Brevet FR2579823A1 — publié le 19861003

CANON A ELECTRONS ET TUBE DE TELEVISION UTILISANT UN TEL CANON La présente invention concerne un canon à électrons et un tube de télévision utilisant un tel canon. Dans l'art antérieur, on a remarqué que certains types de tubes de télévision présentaient un défaut particulier. A la coupure de l'alimentation, l'image de l'écran s'évanouit. Mais une lueur violente puis d'intensité décroissante s'allume au centre de l'écran. Le phénomène est connu sous le nom de lueur de cathode et peut présenter des inconvénients au sujet du confort de l'utilisateur du tube. Une solution efficace est déjà connue qui consiste à disposer une diode qui permet de décharger la haute tension à la masse à la coupure de l'alimentation. Mais elle réclame un composant supplémentaire pour corriger un défaut propre au tube plutôt qu'aux circuits électroniques qui l'entourent dans un récepteur. L'invention apporte remède à ces inconvénients de l'art antérieur. En effet, elle concerne un canon électrique comportant au moins une cathode thermo-émissive émettant un faisceau d'électrons et successivement le long du faisceau au moins une première grille et une seconde grille portée à un potentiel supérieur à celui de la première grille, chaque grille étant percée d'au moins un trou aligné sur un faisceau d'électrons, caractérisé en ce que le rapport du diamètre du trou de la première grille à celui du trou de la seconde grille est inférieur à 1, afin de limiter la pénétration des équipotentielles élevées en arrière du trou de la première grille. Elle repose sur l'analyse suivante du phénomène. Quand on coupe l'alimentation, la cathode thermo-émissive est chaude. Comme elle est mise à la masse à travers une résistance élevée, il apparaît une tension de cathode. La cathode étant chaude, des électrons sont émis selon une loi de densité variant avec la température. Or la tension de cathode qui apparaît est d'abord une tension de blocage relativement aux tensions résiduelles dans les diverses grilles reliées presque directement à la masse. Tant que cette tension ne redescend pas sous un seuil donné, aucun défaut n'apparaît. Mais la température décroissant, cette tension devient inférieure au blocage. Les résidus des tensions d'accélération sont alors appliqués à des électrons émis thermiquement et l'image de la cathode sous la forme d'une lueur va durer sur l'écran tant que la densité d'électrons émis dépassera un certain seuil, ou que les tensions accélératrices deviennent insuffisantes.Dans les cas les plus défavorables, le phénomène dure une dizaine de secondes. Or, il est évité avec des canons dont la grille à très haute tension accélératrice est suffisamment loin de la cathode. Cependant, dans d'autres types de canons et comme le phénomène est fugitif, il faut limiter l'effet de la grille à haute tension trop proche. D'autre part, certains types de canons comportent des grilles percées de trous de diamètres calculés pour obtenir une image de cathode en fonctionnement (on dit aussi: "un point allumé") de formes et énergie convenables, qui sont montées en fabrication sur des aiguilles qui permettent de les aligner. Ces aiguilles comportent des épaulements sur lesquels viennent buter les grilles dont les diamètres de trous sont plutot décroissants quand elles sont plus proches de la cathode. Il n'est ainsi possible de faire varier les dimensions des trous que dans certaines proportions qui permettent encore le montage sur des aiguilles à la fabrication. Au dessin, on a représenté - la figure 1: une coupe d'un canon qui crée le problème d'image de cathode; - les figures 2 et 3: une suite de lignes équipotentielles qui montrent l'effet du moyen de l'invention. Un canon comprend classiquement deux parties distinctes: - une partie 1 qui permet la formation du faisceau d'électrons arrachés de la cathode par effet thermique; - une partie 2 accélératrice et focalisante qui permet de constituer un faisceau d'électrons convenable. Dans l'exemple de réalisation, le canon comporte principa lement une cathode K et deux électrodes G1 et G2 plates en forme de disques troués le long de l'axe du faisceau. Dans le cas d'un canon à trois faisceaux, pour un tube trichrome, chaque électrode ou grille est constituée d'une plaque percée de trois trous disposés le long des axes des faisceaux désirés. La partie 2 comporte quatre grilles G3 a G6 formant une lentille électrostatique principale constituée d'une lentille bipotentielle G5-G6 et d'une lentille unipotentielle G3-G4- G5. A cette fin, une moyenne tension est appliquée à la borne commune 3 des grilles G3 et G5 et une très haute tension à la borne commune 4 des grilles G4 et G6. Ces tensions sont par exemple de 8 et 25 kvolts. Des quatre grilles G3 à G;, seule la grille G4 est plate, les autres étant constituées par des cylindres. En particulier, la grille G3 est un cylindre fermé percé d'au moins deux ouvertures alignées sur llaxe d'un faisceau d'électrons. L'ouverture de sortie est d'une