Brevet FR2466820A1 — publié le 19810410

i 2466820 Cette invention concerne, d'une façon générale, des dispositifs d'affi- chage électroniques d'images, et elle vise plus particulièrement des moyens pour réduire la réflexion électronique dans de tels dispositifs. Le brevet américain n0 4 121 137 décrit un système permettant d'ob- tenir une uniformité de brillance d'image, dans un dispositif d'affichage à panneau plat. Dans le système décrit dans ce brevet, le dispositif d'affichage est divisé en une pluralité de canaux, et des faisceaux électroniques se pro- pagent le long de ces canaux. Les courants de faisceaux des canaux sont détectés par un collecteur, et les signaux obtenus à la suite de la détection sont utilisés pour ajuster les courants de faisceaux et pour obtenir une uni- formité de brillance d'image sur la zone d'observation du dispositif d'affi- chage. La réalisation et le positionnement du collecteur ne réduisent pas la réflexion des électrons d'émission secondaire et d'électrons parasites à l'extrémité des mailles constituées par les rangées de guides de faisceaux. Il en résulte que l'on ne peut pas, en toutes circonstances, obtenir un affi- chage optimal. Dans un autre type de dispositif d'affichage à panneau plat, on allonge les extrémités des guides de faisceaux éloignées de la cathode. La partie allongée du guide de faisceau la plus rapprochée de l'écran de luminophore ne comporte pas de perforations ou d'ouvertures, alors que la partie allon- gée du guide de faisceau la plus proche du panneau noir comporte des ou- vertures qui sont sensiblement plus grandes que les autres ouvertures des guides de faisceau. Un patin- collecteur de faisceau, coplanaire avec les électrodes d'extraction, chevauche les ouvertures agrandies. La partie al- longée non perforée du guide de faisceau fait office d'écran, et le patin - collecteur de faisceau recueille les faisceaux électroniques, et il engendre un courant qui est utilisé pour maintenir une brillance uniforme sur l'écran d'affichage. Avec une telle réalisation, il se produit encore une réflexion des électrons d'émission secondaire et d'électrons parasites. L'invention vise un dispositif d'affichage à faisceaux multi-électronique selon lequel des faisceaux électroniques se propagent entre des rangées de guides de faisceaux électroniques, et dans lequel un collecteur de courant électrique est disposé à proximité des guides de faisceaux. Ces guides de faisceaux sont prolongés au-delà de la zone d'affichage, et le collecteur 2 2466820 est disposé sensiblement parallèlement à la partie prolongée ou allongée des guides de faisceaux. Une électrode de déviation est positionnée de telle façon que les parties prolongées des guides de faisceaux soient situées entre le collecteur et l'électrode de déviation. Une telle disposition élimine sen- siblement toute réflexion électronique dans le dispositif. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés, qui en illustrent un exemple de réalisation non limitatif, Sur les dessins - la Figure 1 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, d'un dispositif d'affichage à faisceaux multi-électrons selon la technique an- térieure; - la Figure 2 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, d'un exemple de réalisation préféré de cette invention; et, - la Figure 3 est une vue en coupe selon 3-3 de la Figure 2. La Figure 1 représente une forme de réalisation d'un dispositif d'affi- chage à panneau plat dans lequel la présente invention peut être mise en oeuvre. Sur cette Figure 1, le dispositif d'affichage, désigné dans son en- semble par la référence 10, comprend une enveloppe mise sous vide 11, comportant une section d'affichage 12 et une section de canons électroniques 13. La section d'affichage 12 comprend un panneau frontal rectangulaire 14 qui supporte l'écran d'observation et de visualisation, et une paroi posté- rieure rectangulaire 16 qui est espacée de la paroi frontale 14, à laquelle elle est parallèle. La paroi frontale 14 et la paroi postérieure 16 sont re- liées l'une à l'autre par des parois latérales 17. Une pluralité de plaquettes parallèles et espacées 18 sont fixées entre la paroi frontale 14 et la paroi postérieure 16, ces plaquettes s'étendant de- puis la section de canons 13 jusqu'à la paroi latérale opposée 17. Les pla- quettes de support 18 fournissent le support interne désiré pour l'enveloppe sous vide 11, à l'encontre de l'action de la pression atmosphérique, et elles divisent la section d'affichage 12 en une pluralité de canaux 19. Un écran de luminophores 21 est disposé sur la surface intérieure