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RÉSUMÉ
La technologie des écrans à plasma a effectué un bond considérable ces dernières années. Ce dispositif de visualisation présente des avantages qui lui sont spécifiques, entre autres son faible encombrement en profondeur, et la possibilité de très grandes tailles. L’écran est constitué d’une matrice de cellules, capables d’émettre un signal lumineux soit vert, soit bleu, soit rouge. Chaque cellule est le siège d’une décharge dans un gaz, qui produit des photons ultraviolets, venant exciter les matériaux luminescents. Cet article détaille les principes généraux de la technologie plasma, les performances techniques, ainsi que la physique de ces panneaux. Sont abordées ensuite les technologies de fabrication de la face avant et de la face arrière.
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Henri DOYEUX : Ingénieur de l’École Polytechnique de Paris (Palaiseau) - Ingénieur de l’École Supérieure d’Électricité (Gif-sur-Yvette et Rennes) - Ancien responsable R&D écrans à plasma à Thomson Plasma Moirans - Responsable du laboratoire « Device Physics and Optics » à Thomson R&D France, Rennes
INTRODUCTION
Les écrans à plasma (PAP pour panneau à plasma) sont un dispositif de visualisation (présentation d’images) basé sur le principe d’une décharge dans un gaz produisant des photons ultraviolets, qui à leur tour excitent des luminophores, lesquels restituent alors des photons visibles soit rouges, soit bleus, soit verts selon la cellule considérée.
Par rapport aux autres technologies de visualisation, les écrans à plasma présentent des atouts spécifiques :
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c’est bien sûr une technologie d’écrans plats, donc à faible encombrement en profondeur, qui la démarque des tubes à rayons cathodiques et des dispositifs de projection ;
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les gammes de produits disponibles commercialement s’étendent actuellement de 81 cm (32 pouces) à 160 cm (63 pouces), et des tailles encore supérieures seront accessibles dans un avenir proche (prototype de 200 cm, soit 80 pouces déjà démontré). Ainsi le « créneau » spécifique des écrans à plasma se définit par : écrans plats de grande taille.
Ce créneau est depuis le début des années 2000 accessible également aux écrans à cristaux liquides, qui après avoir conquis le marché des écrans d’ordinateurs portables, puis des moniteurs de bureau, s’attaquent maintenant au marché de la télévision. Par ailleurs, les rétroprojecteurs à base d’imageurs à DLP (Digital Light Processor) ou à LCOS (Liquid Crystal on Silicon) progressent en performance et en minceur, et jouent aussi sur ce marché des grands écrans plats. Il est probable que les trois technologies [PDP (Plasma Display Panel), LCD (Liquid Crystal Display), projection] coexisteront dans les années à venir.
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1. Principes généraux
1.1 Structure du panneau
Le principe et la structure de l’écran à plasma sont représentés sur la figure 1.
L’écran complet est constitué d’une matrice de « cellules », chacune capable d’émettre un signal lumineux soit vert, soit bleu, soit rouge.
Chaque cellule est le siège d’une décharge dans un gaz, qui produit des photons ultraviolets, venant exciter les matériaux luminescents (les luminophores).
Plus précisément, l’écran est composé de deux dalles de verre.
Sur la dalle arrière sont déposées des électrodes dites colonnes, que l’on recouvre d’un diélectrique (émail). On dépose ensuite des barrières de séparation qui délimitent des canaux. Les flancs et le fond de ces canaux sont alors recouverts de dépôts de luminophore avec un canal sur trois recevant du matériau capable d’émettre de la lumière verte, un sur trois capable d’émettre de la lumière rouge et un sur trois capable d’émettre de la lumière bleue.
Sur la face avant, on dépose d’abord un réseau d’électrodes transparentes et d’électrodes opaques (métalliques), que l’on recouvre ensuite d’une couche de diélectrique transparent (émail), puis d’une couche mince d’un autre diélectrique transparent (magnésie).
Les deux faces, avant et arrière, sont assemblées à l’aide d’un joint de scellement placé en périphérie. On fait alors le vide dans le panneau en le raccordant à une pompe à vide par l’intermédiaire d’un queusot placé dans un coin du panneau, on étuve et, enfin, on remplit le panneau avec un mélange de gaz rares, typiquement néon + quelques pour-cent de xénon à une pression de 500 hPa (0,5 bar).
HAUT DE PAGE1.2 Fonctionnement
1.2.1 Phase d’entretien (ou maintien ou sustain)
Le principe des signaux de commande est décrit en référence aux figures ...
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