Brevet FR2537314A1 — publié le 19840608

La présente invention concerne, d'une façon générale, des dispositifs d'affichage à panneau plat, et elle vise plus particulièrement un système de guide de faisceaux électroniques blindé ou protégé pour de tels dispositifs. Le brevet américain no 4 330 735 décrit un système de guide de fais- ceaux pour un dispositif d'affichage à panneau plat dans lequel une paire de mailles de guidage de faisceaux, une maille focale ou de focalisation, et une maille d'accélération, sont maintenues parallèles et espacées à l'aide d'une pluralité de supports isolants qui sont espacés le long des bords des mailles sur toute la longueur du système Des systèmes de guides de faisceaux réa- lises conformément aux indications contenues dans le brevet mentionné ci- dessus sont avantageux, étant donné que les mailles dont est constitué le système sont maintenues de façon sûre, précise et permanente dans la relation d'espacement désirée O De même, les longueurs des supports peuvent être con- tr 81 ées avec précision, de manière à assurer un espacement uniforme des sys- tèmes de guide par rapport à la plaque de base sur laquelle ils reposent Il peut cependant se produire certaines difficultés, -en raison des faibles dimen- sions transversales des systèmes de mailles, qui sont comprises, de façon typique, entre 2, 54 et 3, 175 cm Par conséquent, dans un dispositif d'affi- chage en couleur utilisant trois faisceaux électroniques, les deux faisceaux ex- térieurs sont situés à proximité immédiate des supports isolants Pour cette raison, il peut arriver que des électrons vagabonds,provenant des faisceaux ou d'autres sources, telles que d'une émission de champ, viennent frapper et changer négativement les supports isolants De telles charges affectent de façon nuisible les trajectoires des faisceaux électroniques qui se déplacent vers l'écran En outre, des champs électriques et des composants externes aux systèmes de guides de faisceaux peuvent affecter de façon nuisible les tra- jectoires des électrons dans les systèmes de guides de faisceaux. La présente invention surmonte cette difficulté en prévoyant des moyens de protection ou de blindage qui constituent des écrans maintenant uniformes les champs électriques dans les systèmes de guides de faisceaux, et qui em- pêchent les électrons vagabonds de venir frapper les éléments de support isolants, évitant ainsi une charge électrique des éléments de support. Cette invention a donc pour objet un système de guide de faisceaux électroniques pour un dispositif d'affichage à panneau plat, qui comporte une pluralité de canaux de propagation de faisceaux électroniques et un écran pour 2 253731 4 la production d'une image visuelle, lorsqu'il est frappé par des électrons éjec- tés desdits canaux, ce système comprenant: une paire de mailles de guidage de faisceaux électroniques, parallèles et espacées, ces mailles comprenant au moins une colonne d'ouvertures pour assurer la propagation des faisceaux élec- troniques longitudinalement le long desdits canaux, entre les mailles de guidage, et au moins une maille supplémentaire, disposée parallèlement aux mailles de guidage dont elle est espacée, et une pluralité d'éléments de support recouvrant les espaces entre les mailles de guidage et ladite maille supplémentaire et ve- nant fixement en prise avec les bords des mailles pour maintenir le parallé- lisme desdites mailles, ce système de guide de faisceaux étant caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens de protection, disposés entre les mailles de guide de faisceaux et ledit écran, ces moyens de protection étant maintenus de façon fixe par lesdits moyens de support en des emplacements décalés le long des deux côtés de ladite colonne d'ouvertures. 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 dépourvu 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 l'invention; et, la Figure 2 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, représentant un exemple de réalisation préféré d'un système selon l'invention. En se référant à la Figure 1, on voit qu'un dispositif d'affichage à pan- neau plat 10 comprend une enveloppe mise sous vide Il qui comporte une sec- tion d'affichage 13 et une section de canons électroniques 14 L'enveloppe 11 comprend une plaque frontale 16 et une plaque de base 17, maintenues espacées et parallèles à l'aide de parois latérales 18 Un écran d'affichage 12 est posi- tionné le long de la plaque frontale 16, cet écran donnant une sortie visuelle lorsqu'il est frappé par des électrons. On prévoit une pluralité de volets de support parallèles et espacés 19 entre la plaque frontale 16 et la plaque de base 17, afin d'obtenir le support in- terne désiré à l'encontre de la pression atmosphérique externe, et pour diviser l'enveloppe Il en une pluralité de canaux 21 Un système de guides de faisceaux, qui comprend des mailles de guidage de faisceaux parallèles et espacées 22, 23, une maille focale ou de focalisation 27, et une maille d'accélération 28, 2-5373 1 4 s'étend transversalement