Brevet FR2579018A1 — publié le 19860919

La présente invention concerne des tubes images couleur du type compor- tant un masque d'ombre à perforations ou ouvertures en forme de fenêtres, monté de façon rapprochée par rapport à un écran de lignes cathodoluminescent du tube, et elle vise plus particulièrement des perfectionnements apportés à l'espacement des colonnes d'ouvertures à l'intérieur de tels tubes, pour obtenir un contour de masque amélioré. La plupart des tubes images fabriqués à l'heure actuelle sont du type à masque d'ombre muni de fentes d'écran en lignes. Ces tubes comportent des plaques frontales rectangulaires à contour sphérique sur lesquelles sont déposés les écrans de lignes de matériaux cathodoluminescents, et des masques d'ombre munis de perforations en forme de fentes, à contour sensiblement sphérique, adjacents aux écrans. Les ouvertures en forme de fentes de tels tubes sont disposéesoen colonnes qui sont sensiblement parallèles au petit axe du tube, ou dont la cour- bure augmente progressivement depuis le centre vers les petits côtés du masque. On a récemment proposé plusieurs modifications aux tubes images couleur. Selon l'une de ces modifications, on propose une nouvelle conception de contour de panneau de plaque frontale qui crée l'illusion de la planéité. Une telle modi- fication de tube est décrite dans les brevets de la présente titulaire numéros 84 02 865 et 84 02 866, déposés tous les deux le 24 février 1984. Le contour de plaque frontale du tube ainsi-modifié présente une courbure à la fois le long des axes principal et secondaire du panneau de plaque frontale, mais cette cour- bure n'est pas sphérique. Les axes principal et secondaire sont définis comme étant respectivement l'axe central horizontal et l'axe central vertical, lorsque le tube est placé dans sa position normale d'observation. Selon un exemple pré- féré de réalisation décrit dans ces deux brevets antérieurs, la bordure périphé- rique de l'écran du tube est sensiblement plane, et elle apparaît plane à l'oeil. Afin d'obtenir une telle bordure périphérique plane ou sensiblement plane, il est nécessaire de donner au panneau de plaque frontale une courbure, le long de son axe principal, qui soit plus grande sur les côtés du panneau qu'au centre de ce dernier. Une telle configuration non sphérique du panneau de plaque frontale crée un problème impliquant le contour du masque d'ombre. Lorsque le masque d.abore comporte des sections droites rectilignes parallèles à l'axe secondaire, le long de ses côtés, le masque peut présenter de faibles caractéristiques mé- caniques, telles que, notamment, des problèmes de bombement et/ou microphoniques indésirables. Par conséquent, il est préférable de donner au masque une courbure plus importante, dans ces sections droites, que celle suggérée par le contour de panneau de plaque frontale. Cependant, une telle modification du contour du masque nécessite d'autres changements dans le tube, parmi lesquels les change- ments dans la configuration des ouvertures ou perforations du masque. 25790 1 8 Dans les premiers tubes du type à masque à fentes d'écran en lignes, les masques d'ombre étaient presque sphériques, et la séparation des colonnes d'ouvertures adjacentes, le long de l'axe principal (séparation horizontale) était maintenue constante sur le masque. Cependant, certains tubes plus récents de ce type comportaient un masque d'ombre à courbure augmentée, et ils présen- taient une variation d'espacement de colonnes d'ouvertures comme décrit dans le brevet américain n 4 136 300. Dans ces tubes plus récents, l'espacement entre les axes de symétrie des colonnes adjacentes d'ouvertures ou de perforations augmentait du centre vers le bord du masque. Cette augmentation variait,le long de l'axe principal, généralement comme le carré de la distance à partir de l'axe secondaire. Un nouvel espacement colonnes-colonnes d'ouvertures est décrit dans la demande de brevet américain n 615 589, déposée le 31 mars 1984, et cédée à la présente titulaire. Dans cette