de la paroi frontale 14. Une pluralité de mailles de moyens de guidage ou guides 22 sont disposés dans chacun des canaux 1 9 afin de confiner les électrons pro- venant de la section de canons 13 en faisceaux qui se propagent le long des 3 2466820 canaux 19, entre les mailles des moyens de guidage 22. Les canaux com- portent également des moyens pour dévier les faisceaux hors des mailles de guidage 22,au travers d'une ouverture faisant partie d'une pluralité de petites ouvertures des mailles de guidage 22, et vers l'écran de lumino- phore 21, en divers points le long des canaux 19. Aux extrémités des ca- naux 19, qui sont éloignées de la section de canons à électrons 13, est dis- posé un collecteur d'électrons 23. Dans ce dispositif connu, représenté sur la Figure 1, le collecteur 23 est constitué par une électrode en U qui s'étend sur toute la largeur du dispositif 10, sur les extrémités des canaux 19. Le collecteur selon la présente invention, représenté sur les Figures 2 et 3, remplace le collecteur 23. Comme on peut le voir sur la Figure 2, la section de canons à électrons 13 comprend une cathode 24 et une pluralité d'électrodes de modu- lation 26. La cathode 24 est excitée électriquement jusqu'à une tempéra- ture élevée, afin d'émettre des électrons. Des électrodes de modulation 26 sont polarisées de telle façon que les électrons émis par la cathode 24 soient attirés dans l'espace compris entre les mailles de guidage parallèles 22. Les mailles de guidage 22 sont également polarisées afin que les électrons se propagent sous la forme de faisceaux entre les guides, le long de rangées longitudinales d'ouvertures de focalisation 27, formées dans les mailles 22. Une pluralité d'électrodes d'extraction 28 sont supportées par le panneau postérieur 1 6. Les électrodes d'extraction 28 sont positionnées directe- ment au-dessous des ouvertures de focalisation 27, et elles s'étendent trans- versalement sur toute la largeur du canal 19. Comme on le voit sur la Fi- gure 3, lorsque le faisceau électronique 29 se propage entre les mailles de guidage 22, le faisceau 29 est focalisé entre les ouvertures de focalisation 27 des mailles de guidage 22. Cette focalisation est partiellement obtenue par l'application de tensions de polarisation positives aux électrodes d'ex- traction 28. Lorsqu'on désire extraire le faisceau électronique 29 d'entre les mailles de guidage 22, on applique une tension négative à l'une des élec- trodes d'extraction 28. Cette tension repousse le faisceau électronique 29, et ce dernier traverse l'ouverture de focalisation directement audessus de l'électrode d'extraction polarisée négativement. De même, la Figure 3 montre un collecteur d'électrodes 31 qui 4 2466820 est parallèle à des portions des mailles de guidage 22, dont il est espacé, ces portions se prolongeant au-delà de la zone d'observation de la section d'affichage. Les portions prolongées des mailles de guidage contiennent une pluralité d'ouvertures collectrices 32 qui sont longitudinalement alignées avec les ouvertures de focalisation 27. Les ouvertures collectrices sont également disposées en rangées, transversalement, sur les mailles 22. Une pluralité d'électrodes collectrices 33 sont coplanaires avec les électrodes d'extraction 28, et elles sont parallèles aux rangées transversales d'ouver- tures collectrices 32. Les électrodes collectrices individuelles 33 sont positionnées de façon à chevaucher l'une des ouvertures collectrices 32. Une Une ouverture collectrice 34 est plus grande que les autres ouvertures col- lectrices 33, et elle chevauche les deux ouvertures collectrices 32 qui sont les plus proches de la paroi latérale 17. L'électrode la plus grande 34 cons- titue une électrode de déviation pour dévier des électrons vers le collecteur 31. De préférence, le collecteur 31 et les électrodes de déviation 33 sont espacés d'une distance égale par rapport au centre de l'espace compris entre les mailles de guidage. De m8me, étant donné que les parties prolon- gées des mailles 22 sont positionnées à l'extérieur de la zone d'observation de la section d'affichage 12, le collecteur 31, les électrodes collectrices 33 et l'électrode de déviation 34 sont également situés à l'extérieur de la zone d'observation. Par conséquent, l'ouverture de focalisation 27 qui est la plus proche du collecteur 31 est l'ouverture la plus éloignée de la section du canon 13 qui laisse passer des électrons contribuant à l'affichage optique. Tous les électrons qui se déplacent au-delà de cette ouverture de focalisa- tion passent sous le collecteur 31 jusqu'à ce qu'ils atteignent