Brevet FR2481841A1 — publié le 19811106

La présente invention est relative aux canons électroniques pour des tubes à rayons cathodiques et elle vise plus particuliè- rement un procédé de fabrication d'une grille de canon électro- nique selon lequel la grille comprend deux matériaux, une ouver- ture étant ménagée dans ces matériaux par une technique d'attaque chimique. Selon des perfectionnements récents apportés à la fabrica- tion des canons électroniques destinés aux tubes à rayons catho- diques, on a fait varier &es formes des ouvertures de la grille du canon électronique selon un mode tridimensionnel. Ces varia- tions ont été obtenues par un poinçonnage et/ou un estampillage approprié d'une grille en un seul matériau ou en soudant l'une à l'autre deux pièces de différente dimension et/ou en poinçon- nant des ouvertures conformées dans ces pièces. Ces procédés pour obtenir des modifications de la forme des ouvertures le long de la trajectoire du faisceau électronique se sont révélés coûteux et limités, en outre, aux pièces présentant des géométries leur permettant d'être poinçonnées ou estampillées. Par conséquent, il existe un besoin pour de nouveaux procédés, relativement peu coûteux, de fabrication de grilles de canon électronique présen- tant des ouvertures dont les dimensions et/ou la forme varient le long de la trajectoire du faisceau électronique. En outre, ces nouveaux procédés doivent être aptes à permettre la réalisation d'ouvertures présentant presque toute géométrie. L'invention vise en conséquence un procédé de fabrication d'une grille pour un tube cathodique qui consiste à attaquer chimiquement un élément de base électriquement conducteur cons- titué d'un premier matériau, à partir des deux c6tés au travers d'ouvertures correspondantes de couches électriquement conduc- trices d'un second matériau qui recouvre les deux côtés de l'élé- ment de base. L'attaque chimique continue jusqu'à ce qu'une ou- verture soit formée, cetté ouverture présentant une dimension suffisante pour que les couches recouvrant l'élément de base surplombent l'ouverture de cet élément. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins: 2 2481841 - la figure 1 est une vue en plan, partiellement en coupe axiale, d'un tube image couleur à masque d'ombre mettant en oeuvre l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un canon électro- nique représenté en traits interrompus sur la figure 1; - les figures 3 à 10, 11 à 18, 19 à 32 et 33 à 45 sont des vues en coupe d'une grille de canon électronique illustrant quatre séquences différentes d'étapes de formation d'une ou- verture de grille; - les figures 46 à 49 sont des vues partielles en perspective et en coupe de quatre grilles différentes représentant quatre types différents d'ouvertures. La figure 1 représente en plan, un tube image couleur rec- tangulaire 10, comportant une enveloppe en verre comprenant un panneau frontal rectangulaire 12 et un col tubulaire 14, ces deux éléments étant reliés par une partie tronconique rectangulaire en forme d'entonnoir 16. Le panneau comporte une plaque frontale de visualisation 18 et un flasque périphérique ou paroi latérale qui est scellée de façon étanche à la partie tronconique 16. Un écran 22 constitué d'une mosaïque de luninophores tricolores est supporté par la surface interne de la plaque frontale 18. L'écran est de préférence un écran de lignes avec des lignes de luminophores qui s'étendent sensiblement parallèlement au petit axe Y-Y du tube (axe perpendiculaire au plan de la figure 1). Un masque d'ombre ou électrode de sélection de couleurs 24, pour- vu d'une pluralité de perforations est monté, de façon amovible, à l'aide de moyens classiques, en relation d'espacement déterminé par rapport à l'écran 22. Un canon électronique en ligne perfec- tionné 26, représenté schématiquement par des traits interrompus sur la figure 1, est monté centralement à l'intérieur du col 14 de façon à engendrer et diriger trois faisceaux électroniques 28 le long de trajectoires coplanaires convergentes au travers du masque 24 vers l'écran 22. Le tube 10 de la figure 1 est conçu de façon à être utilisé avec un collier de déviation magnétique extérieure, tel que par exemple le collier 30, représenté schématiquement sur le dessin entourant le col 14 et la partie en entonnoir 12 du voisinage de la jonction de ces deux éléments, afin de