publication, l'espacement entre des colonnes d'ou- vertures adjacentes augmente,depuis le centre jusqu'aux côtés du masque d'ombre, sensiblement comme la puissance quatrième de la distance à partir de l'axe se- condaire du masque d'ombre. Cette variation d'espacement des colonnes peut 9tre exprimée en tant que facteur de la quatrième puissance de la distance, dans le- quel le coefficient de proportionnalité est variable: il est plus important en ce qui concerne les sections droites du masque qui sont parallèles mais décalées de l'axe horizontal central, que pour les sections droites situées sur l'axe central horizontal. Cette variation selon la quatrième puissance s'est avérée appropriée pour les contours de masque d'ombre de la première génération des tubes sensiblement plans. Ces tubes de la première génération ont des masques d'ombre qui présentent une courbure sensiblement plus importante le long du petit axe que le long de l'axe principal. Cependant, les courbures du masque, pour des sections droites parallèles au petit axe, diminuent depuis le petit axe vers les c8tés du masque, pour devenir relativement planes sur les côtés du masque. Cette planéité n'est pas désirable dans un masque d'ombre, étant donné qu'elle est da- vantage susceptible de provoquer des déformations lors des manipulations et qu'elle peut entraîner une flexion quelque peu imprévisible lorsque le tube chauffe, en fonctionnement. La présente invention apporte des perfectionnements à l'espacement colonnes-colonnes d'ouvertures, qui permettent de réaliser des courbures variées dans de tels masques d'ombre afin d'obtenir une courbure plus importante sur les c8tés du masque. En conséquence, cette invention a pour objet un tube image couleur qui comprend un masque d'ombre monté à proximité d'un écran de lignes cathodolumines- cent, ce masque d'ombre comportant une pluralité d'ouvertures en forme de fentes positionnées en colonnes, ledit masque d'ombre ayant une périphérie sensiblement 257 9018 rectangulaire, avec deux longs côtés opposés et deux petits côtés opposés, un axe principal dudit masque étant un axe passant par le centre du masque et par le centre des petits côtés, et un axe secondaire étant un axe passant par le centre du masque et par le centre des longs c8tés, lesdites colonnes d'ouver- tures s'étendant dans la direction du petit axe et étant espacées les unes des autres dans la direction de l'axe principal, ce tube image étant caractérisé en ce que l'espacement colonnes-colonnes d'ouvertures, près du petit axe dudit masque, est plus faible sur les longs côtés du masque que près de l'axe princi- pal dudit masque. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui en il- lustrent divers exemples de réalisation, dépourvus 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 cette invention; - la Figure 2 est une vue en plan de la plaque frontale du tube image couleur; - la Figure 3 est une vue combinée illustrant les contours de surface du panneau de plaque frontale selon l'axe principal 3a-3a et selon le petit axe 3b-3b, en sections droites de la Figure 2; - la Figure 4 est une vue en plan du masque d'ombre du tube image cou- leur de la Figure 1; - la Figure 5 est une vue combinée illustrant les contours de surface du masque d'ombre selon l'axe principal 5a-5a, selon l'axe secondaire 5b-5b, et selon la diagonale 5c-5c, en sections droites de la Figure 4; - la Figure 6 est un graphique illustrant les valeurs de l'espacement colonne-colonne des ouvertures d'un masque d'ombre du tube image couleur, re- présenté en traits pleins, et de l'espacement des ouvertures dans un masque se- lon la technique antérieure, représenté en traits interrompus; - la Figure 7 est une vue à plus grande échelle du masque d'ombre, cor- respondant à la partie entourée du cercle 7 à la Figure 4; et, - la Figure 8 est un graphique illustrant les lignes d'écran sélection- nées du tube image couleur; - la Figure 9 est une vue en élévation frontale d'un masque d'ombre, suggéré par sa courbure de plaque frontale, montrant une ligne