Brevet FR2283960A1 — publié le 19760402

La présente invention a pour objet une métallisation transparente, ainsi que son procédé de réalisation. De telles couches transparentes, qui doivent notamment titre déposées sur des surfaces électriquement isolantes, sont par exemple utilisées comme substrats pour des transducteurs électrooptiques d'amplificateurs d images ou de brillance, transducteurs dans lesquels des phénomènes optiques sont convertis en signaux électriques et sont ensuite amplifiés de manière à pouvoir titre rendus visibles.Une application particulièrement importante est constituée par la visualisation d'images radiographiques obtenues par rayons X ou par rayons Gamma dans le domaine du diagnostic médical, ceci avec recours à des amplificateurs d images de grand format, et il importe tout particulièrement d'obtenir des couches métalliques pratiquement transparentes dont la conductibilité soit uniforme sur toute leur surface. Dans les dispositifs pré-cités de conversion d'images, ltéMément transducteur électro-optique proprement dit est constitué, en règle générale, par une métallisation à base d'antimoine, laquelle est postérieurement activée au Césium, lorsqu'il s'agit de convertir les rayons X ou autres en une lumière émise pour une coupe fluorescente. Tout particulièrement dans ce domaine de la conversion des imaggsb il est important de partir, lors de la fabrication de l'élément transducteur, d'une oye ruche d'antimoine d'épaisseur uniforme ceci afin que la conversion fournisse des résultats comparables en tous points de la surface. Ceci est la condition première pour obtenir des images utilisables en radio-diagnostic.Or, des imperfections peuvent prendre naissance du fait que le métal, c#est-à-dire l'antimoine, est déposé de façon irrégulière sur la surface porteuse. La présente invention se dnne pour but, dans une métallisation transparente du genre pré-cité, de garantir un dépit uniforme du métal sur son substrat. Ce but est atteint, conformèment à 1' inven- tion, gracie au fait que cette métallisation est rapportée sur une couche de carbone. L'invention prend pour point de départ la constatation du fait que les conditions de condensation ne sont pas identiques en tous points de la surface porteuse. Ces conditions de condensation dépendent en effet fortement du pré-traitement, et, dans le cas de grandes surfaces, souvent aussi des irrégularités de structure. Grace au dépit, effectué selon l'invention, d'une mince métallisation sur une couche de graphite, c'est-à-dire de carbone sont produits sur la totalité de la surface à métalliser des germes de condensa tion uniformément répartis. Le dépit par vaporisation de carbone s effectue plus uniformément que celui des métaux. Les particules de carbone ainsi déposées par vaporisation constituent des germes de condensation uniformément répartis pour le métal que lton se propose de déposer lui aussi par vaporisation. ces germes ne sont pas particulièrement liés à la nature de la structure du substrat. On obtient ainsi, gracie à l'emploi d'une vaporisation intermédiaire de carbone, des revétements métalliques parfaitement uniformes. Ceuxci sont identiquement transparents à la lumière en tous points, et possèdent simultanément en chacun de ces points une mEme conductivité électrique. De mtme, pour la fabrication de transducteurs électrooptiques, par exemple sur substrat d'anti-moine, on obtient une excellente surface initiale du fait que, partant d'une couche d'antimoine d'épaisseur uniforme et après activation au Césium, il est possible d'obtenir une photocathode de caractéristiques superficielles uniformes. Selon les réaultats d'essais effectués à ce jour, une prévaporisation suffisante de graphite est déjà atteinte lorsque le revêtement déposé sur la surface absorbe 10 % d'une lumière traversante de 550 nm. Toutefois, de bons résultats sont encore obtenus lorsque l'absorption de la lumière croit jusqu'à un ordre de grandeur de 20 %. Dans une forme de réalisation simplifiée de l'invention, le dépit consécutif de métal par vaporisation peut s'effectuer sans pause intermédiaire, en disposant dans une unique enceinte à vide poussé et en regard de la surface à métalliser aussi bien le dispositif de vaporisation de carbone que celui de vaporisation de métal. Il est seulement nécessaire que ce soit tout d'abord le dispositif de vaporisation de carbone qui soit mis en action et ensuite celui de vaporisation de métal.Le centrale du processus de vaporisation peut s'effectuer par l'intermédiaire d'un faisceau de mesure, par exemple, de la longueur d'onde de 550 nm, lequel traverse le substrat et parvient à un transducteur opto#élec- tronique, associé à un dispositif indicateur de transparence. En cas de substrat non transparent, on peut opérer avec un substrat auxiliaire qui est lui-méme transparent et à partir duquel le faisceau de mesure est renvoyé par un miroir en direction d'une cellule de mesure. L#invention sera à présent expliquée plus en détails à propos d'une forme de réalisation, donnée à simple titre d'exemple illustratif, et avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels -La figure 1 représente schématiquement en coupe longitudinale un amplificateur d'images ou de brillance équipé d'une surface réalisée conformément à l'invention. -La figure 2 illustre également en coupe un dispositif de métallisation permettant d'obtenir une telle surface. Sur la figure 1 des dessins sont désignés par les repères I et 2,les deux éléments constitutifs de l'enveloppe d'un amplificateur d images ou amplificateur de brillance fonctionnant sous vide. Dans ltélément 1 