Brevet FR2023032A1 — publié le 19700807

La présente invention se rapporte à un tube cathodique et plus particulièrement à un tube utilisant une électrode ou grille supplémentaire pour améliorer la répartition d'un faisceau d'électrons de projection sur la cible du tube cathodique. L'invention se propose de fournir un tube cathodique - dans lequel le champ électrique ou électrostatique a une meilleure répartition qui produit une densité d'électrons de projection sur la surface d'une cible plus uniforme que dans des tubes connus - dans lequel la région de la cathode virtuelle du-faisceau est plus proche de la cathode du canon à électrons de projection, ce qui augmente la distance effective sur laquelle la collimation peut se produire et améliore la distribution des électrons sur la surface d'une cible;; - dans lequel le champ électrostatique a une distribution améliorée qui a pour effet de déplacer plus efficacement des ions positifs vers l'arrière du tube de façon à améliorer l'efficacité du getter quand ce]ui-ci est maintenu à un potentiel égal ou inférieur au potentiel minimal du canon à electrons - comprenant une grille ou électrode supplémentaire disposée devant la première anode pour former un écran par rapport à cette anode et empêcher par suite que le champ de-la première anode n'agisse sur le champ existant dans la zone de collimation du faisceau du tube. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de a description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ce dessin, La figure 1 est une élévation verticale partiellement schématique, avec coupe partielle, d'un tube cathodique de structure connue ; et La figure 2 est une coupe semblable à la figure l, d'un tube cathodique selon l'invention Les mêmes références sont employées sur les deux figures pour désigner des éléments ou parties identiques. D'après ces deux figures, le tube cathodique omprend une enveloppe transparente, désignée dans son ensemble sr 10 et ayant une partie antérieure 12 élargie dont la portion rcntale est un écran 14 dont la sur face intérieure est garnie d'une matière luminescente 16 du genre fluorescent qui est lumineuse quand elle est frappée par les électrons d'un faisceau d'électrons.Une mosalque ou trame d'emmagasinage classique 18, de structure bien connue des spécialistes, est directement adjacente à l'écran 16. Une grille collectrice 20 classique, est disposée derrière la mosaSque 18. Dans la partie postérieure de chaque tube cathodique, l'enveloppe est rétrécie suivant un col 22 et contient un canon à électrons d'écriture 24. Un éliment de dégazage 26 est fixé au canon à électrons d'écriture 24 etun dépôt formant getter 28 est prévu entre le canon d'écriture 24 et la paroi du col 22 du tube: 10. D'après la figure 1, le getter ou dégazeur 28 est relié élevé triquement à un revêtement conducteur 30 qui est disposé de façon à recouvrir la surface intérieure du tube 10 derrière une grille métallique 32 adjacente à la partie antérieure du tube. le revê- tement conducteur 30 est aussi présent dans le mode d'exécution de l'invention de la figure 2 et est relié électriquement, dans ce cas aussi, au getter 28. Une cathode du canon de projection est indiquée en 34 et est pourvue d'un filament chauffant classique 36. La cathode 34 peut être de n importe quel type classique. Une première grille de commande ou cathode 38 est directement adjacente à cette cath de et est percée d'une ouverture antérieure pour laisser passer le faisceau d'électrons produit par la cathode. La grille 38 se comporte en interrupteur sous l'action d'une tension qui lui est appliquée et qui produit au voisinage immédiat de la cathode, un champ qui ou bien s'oppose au passage d'électrons provenant de la cathode 34 ou bien permet ce passage. le fonctionnement d'une telle structure est bien connu des spécialistes. Une seconde grille ou première anode est représeide en 40 et est appelée couramment anode et est percée d'une ouverture antérieure, comme représenté, qui permet elleiaussi le passage du faisceau d'électrons. Lors du fonctionnement normal du tube, une tension est appliquée à la grille 40 et provoque une accélération du faisceau d'électrons à son passage à partir de la cathode 34. Ici aussi, une structure classique et bien connue peut être utilisée pour l'application de cette tension. Il paraitra évident aux spécialistes que la structure décrite précédemment est la même pour le tube connu de la figure 1 et pour le tube selon l'inven tion de la figure 2. Dans le tube de la figure 2, une troisième grille ou seconde anode, désignée par le numéro 42, est prévue au voisinage immédiat de l'anode 40, devant celle-ci. La grille 42 est aussi percée d'une ouverture antérieure pour laisser passer le faisceau d'électrons. En outre, la grille 42 est reliée électriquement en 44 au revêtement conducteur 30. Il est ainsi évident que, pendant le fonctionnement du tube, la grille 42 est toujours au même potentiel que le revêtement conducteur 30. On va se référer maintenant à la figure 1 ; où les lignes en tire té qui y sont tracées représentent des surfaces équipotentielles, c'est-à-dire qu'elles indiquent généralement le champ électrostatique qui est établi dans la partie avant élargie 12 du tube 10 pendant son fonctionnement. les potentiels suivants