Brevet FR2499275A1 — publié le 19820806

La présente invention est relative à des dispositifs d'affichage à panneau plat, et elle concerne plus particulièrement une structure de maille de focalisation et une technique de polarisation pour de tels dispositifs. Le brevet américain "Reissue" n' 30 195 décrit un dispositif d'affi- chage à panneau plat dans lequel une plaque postérieure et une plaque frontale sont espacées dans des plans parallèles. Une pluralité de volets de séparation 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 postérieure et la plaque frontale à l'encontre des effets de la pression atmosphérique après mise sous vide de l'enveloppe du tube. Dans chacun des canaux ainsi obtenus, on dispose une paire de mailles de guidage de faisceaux parallèles et espacées les unes des autres, ces mailles s'étendant longitudinalement le long des ca- naux et transversalement sur les canaux. Les mailles de guidage de faisceaux servent de guides le long desquels les faisceaux électroniques se propagent sur les longueurs des canaux. La surface interne de la plaque frontale est pourvue d'un écran de luminophores qui s'illumine lorsqu'il est frappé par les électrons. Une plura- lité d'électrodes d'extraction sont disposées le long de la plaque postérieure, ces électrodes étant utilisées pour éjecter les faisceaux électroniques d'entre les mailles de guidage de faisceaux, afin de diriger les faisceaux électroniques vers l'écran de luminophores. On prévoit des électrodes de déviation sur les côtés des volets de support, ces électrodes étant électriquement excitées afin d'amener les électrons à balayer transversalement les canaux. Par consé- quent, chacun des canaux contribue à assurer-une portion de l'affichage visuel ou optique total du dispositif. Le brevet américain n0 4 137 478 décrit un dispositif d'affichage à panneau plat du type à échelleld'éléments qui met en oeuvre un guide séparé et un faisceau électronique pour chaque élément de couleur, dans chaque ligne de l'affichage optique. Le dispositif n'utilise donc pas d'électrodes de déviation. Les faisceaux électroniques sont dirigés vers la ligne désirée en polarisant de façon appropriée l'un des nombreux moyens de focalisation qui s'étendent sur le dispositif. Le nombre de conducteurs de focalisation est au moins égal au nombre de lignes de l'affichage. Les inventions décri-tes dans cet état antérieur de la technique sont 2 2499275 tout à fait satisfaisantes pour les buts recherchés; cependant, un dispositif d'affichage devant être utilisé avec des signaux de télévision du type standard américain NTSC doit etre capable de balayer sensiblement 525 lignes. En conséquence, les mailles du dispositif décrit dans le brevet américain "3Reissue" n' 30 195 doivent contenir un certain nombre de rangées d'ouvertures,qui soit égal à au moins la moitié du nombre de lignes de l'affichage. De même, le nombre de conducteurs de focalisation du système décrit dans le brevet amé- ricain n' 4 137 478 doit être au moins égal au nombre de lignes de l'affichage. Les dimensions, et, par suite, les tolérances admises pour les deux types de dispositifs, doivent être très précises, ce qui se traduit par une fabrication très difficile de ces systèmes. La présente invention se propose de surmonter ces difficultés en ap- portant une structure de maille de focalisation et des techniques de focalisation qui permettent d'augmenter fortement les dimensions des dispositifs d'affichage, et de diminuer sensiblement les tolérances. Un dispositif d'affichage à panneau plat selon la présente invention comprend des moyens pour focaliser les faisceaux-électroniques se déplaçant depuis une structure de guide de faisceaux vers un écran d'affichage. Les moyens de focalisation comprennent une pluralité de mailles de focalisation qui sont parallèles les unes aux autres et à la structure de guide de faisceaux. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés, qui en il- lustrent un exemple de réalisation préféré, dépourvu de tout caractère limita- tif. Sur les dessins: - la Figure 1 est une vue en perspective simplifiée, avec arrachement partiel, montrant les principaux composants d'un dispositif d'affichage à pan- neau plat mettant en oeuvre 1 e système selon l'invention; - la Figure 2 est une vue en perspective, avec arrachement par- tiel, d'un mode de réalisation préféré d'un dispositif selon cette invention - la Figure 3 est une vue en coupe selon 3-3 de la Figure 2; et, - la Figure 4 est une coupe, prise selon 4-4, de la Figure 2. La Figure 1 représente un dispositif d'affichage à panneau plat, dési- gné dans son ensemble par la référence 10, qui met en oeuvre le système se- lon l'invention. Ce dispositif 10 comprend une