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WO2003038853A1 - Dalle de panneau a plasma comprenant des moyens pour re-dif fuser les rayonnements uv - Google Patents

Dalle de panneau a plasma comprenant des moyens pour re-dif fuser les rayonnements uv Download PDF

Info

Publication number
WO2003038853A1
WO2003038853A1 PCT/FR2002/003587 FR0203587W WO03038853A1 WO 2003038853 A1 WO2003038853 A1 WO 2003038853A1 FR 0203587 W FR0203587 W FR 0203587W WO 03038853 A1 WO03038853 A1 WO 03038853A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
slab
electrodes
dielectric layer
network
Prior art date
Application number
PCT/FR2002/003587
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Pierre Creusot
Yvan Raverdy
Original Assignee
Thomson Licensing S.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson Licensing S.A. filed Critical Thomson Licensing S.A.
Priority to EP02790525A priority Critical patent/EP1459346A1/fr
Priority to US10/493,668 priority patent/US7550923B2/en
Priority to KR10-2004-7006264A priority patent/KR20040055795A/ko
Priority to JP2003541012A priority patent/JP4518794B2/ja
Publication of WO2003038853A1 publication Critical patent/WO2003038853A1/fr

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Classifications

    • 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
    • H01J11/20—Constructional details
    • H01J11/34—Vessels, containers or parts thereof, e.g. substrates
    • H01J11/44—Optical arrangements or shielding arrangements, e.g. filters, black matrices, light reflecting means or electromagnetic shielding means
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    • H01J11/10—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma
    • H01J11/12—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma with main electrodes provided on both sides of the discharge space
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J11/20—Constructional details
    • H01J11/34—Vessels, containers or parts thereof, e.g. substrates
    • H01J11/40—Layers for protecting or enhancing the electron emission, e.g. MgO layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2211/00—Plasma display panels with alternate current induction of the discharge, e.g. AC-PDPs
    • H01J2211/20—Constructional details
    • H01J2211/34—Vessels, containers or parts thereof, e.g. substrates
    • H01J2211/44—Optical arrangements or shielding arrangements, e.g. filters or lenses
    • H01J2211/442—Light reflecting means; Anti-reflection means

Definitions

  • the invention relates to a plasma display panel comprising:
  • a first slab 1 comprising at least a first array of electrodes Y (not shown) coated with a dielectric layer 3 and with a protective and secondary electron emission layer 4,
  • a second slab 2 providing with the first a space containing a discharge gas, divided into a two-dimensional matrix of discharge zones 5, each discharge zone 5 being positioned between the electrodes of the first network and those of the second network and having walls partially covered with a layer 6 of a phosphor adapted to emit visible light under the excitation of the radiation of a discharge in this area, the first slab comprising means for re-diffusing the radiation of discharges towards the phosphors of the corresponding zones, here a diffusion layer 9.
  • the second network of electrodes is generally placed on the first slab, so that, in operation, most of the discharges arise between two electrodes of the same slab and are described as coplanar; neither of the two arrays of coplanar electrodes Y, Y 'is shown in FIG. 1, because it represents a section made in a plane passing between these electrodes; generally, the second panel comprises a third array of X electrodes, which is used for addressing or activating the discharge zones of the panel, before the so-called maintenance periods.
  • the dielectric layer 3 is intended to obtain a memory effect, so as to be able, after activation of a discharge zone, to maintain a succession of discharges by application of adapted voltage pulses between the electrodes of the first network Y and those of the second network Y '.
  • the protective and secondary electron emission layer 4 serves to protect the dielectric layer from the bombardment of the ions originating from the plasma of the discharges; it is also capable of emitting electrons under the effect of this ion bombardment, so as to stabilize the operation
  • the first screen 1 which is generally transparent to the radiation emitted by the phosphors and which then forms the screen before viewing images;
  • the second slab is therefore the rear slab, which is generally covered with phosphors at each of the discharge zones.
  • the discharge zones of the panel are, generally and at least in part, delimited by barriers 7, which form walls for the discharge zones 5 and generally serve as means for spacing the slabs; in each discharge zone, the phosphors 6 are generally applied both to the rear slab and to the sides of the barriers.
  • the plasma discharges 8 emit ultraviolet radiation, shown in dotted lines in FIG. 1.
  • a first part of this ultraviolet radiation is emitted in the direction of the rear panel 2 and of the sides of the barriers 7 and is therefore directly absorbed by the phosphors 6 deposited at this location; the phosphors are then excited and emit visible radiation which passes through the front panel 2 and thus participates in the formation of the image to be displayed: the visible radiation is shown in solid lines in the figure.
  • a second part of this ultraviolet radiation is emitted in the direction of the front panel 1; thanks to the diffusion means with which the front panel is fitted and which will be described below, this radiation is re-transmitted, at least partially, in the space between the panels, in particular towards the phosphors 6 to be converted into visible radiation like the first part of the ultraviolet radiation. It can therefore be seen that the diffusion means with which the front panel is provided makes it possible to convert a greater part of the radiation emitted by the discharges and to significantly increase the light output of the panel.
  • this layer is preferably interposed between the dielectric layer and the protection and secondary electron emission layer; - Or, as shown in Figure 1, using a diffusion layer 9, deposited on the protective layer and having a particle size suitable for obtaining the diffusion effect in the range of wavelengths corresponding to ultraviolet radiation.
