Brevet FR2423856A1 — publié le 19791116

La présente invention concerne un moyen de chauffage de la Ca- thode dans les dispositifs à décharge et, plus particulièrement, un moyen présentant des qualités de chauffage rapide prévu pour être utilisé dans les tubes cathodiques des récepteurs de télévision aussi bien monochromes que couleur Les cathodes actuellement utilisées dans de tels tubes cathodiques ont un temps de chauffage de 12 à 15 secondes environ; c'est à dire qu'elles requièrent un temps relativement long pour produire un nombre suffisant d'électrons à destination de l'anode pour déterminer une image correcte sur ltécrrn du récepteur. Pour réduire le temps de chauffage des cathodes à 5 ou 6 secondes, il est nécessaire de modifier les cathodes et de faire appel à des structures compliquées et conteuses, comme décrit dans les brevets américains 3,881,124 , 3,947,715 , 3,958,146 ou 4,qu9,409. La présente invention a pour objet d'obvier à cet inconvénient à l'aide dtun moyen simple et économique assurant le chauffage rapide des cathodes. Selon l'invention, le moyen de chauffage inclut un substrat plat en céramique dont les deux faces opposées portent une métallisation. La première de ces métallisations sert de support pour le matériau émetteur d'électrons tandis que l'autre sert au chauffage. Selon un mode préféré de l'invention, le substrat comprend un noyau central pourvu de trois branches s'étendant radialement. Ces branches sont également métallisées et servent de conducteurs électriques. Ce moyen est de fabrication simple et économique, et il permet de réduire le temps de chauffage à 2,5 secondes. L'invention sera mieux comprise et d1 autres buts, caractéristi ques et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, à laquelle un dessin est annexé, d'un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue en perspective d'un moyen de chauffage conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en plan de la face arrière du moyen représenté figure 1. La figure 3 est une vue de face du moyen selon un mode préféré de réalisation de l'invention. La figure 4 est une vue arrière du moyen selon la figure 3. La figure 5 est une vue schématique, partiellement en coupe, d'un canon à électrons auquel est appliqué le moyen de l'invention, et les Figures 6 et T représentent partiellement en coupe un procédé permettant d'assurer les connexions électriques du moyen selon l'invention. En référence maintenant aux figures I et 2, le moyen de chauf fage rapide 10 pour cathodes est constitué par un substrat plat en céramique 12, dont les deux faces opposéss sont désignée respectivement par les références 14 et 16, te substrat est de préféré rence constitué par un saphir synthétique, c'est à dire un cristal hexagonal relativement pur d' -alumine (A1203); d'autres alumines présentant une pureté minimale de 97* peuvent également être utilisées. Le substrat doit etre aussi fin que possible tout en présentant la rigidité mécanique requise. Son épaisseur est, de préférence de l'ordre de o,15 millimètre. La face 14 est pourvue d'une métallisation 18 constituée par une couche métallisée en forme de disque 20 disposée sensiblement au centre de la face 14, cette première métallisation est reliée à un conducteur unique 22 s'étendant jusqu'au sommet 24 du substrat 12. L'autre face 16 du substrat est pourvue d'une métallisation 26 (figure 2) dont la partie centrale 28, en forme de serpentin, est disposée exactement en regard du disque 20. Deux conducteurs 30 et 32 reliés respectivement aux extrémités de ce serpentin, se prolongent vers les sommets opposés 34 et 36 du substrat 12. Ces sommets 34, 36 et 24 sont éloignés les uns des autres de facon à assurer l'isolation électrique du dispositif. En vue de leur connexion électrique les extrémités des conducteurs 22, 30 et 32 sont de préférence élargies comme représenté. On peut réaliser les métallisations 18 et 26 suivant différents procédés. Un procédé préféré consiste à déposer par vaporisation sur le substrat 12 un matériau approprié tel que molybdène, nickel, cobalt ou tungstène, puis à décaper ce dépot par tout moyen connu approprié. Les extrémités épaissies 24, 34 et 36 des conducteurs 22, 30 et 32 sont reliées par soudure, à des bornes électriques appropriées, la