Brevet FR2718285A1 — publié le 19951006

PROCÉDÉ DE FABRICATION DE TUBES A VIDE PLATS SANS QUEUSOT, ET PRODUITS OBTENUS PAR CE PROCÉDÉ La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de tubes à vide plats sans queusot, ainsi que les produits obtenus par ce procédé. Elle se rapporte au secteur industriel des tubes à vide plats utilisés comme écrans de visualisation, et en particulier des tubes cathodiques plats, et écrans à plasma. Ces dispositifs sont généralement constitués d'une enceinte formée de deux plaques de verre mince, dans laquelle on fait le vide par pompage au travers d'un queusot. Le mode de fabrication habituel de ces écrans consiste à déposer par des moyens connus les divers constituants formant la cathode et l'anode sur deux plaques de verre, puis à présenter ces plaques l'une en face de l'autre dans leur position respective définitive, en interposant un joint à leur périphérie de manière à former une enveloppe étanche, et ensuite à créer et maintenir le vide à l'intérieur de cette enveloppe pendant qu'elle est chauffée pour permettre le dégazage des constituants, puis refroidie. Cette dernière opération nécessite la présence, sur l'une des plaques, d'un manchon d'évacuation ou queusot sur lequel est raccordé le tube d'aspiration de l'air. Lorsque les conditions de vide requises pour l'application sont satisfaites (maintien du vide aussi bon que possible dans le cas du tube cathodique, introduction d'un gaz dans le cas du tube à plasma), le queusot est scellé, le plus souvent par fusion, mais il demeure toujours une protubérance externe augmentant l'encombrement en épaisseur du dispositif terminé. En outre le queusot fragilise la plaque sur laquelle il est réalisé, et cette dernière nécessite une fabrication spéciale augmentant le prix de revient5 global, ainsi que des précautions lors de la manipulation ou du stockage des tubes. Enfin, cette technique exige deux étapes individuelles pour chaque écran: le pompage et la fermeture queusot. L'objectif du procède selon la présente invention est de remédier à tous ces inconvenients. En effet, il permet la suppression du queusot, ainsi qu'un assemblage entièrement collectif et peu coûteux des écrans. Ce procédé consiste à déposer une pastille métallique en couche mince sur chacune des faces internes des deux plaques de verre constituant le tube plat, l'une de ces plaques portant un joint périphérique ouvert au niveau de ladite pastille, puis à placer les plaques dans une enceinte hermétique dans laquelle on fait le vide, et enfin à rendre le tube plat étanche en présentant des billes en métal à bas point de fusion au contact des pastilles et en portant la température au delà du point de fusion du métal de façon à ce que le métal fondu pénètre par effet de capillarité dans l'ouverture du joint périphérique, entre les deux pastilles métalliques. Sur les dessins schématiques annexes, donnés à titre d'exemples non limitatifs de formes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 illustre le procédé habituel de réalisation du vide dans un écran plat, les figures 2 et 3 montrent les plaques de verre constitutives du tube plat vues du côté de leur face interne, les figures 4 et 5 représentent en coupe verticale des enceintes contenant respectivement un seul, et plusieurs tubes plats, la figure 6 est une coupe partielle agrandie d'un tube plat juste avant obturation de l'ouverture du joint périphérique, et10 la figure 7 montre dans les mêmes conditions le tube plat après obturation. La technique classique utilisée pour le montage d'un écran plat (figure 1) consiste à assembler deux lames ou plaques de verre 1 et 2 dans leur position définitive, puis à les sceller par chauffage grâce à un joint périphérique 3 en verre fusible. L'une des plaques comporte un queusot 4 de pompage sur lequel est raccordé un tube d'aspiration 5 permettant de faire le vide entre les plaques. Une fois ce vide obtenu, le queusot est alors scellé, en général par fusion. Le procédé selon la présente invention se déroule en trois étapes: - Première étape: Préparation des substrats. Chaque plaques de verre 1, 2 reçoit, en bordure de sa face interne une pastille métallique 6, 6' déposée en couche mince, par exemple 500 A de Chrome puis 1 pm de Nickel. L'une des lames 1 porte un mur de scellement 3 en verre fusible ou autre, interrompu au niveau de la pastille métallique. L'une des plaques de verre pourra éventuellement porter un piège à gaz 7 par adsorption, ou "getter", de type film ou couche mince. - Deuxième étape: Scellement sous gaz neutre. Les plaques de verre 1, 2 sont empilées l'une sur l'autre, de telle manière que les pastilles métalliques 6, 6' se trouvent en regard l'une de l'autre, puis elles sont placées dans une enceinte 8 remplie d'un gaz neutre, par exemple de l'argon, à une pression légèrement supérieure à la pression de préparation du joint périphérique 3 en verre fusible, en général la pression atmosphérique. Les plaques sont pressées l'une contre l'autre grâce à un dispositif mécanique 9 tel que ressort ou vérin, et chauffées jusqu'à la température de ramollissement du mur de scellement 3, la surpression d'argon empêchant ce dernier de buller. Lorsque, grâce au fluage, le verre fusible adhère aux deux lames de verre 1, 2, celles-ci sont refroidies à température ambiante, toujours sous atmosphère d'argon dans l'enceinte 8. Troisième étape: Mise sous vide et fermeture. Un ou des éléments 10 en métal à bas point de fusion, par exemple à