Brevet FR2736463A1 — publié le 19970110

La présente invention concerne de façon générale une dalle pour affichage d'images (écran de visualisation) et, plus particulièrement, un écran de visualisation pour affichage d'images à luminophores cathodoluminescents. Les écrans de visualisation à luminophores cathodoluminescents sont connus et largement employés dans toute une variété de dispositifs d'affichage d'images, par exemple des récepteurs de télévision et des récepteurs de contrôle pour ordinateurs. Les systèmes luminophores couramment employés pour l'affichage d'images comportent ceux qui utilisent plusieurs matières luminophores dissem- blables afin de réaliser des affichages multicolores. Par exemple, les systèmes luminophores tricolores qui prévoient des zones luminophores formant des sous- pixels distincts, dont chacune est faite d'une matière émettant des photons rouges, verts ou bleus, sont réalisés au moyen de multiples opérations, telles que dépôts, masquages et applications de motifs, sur les matières luminophores dissemblables. Ces multiples dépôts, masquages et applications de motifs compliquent beaucoup le processus de fabrication, car ils imposent au processus d'importantes dépenses de temps, de travail et de coût. Ordinairement, le dépôt des écrans luminophores pour tubes cathodiques (CRI) s'effectue par le procédé dit de la pâte épaisse. On produit sous forme de pâte épaisse une solution contenant un luminophore de l'une des trois couleurs primaires (à savoir le rouge, le vert et le bleu), de l'alcool polyvinylique (PVA) aqueux et du (NH4)2Cr202 aqueux, que l'on disperse sur un panneau plat horizontal tournant (l'écran). On fait tourner le panneau plat jusqu'à ce que la pâte épaisse se soit répartie de façon uniforme, puis on l'expose à travers un masque perforé. On élimine par rinçage dans l'eau les régions non exposées. On répète ensuite ce processus pour chacune des autres couleurs. Le procédé de la pâte épaisse décrit ci-dessus est l'objet de difficultés telles qu'un masquage non homogène, la formation de trous d'épingle pendant le rinçage, la contamination par débordement des couleurs, et la formation d'agglomérats de particules. Il faut en outre maintenir l'alignement des bandes de couleurs. Ce sont là les inconvénients communs de la technique antérieure. Cest pourquoi il existe une demande pour un moyen permettant de réaliser un système luminophore multicolore perfectionné qui puisse surmonter au moins certains des inconvénients de la technique antérieure. C'est donc un but de l'invention de produire une dalle pour affichage d'images dotée d'un système luminophore qui ne demande pas les procédés de fabrication complexes de la technique antérieure. Un autre but de l'invention est de produire un écran de visualisation pour affichage d'images ayant un système luminophore multicolore associé, o chacune des différentes matières luminophores dissemblables peut être déposée (distribuée) au titre d'une partie d'une unique opération de dépôt grâce à l'emploi d'une pluralité de moyens distributeurs de matière luminophore. Un autre but de l'invention est de produire une dalle d'écran de visua- lisation pour affichage d'images cathodoluminescent dans laquelle plusieurs régions en creux sont formées, chacune étant destinée à recevoir une quantité prescrite de l'une de plusieurs matières luminophores dissemblables. Les problèmes ci-dessus décrits ainsi que d'autres problèmes sont au moins partiellement résolus et les buts ci-dessus exposés ainsi que d'autres buts sont atteints par la réalisation d'un écran de visualisation pour affichage d'images multicolore, comportant une pluralité de régions en creux sélectivement orientées qui sont disposées sur une surface principale d'une dalle et rentrent dans la dalle, et plusieurs matières luminophores disposées chacune dans certaines des régions en creux, de sorte qu'un écran de visualisation multicolore constitué de plusieurs éléments de sous-pixels distincts peut être produit par l'exécution d'une unique opération de dépôt de matières luminophores. La description suivante, conçue à titre de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 est une représentation simplifiée en élévation latérale d'une dalle pour affichage d'images selon l'invention, des parties de celle-ci ayant été retirées; et la figure 2 est