borne 40 à la cathode et les bornes 42 et 44 au conducteur de chauffage. Comme représenté sur les figures 1 et 2, le substrat 12 a la forme d'un triangle équilatéral de 6,4 millimètres de côté environ, mais d'autres formes peuvent être adoptées. Avec un disque 20 de matériau émissif d'environ 1,5 millimètre de diamètre, la cathode peut être portée à 450oC en 2,5 secondes environ, et la puissance nécessaire pour atteindre BODoC est inférieure à 1/2 watt, c'est à dire qu'un courant de 250 mA est suffi sant sous une tension de 2 volt. En référence maintenant aux figures 3 et 4 illustrant un mode préféré de réalisation du moyen de chauffage selon l'invention, le substrat 12 est constitué par un noyau central 114 dont les trois branches 116, 118, 120 se prolongent radialement. Les extrémités libres 116a, 118a, 120a de ces branches, formant les sommets d'un triangle équilatéral, sont un peu plus large que les branches elles mimes et des ouvertures 122 y sont prévues. La métallisation 128 (figure 3) recouvre le noyau central et la branche 116 reliée à la base de la cathode. Sur la face opposée représentée (figure 4), la métallisation en forme de serpentin est déposée sur le noyau central et également sur les deux autres branches 118 et 12(3. Le moyen de chauffage représenté en coupe plus complÈtement figure 5, constitue la partie d'un canon à électrons incluant les électrodes Gui, 62, G3 & et S4. La base de la cathode, bien évidem- ment, est constituée par un matériau émetteur d'électrons 134. La cathode est alimentee par la borne 136, tandis que le moyen de chauffage est alimenté par les hornes 138 et 140. Ces ornes sont introduites dans les ouvertures 122 pratiquées aux extrémités des branches 118, 120, 122, et y sont soudées à l'aide de moyens appropriés, comme illustré figures 6 et 7. Les valeurs indiquées précédemment restent valables pour ce mode préféré de réalisation du moyen- de chauffage. De ce fait, ce dernier peut être avantageusement utilisé comme moyen de chauffage rapide dans les tubes cathodiques et, en outre, il est simple et économique à réaliser. 3ien évidemment, toute modification apportée par l'Homme de l'Att dans ltesprit de l'invention ne sortirait pas du cadre de la présente invention. R E V E N 3 I C A T I O RI S 1 - Moyen de chauffage rapide pour cathodes, notamment prévu pour un tube cathodique, caractérisé en ce qu'il comprend - un substrat plat constitué par un cristal hexagonal d'o(-alumine, pratiquement pur. - une première métallisation disposée sensibiement au centre d'une première face du dit substrat. - une seconde métallisation disposée sur l'autre face du dit subs trat en regard de la dite première métallisation, et en forme de serpentin. 2 - Moyen selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un conducteur unique relie la dite première métallisation à un premier sommet du dit substrat. 3 - Moyen selon la revendication 2 caractérisé en ce que des conducteurs relient respectivement les extrémités de la dite seconde métallisation aux deux autres sommets opposés du dit substrat et relativement éloignés du dit premier sommet. 4 - Moyen selon la revendication 3 caractérisé en ce que le dit substrat affecte une forme triangulaire. 5 - Moyen selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dit substrat affecte la forme d'un noyau central pourvu de trois branches s'étendant radialement et dont les extrémités forment les sommets d'un triangle. o - moyen selon 1- revendication 5 caractérisé en ce que aux extrémitès libres de chacune des dites brancnes est r.énaée une ouverture dans laquelle eut être introduite et soudée une borne de connexion électrique. 7 - moyen selon la revendIcation 1 caractérisé en ce que les me- tallisations sont réalisées à l'aide de molybdène. 8 - Moyen selon la revendication 1 caractérisé en ce que les métallisations sant réalisées à l'aide de nickel. 9 - Moyen selon la revendication 1 caractérisé en ce que les métallisations sont réalisées à l'aide de cobalt. 10 - troyen selon la revendication 1 caractérisé en ce que les métallisations sont réalisées à l'aide de tungstène. 11 - Moyen selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 carac- trois en ce que la dite première métallisation sert de support à un matériau émetteur d'électrons.