l'ouverture collectrice 32 qui est située au-dessus de l'électrode de déviation 34. En polarisant l'électrode de déviation avec une tension négative, le faisceau est dévié vers le haut, et il vient frapper le collecteur. Les électrons frappant le collecteur 31 constituent une charge sur le collecteur. Cette charge peut être détectée de la manière décrite dans le brevet américain n0 4 121 137, et elle peut être utilisée pour maintenir une brillance uniforme de l'affichage optique, ou pour tout autre but désiré. La Figure 3 illustre plusieurs caractéristiques qui peuvent être uti- lisées avec le collecteur 31. Une variante consiste à incurver le collecteur 31 de façon à ce qu'il comporte, à son extrémité, une patte 36 qui est sen- 2466820 siblement perpendiculaire au collecteur 31. La patte d'extrémité 36 est di- mensionnée de telle manière qu'elle chevauche l'espace compris entre les mailles de guidage 22, et elle est espacée de la paroi d'extrémité 17 par un petit intervalle 37. La patte 36 constitue une partie intégrante du collecteur 31, et elle est donc polarisée au même potentiel que ce dernier. Pour cette raison, l'espace 38 qui sépare les mailles 22 de la patte 36 est réduit à une valeur minimale, empêchant la formation d'arcs électriques et de tous autres phénomènes indésirables dans l'espace 38. Si on le désire, la patte 36 peut être éliminée et remplacée par une surface conductrice 39, qui est déposée sur la partie interne de la paroi laté- rale 17. La surface conductrice 39 est dimensionnée de façon à chevaucher les mailles 22, et sa hauteur doit être au moins égale à celle du collecteur 31. La surface conductrice 39 est polarisée à un potentiel qui est plus positif que celui du collecteur 31. Si on le désire, et ainsi qu'on l'a représenté, on peut utiliser à la fois la patte 36 et la surface conductrice 39. Dans un tel exemple de réalisation, l'espacement 37 entre la patte et la surface conductrice est choisi égal à la valeur minimale s'opposant à la formation d'arcs électriques et d'autres ef- fets indésirables affectant l'espace 38. Lors du fonctionnement, les électrodes 33 sont maintenues au même potentiel positif que les électrodes d'extraction 28. Etant donné que les élec- trodes collectrices 33 sont maintenues au même potentiel de polarisation, si on le désire, on peut utiliser, à la place de la pluralité d'électrodes indivi- duelles représentées aux Figures 2 et 3, une électrode unique qui chevauche toutes les ouvertures collectrices. Pour des raisons de fabrication, l'utilisa- tion d'une électrode unique serait préférable, et ne modifirait pas le fonction- nement du système. Lorsque le collecteur 31 et les électrodes collectrices 33 sont à égale distance des mailles de guidage 22, le collecteur 31 est pola- risé à la même tension que les électrodes collectrices 33. Cette polarisation maintient la polarisation du faisceau 29 au-delà de la zone d'observation de la section d'affichage 12. Si l'on utilise un espacement différent du collecteur 21 par rapport aux électrodes collectrices 33, la tension de polarisation, sur le collecteur 31, doit être augmentée ou diminuée, en fonction du changement d'espacement, afin de maintenir la focalisation du faisceau 29. L'électrode -6 2466820 de déviation 34 est maintenue à un potentiel qui est le potentiel minimal né- cessaire pour provoquer l'éjection du faisceau électronique 29 de l'espace compris entre les mailles 22, ce potentiel étant typiquement de l'ordre de - 20 volts. La focalisation continue du faisceau électronique sous le collecteur 31 entraîne la propagation du faisceau électronique entre les mailles de gui- dage, jusqu'à ce qu'il atteigne l'ouverture collectrice 32 qui est située au- dessus de l'électrode de déviation 34. La tension de l'électrode de déviation 34 repousse le faisceau électronique, et celui-ci traverse l'ouverture collec- trice 32 dans la maille de guidage supérieure 22, et il vient frapper le collec- teur 31. Plusieurs électrodes collectrices 32 séparent la dernière ouverture de focalisation 27 et l'ouverture collectrice 32 à travers laquelle est dévié le faisceau électronique. Cette séparation, et la focalisation continue du faisceau en-dessous du collecteur 31, empêchent les électrons réfléchis et les élec- trons provenant d'émissions secondaires de traverser l'une des ouvertures 1 5 de focalisation 27 ou de passer entre le collecteur 31 et la maille supérieure 22, et de venir frapper l'écran de luminophore sur la surface d'observation 14.De même, des électrons peuvent traverser l'une quelconque des ouver- tures collectrices 32 et venir frapper le collecteur 31. L'utilisation de la patte 36 et de la surface conductrice 39, ou des deux à la fois, empêche toute émission secondaire, ou des électrons parasites, de s'échapper à partir de l'espace situé entre les mailles de guidage 22, et de se frayer un chemin vers la zone d'observation au travers de l'espace compris entre la maille de guidage supérieure et le collecteur. Pour ces raisons, l'invention réduit les pertes d'électrons vers l'écran d'observation, ce qui se traduit par un affichage visuel amélioré. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 7 2466820 REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'affichage à panneau plat comportant une zone d'affi- chage dans laquelle l'impact des électrons réalise un affichage optique, et qui comprend une pluralité de guides de faisceaux espacés pour propager et focaliser des faisceaux électroniques, ces guides de faisceaux comprenant des ouvertures d'extraction au travers desquelles passent lesdits faisceaux électroniques pour venir frapper ladite zone d'affichage, ce dispositif d'affi- chage comprenant également des électrodes d'extraction pour repousser les- dits faisceaux électroniques au travers des ouvertures d'extraction, et un collecteur d'électrons situé à l'extrémité des guides de faisceaux afin de détecter le courant des faisceaux électroniques, ce dispositif d'affichage étant caractérisé en ce que le collecteur d'électrons (31) est sensiblement parallèle au plan desdits guides de faisceaux (22), et il est espacé de ces guides sur le côté de la zone d'affichage des guides de faisceaux, en ce qu'une électrode de déviation (34) est disposée dans le plan desdites électrodes d'ex- traction (28), cette électrode de déviation étant sensiblement parallèle au plan des guides de faisceaux, et en ce que les guides de faisceaux possèdent une partie de focalisation et de propagation prolongée qui s'étend au-delà de la zone d'observation de la section d'affichage (12), cette partie prolongée étant disposée entre le collecteur d'électrons (31) et l'électrode de déviation (34), afin que des faisceaux électroniques soient focalisés entre ce collecteur et ladite électrode de déviation, cette partie prolongée comportant au moins une ouverture collectrice (32), afin que l'électrode de déviation. amène les faisceaux électroniques à traverser l'ouverture collectrice et à venir frapper ledit collecteur. 2 - Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité desdites ouvertures collectrices (32), et en ce que ladite électrode de déviation (34) chevauche au moins deux desdites ou- vertures collectrices. 3 - Dispositif d'affichage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit collecteur d'électrons (31) et lesdites électrodes de déviation (34) sont également espacés desdits guides de faisceaux. 4 - Dispositif d'affichage selon la revendication 3, caractérisé eh ce qu'il comporte une pluralité d'électrodes collectrices (33) disposées entre lesdites électrodes d'extraction (28) et l'électrode de déviation (34), et une pluralité d'ouvertures collectrices supplémentaires (32) alignées avec les électrodes collectrices. - Dispositif d'affichage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois desdites ouvertures collectrices supplémen- taires (32). 6 - Dispositif d'affichage selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite électrode de déviation est la dernière électrode, dans le sens de la propagation des faisceaux électroniques. 7 - Dispositif d'affichage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'électrodes collectrices (33) disposées entre les électrodes d'extraction (28) et ladite électrode de déviation et une pluralité d'ouvertures collectrices supplémentaires alignées avec les électrodes col- lectrices (33). 8 - Dispositif d'affichage selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois ouvertures collectrices additionnelles. 9 - Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit collecteur d'électrons (31) comprend une patte (36) disposée de fa- çon à chevaucher l'espace séparant les guides de faisceaux (22). 10 - Dispositif d'affichage selon l'une des revendications 1 ou 9, carac- térisé en ce qu'une surface conductrice (39) est prévue pour chevaucher l'es- pace séparant les guides de faisceaux (22). 11 - Dispositif d'affichage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'ouvertures collectrices supplémentaires dispo- sées entre les ouvertures d'extraction (28) et les ouvertures collectrices, et en ce qu'il comporte en outre une électrode collectrice chevauchant les ouver- tures collectrices supplémentaires.