Brevet FR2477317A1 — publié le 19810904

La présente invention est relative d'une façon générale à des dispositifs d'affichage électronique à panneau plat et elle vise plus particulièrement une structure de guide de faisceaux électroniques pour de tels dispositifs. Le brevet américain n0 4 088 920 décrit un dispositif d'af- fichage à panneau plat qui comporte une structure de guidage de faisceaux ou guide de faisceaux. Ce dispositif d'affichage com- prend une enveloppe mise sous vide ayant des parois frontale et postérieure et une pluralité de parois latérales qui maintiennent les parois frontale et postérieure en relation d'espacement pa- rallèle. Une pluralité de volets de support sont disposés perpen- diculairement aux parois frontale et postérieure afin de suppor- ter les parois à l'encontre de l'action de la pression atmosphé- rique et de diviser le dispositif d'affichage en une pluralité de canaux longitudinaux le long desquels se propagent les fais- ceaux électroniques. Les volets de support comportent deux rai- nures longitudinales parallèles qui supportent des mailles de guidage de faisceaux. Les rainures de support sont espacées de telle manière que les mailles de guidage de faisceaux soient maintenues en relation parallèle et espacée et que des faisceaux électroniques se propagent le long des longueurs des canaux dans l'espace compris entre les mailles de guidage. Une structure de guidage de faisceaux ainsi réalisée fonctionne de façon satis- faisante cependant elle présente l'inconvénient de ne pas pou- voir être produite en mettant en oeuvre des techniques de mon- tage automatique ou de masse. Le brevet américain n0 4101 802 décrit un dispositif d'af- fichage à panneau plat du type général décrit dans le brevet mentionné ci-dessus. Ce dispositif d'affichage comprend des sys- tèmes de guidage de faisceaux composés de deux mailles de gui- dage maintenues en relation d'espacement parallèle, à l'aide d'éléments d'espacement métalliques, interposés entre les mailles de guidage. Les systèmes de guidage de faisceaux comportent éga- lement une maille de focalisation et une maille d'accélération qui sont supportées parallèlement aux mailles de guidage par des éléments d'espacement non conducteurs. Un système de guide de faisceaux réalisé de la façon décrite dans ce brevet anté- rieur fonctionne de façon satisfaisante mais il présente cepen- dant l'inconvénient de ne pas pouvoir être réalisé en mettant en oeuvre des techniques de fabrication automatique ou de pro- duction de masse. L'invention se propose d'apporter une nouvelle structure de guidage de faisceaux ne présentant pas les inconvénients des solutions antérieures examinées ci-dessus. A cet effet elle vise un système de guide de faisceaux qui comprend également deux mailles de guidage de faisceaux qui sont espacées et parallèles. Une maille de focalisation et une maille d'accélération peuvent être également disposées parallèlement aux mailles de guidage et espacées de celles-ci. Les mailles sont maintenues parallèles et espacées, de façon permanente, à l'aide d'une pluralité d'éléments isolants auxquels sont fixées les mailles. Par conséquent les systèmes de guide de faisceaux selon la présente invention, peuvent être fabriqués automatiquement sous la forme d'unités séparées et être incorporés dans un dis- positif d'affichage à panneau plat, en utilisant des techniques de production de masse. 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 dé- pourvu de tout caractère limitatif. Sur les dessins - la figure 1 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, d'un dispositif d'affichage à panneau plat dans lequel est incorporé un exemple de réalisation préféré de la structure selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, d'un mode de réalisation préféré de l'invention; - la figure 2a illustre les détails des pattes qui maintien- nent les baguettes de verre sur les mailles et - la figure 3 est une coupe selon 3-3 de la figure 2. La figure 1 représente un dispositif d'affichage à panneau plat 10 dans lequel on met en oeuvre un mode de réalisation préféré d'un dispositif selon cette invention. Ce dispositif d'affichage 10 comprend une enveloppe sous vide 11 ayant une section d'affichage 13 et une section de canons à électrons 14. L'enveloppe Il comporte une paroi frontale 16 et une plaque de base 17 maintenues espacées et parallèles par quatre parois la- térales 18. Un écran d'affichage 12 est positionné le long de la paroi frontale 16 et cet écran assure une sortie visuelle ?477_17 (optique) lorsqu'il est frappé par des électrons. Une pluralité de volets de support parallèles et espacés 19, sont positionnés entre la paroi frontale 16 et la plaque de base 17 et ils s'étendent sensiblement depuis la section de ca- nons 14 jusqu'a la paroi