soumettre les trois faisceaux 28 à des flux magnétiques vertical et horizontal, pour balayer les faisceaux horizontalement (X-X) et verticalement (Y-Y) respectivement, selon une trame rectangulaire sur l'écran 22. Les détails du canon 26 sont visibles sur la figure 2. Le canon comprend deux tiges de support en verre 32, sur lesquelles sont montées les diverses électrodes. Ces électrodes comprennent trois cathodes coplanaires equi-espacées 34 (une pour chaque faisceau), une électrode- grille de commande 36, une nouvelle grille d'écran 38, des première et seconde électrodes de focali- sation et d'accélération 40 et 42, respectivement et une coupe écran électrique, non magnétiquement perméable 449 espacées le long des tiges de verre 32, dans l'ordre mentionné. Deux éléments de correction coma, magnétiquement perméables 46 et 48 ont été représentés sur la paroi postérieure 50 de la coupe écran 44. En ce qui concerne les autres détails d'un canon électronique similaire au canon 26 de la figure 2, on pourra se reporter au brevet américain no 5 772 554. Bien que la présente invention soit décrite ici dans son application à un tube à rayons cathodiques comportant un canon électronique en ligne à trois faisceaux, le procédé peut être également mis en oeuvre pour la construction de tubes comportant d'autres types de canons électroniques, tels que notamment des canons électroniques à faisceau unique ou des canons électro- niques delta à trois faisceaux. Par ailleurs, bien que le mode de mise en oeuvre préféré s'applique à la réalisation d'une élec- trode-grille d'écran, il peut être également utilisé pour réali- ser d'autres électrodes de canon électronique. Le canon 26 représenté sur la figure 2 peut être réalisé en utilisant des techniques connues, sauf en ce qui concerne la fabrication de la grille écran 38. Cette électrode 38 comprend deux matériaux électriquement conducteur différents. Un élément de base 52 d'un premier matériau constitue la partie la plus épaisse de l'électrode 38 et il assure la plus grande partie de la rigidité de cette électrode. Des couches 54, d'un second matériau recouvrent les deux c8tés de l'élément de base 52. Bien que des ouvertures puissent être réalisées dans l'électrode 38, par diverses variantes du procédé selon l'invention (dont les modes de réalisation préférés sont décrits ci-après), toutes ces variantes comportent l'attaque chimique de l'élément de base 52, au travers d'ouvertures des couches 54 recouvrant cet élément 248 184 1 de base, jusqu'à ce que soit formée une ouverture de dimensions suffisantes pour que les couches 54 surplombent l'ouverture de l'élément de base 52. En mettant en oeuvre un tel procédé, il est possible de fabriquer des ouvertures d'électrode présentant différentes configuration tri-dimensionnelles. 1er Exemple Les figures 3 à 10 illustrent les étapes successives d'une variante de mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour réaliser une ouverture de grille tridimensionnelle, en partant d'un élément de base de grille non perforé électriquement conduc- teur 60, tel que représenté sur la figure 3. L'élément de base est recouvert sur ses deux côtés d'un élément photorésistant positif 62, comme représenté sur la figure 4. Ensuite, une paire de plaques modèles photographiques 64 et 66, comportant des élé- ments opaques 68 et 70, respectivement, sont placées à l'endroit voulu pour l'ouverture désirée. Les revêtements photorésistants 62 sont ensuite exposés au travers des modèles photographiques 64 et 66 à l'aide de sources lumineuses 72 et 74, placées de chaque coté de l'élément de base 60, comme on peut le voir sur la figure 5. Les revêtements 62 sont ensuite développés et toutes les parties de ceux-ci, à l'exception de celles situées à l'en- droit de l'ouverture désirée, sont éliminées comme on l'a repré- senté sur la figure 6. Ensuite, les parties de l'élément de base qui ne sont pas recouvertes par les revêtements photorésis- tants restant 62, sont plaquées à l'aide d'un second matériau électriquement conducteur afin de réaliser des couches 76 de com- position différente de celle de l'élément de base 60, comme on peut le voir sur la figure 7. Après cette opération on enlève le revêtement photorésistant restant 62 (figure 8), puis l'élément de base 60 est attaqué chimiquement des deux côtés au travers des ouvertures ménagées dans les couches 