Brevet FR2565406A1 — publié le 19851206

La présente invention concerne des tubes images couleur comportant un masque d'ombre perforé du type à fentes, monté de façon rapprochée sur un écran de lignes cathodoluminescentes, et elle vise plus particulièrement des perfec- tionnements apportés à l'espacement des colonnes d'ouvertures du masque à l'inté- rieur de tels tubes. La plupart des tubes images couleur actuellement disponibles sont du type à masque à fentes et à écran de lignes. Ces tubes comportent des plaques frontales à contour sphérique pourvues d'écrans de lignes de matériaux cathodoluminescents, et des masques d'ombre à perforations en fente de contour sensiblement sphérique adjacents aux écrans. Les ouvertures en forme de fentes sont disposées en colonnes dans de tels tubes, ces colonnes étant sensiblement parallèles au petit axe du tube. On a récemment proposé des modifications apportées aux tubes images couleur L'une de ces modifications consiste à concevoir un contour de panneau de plaque frontale qui crée l'illusion de la planéité. Une telle modification de tube est décrite notamment dans les brevets français n 84 02 866 et n 84 02 865, déposés le 24 février 1984, ainsi que dans le brevet français n 84 13 660, déposé le septembre 1984, tous ces brevets ayant pour titulaire la présente demanderesse. Le contour de la plaque frontale du tube ainsi modifié présente une courbure à la fois le long de l'axe principal et de l'axe secondaire du panneau de plaque fron- tale, mais, cependant, il n'est pas sphérique. Dans un exemple de réalisation pré- féré décrit dans ces brevets, la bordure périphérique de l'écran du tube est plane, ou, du moins, apparait sensiblement plane à l'observateur. Afin d'obtenir cette bordure périphérique plane ou sensiblement plane, il est nécessaire que le panneau de plaque frontale présente une courbure,le long de son axe principal, qui est plus grande sur les côtés du panneau qu'au centre de ce dernier. Une telle conformation non sphérique du panneau de plaque frontale crée un problème mettant en cause la forme du masque d'ombre et l'espacement colonne-colonne d'ouvertures dans le masque d'ombre. Dans les premiers tubes du type à masque à fentes et à écran de lignes, les masques d'ombre étaient presque sphériques, et la séparation des colonnes d'ouvertures adjacentes le long de l'axe principal (ou séparation horizontale) était maintenue constante sur tout le masque. Cependant, certains tubes récents de ce type comprennent un masque d'ombre présentant une courbure accrue, et ils comportent une variation d'espacement des colonnes d'ouvertures (voir notamment le brevet américain n 4 136 300). Dans de tels tubes, l'espacement entre les axes des colonnes adjacentes d'ouvertures augmente du centre vers le bord du masque. Une telle augmentation varie le long de l'axe principal généralement comme le carré de la distance à partir de l'axe secondaire. Si, dans les nouveaux types de tubes sensiblement plans, on permettait à l'espacement colonne-colonne de varier comme le carré de la distance à partir du petit axe, il faudrait faire décrottre la courbure du masque de manière à obtenir un emplacement acceptable des lignes de l'écran. On notera que l'écran est obtenu en-mettant en oeuvre un procédé pho- tographique qui utilise le masque d'ombre comme modèle photographique. Cependant, le fait de réduire la courbure du masque d'ombre diminue sa rigidité et augmente les distortions du masque lors du fonctionnement du tube. Par conséquent, le masque d'ombre de tels tubes sensiblement plans doit présenter des contours simi- laires à ceux de la plaque frontale. De tels contours de masque sont décrits dans le brevet français n 84 02 866 mentionné ci-dessus. Cependant, ce brevet anté- rieur ne fournit aucune indication spécifique en ce qui concerne le contour du masque, et il ne mentionne pas de variations d'espacement colonne-colonne, spéci- fiquespour de tels masques. En tout état de cause, les variations d'espacements colonne-colonne antérieurement conntZ ne conviennent