Brevet FR2685812A1 — publié le 19930702

i PANNEAU EMETTEUR DE RAYONNEMENT ET SON PROCEDE DE FABRICATION La présente invention concerne un panneau émetteur de rayonnement, comportant deux plaques définissant une chambre à décharge, des électrodes produisant une décharge dans ladite chambre quand elles sont excitées, les plaques étant scellées l'une à l'autre de manière étanche le long de leurs bords et au moins l'une des plaques étant transparente au rayonnement produit par la décharge, et un conduit d'aspiration scellé par lequel du gaz contenu dans le panneau a été évacué lors de la fabrication du panneau. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel panneau, comportant une plaque supérieure transparente et une plaque inférieure que l'on scelle l'une à l'autre de manière étanche le long de leurs bcrds Dans de nombreuses applications, on désire pouvoir produire un éclairage unifor-Ne sur une grande surface, par exemple pour éclairer des instruments par l'arrière De préférence, l'éclairage présente une forte intensité avec une faible consommation d' énergie et une faible dissipation de chaleur, tout en étant compact et léger Il peut être important, par exemple pour l'éclairage d'instruments dans un aéronef, d'avoir un éclairage par l' arrière avec un cadre ou une marge dont les dimensions sont minimales, afin qu'un éclairage uniforme soit produit jusqu'au bord de l'affichage et que la zone d'affichage soit aussi grande que possible pour une taille donnée du boîtier. L'éclairage fluorescent, dans lequel la lumière est produite par photo- ionisation d'une couche de luminophore dans un tube à décharge, convient à cela de manière idéale en ce qui concerne le niveau lumineux et la dissipation d'énergie Cependant, quand on veut un éclairage uniforme sur une grande surface, il est nécessaire d'utiliser soit plusieurs tubes fluorescents parallèles entre eux soit un tube coudé, pour tenter d'obtenir une distribution uniforme de la lumière. Dans la publication WO 87/04562, il est décrit un affichage dans lequel un agencement de tubes parallèles est reproduit dans un panneau plat au moyen de parois qui divisent le panneau en différents chemins de décharge ayant chacun leur propre électrode. De même, on peut reproduire un agencement à tube coudé au moyen de parois délimitant un chemin sinueux entre deux électrodes. D'habitude, on doit aussi utiliser certains types de diffuseurs devant de tels agencements afin de produire un éclairage plus uniforme Ceci ne produit toutefois pas un éclairage distribué assez uniformément pour certaines applications, à cause de la présence des parois. La publication WO 87/04562 décrit aussi un dispositif fluorescent à panneau plat, formé de deux plaques de verre revêtues d'un luminophore sur leurs surfaces situées l'une en face de l'autre Les plaques sont espacées 1 ' une de 1 ' autre et scellées de manière étanche le long de leurs bords, l'espace entre les plaques étant sous vide à basse pression Les électrodes s' étendent le long de deux bords opposés de l'intervalle entre les plaques, pour permettre de produire une décharge entre elles Un problème inhérent à cette construction est que, du fait de la dépression à l'intérieur du dispositif, les plaques doivent être relativement épaisses pour supporter la pression différentielle qu'elles subissent Cela conduit à un dispositif relativement lourd et encombrant. Des propositions pour soutenir les plaques opposées du panneau au moyen de structures internes ont été décrites dans les publications JP 58-46568, GB 2217905, EP 0283014, WO 90/09676, GB 2247563, GB 2247977 et GB 2244855 La technique pour fabriquer ces panneaux consiste à sceller ensemble les bords des plaques, puis à faire le vide dans l'intervalle entre les plaques par pompage à travers un conduit d'aspiration constitué par un tube de verre qui est proéminent au bord du panneau, dans le plan du panneau On fond ensuite le tube de verre au moyen d'une flamme de gaz pour sceller