latérale opposée 18. Les volets de sup- port 19 assurent le support interne désiré à l'encontre de la pression atmosphérique externe et ils divisent l'enveloppe 11 en une pluralité de canaux 21. Une paire de mailles de guidage de faisceaux 22 et 23, parallèles et espacées, s'étendent trans- versalement sur Qhacun des canaux et longitudinalement le long de chaque canal. Une cathode 26 est disposée de façon à émettre des électrons dans les espaces 24 entre les paires de mailles de guidage de manière que les électrons se propagent le long des canaux. Une maille de focalisation 27 et une maille d'accélération 28 sont disposées entre le guide de faisceaux 22 et l'écran d'af- fichage 12. Un support de modulateur 29 s'étend sur la dimension transversale de l'enveloppe Il et il maintient les mailles 22, 23, 27 et 28 à l'encontre de tout déplacement longitudinal et transversal par rapport au support de modulateur 29 et à la ca- thode 26. Les mailles 22, 25, 27 et 28 comportent des ouvertures 33 qui sont disposées longitudinalement en colonnes le- long des mailles et transversalement en rangées sur ces mailles. Chacune des colonnes d'ouvertures sert de guide de faisceaux de manière que trois faisceaux électroniques se propagent le long de chacun des canaux 21. Lorsqu'on désire imprimer une ligne de l'affi- chage optique ou visuel, les électrons sont éjectés des espaces 24 au travers d'une rangée transversale d'ouvertures 35 de telle façon que chacun des canaux 21 contribue à assurer la formation d'un segment de la ligne totale. Pour cette raison il est essen- tiel que les rangées transversales d'ouvertures de tous les ca- naux soient alignées sur l'écran d'affichage. De même, afin d'obtenir une brillance uniforme de chaque segment de l'affi- chage optique, il est nécessaire que tous les espacements entre les mailles 22, 23, 27 et 28, dans tous les canaux, soient les mêmes dans des tolérances très strictes, par exemple de l'ordre de 0,0254 mm. Il est également important que ces espacements restent constants pendant le fonctionnement et la manipulation du dispositif d'affichage. L'aptitude à produire avec précision 2 2477317 le dispositif d'affichage et tous ses composants, en utilisant des techniques d'assemblage de masse et automatique est égale- ment importante. Ces avantages peuvent être obtenus en incorpo- rant les mailles 22, 23, 27 et 28 dans un système de guidage de faisceaux réalisé séparemment, ce système étant monté sur la plaque de base 17 sous la forme d'unité complète. Dans chacun des systèmes de guide de faisceaux, les mailles de guidage 22 et 23, la maille de focalisation 27 (maille focale) et la maille d'accélération 28, sont maintenues espacées et paral- lèles, par des supports isolants, ou des baguettes 31 qui seront décrits en détail ci-après. Ces volets 19 peuvent comprendre des ouvertures 32 qui reçoivent les baguettes 31. Les ouvertures 32 ont une dimension dans la direction longitudinale des canaux, qui est telle que chaque ouverture reçoit deux des baguettes 31. Aux deux baguettes reçues par chaque ouverture 36 sont associés des systèmes de guidage de faisceaux différents mais adjacents. Ceci permet d'assurer un espacement transversal maximal des ba- guettes 31 par rapport aux colonnes d'ouverture 33-des mailles Z? 22, 23, /et 28 afin de minimiser les effets des baguettes sur les caractéristiques électriques du système de guidage de faisceaux. La figure 2 représente en plus grand détail un mode de réa- lisation préféré de la structure selon l'invention. Les baguettes de support isolantes 31 sont sensiblement equi-espacées en co- lonnes le long des deux côtés des systèmes de mailles. Cependant les baguettes dans les deux colonnes sont déplacées par rapport aux rangées transversales d'ouverture 33. Par conséquent, deux des systèmes de guidage de faisceaux peuvent être positionnés de façon étroitement adjacente l'un par rapport à l'autre, avec les rangées transversales d'ouverture 33 des systèmes adjacents, selon un alignement précis. Le déplacement transversal permet également aux baguettes des systèmes de guidage de faisceaux adjacents d'être positionnées le long d'une ligne parallèle à l'axe longitudinal des mailles de manière telle que les baguettes des systèmes de guidage adjacents soient loges dans l'une des ouvertures 32 des volets 19, comme on peut le voir sur la fi- gure 1. Les mailles 22, 23, 27 et 28 comportent des pattes 34 qui font saillie vers l'extérieur à partir des bords des mailles. Ces pattes sont maintenues de façon permanente, par les baguettes 2477317 31 et elles maintiennent les mailles selon l'écartement mutuel et les orientations respectifs. Les pattes 34 font partie inté- grante des mailles et elles sont, par conséquent, positionnées avec précision lors de la fabrication desdites