pas pour ces nouveaux contours de masque. Il en résulte qu'un besoin se fait à l'heure actuelle sentir en ce qui concerne un nouvel espacement colonnecolonne d'ouvertures pouvant être utilisé dans les masques d'ombre de ces tubes récents. En conséquence, la présente invention a pour objet un tube image couleur qui comporte un masque d'ombre monté de façon adjacente à un écran de lignes cathodoluminescentes, ce masque d'ombre comprenant une pluralité d'ouvertures en forme de fentes, positionnées en colonnes, ce tube étant caractérisé en ce que l'espacement entre des colonnes d'ouvertures adjacentes augmente depuis le centre vers le bord de ce masque d'ombre, sensiblement comme la quatrième puissance de la distance à partir du centre de ce masque d'ombre. Une telle variation d'espacement du quatrième ordre permet une conforma- tion du masque d'ombre qui est telle que le contour de ce masque le long de son axe principal varie également comme une fonction de la quatrième puissance de la distance à partir du centre du masque. D'autres caractéristiques et avantages de l'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 plan, partiellement en coupe axiale, d'un tube image couleur à masque d'ombre mettant en oeuvre un exemple de réalisation de la présente invention; - la Figure 2 est une vue en élévation frontale de la plaque frontale du tube image couleur selon 2-2 de la Figure 1; - la Figure 3 est une vue composite montrant les contours de surface du panneau de plaque frontale à l'emplacement de l'axe principal 3a-3a et de l'axe secondaire 3b-3b, en sections droites selon la Figure 2; - la Figure 4 est une vue en élévation frontale du masque d'ombre du tube image couleur représenté par la Figure 1; - la Figure 5 est une vue composite montrant les contours de surface du masque d'ombre selon l'axe principal 5a-5aselon l'axe secondaire 5b-5b, et selon la diagonale 5c-5c, en sections droitesselon la Figure 4; - les Figures 6 et 7 sont des vues à plus grande échelle du masque d'ombre selon les cercles 6 et 7 de la Figure 4; et, - la Figure 8 est une courbe qui illustre les variations d'espacement colonne-colonne d'ouvertures dans un masque d'ombre sphérique classique M et dans un masque d'ombre M' selon la présente invention. On se réfère en premier lieu à la Figure 1, qui représente un tube rectan- gulaire à rayons cathodiques illustré sous la forme d'un tube image couleur 10 comportant une enveloppe en verre 11 munie d'un panneau de plaque frontale rectan- gulaire 12 et d'un col tubulaire 14, ces deux éléments étant reliés par une partie tronconique 16 en forme d'entonnoir. Le panneau comporte une plaque frontale d'ob- servation 18 et un flasque périphérique ou paroi latérale 20, qui est scellé à la partie tronconique 16 à l'aide d'une fritte de verre 17. Un écran de luminophores cathodoluminescentitricolores 22 est supporté par la surface interne de la plaque frontale 18. De préférence, cet écran est un écran de lignes, dont les lignes de luminophores s'étendent sensiblement parallèlement à l'axe secondaire Y-Y du tube (perpendiculairement au plan de la Figure 1). Un masque d'ombre ou électrode de sélection de couleur, pourvu d'une pluralité de perforations, selon l'invention, 24, est monté de façon amovible à l'intérieur du panneau de plaque frontale 12, avec une relation d'espacement prédéterminée par rapport à l'écran 22. Un canon électronique en ligne 26, illustré schématiquement par le contour en traits inter- rompus sur la Figure 1, est monté au centre, à l'intérieur du col 14, de façon à engendrer et à diriger trois faisceaux électroniques 28 le long de trajectoires convergentes initialement coplanaires, au travers du masque 24, vers l'écran 22. Le tube 10 représenté sur la Figure 1 est conçu de façon à être utilisé avec un collier de déviation magnétique externe, tel que le collier 30, qui, sur le dessin, a été représenté de façon schématique entourant le col 14 et la partie tronconique 16 au voisinage de la jonction de ces éléments, de façon à soumettre les trois faisceaux 