le tube et l'intérieur du panneau. Il existe plusieurs problèmes relatifs à cette technique et aux panneaux ainsi fabriqués Comme le tube d'aspiration émerge du panneau dans la zone du scellement entre les plaques, la chaleur utilisée pour le fondre et le sceller peut endommager le scellement entre les plaques Par commodité, on monte le panneau dans un gabarit horizontal pour l'assembler, le tube s'étendant aussi horizontalement Quand on chauffe le tube pour le sceller, il fond et se courbe vers le bas sous l'effet de la gravité, de sorte que la qualité du scellement et la forme du tube sont imprévisibles Si le tube se déplace par gravité, cela peut le mettre hors de portée de la flamme et empêcher un scellement efficace Ceci peut constituer un problème particulier avec certains types de verre qui deviennent plastiques par le chauffage initial mais, une fois refroidis et durcis, restent sous une forme cristalline même quand on les chauffe à nouveau Par conséquent, avec ces types de verre, on doit obtenir un scellement satisfaisant du premier coup, sinon tout le panneau doit être mis au rebut. Les panneaux fabriqués par mise sous vide au moyen d'un tube s' étendant à partir du bord du panneau ont aussi pour inconvénient le fait que le tube, après san scellement, constitue toujours une protubérance sur le bord du panneau et augmente donc la largeur ou la hauteur totale du panneau Dans les applications à des affichages o il existe une limite à la taille maximale du boîtier de l'affichage, cela peut réduire la surface visible de l'affichage ou affecter l'uniformité d'éclairage de l'affichage En outre, le reste du tuyau d'aspiration émergeant du corps du panneau constitue un point vulnérable. La présente invention a pour objet un panneau émetteur de rayonnement et son procédé de fabrication de façon à éviter les problèmes évoqués ci-dessus. Dans un premier aspect, la présente invention concerne un panneau du genre indiqué plus haut, caractérisé en ce que le conduit d'aspiration se trouve sur une face d'une des plaques et s'étend sensiblement perpendiculairement au panneau. De cette manière, le conduit d'aspiration peut être à une distance suffisante du bord des plaques pour que le scellement à chaud du conduit n'endommage pas le scellement des bords des plaques En outre, ce conduit n' augmente pas les dimensions du panneau dans le plan de celui-ci. Le conduit d'aspiration comporte de préférence un tube de verre et peut comporter un collet métallique fixé à la face d'une des plaques, le tube de verre étant fixé audit collet Le conduit d'aspiration peut se trouver au voisinage d'un bord du panneau Le panneau peut comporter un ensemble de piliers de support qui s' étendent entre les deux plaques à l'intérieur du panneau. Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé du genre indiqué plus haut, caractérisé en ce que l'on utilise une plaque inférieure comportant un conduit d'aspiration à sceller qui est proéminent perpendiculairement sur la face inférieure de ladite plaque, en ce que l'on scelle les bords de la face inférieure de la plaque supérieure sur la face supérieure de la plaque inférieure, en ce que l'on fait le vide entre les deux plaques à travers le conduit d'aspiration, et ce que l'on scelle ensuite le conduit d'aspiration. Le conduit d'aspiration peut comporter un tube de verre que l'on scelle par chauffage pour fondre le verre La plaque supérieure peut être scellée à la plaque inférieure par chauffage. On décrira ci-dessous à titre d'exemple un panneau émetteur de rayonnement et son procédé de fabrication selon la présente invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en plan du dessus du panneau, la figure 2 est une vue agrandie en coupe partielle suivant la ligne II-II de la figure 1, o le panneau est associé à un affichage et à des cartes à circuits électroniques, et les figures 3 à 5 illustrent des étapes de la fabrication du panneau. En référence aux figures 1 et 2, le panneau émetteur