Brevet FR2494879A1 — publié le 19820528

La présente invention est relative à des dispositifs d'affichage à panneai plat, et elle vise plus particulièrement un système de réduction des pertes ou fuites d'électrons dans de tels dispositifs. Le brevet américain "Reissue" n0 30 195 décrit un dispositif d'affichag à panneau plat dans lequel une plaque postérieure et une plaque frontale sont espacées dans des plans parallèles. Une pluralité de volets ou cloisons s'étendent entre la plaque postérieure et la plaque frontale afin de diviser l'enveloppe en une pluralité de canaux, et pour supporter la plaque frontale et la plaque postérieure à l'encontre des effets de la pression atmosphérique, après mise sous vide de l'enveloppe. Dans chacun des canaux, on prévoit une paire de mailles de guidage de faisceaux, espac#eset parallèles, qui s'étenden longitudinalement le long des canaux et transversalement sur les canaux. Les mailles de guidage de faisceaux servent de guides le long desquels les faiscea électroniques se propagent sur les longueurs des canaux. La surface interne de la plaque frontale est pourvue d'un écran de lumi- nophores qui s'illumine lorsqu'il est frappé par des électrons. Une pluralité d'électrodes d'extraction sont disposées le long de la plaque de base, et ces électrodes sont utilisées pour éjecter les faisceaux électroniques de la zone située entre les mailles de guidage de faisceaux, afin de diriger les électrons vers l'écran de luminophores. On prévoit des électrodes de déviation sur les côtés des volets de support, et ces électrodes sont électriquement excitées afin de réaliser un balayage transversal des canaux par les électrons. Il en résulte que chacun des canaux contribue à assurer une partie de l'affichage optique total du dispositif. Le brevet américain n0 4 117 368 décrit un système d'affichage à pan- neau plat du type mentionné ci-dessus, qui comporte également une pluralité de volets pour réaliser le support à l'encontre de la pression atmosphérique. On prévoit des électrodes de déviation sur les deux côtés des volets, de façon que chaque volet supporte une électrode de déviation pour chacun des deux canaux adjacents. Afin d'éviter une charge du condensateur formé par les électrodes de déviation sur un support unique, des canaux adjacents sont ba- layés dans des directions opposées. En conséquence, on applique des tensions de balayage égales aux électrodes de déviation sur chaque volet de support, et on élimine ainsi les effets nuisibles de la charge de la capacité. 2 2494879 Les inventions décrites dans les brevets mentionnés ci-dessus donnent toute satisfaction, en ce qui concerne les buts qu'elles visent. Cependant, des problèmes se posent, par suite des pertes ou fuites. d'électrons à partir des guides de faisceaux. Selon un mode classique de fonctionnement, la première ligne balayée pendant la production d'un affichage optique (visuel) est celle qui est la plus éloignée de la cathode, et la dernière ligne balayée est celle qui est la plus rapprochée de cette cathode. Il en résulte que les faisceaux élec- troniques se déplacent au-delà de nombreuses lignes, y compris la dernière ligne, qui ont été balayées depuis une période de temps relativement inmpor- tante, pendant laquelle aucun balayage ne s'est produit. L'éventualité d'une fuite d'électrons vers l'écran, dans la zone de la cathode, est donc relative- ment importante, et une dégradation de l'affichage optique peut se produire, et se produit d'ailleurs souvent. Cette invention se propose de pallier les difficultés résultant des fuites d'électrons, et, en conséquence, d' améliorer fortement la qualité de 1 affichage Optique. Un dispositif d'affichage électronique selon la présente invention est divi- sé en une pluralité de canaux par une pluralité de volets, de manière connue. Chaque canal dirige les faisceaux électroniques le long d'un plan sensiblement parallèle à l'écran de l'affichage. Des électrodes, disposées transversalement aux canaux, dirigent les faisceaux électroniques vers l'écran. Des électrodes de balayage sont disposées sur les deux côtés des volets de support, er elles sont polarisées de manière à assurer un balayage transversalement à l'écran des faisceaux ainsi dirigés, chaque canal contribuant donc à assurer l'affichage optique complet. Les électrodes de balayage sont divisées en segments dans le sens de la propagation électronique, afin que le faisceau électronique se propage séquentiellement au-delà des segments. