Brevet FR2225831A1 — publié le 19741108

La présente invention concerne dans son ensemble un procédé de fabrication d'une 'lectrode Qe sélection de couleur pour un tube image couleur, et plus parsiculièrement, à un procédé de fabrication d'une telle électrode suivant lequel les dimensions des perforations sont réduites au moment de la réalisation de l'écran au phosphore du tube image-couleur, étant ensuite élargies après la formation dudit écran au phosphore. En règle générale, un écran au phosphore est réalisé dans ie tube image couleur en utilisant une électrode de sélection de couleur telle qu'un tube a masque. C'est ainsi par exemple qu'on dépose une couche de phosphore photosensible à la surface intérieure d'un fond en verre à l'avant duquel est disposée l'électrode de sélection de couleur, de manière à exposer les parties où lton désire former des points ou des lignes de phosphore. Les parties autres que celles exposées sont ensuite enlevées en vue d'obtenir l'écran au phosphore. La description qui suit sera faite en référence à la réalisation d > un écran au phosphore comportant des points au phosphore.Le diamètre du point de phosphore obtenu par exposition à travers l'électrode de sélection de couleur devient important comparativement au diamètre d'un faisceau d'électrons passant à travers une ouverture de l'électrode de sélection de couleur. I1 en résulte que le faisceau d'électrons passant à travers ladite ouverture ne vient frapper qu'une partie du point de phosphore. Ceci signifie qu'il subsiste une partie non éclairée dans le point de phosphore. Ladite partie a été utilisée comme tolérance d'impact pour le faisceau d'électrons. Par ailleurs, dans un tube image couleur comportant un écran au phosphore du type à matrice noire dans laquelle une substance noire entoure le point de phosphore, le diamètre du faisceau d'électrons, à savoir le diamètre d'ouverture de l'électrode de sélection de couleur, doit être généralement plus grand que le diamètre du point de phosphore. C'est ainsi par exemple que dans un tube image couleur comportant un écran au phosphore du type à matrice noire, il est nécessaire que le tube à masque présente un diamètre d'ouverture de 0,53G mm pour un point de phosphore de 0,60 mm sur l'écran au phosphore.En outre, l'écran au phosphore est réalisé avec bien des difficultés en exposant à travers le tube à masque à ouverture de grand diamé trie les positions suivant lesquelles doivent être formés les points de phosphore, le diamètre effectif du point de phosphore s'établissant entre 0,25 mm et 0,32 mm. Le problème susmentionné s'applique tout aussi bien à un tube image couleur du type à post-focalisation. Afin d'éliminer les inconvénients précités, la dimension des ouvertures ou perforations de l'c'-lectro- de de sélection de couleur est rendue différente au moment de la formation de l'écran au phosphore de celle des perforations lors de l'utilisation du tube image couleur comportant des perforations de dimensions supérieures aux précédentes. C'est pour cette raison qu'il a été fait appel au processus dit de postattaque à l'acide au cours duquel les perforations dc l'électro- de de sélection de couleur sont élargies par attaque à l'acide de ladite électrode après la formation des lignes ou points de phosphore. Plus spécifiquement, le processus classique de post-attaque à l'acide est effectué de telle façon que l'électrode de sélection de couleur qui est généralement réalisée dans une plaque en acier soit immergée dans une solution de chlorure ferrique ou vaporisée avec cette dernière depuis sa surface supérieure ou inférieure ou depuis ses surfaces opposée s. I1 en résulte que l'électrode de sélection de couleur voit son épaisseur diminuer en même temps que les perforations sont agrandies au cours du déroulement du processus d'attaque. C'est ainsi par exemple qu'une électrode de sélection de couleur utilisant une plaque d'acier d'une épaisseur de 0,1 mm et comportant des perforations d'un diamètre initial de l'ordre de 0,23 mm subit le processus d'attaque jusqu'au point où la perforation s'écran dit pour atteindre un diamètre de 0, 33 mm. Dans le cas présent, l'électrode de sélection de couleur voit son épaisseur diminuer de 0,04 à 0,05 mm, ce qui a pour effet de mettre en danger la rigidité de l'électrode.En conséquence, l'électrode est susceptible de se déformer et il se produit une altération de la pureté des couleurs ou une déviation des couleurs du fait du mauvais impact du faisceau d'électrons. En outre, il est nécessaire que les perforations de l'électrode de sélection de couleur présentent un diamètre de 0,430 à 0,4G0 mm pour un tube image couleur à post-focalisation ayant un rapport de tension de focalisation de 1 : 2 et des points de phosphore d'une dimension de 0,0 mm. Dans le cas présent, l'électrode voit son épaisseur diminuer un peu plus au moment du processus d'attaque postérieur, avec une aggravation de