76, disposées sur cet élé- ment dé base, à l'endroit o ont été enlevés les revêtements photorésistants restant 62 (figure 9). L'attaque chimique ne s'exerce que sur l'élément de base 60 et non sur les couches 76 qui le recouvrent. L'attaque chimique se prolonge jusqu'à ce que les couches surjacentes 76 soient suffisamment dégagées pour qu'elles surplombent l'ouverture de l'élément de base ainsi qu'on peut le voir sur la figure 10. Second Exemple Les figures 11 à 18 illustrent les étapes successives d'une seconde variante de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Cette variante part d'un élément de base électriquement conducteur 80, en un premier matériau, recouvert de chaque c8té par des couches 82 d'un second matériau (figure 11). Les couches de recouvrement 82 sont recouvertes d'un revêtement photorésis- tant négatif 84 (figure 12) puis uhe paire de plaques modèles photographiques 86 et 88 sont placées contre le revêtement photo- résistant 84. Chaque plaque 86 ou 88 comporte un élément 90 ou 92, respectivement, à l'emplacement de son ouverture désirée. Les revêtements photorésistants 84 sont ensuite exposés au travers des plaques modèles photographiques 86 et 88, par des sources lu- mineuses 94 et 96 placées sur les c8tés opposés de l'élément de base 80 (figure 13). Les revêtements photorésistants 84 sont dé- veloppés et on enlève les parties de ces revêtements photorésis- tants, aux emplacements des ouvertures désirées (figure 14). Les couches laminées 82 recouvrant l'élément de base 84 sont atta- quées chimiquement au travers des ouvertures des revêtements photorésistants 84, comme on l'a représenté à la figure 15. En- suite, le revêtement photorésistant 84 est éliminé (figure 16) et l'élément de base 80 est attaqué chimiquement au travers des ouvertures des couches surjacentes 82, comme on peut le voir sur la figure 17. On continue l'opération d'attaque chimique, jusqu'à ce que les couches surjacentes 82 soient suffisamment dégagées (figure 18) pour qu'elles surplombent l'ouverture du matériau de base 80. 3 Exemple Les figures 19 à 32 illustrent les étapes successives d'une troisième variante de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Dans cette variante, un élément de base 100, d'un premier maté- riau, représenté sur la figure 19, est revêtu sur ses deux faces d'un matériau photorésistant négatif 102 (figure 19), puis deux modèles photographiques 104 et 106 sont positionnés sur les c8tés opposés de l'élément de base 100, et le revêtement photorésistant 102 est exposé à la lumière 108 projetée au travers d'ouvertures claires 110 et 112, ménagées dans les modèles photographiques 104 et 106, respectivement (figure 21). Les ouvertures 110 et 112 sont positionnées aux emplacements d'une ouverture désirée. Le revêtement photorésistant 102 est ensuite développé et les par- ties non exposées du revêtement photorésistant sont éliminées comme on peut le voir sur la figure 22. Ensuite, les parties ex- posées de l'élément de base 100 sont plaquées avec des couches 114 d'un second matériau (figure 23) et le revêtement photorésis- tant restant 102 est éliminé (figure 24). L'élément de base 100 est partiellement attaqué chimiquement au travers des ouvertures des couches sur-jacentes 114 (figure 25), puis les zones atta- quées chimiquement de l'élément de base 100 sont plaquées à l'aide du même matériau que la couche 114 (figure 26) et la couche de plaquage 114 est recouverte d'un revêtement photorésistant posi- tif 116, comme on l'a représenté sur la figure 27. Les revête- ments photorésistants 116 sont alors exposés à la lumière 118 projetée au travers des ouvertures claires 120 et 122 d'un second jeu de plaques modèles photographiques 124, 126, respectivement, comme on le voit sur la figure 28. Les ouvertures 120 et 122 des plaques 124 et 126 sont sensiblement plus petites que les ouver- tures 110 et 112 du premier jeu de modèles photographiques 104 et 106. A la suite de l'exposition, le revêtement photorésistant 116 est développé et les portions exposées sont éliminées, comme on peut le voir sur la figure 29. Ensuite, les couches sur-jacen- tes 114 sont attaquées chimiquement au travers des ouvertures du revêtement photorésistant 116 (figure 30), puis l'élément de base est attaqué chimiquement au travers des ouvertures dégagées par l'attaque chimique dans les couches sur-jacentes 