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence au dessin annexé, qui en illustre un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur le dessin: - la Figure 1 est une vue simplifiée en perspective, avec arrachement partiel, représentant les composants essentiels d'un dispositif d'affichage à panneau plat comportant un système selon un premier exemple de réalisation de l'invention; - la Figure 2 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, du système selon le premier exemple de réalisation de l'invention; et, - la Figure 3 est une vue schématique et simplifiée montrant un exemple du mécanisme de commutation pour appliquer des tensions de balayage et de déviation aux électrodes de balayage du dispositif d'affichage selon cette inven tien. Sur la Figure 1, on a représenté un dispositif d'affichage à panneau plat mettant en oeuvre un mode de réalisation préféré du dispositif selon cette invention. Ce dispositif d'affichage 110 comprend une enveloppe sous vide 11, comportant une section d'affichage 13 et une section de canons électroniques 14. L'enveloppe 11 comporte une paroi frontale 16 et une plaque de base 17, espacées l'une de l'autre par des parois latérales 18. Un écran d'affichage 12 est positionné le long de la paroi frontale 16, et il donne une sortie visuelle lorsqu'il est frappé par des électrons. Une pluralité de volets de support parallèles et espacés 19 sont disposé entre la paroi frontale 16 et la plaque de base 17. Les volets de support 19 constituent le support interne nécessaire à l'encontre de l'action de la pressic atmosphérique, et ils divisent l'enveloppe 11 en une pluralité de canaux 21. Chacun des canaux 21 contient une paire de mailles de guidage de faisceaux parallèles et espacées 22 et 23, qui s'étendent transversalement sur les ca- naux et longitudinalement le long des canaux depuis la section de canon 14 jusqu'à la paroi latérale opposée 18. Une cathode 26 émet des électrons dans les espaces 24 séparant les paires de mailles de guidage. Ces mailles de gui dage 22 et 23 sont munies d'ouvertures 27 qui sont disposées longitudinalemen en colonnes, le long des canaux 21, et en rangées transversalement aux ca- naux. Une maille focale 28 est espacée au-dessus de la maille de guidage su- périeure 22 (en regardant la Figure 1), cette maille focale 28 étant parallèle à la maille supérieure 22. On prévoit une pluralité d'électrodes d'extraction 29, disposées le long de la plaque de base 17 de façon qu'elles s'étendent transversalement aux canaux 21, sur toute la largeur du dispositif d'affichage 10. Les électrodes d'extraction 29 sont disposées directement en-dessous des rangées d'ouver- tures 27 des mailles de guidage 22 et 23. Des tensions de polarisation appro. priées sont appliquées à la maille focale 28 et aux électrodes d'extraction 29, 4 24943'79 afin d'amener les électrons émis à partir de la cathode 26 à se propager entre les mailles de guidage 22 et 23, dans les espaces 24, sur toute la longueur des canaux. Une maille d'accélération 31 est disposée de façon à être parallèle à la maille focale 28 et espacée de cette dernière. La maille d'accélération 31 comporte une pluralité d'ouvertures 33, qui sont également alignées en co- lonnes longitudinalement aux canaux, et en rangées transversalement à ces canaux. Des électrodes de balayage segmentées 32 sont disposées sur les deux côtés des volets de support 19, de manière que chaque volet supporte une élec- trode de balayage segmentée pour deux canaux adjacents. Lors du fonctionnement de base du dispositif, les faisceaux électroniques se propagent dans les espaces 24 compris entre les mailles de guidage 22 et 23, jusqu'à la réalisation d'une ligne de l'affichage optique, ces faisceaux étant dirigés vers l'écran 12. L'extraction des faisceaux électroniques des espaces compris entre les mailles de guidage s'effectue en appliquant une tension néga- tive à l'une des électrodes d'extraction 29. La tension négative amène les faisceaux électroniques à traverser les ouvertures 27 des mailles de guidage et les ouvertures 33 de la maille d'accélération 31 et de la maille focale 28. Les faisceaux électroniques extraits sont balayés transversalement sur les canaux 21 en appliquant des tensions variées, par exemple des formes d'ondes en dents de scie, aux électrodes de balayage 32, sur les côtés des volets de support 19. Il en résulte que chaque canal est balayé transversalement entre les deux volets de support 19, de manière que chaque canal contribue à assurer une partie de chaque ligne de l'affichage