base d'étain, sont placés au contact des pastilles métalliques 6, 6', et le vide est fait dans l'enceinte 8. Les gaz enfermés dans le tube plat lors de la fusion du mur en verre 3 sont évacués en passant par l'orifice 11 délimitée par les pastilles 6, 6' et l'interruption du joint périphérique 3. La température à l'intérieur de l'enceinte est alors portée au delà de la température de fusion du métal des éléments 10 (inférieure à 300 C), mais en dessous de celle de fusion du verre fusible, de façon à ce que le mur de scellement 3 reste solide et que le métal à bas point de fusion se liquéfie, vienne mouiller les pastilles métalliques 6, 6' en regard l'une de l'autre, et pénètre dans l'orifice 11 par effet de capillarité.5 Enfin la température est redescendue en dessous du point de solidification du métal: ledit orifice est ainsi hermétiquement fermé. Les éléments 10 en métal à bas point de fusion pourront avantageusement être constitués de billes. L'ensemble des opérations d'assemblage et de mise en vide des tubes plats se déroule dans une même enceinte 8, pouvant contenir plusieurs écrans (figure 5), sans que ces derniers n'aient besoin d'être manipulés. Cela permet une simplification des processus de fabrication et une diminution de leur durée pouvant entraîner une baisse significative du prix de revient. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des procédés similaires. REVENDICATIONS 1 . Tube à vide plat sans queusot, destiné à la réalisation d'écrans de visualisation, et en particulier de tubes cathodiques plats et d'écrans à plasma, du type constitués de deux plaques de verre (1, 2) scellées grâce à un joint périphérique (3), caractérisé en ce que ledit joint périphérique (3) est interrompu de manière à réserver un orifice (11) d'évacuation des gaz, et que le tube plat est pourvu de deux pastilles métalliques (6, 6') déposées en couche mince en bordure des faces internes des plaque de verre (1, 2), en regard l'une de l'autre à l'emplacement de l'orifice (11), l'obturation de ce dernier étant réalisée en provoquant la fusion d'un ou plusieurs éléments (10) en métal à bas point de fusion en contact avec les pastilles métalliques (6, 6'), de façon à faire pénétrer le métal fondu par effet de capillarité dans l'orifice (11), entre lesdites pastilles métalliques. 2 . Tube à vide plat selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que les pastilles métalliques (6, 6') sont constituées d'une couche de 500 A de chrome recouverte d'une couche de 1 gm de nickel. 3 . Tube à vide plat selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, se caractérisant par le fait que l'une des plaques de verre (1, 2) comporte un piège à gaz (7) par adsorption, de type film ou couche mince. 4 . Procédé de fabrication de tubes à vide plats sans queusot, destinés à la réalisation d'écrans de visualisation, et en particulier de tubes cathodiques plats et d'écrans à plasma, constitués de deux plaques de verre (1, 2) scellées grâce à un joint périphérique (3), caractérisé en ce que, tout d'abord, une pastille métallique (6, 6') est déposée en couche mince en bordure de la face interne de chacune des deux plaques de verre (1, 2), l'une de ces plaques étant pourvue d'un joint périphérique (3) interrompu au niveau de ladite pastille de manière à réserver un orifice (11) d'évacuation des gaz, qu'ensuite les plaques de verre (1,10 2), empilées l'une sur l'autre de façon à ce que les deux pastilles métalliques (6, 6') se trouvent en regard l'une de l'autre, sont placées dans une enceinte (8) dans laquelle on fait alors le vide, et qu'enfin le tube plat est rendu étanche en présentant un ou des éléments (10) en métal à bas point de fusion au contact des pastilles métalliques (6, 6'), et en portant la température au delà du point de fusion du ou des éléments (10) en métal de telle sorte que le métal fondu pénètre par effet de capillarité dans l'orifice (11), entre lesdites pastilles métalliques. . Procédé selon la revendication 4, se caractérisant par le fait que le joint périphérique (3) est en verre fusible, les plaques de verre (1, 2) empilées étant d'abord placées dans l'enceinte (8) remplie d'un gaz neutre tel que l'argon, à une pression légèrement supérieure à la pression de préparation dudit joint périphérique, et chauffées jusqu'au ramollissement du verre fusible, puis refroidies, avant de faire le vide dans ladite enceinte, et de rendre étanche le tube plat en présentant un ou des éléments (10) en métal à bas point de fusion au contact des pastilles métalliques (6, 6'), et en portant la température au-delà du point de fusion du ou des éléments (10) en métal, mais en-deçà de celui du verre fusible du joint périphérique (3). 6 . Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, se caractérisant par le fait que les éléments (10) en métal à bas point de fusion sont5 constitués de billes. 7 . Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, se caractérisant par le fait que le matériau constitutif des éléments (10) est à base d'étain. 8 . Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, se caractérisant par le fait que les pastilles métalliques (6, 6') sont réalisées par dépôt successif d'une couche de 500 A de chrome, puis d'une couche de 1 gm de nickel. 9 . Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, se caractérisant par le fait que dans l'enceinte (8), les plaques de verre (1, 2) sont pressées l'une contre l'autre grâce à un dispositif mécanique (9) tel que ressort ou vérin.