enveloppe sous vide 11, ayant 3 2499275 une section d'affichage 13 et une section de canons à électrons 14. L'enve- loppe 11 comporte une plaque frontale 16 et une plaque postérieure 17, main- tenues séparées l'une de l'autre et parallèles l'une à l'autre par des parois latérales 18. Un écran d'affichage 12 est positionné le long de la plaque fron- tale 16, et il donne une sortie optique ou visuelle lorsqu'il est frappé par des électrons. Une pluralité de volets de support parallèles et espacés 19 sont dis- posés entre la plaque frontale 16 et la plaque postérieure 17. Les volets de support 19 fournissent le support interne désiré à l'encontre de la pression atmosphérique externe, et ils divisent l'enveloppe 11 en une pluralité de ca- naux 21. Chacun des canaux 21 contient une paire de mailles de guidage de faisceaux parallèles et espacés 22 et 23 qui s'étendent transversalement sur les canaux et longitudinalement le long des canaux, à partir de la section de canons 14 vers la paroi latérale opposée 18. Une cathode 26 est disposée de manière à émettre des électrons dans les espaces 24 séparant les paires de mailles de guidage. Les mailles de guidage 22 et 23 comportent des ouver- tures ou perforations 27 qui sont disposées longitudinalement en colonnes le long des canaux, et transversalement en rangées sur les canaux. Deux mailles de focalisation 28 et 29 (mailles focales) sont espacées audessus de la maille de guidage supérieure 22., tout en étant parallèlesà cette dernière. Une plura- lité d'électrodes d'extraction 30 sont disposées le long de la plaque postérieure 17 de manière à s'étendre transversalement sur les canaux 21, sur toute la largeur du dispositif d'affichage 10. Les électrodes d'extraction 30 sont dispo- sées immédiatement en-dessous des rangées d'ouvertures 27 des mailles de guidage 22 et 23. Des tensions de polarisation appropriées sont appliquées aux mailles de focalisation 28 et 29 et aux électrodes d'extraction 30, de ma- nière à amener les électrons émis par 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 parallèlement à la maille de focalisation 28 et espacée par rapport à cette dernière, et elle contient une pluralité d'ouvertures 33, qui sont également alignées longitudinalement en colonnes et transversalement en rangées par rapport aux canaux. Des élec- trodes de balayage 32 sont disposées sur les deux côtés des volets de support 4 2499275 19, de manière que chaque volet supporte une électrode de balayage pour deux canaux adjacents. Lors du fonctionnement, les faisceaux électroniques se propagent dans les espaces 24, situés entre les mailles de guidage 22 et 23, jusqu'à ce que la production d'une ligne de l'affichage optique exige que les faisceaux soient dirigés vers l'écran 12. L'extraction des faisceaux électroniques des espaces compris entre les mailles de guidage est réalisée en appliquant une tension négative à l'une des électrodes d'extraction 30. La tension négative amène les faisceaux électroniques à traverser les ouvertures 27 de la maille de guidage 22, les ouvertures 34 et 35 des mailles de focalisation 28 et 29, respectivement, et les ouvertures 33 de la maille d'accélération 31. Les faisceaux électroniques extraits sont balayés transversalement sur les canaux 21 par l'application de tensions variées, présentant par exemple des formes d'onde triangulaires, aux électrodes de balayage 32, sur les côtés des volets de support 19. Par conséquent, chaque canal est balayé transversalement entre les deux volets de support 19, de manière que chaque canal contribue à assurer une portion de chaque ligne de l'affichage visuel sur la plaque frontale 16. La Figure 2 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, d'un mode de réalisation préféré d'un dispositif selon l'invention qui permet d'engendrer quatre lignes d'affichage visuel pour chaque rangée transversale d'ouvertures 27, dans les mailles de guidage 22 et 23. Deux mailles de focali- sation 28 et 29 sont disposées de façon à être espacées et parallèles les unes aux autres et aux mailles de guidage 22 et 23. La grille de focalisation 28 comporte une pluralité d'ouvertures ou perforations 34 qui sont disposées longitudinalement en colonnes le long de la maille, et en rangées transversale- ment à la maille, de la même manière que les ouvertures 27 des mailles de guidage 22 et 23. De même, la maille de focalisation 29 comporte une pluralité d'ouvertures 35 qui sont également disposées en colonnes longitudinales et en rangées transversales. L'espacement entre les mailles de focalisation 28 et 29 est très petit, par exemple de l'ordre de 0, 5 mm, et il est sensiblement inférieur à la distance séparant les mailles 29 et 22 ou les mailles 28 et 31. La Figure 3 