lui-même à diviser la tension d'alimentation délivrée par ledit générateur de tension de manière à alimenter une au moins parmi l'au moins une électrode de commande. Dans les panneaux de l'art antérieur tels que décrits aux figures 1 et 3, chaque électrode de commande 4, 5 est alimentée directement par un générateur de tension 84, 85. Dans les panneaux selon l'invention, au moins une électrode de commande est alimentée par un pont résistif diviseur, au lieu d'être alimentée directement par un générateur de tension. Ainsi, au lieu d'alimenter certaines des électrodes de commande de contrôle d'émission du panneau directement à l'aide d'un générateur de tension comme dans l'art antérieur, on les alimente via un pont résistif diviseur, dont les résistances sont de préférence adaptées pour obtenir une meilleure évacuation des charges électriques accumulées dans ces électrodes qu'en l'absence de pont résistif diviseur. Le générateur de tension comprend deux bornes de sortie entre lesquelles il est apte à délivrer une tension d'alimentation. Le pont résistif diviseur est doté de deux entrées connectées respectivement aux bornes d'entrée du générateur. Le point résistif diviseur est doté d'autant de bornes de sortie que d'électrodes de commande à alimenter. Chaque borne de sortie délivre une tension divisée différente et est connectée à une électrode de commande différente. Grâce à l'utilisation d'un pont résistif diviseur pour alimenter au moins une électrode de commande, on évite avantageusement l'accumulation de charges sur l'au moins une électrode de commande. En effet, les charges électrostatiques peuvent être évacuées via les résistances du pont résistif diviseur. L'évacuation de ces charges est favorable à l'amélioration de la tenue en tension du panneau. De préférence, chaque plot cathodo-émissif est apte à émettre un faisceau cathodique en direction de ladite couche cathodoluminescente au travers dudit espace d'émission cathodique en fonction de la tension d'alimentation de l'électrode anodique, de la tension d'alimentation de l'électrode cathodique à laquelle ce plot cathodoluminescent est relié électriquement, et de la tension d'alimentation de l'au moins une électrode de commande de l'émission de ce plot cathodoluminescent. Chaque plot cathodo-émissif peut être formé, par exemple, par un groupe de micro-pointes ou de nano-tubes carbone ; chaque pixel du panneau comprend généralement une pluralité de plots cathodo-émissifs. Les plots cathodoémissifs sont généralement groupés en pixels ou émetteurs. Pour l'affichage d'image ou pour le rétroéclairage, on génère au sein de chaque émetteur, entre l'électrode anodique et l'électrode cathodique de cet émetteur, un champ électrique qui permet l'extraction d'électrons de la pluralité de plots cathodoémissifs de cet émetteur ; sous l'effet du bombardement électronique de la zone de couche cathodo-luminescente située face à cet émetteur, l'émetteur émet de la lumière. Même si la dalle cathodique arrière supporte une seule électrode de commande pour le contrôle de l'émission de chaque plot cathodo-émissif, on peut trouver plusieurs électrodes de commande sur cette dalle, notamment, par exemple, une électrode de commande pour chaque rangée de pixels du panneau. Chaque électrode de commande est alors commune à une rangée de plots cathodo-émissifs. Dans le cas, notamment, d'un panneau d'affichage, la dalle cathodique arrière supporte alors plusieurs électrodes cathodiques, et chaque électrode cathodique est alors commune à une colonne de plots cathodoémissifs. La dalle cathodique arrière peut également supporter deux électrodes de commande pour le contrôle de l'émission de chaque plot cathodo-émissif, tel que décrit par exemple en référence à la figure 2 du document US2006/028111 (voir électrodes 26 et 28). Pour chaque rangée de plots cathodo-émissifs, on trouve alors deux électrodes de commande. On pourrait également trouver trois électrodes de commande par rangée de plots cathodo-émissifs. Bien évidemment, la disposition en rangées pour les électrodes de commande et en colonnes pour les électrodes cathodiques peut être intervertie sans se départir de l'invention. Avantageusement, l'utilisation de plusieurs électrodes de commande pour chaque plot cathodo-émissif permet d'améliorer la focalisation du faisceau cathodique (faisceau d'électrons) sur la couche cathodoluminescente de la dalle anodique. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, ledit générateur de tension 30 apte à alimenter ledit pont résistif diviseur est également apte à alimenter ladite électrode anodique. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel le panneau comprend une pluralité d'électrodes de commande, ledit générateur de tension apte à alimenter ledit pont résistif diviseur est également apte à alimenter directement une électrode de commande qui n'est pas alimentée par ledit pont résistif diviseur. De préférence, - ledit pont résistif diviseur comprend plusieurs résistances en série, - les extrémités de la série de résistances dudit pont résistif diviseur sont reliées aux deux bornes dudit générateur de tension, - chaque électrode de commande qui n'est pas alimentée directement par un générateur de tension est reliée à un point commun à deux résistances dudit 10 pont résistif. De préférence, au moins une desdites résistances dudit pont résistif diviseur est une résistance variable. Avantageusement, on peut alors ajuster la tension d'alimentation de l'électrode de commande qui est reliée à l'une des bornes de branchement de cette résistance variable. 