Brevet FR2647260A1 — publié le 19901123

ELECTRODE DE COMMANDE POUR CANON A ELECTRONS DE TUBE A RAYONS CATHODIQUES L'invention concerne une électrode de commande ou wehnelt pour canon à électrons de tube à rayons cathodiques, et particulièrement pour tube à rayons cathodiques (en abrégé TRC) du type "couleur" tel que par exemple les TRC à indexation de faisceau. Dans les TRC de type couleur, l'image formée sur l'écran est constituée d'une pluralité de surfaces élémentaires d'image et chaque surface élémentaire d'image est elle-même partagee en un même nombre de zones de couleur qu'il y a de couleurs fondamentales ; soit par exemple trois zones respectivement rouge, vérte et bleue dans le cas classique d'un TRC trichrome. Chaque zone d'une couleur donnée est formée par un luminophore émettant une lumière aux longueurs d'onde de cette couleur, sous l'impact d'un faisceau d'électrons. En prenant pour exemple les TRC ou tubes à indexation de faisceau, les luminophores aux trois couleurs fondamentales sont formés selon des barres verticales disposees dans toute la hauteur de l'écran. L'écran et par suite les barres verticales de luminophore, sont balayés par un unique faisceau d'électrons. Ainsi, pour une surface élémentaire d'image donnée, durant le balayage horizontal ou ligne de l'écran par le faisceau d'électrons, ce dernier bombarde successivement les trois barres de luminophores qui constituent une triade et qui correspondent chacune à une couleur élementaire différente, cette disposition étant répétée tout au long d'une ligne de balayage. Dans ces conditions, on peut augmenter la quantité de lumière susceptible d'être produite par chaque surface élémentaire d'image, en augmentant, dans le sens vertical, la dimension du spot produit par l'impact du faisceau d'électrons sur l'écran, et ceci particuliérement quand les luminophores sont réalisés sous la forme de bandes parallèles verticales disposées côte à côte dans toute la hauteur de l'écran, comme c'est le cas avec les tubes à indexation de faisceau. Dans un tube à rayons cathodiques, le faisceau d'éléctrons est produit par un canon à électrons qui comporte, de manière classique, une cathode produisant des électrons, une grille de commande ou wehnelt suivie généralement d'une électrode de première accélération. La cathode engendre des électrons qui franchissent la grille de commande sous la forme dlun faisceau en direction de l'électrode de première accelération. Dans un grand nombre de cas, la grille de commande a la forme d'une coupelle entourant la cathode et dont le fond, en vis à vis de la cathode, comporte un orifice destiné au passage du faisceau d'électrons c'est la forme de cet orifice qui détermine la forme de la section- du faisceau. Aussi, pour obtenir un spot de forme allongée, l'orifice qui est réalisé dans l'électrode de commande pour le passage du faisceau est réalisé avec une forme allongée également. Mais, la réalisation de cet orifice de passage du faisceau dans l'électrode de commande soulève quelques problèmes, du fait notamment des caractéristiques que doit présenter cette électrode, d'une part sur le plan de l'optique électronique, et d'autre part sur - le plan de la rigidité mécanique. En effet, itélectrode de commande de type coupelle constitue une pièce dont la réalisation est délicate, compte-tenu qu'elle exige d'être réalisée en un matériau métallique ayant une épaisseur relativement importante en vue de répondre au critère de rigidité mécanique (de l'ordre de 0,2 mm par exemple), alors que l'épaisseur à l'endroit de l'orifice de passage de faisceau doit être beaucoup plus faible (de l'ordre de 0,05 mm) pour conférer au faisceau les qualités requises.D'autre part, la position de l'orifice, par rapport à l'ensemble de l'électrode de commande, doit être définie de manière aussi précise que possible, afin que après fixation de l'électrode de commande, l'orifice de passage du faisceau soit situé aussi parfaitement que possible par rapport aux autres organes du canon à électron. La manière classique de réaliser l'orifice de forme oblongue dans l'électrode de