EP0223651A1 - Panneau à plasma - Google Patents

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EP0223651A1
EP0223651A1 EP86402242A EP86402242A EP0223651A1 EP 0223651 A1 EP0223651 A1 EP 0223651A1 EP 86402242 A EP86402242 A EP 86402242A EP 86402242 A EP86402242 A EP 86402242A EP 0223651 A1 EP0223651 A1 EP 0223651A1
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EP
European Patent Office
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enamel
plasma panel
plate
electrode
panel according
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Ceased
Application number
EP86402242A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Michel Gay
Jean-Claude Berthe
Jacques Deschamps
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Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
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Publication date
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Publication of EP0223651A1 publication Critical patent/EP0223651A1/fr
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J11/00—Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J11/10—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma

Definitions

  • the present invention relates to a plasma panel. It relates more particularly to the structure of a plasma panel and in particular the enamel layers covering the internal faces of the panel.
  • Plasma panels are devices for displaying alphanumeric or graphic data. This display is therefore made in two dimensions and is obtained by combinations of zones or points of a surface made luminous by appropriate commands.
  • a plasma panel is formed by a network of elementary cells, arranged in crossed lines and columns, so as to constitute a matrix screen controlled by two crossed networks of electrodes.
  • the cells are filled with an ionized gas and are selectively addressable.
  • the application of a sufficient voltage across the terminals of an elementary cell makes the gas luminescent and produces one of the light points which has been mentioned above.
  • Plasma panels of the alternative type are those with the simplest structure.
  • a plasma panel consists of two plates of insulating material, at least one being transparent so as to allow the observation of the light points. These plates are located in parallel planes and carry on their internal faces two arrays of electrodes, which face each other and are orthogonal. They are positioned and sealed together so as to enclose a sheet of gas mixture at a determined pressure.
  • the electrode networks are metallic and are iso gas lines by dielectric layers. These are often made from enamel 15 to 30 micrometers thick covered with a thin layer, about one micrometer thick or less, of evaporated magnesia. The enamel thus deposited is transparent.
  • Plasma panels emit an orange-red light, the intensity of which always remains relatively modest.
  • the luminance is average: at best a few tens of candela per square meter.
  • the contrast between the lit zones and the extinct zones may, if the ambient lighting exceeds a few hundred lux, become so low as to interfere with the readability of these panels.
  • the simplest consists of depositing on the rear face of the panel, not visible to an observer, a layer of black paint or resin. The stray light reflected behind the panel is thus eliminated, without affecting the quantity of useful light emitted.
  • metal electrodes For example, aluminum or chromium electrodes are, from this point of view, less reflective than gold electrodes. It is a basic technological choice, the consequences of which go far beyond simply improving the contrast.
  • the invention aims to improve the contrast of a plasma panel while keeping a simple production procedure.
  • the invention relates to a plasma panel comprising a first and a second plate of insulating material arranged in parallel planes and enclosing a layer of an ionized gas, the first plate bearing on its face in contact with the ionized gas. at least a first electrode, the second plate also carrying on its face in contact with the ionized gas at least a second electrode disposed opposite the first electrode, each of the two electrodes being covered with a layer of a dielectric material; the second plate and the layer of dielectric material covering at least this second electrode being transparent, characterized in that at least the dielectric material covering the first electrode is a colored enamel.
  • This plasma panel is constituted by two glass plates 1 and 2 arranged in parallel planes.
  • the plate 1 carries on its internal face 10 a network of vertical parallel electrodes V1, V2, V3.
  • the plate 2 carries on its internal face 20, a network of horizontal electrodes H1, H2, H3, etc ... orthogonal to the electrodes V1, V2, V3.
  • the electrodes in gold or aluminum, can be produced by screen printing or photoengraving. They are distributed on each face 10 and 20 with a step of a few hundred micrometers. There are generally several hundred electrodes per electrode network.
  • the plates 1 and 2 are positioned and sealed together by means of a seal 3.
  • the assembly of the two plates 1 and 2 and of the seal 3 defines a volume filled with a gaseous mixture at a determined pressure.
  • the electrode networks are separated from the gas mixture by layers of dielectric material 4 and 5 of 20 to 25 micrometers, for example, depending on the quality of the dielectric.
  • the layers of dielectric material 4 and 5 are covered with a thin layer of a material, such as magnesia having the property of being a good emitter of secondary electrons (to maintain the discharges).
  • a material such as magnesia having the property of being a good emitter of secondary electrons (to maintain the discharges).
  • the invention provides for covering the plate 1 and the vertical electrodes V1, V2, V3, etc. with a colored enamel 4 as shown in FIG. 3, the enamel 5 covering the face 20 of the plate 2 and the electrodes such as H3 being a transparent enamel.
  • Such enamels exist commercially. Their implementation (deposit and firing conditions) is similar to that of conventional transparent enamels, as well as their physico-chemical and electrical characteristics.
  • the invention thus makes it possible to improve the contrast due to the fact that the vertical electrodes such as V1 of the plate 1 are hidden, the amount of ambient light which they would have been capable of reflecting being thus reduced.
  • the contrast coefficient was measured for an ambient lighting of 1000 lux, and under typical conditions of supply of the panel.
  • the contrast of the lit cells is thus notably improved.
  • the screen of the invention allows a simple production without additional step thus eliminating the need to color, by painting for example, the face 10 of the plate 1.
  • Another advantage of the invention lies in the fact that the presence of a colored enamel makes it possible to improve the readability by the use of color contrasts.
  • the choice of dye is then important and a green dye will in many cases allow a better reading.
  • ergonomic and aesthetic advantages may result from the choice of dye.
  • the enamel layer 4 an opalescent enamel which reduces the reflections of light on the vertical electrodes V1, V2, V3 while allowing light to be diffused.
  • Such opalescent enamel can constitute a projection screen on which to project an image such as a card or the like, with the advantage of not introducing parallax.
  • the projection can be done directly on the plasma panel in reflection, from the front of the panel, or in transmission from the rear of the panel.
  • the enamel layer 4 several zones each covered with an enamel of a particular color, which will make it possible to show on a display device various zones of display intended for the display of specific information.
  • the deposits of enamel layers 4 and 5 are produced so as to obtain smooth surfaces.
  • a panel is thus obtained as represented by the exploded view of FIG. 4 and the sectional view of FIG. 5 in which we find the layer of colored enamel 4 and the layer of transparent enamel 5.
  • conditioning discharges enabling create an ionization and facilitate the ignition of cells (crossing points between vertical and horizontal electrodes).
  • These conditioning discharges operate continuously and take place in areas of the panel where no useful information should be displayed.
  • These zones will advantageously be provided at the periphery of the plasma panel.
  • the permanent lighting of the cells of these conditioning zones obstructs the observer for reading the information displayed on the panel.
  • a mask or a frame is therefore generally provided on the external face of the panel between the observer and the panel.
  • a parallax due to the thickness of the plate 2 may exist and an observer may nevertheless be hampered by the light emitted by the conditioning zones.
  • the enamel layer 5 provides a masking having the advantage of being free of any parallax effect because the enamel is in direct contact with the areas with conditioning discharges.
  • the pigment incorporated in the enamel 5 will preferably color the enamel in black.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)