une vue en perspective de la dalle pour affichage d'images présentée sur la figure 1, des parties de celle-ci ayant été retirées. On se reporte maintenant à la figure 1, qui est une représentation en élévation latérale d'un écran de visualisation pour affichage d'images 100 compor- tant une dalle d'affichage d'images 101 sensiblement transparente du point de vue optique (qu'on appellera ci-après "dalle") possédant une surface principale 105. Dans la dalle 101, sont formés plusieurs évidements, ou creux, 102 rentrant, ou s'étendant, dans la dalle 101, par rapport à la surface principale 105. Les creux 102 peuvent être réalisés par l'une des techniques citées ci-après, à titre d'exemple seulement, sans que ceci indique en aucune manière une limitation, à savoir un moulage pendant la formation de la matière en feuille, ou un micro-usinage intervenant après la formation de la feuille, etc. Une possibilité est offerte par un verre photo-usinable, qui est fabriqué par la société Corming Inc. En utilisant cette matière, on peut créer des trous dont la dimension peut aller jusqu'à 101,6/um, avec une tolérance axiale de + 25,4 mn. Une autre possibilité est donnée par la gravure par voie humide à travers un masque sec peu coûteux. Aucun problème ne se posera en ce qui concerne la formation des creux 102, pour autant que le diamètre de chaque creux 102 soit notablement supérieur à sa profondeur. D'un point de vue général, la profondeur des creux 102 est déterminée par la densité du luminophore nécessaire au traitement du faisceau électronique d'excitation. Cette profondeur est typiquement de l'ordre de 1 à 10 /m. On dépose une matière luminophore 103 dans les creux 102 de façon à remplir sensiblement les creux 102 et à former des "points" luminophores de taille uniforme sur la surface de la dalle 101. Une technique utilisée pour distribuer la matière luminophore 103 dans les creux 102 consiste à employer une ou plusieurs pointes distributrices (non représentées) qui sont amenées à proximité d'un ou plusieurs creux 102 voulus pour distribuer une quantité mesurée d'une matière luminophore liquide. On forme la matière luminophore liquide en dispersant la matière luminophore 103 dans un milieu visqueux. Les pointes distributrices fonctionnent à la manière d'une aiguille hypodermique, sauf qu'elles sont généralement activées par une source de pression pulsée, faisant que chaque pointe distributrice délivre la quantité correcte de matière luminophore liquide. En utilisant ce processus, on injecte ou on délivre la matière luminophore liquide dans chaque creux 102, à raison d'un seul creux ou d'un nombre quelconque de creux à la fois. Par exemple, si les creux 102 sont orientés suivant des rangées, on peut les remplir à raison d'une ou plusieurs rangées à la fois, ou bien, si l'on utilise des luminophores de différentes couleurs, on peut remplir d'abord tous les creux contenant une même couleur, puis ceux contenant une deuxième couleur, etc. La forme en cratère, ou en assiette creuse, des creux 102 assure que les différentes matières luminophores 103 seront retenues suivant un alignement correct, sans risque de contamination par débordement ou mélange. Une fois que tous les creux 102 ont été remplis, on place soigneuse- ment la dalle 101 dans un four de séchage ou une autre installation, pour faire évaporer le liquide en excès de la matière luminophore liquide, de sorte que seule la matière luminophore 103 reste collée à la dalle 101 dans les creux 102. Il est également possible de fixer chimiquement la matière luminophore liquide, par exemple à l'aide d'un agent photosensible, dit photorésist. On dépose sur la matière luminophore 103 et les parties exposées de la surface principale 105 une couche de métallisation conforme, c'est-à- dire qui suit la même forme, 107, la couche 107 étant destinée à faire fonction d'anode conductrice pour recueillir les électrons venant frapper sur ou dans la matière luminophore 103 et faisant également fonction de couche réfléchissante servant à diriger l'énergie des photons, prenant naissance dans la matière luminophore 103 du fait qu'un électron est venu frapper celle-ci. Un rapport dimensionnel élevé n'est pas souhaitable pour les creux 102, non seulement parce que ceux- ci seraient alors plus difficiles à fabriquer, mais aussi parce qu'on souhaite avoir