l'altération de la pureté des couleurs. Un objet de la présente invention réside dans la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'une électrode de sélection de couleur pour tube image couleur qui soit exempt des inconvénients précités. Un autre objet de la présente invention réside dans la mise en oeuvre d'-un procédé nouveau de-fabrica- tion d'une électrode de sélection de couleur pour tube image couleur suivant lequel la dimension des ouvertures ou perforations est maintenue réduite au moment de la réalisation d'un écran au phosphore pour le tube image couleur, étant ensuite augmentée après la formation de l'écran au phosphore. Un autre objet de la présente invention porte sur un procédé de fabrication d'une électrode de sélection de couleur pour tube image couleur suivant lequel l'épaisseur de l'électrode se trouve à peine entamée au moment du processus d'attaque postérieur, donnant ainsi un tube image couleur faisant preuve d'une excellente qualité d'image, et qui -est libre de toute altération de la pureté des couleurs ou de-déviation des couleurs par suite du mauvais impact du faisceau d'électrons en raison de la déformation de l'électrode de sélection de couleur. Un autre objet encore de la présente invention réside dans la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'une électrode de sélection de couleur pour tube image couleur qui soit apte à améliorer le rendement lumineux de 1 'é- cran au phosphore du tube image couleur. Le procédé propre à la présente invention comporte les diverses phases suivantes : (1) formation d'une couche de photoresist sur chacune des surfaces opposées d'une électrode de sélection de couleur, (2) exposition des dites couches de photoresist suivant des configurations respectivement prédéterminées, (3) développement des couches de photoresist exposées afin d'y former des fenttres correspondant aux configurations déterminées susmentionnées (4) attaque à l'acide de l'électrode de sélection de couleur à travers lesdi tesfenêtres en vue de former les ouvertures ou perforations passant à travers ladite électrode, (5) formation d'un premier film de métal sur la paroi intérieure de chacune desdites perforations, (6) enlèvement des couches de photoresist restant sur les surfaces opposées de l'électrode de sélection de couleur, (7) formation sur chacune au moins des surfaces opposées de l'électrode de sélection de couleur d'un deuxième film d'une matière résistant à un réactif d'attaque pour pouvoir attaquer l'électrode de sélection de couleur, et (8) enlèvement desdits premiers films au moins recouvrant lesdites perforations. Les autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront plus clairement au cours de la description détaillée qui suit, laquelle est faite en référence au dessin ci-annexé, sur lequel les figures 1 à 10 sont des vues illustrant chacune des phases d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'une électrode de sélection de couleur conforme aux principes de la présente invention les figures 11 à 14 sont des vues illustrant les diverses phases d'un autre mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'une électrode de sélection de couleur conforme à l'invention. On va maintenant passer à la description du premier mode de réalisation tel qu'illustré sur les figures 1 à 10. Tout d'abord, ainsi qu'il est représenté sur la figure 1, une électrode de sélection de couleur 1 qui est réalisée par exemple dans une mince plaque d'acier est apprêtée sur chacune de ses surfaces opposées avec une couche de photoresist 2 sensible à l'exposition aux ultra-violets. Les couches de photoresist sont respectivement exposees selon des configurations prédéterminées, conformément à la pratique habituelle en pareil cas. Bes parties exposées des couches de photoresist 2 sont enlevées par développement en vue de former des fenêtres 3a et 3b. Ensuite, llélectrode 1 est immergée dans un réactif d'attaque, à savoir une solution de chlorure ferrique par exemple, ou vaporisée avec ladite solution, afin de ménager des ouvertures ou perforations 4, ainsi qu'il est représenté sur la figure 3. Chacune des perforations 4 est pourvue sur sa paroi intérieure d'un film de métal 5, à savoir du cuivre ou du nickel par exemple ainsi qu'il est représenté sur la figure 4, et ce au moyen d'un processus connu, à savoir par dépôt sans courant, par dépôt électrolytique ou par électrophorèse.Le nickel ou le cuivre conviennent bien pour le film de métal 5, l'expérience ayant démontré qu'un film de métal d'excellente qualité pouvait être obtenu par dépôt électrolytique du cuivre sur une épaisseur de 1 micron seulement. I1 convient de remarquer qu'aucun film de métal n'est formé dans les parties autres quqkelles contenant les perforations 4 et ce,du fait de la formation des couches de photoresist 2 0 L'électrode de sélection de couleur est ensuite soumise à un processus bien connu de traitement thermique ou chimique pour