de contour ayant une hauteur sagittale constante; et, la Figure 10 est une vue en élévation frontale d'un masque d'ombre perfectionné, montrant une ligne de contour de ce masque ayant une hauteur sa- gittale constante. Sur la Figure 1, on a représenté un tube image couleur rectangulaire 10, qui comporte une enveloppe en verre 11, comprenant un panneau de plaque frontale 12 et un col tubulaire 14, ces deux éléments étant connectés par une partie tronconique 16 en forme d'entonnoir. Le panneau comprend une plaque frontale d'observation ou de visualisation 18,et une paroi latérale ou flasque périphé- rique 20 qui est scellée sur la partie tronconique 16 par une fritte de verre 17. Un écran rectangulaire de luminophores cathodoluminescent tricolore 22 est supporté par la surface interne de la plaque frontale 18. L'écran est un écran de lignes, les lignes de luminophores s'étendant sensiblement parallèlement au petit axe Y-Y du tube (perpendiculairement au plan de la Figure 1). Les contours des lignes de luminophores seront précisés ci-après. Un masque d'ombre, ou électrode de sélection de couleur, pourvu de perforations selon l'invention 24, est monté de façon amovible dans le panneau de plaque frontale 12, selon une relation d'espacement prédéterminée par rapport à l'écran 22. Un canon élec- tronique en ligne 26, illustré schématiquement par un contour rectangulaire en traits interrompus sur la Figure 1, est monté au centre dans le col 14, de manière 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 de la Figure 1 est conçu et réalisé de manière à être uti- lisé avec un collier externe de déviation magnétique, tel que le collier 30 re- présenté schématiquement sur le dessin, entourant le col 14 et la partie tron- conique 16 au voisinage de la jonction de ces deux éléments, afin de soumettre les trois faisceaux 28 à des flux magnétiques verticaux et horizontaux, de manière à assurer un balayage horizontal des faisceaux dans la direction de l'axe principal (X-X), et un balayage vertical dans le sens du petit axe ou axe secondaire (Y-Y), respectivement, selon une trame rectangulaire sur l'écran 22. La Figure 2 représente la partie frontale du panneau de plaque fron- tale 12. La périphérie du panneau 12 constitue un rectangle, avec des côtés légèrement incurvés. La bordure de l'écran 22 est représentée, sur la Figure 2, par des traits interrompus. Cette bordure d'écran est rectangulaire. Sur la Figure 3, on peut voir une comparaison entre les contours rela- tifs de la surface extérieure du panneau de plaque frontale le long du petit axe Y-Y et le long de l'axe principal X-X. La surface extérieure du panneau de plaque frontale 12 est incurvée à la fois le long de l'axe principal et le long du petit axe, la courbure, le long du petit axe, étant plus grande que la cour- bure le long de l'axe principal, dans la partie centrale du panneau 12. Par exemple, au centre de la plaque frontale, le rapport: rayon de courbure du contour de la surface extérieure le long de l'axe principal/rayon de courbure le long du petit axe, est supérieur à 1,1 (c'est-à-dire plus grand qu'une dif- férence de 10 %). Cependant, la courbure, le long de l'axe principal, est plus petite dans la partie centrale de la plaque frontale, et elle augmente forte- ment à proximité des bords de la plaque frontale. Dans cet exemple de réalisa- tion, la courbure le long de l'axe principal, près des bords de la plaque fron- tale, est plus grande que la courbure générale le long du petit axe. Grâce à cette conception, la partie centrale de la plaque frontale devient plus plate, alors que les points de la surface extérieure de la plaque frontale, sur les bords de l'écran, sont situés sensiblement dans un plan P et définissent une ligne de contour périphérique sensiblement rectangulaire. La courbure de sur- face le long de la diagonale est choisie de manière à " lisser " la transition entre les différentes courbures le long du petit axe et du grand axe. De préfé- rence, la courbure le long du petit axe est supérieure d'environ 