  • the subject of the invention is a panel intended to be part of a plasma panel and comprising at least a first network of electrodes coated with a dielectric layer and with a layer for protecting and emitting secondary electrons, said plasma panel comprising at least a second array of electrodes and a second panel providing with the first panel a space containing a gas of discharge, the electrodes of the first network and those of the second network being arranged to form between them and between the slabs of the discharge zones and the walls of these zones being partially covered with a layer of phosphor suitable for emitting visible light under the excitation of the radiation of discharges emitted between the electrodes in these zones, characterized in that the interface between the dielectric layer and the layer of protection and emission of secondary electrons is structured so as to present an average roughness included in the wavelength range of said discharge radiation and / or of the light emitted by said phosphor, in particular of In the case where this luminophore is a luminophore emitting in the ultraviolet.
  • the invention also relates to a panel intended to form part of a plasma panel and comprising at least one network of electrodes coated with a dielectric layer and with a layer of protection and emission of secondary electrons characterized in that the interface between the dielectric layer and the protective layer is structured so as to have an average roughness of between 130 nm and 400 nm, preferably between 130 and 200 nm.
  • the slab according to the invention comprises means for re-diffusing the radiation from the discharges towards the phosphors; in general this slab is not coated with phosphors, although this provision is not excluded.
  • the average roughness of the structured interface according to the invention can be evaluated using a conventional roughness meter with an electromagnetic probe.
  • the protective and secondary electron emission layer being very thin, it generally has the same structure as that of the structured interface according to the invention, so that one can then measure the roughness of the interface on the protective layer surface.
  • the wavelength range of the discharges radiation corresponds to the spectral range comprising more than 90% of the energy emitted by the discharges.
  • the discharge gas is based on a mixture of Neon and Xenon and the discharges in the panel emit ultraviolet radiation, having two main emission peaks, one at 145 nm, the other at 175 nm; thus, preferably, the range of wavelengths of the radiation from the discharges being included in the ultraviolet, the average roughness of said interface is between 130 and 200 nm.
  • the protective and secondary electron emission layer is based on oxide of alkaline earth elements, in particular based on magnesia (MgO).
  • MgO magnesia
  • the dielectric layer is based on vitreous inorganic material.
  • the invention also relates to a plasma panel comprising a slab according to the invention and a second slab providing with the first slab a space containing a discharge gas, also comprising a second network of electrodes, the electrodes of the first network and those of the second network being arranged to provide between them and between the slabs of the discharge zones and the walls of these zones being partially covered with a layer of phosphor suitable for emitting visible light under the excitation of the radiation of discharges emitted between the electrodes in these zones.
  • the first tile according to the invention is the front tile of the panel; “slab before” is understood to mean that which is situated on the side of the observer of the images displayed by the panel; the electrodes placed on this slab are generally transparent; because it is structured according to the invention to re-diffuse only the radiation emitted by the discharges between the slabs, the interface between the dielectric layer and the protective layer does not absorb or very weakly the visible light emitted by the phosphors; this front panel is therefore advantageously transparent to the visible light emitted by the phosphors; it is all the more transparent to this light as the interfaces or dioptres to be crossed are fewer than in the panels of the prior art also comprising means for re-diffusion or reflection of the radiation from the discharges.
  • the subject of the invention is also a method capable of being used for the manufacture of a plasma panel slab according to the invention comprising the deposition of a dielectric layer on the at least one network of electrodes of this slab and the deposition of a protective and secondary electron emission layer on the dielectric layer, characterized in that, before the deposition of said protective layer but after the deposition of the dielectric layer, an operation is carried out abrasion of the surface of the dielectric layer adapted so that the average roughness of this surface is within the range of the wavelengths of the radiation of the discharges in the plasma panel, in particular so that it is between 130 and 400 nm , preferably between 130 and 200 nm.
  • Such a process is particularly simple and economical; it is preferably applicable in the case where the dielectric layer is based on vitreous inorganic material, ie enamel; such an enamel layer is generally obtained by depositing a layer based on a dielectric enamel frit followed by baking under conditions suitable for obtaining a dense layer having a smooth surface; the abrasion operation of this surface is then carried out just after the step of firing the enamel; this abrasion operation modifies the roughness of the surface of the enamel; we then deposit a in a conventional manner the protective layer, generally based on MgO; as this protective layer is very thin, the layer obtained generally has the same roughness as the surface of the enamel layer.
  • the protective layer generally based on MgO
  • the abrasion operation of the surface of the dielectric layer is carried out by rubbing a plastic material encrusted with abrasive powder against this surface; this is a commonly used method for polishing or lapping glass surfaces or metallographic samples; the plastic material is preferably a polishing felt, for example based on rigid polyurethane foam, having open pores on the surface, capable of containing or retaining grains of abrasive powder; it is also possible to use plastic pastes incorporating the abrasive powder.
  • the diameter of the grains of the abrasive powder is preferably between 0.2 and 2 ⁇ m; in practice, this is the size of the abrasive grains suitable for obtaining a dielectric layer surface having an average roughness of between 130 and 200 nm.
  • the abrasion operation is carried out in a liquid medium free of water or dry; a special felt is then used encrusted with grains of abrasion powder.
  • FIG. 1, already described, is a schematic sectional representation of a plasma panel cell of the prior art
  • FIG. 2 illustrates, according to the same representation, a preferred embodiment of the invention applied to the same type of cell.
  • identical references are used for the elements which perform the same functions.
  • FIG. 2 we will begin by describing a preferred example of a method for obtaining a plasma panel with high light output according to the invention, in the case where this panel is of the alternative type with memory effect; this panel comprises a transparent front panel Y with pairs of coplanar electrodes and a rear panel 2.
  • this panel comprises a transparent front panel Y with pairs of coplanar electrodes and a rear panel 2.