de lumière comporte une plaque supérieure 1 et une plaque inférieure 2 qui sont toutes deux des plaques de verre rectangulaires et transparentes à la lumière La surface supérieure 3 de la plaque inférieure 2 est scellée de manière étanche contre la surface inférieure 4 de la plaque supérieure 1 le long des bords 5 du panneau Les faces extérieures 6 et 7 des deux plaques 1 et 2 sont plates et planes, la face inférieure 7 de la plaque inférieure étant revêtue d'une couche pulvérisée d'aluminium 8 qui constitue une surface réfléchissante. La surface inférieure et interne 4 de la plaque supérieure 1 est plate, tandis que la surface supérieure et interne 3 de la plaque inférieure 2 est interrompue par un réseau de piliers 10 Les piliers ont une section carrée d'environ 1 mm de largeur, et des faces verticales hautes d'environ 1 mm Les piliers 10 sont disposés en rangées et colonnes orthogonales qui s' ée dent parallèlement aux bords du panneau Entre les rangées adjacentes et entre les colonnes adjacentes de piliers 10, il subsiste des canaux qui s'étendent parallèlement aux rangées et colonnes et qui ont chacun un fond 11 à profil transversal en V. La plaque inférieure 2 est pourvue d'un conduit d'aspiration 20 qui la traverse au milieu de sa longueur au voisinage du bord supérieur du panneau Le conduit 20 est formé par un trou 21 foré à travers l'épaisseur de la plaque 2, ainsi que par un court tube de verre 22 aligné avec le trou 21 et scellé sur la face extérieure 7 de la plaque de façon à s'étendre perpendiculairement à celle-ci Le tube 22 est raccordé au trou 21 de manière étanche au moyen d' un collet annulaire métallique 23, par exemple en Nilo 48 (dénomination commerciale), qui est scellé à la plaque 2 au moyen d'un anneau 24 en verre Le tube 22 s'étend dans l embouchure du collet 23 et est obturé par un scellement étanche près du collet. L' espace subsistant entre les piliers 10 dans le panneau contient un mélange d'argon et de vapeur de mercure ou d'autres gaz à basse pression Les surfaces libres à l'intérieur du panneau, c'est-à-dire la surface inférieure plate 4 de la plaque supérieure 1, les surfaces verticales des piliers 10 et le fond 11 des canaux sur la surface supérieure 3 de la plaque inférieure 2 sont revêtus d'une ou plusieurs couches 30 d'un luminophore qui émet le spectre de rayonnement voulu, par fluorescence sous l'effet de la décharge dans les gaz La décharge à l'intérieur du panneau est produite par application d'une haute tension entre deux électrodes 31 et 32 qui traversent les bords du panneau et s'étendent le long du côté gauche et du côté droit du panneau La lumière émise par la couche de luminophore 30 traverse le volume de gaz contenu entre les plaques 1 et 2, puis le verre se trouvant sous cette couche La lumière passe dans la plaque supérieure 1 directement ou indirectement via les piliers 10, notamment après réflexion sur la couche réfléchissante 8. De cette manière, un éclairage uniforme est produit sur toute la surface supérieure 6 du panneau, à part une étroite zone près de chaque électrode. En plaçant le conduit d'aspiration 20 sur la face inférieure du panneau, on évite toute protubérance le long des bords du panneau. Cela permet d'avoir une surface efficace du panneau aussi grande que possible pour que, lorsque le panneau sert à éclairer un affichage tel que l'affichage 40 représenté à la figure 2, l'affichage puisse être aussi grand que possible Comme le conduit d'aspiration s'étend perpendiculairement au plan du panneau, il n'est pas autant exposé à des dommages pendant 1 assemblage et l'entretien que les panneaux antérieurs ayant un conduit proéminent sur le côté En outre, le conduit d'aspiration 20 peut être protégé par des cartes à circuits imprimés 50 qui sont habituellement montées au-dessous de l'affichage et de son éclairage Chacune des cartes 50 peut avoir une ouverture 51 dans laquelle se loge le conduit 20. Le panneau peut être fabriqué de la manière illustrée