Brevet FR2628568A1 — publié le 19890915

PROCEDE D'ILLUMINATION D'UN ECRAN DE TUBE DE TELEVISION EN COULEURS A MASQUE ET DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE L'invention est relative aux procédés de fabrication de tubes de télévision en couleurs du type à masque et, plus particulièrement, aux systèmes optiques qui sont utilisés pour illuminer les écrans des tubes au cours de leur fabrication. L'invention concerne également, dans ces systèmes optiques, un nouveau diaphragme. Un tube de télévision en couleurs comporte (figure 1) une dalle frontale 1 sur la face interne de laquelle est déposé l'écran qui est formé habituellement de bandes verticales telles que celle référencée 2 en matières cathodoluminescentes (luminophores) émettant lorsqu'elles sont excitées par un faisceau d'électrons produit par un canon à électrons, une lumière de couleur rouge, verte ou bleue. L'écran comprend ainsi une succession d'ensembles de trois bandes verticales, chaque ensemble présentant une bande rouge, une bande verte et une bande bleue, et chaque bande est excitée par un faisceau d'électrons correspondant. Pour que ce faisceau d'électrons destiné à une bande de couleur, par exemple le bleu, ne frappe que le luminophore devant produire cette couleur, il est prévu de disposer devant l'écran un masque perforé 3 dont la position et la disposition des ouvertures, par exemple des fentes allongées 4 en direction verticale, assurent la sélection des couleurs en combinaison avec le faisceau d'électrons correspondant. Etant donné que la position du masque par rapport à l'écran doit être déterminée avec précision, le masque 3 est utilisé pour réaliser l'écran. A cet effet, il est fixé à la dalle 1 du tube antérieurement à la formation de l'écran. Chacun des luminophores est alors déposé de la façon suivante: on recouvre la face interne de la dalle d'une solution contenant le luminophore à déposer et un matériau photosensible qui durcit lorsqu'il est illuminé par un rayonnement ultra-violet (UV) ou par un mélange de rayonnement UV et dé lumière bleue. Cette solution est ensuite illuminée par l'intermédiaire d'un système optique 5 qui comprend une source de rayonnement UV 6 et un objectif 7 avec un diaphragme 8 et qui simule la déviation des faisceaux d'électrons du tube. La position du système optique 5, notamment de la lampe UV 6, dépend de la couleur que l'on veut obtenir sur l'écran de manière a réaliser la succession des bandes verticales de couleur rouge, bleue et verte. Bien entendu, à chaque position du système optique correspond un dépôt antérieur d'une solution déterminée de luminophore et de matériau photosensible. Pour obtenir ces bandes verticales de couleurs différentes, le système optique est déplacé dans le sens horizontal. Comme l'écran est illuminé par l'intermédiaire d'un masque 3 perforé de fentes allongées 4 dans le sens vertical, il en résulte que chaque bande verticale 2 n'est pas illuminée uniformément sur toute sa hauteur et n'a donc pas une largeur constante. Il apparaît notamment des rétrécissements ou étranglements 9 aux endroits de l'écran qui correspondent aux espaces 10 entre les fentes 4 du masque. En outre, cet effet est variable selon la position sur l'écran, c'est-à-dire de l'inclinaison des rayons UV par rapport à la direction perpendiculaire au centre de l'écran. Il est souhaitable que les bandes verticales soient aussi uniformes que possible sur toute la surface de l'écran et, pour obtenir cette uniformité, il est prévu, au cours de chaque étape d'illumination après le dépôt d'un luminophore, de déplacer verticalement le système optique 5, y compris la source UV 6, par rapport à l'écran ou la source UV, ou encore le diaphragme 8 seul. Il est souhaitable que les bandes verticales soient aussi uniformes que possible sur toute la surface de l'écran et, pour obtenir cette uniformité, il est prévu, au cours de chaque étape d'illumination qui suit un dépôt d'un luminophore, de modifier l'éclairement de l'écran de manière à déplacer l'image projetée du masque dans le sens vertical. Ceci peut être obtenu de différentes manières telles que le déplacement du système optique 5 par rapport à l'ensemble dalle-masque ou inversement. Pour des raisons de commodité et de facilité de mise en oeuvre, il est préférable de déplacer verticalement le système optique 5 par rapport à l'ensemble dalle-masque. Dans une telle opération d'illumination comportant un mouvement vertical du système optique, il est important qu'il n'y ait pas d'hétérogénéité locale d'énergie lumineuse due aux ombres provoquées par les parties opaques entre les fentes 4 du masque 3, et on est amené à utiliser un diaphragme 8 dont l'ouverture a une forme déterminée. Ainsi, la hauteur verticale D de l'ouverture varie en fonction