mailles. Etant donné que les baguettes 31 sont fixées sur les pattes 34, le po- sitionnement desdites baguettes est également déterminé avec précision pendant la fabrication des mailles. Sur la figure 2, une baguette 31a, a été représentée en arrachement partiel afin de montrer plus clairement la patte 34 sur la maille 23. Toutes les pattes de toutes les mailles présentent une configuration similaire. La figure 2a montre en détail la façon suivant laquelle les pattes 34 sont maintenues par les baguettes 31. Une ouverture 41 possédant une entrée Si est centrée sur l'extrémité de la patte et elle diverge vers les c8tés de la patte afin de former deux zones incurvées 38. Un déflecteur incurvé 39 relie les zones incurvées 38, le long d'une ligne continuellement courbe, de manière que l'ouverture 41 présente une configuration similaire à celle du chiffre 8 coupé longitudinalement, afin de former un espace "'d" qui est inférieur à la distance S2 Les baguettes 31 sont constituées d'un matériau tel que du verre et, de façon ty- pique, un verre du type 7761 commercialisé par la firme améri- caine Corning Glass Co, qui devient malléable quand il est chauf- fé. Avant leur chauffage les baguettes de verre ont une section droite rectangulaire avec des dimensions légèrement plus grandes que les distances S1 et S2 de la figure 2a. Les baguettes sont chauffées jusqu'à devenir malléables et elles sont appliquées sur les pattes 34. Lorsque la baguette malléable est appliquée contre le déflecteur 33, sous l'effet d'une poussée, le verre est repoussé latéralement afin de remplir les zones incurvées 38. Lorsque le verre se refroidit, le bourrelet remplit les zones incurvées 38 et les parties pointues 41 maintiennent la patte sur la baguette formée. Si on le désire, les pattes 34 peuvent être éliminées de façon à diminuer la dimension transversale totale du système de guide de faisceaux. Dans cet exemple de réalisation, les ouver- tures 41 sont formées dans les mailles 22, 23, 27 et 28 le long des deux cÈtés. Les systèmes de guide de faisceau et les baVuet- tez 31 peuvent ensuite être positionnel entre les volets 19 6 2477317 (figure 1) et les ouvertures 32 éliminées. Les raisons pour les- quelles il est préférable d'éliminer les volets dépendent en pre- mier lieu des effets des baguettes sur les caractéristiques de fonctionnement des systèmes de guidage de faisceaux, et ces effets sont fonction en premier lieu de la dimension transversale des mailles et du nombre de faisceaux électroniques devant être pro- pagés le long du système. La maille de focalisation 27 comprend deux pattes de support 36 et 57. La patte de support 36 est reçue par le support de mo- dulateur 29 (figure 1), afin de supporter les systèmes de mailles de guidage à l'encontre de tout déplacement transversal et longi- tudinal, par rapport à la cathode 26 et au support de modulateur 29. On maintient ainsi un espacement permanent entre la cathode 26 et le système de guides de faisceaux et ceci permet d'obtenir une injection précise d'électrons dans l'espace 24 compris entre les mailles de guidage 22 et 23. Le support 37 est reçu par un autre support (non représenté) afin de maintenir l'autre extrémi- té des systèmes de guides de faisceaux à l'encontre de tout dépla- cement transversal. Les mailles 22, 23, 27 et 28 sont maintenues en relation mutuelle d'espacement de telle façon que les colonnes d'ouver- ture 33 des mailles soient alignées dans une direction parallèle à l'axe longitudinal des baguettes 31. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 3, les mailles 22, 27 et 28 sont disposées de façon que les rangées transversales d'ouverturessoient déplacées dans la direction longitudinale. Les électrons se propagent dans l'es- pace 24, entre les mailles 22 et 23, dans une direction paral- lèle à l'axe longitudinal du système de maillesde guidage. Lors- que des électrons sont éjectés de l'espace 24 vers l'écran 12, la composante de la vitesse selon la direction longitudinale amène les faisceaux électroniques à suivre une trajectoire incur- vée. Afin de minimiser le nombre des électrodes qui traversent les ouvertures 33 de toutes les mailles, les mailles 22, 27 et 28 sont conçues et disposées de façon que les rangées transver- sales d'ouvertures soient décalées afin d'être situées le long de la trajectoire incurvée des électrons. Les rangées transver- sales d'ouverturesdes mailles de guidage 22 et 23 sont alignées de telle manière que les électrons soient focalisés dans l'es- pace 24. Le système de guides de faisceaux selon la présente inven- tion peut être produit en utilisant des techniques de production de masse et de fabrication automatique. Les mailles 22, 23, 27 et 28 peuvent être obtenues par usinage ou attaque chimique, par estampage ou bien réalisées sous la