Abstract

Panneau à plasma comportant notamment une couche d'émail coloré (4) recouvrant les électrodes arrière (V3) du panneau.
Un tel panneau permet d'obtenir un meilleur contraste.

Description

  • La présente invention se rapporte à un panneau à plasma. Elle a plus particulièrement pour objet la structure d'un panneau à plasma et notamment les couches d'émail recouvrant les faces internes du panneau.
  • Les panneaux a plasma sont des dispositifs permettant l'affi­chage de données alphanumériques ou graphiques. Cet affichage se fait donc à deux dimensions et est obtenu par combinaisons de zones ou points d'une surface rendus lumineux par des commandes appro­priés.
  • Un panneau à plasma est constitué par un réseau de cellules élémentaires, disposées suivant des lignes et des colonnes croisées, de façon à constituer un écran matriciel commandé par deux réseaux croisés d'électrodes. Les cellules sont remplies d'un gaz ionisé et sont adressables sélectivement. L'application d'une tension suffisante aux bornes d'une cellule élémentaire rend le gaz lumi­nescent et produit un des point lumineux dont il a été question précédemment.
  • Les panneaux à plasma de type alternatif sont ceux dont la structure est la plus simple.
  • Dans un mode de réalisation, un panneau à plasma est cons­titué par deux plaques en matériau isolant, l'une au moins étant transparente de façon à permettre l'observation des points lumineux. Ces plaques sont situées dans des plans parallèles et portent sur leurs faces internes deux réseaux d'électrodes, qui se font face et sont orthogonaux. Elles sont positionnées et scellées ensemble de façon à enfermer une nappe de mélange gazeux à une pression déterminée. Les réseaux d'électrodes sont métalliques et sont iso­ lées du gaz par des couches diélectriques. Celles-ci sont souvent constituées à base d'émail de 15 à 30 micromètres d'épaisseur recouvert d'une couche mince, d'environ un micromètre d'épaisseur ou moins, de magnésie évaporée. L'émail ainsi déposé est trans­parent.
  • Les panneaux à plasma émettent une lumière rouge orangé, dont l'intensité reste toujours relativement modeste. La luminance est moyenne : au mieux quelques dizaines de candélas par mètre carré.
  • Dans ces conditions, le contraste entre les zones allumées et les zones éteintes peut, si l'éclairement ambiant dépasse quelques centaines de lux, devenir faible au point de gêner la lisibilité de ces panneaux.
  • Diverses solutions sont connues pour tenter d'améliorer ce contraste.
  • La plus simple consiste à déposer sur la face arrière du panneau, non visible par un observateur, une couche de peinture ou de résine noires. On élimine ainsi la lumière parasite réfléchie derrière le panneau, sans affecter la quantité de lumière utile émise.
  • On peut également prévoir l'adjonction sur la face avant du panneau d'un filtre anti-réfléchissant qui permet de réduire notable­ment la lumière ambiante réfléchie par le panneau, sans diminuer exagérément la lumière utile.
  • On peut aussi envisager de diminuer la réflexion par les électrodes métalliques. Par exemple, des électrodes d'aluminium ou de chrome sont, de ce point de vue, moins réfléchissantes que des électrodes d'or. Il s'agit d'un choix technologique de base, dont les conséquences vont bien au-delà de la simple amélioration du con­traste.
  • Une autre solution a aussi été envisagée fondée sur la notion de contraste de couleurs, indépendamment des intensités lumi­neuses. On sait en particulier que le rouge se contraste bien avec le vert, et qu'il est donc à priori favorable de placer, derrière le panneau, un fond vert, voire même un fond électroluminescent de couleur verte.
  • Les solutions citées permettent d'obtenir des panneaux à plasma lisibles même sous des éclairements supérieurs au millier de lux. Mais elles présentent l'inconvénient de compliquer la réalisation des panneaux, en ajoutant des opérations supplémentaires telles que peinture, enduction de résine, mise en place du filtre ou de la plaque électroluminescente.
  • L'invention a pour but d'améliorer le contraste d'un panneau à plasma tout en gardant une procédure de réalisation simple.