est une coupe transversale, prise selon 3-3, de la Figure 2, qui représente trois ouvertures de chaque rangée transversale 2499275 d'ouvertures de chaque maille. La coupe, au travers de la maille 29, traverse la partie de la maille située entre les ouvertures. Chacune des mailles com- prend donc trois colonnes d'ouvertures, et chaque colonne constitue un guide de faisceau électronique. Une telle structure est utilisée lorsqu'une sortie visuelle en couleur doit être produite, en utilisant trois faisceaux électroniques séparés. Cependant, un faisceau électronique unique peut être utilisé pour en- gendrer les trois couleurs de l'affichage optique ou un affichage visuel en noir et blanc. Dans ces exemples, une colonne unique d'ouvertures est comprise dans chaque maille 22, 23, 28, 29 et 31. Par conséquent, en se référant à la Figure 3, seule la colonne médiane d'ouvertures devra être utilisée, dans les cinq mailles. La Figure 4 est une coupe longitudinale selon la ligne 4-4 de la Figure 2, et elle est utilisée pour montrer comment les moyens de focalisation, com- prenant les deux mailles de focalisation 28 et 29, peuvent être utilisés pour en- gendrer quatre lignes de l'affichage visuel pour chacune des rangées transver- sales d'ouvertures des guides de faisceaux et des mailles de focalisation. Par conséquent, un total de 131 rangées transversales d'ouvertures seulement seront nécessaires, pour un affichage de 525 lignes. Les mailles de focalisa- tion 28 et 29 sont étroitement espacées et parallèles les unes aux autres et aux mailles de guidage 22 et 23. Les ouvertures ou perforations 34 de la maille 28 sont décalées longitudinalement des ouvertures 35 de la maille 29. De préfé- rence, ce décalage est égal à la moitié de la dimension longitudinale des ouver- tures 34 et 35. Les ouvertures 34 et 35 ont les mêmes dimensions dans les deux directions, et elles sont dimensionnées longitudinalement de manière à chevaucher deux des ouvertures 27 de la maille de guidage 22. Les électrodes d'extraction 30 sont alignées avec les rangées d'ouvertures 27 des mailles 22 et 23, et leur nombre est donc égal à celui des rangées d'ouvertures. La Figure 4 représente une structure qui peut être polarisée de diffé- rentes façons afin d'engendrer quatre lignes d'affichage pour chacune des électrodes d'extraction 30. Si on le désire, différents nombres de lignes peuvent être engendrés en utilisant d'autres tensions, mailles de focalisation ou électrodes d'extraction. Selon une technique de polarisation, un faisceau électronique 36 se propage dans l'espace 24, situé entre les mailles de gui- dage 22 et 23. Le faisceau électronique 36 est repoussé de l'espace 24 par 6 2499275 l'application d'une tension négative V1 à l'une des électrodes d'extraction 30. Les électrons circulent vers les mailles de focalisation 28 et 29, et ensuite, ils peuvent être déviés le long de l'une des quatre trajectoires 36a, 36b, 36c ou 36d, en fonction des tensions qui sont appliquées aux mailles de Localisation 28 et 29. Les mailles de Localisation 28 et 29 sont polarisées avec une tension nominale V2. La tension nominale V2 est augmentée, dans une maille, soit d'une valeur 4Ffil soit de.bVf2, et elle est diminuée, sur l'autre maille, d'une valeur égale au même incrément, c'est-à-dire: - & Vfi ou - a4 Vú2 (avec L^ Vfi 4 e V 2). Il est donc possible d'utiliser quatre combinaisons de tension, et il en résulte que le faisceau électronique suit les quatre trajec- toires 36a, 36b, 36c et 36d. Par exemple, lorsque la tension sur la maille 28 est égale à V2 +,Vfi, la tension de la maille 29 est V2 - Z1 Vfi, et le faisceau suit la trajectoire 36a. Cependant, en inversant simplement ces deux tensions, le faisceau suit la trajectoire 36d. Le même type de sélection, utili- sant aVf2' se traduit par le fait que le faisceau électronique suit les trajec- toires 36b et 36c. Cependant, dans ces quatre exemples, la tension moyenne, sur les deux mailles 29 et 29, reste égale à V2, et, par conséquent, la focali- sation des faisceaux électroniques, dans l'espace 24 situé entre les mailles 22 et 23, n'est pas affectée par la polarisation des mailles de focalisation à diffé- rentes tensions. Selon une autre technique de polarisation de la structure de mailles de la Figure 4, l'électrode d' extraction est polarisée par une tension V3 ou V4. Lorsqu'on utilise la tension d'extraction V3, le faisceau électronique 37 suit la trajectoire 37a, et, lorsqu'on utilise la tension d'extraction V4. le faisceau électronique suit la trajectoire 37b. Les faisceaux électroniques, le long des trajectoires 37a et 37b, sont encore divisés le long des trajectoires 37c, 37d, et 37e, 37f, respectivement, en polarisant les mailles de focalisa- tion 28 et 29 avec les tensions de polarisation V2 + nVB. Par conséquent, lorsque la tension d'extraction, sur l'électrode d'extraction 30, est égale à V3. le faisceau électronique suit, soit la trajectoire 37c, soit la trajectoire 37d, et, lorsqu'on utilise la tension d'extraction V4Y le faisceau suit soit la trajectoire 37e, soit la trajectoire 37f. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ou représentés ici, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 7 2499275 REVENDICATIONS 1 - Structure de maille de focalisation pour un dispositif d'affichage à panneau plat comportant une zone d'affichage sur laquelle les électrons forment un affichage optique en venant frapper ladite zone, de façon séquen- - 5 tielle, le long de lignes successives, ce dispositif comprenant une structure de guide de faisceaux comportant des moyens de propagation pour propager au moins un faisceau électronique le long de trajectoires sensiblement parallèles à ladite zone d'affichage, ledit dispositif d'affichage étant pourvu également de moyens d'extraction disposés de façon sensiblement perpendiculaire auxdits moyens de propagation et sensiblement parallèle auxdites lignes successives, afin de repousser au moins un faisceau électronique desdits moyens de propa- gation de faisceau vers la zone d'affichage pour réaliser un balayage le long desdites lignes, cette structure étant caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de mailles de focalisation munies d'ouvertures (28, 29), parallèles et espacées les unes des autres et par rapport aux moyens de propagation de faisceaux électroniques (22, 23), afin que les faisceaux électroniques qui se déplacent vers ladite zone d'affichage (13) soient focalisés par ladite structure de mailles de focalisation. 2 - Structure de maille de focalisation selon la revendication 1, carac- térisée en ce que chacune des mailles de focalisation comprend des ouvertures (34, 35) disposées dans au moins une colonne sur la longueur desdites mailles, et selon la direction de propagation du faisceau électronique, et en ce que les- dits moyens d'extraction comprennent une pluralité d'électrodes d'extraction (30) qui s'étendent le long d'une dimension de la zone d'affichage et perpendi- culairement à au moins une colonne- 3 - Structure de maille de focalisation selon la revendication 2, carac- térisée en ce que les ouvertures des mailles de focalisation respectives sont décalées dans la direction de la propagation du faisceau électronique. 4 - Structure de maille de focalisation selon la revendication 3, carac- térisée en ce que ledit décalage est sensiblement égal à la moitié de la dimen- sion desdites ouvertures, dans la direction de propagation du faisceau élec- tronique. - Structure de maille de focalisation selon la revendication 4, carac- térisée en ce que chacune des mailles de focalisation comporte une colonne d'ouvertures. 8 2499275 6 - Structure de maille de focalisation selon la revendication 4, carac- térisée en ce que chacune desdites mailles de Localisation comprend trois co- lonnes d'ouvertures, et en ce que les ouvertures de chacune desdites mailles sont disposées en rangées transversalement auxdites mailles de focalisation. 7 - Structure de maille de Localisation selon l'une des revendications ou 6, caractérisée en ce qu'il existe deux mailles de focalisation. 8 - Structure de maille de focalisation selon la revendication 7, carac- térisée en ce que l'une desdites mailles de Localisation est polarisée à l'une des quatre tensions V2 + 'e Vfi +; V ú?_ et l'autre de ces mailles est polarisée avec une autre des quatre tensions V2 + ^^^V^fi^ AV12, les deux tensions étant choisies de manière que la tension moyenne, sur les deux mailles, soit Vy2, et en ce que l'une desdites électrodes d'extraction est polarisée avec une tension V1 afin de repousser les faisceaux électroniques desdits moyens de propagation, de manière que ledit faisceau électronique vienne frapper la zone d'affichage sur l'une des quatre lignes. 9 - Structure de maille de Localisation selon-la revendication 7, carac- térisée en ce que l'une des mailles de Localisation est polarisée avec l'une des tensions V2 + ' V f, et l'autre de ces mailles de focalisation est polarisée avec l'autre desdites tensions V1 +A4 Vfi, et en ce que lesdits faisceaux élec- troniques sont quelquefois repoussés desdits moyens de propagation en polari- sant l'une des électrodes d'extraction à une tension V3, et ils sont quelquefois repoussés desdits moyens de propagation en polarisant l'une des électrodes d'extraction à l'aide d'une tension V4. de manière que lesdits faisceaux élec- troniques repoussés viennent frapper ladite zone d'affichage sur l'une des quatre lignes.