Brevet FR2481003A1 — publié le 19811023

La présente invention est relative, d'une façon générale, à des dispo- sitifs d'affichage à panneau plat, et elle vise plus particulièrement une enve- loppe pouvant être mise sous vide et destinée à un tel dispositif. Le brevet américain n' 4 145 633 décrit un dispositif d'affichage à panneau plat dans lequel l'enveloppe comporte une plaque frontale et une plaque de base, ou embase, maintenues parallèles et espacées par des parois latérales. Une pluralité de parois de support divisent l'enveloppe en une plu- ralité de canaux, et ces parois maintiennent et supportent la plaque frontale et l'embase à l'encontre des affaissements et des écrasements dils à la pres- sion atmosphérique. La plaque frontale supporte un écran d'affichage, qui donne une sortie visuelle lorsqu'il est frappé par des électrons. Lorsqu'on désire obtenir un affichage en couleur, les sections de masque d'ombre sont disposées le long de la plaque frontale. La plaque de base supporte les sys- temes de guide de faisceaux et les autres composants nécessaires à la pro- duction de l'affichage optique ou visuel, Le dispositif d'affichage est un système luminescent à cathode, et il doit donc être mis sous vide pour obtenir un fonctionnement correct. Par con- séquent, il est nécessaire que les parois latérales soient fixées, de façon permanente et hermétique, à la plaque frontale et à la plaque de base. De façon typique, la plaque frontale, la plaque de base et les parois latérales sont réalisées en verre, et, par conséquent, l'obturation hermétique est ob- tenue par un frittage des parois latérales aux plaques frontale et de base. Les soudures par f ritte sont permanentes, et, par conséquent, il faut que les composants internes soient présents dans l'enveloppe pendant le frittage, ce qui entraîne plusieurs problèmes sérieux. De hautes températures et une exposition à l'air des composants internes sont nécessaires pour l'opération de frittage. Les mailles de guidage de faisceaux et les sections de masque d'ombre sont typiquement constituées de minces éléments métalliques, qui, par conséquent, se corrodent et se gauchissent fréquemment, ce qui se tra- duit par un taux de rebut élevé. En outre, lors de la mise sous vide, l'enve- loppe est soumise à une force élevée de déformation, due à l'action de la pression atmosphérique. Etant donné que la plaque frontale doit être réalisée en verre, et que, de façon typique, la plaque de base et les parois latérales sont également en verre, la déformation doit être minimale, afin d'empêcher 248 1003 toute formation de fissures. Les parois de support et les parois latérales doivent donc être dimensionnées selon des tolérances fonction des déforma- tions admissibles de la plaque frontale et de la plaque de base. Le support et les parois latérales peuvent être fabriqués de façon à respecter les tolérances requises en mettant en oeuvre des techniques connues coûteuses, mais des difficultés surgissent néanmoins. Le cycle de fritte entrafne une modification des dimensions des parois latérales selon un mode imprévisible, si bien que, même en maintenant les tolérances requises pendant la fabrication des parois latérales et des parois de support, le frittage amène fréquemment les parois latérales à tomber à l'extérieur des tolérances admissibles. Par conséquent, lorsqu'une enveloppe assemblée est mise sous vide, cette différence impré- visible peut se traduire par le fait que, soit la plaque de base, soit la plaque frontale, se fissurent. Cette invention a pour objet une enveloppe pour un dispositif d'affi- chage à panneau plat qui pallie les inconvénients mentionnés ci-dessus. L'enveloppe selon l'invention pour un dispositif d'affichage à panneau plat comprend une plaque frontale et une plaque de base maintenues espacées et parallèles par une pluralité de parois latérales ayant une première dimen- sion prédéterminée. Une pluralité de parois de support, ayant une seconde dimension prédéterminée, s'étend entre la plaque de base et la plaque fron- tale de façon à diviser l'enveloppe en une pluralité de canaux et à supporter cette dernière à l'encontre de l'action de la pression atmosphérique. Un or- gane d'étanchéité flexible, pour coupler la plaque de base, la plaque frontale et les parois latérales, comporte des éléments continus conçus et réalisés de manière à s'étendre autour de la périphérie de l'enveloppe. Les éléments continus sont dimensionnés de manière à s'étendre vers l'extérieur, au-delà de l'extérieur des parois latérales, afin de former deux arêtes ou bords pou- vant être scellés, qui se raccordent le long d'un cordon hermétiquement ob- turable afin de former un espace entre les éléments continus. L'espace varie en fonction de la différence existant entre les dimensions prédéterminées des parois latérales et des parois de support, afin de compenser cette diffé- rence. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence au dessin annexé, qui en il- -248 1003 lustre un exemple de réalisation non limitatif. Sur le dessin - la Figure 1 est une vue en perspective simplifiée, avec arrachement partiel, d'un dispositif d'affichage à panneau plat mettant en oeuvre la pré- sente invention - la Figure 2 est une section droite, à échelle agrandie, d'une partie d'un mode de réalisation préféré, illustrant des détails de la structure selon l'invention; et, - la Figure 3 est une section droite, à échelle agrandie, d'une partie d'un exemple de réalisation préféré, comportant des parois latérales et une plaque de base métalliques. La Figure 1 représente une enveloppe pouvant être mise sous vide 10 et comportant une plaque de base 11 et une plaque frontale 12, maintenues parallèles et espacées par une pluralité de parois latérales 13s'étendant au- tour de la périphérie desdites plaques. Une pluralité de volets 14 et d'extré- mités ou embouts de volets 16 se combinent pour former des parois de sup- port 15, qui maintiennent la plaque de base 11 et la plaque frontale 12 à l'en- contre de l'action de la pression atmosphérique, et qui divisent l'enveloppe 10 en une pluralité de canaux 17, s'étendant longitudinalement. Chacun des canaux 17 comporte un système de guide de faisceaux 18, le long duquel se propagent les faisceaux électroniques. Lorsqu'une ligne de l'affichage optique ou visuel doit être imprimée, les faisceaux électroniques sont extraits des systèmes de guidage de faisceaux 18 de tous les canaux 17. Par conséquent, chacun des canaux 17 contribue à la réalisation de chaque ligne de l'affichage, sur la dimension transversale de l'enveloppe. L'enveloppe 10 doit être mise sous vide, et, par conséquent, elle doit être hermétiquement obturée sur la plaque de base Il et sur la plaque frontale 12. En variante, les parois de support 15 maintiennent la plaque de base Il et la plaque frontale 12, pour éviter leur affaissement ou leur écrasement, du à l'action de la pression atmosphérique lorsque l'enveloppe 10 est mise sous vide. La plaque frontale, et, de façon typique, la plaque de base, sont réali- sées en verre, et, par conséquent, la déformation admissible, en réponse à l'action de la pression atmosphérique, est limitée. Pour cette raison, les parois latérales 13 et les parois de support 15 doivent être réalisées en sui- vant des tolérances dans les limites de déformation de la plaque frontale. 248 1003 Ceci est possible en opérant pièce par pièce, et en mettant en oeuvre des techniques modernes. Cependant, il survient des inconvénients très sérieux. Tout d'abord, les parois latérales, les volets et leurs embouts doivent être réalisés pour une enveloppe spécifique, afin de s'assurer que les variations dimensionnelles sont situées dans les tolérances admissibles, et il en ré- sulte qu'il n'est pas possible d'utiliser de façon économique des techniques de production de masse et d'assemblage automatique. Ceci se traduit par l'impossibilité de produire séparément un grand nombre de chacun desdits éléments par des techniques de production de masse, et de prendre au hasard chaque élément à partir d'un stock pour assembler une enveloppe. Un très sérieux problème survient même lorsque les divers éléments sont réalisés pour une enveloppe spécifique. Lorsque les parois latérales sont frittées sur la plaque de base (ou sur la plaque frontale), il se produit des variations im- prévisibles, étant donné que la réalisation de la fritte en-dessous des parois latérales ne peut pas être contrôlée avec précision. La variation de dimen- sion admissible peut alors être dépassée, même si tous les éléments ont été réalisés avec soin pour une enveloppe spécifique. Ces difficultés sont surmon- tées en mettant en oeuvre un nouveau joint souple 22, délimitant un espace S permettant de tenir compte des différences de dimensions existant entre les parois latérales et les parois de support. La Figure 1 représente le joint souple 22 disposé le long de la plaque frontale 12. Si on le désire, ce joint souple 22 peut être positionné le long de la plaque de base 11. En variante, les parois latérales 13 peuvent être réali- sées en deux parties, l'une fixée à la plaque de base et l'autre à la plaque frontale, le joint 22 étant disposé entre ces deux parties. Par conséquent, l'enveloppe 10 est constituée de deux éléments, la plaque de base étant in- corporée dans le premier élément, et la plaque frontale faisant partie du se- cond élément. Dans certains modes de réalisation, les parois latérales sont fixées sur la plaque de base, et elles font partie du premier élément