  • C'est pourquoi l'invention concerne un panneau à plasma comprenant une première et une deuxième plaques en matériau isolant disposées dans des plans parallèles et enserrant une couche d'un gaz ionisé, la première plaque portant sur sa face en contact avec le gaz ionisé au moins une première électrode, la deuxième plaque portant également sur sa face en contact avec le gaz ionisé au moins une deuxième électrode disposée en vis-à-vis avec la première électrode, chacune des deux électrodes étant recouverte d'une couche d'un matériau diélectrique ; la deuxième plaque et la couche de matériau diélectrique recouvrant cette deuxième élec­trode au moins étant transparentes, caractérisé en ce que au moins le matériau diélectrique recouvrant la première électrode est un émail coloré.
  • Les différents objets et caractéristiques de l'invention appa­raîtront dans la description qui va suivre faite à titre d'exemple en se reportant aux figures annexées qui représentent :
    • - la figure 1, une vue éclatée d'un exemple de panneau à plasma selon l'art connu ;
    • - la figure 2, une vue en coupe du panneau de la figure 1 ;
    • - la figure 3, une vue en coupe d'un exemple de réalisation de panneau à plasma selon l'invention ;
    • - la figure 4, une vue éclatée d'un exemple de réalisation d'un panneau à plasma selon l'invention ;
    • - la figure 5, une vue en coupe du panneau à plasma de la figure 4 ;
    • - la figure 6, une vue en coupe d'une variante de réalisation de panneau à plasma selon l'invention.
  • En se reportant aux figures 1 et 2, on va tout d'abord décrire un exemple de réalisation d'un panneau à plasma connu dans la technique.
  • Ce panneau à plasma est constitué par deux plaques en verre 1 et 2 disposées dans des plans parallèles. La plaque 1 porte sur sa face interne 10 un réseau d'électrodes parallèles verticales V1, V2, V3. La plaque 2 porte sur sa face interne 20, un réseau d'électrodes horizontales H1, H2, H3, etc... orthogonales aux électrodes V1, V2, V3. Les électrodes, en or ou en aluminium, peuvent être réalisées par sérigraphie ou par photogravure. Elles sont réparties sur chaque face 10 et 20 avec un pas de quelques centaines de micromètres. On compte généralement plusieurs centaines d'électrodes par réseau d'électrodes.
  • Les plaques 1 et 2 sont positionnées et scellées ensemble grâce à un joint 3. L'ensemble des deux plaques 1 et 2 et du joint 3 délimite un volume rempli d'un mélange gazeux à une pression déterminée.
  • Les réseaux d'électrodes sont séparés du mélange gazeux par des couches d'un matériau diélectrique 4 et 5 de 20 à 25 micro­mètres, par exemple, selon la qualité du diélectrique.
  • Les couches de matériau diélectrique 4 et 5 sont recouvertes d'une fine couche d'un matériau, telle que de la magnésie ayant la propriété d'être bon émetteur d'électrons secondaires (pour entre­tenir les décharges).
  • La mise sous une tension suffisante d'une électrode verticale de la première plaque 1, V1 par exemple, et d'une électrode horizontale de la deuxième plaque 2, H3 par exemple, détermine l'ionisation du gaz situé au point de croisement, appelé cellule, des deux électrodes V1 et H3. Un observateur regardant la plaque 2 selon le sens indiqué par la flèche F, comme cela est représenté sur la figure 1, voit donc un point lumineux dû à l'ionisation du gaz et cela à travers la plaque 2 et la couche 5.
  • Comme cela a été décrit précédemment, il convient de se prémunir contre des réflexions parasites de la plaque 1 et des électrodes verticales telles que V1 de cette plaque.
  • Pour cela l'invention prévoit de recouvrir la plaque 1 et les électrodes verticales V1, V2, V3, etc... d'un émail coloré 4 comme cela est représenté en figure 3, l'émail 5 recouvrant la face 20 de la plaque 2 et les électrodes telle que H3 étant un émail transparent.
  • Ceci est possible par exemple en ajoutant à l'émail habituel un pigment qui après cuisson, confère à l'émail la couleur souhaitée.
  • De tels émaux existent commercialement. Leur mise en oeuvre (conditions de dépôt et de cuisson) est semblable à celle des émaux transparents classiques, ainsi que leurs caractéristiques physico-chimiques et électriques.
  • L'invention permet ainsi d'améliorer le contraste du fait que les électrodes verticales telles que V1 de la plaque 1 se trouvent cachées, la quantité de lumière ambiante qu'elles auraient été susceptibles de réfléchir étant ainsi diminuée.