commande, consiste à utiliser un poinçon selon une méthode dérivée de celle déjà utilisée dans le cas des électrodes de commande de type "coupelle" avec un orifice de forme circulaire le poinçon permet d'abord, en agissant par compression, de réduire localement l'épaisseur de la paroi qui forme le fond de la coupelle, dans une zone dans laquelle doit être réalisé l'orifice, puis ensuite le poinçon réalise l'orifice lui-me me. Le poinçon et l'outillage nécessaire à sa mise en oeuvre constituent un ensemble complexe et onéreux, dont la complexité et le coût sont encore augmentés du fait de la forme oblongue de l'orifice. I1 est à noter que cette augmentation du coût et la complexité de l'outillage tend en outre à augmenter les délais pour la réalisation de toute nouvelle électrode de commande, c'est à dire ayant un orifice dont les dimensions sont différentes que celles d'une série précédente. La présente invention concerne une électrode de commande dont l'agencement nouveau permet une réalisation plus aisée et moins coûteuse, particulièrement en petit série, et dans un délais plus brefs, et ceci sans dégrader les caractéristiques du faisceau d'électrons. L'invention s'applique de manière particulièrement intéressante dans le cas des orifices de passage de forme oblongue, mais elle peut s'appliquer également de manière avantageuse dans le cas des orifices de passage de section circulaire. Selon l'invention, une électrode de commande d'un canon à électrons, destinée à contrôler un faisceau d'électrons formé d'électrons produit par une cathode, I'électrode de commande ayant la forme générale d'une coupelle contenant au moins partiellement la cathode, un fond de l'électrode de commande étant dans un plan sensiblement perpendiculaire au faisceau, le fond ayant une partie sensiblement plane comportant un orifice servant au passage du faisceau, est caractérisée en ce que la partie plane est formée dlune plaque plane rapportée sur le fond et ayant une épaisseur largement inférieure à l'épaisseur du fond, et en ce que le fond comporte, au regard de l'orifice de passage du faisceau, une ouverture largement plus grande que l'orifice de passage, ladite ouverture étant fermée par la plaque plane rapportée. Cet agencement permet de dissocier les problèmes de rigidité mécanique de ceux liés à l'optique électronique, à savoir la faible épaisseur exigée au niveau de l'orifice de passage du faisceau. Par cette disposition il est possible de conserver à l'ensemble de l'électrode de commande une épaisseur importante, pour la rigidité, et d'utiliser une plaque plane rapportée de faible épaisseur dans laquelle l'orifice peut être réalisé de différentes manières, en elles-même classiques, de sorte qu'il n'est pas exigé d'utiliser d'outillages aussi complexes que ceux utilisés dans l'art antérieur, particulièrement pour réaliser l'amincissement nécessaire au niveau de l'orifice du passage du faisceau. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages procure procure apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit, fait à titre d'exemple non limitatif en référence aux deux figures annexées, parmi lesquelles - la figure 1, illustre schématiquement, par une vue en coupe, une électrode de commande conforme à l'invention; - la figure 2, est une vue de face d'une plaque plane montrée à la figure 1. La figure montre une électrode de commande ou wehnelt 1 conforme à l'invention, utilisée dans un canon à électrons 2 qui par ailleurs est classique et qui est destiné à être incorporé dans un tube à rayons cathodiques (non représenté) classique également. Le canon à électron 2 peut générer un faisceau d'électrons 3, formé d'électrons produits d'une manière classique par une cathode 4. Dans l'exemple non limitatif décrit, la cathode 4 à la forme d'un cylindre ayant pour axe l'axe 6 du faisceau d'électrons 3. L'électrode de commande G1 a la forme d'une coupelle, c'est à dire qu'elle est constituée dans l'exemple non limitatif décrit, d'une part, par une partie cylindrique 8 centrée sur l'axe 6 du faisceau et entourant la cathode 4, et constituée d'autre part par