114, jusqu'à obtenir une ouverture de dimensions désirées dans l'élément de base 100, comme on l'a représenté sur la figure 31. Finalement, on enlève le revêtement photorésistant 116, et il ne reste que l'ouverture de grille terminée, comme représenté sur la figure 32. Exemple Les figures 33 à 45 illustrent les étapes successives d'une quatrième variante de mise en oeuvre d'un procédé selon cette in- vention. Dans cette variante, un élément de base 130 d'un pre- mier matériau, représenté sur la figure 33, est recouvert d'un revêtement photorésistant négatif 132 (figure 34), puis des mo- dèles photographiques 134 et 136 sont positionnés sur les côtés opposés de l'élément de base 130 et le revêtement photorésistant 132 est exposé à une lumière 138 projetée au travers d'ouvertures 748 184 1 claires 140 et 142, ménagées dans les modèles photographiques 134 et 136, respectivement (figure 35). Ensuite, le revêtement photorésistant 132 est développé et on élimine les portions non exposées (figure 36). Les portions exposées de l'élément de base 130 sont ensuite plaquées à l'aide de couches 144 d'un second matériau (figure 37), puis le revêtement photorésistant restant 132 est enlevé, comme représenté sur la figure 38, et l'élément de base 130 est partiellement attaqué chimiquement au travers des ouvertures des couches sur-jacentes 144 (figure 39). Ensuite'. la portion ayant subi l'attaque chimique de l'élément de base 130, ainsi que les couches sur-jacentes 144 sont recouvertes d'un re- vêtement photorésistant négatif 146 (figure 40), ce dernier étant ensuite exposé à la lumière 148 projetée au travers d'ouvertures claires 150 et 152 d'un second jeu de deux modèles photographi- ques 154 et 156, respectivement, positionnés sur les c8tés oppo- sés de l'élément de base 130, comme on l'a représenté sur la fi- gure 41. Après l'exposition, le revêtement photorésistant 146 est développé et les parties non exposées sont enlevées, comme on peut le voir sur la figure 42. Ensuite, la portion exposée, sou- mise à l'attaque chimique, de l'élément de base 130 est plaquée avec le même matériau que celui des couches surjacentes 144 (fi- gure 43) et le revêtement photorésistant restant 146 est éliminé (figure 44). Enfin, l'élément de base 130 est soumis à une atta- que chimique au travers des ouvertures des couches sur-jacentes 144, jusqu'à ce qu'une ouverture, présentant les dimensions-dé- sirées, soit formée dans l'élément de base 130. Outre les exemples qui viennent d'être décrits, on peut en- visager diverses variantes (y compris des combinaisons de ces exemples), sans sortir du cadre de cette invention. Par consé- quent, étant donné la similitude des figures 9 et 25, la partie du procédé selon le troisième exemple, représentée sur les fi- gures 26 à 32, peut suivre la partie du procédé selon le premier exemple, représentée aux figures 3 à 9. En mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, on peut former des ouvertures tridimensionnelles, de formes variées, dans une électrode de grille. Sur les figures 46 à 49, on a re- présenté des grilles présentant des ouvertures différentes. Dans la grille 160, représentée sur la figure 46, on a formé une ouverture 162 comportant trois parties principales de section rétrécie 164, 166, 168, dans la direction de la trajectoire du faisceau électronique. Deux des parties rétrécies 164 et 168 sont formées par la partie en surplomb des deux couches du second matériau 170 et 172 et la troisième partie rétrécie 166 est réa- lisée dans l'élément de base 174. Dans la grille 176, représentée sur la figure 47, on a for- mé une ouverture 178 ne comportant que deux parties rétrécies principales 180 et 182. Ces deux parties rétrécies 180 et 182 sont réalisées dans les couches du second matériau 184 et 186, respec- tivement. La grille 188, représentée sur la figure 48 et la grille 190, représentée sur la figure 49 constituent des variantes des gril- les représentées sur les figures 46 et 47, respectivement. La grille 188, de la figure 48, comporte des ouvertures supplémen- taires 192 et 194 formées dans les parties en surplomb des cou- ches de second matériau 196 et 198, respectivement, et la grille (figure 49) possède des ouvertures supplémentaires 200, formées dans une couche d'un second matériau 202. Le r8le de ces ouvertures supplémentaires est de faire converger des zones mul- tiples de