  • En choisissant par exemple un émail noir on pourra constater une diminution de la réflexion de la lumière parasite dans une proportion de 50 à 60%.
  • C'est ainsi que des résultats de mesure avec un émail noir a permis d'établir le tableau suivant :
    Figure imgb0001
  • Dans ce tableau, le coefficient de contraste est déterminé par la formule :
    Figure imgb0002
     dans laquelle :
    - LON = luminance des points allumés ;
    - LOFF = luminance des points éteints ;
  • Ces luminances étant mesurées sous un éclairement qui ici est de 1000 lux.
  • On notera que dans ce tableau, le coefficient de contraste a été mesuré pour un éclairage ambiant de 1000 lux, et dans des conditions typiques d'alimentation du panneau.
  • Le contraste des cellules allumées est ainsi notablement amélioré.
  • Par ailleurs, l'écran de l'invention permet une réalisation simple sans étape supplémentaire supprimant ainsi le besoin de colorer, par peinture par exemple, la face 10 de la plaque 1.
  • Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que la présence d'un émail coloré permet d'améliorer la lisibilité par utilisation de contrastes de couleurs. Le choix du colorant est alors important et un colorant de couleur verte permettra dans bien des cas d'obtenir une meilleure lecture. Selon le type d'application des avantages ergonomiques et esthétiques pourront résulter du choix du colorant.
  • Il est également possible, selon l'invention, de prévoir pour la couche d'émail 4, un émail opalescent qui réduit les réflexions de la lumière sur les électrodes verticales V1, V2, V3 tout en permettant une diffusion de la lumière. Un tel émail opalescent peut constituer un écran de projection sur lequel projeter une image telle que carte ou autre, avec l'avantage de ne pas introduire de parallaxe. La projection peut se faire directement sur le panneau à plasma en réflexion, par l'avant du panneau, ou en transmission par l'arrière du panneau.
  • Dans certains cas d'application, il sera également intéressant de prévoir pour la couche d'émail 4 plusieurs zones recouvertes chacune d'un émail d'une couleur particulière, ce qui permettra de faire apparaître sur un dispositif d'affichage diverses zones d'affi­chage destinées à la visualisation d'information particulières.
  • Selon un exemple de réalisation d'un panneau à plasma, les dépôts de couches d'émail 4 et 5 sont réalisés de façon à obtenir des surfaces lisses. On obtient ainsi un panneau tel que représenté par la vue éclatée de la figure 4 et la vue en coupe de la figure 5 dans lesquelles on retrouve la couche d'émail coloré 4 et la couche d'émail transparent 5.
  • Enfin, selon une variante de l'invention, on prévoit également de colorer la couche d'émail 5 déposée sur la face 20 de la plaque 2 et sur les électrodes horizontales H1, H2, H3, etc...
  • Notamment, dans certaines applications, il peut être intéres­sant de masquer certaines parties du panneau à un observateur regardant la plaque 2 du panneau selon la direction F. Plus particu­lièrement, il est connu de prévoir dans le panneau des décharges dites de "conditionnement" permettant de créer une ionisation et de faciliter l'allumage de cellules (points de croisement entre élec­trodes verticales et horizontales). Ces décharges de condition­nement fonctionnent en permanence et ont lieu dans des zones du panneau où aucune information utile ne doit être affichée. Ces zones seront avantageusement prévues à la périphérie du panneau à plasma. Cependant l'allumage permanent des cellules de ces zones de conditionnement gêne l'observateur pour la lecture des informa­tions affichées sur le panneau. On prévoit donc généralement un masque ou un cadre sur la face extérieure du panneau entre l'observateur et le panneau. Cependant, une parallaxe due à l'épais­seur de la plaque 2 peut exister et un observateur peut être néanmoins gêné par la lumière émise par les zones de condition­nement.
  • Selon l'invention, on prévoit de colorer la couche d'émail 5 dans les zones 7 correspondant aux zones de conditionnement, tel que cela est représenté en figure 6. De cette façon la couche d'émail 7 procure un masquage ayant pour avantage d'être exempt de tout effet parallaxe du fait que l'émail est en contact direct avec les zones à décharges de conditionnement. Le pigment incorporé dans l'émail 5 colorera de préférence l'émail en noir.

