Brevet FR2711450A1 — publié le 19950428

INSTALLATION ET PROCÉDÉ POUR LA FABRICATION D'ÉCRANS PLATS DE VISUALISATION La présente invention a pour objet une installation ainsi qu'un procédé pour la fabrication d'écrans plats de visualisation. Elle concerne d'une façon générale le secteur industriel de fabrication des écrans de visualisation plats, et plus particulièrement des écrans utilisant la technologie des micropointes, c'est-à-dire constitués d'une enceinte dans laquelle on a fait le vide et formée de deux plaques de verre mince, la plaque arrière ou plaque cathode, comportant un réseau matriciel de micropointes émettrices d'électrons, et la plaque avant ou plaque anode, recouverte d'une couche conductrice transparente portant des luminophores. 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 des substrats formés le plus souvent de 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 fusible 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. Les écrans plats à micropointes nécessitent en particulier des dépôts métalliques élaborés par évaporation sous vide. Les appareillages d'évaporations sont prévus pour le traitement de un ou plusieurs substrats à la fois. De ce fait entre chaque évaporation il faut décharger et recharger les enceintes par des portes qui remettent les équipements intérieurs en pression atmosphérique, ce qui pénalise l'ensemble du processus par des procédures de pompage qui sont longues et coûteuses en énergie. De plus pour garantir une couche la plus homogène possible on monte les substrats sur des systèmes de type épicycloïdal qui sont complexes et fragiles car les mécanismes en vide, généralement en acier inoxydable, marchent sans graissage en température. De même certains processus demandent des angles d'évaporation très petits ce qui conduit à éloigner le substrat de la source et augmente donc le temps de 1 'évaporation. Le dispositif selon la présente invention supprime tous ces inconvénients. En effet, il permet de réaliser des unités de fabrication avec angle d'évaporation nul, dans lesquelles les appareillages de l'enceinte demeurent en permanence sous vide, ce qui aboutit à un processus moins long et moins coûteux en énergie de pompage, tout en assurant des dépôts d'une très grande homogénéité sans mécanismes complexes. Il est constitué d'un tunnel permettant le traitement en continu et comportant un sas d'entrée et un sas de sortie entre lesquels est situé un compartiment d'évaporation équipé en partie haute d'un système de transit linéaire convoyant les substrats face à traiter tournée vers le bas et, en partie basse, d'une série de canons d'évaporation disposés de manière à traiter toute la surface du substrat durant son parcours, l'angle d'évaporation étant limité par des masques métalliques disposés entre les canons et le substrat. Sur les schémas de principe annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 représente une coupe verticale longitudinale du tunnel de traitement en continu, et la figure 2 est une coupe horizontale longitudinale du même tunnel. Le dispositif, figures 1 et 2, est constitué d'un système en ligne formant un tunnel de traitement en continu composé successivement d'un sas amont 1, d'un compartiment d'évaporation sous vide 2 et d'un sas aval 3. Le sas amont 1, ou sas d'entrée permet de faire pénétrer les substrats 4 à traiter sans mettre le compartiment d'évaporation 2 à la pression atmosphérique. Un système de double vanne 5, 6 assure l'étanchéité du sas lors des mises en vide et des retours à la pression atmosphérique nécessités par le chargement. La mise en pression atmosphérique peut se faire avantageusement sous azote. Le compartiment d'évaporation sous vide 2 est une enceinte hermétique en partie basse de laquelle sont disposés plusieurs canons d'évaporation 7 agencés de façon à traiter toute la surface des substrats 4 durant leur parcours dans ladite enceinte, et s'activant au passage de ceux-ci. Les canons d'évaporation sont surmontés d'un masque 8 horizontal formé d'une tôle perforée faisant office de colimation, et destiné à limiter l'angle d'évaporation, ce qui permet de diminuer la distance des sources au substrat. En partie haute de l'enceinte, au-dessus du masque 8, se trouve un système de transfert 9 linéaire horizontal chargé de convoyer les substrats 4 face à traiter tournée vers le bas. Le sas aval 3, ou sas de sortie, est identique au sas amont 1. Il permet d'extraire les substrats 4 après traitement sans mettre le compartiment d'évaporation 2 à la pression atmosphérique. Un système de double vanne 10, 11 assure l'étanchéité du sas lors des mises en vide et des retours à la pression atmosphérique nécessités par la sortie des substrats. Le système en ligne décrit peut être adapté à la petite, moyenne et grande production. Son automatisation est facile par emploi de dispositifs connus de chargement, de déchargement et de comptage de production automatiques. Il garantit une grande fiabilité grâce à sa simplicité due à l'emploi d'un mouvement simple de translation. En outre, la vitesse de dépôt est accrue par la faible distance entre les substrats 4 et les canons d'évaporation 7. 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 équipements similaires. REVENDICATIONS 10. Installation pour la fabrication d'écrans plats de visualisation, destinée en particulier à la formation de dépôts métalliques élaborés par évaporation sous vide sur les substrats constitutifs des écrans à micropointes, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un tunnel permettant le traitement en continu comportant un sas amont (1) et un sas aval (3) entre lesquels est situé un compartiment d'évaporation sous vide (2) hermétique équipé en partie haute d'un système de transfert (9) linéaire horizontal convoyant les substrats (4) disposés face à traiter tournée vers le bas et, en partie basse, de plusieurs canons (7) d'évaporation agencés de manière à traiter toute la surface desdits substrats durant leur parcours dans le compartiment d'évaporation. 20. Installation selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que l'angle d'évaporation des canons (7) est limité par un masque (8) constitué d'une tôle perforée disposée entre lesdits canons et le substrat. 30. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les sas amont (1) et aval (3) comportent chacun un système de double vanne (5, 6 et 10, 11) assurant leur étanchéité lors des mises en vide et des retours à la pression atmosphérique nécessités par le chargement et le déchargement des substrats (4). 40. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'elle est automatisée au moyen de dispositifs connus de chargement, de déchargement et de comptage de production automatiques. 5 . Procédé de fabrication d'écrans plats de visualisation utilisant l'installation selon les revendications précédentes, destiné en particulier à la formation de dépôts métalliques élaborés par évaporation sous vide sur les substrats constitutifs des écrans à micropointes, caractérisé en ce que la formation de ces dépôts métalliques est réalisée dans un tunnel permettant le traitement en continu constitué d'un sas amont (1) et un sas aval (3) entre lesquels est situé un compartiment d'évaporation sous vide (2) hermétique équipé en partie haute d'un système de transfert (9) linéaire horizontal convoyant les substrats (4) disposés face à traiter tournée vers le bas et, en partie basse, de plusieurs canons (7) d'évaporation agencés de manière à traiter toute la surface desdits substrats durant leur parcours dans le compartiment d'évaporation, l'angle d'évaporation étant limité par un masque (8) constitué d'une tôle perforée disposée entre lesdits canons et le substrat. 60. Procédé selon la revendication 5, se caractérisant par le fait que la mise en pression atmosphérique des sas amont (1) et aval (3) se fait sous azote. 70. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, se caractérisant par le fait qu'il est automatisé au moyen de dispositifs connus de chargement, de déchargement et de comptage de production automatiques.