une couche de métallisation conforme continue 107 sur toute la surface 105 de la dalle 101. On fait par exemple déposer la couche de métallisation conforme 107 par évaporation, comme pour les écrans CRT classiques, et celle-ci est typiquement constituée d'une mince couche d'aluminium. Si, par exemple, les creux 102 se présentent sous la forme de cratères, ou d'assiettes creuses, ayant des bords dont la pente varie graduellement, comme représenté sur la figure 1, il est possible de déposer la couche de métallisation conforme 107 sur les creux 102 suivant une couche continue, sans qu'il apparaisse un défaut de couverture en un coin aigu. La figure 2 est une vue en plan de dessus partielle de l'écran de visua- lisation pour affichage d'images tel que précédemment décrit en liaison avec la figure 1, les particularités précédemment identifiées sur la figure 1 étant désignées par des références identiques. La figure 2 montre de plus que plusieurs régions distinctes de matières luminophores dissemblables 103a, 103b, 103c ont été chacune sélectivement disposées dans certaines des régions en creux à orientation préférentielle de facçon à former un certain dessin de matières luminophores dissemblables que l'on peut utiliser pour réaliser un affichage d'images multico- lore. Chaque groupe de matières luminophores dissemblables 103a, 103b, 103c forme un pixel de la dalle, et les matières luminophores dissemblables de chaque pixel coopèrent d'une manière connue dans la technique pour produire virtuelle- ment n'importe quelle couleur voulue. Alors que les trois matières luminophores dissemblables sont représentées comme suivant une ligne dans cette description, il faut comprendre que ceci ne vise qu'à rendre la description plus commode et que ces matières pourraient être formées suivant n'importe quel autre groupe proche, par exemple un triangle, ou autres. En produisant la pluralité de régions en creux 102 et en distribuant ensuite sélectivement un matériau luminophore 103a, 103b ou 103c dans chaque région de la pluralité de régions en creux, à l'aide d'une pluralité de moyens distributeurs de matière luminophore, comme, par exemple, un système de distributeurs de matière du type microajutages, on peut produire, en une seule opération, tout le système luminophore, sans qu'il soit besoin de faire appel à des opérations de masquage, d'application de motifs et d'enlèvement de matière. Il faut aussi comprendre que, dans certaines applications, il peut être souhaitable de former les régions en creux suivant un dessin prescrit autre que celui d'une pluralité de pixels. Par exemple, dans certaines applications particu- lières, il peut être souhaitable de former des zones de régions en creux, ou de matières luminophores dissemblables, sans avoir en vue la formation d'images multicolores. La dalle peut comporter une zone rouge destinée à un certain message, une zone verte destinée à d'autres informations, une zone bleue pour des informations encore différentes, etc. Dans ces applications particulières, l'écran contiendrait plusieurs régions en creux pour lesquelles des matériaux luminophores différents et dissemblables se trouvent dans des régions différentes, mais chaque région en creux pourrait former un pixel, au lieu qu'une pluralité de régions en creux forme un pixel multicolore. En plus de la plus grande facilité de fabrication de la dalle, un autre avantage de cette dalle à creux en forme de cratères est qu'on peut l'appliquer à un dispositif d'affichage à panneau plat de grande surface dont le fonctionnement repose sur des émetteurs distincts, par exemple des émetteurs à émission par effet de champ. Dans ce cas, la source d'excitation de la matière luminophore comporte un grand nombre d'émetteurs distincts, au lieu d'un unique canon à électrons, comme c'est le cas dans un tube cathodique. La dalle à creux en forme de cratères permet l'alignement de chaque sous-pixel (par exemple 103a, 103b, 103c) sur un émetteur ou un ensemble d'émetteurs. Ceci est particulièrement vrai dans le cas o on fabrique également les émetteurs suivant des dessins analogues (par exemple lignes, triangles, cercles) qui correspondent à ceux présents sur la dalle. Par conséquent, il est décrit une dalle pour affichage d'images ayant un système luminophore, qui ne nécessite pas les procédés de fabrication complexes de la technique antérieure. De plus, il est décrit un écran de visualisation pour affichage d'images ayant un système luminophore multicolore associé, o chacune des matières luminophores dissemblables peut être déposée (distribuée) au titre d'une partie d'une unique opération de dépôt par utilisation de plusieurs moyens distributeurs de matière luminophore. De plus, il est décrit une dalle d'écran de visualisation pour affichage d'images cathodoluminescent, dans laquelle sont formées plusieurs régions en creux, qui sont chacune destinées à recevoir une quantité prescrite de l'une de plusieurs matières luminophores dissemblables. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir des dispositifs et des procédés dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dalle (101) pour affichage d'images, comprenant une surface prin- cipale (105), la dalle étant caractérisée par plusieurs régions en creux (102) qui sont orientées de façon à produire un dessin prescrit et qui s'étendent dans la dalle. 2. Dalle pour affichage d'images selon la revendication 1, caractérisée en outre en ce que les régions en creux (102) sont chacune formées de facçon que le diamètre de chaque creux soit notablement plus grand que sa profondeur. 3. Dalle pour affichage d'images selon la revendication 2, caractérisée en outre en ce que les régions en creux (102) présentent chacune la forme de cratères ayant des bords dont la pente varie graduellement. 4. Dalle pour affichage d'images selon la revendication 2, caractérisée en outre en ce que les régions en creux (102) sont chacune formées de façon que la profondeur de chaque creux soit de l'ordre de 1 à 10 unm. 5. Dalle pour affichage d'images selon la revendication 1, caractérisée en outre par un système luminophore qui comporte plusieurs matières luminophores dissemblables (103a, 103b, 103c), une matière luminophore différente de la pluralité de matières luminophores dissemblables étant disposée dans chaque région en creux. 6. Dalle pour affichage d'images selon la revendication 5, caractérisée en outre par une couche conforme (107) de matériau conducteur couvrant sensiblement la surface principale (105) de la dalle (101) et les matières luminophores dissemblables (103a, 103b, 103c) disposées dans chaque région en creux (102). 7. Procédé de fabrication d'une dalle pour affichage d'images, comprenant les opérations de production d'une dalle (101) qui présente une surface principale (105), le procédé étant caractérisé par l'opération consistant à former plusieurs régions en creux (102) dans la surface principale de la dalle, les régions en creux s'étendant dans la dalle et étant orientées de manière à produire un dessin prescrit. 8. Procédé de fabrication d'une dalle pour affichage d'images selon la revendication 7, o l'opération de formation de plusieurs régions en creux est en outre caractérisée par la formation de ces régions en creux sous la forme de cratères ayant des bords dont la pente varie graduellement. 9. Procédé de fabrication d'une dalle pour affichage d'images selon la revendication 7, caractérisé en outre par l'opération consistant à appliquer un système luminophore comportant plusieurs matières luminophores dissemblables (103a, 103b, 103c), une matière luminophore différente de la pluralité de matières luminophores dissemblables étant disposée dans chaque région en creux (102). 10. Procédé de fabrication d'une dalle d'affichage d'images selon la revendication 9, caractérisé en outre par l'opération consistant à appliquer une couche conductrice conforme (107) qui recouvre sensiblement la surface principale (105) de la dalle (101) et la pluralité de matières luminophores dissemblables (103a, 103b, 103c) disposées dans chaque région en creux. 11. Ecran de visualisation pour affichage d'images du type multicolore, caractérisé en ce qu'il comprend: une dalle (101) ayant une surface principale (105); plusieurs régions en creux sélectivement orientées (102) qui sont disposées sur la surface principale de la dalle et s'étendant dans la dalle; et plusieurs matières luminophores (103a, 103b, 103c) disposées chacune dans certaines des régions en creux, de façon qu'un écran de visualisation en couleur constitué de plusieurs éléments de sous-pixels distincts soit réalisé par exécution d'une unique opération de dépôt de matières luminophores.