procéder à l'enlèvement des couches de photoresist 2, ainsi qu'il est représenté sur la figure 5, étant ensuite recuite en atmosphère réductrice à une température de l'or- dre de 9000C pour se voir conférer une forme prédéterminée Après quoi une couche 6 résistant au réactif d'attaque tel qu'une solution de chlorure ferrique est déposée sur la totalité de chacune des surfaces de l'électrode 1, à la réserve des perforations revêtues des films métalliques 5, ainsi qu'il est représenté sur la figure 6.La couche résistant à la corrosion peut ëtre constituée par du Fe304 , étant obtenue par un procédé bien connu de noircissement au gaz ou à la vapeur, pouvant être par ailleurs constituée par une couche de phosphate ferrique réalisée suivant un procédé bien connu de formation chimique.l'expérience a démontré qu'une couche résistant à la corrosion d'une épaisseur de 3 à 5 microns était suffisante pour obtenir d'excellents résultats. I1 convient de remarquer qu'aucune couche résistant à la corrosion ne peut se former sur les perforations du fait de la présence des films de métal. L'électrode de sélection de couleur 1 ainsi obtenue est ensuite disposée devant un fond en verre (non représenté) pour un tube image couleur, étant revêtue d'une couche de phosphore photosensible. Ladite couche de phosphore photosensible qui est déposée sur la surface intérieure du fond en verre est soumise à une exposition en des points où sont formés les lianes ou points de phosphore, et ce au moyen d'un dispositif d'exposition bien connu dans la technique, en vue de former un écran au phosphore sur ledit fond en verre. Bes films métalliques 5 recouvrant les perforations de l'électrode de sélection de couleur sont ensuite enlevés ainsi qu'il est représenté sur la figure 7, après l'achèvement de la phase de formation susmentionnée de 1 écran au phosphore, avec une solution alcaline ou une solution de chlorure ferrique, ceci étant fonction de la nature du film métal lique. L'électrode 1 est alors soumise à nouveau au processus d'attaque avec un réactif tel que du chlorure ferrique. Les parties de l'électrode autres que les perforations ne sont pas attaquées, du fait de la formation des couches résistant à la corrosion, le réactif n'attaquant que lesdites perforations qui sont ainsi agrandies suivant des dimensions prédéterminées. L'électrode 1 est ensuite immergée dans une solution acide comme de l'acide chlorhydrique ou vaporisée avec cette dernière pour éliminer les couches résistant à la corrosion 6, ainsi qu'il est représenté sur la figure 9, la totalité de chacune de ses surfaces, y compris les perforations, étant revêtues d'une couche de protection 7 servant à améliorer ses propriétés antirouille ou d'isolation thermique, ainsi qu'à empêcher lå prolifération d'électrons diffusés ou d'électrons secondaires, ainsi qu'il est représenté sur la figure 10. C'est ainsi que se trouve parachevée une électrode de sélection de couleur. Dans la description qui précède, la couche de photoresist a été enlevée des parties exposées afin de former les perforations, mais on peut également l'enlever des parties non exposées, ceci étant fonction de la nature de la couche de photoresist. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 10, la couche résistant à la corrosion est appliquée sur la totalité de chacune des surfaces de l'électrode de sélection de couleur, à la réserve des perforations, préalablement au processus de post-attaque à l'acide, de sorte que l'épaisseur de l'électrode ne s'en trouve pas diminuée lors du déroulement du processus de post-attaque, ce qui a pour résultat de n'entraSner aucune déviation des couleurs ou altération de la pureté des couleurs en raison dumauvais impact du faisceau d'électrons, ainsi qu'il sue produit lorsque l'électrode de sélection de couleur souffre d'une déformation physique par suite d'une moindre rigidité.En outre, le diamètre ou la largeur du faisceau d'électrons traversant l'électrode de sélection de couleur est plus grand que le diamètre de la ligne ou point de phosphore, de sorte que le faisceau d'électrons vient effectivement frapper la totalité de la surface du point.de phosphore, ce qui contribue à améliorer considérablement le rendement lumineux. Dans le mode de réalisation decrit cidessus, l'écran au phosphore a été réalisé en utilisant l'électrode de sélection de couleur telle que décrite sur la figure 6, bien qu'il puisse autre également réalisé en utilisant 11 électrode de sélection de couleur telle que decrite sur la figure 8.Au cours du processus d'attaque décrit en référence à la figure 8, l'électrode 1 n'est soumise à aucune attaque dans les parties autres que les perforations, du fait de la présence de la couche résistant à la corrosion1 de sorte que la largeur ou diamètre D1 tel que déterminé par la première phase du processus d'attaque ainsi qu'il est représenté sur la figure 8 demeure inchangé, l'électrode de sélection de