visuel sur la plaque frontale 16. Etant donné que tous les faisceaux électroniques passent devant l'élec- trode d'extraction 29a (Figure 1), qui est la plus rapprochée de la cathode 26, il existe une probabilité relativement importante que des électrons s'échappent de l'espace compris entre les mailles 22 et 23, et qu'il -se produise donc une perte ou une fuite d'électrons vers l'écran 12, ce qui diminue la qualité de l'affichage optique. Cette éventualité d'une fuite d'électrons est inacceptable- ment élevée au voisinage de la cathode. De façon typique, 500 lignes sont ba- layées sur toute la dimension transversale de l'affichage. Par conséquent, pour chaque ligne transversale de l'affichage, l'information vidéo est affichée pendant une durée égale au 1/500ème du temps d'affichage. En ce qui con- 2494%79 cerne l'électrode d'extraction 29a, la plus proche de la cathode 26, la fuite d'électrons peut se produire 499 fois pendant la durée d'affichage d'une ligne. La présente invention surmonte cette difficulté en segmentant les élec- trodes de déviation 32, comme illustré par la Figure 2. L'électrode de dévia- tion 32 est divisée en une pluralité de segments 32a- 32g, comme on peut le voir sur la Figure 2. Les dimensions des segments, parallèlement à la direc- tion E de propagation du faisceau électroniques l'intérieur des guides de fais ceaux, appelées ci-après la largeur de chaque segment, sont sensiblement égales. Le segment 32a est celui qui est le plus rapproché de la cathode 26. Tous les segments 32a à 32g sont disposés de manière que leurs bords supé- rieurs les plus rapprochés de l'écran 16 soient alignés. En outre, les dimen sions des segments qui sont parallèles à une ligne s'étendant de l'écran 12 à la plaque de base 19 (cette dimension sera appelée hauteur), deviennent pro- gressivement plus importantes lorsque augmente la distance à partir de la cathode 26. Une pluralité de conducteurs 34a à 34g sont respectivement connectés aux segments 32a à 32g. Ces conducteurs sont utilisés pour coupler les tension de balayage aux segments. Les conducteurs 34a à 34g sont disposés de préfé- rence entre la plaque de base 17 et les segments 32 à 32g, étant donné que les faisceaux électroniques, lorsqu'ils sont balayés sur les canaux, sont encore écartés des volets 19, à cet emplacement. Lors du fonctionnement, les tensions de balayage qui amènent les fais- ceaux électroniques à balayer transversalement les canaux 21 sont appliquées aux segments 32g, sur les côtés opposés des canaux 21 les plus éloignés de la cathode, par l'intermédiaire de connecteurs 34g. Les autres segments 32a à 32f, sur un côté de chaque canal, sont polarisés avec une tension par exemple de 1 à 2 kV inférieure à la tension sur l'écran, alors que ces segments 32a à 32f, sur l'autre côté, sont maintenus à la tension de l'écran ou à une tension plus élevée. Par conséquent, les électrons de fuite, qui s'échappent de la zone située entre les mailles de guidage 22 et 23, et qui circulent vers l'écran 12, sont déviés, par la tension sur un côté d'un canal, vers les électrodes segmen tées sur l'autre côté du canal. Les électrons de fuite sont donc empêchés d'ai teindre l'écran 12, et ils ne perturbent pas la qualité de l'affichage optique. Le faisceaux électroniques se propagent le long des canaux vers le segment 32g, 6 2494879 et ils sont ensuite extraits de la zone située entre les mailles 22 et 23, pour se diriger vers l'écran 12. Les faisceaux électroniques sont ensuite balayés par la tension de ba- layage sur les segments 32g, afin de former une ligne de l'affichage optique transversalement au canal, de la manière désirée. Ce fonctionnement continue jusqu'à ce que toutes les lignes qui coïncident avec le segment 32g aient été produites et que commence la production des lignes qui coïncident avec le seg- ment 32f. A ce moment, la tension de déviation empêchant les fuites d'élec- trons, sur le segment 32f, est remplacée par la tension de balayage. A cet instant, la tension de balayage est simultanément appliquée aux segments 32g et 32f, pendant que la tension de déviation empêchant les fuites continue à être appliquée sur les segments 32a à 32e. Il en résulte que la tension de balayage est appliquée séquentiellement aux segments d'électrode, jusqu'à ce que les lignes d'affichage qui coïncident avec le segment 32a soient balayées, et jusqu'à production d'un affichage optique complet. Les espaces 36 (Figure 2) situés entre des segments d'électrode adja- cents sont relativement petits, et, par