28 à des flux magnétiques verticaux et horizontaux, assurant un balayage des faisceaux, horizontalement selon l'axe principal X-X, et verticale- ment selon l'axe secondaire Y-Y, selon une trame rectangulaire sur l'écran 22. La Figure 2 représente la partie frontale du panneau 12. La périphérie de ce panneau 12 forme un rectangle présentant des c6tés légèrement incurvés. La bordure de l'écran 22 a été représentée par des traits interrompus sur la Figure 2. Cette bordure d'écran est rectangulaire. La Figure 3 représente une comparaison entre les contours relatifs de la surface extérieure du panneau de plaque frontale 12, le long de l'axe secondaire Y-Y et le long de l'axe principal X-X. Le contour 3a est celui selon l'axe princi- pal, et le contour 3b est celui selon l'axe secondaire. La surface extérieure du panneau de plaque frontale 12 est incurvée à la fois selon l'axe principal et se- lon l'axe secondaire, la courbure selon l'axe secondaire étant plus grande que la courbure selon l'axe principal dans la partie centrale du panneau 12. Par exemple, au centre de la plaque frontale, le rapport du rayon de courbure du contour de la surface extérieure le long de l'axe principal au rayon de courbure le long de l'axe secondaire est supérieur à 1,1 (c'est-à-dire qu'il est plus grand qu'une différence de 10 %). La courbure le long de l'axe principal est cependant très inférieure dans la partie centrale de la plaque frontale, et elle augmente à proximité des bords de la plaque frontale. Dans cet exemple de réalisation, la courbure le long de l'axe principal, près des bords de la plaque frontale, est plus grande que la courbure générale le long de l'axe secondaire. Grace à cette conception, la partie centrale de la plaque frontale est plus plate, bien que les points de la surface extérieure de la plaque frontale, sur les bords de l'écran, soient situés sensible- ment dans un plan P, de façon à définir une ligne de contour périphérique sensible- ment rectangulaire. La courbure de surface le long de la diagonale est choisie de façon à lisser la transition entre les différentes courbures le long des axes prin- cipal et secondaire. Selon un exemple de réalisation préféré, la courbure le long de l'axe secondaire est sensiblement 4/3 fois plus grande que la courbure le long de l'axe principal dans la partie centrale de la plaque frontale. En utilisant les différentes courbures le long de l'axe principal et le long de l'axe secondaire, les points, sur la surface extérieure du panneau, direc- tement opposés aux bords de l'écran 22, sont situés sensiblement dans le même plan P. Ces points sensiblement plans, lorsqu'on les observe depuis la partie antérieure du panneau de plaque frontale 12, comme sur la Figure 2, forment une ligne de con- tour sur la surface extérieure du panneau qui est sensiblement un rectangle super- posé aux bords de l'écran 22. Par conséquent, lorsqu'on introduit le tube 10 dans un récepteur de télévision, on peut utiliser un masque de bordure à largeur uni- forme, positionné autour du tube. Le bord d'un tel masque, qui constitue un cou- vercle et qui est au contact du tube sur la ligne de contour rectangulaire, est également placé sensiblement dans le plan P. Etant donné que la bordure périphé- rique d'une image sur l'écran du tube apparaît plane, on obtient l'illusion selon laquelle l'image est plane, bien que le panneau de plaque frontale soit incurvé vers l'extérieur, à la fois le long de l'axe principal et de l'axe secondaire. La Figure 4 illustre le masque d'ombre 24 selon l'invention, en élévation frontale. Les traits interrompus 32 représentent la bordure de la partie perforée du masque 24. Les contours de surface le long de l'axe principal X-X, le long de l'axe secondaire Y-Y, et selon la diagonale du masque 24, sont respectivement re- présentés par les courbes 5a, 5b et 5c, sur la Figure 5. Le masque 24 présente une courbure, le long de son axe principal, qui est différente de la courbure le long de son axe secondaire. Le contour selon l'axe principal présente une