4/3 à la cour- bure le long du grand axe, dans la partie centrale de la plaque frontale. Cepen- dant, la courbure le long du petit axe peut être également similaire à la cour- bure le long du grand axe, dans la partie centrale, cette courbure augmentant près des bords de la plaque frontale. En utilisant les courbures différentes le long des axes principal et secondaire, les points, sur la surface extérieure du panneau, directement op- posés aux bords de l'écran 22, sont situés sensiblement dans le meme plan P. Ces points situés sensiblement dans le même plan, lorsqu'on les regarde à partir de la partie frontale du panneau 12 (comme dans la Figure 2), forment une ligne de contour, sur la surface extérieure du panneau, qui constitue sensiblement un rectangle superposé sur les bords de l'écran 22. Par conséquent, lorsqu'un tube est introduit dans un récepteur de télévision, on peut utiliser, autour du tube, un masque à bordure de largeur uniforme. Le bord d'un tel masque, qui vient au contact du tube selon la ligne de contour rectangulaire, est situé également dans le plan P. Etant donné que la bordure périphérique d'une image sur l'écran du tube apparaît plane, il se produit l'illusion d'une image plate, 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 est une vue frontale du masque d'ombre 24. Les traits in- terrpmpus 32 représentent la bordure de la partie perforée du masque. Les con- tours de surface, le long de l'axe principal X-X, le long de l'axe secondaire Y-Y, et le long de la diagonale du masque 24, sont représentés par les courbes 5a, 5b et 5c, respectivement, sur la Figure 5. Le masque 24 présente une cour- bure, le long de son axe principal, qui est différente de celle le long de son axe secondaire. La courbure le long de l'axe principal possède une légère cour- bure près du centre du masque, et une plus grande courbure sur les côtés du masque. Le contour d'un tel masque d'ombre peut être généralement obtenu en dé- 1C crivant la courbure selon l'axe principal X-X sous la forme d'un cercle de grand rayon sur environ 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 principal, varie sensiblement comme la puissance quatrième de la distance à partir du petit axe Y-Y. La hauteur sagittale est la distance à partir d'un plan imaginaire tangent au centre de la surface du masque. La courbure parallèle au petit axe Y-Y est telle qu'elle as- sure une adaptation facile de la courbure de l'axe principal à la périphérie du masque exigée, et qu'elle peut comprendre une variation de courbure lorsqu'elle est utilisée le long du grand axe. Un tel contour de masque présente certaines propriétés de dilatation thermique améliorées, en raison de l'accroissement de la courbure à proximité des extrémités de l'axe principal. L'obtention de pro- priétés de dilatation thermiques améliorées à partir d'une augmentation de cour- bure est décrite dans le brevet américain n -4 136 300 cité çi-dessus. La Figure 6 est un graphique qui illustre la valeur de l'espacement colonne-colonne des ouvertures ou perforations, AH, à l'intérieur d'un quadrant du masque d'ombre 24, représentée par des courbes en traits pleins et désignée par la référence H, et dans un quadrant d'un masque d'ombre réalisé selon la de- mande de brevet américain n 615 589, déposée le 31 mars 1984 et cédée à la pré- sente titulaire, représentée par des courbes en traits interrompus et désignée par la référence F. L'axe vertical (ordonnées) représente la distance à partir de l'axe principal, et l'axe horizontal (abcisses) représente l'espacement colonne-colonne des ouvertures du masque, qui, comme représenté sur la Figure 7, est mesuré à partir de l'axe central d'une colonne jusqu'à l'axe central de la colonne adjacente. Chaque courbe est numérotée de manière à identifier l'espace à partir du petit axe qu'il représente. Par exemple, chaque courbe marquée 200 identifie l'espace entre les 200ème et 201ème colonnes d'ouvertures. Dans un masque d'ombre selon la technique antérieure, illustré par les courbes en traits