15 De préférence, chaque électrode de commande est isolée électriquement de ladite électrode cathodique par au moins une couche d'isolation électrique. Chaque plot cathodo-émissif est généralement exposé à l'espace cathodique au travers d'une ouverture pratiquée dans l'au moins une électrode de commande et dans la ou les couches d'isolation électrique. 20 De préférence, chaque résistance dudit pont résistif diviseur étant dotée de deux bornes de branchement, la résistance électrique de la couche d'isolation électrique séparant deux électrodes quelconques, cathodique ou de commande, supportées par la dalle cathodique arrière est supérieure à la valeur de la résistance dudit pont résistif dont les deux bornes de branchement 25 sont reliées respectivement auxdites deux électrodes. On améliore encore ainsi l'évacuation des chages accumulées dans les électrodes de commande. De préférence, lesdits plots cathodo-émissifs sont reliés électriquement chacun à une électrode cathodique via une couche résistive intercalaire. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, 30 donnée à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux figures annexées sur lesquelles : - la figure 1, déjà décrite, est une coupe schématique d'un panneau selon l'art antérieur comprenant une seule électrode de commande pour le contrôle de l'émission de chaque plot cathodo-émissif, et illustre la position des différentes électrodes dans ce panneau. - la figure 2 illustre un premier mode de réalisation de l'invention, à partir d'un panneau de l'art antérieur selon la figure 1 ; - la figure 3, déjà décrite, est une coupe schématique d'un panneau selon l'art antérieur comprenant deux électrodes de commande pour le contrôle de l'émission de chaque plot cathodo-émissif, et illustre la position des différentes électrodes dans ce panneau. - la figure 4 illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention, à partir d'un 10 panneau de l'art antérieur selon la figure 3. 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. 15 On va maintenant décrire un premier mode de réalisation de l'invention appliquée à un panneau comprenant une seule électrode de commande 4 pour le contrôle de l'émission de chaque plot cathodo-émissif. En référence à la figure 2, on part d'un panneau précédemment décrit en référence à la figure 1, comprenant un générateur de tension 81 apte à 20 alimenter l'électrode anodique 1 sous une tension Vanode et un générateur de tension 82 apte à alimenter l'électrode cathodique 2 sous une tension Vcathode. La dalle cathodique arrière comprend une couche d'isolation électrique 6 qui isole électriquement l'électrode de commande 4 de l'électrode cathodique 2 et qui est disposée entre l'électrode cathodique 2 et l'électrode de commande 4. 25 Contrairement au panneau de la figure 1 où l'électrode de commande 4 est alimentée par un générateur de tension 84, dans le panneau de la figure 2, l'électrode de commande 4 n'est alimentée directement par aucun générateur de tension. Selon l'invention, le panneau comprend un pont résistif 94 apte à diviser la tension d'alimentation délivrée par le générateur de tension 81 30 d'alimentation de l'électrode anodique 1 de manière à alimenter l'électrode de commande 4 sous une tension Vgate. Plus précisément, le pont résistif diviseur 94 comprend deux résistances en série R1 et R2. Les bornes d'entrée du pont résistif diviseur 94, qui correspondent aux extrémités de la série de résistances, sont reliées respectivement aux deux bornes du générateur de tension 81, et l'électrode de commande 4 est reliée au point commun aux deux résistances R1, R2 du pont résistif diviseur 94. La tension Vgate dépend des valeurs des résistances R1 et R2. Les valeurs des résistances R1 et R2 sont de préférence adaptées d'une part pour limiter le courant de fuite et d'autre part pour contrôler le niveau de la tension Vgate. La valeur de la résistance R2 est de préférence inférieure à la résistance électrique de la couche d'isolation électrique 6. A titre indicatif, si on suppose par exemple une tension Vanode = 1 kV, un courant de panneau de 1 mA, un courant de fuite limité à 10/0 du courant de panneau, soit 10pA, et une tension Vgate = 100 Volts, on a : - > 1~D11+1~D2 _ anode = 1000 = 1OOMn j fuite 0.01 * 10ù3 - ~ R2 _ Vgate _ 100 = 0.1 R1+ R2 Vanode 1000 On en déduit : R2 10 Mn et R1 90Mn Selon une variante, en gardant constante la valeur de la résistance R1, on fait varier la valeur de la résistance R2 de 0 à 20 MO. La tension Vgate est alors variable dans la gamme de tensions 0 à 180 V. Grâce à l'utilisation d'un pont résistif diviseur pour alimenter