cathodes 204 et 206, respectivement, vers le point de première convergence des faisceaux. Ces ouvertures supplémentai- res peuvent être également utilisées pour former un faisceau élec- tronique en colonne, sans première convergence, traversant la lentille de focalisation principale avec une largeur minimale. Dans tous les exemples qui précèdent, le matériau préféré utilisé pour constituer l'élément de base est l'acier et le ma- tériau préféré employé comme second matériau est le nickel. L'é-_ lément photorésistant positif préféré est un élément commerciali- sé par la firme américaine Shipley sous la désignation AZ 1350B. L'élément photorésistant négatif est un élément fabriqué par la firme Kodak sous la désignation "Kodak Photo Reslst". L'agent chimique d'attaque préféré pour décaper le matériau de base en acier est du sulfate ferrique et l'agent chimique d'attaque pré- féré pour décaper le second matériau en nickel est du chlorure ferrique. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limi- tée aux divers exemples de mise en oeuvre décrits et représentés mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1.- Procédé de réalisation d'une grille pour un canon élec- tronique de tube à rayons cathodiques, caractérisé en ce qu'il consiste à attaquer chimiquement un élément de base électrique- ment conducteur (60, 80, 100, 130), d'un premier matériau, à partir de ses deux côtés, au travers d'ouvertures correspondantes ménagées dans des couches électriquement conductrices (76, 82, 114, 144) d'un second matériau qui recouvre les deux côtés de l'élément de base, jusqu'à former une ouverture de dimension suf- fisante pour que les couches surjacentes surplombent l'ouverture de l'élément de base. 2.- Procédé de réalisation d'une grille pour un canon élec- tronique de tube à rayons cathodiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que: les côtés de l'élément de base non per- foré (60, 100, 130) sont recouverts d'un matériau photorésistant (62, 102, 132), ledit matériau photorésistant est exposé au tra- vers deux modèles photographiques correspondants (64,66; 104,106; 134,136) , comportant chacun une configuration qui comprend au moins un élément (68,70; 110,112; 140,142),-correspondant à une ouverture désirée devant être formée dans ladite grille; on en- lève toutes les portions de ce matériau photorésistant à l'excep- tion des portions qui correspondent aux emplacements d'élément de la configuration; on plaque les portions dudit élément de base non perforé sur lesquelles le matériau photorésistant a été éliminé, avec les couches non perforées dudit second matériau; on enlève lesdites portions de matériau photorésistant corres- pondant aux emplacements de l'élément de la configuration et on attaque chimiquement ledit élément de base non perforé, au tra- vers des ouvertures du second matériau aux endroits o sont si- tués les emplacements de l'élément de configuration jusqu'à for- mer ladite ouverture de dimension suffisante. 3.- Procédé de fabrication d'une grille pour un canon élec- tronique de tube à rayons cathodiques selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à recouvrir les c8tés de l'élé- ment de base non perforé (80) de bouches non perforées (82) dudit second matériau; à recouvrir lesdites couches non perforées dudit second matériau d'un matériau photorésistant (84); à ex- poser ce matériau photorésistant (84) au travers de deux modèles photographiques correspondant (86, 88) présentant chacun une 2481841 configuration qui comprend au moins un élément (90,92) corres- pondant à l'ouverture désirée devant être formée dans ladite grille; à enlever uniquement les portions dudit matériau photo- résistant correspondant aux emplacements de l'élément de confi- guration; à soumettre à une attaque chimique lesdites couches non perforées du second matériau vers l'élément de base non per- foré,.au travers des ouvertures formées dans ledit matériau photorésistant lorsque les portions dudit matériau ont été enle- vées et à attaquer chimiquement ledit élément de base non perforé au travers des ouvertures décapées chimiquement dans ledit se- cond matériau jusqu'à ce que soit formée ladite ouverture de di- mension suffisante. 4.- Canon électronique pour tube à rayons cathodiques carac- térisé en ce qu'il comporte une grille réalisée par un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.