  • each electrode of the first network is adjacent to an electrode of the second network; each pair of electrodes thus formed then corresponds to a line of picture elements of the display panel; each electrode is for example formed of an opaque and narrow bus for distributing the discharge current and of a transparent conductive strip, for example of ITO ("Indium Tin Oxide" in English) deposited along the bus and in contact with this one ; in this case, electrodes of the same pair face one side of their respective transparent strip.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • a paste based on a sintered dielectric enamel is then prepared which is deposited on the electrode networks in a layer of homogeneous thickness over the entire active surface of the slab; according to a variant, it is possible to cover only the electrodes of the networks Y, Y '; in addition to this enamel frit, this paste contains an organic binder based on a polymer and, generally, a solvent for this binder; after deposition and drying to evaporate the solvent, crosslinking of the organic binder if necessary, the enamel layer is fired to remove the organic binder from the layer and vitrify the enamel so as to obtain a homogeneous layer 3 ' dielectric enamel; after curing, the layer obtained has a smooth and flat surface, which, as it stands, would allow radiation from the landfills to pass; the thickness of the dielectric layer is generally between 10 and 50 ⁇ m.
  • the next step is specific to the invention; it consists in modifying the surface condition of the dielectric layer to give this surface the capacity to diffuse the ultraviolet radiation that the discharges will emit, in particular between the electrodes of the networks Y, Y ', in the panel in operation.
  • an abrasion operation is carried out on this surface so as to obtain a dielectric surface, not as smooth as before, but having an average roughness included in the range of wavelengths of the radiation which will be emitted by the discharges. in the panel in operation; conventionally, this field is that of ultraviolet radiation and this operation is carried out so as to give the dielectric surface an average roughness of between 130 and 200 nm; this average roughness is for example evaluated using a roughness meter with an electromagnetic head, such as a DEKTAK brand device.
  • numerous known methods can be used, such as for example mechanical lapping using a very fine abrasive powder.
  • the surface of the enamel lends itself well to a mechanical lapping operation using a very fine abrasive; preferably abrasives with grain sizes between 0.2 ⁇ m and 2 ⁇ m which are commercially available, either in paste (diamond, alumina, carborundum) or on felt for dry polishing; more precisely, one can for example operate according to one of the following methods: running in liquid medium with a diamond paste, using a lubricant, preferably neutral and chemically inactive with respect to the enamel layer; preferably using a heavy alcohol, for example of the isopropanol type, compatible with the paste enclosing the diamond-based abrasive powder; the use of water is advantageously avoided so as to better guarantee the properties of the protective layer based on MgO to be deposited on the lapped surface; dry running using a special felt enclosing the abrasive powder, for example of the “sandpaper” type; thus avoiding using water, the properties of the MgO-based protective layer
  • abrasion methods such as spraying with a carrier gas of abrasive powder on the surface (or "sandblasting"); chemical abrasion methods, electro-erosion methods, mechanical-chemical methods well known to those skilled in the art of surface treatments can also be used.
  • the dielectric layer now has a “structured” surface:
  • a protection and secondary electron emission layer 4 ′ is deposited in a manner known per se, here based on MgO; one proceeds for example by vacuum evaporation; the thickness of the layer obtained is generally between 0.5 and 1.5 ⁇ m.
  • the layer obtained is very thin, it is found that the roughness and the structuring of the surface of the dielectric layer is transferred to the external surface of the layer of protection and emission of secondary electrons.
  • the structure of the surface of the dielectric layer 3 ′ at the interface with the protective layer 4 ′ is of the “spatial noise” type, like, moreover, the structuring of the protective layer itself; such a structuring is different from that of the diffusion layers described in the document EP 1085554 already cited, obtained by precipitation in an aqueous route.
  • the front panel Y according to the invention is capable of backscattering the ultraviolet radiation and letting the visible radiation pass, by virtue of the structuring of the interface between the dielectric layer 3 'and the protective layer 4', adapted to impart roughness average in the range of the wavelengths of the radiation from the discharges, in particular between 130 and 200 nm; such re-diffusion means are much more economical and effective than those of the prior art; in fact, such roughness can be obtained by a simple abrasion operation; moreover, owing to the absence of an operation for depositing a specific additional layer to reflect or redistribute UV rays, the slab obtained has a higher mechanical resistance.
  • a network of barriers 7 adapted to delimit discharge zones and so that they are, after assembly of the slabs, positioned at the intersection of the electrodes of the network X and pairs of tangled electrodes of the networks Y, Y 'of the first slab , - layers of phosphors 6 deposited on the walls of the discharge zones thus delimited, that is to say both at the bottom of these zones in contact with the dielectric layer 13 and on the slopes of the barriers 7.
  • the slab before l ′ and the rear slab 2 are then assembled, so that the electrodes of the network X of the rear slab 2 cross the pairs of electrodes of the networks Y, Y ′ of the front slab Y between the barriers 7 ; the barriers 7 then serve as spacing means between the tiles 1 ', 2.
  • the two tiles are sealed together in a manner known per se, the gas contained in the space between the tiles 1 and 2 is pumped out, and this space is filled with discharge gas, generally comprising xenon.
  • the plasma panel according to the invention is then obtained; the structure specific to the invention of the surface of the dielectric layer 3 'at the interface with the protective layer 4' makes it possible to recover a large part of the radiation which is not directly absorbed and converted by the phosphors, so to redistribute it towards these phosphors; the light output of the panel is thus significantly improved, at a level at least comparable to that of the panels described in document EP 1085554 already cited, while avoiding a specific diffusion or reflection layer in the front panel slab; advantageously, thanks to the invention, the protective layer based on MgO can be very easily protected from any trace of water, which makes it possible to better guarantee the cathodo-emissive properties of this layer and the lifetime of the panel.