interrompus, l'espacement colonne-colonne des ouvertures est uniforme le long et près du petit axe, comme indiqué par les courbes rectilignes 7 2 5 7 579018 "F"-1 et "F"-150. On peut observer une légère courbure sur la ligne "F" 200, ce qui indique que l'espacement colonne-colonne, pour l'espace 200, augmente lé- gèrement avec la distance par rapport à l'axe principal. Les courbes "F"300 et "F"-306 présentent une courbure considérable, ce qui indique une augmentation substantielle de l'espacement colonne-colonne, en même temps qu'augmente la dis- tance à partir de l'axe principal. L'espacement colonne-colonne d'ouvertures du masque d'ombre perfectionné 24 diffère considérablement de celui du masque d'ombre selon la technique anté- rieure, près du petit axe. Comme on peut le voir sur la Figure 6, l'espacement colonne-colonne d'ouvertures AH, près du petit axe, diminue lorsque la distance à partir du petit axe augmente, comme illustré par les courbes "H"-1, "H"-50 et "H"-100. Près du 150ème espace, l'espacement colonne-colonne d'ouvertures com- mence par augmenter légèrement, en même temps qu'augmente la distance à partir de l'axe principal, comme le montre la légère courbure de la courbe "H"150. Cette incurvation des courbes, représentant l'espacement colonne-colonne d'ou- vertures, augmente avec la distance à partir du petit axe, comme le montrent les courbes "H"-200 et "H"-300, mais elle diminue légèrement sur les côtés du masque, comme on peut le voir en comparant la courbe "H"-305 à la courbe "H"-300. L'espacement colonne-colonne d'ouvertures,le long de l'axe principal, augmente approximativement comme une fonction de la quatrième puissance de la distance à partir du petit axe. Dans l'examen particulier illustré sur la Figure 6, cette variation d'axe principal (exprimée en millièmes de pouce, soit 0,025 mm), est sensiblement: AH = 30 + 0,00185 x Cependant, en dehors de l'axe principal, la variation de l'espacement colonne- colonne d'ouvertures est plus complexe, et elle varie sensiblement comme l'équation: 2 4 AH = a + bx + cx dans laquelle: a, b, et c sont des fonctions différentes du carré de la distance à partir de l'axe principal, et x est la distance à partir du petit axe. L'écran 22 du tube 10 est formé par un procédé photographique connu, qui utilise le masque d'ombre 24 comme modèle photographique. Comme on l'a mentionné ci-dessus, il se présente un problème lorsqu'on utilise une source lumineuse li- néaire lors d'une étape d'exposition du procédé photographique. Ce problème ré- side dans un défaut d'alignement de l'image de la source lumineuse linéaire avec les axes de symétrie des lignes de luminophores. Ce défaut d'alignement, égale- ment désigné par "erreur de gauchissement", élargit la distribution de l'inten- sité lumineuse utilisée pour l'impression des lignes de luminophores, ce qui a pour conséquence une augmentation de la sensibilité de la largeur de ligne du 2 5 7 9 0 1 8 luminophore à l'exposition lumineuse, ce qui rend plus difficile le contr8le de la largeur de ligne. Dans la technique antérieure, la compensation de cette er- reur de gauchissement était obtenue par divers moyens, parmi lesquels on peut citer une technique d'exposition de zone réalisée en synchronisant un bascule- ment de la source lumineuse linéaire avec une exposition séquentielle des dif- férentes zones de l'écran, comme décrit par exemple dans le brevet américain n 3 888 673, et la technique qui consiste à incurver les colonnes de perfora- tions et les lignes de luminophores, comme décrit dans le brevet américain n 3 889 145. Dans le tube 10 selon cette invention, on résout ce problème de 0 gauchissement par la variation de l'espacement colonne- colonne d'ouvertures sous la forme d'une fonction à la fois de la distance depuis le petit axe et de la distance depuis le grand axe. La configuration résultante de lignes de lumi- nophores comporte des lignes incurvées dans une région de l'écran o l'erreur de gauchissement est la plus importante, et des lignes droites sur les côtés de l'écran, o l'erreur