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La présente invention concerne les dispositifs électro- luminescents de production d'images.
Certaines matières phosphorescentes émettent de la lumière quand elles sont soumises à l'imfluence d'un champ électrique appliqué extérieurement; l'intensité de la lumière émise est fonction de l'intensité de ce champ. On peut donc utiliser des pellicules ou couches, formées par de telles matières phospho- rescentes, comme transducteurs pour transformer de l'énergie élec- trique en énergie lumineuse. Les matières de ce type sont dites électroluminescentes.
On sait que deux rangées de conducteurs électriques, parallèles et séparés, ces rangées étant mutuellement orthogonales
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(par exemple horizontale et verticale);peuvent être disposées de chaque côté d'une pellicule, de manièreà former une structure de grille en croix, dans laquelle une portion de pellicule (appelée une cellule) est connectée à chaque point de croisement entre un conducteur horizontal et un conducteur vertical. Quand une différen- ce de potentiel électrique appropriée est(appliquée entre deux conducteurs, dont l'un.est horizontal et 1' autre vertical, la cellule connectée entre ces deux conducteurs émet de la lumière.
D'autre part, on a proposé de réaliser une commutation entre ces potentiels appliqués aux conducteurs de manière à exciter successivement les cellules, en produisant ainsi un effet analogue à celui de opération de balayage des tubes à rayons cathodiques, opération effectuée dans les récepteurs ordinaires de télévision.
On voit donc qu'il est possible théoriquement de réaliser un panneau plat électroluminescent susceptible de remplacer un tube à rayons cathodiques dans un récepteur de télévision.
Les panneaux électroluminescents du type décrit ci-dessus présentent des effets nuisibles que l'on appellera "effets de croix".
Ces effets doivent être supprimés pour produire un panneau suscep- tible de donner satisfaction au point de vue commercial. L'effet de croix apparaît comme on va l'expliquer. Quand un potentiel posi- tif V est appliqué à un conducteur choisi horizontal, et un potentiel négatif-V est appliqué à un conducteur choisi vertical, tous les autres conducteurs étant maintenus au potentiel zéro, c'est- à-dire au potentiel de la terre, une différence de potentiel égale à 2V est établie entre les deux conducteurs choisis et la cellule électroluminescente connectée entre ces deux conducteurs émet une lumière brillante.Cependant, une différence de potentiel V est établie entre tous les conducteurs non sélectionnés d'une rangée et le conducteur sélectionné de l'autre rangée,
de sorte que les cellules connectées entre ces conducteurs émettent une faible lumière. Une différence de potentiel nulle est naturellement main- tenue entre tous les conducteurs non sélectionnés, horizontaux
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et verticaux, et les cellules connectées entre ces conducteurs non sélectionnés n'émettent pas de la lumière.
Ainsi, la seule cellule qui énette de la lumière brillante est celle qui est excitée de la manière désirée; les cellules émettant une lumière faible sont excitées en raison des effets laté- raux inhérents à la structure de grille en croix et produisent un dessin luminescent nuisible ayant la forme d'une croix.
La présente invention a pour but de perfectionner les dispositifs électroluminescents de manière à supprimer cet effet nui- sible de croix.
L'invention se propose de réaliser un nouveau panneau électroluminescent perfectionné, qui est caractérisé par l'absence de l'effet de croix.
L'invention vise à éliminer l'effet de croix dans lés dispositifs électroluminescents du type à grille en croix, en empêchant le courant de traverser les cellules autres que la cellule particulière qui est excitée.
Tous ces buts de l'invention ainsi que d'autres buts, seront expliqués ou apparaîtront d'eux-mêmes dans la description qui va suivre.
Conformément à l'invention, on utilise une mince couche ou pellicule électroluminescente interposée entre la première rangée et la seconde rangée des conducteurs électrioues parallèles et séparés. Les conducteurs de la première rangée font un certain angle non nul avec les conducteurs de la seconde rangée. Pour des raisons de simplicité, on choisit normalement cet angle égal à 90 , et on dispose les conducteurs d'une rangée horizontalement, les conducteurs de l'autre rangée verticalement. On comprend par conséquent que, quand on utilise les mots horizontal et vertical on ne veut pas dire que la structure soit limitée à des conducteurs mutuellement perpendiculaires; autrement dit, on peut évidemment utiliser entre les deux rangées de conducteurs des angles autres que 90 .