Landscapes

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Abstract

Dalle 1' comprenant une couche diélectrique 3' et une couche de protection 4', où, pour re-diffuser le rayonnement UV, l'interface entre la couche diélectrique 3' et la couche de protection 4' est structuré de maniíre ô présenter une rugosité moyenne comprise dans le domaine des longueurs d'onde de ce rayonnement, notamment entre 130 et 200 nm. De tels moyens de re-diffusion sont beaucoup plus économiques et efficaces que ceux de l'art antérieur en effet, une telle rugosité peut être obtenue par une opération d'abrasion de la surface de la couche diélectrique 3´ .

Description

DALLE DE PANNEAU A PLASMA COMPRENANT DES MOYENS POUR RE-DIFFUSER LES RAYONNEMENTS UV
En référence à la figure 1 , l'invention concerne un panneau de visualisation à plasma comprenant :
- une première dalle 1 comprenant au moins un premier réseau d'électrodes Y (non représenté) revêtu d'une couche diélectrique 3 et d'une couche de protection et d'émission d'électrons secondaires 4,
- un deuxième réseau d'électrodes Y' (non représenté), - une deuxième dalle 2 ménageant avec la première un espace contenant un gaz de décharge, divisé en une matrice bi-dimensionnelle de zones de décharges 5, chaque zone de décharge 5 étant positionnée entre les électrodes du premier réseau et celles du second réseau et présentant des parois partiellement recouvertes d'une couche 6 d'un luminophore adapté pour émettre de la lumière visible sous l'excitation du rayonnement d'une décharge dans cette zone, la première dalle comprenant des moyens pour re-diffuser le rayonnement de décharges vers les luminophores des zones correspondantes, ici une couche de diffusion 9.
Le deuxième réseau d'électrodes est généralement placé sur la première dalle, de sorte que, en fonctionnement, la plupart des décharges surgissent entre deux électrodes de la même dalle et sont qualifiées de coplanaires ; aucun des deux réseaux d'électrodes coplanaires Y, Y' n'est représenté à la figure 1 , parce qu'elle représente une coupe réalisée dans un plan passant entre ces électrodes ; généralement, la deuxième dalle comprend un troisième réseau d'électrodes X, qui sert pour l'adressage ou l'activation des zones de décharge du panneau, avant les périodes dites de maintien. La couche diélectrique 3 est destinée à obtenir un effet mémoire, de manière à pouvoir, après activation d'une zone de décharge, maintenir une succession de décharges par application d'impulsions de tension adaptées entre les électrodes du premier réseau Y et celles du second réseau Y'. La couche de protection et d'émission d'électrons secondaires 4 sert à protéger la couche diélectrique du bombardement des ions provenant du plasma des décharges ; elle est également susceptible d'émettre des électrons sous l'effet de ce bombardement ionique, de manière à stabiliser le fonctionnement du panneau.
C'est la première dalle 1 qui est généralement transparente aux rayonnements émis par les luminophores et qui forme alors la dalle avant de visualisation d'images ; la deuxième dalle est donc la dalle arrière, qui est généralement couverte de luminophores au niveau de chacune des zones de décharge.
Les zones de décharges du panneau sont, généralement et en partie au moins, délimitées par des barrières 7, qui forment des parois pour les zones de décharge 5 et servent généralement de moyens d'espacement des dalles ; dans chaque zone de décharge, les luminophores 6 sont généralement appliqués à la fois sur la dalle arrière et sur les versants des barrières.
Compte tenu de la nature et de la pression du gaz généralement contenu dans l'espace entre les dalles, les décharges plasma 8 émettent un rayonnement ultraviolet, représenté en traits pointillés sur la figure 1.
Comme représenté sur la partie gauche de la décharge 8, une première partie de ce rayonnement ultraviolet est émis en direction de la dalle arrière 2 et des versants des barrières 7 et est donc directement absorbée par les luminophores 6 déposés à cet endroit ; les luminophores sont alors excités et émettent un rayonnement visible qui passe au travers de la dalle avant 2 et participe ainsi à la formation de l'image à visualiser : les rayonnements visibles sont représentés en traits pleins sur la figure.
Comme représenté sur la partie droite de la décharge 8, une deuxième partie de ce rayonnement ultraviolet est émis en direction de la dalle avant 1 ; grâce aux moyens de diffusion dont est dotée la dalle avant et qui seront décrits ci-après, ce rayonnement est rediffusé, au moins partiellement, dans l'espace entre les dalles, notamment vers les luminophores 6 pour être converti en rayonnement visible comme la première partie du rayonnement ultraviolet. On voit donc que les moyens de diffusion dont est dotée la dalle avant permet de convertir une plus grande part du rayonnement émis par les décharges et d'augmenter sensiblement le rendement lumineux du panneau.
Le document EP 1085554 enseigne d'augmenter le rendement lumineux des panneaux à plasma :
- soit en utilisant une couche de réflexion du rayonnement ultraviolet, selon les documents cités au paragraphe 4 de ce document ; cette couche est de préférence intercalée entre la couche diélectrique et la couche de protection et d'émission d'électrons secondaires ; - soit, comme représenté sur la figure 1, en utilisant une couche de diffusion 9, déposée sur la couche de protection et présentant une granulométrie adaptée pour obtenir l'effet de diffusion dans le domaine des longueurs d'onde correspondant au rayonnement ultraviolet.
