Brevet FR2538611A1 — publié le 19840629

l 2538611 La présente invention a pour objet un procédé original de dépôt, par voie photographique, d'une structure d'écran de visualisation de tube à rayons cathodiques, notamment de tube d'affichage couleur multi-faisceaux, La struc- ture de l'écran peut être, par exemple, une matrice absorbant la lumière ou des éléments luminescents de l'écran. On sait qu'un tube de télévision en couleur, qui constitue un exemple de tube à rayons cathodiques, comprend une enveloppe en verre mise sous vide qui comporte un panneau de plaque frontale pourvu d'une fenêtre de visua- lisation, un écran de visualissation sur la surface interne de la fenêtre, et des moyens pour exciter sélectivement des éléments de l'écran pour les rendre luminescents Dans un type de tube image, l'écran d'observation ou de visuali- sation comprend des éléments entrelacés qui possèdent des caractéristiques d'émission luminescente différentes De même, le tube comporte un masque d'ombre perforé étroitement espacé de l'écran Le masque fait partie des moyens assurant l'excitation sélective de l'écran de visualisation, et il est également utilisé comme modèle photographique pour réaliser le dépôt de la structure de l'écran. Un procédé typique pour fabriquer la structure d'écran met en oeuvre trois expositions photographiques, une pour définir les éléments de chacun des trois champs luminescents différents Chaque exposition consiste à pro- jeter un champ lumineux, à partir d'une source lumineuse, au travers d'une lentille réfringente, au travers d'un filtre à correction d'intensité, au travers d'un modèle photographique, et enfin, de manière incidente sur une couche photosensible qui est supportée sur la surface interne de la fenêtre d'obser- vation Les expositions diffèrent en ce que le panneau est déplacé latéralement pour chaque exposition, par rapport à l'axe de la lentille. Compte tenu des caractéri stiques optiques du système, la brillance du champ lumineux non filtré décrort du centre vers le bord Afin de compenser cet effet, la transmission du filtre à correction d'intensité augmente du centre vers le bord Par ailleurs, étant donné qu'il est préférable que les dimensions des éléments de l'écran diminuent du centre vers le bord, le filtre produit un profil de brillance, sur la couche photosensible, qui assure la distribution désirée des dimensions d'éléments d'écran La brillance du champ lumineux filtré peut décroître depuis le centre jusqu'au bord, mais elle ne décrort pas brutalement, comme c'est le cas pour un champ lumineux non filtré Enfin, 2 2538611 la brillance du champ lumineux varie en fonction des profils de brillance du filtre exigés. Un filtre optique à correction d'intensité particulièrement utile, qui peut être utilisé dans ce but, est décrit dans le brevet américain no 4 132 470. Ce filtre, qui est connu de l'homme de l'art sous le nom de "filtre à correc- tion d'intensité à réseau de ligne en demi-tons", comprend une plaque transpa- rente et une pluralité de lignes ou de bandes opaques espacées et sensiblement parallèles Le filtre possède des régions locales,présentant les coefficients de transmission optique prescrits, produites par des variations des largeurs des bandes dans ces régions Ce filtre à correction d'intensité peut être fabriqué à l'aide d'une machine àtracer optique, en traçant des bandes espacées et paral- lèles, séparées par un intervalle ou pas sensiblement uniforme, mais dont les largeurs varient selon des exigences mathématiques On réalise ensuite des filtres de travail par impression, par contact avec les modèles tracés optique- ment. On peutréaliser un filtre fiable à correction d'intensité du type décrit ci-dessus, comportant des lignes qui présentent un pas de l'ordre de 0, 38 mm et une largeur minimale de 0, 038 mm environs ce qui permet d'obtenir une transmission lumineuse maximale de l'ordre de 90 NO Lorsqu'un temps d'exposition relativement long est nécessaire pour déposer, par voie photogra- phique, une structure d'écran de tube à rayons cathodiques, il est