conséquent, les tensions de déviation empêchant les fuites d'électrons ont une certaine influence sur les faisceaux électroniques en cours de balayage sur les canaux. Pour cette raison, Ine commutation de la tension de déviation empêchant les fuites d'électrons à une tension de balayage se produit de préférence avant le balayage complet du seg- ment précédent. Dans cet exemple, une commutation vers la tension de ba- layage se produit de préférence au moment o environ 75 % du segment précé- dent a produit une sortie optique. Les espaces séparant les segments d'électrodes sont petits par rapport à la zone des électrodes, et, par conséquent, un pourcentage très important des électrons de fuite atteint les électrodes, et un pourcentage très faible des électrons passe entre les électrodes. Il en résulte qu'une charge peut s'établir dans les espaces séparant les électrodes. Un tel établissement de charge peut être évité en appliquant un revêtement résistif aux deux côtés des volets 19, avant l'application des électrodes 32a à 32g. Les hauteurs décroissantes des segments 32a à 32g n'ont pas d'effet nuisible sur le balayage du faisceau électronique, étant donné que les conduc- teurs 34a à 34g reçoivent également la forme d'onde de balayage. Ainsi, par 7 2494D7? exemple, lorsque le segment 32e est en cours de balayage, les segments 321 et 32g sont également balayés. Il en résulte que les conducteurs 32e, 32f et 32g reçoivent également la forme d'onde de balayage, et, par conséquent, la hauteur du segment 32e est effectivement augmentée par les conducteurs 34f et 34g. Le nombre de segments de balayage utilisé dépend de l'amélioration que l'on désire obtenir, en ce qui concerne le problème des fuites. Par consi quent, si on utilise davantage de segments, on augmente l'amélioration. Ce- pendant, il existe une limite supérieure, étant donné que chaque segment af- fecte les segments adjacents. Il en résulte que, lorsque la longueur de propa gation de chaque canal est de 76, 2 cm, une limite supérieure raisonnable Ber de l'ordre de 15 segments, chaque segment ayant sensiblement une largeur de cm. Cependant, 10 segments seront tout à fait efficaces pour diminuer les fuites d'électrons, et ce nombre est typiquement plus pratique, étant donne qu'il permet une diminution du nombre d'électrodes de connexion 34a à 34g, ce qui simplifie les circuits de commutation. La Figure 3 est une représentation schématique simplifiée d'un méca- nisme de commutation qui peut être utilisé pour assurer la polarisation des électrodes segmentées. Un générateur de tension de balayage 36 produit une forme d'onde triangulaire ou en dents de scie, et il est connecté,par une ligne de sortie 37, à un curseur conducteur 38. Le curseur conducteur 38 vient en contact, par glissement, avec le conducteur 34g. Un générateur de tension di déviation empêchant les fuites d'électrons 39 délivre une tension de déviation à un autre curseur conducteur 41, par l'intermédiaire du conducteur 40. Le curseur conducteur 41 est en contact de glissement avec les conducteurs res- tants 34a à 34f. Initialement, les faisceaux électroniques se propagent le lonj des canaux 21, les tensions étant appliquées aux segments 32a à 32g (Fig. 3) de manière que le balayage transversal se produise sur le segment 32g et que les électrons de fuite soient déviés sur les autres segments. Lorsque les fais ceaux électroniques en cours de propagation atteignent la position pour la- quelle sensiblement les 25 derniers pourcents du segment 32g doivent encore produire l'affichage optique, le curseur 38 glisse de façon à venir au contact du conducteur 34f, cependant que, simultanément, le curseur 41 glisse pour interrompre le contact avec le conducteur 34f. 8 2494379 Le commutateur étant dans cette position, les segments 32f et 32g sont tous deux balayés par les tensions variables provenant du générateur de ba- layage 36, cependant que la tension de déviation empêchant les fuites d'élec- trons, délivrée par le générateur 39, continue à être appliquée aux segments 32a à 32e. Ce fonctionnement continue jusqu'à ce que le faisceau électronique en cours de propagation soit balayé entre les segments 32a, et, à cet instant, tous les segments 32a à 32g sont reliés au générateur de tension de balayage 36. Le circuit de commutation schématique et simplifié représenté sur la Fi- gure 3 est utilisé uniquement à titre d'exemple; en effet, dans le dispositif effectivement réalisé, cette commutation s'effectue électroniquement en met- tant en oeuvre des moyens bien connus de l'homme de l'art. 