légère cour- bure près du centre du masque, et une courbure plus importante sur les côtés du masque. Le contour d'un tel masque d'ombre peut généralement être obtenu en décri- vant la courbure selon l'axe principal X-X sous la forme d'un cercle de grand rayon autour de la partie centrale de l'axe principal, et d'un cercle de rayon plus petit sur la partie restante de l'axe principal. Cependant, de façon plus spécifique, la hauteur sagittale, le long de l'axe principale, varie sensiblement comme la quatrième puissance de la distance à partir de l'axe secondaire Y-Y. La hauteur sagittale est la distance, à partir d'un plan imaginaire qui vient contacter et être tangent au centre de la surface du masque. La courbure parallèle à l'axe secondaire Y-Y est telle qu'elle s'adapte régulièrement à la courbure de l'axe principal sur la péri- phérie du pasque, et elle peut comporter une variation de courbure analogue à celle utilisée le long de l'axe principal. Un tel contour de masque présente des caracté- ristiques de dilatation thermique améliorées, en raison de l'augmentation de la cour- bure à proximité des extrémités de l'axe principal. La relation des caractéristiques de dilatation thermique améliorées à partir de l'augmentation de la courbure est décrite dans le brevet américain n 4 136 300 mentionné ci-dessus. Le tableau I illustre la courbure d'ordre 4 du masque d'ombre selon l'in- vention le long de son axe principal X-X, pour un tube électronique présentant un écran d'observation de 68,58 cm (diagonale). La première colonne de ce tableau I représente la distance à partir de l'axe secondaire Y-Y. La seconde colonne repré- sente la distance à partir de l'axe secondaire, à la puissance 4. La troisième colonne représente les calculs à la quatrième puissance, pour l'axe Z (hauteurs digitales). Ces calculs sont basés sur l'équation suivante: Hauteur sagittale (mils) = 0,1314 x X4 (pouces), soit: Hauteur sagittale (cm) = 0,000076 x X4 (cm). Tableau I X X4 Hauteur sagittale (cm) (cm) 0 0 0 2,54 42 0 ,08 661 0,0508 7,62 3371 0,254 ,16 10656 0,82 12,7 26000 2,08 ,24 53940 4,3 17,78 99940 8 ,32 170500 13,6 22,86 273100 21,9 24,13 339000 27,18 En raison du contour d'ordre sensiblement 4 selon la présente invention, les variations d'espacement entre les colonnes d'ouvertures qui étaient utilisées dans les masques d'ombre antérieurs ne conviennent pas pour le masque d'ombre se- lon la présente invention. Généralement, l'espacement a, c'est-à-dire l'espacement entre les axes des colonnes d'ouvertures adjacentes augmente du centre vers le bord dans le masque d'ombre selon la présente invention, de la même façon que l'espacement a dans les masques d'ombre selon la technique antérieure. Une telle augmentation de l'espacement a est visible en comparant la Figure 6, qui représente le centre du masque, à la Figure 7, qui représente le bord du masque. Cependant, dans le masque d'ombre selon la présente invention, la variation de l'espacement a diffère d'une manière importante et essentielle de telles variations, dans les masques d'ombre selon la technique antérieure. L'espacement horizontal a entre des colonnes d'ouvertures, dans le masque d'ombre 24 selon la présente invention, varie sensiblement comme une fonc- tion de la quatrième puissance de la distance à partir du centre ou de l'axe Y du tube. Cette variation de l'espacement a du quatrième ordre est indiquée dans le tableau II ci-après, pour un tube image couleur ayant un écran d'observation de 68,58 cm (diagonale). Dans ce tableau II, la première colonne représente la dis- tance à partir de l'axe secondaire Y-Y, mesurée le long de l'axe principal X-X. La seconde colonne représente la distance X de la première colonne, à la puissance 4, et la quatrième colonne représente un espacement calculé a, selon une fonction Z565405 de la quatrième puissance de la distance X. Tableau II X X Espacement a (cm) (cm) 0 0 0,762 2,54 42 0,762 ,08 661 0,762 7,62 3371 0,764 ,16 10656 0,769 12,7 26000 0,777 ,24 53940 0,795 17,78 99940 0,823 20,32 170500 0,866 22,86 