sur chaque canal et longitudinalement le long de cha- cun de ces canaux 21 Les mailles 22, 23, 27 et 28 sont maintenues selon l'espacement parallèle désiré à l'aide d'une pluralité d'éléments de support isolants 31, qui sont espacés sur toute la longueur des deux bords des mailles. Une cathode linéaire ou en ligne 26 est supportée entre des électrodes de modu- lation 29 et 30, afin d'émettre des électrons dans les espaces 24, situés entre les mailles de guidage 22 et 23, dans chaque canal 21, pour que les électrons se propagent sur toute la longueur des canaux Chacun des canaux 21 comprend un canon électronique pour les trois couleurs utilisées pour produire un affi- chage en couleur Le canon électronique comprend une partie de la cathode en ligne et les électrodes de modulation 29 et 30, qui sont polarisées de manière à amener les électrons à pénétrer dans les espacés 24 Chacune des mailles 22, 23, 27 et 28 comporte une pluralité d'ouvertures ou de perforations 32, qui sont disposées longitudinalement en colonnes le long des mailles et en ran- gées transversalement aux mailles Une pluralité d'électrodes d'extraction 33 est prévue sur la surface intérieure de la plaque postérieure 17, ces électrodes s'étendant transversalement sur toute la dimension transversale de l'enveloppe 11 Lorsqu'une ligne horizontale particulière de l'affichage visuel doit être affichée sur l'écran 12, on applique une tension négative sur l'une des élec- trodes d'extraction 33, et les électrons sont éjectés de l'espace situé entre les mailles de guidage 22 et 23 de chaque canal, et ils se déplacent vers l'écran 12, afin de produire une ligne de l'affichage visuel, Par conséquent, chacun des canaux 21 contribue à assurer la ligne horizontale complète de l'affichage op- tique. On se réfère maintenant à la Figure 2 Lorsqu'on veut produire un af- fichage en couleurs en utilisant un faisceau électronique pour chaque couleur rouge, verte et bleue, on dispose trois colonnes 32 R, 32 G et 32 B d'ouvertures 32 longitudinalement le long des mailles 22, 23, 27 et 28, de manière que trois faisceaux électroniques transversalement adjacents se propagent dans chacun des canaux Les mailles 22, 27 et 28 sont polarisées selon différentes tensions positives, et, par conséquent, les éléments de support 31 sont typiquement isolants, pour éviter une liaison électrique des différentes mailles En consé- quence, lorsque les faisceaux électroniques se déplacent entre les différentes mailles, des électrons vagabonds provenant des faisceaux, ou des électrons d'émission de champ provenant de sources externes aux systèmes de guides de faisceaux, peuvent venir frapper les supports 31 Etant donné que les sup- ports ne sont pas conducteurs, les électrons vagabonds se rassemblent sur les supports, et ils y établissent des charges Les supports 31 sont situés à proxi- mité immédiate des faisceaux qui se propagent dans les colonnes externes 32 R et 32 B, et, pour cette raison, des charges présentes sur les supports 31 peuvent avoir un effet nuisible sur les trajectoires des faisceaux extérieurs. Par ailleurs, les champs électriques entre les diverses mailles du système de guide de faisceaux peuvent subir des distorsions sous l'effet des champs élec- triques externes du système de guide de faisceaux Par exemple, les parois de support interne 19 sont diélectriques, et elles supportent des électrodes qui sont utilisées pour balayer les faisceaux électroniques transversalement sur les canaux Des défauts d'uniformité dans l'un quelconque de ces compo- sants peuvent entraîner des distorsions des champs dans les systèmes deguide de faisceaux, et nuire aux trajectoires des faisceaux qui circulent dans le sys- tème On peut éviter le dépôt des charges électriques sur les supports 31 et les effets nuisibles des champs électriques externes en prévoyant des moyens de protection ou écrans entre les diverses mailles qui constituent le système. Comme on l'expliquera ci-après, les moyens de protection sont polarisés à diverses tensions. En se référant à la Figure 2, on voit qu'une première paire de moyens de protection ou écrans 36 a et 36 b est disposée entre la maille focale 27 et la maille d'accélération 28, pour sensiblement toute la longueur des mailles et le long des deux bords des mailles Les écrans 36 a et 36 b présentent une section droite sensiblement en forme de J, et ils sont noyés de façon permanente dans les supports 31 Les écrans de protection 36 a et 36 b sont orientés entre les mailles 27 et 28 de manière que les portions incurvées 39 soient disposées en regard de la maille d'accélération 28 et de façon à être recourbées vers les colonnes d'ouvertures 32 R, 32 G, 32 B. Lors du fonctionnement du système de maille de guidage, les mailles 27 et 28 sont polarisées selon des tensions sensiblement différentes, et, de façon typique, les moyens de protection 36 a et 36 b sont polarisés à la même tension que la maille de focalisation 27 Par conséquent, on forme une lentille entre les moyens de protection 36 a et 36 b et la maille d'accélération 