Brevet FR2218648A1 — publié le 19740913

La présente invention concerne un tube image couleurs utilisé dans les récepteurs de télévision en couleurs et en particulier un masque d'ombre pour un tube image couleurs du type à masque d'ombre ainsi qu'un écran associé à ce masque d'ombre. Dans des tubes image couleurs connus du type à masque d'ombre des faisceaux d'électrons émis par un système de canons à électrons traversent des ouvertures prévues dans le masque d'ombre, disposé entre les canons à électrons et un écran fluorescent, pour bombarder des éléments ponctuels de phosphore qui émettent de la lumière colorée sous l'impact des électrons et par suite forment une image en couleurs. Le masque d'ombre a habituellement une forme déterminée et il est soutenu par un cadre qui le maintient en place au voisinage de écran. 1l comporte généralement une zone utile comportant une grande quantité d'ouvertures qui laissent passer les électrons émis par les canons à électrons pour former une image de dimensions prédéterminées, une arène latérale cintrée à angles droits par rapport à la zone utile et un bord périphérique qui sépare l'arme latérale du bord périphérique. Le cadre supportant le masque de forme rectangulaire est légèrement plus petit que les dimensions intérieures de l'arme latérale.Le masque d'ombre déborde légèrement audelà du cadre de sorte que la surface extérieure du cadre est opposée à la surface intérieure de l'arête latérale du masque d'ombre, les deux surfaces étant assemblées par soudure par points. Toutefois, il subsiste un intervalle de plusieurs millimètres entre le masque d'ombre et le cadre qui Ie supporte. Le masque est réalisé à partir d'une feuille métallique de 0 > 1 à 0, 2 mm tan- dis que le cadre a une épaisseur de l'ordre de 10 à 20 fois l'épaisseur du masque, de sorte que, lorsque les deux éléments sont soudés l'un à l'autre il se crée des tensions résultant des différences de résistance mécanique entre les deux éléments. En outre, la zone utile du masque d'ombre comporte un grand nombre d'ouvertures livrant passage aux électrons de sorte que sa résistance mécanique est diminuée par rapport à celle de la zone périphérique non perforée. Pendant la fabrication du tube, lorsque l'écran fluorescent est déposé sur le panneau frontail, le tube est soumis à divers traitements thermiques tels que les opérations de cuite et de scellement avec du verre fritté.A la suite de ces traitements thermiques, il résulte des tensions provenant de la différence de résistance mécanique ainsi que des déformations thermiques variables selon les différentes parties du masque d'ombre. Aussi, pendant le fonctionnement normal du tube image, le masque d'ombre est soumis au bombardement des électrons, ce qui dégage de la chaleur qui est aussi à l'origine de déformations thermiques. Ces déformations thermiques sont dues aux différences de capacité thermique et provoque le déplacement relatif des ouvertures du masque d'ombre par rapport aux éléments ponctuels correspondants de phosphore. Par suite, il arrive que des électrons ne touchent pas les éléments de l'écran luminescen.t auxquels ils étaient destinés, ce qui entraxe une dégradation de l'image reproduite.Pour remédier à ces problèmes, on a proposé plusieurs solutions, en particulier de réaliser des entailles le long du bord inférieur de l'arête latérale pour augmenter le jeu entre le masque et son cadre support. Toutefois, les solutions proposées n'ont pas donné satisfaction et meme si elles avaient donné satisfaction, leur réalisation pratique s'avère compliquée et augmente le colt de la fabrication. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients en réalisant un tube image couleurs du type à masque d'ombre comportant des zones destinées à niveler et à diminuer les tensions résultant de l'excès de chaleur subi pendant les phases des traitements thermiques du tube et du bombardement électronique lorsque le tube fonctionne. Un autre but de la présente invention est d'éviter la déformation du masque d'ombre pendant sa fabrication et pendant le fonctionnement du tube afin d'éviter que les électrons n' atteignent pas les éléments ponctuels de phosphore auxqueIs ils sont destinés en vue d'obtenir une haute qualité de 11 image. A cet effet, l'invention prévoit un tube image couleurs du type comportant une enveloppe à vide constituée par un col, une zone en forme d'entonnoir et un panneau frontal scellés ensemble, un système de canons à électrons contenus dans le col, un dispositif sélecteur de couleurs comprenant une électrode sélectrice des