l'électrode de commande 4, on évite avantageusement l'accumulation de charges sur cette électrode. En effet, les charges électrostatiques peuvent être évacuées via la résistance R2. L'évacuation de ces charges est favorable à l'amélioration de la tenue en tension du panneau selon l'invention. Pour des panneaux où il n'est pas nécessaire de contrôler l'émission de chaque pixel, notamment pour les applications en rétro-éclairage, on connecte avantageusement au même potentiel les différentes électrodes de commande du panneau. On dispose avantageusement de moyens de commande des électrodes de cathodes (� driver � en langue anglaise), ce qui permet avantageusement de contrôler l'émission de chaque colonne de pixels du panneau. Alternativement, une autre solution est de connecter toutes les électrode de cathode à un potentiel issu d'un pont résistif diviseur entre l'anode et la masse pour conserver un contrôle individuel des électrodes de commande, ce qui permet avantageusement de contrôler l'émission de chaque ligne de pixels du panneau. On va maintenant décrire un deuxième mode de réalisation de l'invention appliquée à un panneau comprenant deux électrodes de commande pour le contrôle de l'émission de chaque plot cathodo-émissif : une première électrode de commande 4, identique à la précédente, et une deuxième électrode de commande 5, pour la focalisation du faisceau cathodique. En référence à la figure 4, on part d'un panneau précédemment décrit en référence à la figure 3, comprenant un générateur de tension 81 apte à alimenter l'électrode anodique 1 sous une tension Vanode, un générateur de tension 82 apte à alimenter l'électrode cathodique 2 sous une tension Vcathode, et un générateur de tension 84 apte à alimenter la première électrode de commande 4 sous une tension Vgate. La dalle cathodique comprend une première couche d'isolation électrique 7 qui isole électriquement la première électrode de commande 4 de la deuxième électrode de commande 5 et qui est disposée entre ces deux électrodes de commande 4, 5. La dalle cathodique comprend également une deuxième couche d'isolation électrique 6' qui isole électriquement la deuxième électrode de commande 5 de l'électrode cathodique 2 et qui est disposée entre l'électrode cathodique 2 et la deuxième électrode de commande 5. Contrairement au panneau de la figure 3 où la deuxième électrode de commande 5 est alimentée par un générateur de tension 85, dans le panneau de la figure 4, la deuxième électrode de commande 5 n'est alimentée directement par aucun générateur de tension. Selon l'invention, le panneau comprend un pont résistif diviseur 95 apte à diviser la tension d'alimentation délivrée par le générateur de tension 84 d'alimentation de la première électrode de commande de manière à alimenter la deuxième électrode de commande 5 sous une tension VfoCUS. Plus précisément, le pont résistif diviseur 95 comprend deux résistances en série R3 et R4. Les deux bornes d'entrée du pont résistif diviseur 95, qui correspondent aux extrémités de la série de résistances, sont reliées respectivement aux deux bornes du générateur de tension 84, et la deuxième électrode de commande 5 est reliée au point commun aux deux résistances R3, R4 du pont résistif diviseur 95. La tension Vfoeus dépend des valeurs des résistances R3 et R4, selon la relation : Vfoeus = R2 Vgare . La valeur de la résistance R3 est de préférence R1+ R2 inférieure à la résistance électrique de la première couche d'isolation électrique 7, et la valeur de la résistance R4 est de préférence inférieure à la résistance électrique de la deuxième couche d'isolation électrique 6'. Ainsi, la résistance électrique de la couche d'isolation électrique séparant deux électrodes quelconques, cathodique 2 ou de commande 4, 5, est supérieure à la valeur de la résistance R3, R4 du pont résistif diviseur 95 dont les deux bornes sont reliées respectivement à ces deux électrodes. Dans une application de l'invention aux panneaux d'affichage d'image, selon une première variante de l'invention, le jeu de résistance R3, R4 est commun à toutes les deuxièmes électrodes de commande, c'est-à-dire à toutes les grilles de focalisation. Dans ce cas, toutes les grilles de focalisation sont au même potentiel. Selon une deuxième variante de l'invention, chaque deuxième électrode de commande possède son propre jeu de résistance R3, R4, ce qui permet le contrôle de chacune des grilles de focalisation. Dans ce cas, on peut contrôler individuellement la focalisation de chaque ligne et ainsi permettre une optimisation de l'uniformité de l'émission des émetteurs du panneau. Grâce à l'utilisation d'un pont résistif diviseur pour alimenter la deuxième électrode de commande 5, qui est branché sur le générateur de tension d'alimentation de la première électrode de commande, on évite avantageusement l'accumulation de charges sur à la fois sur la première et la deuxième électrode de commande 4, 5. En effet, les charges électrostatiques peuvent être évacuées via les résistances R3, R4. L'évacuation de ces charges est favorable à l'amélioration de la tenue en tension du