de gauchissement dans le tube est minimale. Une telle confi- guration est visible sur la Figure 8, sur laquelle les traits pleins 40 à 45 re- présentent des lignes de luminophores espacées choisies, et les traits interrom- pus 46 représentent des lignes droites parallèles au petit axe. Comme on le voit, la courbure des lignes de luminophores augmente avec l'augmentation de la dis- tance à partir de l'axe secondaire, jusqu'à une courbure maximale dans la ligne 42 jusqu'au voisinage de la ligne 43, et elle diminue ensuite jusqu'à la ligne d'extrémité 45, qui est droite. Un avantage de l'espacement des colonnes d'ouvertures selon l'invention réside en ce que son utilisation permet d'obtenir une plus grande courbure de masque d'ombre, dans des sections droites proches des côtés du masque qui sont parallèles au petit axe, que cela serait possible sans cette utilisation. Le contour du panneau de plaque frontale, ayant un bord sensiblement plan, suggère un contour de masque tel que représenté par la ligne 50, sur la Figure 9. Cette ligne 50 représente une ligne de contour sur un masque 52 de hauteur sagittale égale. Comme on peut le voir, la ligne 50 est sensiblement rectiligne sur les côtés droit et gauche du masque. Cette linéarité pose des problèmes sérieux de formation et de manipulation. Par exemple, un léger contact réalisé en touchant le masque peut amener celui-ci à s'infléchir vers l'intérieur, lors d'une mani- pulation normale. Par conséquent, il est préférable de concevoir le masque en lui donnant une courbure plus importante sur les côtés du masque pour empêcher cet inconvénient. L'utilisation de l'espacement des colonnes d'ouvertures selon l'invention permet d'obtenir un contour de masque perfectionné, tel que celui représenté par la ligne 54, sur la Figure 10. Cette ligne 54 représente une ligne de contour sur un masque 56 de hauteur sagittale égale. Dans ce cas, on peut voir que la ligne 54 est sensiblement incurvée sur les côtés gauche et droit du masque, ce qui lui donne une plus grande courbure parallèle à l'axe secondaire, et, par conséquent, une résistance supérieure. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Tube image couleur qui comprend un masque d'ombre monté à proximité d'un écran de lignes cathodoluminescent, ce masque d'ombre comportant une plu- ralité d'ouvertures en forme de fentes positionnées en colonnes, ledit masque d'ombre ayant une périphérie sensiblement rectangulaire, avec deux longs c8tés opposés et deux petits côtés opposés, un axe principal dudit masque étant un axe passant par le centre du masque et par le centre des petits côtés, et un axe secondaire étant un axe passant par le centre du masque et par le centre des longs cotés, lesdites colonnes d'ouvertures s'étendant dans la direction du petit axe et étant espacées les unes des autres dans la direction de l'axe prin- cipal, ce tube image étant caractérisé en ce que l'espacement colonnecolonne d'ouvertures (AH), près du petit axe (Y-Y) dudit masque (24), est plus faible sur les longs cotés du masque que près de l'axe principal (X-X) dudit masque. 2 - Tube image couleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'espacement colonne-colonne d'ouvertures (AH) est plus grand près des coins dudit masque (24) que près de l'axe principal (X-X). 3 - Tube image couleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'espacement colonne-colonne d'ouvertures (AH), le long de sections droites parallèles à l'axe principal (X-X), mais décalées de l'axe principal, varie sen- siblement comme l'équation: A = a + bx + cx4 dans laquelle: A est l'espacement colonne-colonne, a, b et c sont des fonc- tions différentes du carré de la distance à partir de l'axe principal, et x est la distance à partir de l'axe secondaire (Y-Y). 4 - Tube image selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que l'espacement colonne-colonne d'ouvertures (AH), le long de l'axe principal, augmente sensiblement comme une fonction de la quatrième puissance de la dis- tance à partir de l'axe secondaire (Y-Y).