couleurs située en face de la surface in térleure du panneau frontal et un cadre qui supporte l'électrode > celle-ci comportant une zone utile, un bord périphérique entourant Ja zone utile et une arête latérale cintrée à angles droits par rapport à la zone utile et le bord péripherique, caractérisé en ce que l'électrode sélectrice, avsnta- geusement du type à masque d'ombre, présente des zones destinées à niveler et à diminuer les tensions} ces zones étant traversées par un grand nombre d' ouverfttres prévues dans le bord périphérique entourant la surface utile du masque. Les ouvertures peuvent avoir des dimensions égales ou différentes dQ celles de la surface utile du masque. De préférence, le masque est fixé à son cadre support par des points de soudure Judicleusement répartis et des entailles sont ménagées au voisinage des points de soudure. De préférence aussi, la surface intérieure du panneau frontal est revêtue d'une couche de substance opaque non luminescente qui entoure l'écran fluorescent et qui évite que des émissions de lumière dues- à l'impact d'électrons ayant traversé les entailles ou les ouvertures des zones destinées à niveler les tensions, ne puissent sortir du tube. Au dessin annexe: les figures la et lb sont des vues éclatées en perspective illustrantpartiellement deux types de masques d'ombre connus; la figure 2a est une vue en coupe d'une partie d'un premier masque d'ombre selon l'invention; la figure 2b est une vue du cRté le plus long de l'arête latérale du masque d'ombre de la figure 2a; la figure 2c est une vue du coté le plus court de l'arête latérale du masque d'ombre de la figure 2c; la figure 3 est une vue éclatée en perspective d'une partie d'un deuxième masque d'ombre selon l'invention; ~-- la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 3 mais où le bord inférieur de l'arête latérale comporte des entailles; et la figure 5 est une coupe longitudinale de la partie frontale d'un tube image couleurs comportant un masque d'ombre selon la figure 3 ou 4. Les figures la et lb illustrent des tubes à masques d'ombre du type connu, comportant un masque d'ombre 1 et un cadre 2 de forme rectangulair supportant le masque. Le masque d'ombre comprend une sone utile 3 pourvue d'un grand nombre de petites ouvertures 31 destinéés à transmettre les faisceaux d'électrons engendrés par un canon à électrons (non représenté), une arête latérale 4 obtenue en cintrant le masque à angles droits et un bord périphérique 5 séparant 1 zone utile 3 de l'arête latérale 4. Le masque d'ombre illustré par la figure lb. diffère de celui représenté par la figure la par des entailles 6 prévues dans l'arête latérale 4. En général le masque d'ombre- 1 est réalisé au moyen d'une feuille métallique de 0,1 à 0, 2 millimètre d'épaisseur, le cadre 2 ayant une épaisseur de 10 à 20 fois celle du masque d'ombre. Les dimensions intérieures du masque d'ombre 1 dépassent de quelques millimètres les dimensions extérieures du cadre 2. Après superpositionj les deux pièces sont soudées ensemble par points convenablement espacés. Dans les masques d'ombre fabriqués selon ce procédé, le jeu entre le masque proprement dit et le cadre est pratiquement réduit à zéro de sorte qu'il y a inévitablement des tensions résultant de la différence de-résistance mécanique due à la différence d'épaisseur entre lesdites pièces. Dans le but d'éviter ces tensions, le cadre a été pourvu d'entailles 6. Toutefois, on a constaté que ces mesures n'é- taient pas suffisantes pour éviter les tensions.Même lorsque les entailles 6 ont été faites, il subsiste une différence de résistance mécanique entre le bord périphérique, l'arête latérale et la zone utile du masque d'ombre. En outre, l'arête latérale 4 cintrée à angles droits accroît la résistance mécanique par rapport à la zone utile et augmente de ce fait la non-uniformité de la résistance mécanique des différents éléments constituant le masque d'ombre. Il en résulte qu'il est impossible de supprimer totalement les tensions en entaillant l'arête latérale La présente invention se propose de remédier à cet inconvénient de la façon suivante.Sur les figures 2a, 2b et 2c, où les éléments analogues à des éléments des figures la et lb sont désignés par les mimes références, l'arête latérale 4 est pourvue d'un grand nombre de petites ouvertures 41 pouvant avoir la même forme ou une forme différente des ouvertures 31 de la zone utile du masque d'ombre. Ces ouvertures 41 ont pour but derréduire efficacement les tensions existant entre les différentes parties du masque d'ombre et résultant des différences