des coordonnées x et y du point à illuminer. Un tel déplacement vertical de valeur déterminée assacié à une ouverture de diaphragme déterminée donne de bons résultats mais il n'est pas possible d'obtenir une définition et une uniformité optimales des bandes de luminophores. Un but de la présente invention est donc de mettre en oeuvre un procédé d'illumination des différentes bandes O2628568 de luminophores qui permet d'obtenir une définition et une uniformité des bandes de luminophores aussi voisines que possible des valeurs optimales. Un autre but de la présente invention est aussi de réaliser un diaphragme qui permet de mettre en oeuvre ledit procédé d'illumination. Un autre but de la présente invention est de déterminer l'ouverture du diaphragme. L'invention se rapporte à un procédé d'illumination d'un écran de tube de télévision en couleurs du type à masque lors de sa fabrication dans lequel le dépôt d'une solution d'une substance luminescente et d'une substance photosensible est suivi d'une opération de séchage de la couche déposée et d'une opération d'illumination de cette dernière au travers du masque et d'un système optique à diaphragme par une source d'un rayonnement auquel est sensible la substance photosensible, caractérisé en ce que pendant l'opération d'illumination de chaque couche de substance luminescente la forme de l'ouverture du diaphragme du système optique est modifiée de manière à obtenir un rayonnement ayant des angles d'incidence différents sur le masque et à ainsi illuminer uniformément les bandes verticales sur l'écran correspondant à une couleur déterminée. L'invention se rapporte également à un diaphragme d'un système optique servant à l'illumination de l'écran d'un tube de télévision en couleurs selon le procédé ci-dessus, ledit diaphragme étant caractérisé en ce qu'il comprend: - une pluralité de lames juxtaposées parallèlement aux bandes verticales à obtenir et disposées perpendiculairement au rayonnement, et des moyens pour déplacer les lames dans une direction parallèle aux bandes verticales et indépendamment les unes des autres de manière à obtenir des formes d'ouverture déterminées. Dans une autre forme de réalisation du diaphragme, les lames peuvent être remplacées 'par des diaphragmes élémentaires qui sont juxtaposés dans la direction du rayonnement perpendiculaire au masque, chaque diaphragme élémentaire servant à définir une partie déterminée du profil de l'ouverture. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels: - la figure 1 est un schéma en perspective montrant un écran et un masque d'un tube de télévision en couleurs en cours de fabrication de l'écran. - les figures 2a et 2b sont respectivement des vues de face et de côté d'un exemple particulier de réalisation d'un diaphragme selon l'invention, - les figures 3a à 3d sont des vues de face de plaques élémentaires et de leur assemblage.en vue de réaliser un diaphragme selon l'invention, - les figures 4a et 4b montrent différentes.formes d'ouverture-du diaphragme selon les positions relatives des plaques élémentaires, - la figure 5 est un schéma d'un dispositif de déplacement des plaques élémentaires pour obtenir l'ouverture de diaphragme désirée et, - la figure 6 est un diagramme optique servant à déterminer les éléments de calcul de l'ouverture du diaphragme. La figure 1, décrite dans le préambule a permis, d'une part de décrire succinctement le procédé d'obtention des bandes verticales 2 sur l'écran et, d'autre part, de montrer les défauts sur l'écran' occasionnés par ledit procédé tel que mis en oeuvre actuellement. Pour obtenir une meilleure définition ainsi qu'une meilleure uniformité des bandes verticales, l'invention propose de modifier l'ouverture du diaphragme non seulement en fonction de la distance x mais aussi en fonction du déplacement vertical y. En d'autres mots, on modifie l'ouverture du diaphragme pour obtenir en même temps une variation suivant l'axe des x mais aussi un déplacement du diaphragme suivant l'axe des y, ce déplacement étant variable en fonction de la distance x. La figure 2 montre de manière schématique une réalisation d'un tel diaphragme 16 d'ouverture variable 17 en utilisant deux séries 10 et 11 de lames 12 et 13 de faible épaisseur juxtaposées parallèlement aux bandes verticales à obtenir, chaque lame étant prévue pour se déplacer verticalement suivant l'axe des y. Le déplacement des lames 12, 13 peut être obtenu par des vis micrométriques (non représentées) entraînées par des moteurs (non représentés). Pour limiter le nombre de moteurs d'entraînement, on peut tenir compte du fait que l'ouverture du diaphragme est symétrique par rapport à l'axe des y de sorte qu'un même moteur peut commander deux lames 12, 14 ou 13, 15 d'une même série qui sont déposées symétriquement