par les figures 3 à 5 Tout d'abord, on met les plaques supérieure 1 et inférieure 2 face à face, le conduit d'aspiration 20 étant ouvert Les deux plaques 1 et 2 sont tenues ensemble dans un gabarit 50 qui est placé à 1 ' envers, de sorte que la plaque 2 se trouve sur la plaque 1, les plaques étant horizontales et le conduit d'aspiration 20 s'étendant verticalement dans le haut On met l'ensemble avec le gabarit 50 dans un four 51 que l'on chauffe pour que le verre des deux plaques 1 et 2 fusionne de façon à assurer un joint étanche le long des bords des plaques. Ensuite, on retire l'ensemble du four 51, on raccorde le tube 22 à une pompe à vide 60 et l'on fait le vide jusqu'à une basse pression dans le panneau, comme le montre la figure 4 Le mélange gazeux approprié à la décharge peut ensuite être admis dans le panneau à partir d'une source appropriée 61. La figure 5 représente I' étape finale de la fabrication, dans laquelle on utilise une flamme de gaz 70 pour faire fondre le tube 22 afin de sceller le conduit d'aspiration Chauffé de cette manière, le tube 22 se ramollit et fond Comme il est orienté verticalement, il n' y a pas d'écoulement de matière le long du tube. Il faut remarquer que, du fait que le conduit d aspiration 'est proéminent à une certaine distance du bord du panneau, on peut le sceller à chaud sans endommager le scellement du bord du panneau. L'orientation verticale du tube garantit que la matière fondue se déforme d'une manière prévisible et produit un scellement fiable. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation et d'application décrit ci-dessus, mais elle s' étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier. REVENDICATIONS 1 Panneau émetteur de rayonnement, comportant deux plaques définissant une chambre à décharge, des électrodes produisant une décharge dans ladite chambre quand elles sont excitées, les plaques étant scellées l'une à l'autre de manière étanche le long de leurs bords et au moins l'une des plaques étant transparente au rayonnement produit par la décharge, et un conduit d'aspiration scellé par lequel du gaz contenu dans le panneau a été évacué lors de la fabrication du panneau, caractérisé en ce que le conduit d'aspiration ( 20) se trouve sur une face d'une des plaques ( 2) et s'étend sensiblement perpendiculairement au panneau. 2 Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit d'aspiration ( 20) comporte un tube de verre ( 22). 3 Panneau selon la revendication 2, caractérisé en ce que le conduit d'aspiration ( 20) comporte un collet métallique ( 23) fixé à la face d'une des plaques ( 2) et en ce que le tube de verre ( 22) est fixé audit collet. 4 Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit d'aspiration ( 20) se trouve au voisinage d'un bord du panneau. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de piliers de support ( 10) qui s'étendent entre les deux plaques ( 1, 2) à l'intérieur du panneau. 6 Procédé de fabrication d'un panneau émetteur de rayonnement selon la revendication 1, comportant une plaque supérieure transparente ( 1) et une plaque inférieure ( 2) que l'on scelle l'une à l'autre de manière étanche le long de leurs bords, caractérisé en ce que l'on utilise une plaque inférieure ( 2) comportant un conduit d'aspiration ( 20) à sceller qui est proéminent perpendiculairement sur la face inférieure de ladite plaque ( 2), en ce que l'on scelle les bords de la face inférieure ( 4) de la plaque supérieure ( 1) sur la face supérieure ( 3) de la plaque inférieure ( 2), en ce que l'on fait le vide entre les deux plaques ( 1, 2) à travers le conduit dt aspiration ( 20), et en ce que l'on scelle ensuite le conduit d'aspiration. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le conduit d'aspiration ( 20) comporte un tube de verre ( 22) que l'on scelle par chauffage pour fondre le verre. 8 Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'on scelle la plaque supérieure ( 1) à la plaque inférieure ( 2) par chauffage.