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La couche phosphorescente est connectée électriquement, aux conducteurs de la première rangée, par exemple aux conducteurs horizontaux. D'autre part, chaque conducteur horizontal passe sur chaque conducteur vertical de manière à former un point de croise- ment entre les deux conducteurs. Des redresseurs individuels sont associés respectivement à chaque point de croisement ; redresseur est connecté électriquement entre la pellicule et le conducteur de la deuxième rangée (un conducteur vertical par exemple) qui est associé au même point de croisement.
L'invention réalise d'autre part un dispositif de commu- tation, qui est couplé entre les conducteurs des deux rangées et qui peut répondre à un signal électrique d'entrée, en excitant sélectivement la portion de pellicule se trouvant dans la région autour de chaque point de croisement, cette portion de pellicule étant appelée cellule cette excitation sélective s'effectue suivant une répartition séquentielle prédéterminée et le dispositif de commutation maintient en même temps non excitées toutes les cellules autres que la cellule sélectionnée.
Cette action est accomplie en polarisant le redresseur associé à la cellule sélec- tionnée, de manière à le rendre\conducteur dans son sens direct, c'est-à-dire dans le sens de sa faible résistance, et en polarisant en même temps tous les autres redresseurs dans le sens inverse, c'est-à-dire dans le sens de leur grande résistance, dans la mesure nécessaire pour qu'aucun courant appréciable ne passe dans ceux-ci.
On voit au'aucun effet de croix ne peut se produire avec cette disposition.
On décrira maintenant à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention, en se référant au dessin annexé, sur lequel : la figure 1 est une vue schématique de ce mode de réalisation ; les figures 2 et 3 sont des coupes différentes du panneau électroluminescent incorporé à ce mode de réalisation.
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Si l'on se réfère à la figure 1, on y voit plusieurs conducteurs électriaues verticaux, parallèles et séparés,100, 102, 104 (trois conducteurs dans l'exemple choisi), qui constituent la première rangée, et plusieurs conducteurs électriques, horizontaux, parallèles et séparés 200,202, 204 qui constituent la deuxième rangée.
Chaque conducteur vertical 100,102, 104 croise chaque conducteur horizontal 200,202 et 204 en des points de croisement 14. Un circuit, qui comprend en série un élément redresseur 16 et une portion d'une pellicule électroluminescente 18 (c'est-à- dire une cellule), est cqnnecté à chaque point de croisement entre un conducteur horizontal et un conducteur vertical.
Tous les conducteurs verticaux 100, 102 et 104 sont connectés, par l'intermédiaire de vannes électriaues correspondante normalement ouvertes 300,302 et 304, à un point de potentiel négatif égal par exemple à-V; ils sont connectés également, par l'intermédiaire de vannes électriques correspondantes normalement fermées 400 402, 404 et de bornes 24, à un point de potentiel positif égal par exemple à +V. Tous les potentiels sont considérés par rapnort un potentiel arbitraire quelconque de référence, par exemple le potentiel du sol ou potentiel zéro.
Tous les conducteurs horizontaux 200,202 et 204 sont connectés à un point de potentiel positif, égal par exemple à A par l'intermédiaire de vannes électriques correspondantes et normalement ouvertes 500, 502, 504, et à un point de potentiel négatif -V par l'intermédiaire de vannes électriques correspondantes et normalement fermées 600, 602 et 604 Les éléments redresseurs 16 sont connectes de telle manière eue, quand les vannes électriques normalement ouvertes et associées à une paire sélectionnée quelcon- que de conducteurs respectivement horizontal et vertical sont ouvertes, l'élément redresseur connecté entre ces deux conducteurs est polarisé dans le sens inverse et ne laisse passer aucun courant
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appréciable (ou peut être même complètement non:conducteur).
Un signal video positif est appliqué entre les bornes 24.
Comme on le verra plus loin plus clairement, quand ce signal est app qué à un conducteur vertical quelconque, il est superposé à un potentiel positif égal à +V. Ce potentiel positif est choisi pour polariser l'élément redresseur du circuit connecté à ce conducteur, de manière qu'un signal quelconque faible rende l'élément redres- seur fortement conducteur. Le potentiel +A est choisi de manière à dépasser la somme du potentiel +V et du potentiel maximum du signal video, afin d'être sûr que tous les éléments redresseurs restent polarisés en sens inverse quand le signal video augmente jusqu'à sa valeur maxima.