dimension d3 commune à toutes les ouvertures qui suivent dans les grilles G4 à G6 et plus grande que les dimensions des grilles précédentes qui vont en décroissant. La dimension d3 est calculée, selon l'art antérieur, de manière à réaliser une lentille électrostatique principale optimale quant à la formation d'une image sur l'écran du tube de télévision.Cette dimension est limitée en particulier pour un canon à trois faisceaux en ligne, habituellement utilisé en tube trichrome, par le nécessaire rapprochement des trois axes des faisceaux. Cette disposition des dimensions des ouvertures des grilles permet de les enfiler sur une aiguille au cours du procédé de montage ainsi qu'il est connu de l'art antérieur. Dans ce genre de tube la distance d qui sépare la grille G4 à très haute tension de la cathode K est relativement faible, par exemple de l'ordre de 8 millimètres. Aussi, I'influence des tensions évanouissantes à la coupure de l'alimentation est elle importante L'invention part de la constatation faite au cours d'essais que la diminution relative du rapport d3/dss où d4 est la dimension de l'ouverture de la grille G4 à haut potentiel permet d'annuler le phénomène parasite de lueur de cathode. Dans l'exemple préféré de réalisation, le diamètre d3 est réduit. Aux figures 2 et 3, on a montre la forme de lignes équipotentielles dans un premier cas (la figure 2) où le rapport d3/d4 est égal à 1 et un second cas (la figure 3) où le rapport d3/d4 est inférieur à 1, par diminution du diamètre d3. Sur ces figures, on a représenté une demi coupe partielle et schématique du canon du genre de celui de la figure 1. L'axe z représente l'axe du faisceau d'électrons avec son sens de propagation quand les grilles G1 à G6 sont sous tension. La place des grilles G1 à G5 et de la cathode K est indiquée par les dessins hachurés. La ligne L1 de la figure 2 figure un arc de ligne équipotentielle. Elle coupe l'axe z en A. L'axe z est coupé par des lignes équipotentielles de niveau croissant quand on s'éloigne de la cathode. Le point A est ici en arrière du point O projection du trou d'entrée E de la grille G3. On constate que selon une telle ligne équipotentielle dès que des électrons apparaissent dans l'intervalle G2-E, ils seront focalisés et accélérés selon la ligne L1. A la figure 3, la ligne équipotentielle L2 de même niveau coupe l'axe z en B, en avant du point O. On constate que l'influence de la haute tension de la grille G4 est donc diminuée par la diminution du diamètre d3. On a constaté qu'un rapport d3/d4 de 0,6875 permettait d'obtenir un bon compromis entre qualité de limage de cathode en formation d'image et réduction du phénomène parasite de lueur de cathode à l'extinction des alimentations. Cependant, le trou de sortie de la grille G3 tel que représenté à la figure 1, présente une collerette cylindrique qui avance d'une profondeur p à l'intérieur du cylindre G3. Cette collerette peut être obtenue à la fabrication de G3 par extrusion. Son effet permet de réduire la diminution du rapport d3/d4 nécessaire à l'invention. Dans un exemple -de réalisation pour un compromis comparable à celui obtenu précédemment on a réalisé un rapport d3/d4 de 0,844. L'invention obtient le résultat visé en limitant l'influence des lignes équipotentielles de niveau élevé dans la zone de formation du faisceau. Dans d'autres technologies que celle décrite ci-dessus un tel effet peut être réalisé notamment par un accroissement des dimensions des trous des grilles suivants la grille de très haute tension. L'invention s'applique aussi au cas où la grille G4 est épaisse, par exemple réalisée en forme de cylindre. Sa proximité du filament étant inchangée, le problème et la solution de l'invention restent. REVENDICATIONS 1. Canon électrique comportant au moins une cathode thermoémissive (K) émettant un faisceau d'électrons et successivement le long (z) du faisceau au moins une première grille (G3) et une seconde grille (G4) portée à un potentiel supérieur à celui de la première grille, chaque grille étant percée d'au moins un trou aligné sur un faisceau d'électrons, caractérisé en ce que le rapport du diamètre (d3) du trou de la première grille à celui (d4) du trou de la seconde grille est inférieur à 1, afin de limiter la pénétration des équipotentielles élevées en arrière du trou de la première grille (G3). 2. Canon électrique dont la première grille (G3) est constituée par un cylindre allongé le long des faisceaux d'électrons et selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre (d3) du trou de la face de sortie de la première grille est réduit relativement au diamètre du trou de la seconde grille. 3. Canon électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le trou réduit comporte aussi une collerette cylindrique se prolongeant d'une profondeur p vers l'intérieur du cylindre. 4. Tube de télévision utilisant un canon selon l'une des revendications précédentes pour réduire l'effet lumineux de l'image de cathode sur l'écran à la coupure du chassis.