préférable d'utiliser un filtre présentant une transmission maximale très élevée, afin de raccourcir la durée d'exposition nécessaire De même, il est préférable d'uti- liser un filtre comportant des éléments opaques qui sont disposés le long de lignes espacées d'un très petit pas, afin de réduire tout vestige de structure de ligne du filtre, dans la structure de l'écran de visualisation du tube à rayons cathodique s. Le procédé selon l'invention a en commun,avec les procédés anciens, la caractéristique qui consiste à projeter un champ lumineux au travers d'un filtre à correction d'intensité, au travers d'un modèle photographique, et de façon incidente sur une couche photosensible Le filtre à correction d'intensité est un filtre en demi-ton, comprenant un réseau ou un arrangement de zones ou d'éléments opaques, discrets, espacés les uns des autres et de dimensions déterminées, qui sont disposés le long de lignes parallèles espacées Les zones opaques peuvent être sensiblement rectangulaires, et elles sont de pré- 3 2538611 férence de forme carrée A la différence des filtres à demi-ton à correction d'intensité et à réseaux de lignes déjà utilisés dans des procédés similaires, les valeurs des longueurs et-des largeurs des éléments opaques du filtre selon l'invention peuvent être réglées, afin d'obtenir les transmissions optiques prescrites dans des régions locales du filtre. Lorsqu'on utilise un filtre demi-ton à correction d'intensité compor- tant des éléments opaques discrets écartés les uns des autres, comme décrit ci-dessus, au lieu de bandes opaques espacées, comme décrit dans les procé- dés antérieurs, la transmission maximale, dans des zones locales du filtre, peut être accrue de 90 % environ à 99 % environ de la lumière incidente, ce qui permet d'obtenir une réduction d'au moins 10 % de la durée d'exposition exigée pour le dépôt d'une structure d'écran d'un tube à rayons cathodiques De même, en utilisant des éléments opaques, discrets, espacés les uns des autres le long de lignes parallèles, au lieu de bandes opaques pleines, les éléments opaques peuvent être disposés le long de lignes parallèles séparées par un faible pas Cette caractéristique est responsable, en partie ou en totalité, de l'ac- croissement bénéfique de la transmission maximale. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui en il- lustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins la Figure 1 est une vue schématique, en coupe, d'une lanterne d'expo- sition pouvant être utilisée pour la mise en oeuvre de l'invention; la Figure 2 est une vue en plan d'un fragment d'un filtre demi-ton à correction d'intensité et réseau de lignes selon l'état antérieur de la technique la Figure 3 est une vue en plan d'un fragment d'un filtre demiton selon l'invention, à correction d'intensité et composé d'éléments discrets, avec un pas relativement important dans les directions x et y du filtre la Figure 4 est une vue en plan d'un fragment d'un filtre demi- ton selon l'invention, à correction d'intensité, et qui est composé d'éléments dis- crets, avec un pas relativement court dans les directions x et y du filtre la Figure 5 est une vue en plan du tracé de la transmission lumineuse désirée d'un filtre à correction d'intensité selon l'invention; la Figure 6 est une vue en plan d'un fragment de la couche photosen- sible utilisée pour la fabrication d'un modèle négatif d'un filtre désiré à cor- 4 2538611 rection d'intensité, immédiatement après l'exposition, par contact, à partir de deux modèles différemment calibrés; et,- la Figure 7 est une vue en plan d'un fragment d'un filtre à correction d'intensité obtenu à partir du fragment de modèle négatif illustré par la Fig 6. Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre en utilisant la lanterne d'exposition illustrée par la Figure 1 Cette lanterne comprend une source lumineuse 21, qui projette un champ lumineux 23 vers une couche 25 sensible à la lumière, qui est supportée par la surface interne du panneau de plaque frontale 27 d'un tube à rayons cathodiques Le champ lumineux 23 tra- verse un filtre 29 à correction d'intensité, maintenu sur un support de verre transparent 31, par l'intermédiaire d'une lentille correctrice 33 qui constitue un système de réfraction optique, et au travers d'un modèle photographique , qui, dans ce cas, constitue un masque perforé monté dans le panneau 27. A l'exception du filtre à correction d'intensité, le procédé et le dispositif objets de cette invention sont décrits dans les brevets antérieurs, si bien qu'ils ne seront pas décrits ici A titre d'exemple, on pourra se reporter au brevet amé- ricain N O 3 592 112, qui décrit une lanterne d'exposition utilisée dans l'exemple de mise en oeuvre préféré de l'invention On peut cependant réaliser diverses variantes de cette lanterne de projection, autres que celles qui consistent à changer le filtre à correction d'intensité, sans sortir du cadre de l'invention. On peut utiliser par exemple, comme connu, d'autres sources lumineuses, des lentilles et couches photosensibles. La Figure 2 représente un fragment d'un filtre à correction d'intensité 39, du type à réseaux de lignes, utilisé dans les procédés selon la technique antérieure, et qui comprend des bandes ou lignes opaques et parallèles 41 sur un support transparent 43 L'écartement centre à centre des bandes 41 est de l'ordre de 0, 38 mm, et leur largeur W varie d'environ 0, 38 à 0, 34 mm, selon une exigence premnettant d'obtenir la transmission lumineuse désirée dans des régions localisées de ce premier filtre 39 Pour la largeur minimale, de l'ordre de 0, 038 mm, qui constitue sensiblement la dimension la plus petite de la largeur de ligne W qui peut être obtenue, de façon fiable, sur une machine à tracer optique, la région locale présente une transmission lumineuse de l'ordre de 90 % Le premier filtre 39 à correction d'intensité est utilisé pour fabriquer des structures d'écran d'observation du type en lignes pour tubes à rayons cathodiques Dans de tels procédés de fabrication, les bandes 41 du 2538611 premier filtre 39 sont normales aux lignes de la structure d'écran déposées, et le premier filtre se déplace,pendant le processus d'exposition photogra- phique, par rapport à la structure d'écran, dans la direction des lignes dé cette structure, afin d'éliminer les restes de la structure de lignes dans le premier filtre 39. La Figure 3 représente un fragment d'un filtre à correction d'intensité , à éléments discrets, qui peut être utilisé dans le procédé selon l'invention. Ce second filtre 45 comprend essentiellement des éléments opaques, carrés 47, sur un support transparent 49 Les éléments carrés 47 sont espacés de façon sensiblement uniforme les uns par rapport aux autres, le long d'axes parallèles 51 et 52, écartés les uns des autres selon une distance d'environ 0, 38 mm dans les directions x et y La dimension, sur un côté des éléments 47, varie de 0, 038 à 0,34 mm environ Bien que le pas (écartement) présente, sur le dessin, la même valeur dans les directions x et y, il peut être différent dans ces deux directions Avec ce second filtre 45 du type représenté, lorsque les éléments discrets 47 présentent une largeur minimale a (dans la direction x) et une longueur minimale b (dans la direction y), de l'ordre de 0, 038 mm, la région locale présente une transmission lumineuse de l'ordre de 99 % Ceci permet d'obtenir une réduction de la durée d'exposition de l'ordre de 10 % par rapport au premier filtre 39, illustré sur la Figure 2 Le second filtre à cor- rection d'intensité peut être utilisé de la même manière que le premier filtre 39, illustré par la Figure 2. La Figure 4 représente un fragment d'une variante d'un filtre à correc- tion d'intensité et à éléments discrets,53, qui peut être utilisé dans le procédé selon l'invention Ce troisième filtre 53 comprend des éléments opaques sen- siblement carrés 55, sur un support transparent 57 Ces éléments 55 sont pla- cés sur des axes 60,qui sont espacés les uns des autres d'une distance de l'ordre de 0, 13 mm, et le long d'axes parallèles 59, espacés de 0, 13 mm environ La dimension des éléments 55 varie, sur un