On prévoit un compteur 32 avec plusieurs conducteurs de sortie (trois dans l'exemple choisi) 34 36, et 38 qui sont connectés respectivement aux électrodes de conditionnement 40-41, 42-43 et 44-45, correspondent respectivement aux vannes électriques 300-400, 302-4Q2, et 304-504. Ce compteur est commandé conformément à. des impulsions d'entrée (comme par exemple les impulsions de synchronisation horizontale portées par un signal de télévision), qui arrivent à l'entrée 46 du compteur. Le compteur 32 est cens bruit de telle manière qu'à l'arrivée d'une impulsion d'entrée des impulsions de sortie apparaissent successivement sur les conducteurs 34, 36 et 38.
Dès l'apparition d'une impulsion de sortie, la vanne électricue normalement ouverte,. qui reçoit cette impulsion, se ferme et la vanne associée normalement fermée s'ouvre, (quand l'impulsion de sortie disparaît, ces vannes électriques reviennent automatique- ment à. leurs états normaux). Les constantes intérieures de temps du compteur sont telles que, pendant la période comprise entre des impulsions successives d'entrée, les paires de vannes électriques 300-400, 302-402, etc.... sont actionnées successivement de cette manière.
Ainsi, si le signal video d'entrée est un signal ordinaire de télévision, les vannes normalement fermées ou ouvertes, qui sont associées aux différents conducteurs verticaux, s'ouvrent ou se ferment successivement pendant un intervalle nuelconoue de lignes,
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et le signal d'entrée est applique successivement à ces conduc- teurs. Cette action équivaut à une opération de balayage horizontal de ligne dans un tube ordinaire à rayons cathodiques.
Un deuxième compteur 48, comporte trois conducteurs de sortie 62, 64, 66, qui sont connectés respectivement aux électrodes. de conditionnement 50-52, 54-56, 58-60 correspondant respective- ment aux vannes électriques 500-600,502-602, et 504-604. Le compteur 48 est commandé d'une manière analogue par les impulsions d'entrée appliquées au compteur 32. Ces'impulsions sont appliquées à l'entrée 68 du compteur 48 Ce compteur est construit de telle façon ou'une impulsion de sortie apparaît sur le conducteur 62 dès l'arrivée d'une impulsion d'entrée; quand arrive l'impulsion d'en- trée suivante, une impulsion de sortie apparaît sur le conducteur 64; quand arrive l'impulsion suivante d'entrée, une impulsion -de sortie apparaît sur le conducteur 66.
Le fonctionnement des vannes électriques associées au compteur 48 est identique à celui des vannes associées au compteur 32.
Cependant, les constantes intérieures de temps du compteur 48 sont choisies de manière qu'à. l'arrivée d'une impulsion d'entrée une vanne normalement ouverte se ferme et une vanne normalement fermée-s'ouvre; ces deux vannes restent dans cet état jusqu'à l'arrivée de l'impulsion d'entrée suivante.
Les deux compteurs sont construits de manière à revenir à. leur état initial quand les impulsions de sortie sont apparues sur tous les conducteurs de sortie.
On va expliquer maintenant le fonctionnement du système tout entier. Un signal video portant des impulsions de synchronisa- tion apparaît sur les bornes 24. Les impulsions de synchronisation sont extraites de ce signal de la manière habituelle (non repré- sentées) et sont appliquées aux entrées 46 et 68. A l'arrivée d'une impulsion de synchronisation, la vanne 500 se ferme et la. vanne 600 s'ouvre. En même temps, la vanne 300 se ferme et la vanne 400 s'ouvre. Le signal video superposé à un potentiel positif égal
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à +V rend alors conducteur l'élément redresseur 16 associé au point de croisement entre les conducteurs 100 et 200, et .la .cellule électroluminescente associée 18 émet de la lumière dans une mesure dépendant de l'amplitude du signal video.
Toutes les autres diodes sont fortement polarisées en sens inverse et ne peuvent pas laisser passer le courant. Après un court intervalle de temps, déterminé par les constantes intérieures de temps du compteur 32, les vannes 300 et 400 reviennent à leur état normal; la vanne 302 se ferme et la vanne 402 s'ouvre. L'élément redresseur associé aux conducteurs 100 et 200 est alors rendu non conducteur, tandis que la diode associée aux conducteurs 102 et 200 est rendue conductrice. Ce processus continue jusqu'à ce que toutes les cellules 18, connec- tées entre les conducteurs 100, 102, 104 et 200, aient été suc- cessivement excitées et ramenées à leur état normal; l'impulsion suivante de synchronisation apparaît ensuite.