couleur 1 subissant l'effet de l'-attaque à l'acide jusqu'à atteindre une largeur Qu diamètre D21 lequel est adapté pour produire un faisceau d'électrons présentant une largeur ou diamètre supérieur à celui de la ligne ou point de phosphore. L'électrode de sélection de couleur telle qu'obtenue à la suite des phases précitées est dispose devant le fond du tube image couleur, une couche de phosphore photo sensible appliquée à la surface intérieure dudit fond étant ensuite soumise à une exposition dans les parties où les lignes ou points de phosphore doivent être formés au moyen dSun dispositif d'exposition, de façon bien connue en soi, en vue de l'obtention d'un écran au phosphore. A ce stade-là, la ligne ou point de phosphore présente un diamètre plus petit que D2 du fait que la lumière émanant du di3positif-d'exposition passe à travers l'ouverture ou perforation d'une largeur ou diamètre plus petit. Sur les figuras ll à 14 se trouve décrit un autre mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'une électrode de sélection de couleur conforme à la présente in Invention Ainsi quril est représenté sur la figure 11, une électrode de sélection de couleur qui est réalisée par exemple dans une mince plaque d'acier est pourvue sur chacune de Ees urf"ces opposées "une coucre de photoresist r > s2ns ble a 1 exposition aux ultra-violets, lesdites couches de photo- resist étant respectivement exposées suivant des configurations prédéterminées, conformi ent à' la. pratique bien connu en la matière. Bes parties exposées sont enlevées par développement en vue de former des fenêtres 3a et 3b. L'électrode l est ensuite soumise à un processus d'attaque en l'immergeant dans un réactif d'attaque tel qu'unè solution de chlorure ferrique ou par vaporisation de cette dernière, afin de ménager des ouvertures ou perforations 4 sous forme de lignes ou points Les perforations 4 sont ensuite sélectivement revêtues sur leurs surfaces intérieures de films 5 d'un métal différent de celui de l'électrode de sélection de couleur 1, à savoir par exemple du cuivre ou du nickel, d'après un processus tel que le dépit sans courant, ainsi qu'il est représenté sur la figure 12.L'électrode 1 est ensuite soumise à un processus bien connu de traitement thermique ou chimique pour procéder à l"enlèvement des couches de photoresist restantes, puis soumises à une tension élevée dans une atmosphère de CH4 par exemple pour former un film métallique 6 sur chacune de ses surfaces et chacun des films métalliques sur les perforations par un processus de revêtement d'ions, ainsi qu'il est représenté sur la figure 13. Ie matériau constitutif du film métallique 6 diffère de celui du film métallique 5, résistant au réactif d'attaque qui entame l'électrode de sélection de couleur.La formation d'un tel type différent de film métallique 6 sert à améliorer la rigidité, sa propriété de résistance vis -à-vis du réactif d'attaque ntentratnant pratiquement aucune diminution de l'épaisseur de ltélectrode l au moment du processus de post-attaque consécutif. 1'électrode de sélection de couleur ainsi obtenue est disposée devant le fond (non représenté) d'un tube image couleur, la couche de phosphore photosensible appliquée à la surface intérieure dudit fond étant exposée aux endroits ou doivent entre formées les lignes ou points de phosphore au moyen d'un dispositif d'exposition, et ce de façon bien connue en soi, en vue d'obtenir un écran au phosphore.Afin d'agrandir la dimension des perforationss par le processus de post-attaque à l'acide de l'électrode de sélection de couleur, cette dernière est immergée dans un sol -vant ou vaporisée avec ce dernier pour enlever les films métalliques 5, à savoir par exemple avec une solution de chlorure ferrique dans le cas d'un revêtement en cuivre w en nic kel, de façon que le film métallique 5 soit enlevé conjointe- ment avec le film métallique 6, ainsi qu il est représenté sur la figure 15. Les perforations débarrassées de leurs films métalliques 5 sont ensuite soumises, si besoin est, à un pro cessus d'attaque à l'acide et agrandies aux dimensions voulues. Il convient de remarquer que si dans le mode de réalisation décrit ci-dessus les fenêtres sont obtenues en enlevant la couche de photoresist sur les parties exposées, il est également possible de l'enlever dans les parties non exposées, ceci étant fonction de la nature propre de la couche de photoresist. Conformément au mode de réalisation illustré sur les figures ll à 14, les ouvertures ou perforations sont agrandies au moyen du processus de post-attaque à l'acide sans aucunement altérer la rigidité de l'électrode dc sélection de cotbeur 1 et, partant, sans aucune déformation de cette der nière, Il en résulte qu'on obtient une image d'excellente qualité et exempte de toute altération de la purgé des couleurs ou de déviation des couleurs par suite du mauvais impact du faisceau d'électrons en raison de la déformation