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. 9 2494Z79 REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'affichage électronique (10) qui comprend: une enveloppi mise sous vide (11) ayant un panneau frontal (16), une plaque postérieure (17) et une paroi latérale (18); un écran de luminophores (12) sur ledit panneau frontal (16); une pluralité de- volets (19) divisant ladite enveloppe en une plura- lité de canaux (21); une source d'électrons (26) pour délivrer au moins un faisceau électronique; des guides (22, 23), dans chacun desdits canaux (21), pour assurer la propagation dudit faisceau électronique longitudinalement le long desdits canaux (21), sensiblement parallèles audit écran (12); des élec- trodes d'extraction (29), s'étendant le long de ladite plaque postérieure (17) pour diriger sélectivement ledit faisceau électronique vers ledit écran (12), et des électrodes de balayage (32) sur lesdits volets (19), pour balayer ledit fais- ceau électronique transversalement aux canaux (21) de manière que chaque ca- nal (21) contribue à assurer une partie d'un affichage optique sur ledit écran (12), ce dispositif d'affichage électronique étant caractérisé en ce que les élec trodes de balayage (32) sont divisées en segments selon la direction de propa- gation du faisceau électronique longitudinal, de manière que ledit faisceau se propage séquentiellement au-delà des segments d'électrodes de balayage (32a à 32g). 2 - Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (34) pour appliquer une tension variable à une pre- mière partie desdits segments d'électrode (32a- 32g), afin de balayer trans- versalement ledit faisceau électronique sur lesdits canaux (21), et des moyens (34) pour appliquer une tension de déviation à une seconde partie desdits seg- ments (32a - 32g), afin de dévier dudit écran (12) les électrons de fuite. 3 - Dispositif d'affichage selon l'une des revendications 1 ou 2, carac- térisé en ce qu'il comporte des conducteurs (34) sensiblement parallèles à la longueur des volets (19), afin de coupler lesdits segments (32a -32g) aux sources de tension. 4 - Dispositif d'affichage selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits conducteurs (34) sont disposés entre lesdits segments d'électrode (32a -32g) et ladite plaque postérieure (17). - Dispositif d'affichage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les dimensions des segments adjacents (32a -32g), le long d'une ligne qui 2494379 s'étend entre ledit écran (12) et ladite plaque postérieure (17), sont progres- sivement plus importants dans la direction de la propagation longitudinale. 6 - Dispositif d'affichage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les côtés desdits segments d'électrodes (32a -32g) les plus proches de l'écran (12) sont alignés le long d'une droite parallè!le audit écran (12). 7 - Dispositif d'affichage selon l'une des revendications 4 ou 5, carac- térisé en ce qu'il comporte un revêtement résistant sur les deux côtés desdits volets (19). 8 - Procédé pour diminuer les fuites ou pertes d'électrons dans un dispositif d'affichage (10) divisé en canaux (21) de propagation de faisceaux électroniques par des volets (19) supportant des électrodes de balayage (32), caractérisé en ce qu'il consiste à: - diviser lesdites électrodes de balayage (32) en une pluralité de segments (32a-32g) dans la direction de propagation du faisceau électronique - appliquer une tension de balayage à l'un au moins de ces segments (32a - 32g); et, - appliquer une tension de déviation aux autres segments (32a 32g), afin de dévier les électrons de fuite pour les écarter de l'écran (12). 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite ten- sion de balayage est appliquée séquentiellement aux segments adjacents (32a - 32g), afin d'augmenter le nombre de segments balayés (32a - 32g), et en ce que ladite tension de déviation est enlevée séquentiellement des segments adjacents (32a - 32g), afin de faire diminuer le nombre de segments déviés (32a -32g) selon le même taux que diminue le nombre de segments balayés. 10 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite tension de balayage est appliquée en premier lieu sur le segment (32g) qui est atteint le dernier par le faisceau électronique. 11 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite augmentation du nombre de segments balayés (32a -32g) se produit après qu'une proportion de l'ordre de 75 % du segment en cours de balayage ait produit une sortie optique.