d'enve- loppe. Dans d'autres modes d'exécution, ces parois latérales sont fixées sur la plaque frontale, et elles font partie du second élément d'enveloppe. Dans les cas o les parois latérales sont constituées de deux parties et fixées à la fois à la plaque de base et à la plaque frontale, ces parois font partie des deux portions d'enveloppe. De même, on peut utiliser un joint souple pour 248 1003 coupler la plaque de base 11 et la plaque frontale 12. Indépendamment de sa position, le joint souple 22 est conçu et réalisé de façon à ménager un espace autour de toute la périphérie de l'enveloppe 10, pour coupler de façon flexible et hermétique les deux parties ou éléments de l'enveloppe. Comme on peut le voir sur la Figure 2, le joint souple 22 comporte un élément continu 23 qui présente la même configuration que celle de la péri- phérie de la plaque frontale 12. Cet élément souple 23 s'étend vers l'extérieur, au-delà de l'extérieur de la paroi latérale 13, sur une distance "d", de façon à former un rebord obturable 26a. L'élément continu souple 23 est fritté, ou fixé d'une autre façon permanente, sur la surface interne de la plaque fron- tale 12, comme indiqué sur le dessin par le joint 27. Un second élément con- tinu 24, ayant également une configuration identique à celle de la périphérie de la plaque frontale 12, s'étend vers l'extérieur, au-delà de l'extérieur de la paroi latérale 13, sur la -même distance "d", afin de former un second re- bord obturable 26b. L'élément 24 est fritté, ou fixé d'une autre façon perma- nente, sur la paroi latérale 13, comme indiqué par le joint 28. La paroi laté- rale 1 3 est frittée, ou fixée de façon permanente par tout autre moyen, sur la plaque de base 1, comme indiqué par le joint 29. Sur le mode de réalisation représenté à la Figure 2, la hauteur des parois de support 15 est supérieure à celle des parois latérales 13. Les élé- ments souples 23 et 24 sont donc séparés par un intervalle S. Etant donné que les éléments souples 23 et 24 sont flexibles, la valeur de cet intervalle S peut varier afin de compenser les différences de dimensions relativement importantes entre la hauteur des parois latérales 13 et celle des parois de support 15. Par conséquent, lorsqu'il faut raccorder deux parties d'enveloppe, les embouts 16 des volets sont centrés sur les volets 14, et les deux rebords obturables 26a et 26b se raccordent le long d'un cordon. Ce cordon peut être soudé par soudure par faisceau électronique, par ultrasons, ou par tout autre type de soudure qui n'élève pas la température de l'enveloppe à un niveau susceptible d'endommager de façon permanente les mailles de guidage et les sections de masque d'ombre contenues dans l'enveloppe. Après avoir soudé le cordon et mis l'enveloppe sous vide, la valeur de l'intervalle ou espace S se modifie lorsque les éléments souples 23 et 24 fléchissent afin de compen- ser les différences de dimensions entre les parois latérales et les parois de 248 10 03 support sans déformer la plaque frontale ni la plaque de base. Lorsque l'en- veloppe est mise sous vide, l'action de la pression atmosphérique entraîne un écrasement du joint souple 22, et tend à exercer une poussée sur ce joint dirigée vers l'intérieur de l'enveloppe. Ceci est empêché par la valeur de la dimension "d" de la saillie du joint au-delà des parois latérales. Cette dimen- sion "d" est sensiblement plus grande que la valeur de l'intervalle S, et, de préférence, elle est de l'ordre de dix fois cet intervalle. De façon typique, après mise sous vide de l'enveloppe, S sera de l'ordre de 0,075 cm, et la dimension "d" sera d'environ 5,0 à 7,5 cm. La distance séparant la paroi latérale 13 de la première paroi de support 15 est choisie de manière à éviter toute formation de fissures dans la plaque frontale 12, résultant de l'effet de levier dû à l'action de la pression atmosphérique sur la plaque frontale. De façon typique, afin d'obtenir de façon certaine une hauteur uniforme pour tous les volets 14 utilisés dans une enveloppe, les volets seront réalisés par lots. Des volets en nombre nécessaire sont empilés les uns sur les autres, et ils sont simultanément usinés sur leurs bords. De cette façon, les lots de volets, pour des enveloppes différentes,peuvent être différents, mais tous les volets destinés à une enveloppe particulière seront identiques, même en uti- lisant des techniques de production de masse. Les embouts 1 6 de volets et les parois latérales peuvent être également empilés, usinés simultanément, et enfin stockés par lots. L'utilisation du joint souple 22 permet donc de mettre en oeuvre des techniques de production de masse et d' assemblage automatique, tout en réduisant sensiblement les inconvénients résultant de l'effet de la pression atmosphérique sur