forme d'unités séparées. Les mailles sont ensuite maintenues selon l'écartement mutuel désiré et les baguettes 31 mises en place de la façon indiquée ci-dessus. Les baguettes de verre malléable se dilatent, de façon typique lorsqu'elles sont chauffées. Par conséquent, initialement les mailles auront un écartement légèrement plus important que l'é- cartement finalement désiré. Les baguettes chauffées sont ensuite appliquées sur les pattes 34 et elles se contractent lors du re- froidissement et les mailles sont maintenues de façon permanente, parallèles les unes aux autres et espacées les unes des autres avec précision. Les baguettes sont réalisées de façon à présen- ter la longueur désirée et elles sont appliquées sur les pattes de manière que les parties inférieures des baguettes s'étendent uniformément au delà de la maille 23. Les systèmes de guidage de faisceaux munis des baguettes présentent par conséquent, un espa- cement uniforme sur la plaque de base 17 lorsque les systèmes de guide de faisceaux sont assemblés sur la plaque de base sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des opérations d'usinage co - teuses. Les systèmes de guidage de faisceaux réalisés de la fa- çon décrite ci-dessus peuvent ensuite être montés sur la plaque de base 17 en mettant en oeuvre des techniques d'assemblage auto- matique. Comme on peut le voir sur les figures, les mailles 22, 23, 27 et 28 sont planes avec des bords plats. Les mailles sont réa- lisées en un matériau mince et elles sont donc physiquement fra- giles. On peut obtenir une augmentation de la résistance physique en donnant aux mailles une configuration en forme de canal. En variante, les mailles de guidage 22 et 23 peuvent être réalisées sous la forme d'une structure analogue à une boite à partir d'une seule pièce de matériau de façon à renforcer la résistance de la structure. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limi- tée aux divers exemples de réalisation décrits ou représentés ici, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1.- Structure de guide de faisceaux électroniques pour dis- positif d'affichage à panneau plat qui comprend une pluralité de mailles (22, 23, 27, 28) munies d'ouvertures (33) disposées longi- tudinalement en colonnes et transversalement en rangées, lesdites mailles étant disposées en relation parallèle et espacée, cette structure étant caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de support isolants (31) espacés le long de la longueur desdites mailles et venant en prise avec lesdites mailles pour maintenir ladite relation parallèle et espacée entre les mailles et pour maintenir le positionnement longitudinal desdites rangées d'ou- vertures (33). 2.- Structure de guide de faisceaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de support (31) sont des baguettes de verre. 3.- Structure de guide de faisceaux selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de support (31) sont sensi- blement également espacés le long des deux bords longitudinaux desdites mailles (22, 23, 27 et 28) et sont décalés transversa- lement. 4.- Structure de guide de faisceaux électroniques selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de sup- port (31) s'étendent au-delà des mailles extérieures (23 et 28) et présentent des longueurs choisies avec précision de façon qu'au moins une des extrémités desdits moyens de support (31) soit située dans un plan parallèle aux plans desdites mailles (22, 23, 27 et 28). 5.- Structure de guide de faisceaux selon la revendication 3, caractériséeen ce que lesdites mailles (22, 23, 27, 28) com- prennent des pattes (34) s'étendant transversalement à partir desdites mailles et en ce que lesdits moyens de support (51) viennent en prise avec les pattes (34) de manière que les moyens de support (31) soient situés à l'extérieur des bords longitudi- naux desdites mailles. 6.- Structure de guide de faisceaux selon la revendication , caractériséeen ce que les extrémités desdites pattes (54) comportent une ouverture (41) dont la forme correspond sensible- ment à celle du chiffre 8 coupé longitudinalement. 7.- Structure de guide de faisceaux selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites mailles (22, 23, 27, 28) com- portent des ouvertures espacées le long des deux côtés, lesdites ouvertures présentant une forme qui correspond sensiblement à celle du chiffre 8 coupé longitudinalement. 8.- Structure de guide de faisceaux selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdits moyens de support (31) s'éten- dent au delà des mailles extérieures (23 - 28) et en ce que lors- qu'ils sont finis, ils présentent des dimentions précises de façon qu'au moins une des extrémités desdits moyens de support (31) soit située dans un plan parallèle aux plans desdites mailles (22, 23, 27, 28).