L'inconvénient des méthodes d'amélioration du rendement lumineux décrites dans ces documents est qu'elles nécessitent l'adjonction d'une couche supplémentaire de réflexion ou de diffusion sur la dalle avant ; cette couche supplémentaire ajoute une interface ou un dioptre supplémentaire sur la trajectoire des rayons lumineux visibles traversant la dalle avant, ce qui nuit à la transmission du rayonnement visible et limite les améliorations du rendement lumineux apportées par cette couche supplémentaire.
Même dans le cas plus favorable, décrit en variante dans le document EP 1085554, où la couche de diffusion présente une composition proche de celle de la couche de protection, par exemple à base de MgO, le procédé d'obtention décrit dans ce document est difficile à mettre en œuvre avec efficacité ; pour obtenir la granulométrie apportant l'effet de diffusion, ce document enseigne un dépôt en phase aqueuse qui est préjudiciable aux performances de la couche de protection et d'émission d'électrons secondaires, notamment à ses propriétés cathodo-émissive sous bombardement ionique, qui sont essentielles pour la stabilité de fonctionnement et la durée de vie du panneau à plasma. L'invention a pour but d'améliorer le rendement lumineux des panneaux à plasma en évitant ces inconvénients.
A cet effet, l'invention a pour objet une dalle destinée à faire partie d'un panneau à plasma et comprenant au moins un premier réseau d'électrodes revêtu d'une couche diélectrique et d'une couche de protection et d'émission d'électrons secondaires, ledit panneau à plasma comprenant au moins un deuxième réseau d'électrodes et une deuxième dalle ménageant avec la première dalle un espace contenant un gaz de décharge, les électrodes du premier réseau et celles du deuxième réseau étant disposées pour ménager entre elles et entre les dalles des zones de décharge et les parois de ces zones étant partiellement recouvertes d'une couche de luminophore adapté pour émettre de la lumière visible sous l'excitation du rayonnement de décharges émises entre les électrodes dans ces zones, caractérisé en ce que l'interface entre la couche diélectrique et la couche de protection et d'émission d'électrons secondaires est structuré de manière à présenter une rugosité moyenne comprise dans le domaine des longueurs d'onde dudit rayonnement des décharges et/ou de la lumière émise par ledit luminophore, notamment dans le cas où ce luminophore est un luminophore émettant dans l'ultraviolet.
L'invention a également pour objet une dalle destinée à faire partie d'un panneau à plasma et comprenant au moins un réseau d'électrodes revêtu d'une couche diélectrique et d'une couche de protection et d'émission d'électrons secondaires caractérisée en ce que l'interface entre la couche diélectrique et la couche de protection est structuré de manière à présenter une rugosité moyenne comprise entre 130 nm et 400 nm, de préférence entre 130 et 200 nm.
Grâce à la structuration de cette interface, une partie importante du rayonnement qui n'est pas directement absorbé et converti par les luminophores, est rediffusé vers ces luminophores et contribue à leur excitation ; on améliore ainsi significativement le rendement lumineux du panneau, au moins à un niveau comparable à celui des panneaux décrits dans le document EP 1085554 déjà cité ; un avantage de cette disposition est qu'elle est beaucoup plus facile à obtenir que les couches de diffusion ou de réflexion décrites dans l'art antérieur, sans risquer d'altérer les performances de la couche de protection et d'émission d'électrons secondaires. Ainsi, la dalle selon l'invention comprend des moyens pour re-diffuser le rayonnement des décharges vers les luminophores ; en général cette dalle n'est pas revêtue de luminophores, bien que cette disposition ne soit pas exclue. La rugosité moyenne de l'interface structuré selon l'invention peut être évaluée en utilisant un rugosimètre classique à sonde électromagnétique.
La couche de protection et d'émission d'électrons secondaires étant très mince, elle présente généralement la même structuration que celle de l'interface structuré selon l'invention, de sorte qu'on peut alors mesurer la rugosité de l'interface sur la surface de la couche de protection.
Le domaine des longueurs d'onde du rayonnement des décharges correspond au domaine spectral comprenant plus de 90% de l'énergie émise par les décharges.
Dans la plupart des panneaux à plasma, le gaz de décharge est à base d'un mélange de Néon et de Xénon et les décharges dans le panneaux émettent un rayonnement ultraviolet, présentant deux pics principaux d'émission, l'un à 145 nm, l'autre à 175 nm ; ainsi, de préférence, le domaine de longueurs d'onde du rayonnement des décharges étant compris dans l'ultraviolet, la rugosité moyenne dudit interface est comprise entre 130 et 200 nm.
De préférence, la couche de protection et d'émission d'électrons secondaires est à base d'oxyde d'éléments alcalino-terreux, notamment à base de magnésie (MgO).
De préférence, la couche diélectrique est à base de matériau inorganique vitreux.
L'invention a également pour objet un panneau à plasma comprenant une dalle selon l'invention et une deuxième dalle ménageant avec la première dalle un espace contenant un gaz de décharge, comprenant également un deuxième réseau d'électrodes, les électrodes du premier réseau et celles du deuxième réseau étant disposées pour ménager entre elles et entre les dalles des zones de décharge et les parois de ces zones étant partiellement recouvertes d'une couche de luminophore adapté pour émettre de la lumière visible sous l'excitation du rayonnement de décharges émises entre les électrodes dans ces zones.