côté, entre 0, 038 et 0, 10 mm environ Avec de tels troisièmes filtres 53, lorsque les éléments discrets 55 présentent la largeur a et la longueur b minimales, de 0, 038 mm environ, les régions locales ont une transmission lumineuse de l'ordre de 90 %. Ceci permet au troisième filtre à correction d'intensité 53 d'être utilisé, lors de l'exposition photographique, sans déplacement par rapport à la structure de l'écran en cours de fabrication Il s'agit là d'une caractéristique importante 6 2538611 pour la fabrication de structures d'écrans de points, tels que les écrans com- prenant un réseau hexagonal d'éléments luminescents Cependant, la durée d'exposition n'est pas raccourcie. On décrira maintenant un exemple de mise en oeuvre du procédé pour produire un filtre à correction d'intensité à éléments discrets pouvant être uti- lisé dans la présente invention, Au cours de cette description, on se réfère aux Figures 5, 6 et 7 La Figure 5 représente un tracé 61 de la transmission lumineuse désirée dans le filtre en fonctionnement Les lignes des contours 63 représentent des points d'égales transmissions de lumière, en pourcentage. Le gradient ou la variation de transmission lumineuse est continu et lent Les profils de transmission le long des lignes parallèles et espacées 65, selon un pas connu dans la direction des x, sont délivrés à une machine à tracer op- tique, et un réseau de lignes (similaire à celui représenté sur la Figure 2) est engendré En d'autres -termes, la largeur de chaque ligne varie selon la trans- mission lumineuse désirée, la transmission la plus importante produisant une partie très étroite de la ligne Les profils de transmission le long des lignes parallèles et espacées 67, de pas connu, dans la direction y, sont délivrés à une machine à tracer optique, et on engendre un second réseau de lignes La machine à tracer optique dégage et expose ligne par ligne une couche photosen- sible, et ensuite, la couche est développée afin de produire dès lignes opaques sur un fond clair ou transparent. En se référant à la Figure 6, on voit qu'un filtre modèle négatif à cor- rection d'intensité 71 est fabriqué par exposition par contact d'une couche photosensible avec chacun des modèles de lignes tracés Cette opération est effectuée séquentiellement, et, ensuite, la couche photosensible est développée. Sur la Figure 6, l'exposition avec le modèle à lignes ou bandes, dans la direc- tion y, expose les zones munies de hachures d'en haut à droite jusqu'en bas à gauche L'exposition à l'aide du modèle à lignes ou bandes, dans la direction x, expose les zones munies de hachures d'en haut à gauche jusqu'en bas à droite A l'endroit o se croisent les bandes, selon la direction x et selon la direction y, il existe des premiers carrés 73 o il n'existe aucune exposition. En diagonale, entre ces premiers carrés 73, se trouvent des seconds carrés qui sont doublement exposés Lors du développement, les premiers carrés 73 deviennent transparents, alors que le reste de la couche est opaque, ce qui produit le modèle négatif à correction d'intensité Le filtre modèle positif à 7 2538611 correction d'intensité 77, représenté sur la Figure 7, est ensuite obtenu par impression photographique, au contact à partir du filtre négatif à correction d'intensité 71, Comme on l'a spécifié ci-dessus, le filtre positif à correction d'intensité comprend un arrangement ou réseau d'éléments opaques, discrets, espacés 79, disposés le long de lignes espacées parallèles sur un support trans- parent 81. Les dimensions a et b des éléments opaques discrets, selon les directions x et yr, respectivement, sont liées par la relation a = ( 1-T) Cb dans laquelle T représente la transmission lumineuse dans la région locale du filtre, et c est le pas séparant les rangées d'éléments, dans l'une ou l'autre des deux directions Si l'on imprime des éléments carrés, on a a = b = 1 -T L'utilisation selon le procédé de l'invention d'un filtre demiton à correction d'intensité et à éléments discrets apporte plusieurs avantages On peut obtenir des transmissions lumineuses