panneau selon l'invention. Des tensions typiques employées dans le panneau selon ce deuxième mode de réalisation de l'invention sont par exemple : Vgate 150 V, Vfoeus 20 V, Vcathode 50 V. Avec ces valeurs de tension, on a la relation : R4 = Vf°cuS = 20 = 0.133 R3+R4 Vgate 150 Pour limiter la perte de puissance dans le pont de résistances on imposera par exemple que I = Vgate L'utilisation d'une résistance R4 variable permet avantageusement un ajustement de la tension Vfocus d'alimentation de la deuxième électrode de commande 5. Si l'on fait varier la valeur de la résistance R4 de 0 à 5 MO, la tension Vfocus est alors variable dans la gamme de tensions 0 à 40 V. La présente invention s'applique à tous les types de panneaux sans sortir du cadre des revendications ci-après. Elle couvre également le cas où, dans une configuration du type de la figure 3 à deux électrodes de commande, le point résistif diviseur comprendrait trois résistances en série, aurait ses extrémités branchées sur la générateur de tension anodique (comme sur la figure 2), et où chaque point commun à deux résistances de ce pont résistif servirait à alimenter une électrode de commande différente. L'invention couvre également le cas où l'on aurait plus de deux électrodes de commande pour chaque plot cathodo-émissif, et où au moins une des ces électrodes de commande est alimentée par un pont résistif diviseur branché aux bornes d'un des générateurs de tension du panneau. REVENDICATIONS 1. Panneau d'affichage d'images ou de rétro-éclairage comprenant : - une dalle cathodique arrière et une dalle anodique avant ménageant entre elles un espace d'émission cathodique (10), où la dalle anodique avant supporte une électrode anodique (1) et une couche cathodoluminescente, où la dalle cathodique arrière supporte au moins une électrode cathodique (2), une pluralité de plots cathodo-émissifs (3) qui sont reliés électriquement à ladite au moins une électrode cathodique (2), et au moins une électrode de commande (4, 5) pour le contrôle de l'émission de chaque plot cathodoémissif, qui est isolée électriquement de ladite électrode cathodique (2), caractérisé en ce qu'il comprend un générateur de tension (81 ; 84) apte à alimenter un pont résistif diviseur (94 ; 95) apte lui-même à diviser la tension d'alimentation délivrée par ledit générateur de tension (81 ; 84) de manière à alimenter une au moins parmi l'au moins une électrode de commande (4 ; 5). 2. Panneau selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque plot cathodo-émissif (3) est apte à émettre un faisceau cathodique en direction de ladite couche cathodoluminescente au travers dudit espace d'émission cathodique en fonction de la tension d'alimentation de l'électrode anodique (1), de la tension d'alimentation de l'électrode cathodique (2) à laquelle ce plot cathodoluminescent est relié électriquement, et de la tension d'alimentation de l'au moins une électrode de commande (4, 5) de l'émission de ce plot cathodoluminescent. 3. Panneau selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit générateur de tension (81) apte à alimenter ledit pont résistif diviseur (94) est également apte à alimenter ladite électrode anodique (1). 4. Panneau selon la revendication 1 ou 2 comprenant une pluralité d'électrodes de commande (4, 5), caractérisé en ce que ledit générateur de tension (84) apte à alimenter ledit pont résistif diviseur (95) est également apte à alimenter directement une électrode de commande (4) qui n'est pas alimentée par ledit pont résistif diviseur (95).5. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que : - ledit pont résistif diviseur (94 ; 95) comprend plusieurs résistances en série, - les extrémités de la série de résistances dudit pont résistif diviseur (94 ; 95) sont reliées aux deux bornes de sortie dudit générateur de tension (81 ; 84), - chaque électrode de commande (4 ; 5) qui n'est pas directement alimentée par un générateur de tension est reliée à un point commun à deux résistances dudit pont résistif (94 ; 95). 6. Panneau selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'au moins une desdites résistances dudit pont résistif diviseur (94 ; 95) est une résistance variable. 7. Panneau selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que chaque électrode de commande (4, 5) est isolée électriquement de ladite électrode cathodique (2) par au moins une couche d'isolation électrique (6 ; 6',7). 8. Panneau selon la revendication 7, où chaque résistance dudit pont résistif diviseur est dotée de deux bornes de branchement, caractérisé en ce que la résistance électrique de la couche d'isolation électrique séparant deux électrodes quelconques, cathodique (2) ou de commande (4 ; 4, 5), supportées par la dalle cathodique arrière est supérieure à la valeur de la résistance dudit pont résistif (94 ; 95) dont les deux bornes de branchement sont reliées respectivement auxdites deux électrodes. 9. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits plots cathodo-émissifs (3) sont reliés électriquement chacun à une électrode cathodique (2) via une couche résistive intercalaire.