De préférence, la première dalle selon l'invention est la dalle avant du panneau ; on entend par dalle avant celle qui est située du côté de l'observateur des images affichées par le panneau ; les électrodes disposées sur cette dalle sont en général transparentes ; parce qu'il est structuré selon l'invention pour re-diffuser uniquement le rayonnement émis par les décharges entre les dalles, l'interface entre la couche diélectrique et la couche de protection n'absorbe pas ou très faiblement la lumière visible émise par les luminophores ; cette dalle avant est donc avantageusement transparente à la lumière visible émise par les luminophores ; elle est d'autant plus transparente à cette lumière que les interfaces ou dioptres à traverser sont moins nombreux que dans les panneaux de l'art antérieur comportant également des moyens de re-diffusion ou de réflexion des rayonnements des décharges. L'invention a également pour objet un procédé susceptible d'être utilisé pour la fabrication d'une dalle de panneau à plasma selon l'invention comprenant le dépôt d'une couche diélectrique sur l'au moins un réseau d'électrodes de cette dalle et le dépôt d'une couche de protection et d'émission d'électrons secondaires sur la couche diélectrique, caractérisé en ce que, avant le dépôt de ladite couche de protection mais après le dépôt de la couche diélectrique, on effectue une opération d'abrasion de la surface de la couche diélectrique adaptée pour que la rugosité moyenne de cette surface soit comprise dans le domaine des longueurs d'onde du rayonnement des décharges dans le panneau à plasma, en particulier pour qu'elle soit comprise entre 130 et 400 nm, de préférence entre 130 et 200 nm.
Un tel procédé est particulièrement simple et économique ; il est applicable de préférence dans le cas où la couche diélectrique est à base de matériau inorganique vitreux, c'est à dire d'émail ; on obtient généralement une telle couche d'émail par dépôt d'une couche à base de fritte d'émail diélectrique suivi d'une cuisson dans des conditions adaptées pour obtenir une couche dense présentant une surface lisse ; l'opération d'abrasion de cette surface est alors réalisée juste après l'étape de cuisson de l'émail ; cette opération d'abrasion modifie la rugosité de la sur ace de l'émail ; on dépose ensuite d'une manière classique la couche de protection, généralement à base de MgO ; comme cette couche de protection est très fine, la couche obtenue présente généralement la même rugosité que la surface de la couche d'émail.
De préférence, l'opération d'abrasion de la surface de la couche diélectrique est réalisée par frottement d'un matériau plastique incrusté de poudre abrasive contre cette surface ; il s'agit là d'une méthode couramment utilisée pour le polissage ou le rodage de surfaces de verre ou d'échantillons métallographiques ; le matériau plastique est de préférence un feutre de polissage, par exemple à base de mousse rigide de polyuréthanne, présentant des pores ouverts en surface, susceptible de contenir ou de retenir des grains de poudre abrasive ; on peut également utiliser des pâtes plastiques incorporant la poudre abrasive.
Lorsqu'on vise une rugosité moyenne comprise entre 130 et 200 nm, le diamètre des grains de la poudre abrasive est de préférence compris entre 0,2 et 2 μm ; il s'agit, en pratique, de la taille des grains abrasifs adaptée pour obtenir une surface de couche diélectrique présentant une rugosité moyenne comprise entre 130 et 200 nm.
De préférence, l'opération d'abrasion est réalisée en milieu liquide exempt d'eau ou à sec ; on utilise alors un feutre spécial incrusté de grains de poudre d'abrasion.
En procédant en l'absence d'eau, on évite ainsi la détérioration de la couche diélectrique et on assure plus facilement de bonnes performances cathodo-émissives à la couche de protection, ce qui améliore la durée de vie du panneau.
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, est une représentation schématique en coupe d'une cellule de panneau à plasma de l'art antérieur,
- la figure 2 illustre, selon la même représentation, un mode préférentiel de réalisation de l'invention appliquée au même type de cellule. 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. En référence à la figure 2, on va commencer par décrire un exemple privilégié de procédé pour obtenir un panneau à plasma à haut rendement lumineux selon l'invention, dans le cas où ce panneau est de type alternatif à effet mémoire ; ce panneau comprend une dalle avant Y transparente à paires d'électrodes coplanaires et une dalle arrière 2. On va commencer par décrire la fabrication de la dalle avant 1 '.
Sur une plaque de verre sodo-calcique aux dimensions du panneau à réaliser, on dépose d'une manière classique deux réseaux Y, Y' d'électrodes coplanaires parallèles et enchevêtrées de manière que chaque électrode du premier réseau soit adjacente à une électrode du deuxième réseau ; chaque paire d'électrodes ainsi formées correspond alors à une ligne d'éléments d'image du panneau de visualisation ; chaque électrode est par exemple formée d'un bus opaque et étroit de distribution du courant de décharge et d'une bande conductrice transparente, par exemple en ITO (« Indium Tin Oxide » en langue anglaise) déposée le long du bus et en contact avec celui-ci ; dans ce cas, des électrodes d'une même paire se font face par un côté de leur bande transparente respective.
On prépare ensuite une pâte à base fritte d'émail diélectrique que l'on dépose sur les réseaux d'électrodes en une couche d'épaisseur homogène sur la totalité de la surface active de la dalle ; selon une variante, on peut ne recouvrir que les électrodes des réseaux Y, Y' ; outre cette fritte d'émail, cette pâte contient un liant organique à base de polymère et, généralement, un solvant de ce liant ; après dépôt et séchage pour évaporer le solvant, le cas échéant réticulation du liant organique, on procède à la cuisson de la couche d'émail pour éliminer le liant organique de la couche et vitrifier l'émail de façon à obtenir une couche homogène 3' d'émail diélectrique ; après cuisson, la couche obtenue présente une surface lisse et plane, qui, en l'état, laisserait passer le rayonnement provenant des décharges ; l'épaisseur de la couche diélectrique est généralement comprise entre 10 et 50 μm. L'étape suivante est spécifique de l'invention ; elle consiste à modifier l'état de surface de la couche diélectrique pour conférer à cette surface la capacité de diffuser le rayonnement ultraviolet que les décharges émettront, notamment entre les électrodes des réseaux Y, Y', dans le panneau en fonctionnement.
