Brevet FR2647262A1 — publié le 19901123

TUBE ELECTRONIQUE DE VISUALISATION A BANDES DE LUMINOPHORES L'invention concerne la fabrication des écrans de tubes électroniques de visualisation. Elle concerne notamment les écrans plats tels que ceux qu'on utilise dans les tubes de visualisation à indexation de faisceau La présente invention sera décrite à propos de tels écrans plats pour tubes à indexation de faisceau bien qu'elle soit applicable à d'autres cas. Un tube électronique de visualisation comprend un écran de visualisation sur lequel sont déposés des luminophores (en anglais "phosphors") qui ont la propriété d'émettre de la lumière lorsqu'ils sont frappés par un faisceau d'électrons, et d'autant plus intensément que l'intensité du faisceau est importante. Un canon à électrons émet un faisceau d'électrons qui balaye la surface de l'écran et qui est modulé en intensité par un signal vidéo de manière que chaque point de l'écran s'illumine avec une intensité désirée. L'écran est subdivisé en points d'image qui sont définis par des zones de luminophores placées à ces points. Ces zones de luminophores de formation d'image peuvent être réparties de plusieurs manières. Dans les tubes à indexation de faisceau les zones élémentaires sont normalement des bandes parallèles de luminophores s'étendant chacune sur toute la hauteur de l'écran perpendiculairement aux lignes de balayage du faisceau électronique. Les zones de luminophores sont séparées les unes des autres par des zones opaques. C'est ce qui permet en particulier de bien différencier les couleurs lorsque des luminophores émettant dans des couleurs différentes sont juxtaposés sur ltecran. Pour mémoire, on rappelle que les tubes à indexation de faisceau sont des tubes dans lesquels le faisceau passe au cours de son balayage sur des bandes d'indexation qui sont des luminophores ne participant pas à la formation de l'image; ces luminophores émettent seulement de la lumière (en général en ultraviolet) vers un détecteur qui repère ainsi le passage du faisceau à des points bien déterminés de sorte qu'on peut. savoir à tout moment où est le faisceau et définir en fonction de cela le signal vidéo à appliquer. Les tubes à indexation de faisceau servent notamment à la réalisation d'un affichage en couleurs avec un seul canon à électrons. La figure 1 représente la coupe d'un écran en cours de réalisation, avec un substrat de verre 10, des bandes opaques 12 déposées sur la face avant de ce substrat, des bandes 14 de luminophores rouges (R), verts (V), bleus (B), déposés sur le substrat après la formation des bandes opaques et donc recouvrant partiellement celles-ci. Les luminophores sont recouverts d'une couche d'aluminium 20 mince (transparente aux électrons issus du canon à électrons qui balaye l'écran de manière que ces électrons puissent atteindre les luminophores). Cette couche sert à réfléchir la lumière issue des luminophores pour la rediriger vers la face arrière de l'écran (vers l'observateur). Elle sert aussi, du fait qu'elle est électriquement conductrice, à évacuer les charges électriques qui s'accumulent dans les luminophores au fur et à mesure de leur illumination par le faisceau électronique. Enfin, elle reçoit la haute tension d'accélération du faisceau électronique du tube. Sur la couche d'aluminium, on dépose les bandes d'indexation 22 du tube à indexation de faisceau. Ce sont des bandes de luminophores servant non pas à la formation d'image mais à l'indexation du faisceau. Elles sont constituées par un luminophore à temps de réaction très rapide, émettant en général dans l'ultraviolet vers l'intérieur du tube. Ces bandes sont disposées régulièrement sur la couche d'aluminium 20 par exemple toutes les deux ou trois bandes de luminophores. Elles sont disposées au dessus des bandes opaques séparent les bandes de luminophores. En dehors d'une zone A réservée à la formation d'image utile, l'écran comporte une zone périphérique B non recouverte de luminophores. Pour les tubes à indexation de faisceau, une partie de la zone B porte des bandes d'indexation de départ 24, servant à asservir l'électronique de commande des signaux vidéo échantillonnés modulant le faisceau électronique. Ces bandes d'indexation de départ sont extrêmement importantes et ne doivent pas avoir de défauts. Dans la zone B, le film d'aluminium 20 repose directement sur une plage de couche opaque 26 formée en même temps que les bandes opaques 12 séparant les luminophores. Pour des raisons de fabrication qu'on explicitera plus loin, et qui sont dues, indirectement, à l'uniformité de la couche 26, on s'aperçoit que le film d'aluminium tend à faire des cloques dans la région B lors du recuit final de l'écran. Ces cloques peuvent endommager ou détruire les bandes d'indexation de départ, rendant l'écran inutilisable. L'invention propose un moyen pour éviter ces cloques et améliorer ainsi le rendement de fabrication des écrans. Selon l'invention, alors que la région d'image utile est définie par la zone comportant des luminophores visibles par l'arrière de l'écran entre les bandes opaques, on prévoit que l'écran porte, tout