par rapport à cet axe des y. Avec un tel dispositif à lames juxtaposées parallèlement aux bandes verticales à obtenir, il est clair que la précision dans la forme de l'ouverture 17 sera d'autant plus grande que le nombre de lames sera élevé et il en résultera alors un meilleur résultat en ce qui concerne la définition et l'uniformité des bandes verticales de luminophores. La figure 3 montre de manière schématique une autre réalisation d'un tel diaphragme d'ouverture variable en superposant plusieurs diaphragmes élémentaires présentant des formes d'ouverture différentes mais complémentaires.en superposition; en'outre, il est tenu compte de la symétrie de l'ouverture par rapport à l'axe vertical. Pour la compréhension, la figure 3 montre un dispositif avec trois diaphragmes élémentaires mais il est clair que l'on ne pourra obtenir une amélioration sensible de la définition et de l'uniformité qu'en utilisant au moins une dizaine de diaphragmes élémentaires. Le diaphragme élémentaire 20 de la figure 3a est affecté à obtenir le diaphragme dans sa partie milieu tandis que le diaphragme élémentaire 22 de la figure 3c est affecté à obtenir le diaphragme dans ses deux extrémités. Enfin le diagramme élémentaire 21 est affecté à obtenir la partie intermédiaire du diaphragme. Si l'on superpose les trois diaphragmes élémentaires 20, 21 et 22 comme le montre la vue en perspective de la figure 3d, on obtient un diaphragme 23 dont l'ouverture 24 a la forme indiquée si l'on fait coïncider les trois coins 25, 26 et 27 de chaque diaphragme élémentaire. On comprend alors que si l'on déplace dans le sens de la flèche 28 les diaphragmes élémentaires 20, 21 et 22, on modifie la forme de l'ouverture comme le montre la figure 4a. Pour obtenir la forme de l'ouverture de la figure 4b, on déplace les diaphragmes élémentaires dans le sens de la flèche 29. La forme d'ouverture à obtenir sera d'autant mieux obtenue que le nombre de diaphragmes élémentaires sera grand et, dans ce cas, la forme des bords actifs 30, 31 et 32 aura moins d'effet sur la forme finale. Comme pour les lames de la figure 2, le déplacement des diaphragmes élémentaires 20, 21 et 23 peut être obtenu par des vis micrométriques entraînées par des moteurs. La figure 5 montre, sous forme schématique, un exemple de réalisation complet d'un diaphragme selon l'invention. Il comprend par exemple six diaphragmes élémentaires 40 à 45, disposes l'un derrière l'autre sur un châssis 46. Chaque diaphragme élémentaire est connecté à une vis micrométrique telle que celle référencée 47 (figure 5b) dont la rotation entraînera le déplacement vertical du diaphragme élémentaire associé. La rotation des vis micrométriques est obtenue par des moteurs tels que celui référencé 48, l'arrêt de ces moteurs étant commandé par un circuit électronique 49 associé à un microprocesseur 50. La figure 6 est un schéma optique simplifié montrant le trajet de rayons provenant d'une source UV 60 et illuminant un écran 61 au travers d'un masque 62 après avoir traversé un diaphragme 63 et un dispositif optique intermédiaire 64. Le but des explications qui vont suivre est de montrer le mode de calcul de l'ouverture du diaphragme et de sa modification pour obtenir une meilleure uniformité d'illumination des bandes verticales. Un point P de l'écran 61 est illuminé par la lampe 6 par l'intermédiaire du diaphragme 61 du dispositif optique 64 et des fentes 65 et 66 du masque. Plus précisément, au voisinage immédiat du point P, le point Pi est éclairé d'une part par la longueur L1 de la lampe 60 via la fente 65 et, d'autre part, par la partie L3 de la lampe via la fente 66. Par ailleurs, le point Pj est éclairé par la longueur L2 de la lampe via la fente 66. Pour qu'il y ait uniformité de l'éclairement en Pi et en Pj on comprend qu'il faille obtenir l'égalité L2 = Ll + L3 pour une lampe à éclairement uniforme sur toute la longueur limitée par le diaphragme. Si l'on change la position du point P sur l'écran dans le plan de la figure 6, c'est-à-dire suivant une ligne verticale par exemple, on comprend que l'égalité ci-dessus ne peut être respectée, en première approximation, que si l'on modifie l'ouverture p du diaphragme dans le sens vertical. On peut ainsi déterminer plusieurs valeurs de D pour différentes positions du point P et on en calcule une moyenne D(x) pour une abscisse déterminée x. On peut effectuer ce même calcul pour différentes valeurs de x de manière à obtenir le profil recherché. Tous ces calculs sont effectués à l'aide d'un calculateur convenablement programmé, programme qui tient compte de la présence du dispositif optique 64 et des fentes du masque 62. Le profil du diaphragme qui a été calculé selon le procédé décrit succinctement ci-dessus est une valeur moyenne et correspond donc à un