A cet effet, on effectue une opération d'abrasion de cette surface de manière à obtenir une surface diélectrique, non plus lisse comme précédemment, mais présentant une rugosité moyenne comprise dans le domaine des longueurs d'onde du rayonnement qui sera émis par les décharges dans le panneau en fonctionnement ; classiquement, ce domaine est celui du rayonnement ultraviolet et cette opération est conduite de manière à conférer à la surface diélectrique une rugosité moyenne comprise entre 130 et 200 nm ; cette rugosité moyenne est par exemple évaluée à l'aide d'un rugosimètre à tête électromagnétique, comme un appareil de marque DEKTAK. Pour effectuer cette opération d'abrasion, de nombreuse méthodes connues peuvent être utilisées, comme par exemple un rodage mécanique à l'aide d'une poudre abrasive très fine.
Après cuisson, la surface de l'émail se prête bien à une opération de rodage mécanique à l'aide d'un abrasif très fin ; on utilise de préférence des abrasifs de granulometries comprises entre 0.2 μm et 2 μm qui sont disponibles dans le commerce, soit en pâtes ( diamant , alumine , carborundum ), soit sur feutre pour polissage à sec ; plus précisément, on peut par exemple opérer selon l'une des méthodes suivantes : rodage en milieu liquide avec une pâte au diamant, utilisant un lubrifiant, de préférence neutre et chimiquement inactif vis-à-vis de la couche d'émail ; on utilise de préférence un alcool lourd, par exemple de type isopropanol, compatible avec la pâte enfermant la poudre d'abrasif à base de diamant ; on évite avantageusement l'utilisation d'eau de manière à mieux garantir les propriétés de la couche de protection à base de MgO à déposer sur la surface rodée ; rodage à sec utilisant un feutre spécial enfermant la poudre abrasive, par exemple de type « papier de verre » ; en évitant ainsi d'utiliser de l'eau, on préserve avantageusement les propriétés de la couche de protection à base de MgO à déposer sur la surface rodée ; Pour améliorer l'efficacité et l'homogénéité de cette opération de rodage mécanique, on utilise de préférence des machines adaptées imprimant un mouvement complexe aux porte-feutres ou porte-pâtes (« satellites ») sur la surface à roder ; ce type de machine est couramment utilisé pour le rodage ou le polissage de surface de verre.
Sans se départir de l'invention, on peut utiliser d'autres méthodes d'abrasion mécanique, comme la pulvérisation à l'aide d'un gaz vecteur de poudre abrasive sur la surface (ou « sablage ») ; on peut également utiliser des méthodes d'abrasion chimique, des méthodes d'électro-érosion, des méthodes mécano-chimiques bien connues de l'homme du métier des traitements de surface.
Après cette opération d'abrasion propre à l'invention, la couche diélectrique présente maintenant une surface « structurée » :
- qui ne laissera plus passer le rayonnement provenant des décharges mais le re-diffusera vers l'intérieur du panneau,
- qui, comme la surface lisse et plane de départ, laissera cependant passer le rayonnement visible émis par les luminophores déposés sur la dalle arrière, dont il est fait mention ultérieurement.
Après cette opération d'abrasion, on dépose d'une manière connue en elle-même une couche de protection et d'émission d'électrons secondaires 4', ici à base de MgO ; on procède par exemple par evaporation sous vide ; l'épaisseur de la couche obtenue est généralement comprise entre 0,5 et 1 ,5 μ m.
Comme la couche obtenue est très fine, on constate que la rugosité et la structuration de la surface de la couche diélectrique est reportée à la surface externe de la couche de protection et d'émission d'électrons secondaires.
En utilisant les méthodes d'abrasion conventionnelles qui viennent d'être citées, on constate que la structuration de la surface de la couche diélectrique 3' à l'interface avec la couche de protection 4', est de type « bruit spatial », comme d'ailleurs la structuration de la couche de protection elle-même ; une telle structuration est différente de celle des couches de diffusion décrites dans le document EP 1085554 déjà cité, obtenues par précipitation en voie aqueuse.
La dalle avant Y selon l'invention est apte à rétrodiffuser le rayonnement ultraviolet et à laisser passer le rayonnement visible, grâce à la structuration de l'interface entre la couche diélectrique 3' et la couche de protection 4', adaptée pour conférer une rugosité moyenne comprise dans le domaine des longueurs d'onde du rayonnement des décharges, notamment entre 130 et 200 nm ; de tels moyens de re-diffusion sont beaucoup plus économiques et efficaces que ceux de l'art antérieur ; en effet, une telle rugosité peut être obtenue par une simple opération d'abrasion ; de plus, du fait de l'absence d'opération de dépôt d'une couche supplémentaire spécifique pour réfléchir ou rediffuser les UV, la dalle obtenue présente une réisistance mécanique plus élevée.
En ce qui concerne la dalle arrière 2 du panneau selon l'invention, on procède d'une manière connue en elle-même pour obtenir une dalle comprenant, sur une plaque de verre sodo-calcique 12 :
- un troisième réseau X d'électrodes s'étendant perpendiculairement à la direction des électrodes des réseaux Y, Y' de la dalle avant, - une couche diélectrique à base d'émail 13,
- un réseau de barrières 7 adapté pour délimiter des zones de décharges et pour qu'elles soient, après assemblage des dalles, positionnées au croisement des électrodes du réseau X et des paires d'électrodes enchevêtrées des réseaux Y, Y' de la première dalle, - des couches de luminophores 6 déposées sur les parois des zones de décharge ainsi délimitées, c'est à dire à la fois au fond de ces zones au contact de la couche diélectrique 13 et sur les versants des barrières 7.