de l' la- totalité de la surface de l'écran au phosphore, ce qui améliore considérablement le rendement lumineux, du fait que la largeur ou diamètre du faisceau d'électrons traversant l'électrode de sélection de couleur est supérieur à celui de la ligne ou point de phosphore. Dans le mode de réalisation décrit cidessus, on a utilisé pour le film métallique 6 un métal résis- tant au réactif d'attaque de l'électrode de sélection de couleur, mais on peut tout aussi bien utiliser un matériau d'une nature similaire ayant un faible rapport d'iion des électrons secondaires, par exemple un matériau comportant essentiellement du carbone. En pareil cas, le matériau présentant un faible rapport d'émission des électrons secondaires est déposé sur l'électrode de sélection de couleur au moyen du processus de revêtement d'ions dans une atmosphère de CH4 sous l'application d'une tension élevée à ladite électrode. Il tombe sous le sens qu'en lieu et place du processus de revêtement d'ions on peut avoir recours à d'autres procédés, comme par exemple l'électroformage. La formation de la couche du matériau présentant un faible rapport d'émission des élec- trons secondaires entrasse non seulement des résultats similaires à ceux mentionnés ci-dessus, mais supprime également les effets indésirables qui sont dus à l'émission des électrons secondaires, ce qui se traduit par des performances supérieures du tube image pour télévision en couleur. REVENDICATI ON 1. Procédé de fabrication d'une électrode de sélection de couleur pour un tube image pour télévision en couleur, caractérisé par le fait (a) qu'on applique une couche de photoresist sur chacune des surfaces opposées d'une électrode de sélection de couleur, (b) qu'on expose lesdites couches de photoresist suivant des configurations respectives prédéterminées, (c) qu'on développe les couches de photoresist exposées afin d'y former des fenêtres correspondant auXdites configurations prédéterminées, (d) qu'on attaque à l'acide l'é- lectrode de sélection de couleur à travers lesdites fenttres afin de former des ouvertures ou perforations traversant ladite électrode, (e) qu'on applique un premier film de métal sur la paroi intérieure de chacune desdites perforations, (f) qu'on enlève les couches de photoresist restant sur les surfaces opposées de l'électrode de sélection de couleur , (g) qu'on applique sur chacune au moins des surfaces opposes de llelectrode de sélection de couleur un deuxième film d'un matériau résistant à un réactif d'attaque pour attaquer l'électrode de sélection de couleur, et (h) qu'on enlève lesdits premiers films au moins recouvrant lesdites perforations. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au cours de ladite septième phase (g) ledit deuxième film n'est appliqué uniquement que sur chacune des surfaces opposées de l'électrode de sélection de couleur, et par le fait que la huitième phase (h) est suivie par une neuvième phase d'élargissement des perforations précitées par attaque à l'acide d'une dixième phase d'enlèvement dudit deuxième film, ainsi que d'une onzième phase d'application d'une couche de protection sur chacune des surfaces opposées de l'électrode de sélection de couleur ainsi que sur la paroi intérieure de chacune desdites perforations élargies. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite neuvième phase est exécutée après la formation d'un écran au phosphore 4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un écran au phosphore est réalisé entre la neuvième et la dixième phases précitées. 5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que lors de la septième phase ledit deuxième film est également appliqué sur ledit premier film de chacune des perforations précitées , et par le fait qu'au cours de la huitième phase lesdits premier et deuxième films sont enlevés sur les perforations précitées. 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que la huitième phase est suivie par une phase d' élargissement desdites perforations par attaque à l'acide. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite phase d'élargissement des perforations est exécutée après la formation d'un écran au phosphore. 8. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit premier film est réalisé par galvanoplastie. 9. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit deuxième film est réalisé par un procédé sélectif de revêtement d'ions ou par électroformage. 10. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que le matériau constitutif dudit deuxième film est un métal différent de celui dudit premier film. 11. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que le mtériau constitutif dudit deuxième film présente un faible rapport d'émission des électrons secondaires. 12. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé par le fait que ledit matériau présentant un faible rapport d'émission des électrons secondaires comporte essentiellement du carbone.