autour de la région d'image utile des zones de luminophores non visibles reposant sur une couche opaque qui les masque entièrement à l'observateur, le film conducteur reposant sur des zones de luminophores aussi bien dans la région d'image utile que dans la région périphérique. Cette disposition permet d'éviter dans une large mesure la formation de cloques dans le film conducteur recouvrant l'écran. En particulier, dans le cas de tubes à indexation de faisceau, les bandes d'indexation de départ situées hors de la région d'image utile ne seront plus sujettes à des risques de destruction par cloquage de l'aluminium. On s'est aperçu en effet que le cloquage provenait essentiellement, dans les techniques utilisées auparavant, de ce que le film conducteur (aluminium) déposé est beaucoup plus compact dans la zone où il n'y a pas de luminophores que dans la zone où il y a des luminophores; il ne permet pas l'évacuation correcte des produits de combustion des couches de planarisation qu'on a l'habitude d'étaler sur toute la surface (région d'image utile A et région périphérique B) pour planariser la surface avant dépôt de l'aluminium. C'est en cherchant à s'évacuer que les produits de combustion faisaient des cloques inacceptables. Dans une technique utilisée par la demanderesse, on évitait ce cloquage en grattant manuellement le film d'aluminium pour l'enlever dans la région périphérique de l'écran avant de déposer les bandes de luminophores d'indexation et avant de faire le recuit de l'écran. Cette opération était délicate, d'autant plus qu'il ne fallait pas abîmer la couche opaque 26. La couche opaque périphérique qui entoure la région d'image utile peut être recouverte soit par un réseau de luminophores de couleurs alternées similaire à celui de la région utile (par exemple des bandes de luminophores alternées de couleurs rouge, verte, bleue), soit par des luminophores d'une seule couleur. On peut prévoir que toute la surface de la couche opaque périphérique soit recouverte de luminophores, ou encore que seulement certaines zones de cette surface soient recouvertes de luminophores d'une ou plusieurs couleurs. Dans un exemple de réalisation, on peut envisager par exemple des bandes de luminophores d'une seule couleur, ayant le même pas que les bandes de luminophores de la même couleur dans la région utile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1, déjà décrite, représente une coupe d'un écran de visualisation en cours de fabrication; - la figure 2 représente un mode de réalisation de l'invention. L'invention sera décrite plus précisément à propos d'un écran de tube de visualisation à indexation de faisceau. Dans ce type de tube tout particulièrement, on doit prendre en compte un certain nombre de contraintes lors de la mise en place du film conducteur mince qui recouvre les luminophores de formation d'image et qui sert de miroir, de conducteur d'amenée de haute tension et d'évacuation de charges, et de support pour les bandes d'indexation. Les techniques de dépôt doivent prendre en compte le fait que les luminophores sont assez fragiles, - qu'ils forment une surface irrégulière, et que le film conducteur (aluminium en général) doit être à la fois assez tendu, pour former effectivement un miroir-optique, mais pas trop, pour rester en contact avec les luminophores. Pour les tubes à indexation de faisceau il faut de plus une bonne résistance mécanique pour pouvoir mettre en place les bandes dtindexation. Pour obtenir ce résultat, on dépose sur l'écran, après mise en place des luminophores et avant dépôt de l'aluminium par évaporation, un film intermédiaire organique de planarisation qui disparaîtra lors d'un recuit ultérieur de l'écran. Selon l'invention, on prévoit le dépôt de luminophores ne participant pas à la formation de l'image au dessus de la couche opaque 26 qui entoure toute la région utile A. Ces luminophores, inutiles du point de vue de la visualisation, mais non gênants puisqu'ils sont masqués par la couche opaque 26, facilitent l'évacuation des produits de combustion du film intermédiaire de planarisation (et des autres substances organiques présents sur l'écran, notamment les liants de luminophores). La figure 2 représente un mode de réalisation dans lequel on a tout simplement continué en dehors de la région utile A le réseau de luminophores de couleurs alternées ayant le même pas de distribution que dans la zone utile. C'est la réalisation la plus simple. La zone utile d'image (A) est celle dans laquelle les luminophores 14 sont visibles de l'arrière de l'écran entre les bandes de couche opaque 12. La région périphérique (B) est celle dans laquelle les luminophores 28 sont entièrement masquées par une couche opaque continue 26. Le fait que l'évacuation des produits de combustion soit amélioré provient de ce que lorsque l'aluminium recouvre les luminophores, la structure du film d'aluminium est microporeuse et laisse passer les gaz de combustion; l'aluminium ne tend pas à se soulever et à se décoller comme il le faisait dans la technique sntérieure au dessus de la région 26. Dans une variante de réalisation, on