273100 0,930 24,56 363850 0,982 Dans le tableau III ci-après, on a indiqué des données comparables en ce qui concerne unmasque d'ombre classique, de contour sensiblement sphérique, et de dimensions similaires. Dans ce tableau, la première colonne représente la dis- tance X le long de l'axe principal, à partir de l'axe secondaire; la seconde co- lonne représente le carré X2 de cette distance X à partir de l'axe secondaire, et la troisième colonne représente un espacement calculé a, basé sur une fonction de la seconde puissance de cette distance. Tableau III X X2 Espacement a (cm) (cm) 0 0 0,762 2,54 6,45 0,764 ,08 25,80 0,772 7,62 58,06 0,785 ,16 103,22 0,80 12,7 161,29 0,823 ,24 232,26 0,851 Tableau III (Suite) X X Espacement a (cm) (cm) 17,78 316,12 0,884 ,32 412,90 0,920 22,86 522,58 0,963 24,38 594,60 0,988 La Figure 8 représente une courbe illustrant les espacements a des tableaux II et III, ces courbes permettant d'effectuer une comparaison visuelle. L'espacement a d'un masque d'ombre classique (courbe M) commence à augmenter près du petit axe et continue à augmenter vers le bord du masque, de manière relative- ment douce (en abcisse, on a porté la distance D,le long de l'axe principal, à partir du petit axe). Cependant, l'espacement a, dans un masque d'ombre selon la présente invention (courbe M') est relativement constant dans toute la partie centrale du masque, et il augmente plus rapidement lorsque on se rapproche des c8tés du masque. Dans le masque d'ombre selon la présente invention, l'espacement a, dans des sections droites parallèles mais décalées par rapport à l'axe principal, varie également sensiblement comme la quatrième puissance de la distance à partir de l'axe secondaire, toutefois d'une manière légèrement différente. Dans le ta- bleau IV ci-après, on a indiqué des données comparables à celles mentionnées dans le tableau III, pour une section droite d'un masque selon la présente invention, près du bord de la partie perforée (Y = 17,78 cm), qui est parallèle à l'axe prin- cipal. ú565406 Tableau IV X X4 Espacement a (cm) (cm) 0 0 0,762 2,54 42 0,762 ,08 661 0,762 7,62 3371 0,764 10,16 10656 0,769 12,7 26000 0,782 ,24 53940 0,803 17,78 99940 0,838 ,32 170500 0,894 22,86 273100 0,973 ,84 445830 1,04 Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux divers exemples de réalisation décrits et représentés, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Tube image couleur qui comporte un masque d'ombre monté de façon ad- jacente à un écran de lignes cathodoluminescentes, ce masque d'ombre comprenant une pluralité d'ouvertures en forme de fentes, positionnées en colonnes, ce tube étant caractérisé en ce que l'espacement(a)entre des colonnes d'ouvertures adja- centes augmente depuis le centre vers le bord dudit masque d'ombre (24) sensible- ment comme la quatrième puissance de la distance(X)à partir du centre de ce masque d'ombre. 2 - Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contour (5a) dudit masque d'ombre (24) le long de son axe principal (X-X) varie sensiblement comme une fonction- de la quatrième puissance de la distance (X) à partir du centre dudit masque d'ombre. 3 - Tube selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit espacement (a) entre des colonnes d'ouvertures adjacentes augmente sensiblement comme la quatrième puissance de ladite distance (X), à un facteur près, ce facteur étant plus important pour des sections droites dudit masque d'ombre (24) qui sont parallèles, mais décalées de l'axe principal (X-X) dudit masque, que pour les sec- tions droites situées sur cet axe principal. 4 - Tube image couleur qui comporte un masque d'ombre monté à proximité d'un écran de lignes cathodoluminescentes, ce masque d'ombre comprenant une plura- lité d'ouvertures en forme de fentes positionnées en colonnes, ce tube étant carac- térisé en ce que le contour (5a) dudit masque d'ombre (24) le long de son axe prin- cipal (X- X) varie sensiblement comme une fonction de la quatrième puissance de la distance (X) à partir du centre de ce masque d'ombre.