A ce moment, la vanne 500 s'ouvre, la vanne 600 se ferme, la vanne 502 se ferme et la vanne 602 s'ouvre. Le même pro- cessus se répète, jusqu'à ce que les cellules 18, connectées entre les conducteurs 100,102, 104 et 202, aient reçu et perdu successivement leur excitation. On voit que toutes les cellules peuvent être par conséquent excitées sélectivement par analogie avec l'opération de balayage d'un tube à rayons cathodiques.
Les compteurs et les vannes électriques sont des éléments bien connus et n'ont été représentés que sous le forme de rectangles.
Le compteur 48 peut être par exemple un compteur comprenant des étages successifs de multivibrateurs bistables ou flip-flops, et le compteur 32 peut comprendre des étages successifs de multj.vibra- teurs monostables, dont chacun, quand il passe de l'état instable à l'état stable, déclenche le circuit monostable suivant pour le faire passer à l'état instable.
Si l'on se réfère maintenant aux figures 2 et 3, on y voit une plaque de verre 1 sur laquelle on a déposé des bandes
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conductrices, verticales et transparentes 2. Ces bandes peuvent être formées par une matière telle que l'oxyde d'étain, le chlo- rure stanneux, le bioxyde de titane, en utilisant des techniques bien connues.
On dépose sur ces bandes verticales une pellicule 3 d'une matière électroluminescente. Cette pellicule peut être cristalline ou peut consister en une suspension diélectrique de particules phosphorescentes.
Une mosaique 4 de zone ou pellicules individuelles de redressement est déposée sur la pellicule phosphorescente. Ces zones de redressement sont du type à couche d'arrêt et sont constituées par des matières telles que l'oxyde de cuivre, le silicium, le germanium, ou l'oxyde de titane. On les dépose par des procédés bien connus. Ces couches ou pellicules de redressement sont écartées et isolées les unes des autres. On dépose alors des bandes conductrices horizontales 5 sur les couches de redressement.
Ces bandes horizontales peuvent consister par exemple en bandes d'alu- minium déposées sous vide ; on peut naturellement utiliser d'autres métaux et d'autres techniques de dépôt'
La structure tout entière est formée de manière qu'un circuit, comprenant en série une zone de redressement et une portion appropriée de la pellicule phosphorescente, soit connecté entre le conducteur horizontal et le conducteur vertical de chaque paire de conducteurs.
On comprend que les redresseurs peuvent être déposés sous la forme d'une pellicule continue, que l'on peut ensuite rayer ou cloisonner d'une autre manière pour former plusieurs couches ou pellicules séparées. D'autre part, quand les potentiels appliqués sont suffisamment importants pour dépasser le potentiel de rupture de la pellicule,de redressement, on peut appliquer sur celle-ci des pellicules supplémentaires de redressement, de manière à réaliser plusieurs redresseurs connectés en série (et dans le même sens) et intercalés entre le conducteur horizontal et le conducteur vertical de chaque paire de conducteurs. Cette connexion
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en série peut être conçue pour résister à un potentiel de rupture d'une valeur désirée quelconque.
De plus, quand la pellicule de redressement est formée par une matière transparente, on peut l'intercaler entre les conducteurs verticaux et la couche phospho- rescente, au lieu de la placer entre les conducteurs horizontaux et la couche phosphorescente. En effet, si les conducteurs sont formés par des fils très minces, on peut obtenir une émission lumineuse suffisante même si tous ces fils ne sont pas transparents.
Une pellicule phosphorescente n'émet pas de la lumière, tant qu'une différence de potentiel minima, dite de seuil, n'est pas appliquée entre ses faces. Cette différence de potentiel varie naturellement avec le type de la matière phosphorescente. Les différents potentiels de polarisation doivent donc avoir des valeurs choisies en fonction des caractéristiques de la matière phosphorescente particulière utilisée.
D'autre part quand la différence de potentiel de seuil est suffisamment faible pour qu'un signal video, si petit soit-il, puisse dépasser cette différence, il est évident qu'on peut supprimer les vannes 400 402 et 404. Le signal video peut alors être appliqué simultanément à tous les conducteurs verticaux, ,tant-que la différence de potentiel, appliquée à tous les éléments redresseurs qui doivent être polarisés en sens inverse, est suffi- samment élevée pour maintenir ces éléments sensiblement non con- ducteurs en présence du signal video, ouand celui-ci atteint sa valeur maxima admissible.
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