peut se contenter de déposer des luminophores d'une seule couleur dans la région périphérique B. Ces luminophores peuvent recouvrir la totalité de cette région périphérique, mais de préférence on prévoit qu'ils sont disposés en bande verticales, comme dans la région utile, soit avec le même pas que dans la région utile soit avec un pas différent. Pour réaliser l'écran selon l'invention, on peut procéder de la manière suivante : on part d'un substrat qui peut être une dalle de verre plane 10 sur laquelle on forme par dépôt et gravure les couches opaques 12 de séparation des luminophores, y compris une région périphérique 26 en dehors de la région d'image utile; puis on dépose et grave successivement les luminophores 14 des différentes couleurs, aussi bien dans la région utile A que dans la région périphérique 26 On forme alors une couche organique provisoire, servant à planariser la surface en vue du dépôt ultérieur du film conducteur. Selon l'invention, on gravera cette couche avant de faire le dépôt d'aluminium. Dans le mode de réalisation préférentiel de l'invention, on dépose par sérigraphie sur la surface entière de l'écran une solution aqueuse d'alcool polyvinylique (PVA) à environ 10% d'alcool dans l'eau. L'épaisseur du dépôt est d'environ 10 micromètres. La solution remplit -les irrégularités de la surface de ltécran, et notamment les interstices entre zones de luminophores voisines. Elle planarise la surface de l'écran. La viscosité de cette solution diluée est importante (plusieurs centaines de centipoises). L'eau est bien retenue par l'alcool de sorte que la solution sérigraphiée ne sèche pas vite. On ne laisse pas sécher la solution ainsi étalée, et on dépose alors par étalement à la tournette (centrifugation à faible vitesse) une résine 18 non soluble à l'eau qui est de préférence une résine acrylique. Le dépôt est fait par exemple à une vitesse de 60 tours/minute, après quoi un étalement est fait à plus grande vitesse (par exemple 600 tours/minute), en enceinte fermée remplie d'une atmosphère de solvant de la résine. Le solvant est par exemple du toluène mélangé à de l'acétate d'éthyl. Les résines qui peuvent être utilisées sont non seulement les résines acryliques et méthacryliques, mais aussi les polyuréthanes, les résines époxy notamment. Elles doivent pouvoir former au dessus des luminophores un film tendu sur lequel reposera le film d'aluminium. L'épaisseur du dépôt est d'environ un demi micromètre. Lors de la centrifugation pour l'étalement de la résine, l'eau de la solution d'alcool polyvinylique n'est pas éjectée grâce au fort pouvoir de rétention de cette solution visqueuse. On fait alors sécher la résine à l'air à température ambiante. Après quelques minutes, la résine complètement durcie forme un film tendu résistant et plan, reposant sur la solution à demi séchée d'alcool polyvinylique qui sèche elle-même ensuite. On place alors l'écran dans un bâti d'évaporation sous vide et on dépose par évaporation le film conducteur souhaité, en général de l'aluminium. L'évaporation est obtenue par exemple par effet Joule mais d'autres méthodes d'évaporation peuvent être utilisées. On obtient un film d'aluminium 20 reposant sur le film de résine tendue. On procède alors à un recuit de l'écran, à une température d'environ 4500C pour éliminer les composants organiques provenant des liants et autres agents contenus dans les luminophores, ainsi que l'alcool polyvinylique et la résine. Au cours de ce recuit, les composants organiques s 'évacuent bien à travers le film d'aluminium dans la région recouverte de luminophores, c 'est-à-dire pratiquement sur toute la surface de l'écran, région utile et région périphérique. Après le recuit, le film d'aluminium reste tendu puisqu'il n'est plus supporté par les couches de planarisation de la surface. Toutefois, il reste assez souple pour venir reposer de place en place sur les luminophores. Dans le cas des tubes à indexation de faisceau, des bandes d'indexation sont déposées, en principe juste avant le recuit. On a ainsi décrit une méthode de formation d'écran qui s'avère très satisfaisante et qui respecte notamment les contraintes rencontrées dans le cas des écrans à indexation de faisceau. REVENDICATIONS 1. Tube électronique de visualisation, comportant un écran portant dans une région d'image utile (A) des zones de luminophores (14) régulièrement réparties alternées avec des zones opaques (12) qui les séparent, et une zone opaque continue périphérique (26) entourant la région d'image utile, l'ensemble de l'écran étant recouvert d'un film conducteur (20) venant recouvrir les luminophores dans la région d'image utile, caractérisé en ce que la zone opaque continue (26) est au moins partiellement recouverte de luminophores (28) ne participant pas à la formation de l'image. 2. Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone opaque continue est recouverte de bandes de luminophores d'une seule couleur. 3. Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone opaque périphérique est recouverte de zones de luminophores répartles de la même manière que dans la région d'image utile.