Claims (10)

1. Panneau à plasma comprenant une première et une deuxième plaques (1 et 2) en matériau isolant disposées dans des plans parallèles et enserrant une couche d'un gaz ionisé (6), la première plaque (1) portant sur sa face (10) en contact avec le gaz ionisé (6) au moins une première électrode (V1), la deuxième plaque (2) portant également sur sa face (20) en contact avec le gaz ionisé (6) au moins une deuxième électrode (H3) disposée en vis-à-vis avec la première électrode (V1), chacune des deux électrodes étant recouverte d'une couche d'un matériau diélectrique (4, 5), la deuxième plaque (2) et la couche de matériau diélectrique (5) recouvrant cette deuxième électrode (H3) au moins étant trans­parentes, caractérisé en ce que au moins le matériau diélectrique (4) recouvrant la première électrode (V1) est un émail coloré.
2. Panneau à plasma selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émail coloré (4) recouvre la première électrode (V1) ainsi que la face (10) de la première plaque (1) qui porte cette électrode (V1).
3. Panneau à plasma selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émail coloré (4) est opaque à la lumière visible.
4. Panneau à plasma selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émail coloré (4) est noir.
5. Panneau à plasma selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émail coloré (4) est vert.
6. Panneau à plasma selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émail (4) est coloré en blanc opalescent.
7. Panneau à plasma selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face (10) de la première plaque (1) comporte différentes zones recouvertes chacune par un émail d'une couleur particulière.
8. Panneau à plasma selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face (20) de la deuxième plaque (1) comporte différentes zones recouvertes chacune par un émail d'une couleur particulière.
9. Panneau à plasma selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites différentes zones sont recouvertes par un émail opaque émise par le gaz ionisé (6).
10. Panneau à plasma selon la revendication 8, comportant au moins une zone de conditionnement (7), caractérisé en ce que la face (20) de la deuxième plaque (2) comporte selon ladite zone de conditionnement (7) une couche d'émail (5) opaque à la lumière émise par le gaz ionisé (6).
EP86402242A 1985-10-11 1986-10-09 Panneau à plasma Ceased EP0223651A1 (fr)

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FR8515115 1985-10-11

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FR (1) FR2588693B1 (fr)

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JPS6298534A (ja) 1987-05-08
FR2588693B1 (fr) 1987-11-20
FR2588693A1 (fr) 1987-04-17

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