Brevet FR2477308A1 — publié le 19810904

I 2477303 La présente invention est relative d'une façon générale à des disoositifs d'affichage à panneau plat et elle vise plus par- ticulièrement un système unitaire canon électronique/guide de faisceaux pour de tels dispositifs d'affichage. On sait qu'un type de dispositif d'affichage à panneau plat comprend une section de canons électroniques ayant une cathode en ligne et un modulateur. Le dispositif d'affichage comprend une section d'affichage qui est divisée en une pluralité de ca- naux le long desquels se propagent les faisceaux électroniques. Un écran d'affichage est disposé le long de l'une des surfaces internes de la section d'affichage et lorsqu'une ligne particu- lière de l'affichage visuel ou optique doit être engendrée, les faisceaux électroniques qui se propagent dans les canaux, sont déviés afin de venir frapper l'écran d'affichage. Par conséquent, chacun des canaux contribue à réaliser une portion de chacune des lignes sur l'écran d'affichage. Chacun des canaux comprend un système de guide de faisceaux qui comporte: une paire de mailles de guidage parallèles et espacées; une maille de focalisation et une maille d'accéléra- tion, qui sont parallèles et espacées par rapport aux mailles de guidage. La section de canons à électrons comprend un support de modulateur muni d'une pluralité d'évidements de retenue qui reçoivent des pattes ou volets de retenue faisant partie inté- grante des systèmes de guidage de faisceaux, La cathode linéaire ou en ligne, prévue à l'intérieur de la section de canons élec- troniques est positionnée avec précision par rapport au support de modulateur et aux systèmes de guidage de faisceaux de ma- nière que des électrons provenant de la cathode pénètrent dans les espaces compris entre les mailles de guidage, ces électrons pouvant ainsi se propager le long des canaux. Lors de l'assemblage d'un tel dispositif d'affichage, le support modulateur est positionné avec précision par rapport à l'une-des surfaces internes de la section d'affichage. La ca- thode en ligne est alors positionnée par rapport au support mo- dulateur. Les systèmes de guidage de faisceaux sont fixés au support modulateur par montage des pattes de retenue et des évidements de retenue. Les évidements de retenue sont positionnés avec précision le long du modulateur et, par conséquent les sys- tèmes de guidage de faisceaux sont positionnés avec précision par rapport au support de modulateur. Il en résulte que le sys- tème de guidage de faisceaux et la cathode sont positionnés les uns par rapport aux autres étant donné que leur positionnement s'effectue par rapport au support de modulateur. La présente invention a pour objet un système canon électro- nique/guide de faisceaux pour dispositif d'affichage à panneau plat qui comprend un guide de faisceau le long duquel les élec- trons se propagent sous la forme de faisceaux, ce guide compre- nant au moins: ceux mailles de guidage, disposées parallèlement et espacées l'une de l'autre de façon à délimiter au moins un espace le long duquel des électrons peuvent se propager; une source d'électrons, des moyens de support pour maintenir ladite source dtélectrons le long du plan du centre de l'espace ménagé entre les mailles de guidage; des moyens de modulation pour moduler les électrons et au moins une électrode supplémentaire parallèle et espacée par rapport aux mailles de guidage, ce sys- tème étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'écarte- ment espacés le long de la longueur dudit système afin de main- tenir les mailles de guidage, les moyens de modulation, les moyens de support de la source d'électrons et ladite électrode supplémentaire, de manière que tous ces éléments constituent un ensemble unitaire. Selon une caractéristique de cette invention les moyens de modulation comprennent des supports de modulateur disposés sur les cotés opposés de ladite source d'électrons et des électrodes de modulation fixées auxdits supports, ces derniers étant mainte- nus parallèles aux mailles de guidage par une partie desdits moyens d'écartement. 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 I est une vue simplifiée en perspective, en arra- chement partiel, montrant les composants principaux d'un dis- positif d'affichage à panneau plat mettant en oeuvre le sys- tème objet de cette invention; - la figure 2 est une vue en perspective, en arrachement par- tiel, d'un exemple de réalisation préféré du système selon l'invention; 3 2477308 - la figure 3 est une vue en coupe selon 3-3 de la figure 2 - la figure 4 est une vue en perspective d'un mode de réalisa- tion préféré d'un support de cathode, une maille de focalisa- tion et une maille d'accélération ayant été enlevées pour des raison de simplification, et - la figure 5 est une vue simplifiée d'un autre mode de réali- sation préféré d'un support de cathode. La figure 1 représente un dispositif d'affichage à panneau plat 10 qui comprend une enveloppe mise sous vide Il comportant une section d'affichage 13 et une section de canon électronique 14. L'enveloppe Il présente une paroi frontale 16 et une plaque de base 17, ces deux éléments étant maintenus espacés et paral- lèles à l'aide de quatre parois latérales 18. Un écran d'affi- c.