la plaque frontale. Après avoir raccordé la plaque frontale et la plaque de base et hermé- tiquement scellé le joint souple 22, l'enveloppe est mise sous vide, et la pres- sion atmosphérique tend à écraser l'enveloppe, ce qui comprime les volets et leurs embouts afin de retenir de façon définitive les parois de support 15 entre la plaque frontale et la plaque de base. Le fait d'utiliser une enveloppe comportant un joint souple apporte plusieurs avantages. Les dimensions des parois de support et des parois latérales peuvent être différentes, comme on l'a décrit ci-dessus. En outre, la plaque frontale 12, les parois latérales 13 et la plaque de base Il peuvent être réalisées à l'aide de matériaux différents. Dans cet exemple, l'élément 248 1003 de joint continu 23 qui est fixé sur la plaque frontale est constitué d'un maté- riau qui présente un coefficient de dilatation proche de celui de la plaque fron- tale 12. L'élément souple 24 qui est fixé sur les parois latérales 13 est cons- titué d'un matériau qui possède un coefficient de dilatation proche de celui des parois latérales. On minimise ainsi les tensions et les contraintes dans les frittes. Les coefficients de dilatation des éléments 23 et 24 sont donc diffé- rents. Ceci est possible, étant donné que les éléments de joints 23 et 24 sont souples, et peuvent se déformer sans rompre la soudure le long du cordon 26. Un autre avantage de l'invention est de permettre de pallier les dé- fauts présents à l'intérieur de l'enveloppe. Ainsi, lorsque, après l'assem- blage final, les caractéristiques de fonctionnement requises ne sont pas si- tuées dans les tolérances admissibles, le cordon 22 peut être ouvert, les ré- glages et corrections nécessaires effectués, et le joint peut être obturé à nouveau. La Figure 3 représente un exemple de réalisation préféré, dans lequel le joint souple est constitué d'un élément continu unique 23a. Laplaque fron- tale 12 est identique à celle de l'exemple de réalisation décrit précédemment, et l'élément continu 23a y est fixé de façon permanente. La paroi latérale 1 3a est constituée de métal, par exemple d'acier inoxydable ou laminé à froid, et elle est conformée selon un canal afin de lui conférer la rigidité néces- saire à l'encontre de l'action de la pression atmosphérique. La plaque de base lla est également constituée de métal, par exemple d'acier inoxydable ou laminé à froid, et sa surface intérieure comporte un revêtement 31 en un matériau isolant, tel que la porcelaine, pour assurer l'isolation nécessaire. Les parois de support 15 sont identiques à celles de l'exemple de réalisation décrit précédemment. La paroi latérale l3a est fixée hermétiquement à la plaque de base lla par une soudure 32. La plaque frontale 12 et l'élément d'étanchéité 23a sont respective- ment réalisés en verre et en métal, et ils sont hermétiquement fixés par un cordon de scellement verre-métal 33. Le rebord scellable qui constitue l'équivalent du rebord 26b de la Figure 2 fait partie intégrante de la paroi latérale 1 3a, et les deux rebords sont hermétiquement scellés par une sou- dure 34, On évite les contraintes importantes dans le cordon de scellement 33 en choisissant des matériaux, pour réaliser la plaque frontale 12a et 248 1003 l'élément d'étanchéité 23a, qui présentent des coefficients de dilatation proches, mais pas nécessairement égaux. Pour cette raison, l'élément d'étanchéité 23a doit présenter un coefficient de dilatation qui est sensible- ment différent de celui des parois latérales 1 3a. L'intégrité de la soudure 34 n'est pas affectée de façon nuisible, étant donné que l'élément 23a est mince et souple, et qu'il peut, par conséquent, se déformer sans que la soudure 34 se détache. L'exemple de réalisation illustré par la Figure 3 est avantageux, car il permet d'utiliser des techniques de fixation qui réduisent fortement les contraintes de déformation induites par le vide dans les soudures. Les parois latérales 13 peuvent être déformées par une fixation en une position appro- ximative soumise au vide avant de réaliser les soudures 3Z et 34. Cette fixa- tion est enlevée après la mise sous vide de l'enveloppe, et avant la cuisson de cette dernière. Par conséquent, les soudures sont réalisées après la dé- formation des parties soudées, et elles ne sont donc pas soumises à des con- traintes résultant de cette déformation. Un autre avantage du mode de réalisation de la Figure 3 réside dans la possibilité d'ajouter des composants internes à la plaque de base et à la plaque frontale avant la mise en place des parois latérales. On simplifie ainsi l'application des luminophores sur la plaque frontale, et celle des électrodes sur la plaque de base, grâce au fait que la réalisation des soudures 32 et 33 n'exige pas des températures élevées. Un autre avantage du mode de réalisa- tion représenté sur la Figure 3 est que la plaque de base lia recouverte de porcelaine peut être traitée comme un circuit imprimé de grande dimension. Par conséquent, on peut réaliser une connexion du circuit interne à un circuit externe à l'enveloppe en utilisant des trous au travers de la plaque, et d'autres techniques bien connues dans le domaine des circuits imprimés. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux di- vers exemples de réalisation décrits et représentés, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 248 10 03 REVENDICATIONS 1 - Enveloppe pour dispositif d'affichage à panneau plat qui comprend une plaque de base et une plaque frontale espacées et parallèles, une pluralité de parois latérales s'étendant entre ladite plaque de base et ladite plaque fron- tale, autour de la périphérie de ladite enveloppe, lesdites parois latérales ayant une première dimension prédéterminée, une pluralité de parois de sup- port s'étendant entre ladite plaque de base et la plaque frontale afin de divi- ser l'enveloppe en une pluralité de canaux, et pour supporter la plaque de base et la plaque frontale à l'encontre de l'action de la pression atmosphérique, cette enveloppe étant caractérisée en ce que les parois de support (15) pos- sèdent une seconde dimension prédéterminée, plus grande que ladite première dimension prédéterminée, en ce que ladite enveloppe (10) comprend un joint souple (22) pour coupler, de façon hermétique et flexible, ladite plaque de base (11), ladite plaque frontale (12) et lesdites parois latérales (13), et en ce que le joint (22) comprend au moins un élément continu (23) conformé de façon à s'étendre autour de la périphérie de ladite enveloppe (10) afin de for- mer un premier rebord scellable (26a), et des moyens (24) pour former un second rebord scellable (26b), conformé de façon sensiblement identique au premier rebord (Z6a), lesdits rebords (26a -26b) se raccordant le long d'un cordon scellable et délimitant un intervalle (S) qui varie de façon à compen- ser la différence entre lesdites première et seconde dimensions prédétermi- nées, afin que ledit joint scellable (22) couple la plaque de base (11), la plaque frontale (12) et les parois latérales (13), maintenant ainsi lesdites parois de support (15) entre la plaque de base (11) et la plaque frontale (12) lorsque l'enveloppe est mise sous vide. 2 - Enveloppe pour un dispositif d'affichage à panneau plat selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit joint (22) comprend un premier élément continu (23) fixé à ladite plaque frontale (1-2), ce premier élément étant conçu de façon à s'étendre autour de la périphérie de ladite enveloppe (10), et dimensionné afin de s'étendre vers l'extérieur, au-delà de l'exté- rieur desdites parois latérales (13), afin de former ledit premier rebord scellable (26a) et un second élément continu (24), fixé auxdites parois laté- rales (13), conçu de manière à s'étendre autour de la périphérie de ladite enveloppe (10) et dimensionné de façon à s'étendre vers l'extérieur, au-delà 2 448 1003 de l'extérieur desdites parois latérales, afin de former un second rebord scellable (26b), lesdits rebords (26a, 26b) se raccordant le long d'un cordon scellable. 3 - Enveloppe selon la revendication 2, caractérisée en ce que les premier et second éléments continus (23- 24) sont réalisés en un métal souple. 4 - Enveloppe selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite plaque frontale (12) et les parois latérales (13) possèdent des coefficients de dilatation différents, en ce que ledit premier élément continu (23) possède un coefficient de dilatation proche de celui de ladite plaque frontale (12) et en ce que le second élément continu (24) présente un coefficient de dilatation proche de celui desdites parois latérales (13). - Enveloppe selon la revendication 3, caractérisé en ce que la dimen- sion s'étendant vers l'extérieur desdits éléments continus (23 -24) est au moins dix fois plus grande que ledit intervalle (S). 1 5 6 - Enveloppe selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit intervalle (S) est adjacent à la plaque frontale (12). 7 - Enveloppe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour former un second rebord scellable font partie intégrante de ladite paroi latérale (i 3a). 8 - Enveloppe selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit élément continu (23a) est fixé à la plaque frontale (12), et en ce que lesdites parois latérales (13a) et ladite plaque de base (lla) sont réalisées en métal. 9 - Enveloppe selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit élément continu (23a) possède un coefficient de dilatation proche de celui de ladite plaque frontale (12).