28 La partie incurvée 39 des moyens de protection 36 a et 36 b permet d'obtenir avec certitude une surface uniforme lisse sur ladite lentille, ce qui élimine sensi- blement l'émission de champ qui se produirait s'il existait un bord vif en re- 2537314 gard de la maille d'accélération 28 En outre, étant donné que les moyens de protection 36 a, 36 b et la maille de focalisation 27 sont sensiblement à la même tension, les écrans de protection peuvent être plus proches de la maille 27, L'espacement des écrans de protection 36 a, 36 b de la maille d'accélération 28 doit être plus important que l'écartement à partir de la maille focale 27, pour empêcher la formation d'un arc électrique résultant de la différence de tension. Les écrans de protection 36 a, 36 b s'étendent donc sur une distance de l'ordre de 70 % de l'espacement entre la maille focale 27 et la maille d'accélération 28, et l'espacement entre les écrans de protection et la maille d'accélération 28 est égal à sensiblement trois fois la valeur de la distance qui sépare les écrans de protection de la maille de focalisation 27. Une seconde paire de moyens protecteurs 37 a et 37 b est également noyée dans les supports isolants 31, et ces moyens protecteurs sont disposés entre la maille d'accélération 28 et l'écran 12, sensiblement sur toute la lon- gueur du système de guide de faisceaux Les écrans de protection 37 a et 37 b s'étendent vers le haut, vers l'écran 12 (Fig 1), sur une distance qui est faible par rapport à la distance séparant la maille d'accélération 28 de l'écran 12 Par conséquent, tout champ électrique qui sort est faible, et toute irrégularité de surface, sur les bords des écrans de protection, présente une émission de champ minimale et n'affecte pas, ou très peu, les faisceaux électroniques Il en résulte que les bords de l'écran de protection ne sont pas incurvés de la même manière que les écrans de protection 36 a et 36 b Les écrans de protec- tion 37 a et 37 b sont polarisés typiquement à la même tension que la maille d'accélération 28 Comme décrit dans le brevet américain N O 4 131 823, lors- qu'un affichage en couleur doit se former, les deux faisceaux qui sont éjectés des colonnes extérieures 32 R et 32 B doivent converger vers le faisceau prove- nant de la colonne centrale 32 G Les faisceaux qui sont ainsi amenés à conver- ger sont polarisés transversalement sur les canaux, afin de former les seg- ments de ligne individuels qui comprennent une ligne horizontale complète sur le dispositif d'affichage Les écrans de protection 37 a et 37 b peuvent être po- larisés à une tension qui est moins positive que la tension de polarisation sur la maille d'accélération 28 Lorsqu'ils sont ainsi polarisés, les écrans de pro- tection 37 a et 37 b tendent à faire converger les faisceaux électroniques vers le point désiré au-dessus de la maille 28 En variante, une forme d'onde de balayage du type décrit dans le brevet américain N O 4 117 368 peut être super- 6 253731 4 posée à la tension de polarisation appliquée aux électrodes 37 a et 37 b, pour assurer le balayage des faisceaux électroniques sur les canaux et pour former les segments de ligne individuels. Une troisième paire d'écrans de protection 38 a et 38 b peut être disposée entre la maille de guidage 22 et la maille focale 27 Les écrans de protection 38 a et 38 b sont polarisés, de façon typique, à la même tension que les mailles de guidage 22 et 23, afin d'empêcher des électrons de venir frapper les supports 31 L'espacement entre les mailles 22 et 27 est relativement petit et la diffé- rence de tension est relativement faible, et, par conséquent, on réduit à un minimum les effets nuisibles des irrégularités de surface des bords des écrans 38 a et 38 b, si bien qu'il n'est pas nécessaire que ces écrans présentent une section droite en forme de J, comme les écrans de protection 36 a et 36 b. Les mailles 22, 23, 27 et 28 constituent un assemblage électro-optique, et elles doivent donc être constituées d'un matériau fin Par exemple, ces mailles peuvent être obtenues par attaque chimique d'acier laminé à froid, ayant une épaisseur d'environ 0, 15 mm Pour cette raison, ces mailles sont facilement déformables En outre, comme décrit dans le brevet américain n' 4 330 735, il est indispensable que les mailles de guidage 22 et 23 soient uniformément espacées au-dessus de la plaque de base 17 Les écrans de pro- tection 36 a, 36 b et 37 a, 37 b ont une influence bénéfique, en ce qui concerne le maintien de l'espacement uniforme des mailles de guidage par rapport à la plaque de base 17, étant donné que la configuration des écrans augmente sen- siblement la résistance à l'encontre de la déformation Par conséquent, les écrans de protection peuvent être utilisés pour maintenir les systèmes de guides de faisceaux sur la plaque de base en utilisant des ressorts s'appliquant contre les écrans de protection, ce qui élimine la nécessité de prévoir un système de ressorts exerçant leurs effets sur les mailles,plus fragiles et facilement dé- formable s. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté ici, mais qu'elle en englobe toutes les va- riante s. 7 253731 4 REVENDICATIONS 1 Système de guide de faisceaux électroniques pour un dispositif d'affichage à panneau plat, qui comporte une pluralité de canaux de propagation de faisceaux électroniques et un écran pour la production d'une image visuelle, lorsqu'il est frappé par des électrons éjectés desdits canaux, ce système com- prenant: une paire de mailles de guidage de faisceaux électroniques, paral- lèles et espacés, ces mailles comprenant au moins une 'colonne d'ouvertures pour assurer la propagation des faisceaux électroniques longitudinalement le long desdits canaux, entre les mailles de guidage, et au moins une maille sup- plémentaire, disposée parallèlement aux mailles de guidage dont elle est es- pacée, et une pluralité d'éléments de support recouvrant les espaces entre les mailles de guidage et ladite maille supplémentaire et venant fixement en prise avec les bords des mailles pour maintenir le parallélisme desdites mailles, ce système de guide de faisceaux étant caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens de protection ( 36 a, 36 b), disposés entre les mailles de guide de faisceaux ( 22, 23) et ledit écran ( 12), ces moyens de protection étant main- tenus de façon fixe par lesdits moyens de support ( 31), en des emplacements décalés le long des deux côtés de ladite colonne d'ouvertures. 2 Système de guide de faisceaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de protection sont positionnés entre ladite maille supplémentaire ( 28) et lesdites mailles de guide de faisceaux ( 22, 23). 3 Système de guide de faisceaux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des seconds moyens de protection ( 37 a, 37 b), positionnés sur le côté de ladite maille supplémentaire à l'opposé des premiers moyens de protection. 4 Système de guide de faisceaux selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite maille supplémentaire est une maille d'accélération. Système de guide de faisceaux selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une maille focale ( 27) disposée entre la maille d'accéléra- tion et les mailles de guide de faisceaux, et des troisièmes moyens de protec- tion ( 38 a, 38 b), disposés entre ladite maille focale et les mailles de guidage de faisceaux. 6 Système de guide de faisceaux selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de protection ( 36 a, 36 b, 37 a, 37 b, 38 a, 38 b) sont des 8 253731 4 éléments conducteurs qui s'étendent sensiblement sur toute la longueur des mailles de guidage. 7 Système de guide de faisceaux selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments de support sont en prise avec les bords des mailles. 8 Système de guide de faisceaux selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'un au moins des moyens de protection présente une section droite en forme de J. 9 Système de guide de faisceaux selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments de support sont réalisés sous la forme d'éléments iso- lants allongés, espacés le long de la longueur du système de mailles de guidage. Système de guide de faisceaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de protection ( 36 a, 36 b, 37 a, 37 b, 38 a, 38 b) sont des éléments conducteurs qui s'étendent sensiblement sur toute la longueur-des mailles de guidage de faisceaux. 11 Système de guide de faisceaux selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits éléments de support sont en prise avec les bords desdites maille s. 12 Système de guide de faisceaux selon la revendication 11, caracté- risé en ce que l'un au moins des moyens de protection possède une section droite en forme de J. 13 Système de guide de faisceaux selon la revendication 12, caracté- risé en ce que les éléments de support sont des éléments isolants qui sont es- pacés le long de la longueur du système de mailles de guidage. 14 Système de guide de faisceaux selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la maille supplémentaire est une maille focale. Système de guide de faisceaux selon la revendication 14, caracté- risé en ce que les moyens de protection présentent une section droite en forme de J. 16 Système de guide de faisceaux selon la revendication 15, caracté- risé en ce que les moyens de protection sont orientés de manière que la partie incurvée dudit J soit recourbée vers l'intérieur, au-delà des éléments de support. 17 Système de guide de faisceaux selon la revendication 3, caracté- risé en ce que trois faisceaux électroniques transversalement adjacents se propagent dans chacun desdits canaux, et en ce que lesdits seconds moyens 9 2537314 i ç de protection sont polaris S à la tension de manière à faire converger les faisceaux électroniques extérieurs vers le faisceau central. 18 Système de guide de faisceau électronique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les seconds moyens de protection sont polarisés à l'aide d'une tension variable, pour assurer un balayage transversal du faisceau élec- tronique sur le canal.