compromis qui n'assure pas l'uniformité d'éclairement recherché. Selon l'invention, il est proposé d'obtenir cette uniformité d'éclairement en déplaçant chaque lame ou diaphragme élémentaire du diaphragme résultant d'une certaine valeur Yd suivant l'axe des y, valeur qui est variable d'une lame à la suivante. Pour calculer Yd, l'une des méthodes consiste à remarquer que, sur l'écran, le rôle des points Pi et Pj est permuté entre deux positions extrêmes séparées par une distance qui correspond au demi-pas des fentes sur le masque qui ont donné naissance & Pi et Pj. On comprend alors que si l'on déplace l'ensemble écran-masque d'une distance Yp par rapport au système optique, la distance PiPj aura reçu le même flux lumineux pendant ce trajet. Pour d'autres couples de points Pi, Pj de la même bande verticale, le déplacement à effectuer est différent car les trajets des rayons lumineux sont différents. Il est donc proposé de calculer plusieurs valeurs de Yp par bande verticale et d'en calculer la moyenne arithmétique Yp. Il est également proposé d'effectuer ces mêmes calculs pour d'autres bandes verticales, c'est-à-dire pour d'autres valeurs de la coordonnée x, ce qui permet d'obtenir d'autres valeurs moyennes Yp(x). Comme ces valeurs moyennes correspondent à des déplacements de l'ensemble écran-masque, il faut les transformer en des valeurs de déplacement des lames ou diaphragmes élémentaires qui sont donnés par: Yd (x) = Yp (x). (a-b)/b formule dans laquelle a est la distance entre le diaphragme et l'écran et b la distance entre l'écran et le masque. il REVENDICATIONS 1. Procédé d'illumination d'un écran (1)de tube de. télévision en couleurs du type & masque (3) lors de sa fabrication dans lequel le dépôt d'une solution d'une substance luminescente et d'une substance photosensible est suivi d'une opération de séchage de la couche déposée et d'une opération d'illumination de cette dernière au travers du masque (3) et d'un système optique (5) à diaphragme par une source d'un rayonnement (6) auquel est sensible la substance photosensible, caractérisé en ce que, pendant l'opération d'illumination de chaque couche de substance luminescente, la forme de l'ouverture du diaphragme (8) du système optique est modifiée de manière à obtenir un rayonnement ayant des angles d'incidence différents sur le masque (3) et à ainsi illuminer uniformément les bandes verticales (2) sur l'écran (3) correspondant à une couleur déterminée. 2. Procédé selon la revendication 2, caractérisé - en ce que la modification Yd (x) de l'ouverture (D) du diaphragme est réalisée à partir d'une valeur moyenne D(x) qui est calculée pour chaque valeur de l'abscisse x de manière à obtenir l'égalité d'éclairement des couples de points extrêmes Pi et Pj associés chacun à deux fentes consécutives (65, 66) d'une même bande verticale et, - en ce que la valeur de cette modification Yd (x) est calculée pour que chaque distance PiPj reçoive le même flux lumineux quelle que soit la position des couples de points Pi, Pj sur la bande verticale. 3. Dans un système optique (5) servant à l'illumination de l'écran (3) d'un tube de télévision en couleurs lors de sa fabrication selon le procédé de la revendication 1 ou 2, un diaphragme (16) à ouverture de forme variable caractérisé en ce qu'il comprend: - une pluralité de lames (10, 11) qui sont juxtaposées parallèlement aux bandes verticales à obtenir et qui sont disposées perpendiculairement au rayonnement et, - des moyens (48, 49) pour déplacer les lames indépendamment les unes des autres dans une direction parallèle aux bandes verticales de manière à obtenir des formes d'ouverture déterminées. 4. Dans un système optique (5) servant à l'illumination de l'écran (3) d'un tube de télévision en couleur lors de sa fabrication selon le procédé de la revendication 1 ou 2, un diaphragme (5) à ouverture de forme variable caractérisé en ce qu'il comprend: - une pluralité de diaphragmes élémentaires (20, 21, 22) juxtaposés dans la direction du rayonnement perpendiculaire au masque, chaque diaphragme élémentaire servant à définir une partie déterminée du profil de l'ouverture et, - des moyens (48, 49) pour déplacer les diaphragmes élémentaires dans une direction parallèle aux bandes verticales de manière à obtenir des formes d'ouverture déterminées. 5.Diaphragme selon la revendication ou 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens pour déplacer les lames ou les diaphragmes élémentaires comprennent: - des vis micrométriques (49) associées chacune à- au moins une lame (12, 13) ou un diaphragme élémentaire. (20, 21., 22) pour en obtenir le déplacement, - des moteurs (48) associés chacun a une vis micrométrique pour en obtenir la rotation et, - des circuits électroniques de commande (49, 50) desdits moteurs (48).