sont des potentiels typiques pouvant être appliqués aux différentes parties du tube de la figure 1 pendant son fonctionnement : filament chauffant 36 -- tension alternative de 6,3 volts ; cathode 34 -- 0 volt ; grille 38 -- O à -3 volts; grille 40 -- 80 volts revêtement conducteur 30 -- 5-25 volts ; grille collimatrice 32 -- 30-40 volts ; grille collectrice 20 -- 120 volts ; électrode de support de la cible d'emmagasinage 18 -- 0-5 volts ; écran, luminescent 16 -- 9 kilovolts.Pour de telles tensions de fonctionnement prises à titre d'exemple, le champ établi dans la partie antérieure 12 du tube 10 est pratiquement tel qu'il est représenté en tireté. Des électrons provenant de la cathode 34 émanent de toute sa surface et, lorsqu ils sortent des ouvertures ménages dans les grilles adjacentes, les électrons provenant de la périphérie de la cathode tendent à se croiser mutuellement sur leurs trajectoires de déplacement vers la partie antérieure du tube, Ce mouvement définit une région de cathode virtuelle qui est indiquée par la zone elliptique hachurée délimitée par la ligne 50. On remarquera que, dans l'exemple de tube connu de la figure 1; la région de la cathode virtuelle est très éloignée de la cathode et des grilles associées et est assez large. Ceci est dû au fait que le champ résultant du potentiel positif assez élevé de la grille 40 qui accélère les électrons tend à déplacer vers lavant la région de la cathode virtuelle. En outre, le champ dû à la grille 40, par suite de son po tentiez rela:tivement élevé tend à empêcher les déplacements ("ions dans la partie antérieure du tube vers l'arrière, vers la région du getter.28. les spécialistes comprendront que la matière constituant le getter est vaporisée pendant la fabrication du tube, pendant que ce tube est scellé, par l'application d'une impulsion intense d'énergie à haute fréquence. Une matière de getter classique absorbe lors de sa vaporisation, des corps étrangers, tels que des traces de gaz et des ions présents dans le tube pour amener un vide relativement parfait dans le tube et améliorer ainsi le fonctionnement du tube.L'effet du champ dQ à la grille 40 (Fig. 1) consiste à empêcher le déplacement des ions positifs vers le getter et réduit par conséquent l'efficacité de dégazage par le getter. En se référant à la figure 2, on remarquera qu'une troisie- me grille 4? a.été ajoutée au canon à électrons de projection directement devant la cathode 34 et les grilles 38 et 40. D'après cette figure, la grille 42 est reliée électriquement au revête- ment conducteur 30 et est au même potentiel qui est compris entre tre 5 et 25 volts, pendant le fonctionnement du tube. En conséquence, la grille 42 a pour effet d'arrêter en formant écran, l'ex- pansion du champ créé par le potentiel appliqué à la grulle 40 sans empêcher l'action de cette derniere grille qui consiste'à accélérer les électrons lorsque ceux-ci proviennent de la cathode 34.Par suite de cette structure, la région de la cathode virtuelle, indiquée sur la figure par la zone entourée d'un cercle 60, est beaucoup plus près de la cathode en comparaison avec des structures connues. En outre, l'écran constitué vis-à-vis du champ produit par la grille 40 supprime une entrave à l'écoulement d'ions positifs vers l'arrière vers la matière de dégazage 28, ainsi qu'il est indiqué par la flèche 63. Ainsi, le getter ou matière de dégazage étant à un potentiel égal ou inférieur à celui de la structure collimatrice qui est, dans le cas présent, le potentiel du revêtement 30, il se produit un pompage provoquant un déplacement des ions positifs vers l'emplacement de la matière de dégazage. Ainsi, l'opération de dégazage est améliorée, et l'enlèvement d'ispuretés de l'intérieur du tube est réalisé plus efficacement; Un autre résultat de la limitation du champ produite par la grille 40, ainsi que du raccourcissement de la distance séparant la cathode 34 de la région 60 de la cathode virtuelle, réside dans le fait que le faisceau tend à s'évaser, comme représenté par les lignes en tireté 62 sur la figure 2, plutôt que le faisceau représenté par les lignes en tireté 62' sur la figure 1 ce qui améliore beaucoup la collimation du faisceau lorsqu'il s'approche de la partie antérieure ou cible du tube. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre purement explicatif, et nullement limitatif, et que l'on pourra y apporter toutes modifications utiles, et ce, sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Tube cathodique, caractérisé en ce qu'il comprend un canon d'écriture, une cible d'observation visuelle comprenant un écran d'emmagasinage, un canon de projection comportant une cathode, une grille de commande et une anode accélératrice d'élevé trocs, et un moyen à électrode de collimation pour collimater le faisceau d'électrons s'approchant de la cible, ledit tube cathodique étant caractérisé en ce que le canon de projection comprend en outre une électrode formant écran disposée devant l'an-ode et destinée à être maintenue à un potentiel prédéterminé qui est inférieur au potentiel de fonctionnement de l'anode, de façon à limiter l'effet du champ. de l'anode. 2. Tube cathodique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode formant écran est reliée électriquement au moyen à électrode de collimation.