d'épaisseur entre lesdites parties. On a avantage à répartir les ouvertures 31 et 41 avec la même densité. Le degré de diminution des tensions dépend de la profondeur hl et h2 des entailles 6 ainsi que du nombre de points de soudure.On a constaté expérimentalement que lton obtenait de bons résultats pour un masque d'ombre pour un tube couleurs de 51 cm lorsqu'on axait 14 points de soudure sur le côté le plus long, 10 points de soudure sur le côté court et lorsque les entailles hl et h2 correspondant respectivement au côté long et au côte court avaient 5 mm et 4 mm de profondeur. Bien que la profondeur des entailles soit choisie pour éviter les fuites d'électrons au niveau de l'arrête latérale du masque drombre, il est souhaitable d'avoir recours simultanément à une couche de matière non luminescente, ce qui permettrait de rendre les entailles plus profondes et par suite d'améliorer l'équilibre des tensions mécaniques. Selon une variante illustrée par la figure 3, le bord périphérique 5 comporte également des ouvertures 51 identiques aux ouvertures 41 de l'arête latérale 4. Par conséquent, la zone utile 3 est complètement entourée d'une zone destinée à absorber les tensions mécaniques Gracie aux ouvertures 51, les tensions mécaniques dans la zone utile 3, l'arête latérale 4 et le bord périphérique sont uniformément réparties. Il en résulte que les tensions résultant des diverses phases du traitement thermique subi pendant la fabrication du tube de télévision en couleurs ainsi que du bombardement électronique pendant le fonctionnement du tube, peuvent être réparties sur tout le masque d'ombre ou supprimées.De ce fait, on évite la dégradation de la qualité du tube image à la suite d'un défaut de focalisation des électrons sur les éléments de phosphore de l'écran, consécutif à la déformation du masque d'ombre. La figure 4 est une variante de la forme de réalisation représentée par la figure 3, pour laquelle des entailles 6 sont faites dans le bord de l'arête latérale 4 pour contribuer à équilibrer les tensions déjà passablement diminuées par les ouvertures décrites ci-dessus. Dans les réalisations illustrées par les figures 3 et 4 il est souhaitable de réaliser des ouvertures 41 ayant les mêmes dimensions que les ouvertures 31 destinées à centrer les électrons. Si les entailles 6 sont excessivement larges, dans les réalisations illustrées par les figures 3 et 4, il est inévitable que les électrons émis par le canon à électrons pendant le fonctionnement du tube image couleurs bombardent la surface intérieure de l'écran à des endroits différents de ceux prévus pour former une image. Dans ce cas il est avantageux de traiter la surface intérieure de l'écran comme le montre la figure 5 où les éléments correspondants à des éléments de la figure 3 portent les mêmes références. En référence à la figure 5, un écran fluorescent 9 comprend un certain nombre d'éléments en phosphore 91 entourés par des couches 93 de substance opaque non luminescente, qui recouvrent la surface intérieure du panneau frontal 8 du tube couleurs.Le tube comporte en outre un col (non représenté) contenant le canon à~électrons, ainsi qu'une pièce en forme d'entonnoir raccordant le col au panneau frontal. Selon une forme de réalisation, une couche 92 d'un matériau imperméable à la lumière et non luminescent est appliqué à la surface intérieure du panneau frontal 8 et autour de l'écran fluorescent 9. Cette couche est réalisée selon la technique d'exposition à travers une matrice noire dans laquelle on applique un obturateur sur l'écran de manière que seul l'é- cran fluorescent soit exposé à la lumière, ou en déposant initialement la couche 92 et ensuite l'écran fluorescent selon les procédés traditionnels. Comme le montre la figure 5, la couche 92 est déposée sur la partie de la surface interne du panneau frontal 8 correspondant au bord périphérique et à L'arête latérale du masque d'ombre 1. On utilise généralement le graphite comme substance non luminescente. Dans les tubes images couleurs du type à matrice noire ou les tubes comportant une couche métallique noire, les couches 93 de matière non luminescente entourent les éléments de phosphore d'une façon connue en soi En réalisant la couche 92 on supprime la luminescence parasite provoquée par des électrons ayant traversé les ouvertures et les entailles réalisées pour diminuer les tensions dans le masque d'ombre. D'autre part, la couche 92 est efficace pour supprimer la lninescence parasite provoquée par le dépassement de plusieurs pourcents de l'amplitude du balayage, courant lors du