-,age 12 est positionné le long de la paroi frontale 16 et il procure une sortie visible 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. Les volets de support 19 procurent le support interne désiré à l'encontre de la pression atmosphérique externe et il divise l'enveloppe 11 en une pluralité de canaux 21. Un système de guides de faisceaux, comprenant des mailles de guidage paral- lèles et espacées 22 et 23, une maille de focalisation (ou maille focale) 27, et une maille d'accélération 28, s'étend transversalement sur chacun des canaux 21 et longitudinalement le long de chacun de ces canaux. Une cathode en ligne-26 est maintenue sur un support 29 et elle est conçue et disposée de façon à émettre des électrons dans les espaces 24 entre les mailles de guidage dans cnaque canal 21 de telle façon que les électrons se propagent le long des canaux. Une paire de supports de modulation 31 et 32 sont disposés de façon espacée et paral- lèle et ils s'étendent à partir de la section de canon 14, vers le système de guide de faisceaux afin de recouvrir partiellement les mailles de guidage 22 et 23. La cathode 26 est centrée entre les supports de modulation 31 et 32. Les mailles 22, 23, 27 et 28, le support de cathode 29 et les supports de modulation 31 et 32 sont maintenus espacés et parallèles à l'aide d'une pluralité d'éléments d'écartement isolants, ou baguettes 33, qui assurent leur fixation commune dans un sous-ensemble unitaire. La figure 2 illustre le mode de réalisation préféré repré- senté sur la figure 1, la paroi frontale 16 et les parois laté- rales 18 ayant été enlevées. Les mailles de guidage de faisceaux 22 et 23 comportent des ouvertures 54 qui sont disposées en co- lonnes longitudinalement le long des mailles et en rangées, trans- versalement sur les mailles. Des électrodes d'extraction 36 sont disposées le long de la surface interne de la plaque de base 17 et elles s'étendent sur toute la dimension transversale de la plaque de base. Chaque électrode d'extraction 36 est alignée avec l'une des rangées transversales d'ouvertures 34 de telle façon que l'excitation d'une électrode d'extraction entraîne la formation d'une ligne de l'affichage. La maille de focalisation 27 est espacée de façon adjacente de la maille de guidage supérieure 22 et elle est parallèle à cette maille 22 et la maille d'accélération 28 est espacée de façon adjacente de la maille de focalisation 27 et parallèle à cette dernière, sur le côté opposé à la maille de guidage 22. La maille de focalisation et la maille d'accélération, respecti- vement, comportent des ouvertures 37 et 38 qui sont alignées avec les ouvertures 34 à l'intérieur des mailles de guidage 22 et 23. Les rangées transversales d'ouvertures dans les mailles 22, 27 et 28 sont légèrement décalées longitudinalement de manière que les rangées d'ouvertures soient situées le long des trajectoires incurvées suivies par les électrons lorsqu'ils sont éjectés des espaces 24. La cathode 26 est positionnée de façon à émettre des élec- trons dans les espaces 24, entre les mailles de guidage 22 et 23 de tous les canaux 21. La cathode en ligne 26, délivre par consé- quent, les électrons à tous les canaux. En outre, une ligne com- plète de l'affichage visuel ou optique est engendrée par le pas- sage des électrons au travers de la même rangée transversale d'ouvertures 34, dans toutes les paires de mailles de guidage. En conséquence, il est essentiel que les systèmes de mailles de guidage de tous les canaux 21 soient convenablement alignés par rapport à la cathode 26. Ce résultat est obtenu en combinant la section de guides de faisceaux et la section de canons électro- niques pour chaque canal de-façon à réaliser un ensemble ou as- semblage unitaire selon l'invention. Comme on peut le voir sur la figure 3, les mailles de gui- dage 22 et 23, la maille de focalisation 27 et la maille d'accé- 24?7308 aération 28 sont maintenues parallèles les unes aux autres et espacées les unes des autres par une pluralité d'organes d'espa- cement ou d'écartement isolés, ou baguettes 33. L'écartement entre les mailles doit être maintenu en permanence et, en consé- quence les baguettes 33 sont fixées de façon permanente aux bords des mailles. De façon typique les baguettes 33 sont réalisées en un verre pouvant être conformé: par exemple le verre du type 7761 commercialisé par la firme américaine "Corning Glass Co." et qui