On assemble ensuite la dalle avant l' et la dalle arrière 2, de manière à ce que les électrodes du réseau X de la dalle arrière 2 croisent les paires d'électrodes des réseaux Y, Y' de la dalle avant Y entre les barrières 7 ; les barrières 7 servent alors de moyens d'espacement entre les dalles l', 2.
On scelle les deux dalles entre elles d'une manière connue en elle-même, on élimine par pompage le gaz compris dans l'espace entre les dalles l' et 2, et on remplit cet espace de gaz de décharge, comprenant généralement du xénon.
On obtient alors le panneau à plasma selon l'invention ; la structuration propre à l'invention de la surface de la couche diélectrique 3' à l'interface avec la couche de protection 4' permet de récupérer une partie importante du rayonnement qui n'est pas directement absorbé et converti par les luminophores, de manière à le re-diffuser vers ces luminophores ; on améliore ainsi significativement le rendement lumineux du panneau, à un niveau au moins comparable à celui des panneaux décrits dans le document EP 1085554 déjà cité, tout en évitant une couche spécifique de diffusion ou de réflexion dans la dalle avant du panneau ; avantageusement, grâce à l'invention, la couche protectrice à base de MgO peut être très facilement mise à l'abri de toute trace d'eau, ce qui permet de mieux garantir les propriétés cathodo- émissive de cette couche et la durée de vie du panneau.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Dalle (1') destinée à faire partie d'un panneau à plasma et comprenant au moins un premier réseau d'électrodes revêtu d'une couche diélectrique (3') 5 et d'une couche de protection et d'émission d'électrons secondaires (4'), ledit panneau à plasma comprenant au moins un deuxième réseau d'électrodes et une deuxième dalle (2) ménageant avec la première dalle (1') un espace contenant un gaz de décharge, les électrodes du premier réseau et celles du deuxième réseau étant 10 disposées pour ménager entre elles et entre les dalles (1', 2) des zones de décharge (5) et les parois de ces zones (5) étant partiellement recouvertes d'une couche de luminophore (6) adapté pour émettre de la lumière sous l'excitation du rayonnement de décharges (8) émises entre les électrodes dans ces zones (5), 15 caractérisé en ce que l'interface entre la couche diélectrique (3') et la couche de protection (4') est structuré de manière à présenter une rugosité moyenne comprise dans le domaine des longueurs d'onde dudit rayonnement des décharges et/ou de la lumière émise par ledit luminophore.
20.
2.- Dalle destinée à faire partie d'un panneau à plasma et comprenant au moins un réseau d'électrodes revêtu d'une couche diélectrique (3') et d'une couche de protection et d'émission d'électrons secondaires (4') caractérisée en ce que l'interface entre la couche diélectrique (3') et la couche de protection (4') est structuré de manière à présenter une rugosité moyenne comprise entre 130
25 nm et 400 nm.
3.- Dalle selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisée en ce que la couche de protection et d'émission d'électrons secondaires (4') est à base d'oxyde d'éléments alcalino-terreux.
30
4.- Dalle selon la revendication 3 caractérisée en ce que la couche diélectrique (3') est à base de matériau inorganique vitreux.
5.- Panneau à plasma comprenant une dalle (1') selon l'une quelconque des revendications précédentes et une deuxième dalle (2) ménageant avec la première dalle (1') un espace contenant un gaz de décharge, comprenant également un deuxième réseau d'électrodes, les électrodes du premier réseau et celles du deuxième réseau étant disposées pour ménager entre elles et entre les dalles (1', 2) des zones de décharge (5) et les parois de ces zones (5) étant partiellement recouvertes d'une couche de luminophore (6) adapté pour émettre de la lumière visible sous l'excitation du rayonnement de décharges (8) émises entre les électrodes dans ces zones (5).
6.- Panneau à plasma selon la revendication 5 caractérisé en ce que ladite première dalle (1') est la dalle avant dudit panneau.
7.- Procédé susceptible d'être utilisé pour la fabrication d'une dalle de panneau à plasma selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 comprenant le dépôt d'une couche diélectrique (3') sur l'au moins un réseau d'électrodes de cette dalle (1') et le dépôt d'une couche de protection et d'émission d'électrons secondaires (4') sur la couche diélectrique (3'), caractérisé en ce que, avant le dépôt de ladite couche de protection (4') mais après le dépôt de la couche diélectrique (3'), on effectue une opération d'abrasion de la surface de la couche diélectrique (3') adaptée pour que la rugosité moyenne de cette surface soit comprise dans le domaine des longueurs d'onde du rayonnement des décharges dans le panneau à plasma.
8.- Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que la rugosité moyenne de ladite surface est comprise entre 130 nm et 400 nm.
9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que l'opération d'abrasion de ladite surface est réalisée par frottement d'un matériau plastique incrusté de poudre abrasive contre ladite surface.
10.- Procédé selon la revendication 9 lorsqu'elle dépend de la revendication 8 caractérisé en ce que le diamètre des grains de la poudre abrasive est compris entre 0,2 et 2 μm.
11.- Procédé selon la revendication 9 ou 10 caractérisé en ce que l'opération d'abrasion est réalisée à sec.
12.- Procédé selon la revendication 9 ou 10 caractérisé en ce que l'opération d'abrasion est réalisée en milieu liquide exempt d'eau.
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