fonctionnement normal des tubes images couleurs. Meme s'il se produisait une telle luminescence parasite > la couche 92 empêcherait la lumière de fuir en direction du panneau frontal 8. Comme il ressort de la description ci-dessus, la présente invention permet de réaliser un tube image couleurs perfectionné comportant un masque d'ombre ayant une arête latérale et un bord périphérique destinés à réduire les tensions mécaniques. Les zones du masque prévues à cet effet comportent un grand nombre de petites ouvertures. Si on le désire, le bord inférieur de l'arête latérale peut être pourvu d'entailles. Les ouvertures et les entailles contribuent à faire décroftre et à niveler les tensions mécaniques créées dans le masque d'ombre par la chaleur et permettent d'éviter les déformations du masque et par suite la détérioration de la qualité de l'image. Du fait que ces ouvertures peuvent être réalisées en même temps que les ouvertures prévues pour centrer les électrons, leur fabrication ntaugmente pas le nombre d'étapes nécessaires pour construire le masque d'ombre. En plus de leur fonction consistant à niveler les tensions causées par la chialeur, les ouvertures sont efficaces pour réduire la concentration de tensions lorsque le masque est formé, et par suite pour éviter les craquements lors du formage du masque. En plus, la couche 92 opaque et non luminescente empêche que la lumière produite par des électrons ayant traversé les ouvertures 41 et 51 ne puisse sortir du tube. Bien entendu l'invention n' est nullement limitée aux exemples donnés ci-dessus, elle est susceptible de nombreuses autres variantes, accessibles à l'homme de part, suivant les applications envisagées et sans que ron s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. En particulier, elle n'est pas limitée par le nombre-des perforations et des entailles ni par le nombre de points de soudure. REVENDICATIONS 1. Tube image couleurs du type comportant une enveloppe à vide constituée par un col, une zone en forme d'entonnoir et un panneau frontal scellés ensembles, un système de canons à électrons contenus dans le col, un dispositif sélecteur de couleurs comprenant une électrode sélectrice des couleurs située en face de la surface intérieure du panneau frontal et un cadre qui supporte ltélectrode, celle-ci comportant une zone utile, un bord périphérique entourant la zone utile et une arête latérale cintrée à angles droits par rapport à la zone utile et le bord périphérique, caractérisé en ce que l'électrode sélectrice présente des zones destinées à niveler et diminuer les tensions, ayant un grand nombre d'ouvertures dans l'arête latérale, ladite arête agissant comme niveleur des tensions créées par les différences d'expansion thermique entre l'électrode sélectrice des couleurs et le cadre. 2. Tube image couleurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode sélectrice des couleurs est du type à masque d'ombre. 3. Tube image couleurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones destinées à niveler et diminuer les tensions comprennent l'arête latérale et le bord périphérique, tous deux ayant un grand nombre d'ouvertures qui les traversent de part en part. 4. Tube image couleurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrête latérale est pourvue le long de son bord inférieur d'un nombre donné d'entailles de forme prédéterminée. 5. Tube image couleurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord périphérique et l'arête latérale comportent tous deux un grand nombre d'ouvertures sur toute leur surface et en ce que le bord inférieur de l'arrête latérale est en outre pourvue d'un nombre donné d'entailles de forme prédéterminée. 6. Tube image couleurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrête latérale est cintrée à angles droits par rapport au bord périphérique et à la zone utile. 7. Tube image couleurs selon la revendication 2J caractérisé en ce que le bord périphérique constitue la zone située entre la zone utile du masque d'ombre et son bord périphérique. 8. Tube image couleurs selon l'une des revendications 1, 3, 4 et 5, caractérisé en ce que le panneau frontal comporte une couche opaque et non lumi nescente sous l'impact des électrons, cette couche se trouvant sur la partie de la surface intérieure du panneau frontal non occupée par l'écran de phos phore. 9. Tube image couleurs selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche opaque non luminescente se trouve sur la surface interne du panneau frontal aux endroits directement opposés au bord périphérique et à lla- rête latérale.