sont logées les électrodes de projection électro-optiques 3, 4 et 5 lesquelles sont constituées par des tales métalliques enroulées en forme de cylindres, lesquels sont disposés à l'intérieur de l'élément 1 et coaxialement à celui-ci. Un écran lumineux d'observation 6 associé à la paroi frontale de l'élément 1 est disposé coaxialement aux électrodes 3 à 5, cet écran recevant les électrons déviés par 1 optique électronique en vue de produire une image lumineuse. La production de ces électrons repose elle-même sur le fait que dans un cristal luminescent 7, qui est rapporté à l'extérieur de la paroi frontale 8 de l'élement 2, une lumière est émise par les rayons qu'il s'agit de visualiser, lumière qui traverse la paroi 8 et qui pénètre à travers la couche de graphite 9 dans la couche photocathode 10.L enveloppe de l'amplificateur d images constituées des éléments 1 et 2 est assemblée avec étanchéité au vide par l'intermédiaire de brides 11 et 12, lesquelles sont soudées Irune à l'autre le long de leurs pourtours respectifs. Le dispositif 7 à 10 peut etre réalisé en rapportant un cristal luminescent 7 sur la face extérieure de l'élément 2 de l'amplificateur d'images. Sur la figure 2 des dessins, on a omis la représentation du cristal luminescent 7 rapporté après coup, et seul un substrat est disposé dans une enceinte à vide 13 qui repose sur une table 14 traversée par une conduite 15 menant vers une pompe à vide. A caté de la canalisation 15 sont placés des dispositifs de vaporisation pour le métal (16) et pour le carbone (17), et à quelque distance de 1d un substrat 18 qui ntest autre que la paroi frontale 8 de l'élément 2 de l amplificateur d'images de la figure 1. Le substrat 18 est maintenu à distance des dispositifs de vaporisation 16 et 17 par des supports 19 qui sont montés sur la table par I intermédiaire de galets 20 et 21 de manière telle que le substrat puisse tourner autour de son axe central. A cet effet, est prévu un moteur d entratnement 22 avec pignon de commande 23.Pour la surveillance du processus de vaporisation est prévue une source lumineuse 24 qui émet un rayon traversant le S substrat 18 et atteignant une cellule de mesure 26, laquelle est associée de son caté par l'intermédiaire d un conducteur 27 à un appareil de mesure indicateur 28. De manière analogue et en cas de substrat opaque, on peut monter en de lors du flux de vapeurs se propageant vers le substrat un miroir 29 pourvu d un écran de protection 30 1 isolant des dispositifs de vaporisation 16 et 17, et associé à un substrat auxiliaire transparent 31.Ici encore est prévue une source lumineuse 25 qui irradie le substrat auxiliaire 31 et dont le rayon est renvoyé par le miroir vers une cellule de mesure 261 laquelle correspond à la cellule de mesure 26 et est associée aux mimes éléments 27 et 28 que cette dernière. Pour la réalisation d une couche métallique transparente, le substrat transparent 18 est tout d'abord recouvert de carbone au moyen du dispositif de vaporisation 17, cette couche de carbone powanfetre rendue particulièrement uniforme grace à la rotation du substrat et lorsque le processus de vaporisation est conduit de telle sorte que l'abaissement de transparence atteigne au maximum 5% par seconde. Lorsqu'est ainsi atteinte une réduction de transparence de 15%, le dispositif de vaporisation de carbone 17 est mis hors service. En vue d'une réalisation ultérieure de photocathodes, des écrans ainsi préparés peuvent titre extraits de 1 enceinte sous vide et servir à la fabrication ultérieure d amplificateurs d images, la constitution de photocathodes suivant alors le montage dans l'enveloppe proprement dite.Cette réalisation peut s effectuer en exécutant tout d'abord un dépit par vaporisation d antimoine, puis une activation au Césium. Il n est cependant pas nécessaire d extraire le substrat 18 de l'enceinte sous vide 13 lors de la réalisation de couches luminescentes transparentes en métal vaporisé. Il suffit bien au contraire, consécutivement à la mise hors service du dispositif de vaporisation de graphite 17, de mettre en servive le dispositif de vaporisation 16 de métal, par exemple de titane. On obtient alors une couche luminescente transparente dès que le revttement métallique, partant d une transparence T = 100% aboutit à une valeur rJ = 85%. Selon les méthodes jusqu à présent employées, il était toujours considéré comme nécessaire de vaporiser le métal au moins jusqu'à ce que la couche absorbe 30% de la lumière, c est-à-dire que sa transparence > tombe à 70%, afin d'obtenir un revêtement uniforme et par voie de conséquence, une conductivité électrique également uniformément répartie. REVENDICATIONS 1 - Métallisation transparente,caractérisée par le fait qu'elle est rapportée sur une couche de carbone. 2 - Métallisation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la couche de carbone est constituée par une couche d'ensemencement rapportée sur un substrat, couche dont l'absorption lumineuse lors de son irradiation par une lumière de longueur d onde 550 ut se situe dans l'ordre de grandeur de 10 à 20 %. 3 - Métallisation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le métal est l'antimoine. 4 - Métallisation selon la revendication 3, caractérisée par le fait que sur antimoine est additionnellement déposé par vaporisation du Césium. 5 - Métallisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le support est constitué en verre. 6 - Métallisation selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la surface de verre est constituée par la face intérieure de la fenêtre d'entrée d'un amplificateur d'images ou de brillance.