devient malléable lorsqu'il est chauffé. Par conséquent, les mailles peuvent être maintenues selon un écartement et une orientation désirés par un système de fixation d'un type appro- prié et les baguettes de verre 33 chauffées et introduites dans des pattes ou des griffes prévues sur les cotés des mailles. Lors du refroidissement, les baguettes subissent un retrait qui amène l'espacement entre les mailles aux valeurs précises dési- rées et les baguettes durcissent pour maintenir les mailles de façon permanente, dans une relation déterminée d'espacement. Les supports de modulation 31 et 32 sont également mainte- nus dans la relation d'espacement désirée à l'aide des baguettes 33. Les supports de modulation 31 et 32 sont situés sur des côtés différents de la cathode 26 de façon que la cathode soit centrée entre les supports. Les supports de modulation s'éten- dent vers le système de guide de faisceaux afin de recouvrir partiellement les mailles de guidage comme on le décrira ci- après. La cathode 26 est supportée dans le même plan que le centre de l'espace 24 entre les mailles de guidage 22 et 23, par l'in- termédiaire du support de cathode 29 qui est également mainte- nu dans la position désirée par les baguettes 33. Le support de modulation 31 est constitué d'un matériau isolant, tel que la céramique, muni d'une pluralité d'électrodes 39a, 39b et 30c, comme on peut le voir sur les figures 2 et 4, ces électrodes étant déposées sur le support ou fixées de façon permanente par tout moyen approprié. Chacune des électrodes 39a, 39b et 39e est alignée longitudinalement avec l'une des colonnes d'ouvertures 34 des mailles de guidage 22 et 23. Le support de modulation 32 consiste également en une base céramique compre- nant une pluralité d'électrodes de modulation 41a, 41b et 41c, alignées avec les colonnes d'ouvertures 34 des mailles de gui- dage 22, 23. Les deux électrodes de modulation, par exemple 39c et 41c, qui sont alignées avec la même colonne d'ouvertures, sont électriquement connectées ensemble dans une paire d'élec- trodes de modulation afin de moduler les électrons avant leur pénétration dans les espaces 24. La liaison électrique par paires des deux jeux d'électrodes de modulation 39a, 39b, 35c et 41a, 41b, 41c, est réalisée à l'aide de plots conducteurs 42a, 42b et 42c, qui sont fixés de façon permanente sur la surface interne de la plaque de base 17. Des éléments conducteurs flexibles, par exemple des conducteurs ou cables tressés (non représentés), s'étendent depuis les électrodes de modulation 39a et 41a jus- qu'au plot 42a. Des liaisons similaires sont réalisées des élec- trodes de modulation restantes aux plots 42b et 42c. les ten- sions de modulation désirées sont ensuite appliquées aux paires d'électrodes de modulation à l'aide d'un circuit extérieur, con- necté aux plots 42a, 42b et 42c. Si on le désire, des électrodes d'isolation peuvent être disposées parallèlement aux deux côtés des électrodes de modulation. Les électrodes d'isolation doivent être polarisées à l'aide d'un potentiel- fixe pour que les ten- 2D sions de modulation sur des électrodes de modulation adjacentes n'interfèrent pas. Les électrodes de modulation s'étendent vers les mailles de guidage afin de recouvrir les mailles. La cathode 26 est cen- trée entre les électrodes de modulation et elle est alignée avec le plan du centre de l'espace 24. Par conséquent, les mailles de guidage 22 et 23 sont également centrées entre les électrodes de modulation. Le recouvrement des électrodes de mo- dulation et des mailles de guidage se termine avant la première rangée d'ouvertures 34. Ce recouvrement protège l'entrée de l'espace 24 à l'encontre des effets de champ limite des ten- sions de polarisation sur les mailles de focalisation et d'accé- lération et les électrodes d'extraction 36. Les électrodes de modulation et d'isolation qui sont maintenues sur le support 32 peuvent être appliquées sur la plaque de base 17 et le sup- port 32 peut être supprimé. Dans ce cas, les mailles de guidage 22, 23 et la cathode 26 seront centrées entre le support modu- lateur 31 et la plaque de base 17. Comme on peut le voir sur la figure 4, les supports de mo- dulation 31 et 32 peuvent être également utilisés pour supporter les électrodes d'injection d'électrons 43 qui sont employées pour constituer une section d'entrée. Une telle section renforce l'injection d'électrons dans les espaces 24 entre les mailles de guidage 22 et 23. Lorsqu'on utilise une section d'entrée, les électrodes d'injection 43, qui constituent la section d'entrée sont disposées perpendiculairement aux électrodes de modulation et elles s'étendent sur toute la dimension transversale du sys- tème guide de faisceau/canon électronique, dans le même plan que les électrodes de modulation. Les électrodes d'injection, sur les deux supports 