plus élevées, ce qui se traduit par des durées d'exposition plus courtes dans la lanterne On peut dont prévoir un nombre plus réduit de lanternes, dans l'atelier de fabrication La transmission la plus élevée qu'il soit possible d'obtenir, avec des filtres à ton continu et correction d'intensité, est de l'ordre de 70 % Cette limite est due à la faible adhérence superficielle des pellicules minces dans la zone nécessitant une trans- mission pelliculaire élevée Pour des filtres à correction d'intensité en demi- ton et à réseaux de lignes, la transmission optique T, dans les régions locales du filtre, est approximativement ( 1 _ a), relation dans laquelle a est la c largeur de ligne, et c le pas ou l'écart entre lignes La transmission maximale T, dans des régions locales d'un filtre à correction d'intensité à configuration de lignes, est limitée par la plus petite largeur de ligne contrôlable qui peut être tracée De façon typique, avec un minimum: a = 0, 038 mm environ, et un pas c = 0, 38 mm environ, la transmission théorique la plus élevée est de l'ordre de 90 %, pour des filtres demi-ton à réseaux de lignes Pour des filtres demi-ton à correction d'intensité et éléments discrets, utilisant des éléments carrés, la transmission optique, dans les régions locales, est donnée par l'ex- pression c 8 2538619 La transmission théorique maximale, dans des régions locales, est de l'ordre de 99 %, pour les valeurs ci-dessus de a et c Dans la pratique, on peut ob- tenir la transmission maximale théorique. Un autre avantage résultant de l'utilisation d'un filtre demi-ton à cor- rection d'intensité et à éléments discrets réside dans son aptitude à l'impres- sion d'écrans de points La configuration de lignes d'un filtre demi-ton à cor- rection d'intensité à réseau de lignes ne peut pas être utilisée pour des écrans de points, étant donné que la source de la lanterne constitue un petit rectangle qui assure de façon visible la projection du réseau de lignes du filtre dans la structure de l'écran imprimé Un filtre demi-ton, à correction d'intensité et à éléments discrets, ne laisse pas de trace de sa configuration sur la structure d'écran imprimée, lorsqu'il est utilisé en combinaison, même avec une petite source fixe. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux divers exemples de réalisation décrits et représentés ici, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 9 2538611 REVENDICATIONS 1 Procédé de dépôt, par voie photographique, d'une structure d'écran pour un tube à rayons cathodiques, qui consiste à projeter un champ lumineux au travers d'un filtre de transmission lumineuse à correction d'intensité, ce filtre possédant des variations de transmission lumineuse pour produire des variations prédéterminées de l'intensité lumineuse dans ledit champ, à projeter ledit champ lumineux au travers d'un original photographique, et à projeter le- dit champ de manière incidente sur une couche photosensible, ce procédé étant caractérisé en ce que ledit filtre comprend un arrangement d'éléments ( 47; 55) opaques, discrets, séparés les uns des autres et présentant des dimensions prédéterminées, qui sont disposés le long de lignes parallèles et espacées. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments ( 47; 55) sont sensiblement rectangulaires. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments ( 47; 55) sont sensiblement carrés. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, carac- térisé en ce que lesdites lignes ( 51, 52; 59, 60) sont écartées les unesdes autres selon des distances sensiblement uniformes. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans chaque région locale dudit filtre ( 45; 53), lesdits éléments opaques ( 47; 55) ont des dimensions telles qu'elles permettent d'assurer la transmission pres- crite dans ladite région. 6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les valeurs des longueurs (b) et des largeurs (a) desdits éléments opaques ( 47; 55) sont réglées afin d'obtenir des transmissions lumineuses prescrites dans des ré- gions locales dudit filtre ( 45; 53).