31 et 32 sont disposées par paire et elles sont alignées de telle manière que chaque paire chevauche l'une des rangées transversales d'ouvertures de mailles de guidage 22 et 23. Des potentiels de polarisation sont appliqués aux électrodes d'injection afin d'améliorer l'injection des électrons dans l'es- pace 24 entre les mailles de guidage. La figure 5 montre le support de cathode 29 de trois ensem- bles adjacents guide de faisceau/canon électronique, supportant la cathode 26. Les trois supports 29 sont réalisés à partir d'un matériau non conducteur, tel qu'une céramique, et ils s'étendent entre des baguettes adjacentes 33 des ensembles ou systèmes indi- viduels guide de faisceaux/canon électronique. Par conséquent, chaque système comprend l'un des supports de cathode. Les bandes céramiques présentent une largeur qui leur donne la résistance mécanique désirée. La cathode 26 est supportée par les supports de cathode à chaque canal du dispositif d'affichage. La cathode 26 peut être couplée aux bandes céramiques 29 en ne plaçant pas de matériaIyemettant des électrons aux points 44, le long de la longueur de la cathode, aux endroits o doit être réalisé le cou- plage aux bandes céramiques;de façon typique la cathode 26 peut être constituée de tungstène revêtu d'un matériau émetteur d'é- lectrons. La base de tungstène découverte peut être liée aux bandes de support céramique par toute technique bien connue. Etant donné que la cathode est supportée en des points le long de toute sa longueur, les problèmes de vibrations qui sont géné- ralement associés aux cathodes en ligne sont éliminés ou essen- tiellement réduits. Le système unitaire guide de faisceaux/canon électronique est réalisé à partir d'éléments qui sont faciles à fabriquer en utilisant des techniques d'assemblage de masse-et ces éléments peuvent être montés en mettant en oeuvre des techniques et des équipements d'assemblage automatique. Il en résulte que les sys- tèmes selon cette invention peuvent être fabriqués rapidement et avec précision. Les systèmes terminés sont montés avec précision sur la plaque de base 17, en utilisant des encoches de référence. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limi- tée à l'exemple de réalisation décrit et représenté mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 9 2477308 REVENDICATIONS 1.- Système canon électronique/guide de faisceaux pour dis- positif d'affichage à panneau plat (10) qui comprend un guide de faisceau le long duquel les électrons se propagent sous la forme de faisceaux, ce guide comprenant au moins: deux mailles de guidage (22, 23), disposées parallèlement et espacées l'ur de l'autre de façon à délimiter au moins un espace (24) le long du- quel des électrons peuvent se propager; une source d'électrons (26), des moyens de support (29) pour maintenir ladite source d'électrons (26) le long du plan du centre de l'espace ménagé entre les mailles de guidage (22, 23); des moyens de modulation (31, 32, 39, 41) pour moduler les électrons et au moins une élec- trode supplémentaire (27) parallèle et espacée par rapport aux mailles de guidage (22, 23), ce système étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'écartement (33), espacés le long de la longueur dudit système afin de maintenir les mailles de gui- dage (22, 23), les moyens de modulation (31, 32, 39, 41), les moyens de support de la source d'électrons (29) et ladite élec- trode supplémentaire (27), de manière que tous ces éléments constituent un ensemble unitaire. 2.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de modulation (31, 32, 39, 41) comprennent des supports de modulateur (31, 32) disposés sur les c8tés opposés de ladite source d'électrons (26) et des électrodes de modula- tion (39a, 39b, 39c, 41a, 41b, 41c) fixées auxdits supports, ces derniers étant maintenus parallèles aux mailles de guidage (22, 23) par une partie desdits moyens d'écartement (33). 3.- Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une portion desdites électrodes de modulation (39a, 39b, 39c, 41a, 41b, 41c) recouvre une partie desdites mailles de guidage (22, 23). 4.- Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite source d'électrons est une cathode (26) centrée sensible- ment entre lesdites électrodes de modulation (39a, 39b, 39c, 41a, 41b, 41c) et en ce que lesdits moyens (29) prévus pour supporter ladite source d'électrons (26) comprennent un élément isolant (29) fixé à une partie desdits moyens d'écartement (33), ladite cathode étant fixée à l'élément isolant (29). 5.- Système selon la revendication 4, caractérisé en ce 2477308 qu'il comporte des électrodes d'injection (43), supportées par lesdits supports de modulateur (5., 32), lesdites électrodes d'injection (43) étant sensiblement perpendiculaires aux élec- trodes de modulation (39a, 39b, 39c, 41a, 41b, 41c).