un fond 9 qui ferme la partie cylindrique 8 et qui est transversal à l'axe 6. Le fond 9 comporte un orifice 10, centré sur l'axe 6, par lequel passent les électrons produits par la cathode 4 pour former le faisceau 3 ; une extrémité 11 de la cathode 4 qui engendre les électrons constitue une extrémité active orientée vers l'orifice 10. On trouve ensuite de manière Classique, à l'opposé de la cathode 4 par rapport à l'orifice 10, une électrode de première accélération G2 qui comporte un trou 13 pour le passage du faisceau 3. Selon une caractéristique de l'invention, l'orifice 10 que comporte le fond 9 pour le passage du faisceau, est formé dans une plaque plane 15 dont l'épaisseur El est largement inférieure à l'épaisseur E2 de la paroi qui forme le fond 9. L'épaisseur El de la plaque plane 15 correspond à l'épaisseur de matière qui est requise au niveau de l'orifice 10, pour satisfaire aux exigences sur le plan de l'optique électronique, et conférer au faisceau 3 les qualités nécessaires ; cette épaisseur El étant de l'ordre par exemple de 0,05 mm, alors que l'épaisseur E2 du fond 9 est de l'ordre par exemple de 0,2 mm. Pour ne pas dégrader les qualités du faisceau qui peuvent être obtenues grâce à l'épaisseur El relativement faible au niveau de l'orifice 10, le fond 9 comporte une ouverture 17 largement plus grande que l'orifice 10, de manière notamment que l'épaisseur E2 du fond 9 n'ait pas d'influence sur le passage des électrons par l'orifice 10 ; ainsi l'ouverture 17 peut être par exemple (mais non nécessairement) centrée sur l'axe 6 du faisceau et peut être formée par une ouverture circulaire ayant par exemple un diamètre dl de l'ordre de 3 mm. L'orifice 10 a une forme oblongue, et dans l'exemple représenté à la figure 1, il est montré selon sa plus petite dimension, sa largeur I qui, dans le cadre de ce qui a été déjà expliqué dans le préambule, est par exemple parallèle au balayage ligne (la longueur de l'orifice 10 étant perpendiculaire au plan de la figure 1). La figure 2, montre plus complètement la plaque plane 15 par une vue de face, vue selon la flèche 20 par exemple montrée à la figure 1. Dans l'exemple de la figure 2, l'axe 3 du faisceau est perpendiculaire au plan de la figure, aussi l'axe 3 est représenté par un point. L'ouverture 10 a une forme oblongue ayant une longueur L et une largeur 1 centrées sur l'axe 3 du faisceau ; la longueur L étant par exemple de l'ordre 0,6 mm et la largeur 1 de l'ordre 0,2 mm. La plaque plane 15 peut avoir une forme circulaire par exemple, avec un diamètre d2 supérieur au diamètre dl que comporte l'ouverture 17 pratiquée dans le fond 9, de manière que, quand la plaque plane 15 est rapportée sur le fond 9, elle obture l'ouverture 17. La plaque plane 15 étant réalisée indépendamment du cylindre 8 et du fond 9 qui forme le reste de l'électrode 2, l'orifice 10 peut être réalisé de manière beaucoup plus simple, sans exiger d'outillage complexe comme dans l'art antérieur quant l'orifice de passage du faisceau est réalisé directement dans le fond de la coupelle ; mais aussi orifice 10 peut être réalisé de manière beaucoup plus parfaite. Ainsi par exemple il est possible d'utiliser des méthodes de gravure chimique, en elles-même classiques, dont la mise en oeuvre demande des faces planes ; de telles méthodes sont couramment utilisées par exemple pour la réalisation d'éléments à semi-conducteurs. Il est possible également de découper I'orifice 10 par laser d'une manière classique également . Il est à noter en outre qu'il est possible aussi de découper l'orifice 10 à l'aide d'un poinçon, l'utilisation du poinçon dans le cas de la plaque plane 15 est grandement facilitée par le fait qu'il s'agit de travailler une plaque à face plane, et non une coupelle, et que par suite il n'est pas nécessaire d'utiliser un outillage complexe, et que en outre, il n'est pas nécessaire dans le cas de la plaque plane, de réaliser un amincissement de la zone où l'orifice 10 doit être découpé. Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaque plane comporte au moins deux trous 22a situés par- exemple de part et d'autre de l'orifice 10, sur un axe 23 qui partage l'orifice 10 en deux parties égales. Les deux trous 22a constituent des premiers moyens de positionnement. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux trous 22a de positionnement sont réalisés dans une même opération que celle qui permet de réaliser l'orifice 10, de manière à obtenir une position relative rigoureuse entre les trous 22a et l'orifice 10 ; ainsi par exemple, dans le cas ou l'orifice 10 est obtenu par un procéde de gravure chimique nécessitant une opération de masquage, le masque détermine simultanément les deux trous 22a et l'orifice de passage 10.Les trous 22a peuvent avoir un diamètre d3 de l'ordre par exemple de 1,5mm, et ces trous 23 peuvent être réalisés selon des axes 25a séparés par une distance D1 de l'ordre de 8 mm par exemple. En référence A nouveau à la figure 1, on peut voir que le fond 9 de l'électrode de commande 2 comporte des trous 22b ayant un même diamètre d3 que les trous 22a, les trous 22b étant réalisés dans le fond 9 de part- et d'autre de l'ouverture 17 de façon à être centrés sur l'axe 3 du faisceau ; ces trous 22b sont réalisés selon des axes 25b séparés par une même distance D1 que les deux trous 22a réalisés dans la plaque plane 15. Ainsi les trous 22b formés dans le fond 9 constituent des second moyens de positionnement qui coopèrent avec les trous 22a de la plaque plane 15 pour réaliser un positionnement rigoureux de cette dernière sur le fond 9.On peut par exemple à cet effet, utiliser des pIons de positionnement (non représentés sur la figure pour plus de clarté de cette dernière) qui sont engagés à la fois dans un trou 22a et 22b ; puis après avoir ainsi positionné la plaque 15, cette dernière peut être solidarisée au fond 9 à l'aide de points de soudure par exemple (non représentés). Il est à noter que les trous 22a et 22b permettent non seulement de réaliser un positionnement rigoureux de la plaque plane 15 par rapport au fond 9, mais que ces trous de positionnement 22a, 22b peuvent permettre éventuellement en outre, de réaliser une fixation et un positionnement rigoureux de l'électrode de première accélération G2. L'invention est particulièrement intéressante dans le cas d'électrodes de commandes ou wehnelts devant comporter un orifice de passage de faisceau de forme allongée, mais bien entendu l'invention s'applique également dans le cas ou l'orifice de passage a une forme circulaire. Il est a noter en outre que dans le cas d'orifice de passage de forme allongée, l'invention peut s'appliquer quelque soit l'orientation de la plus grande dimensions de l'orifice de passage. REVENDICATIONS 1. Electrode de commande d'un canon à électrons, destinée à contrôler un faisceau d'électrons (3) formé d'électrons produits par une cathode (4), l'électrode de commande (G1) ayant la forme générale d'une coupelle contenant au moins partiellement la cathode (4), un fond (9) de l'électrode de commande (G1) étant dans un plan sensiblement perpendiculaire au faisceau (3), le fond (9) ayant une partie sensiblement plane comportant un orifice (10) servant au passage du faisceau (3), caractérisée en ce que la partie plane est formée d'une plaque plane (15) rapportée sur le fond (9) et ayant une épaisseur (El) largement inférieure å une épaisseur (E2) du fond (9), et en ce que le fond (9) comporte > au regard de l'orifice (10) de passage du faisceau, une ouverture (17) largement plus grande que l'orifice (10) de passage du faisceau, ladite ouverture (17) étant fermée par la plaque plane (15) rapportée. 2. Electrode de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que orifice (10) de passage du faisceau à une forme oblongue. 3. -Electrode de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque plane (15) et le fond (9) comportent respectivement des premiers et des seconds moyens de positionnement (22a, 22b) pour le positionnement de la plaque plane (15) sur le fond (9), et en ce que les premiers moyens de positionnement (22a) sont réalisés au cours d'une même opération que celle qui permet de réaliser l'orifice (10) de passage de faisceau, avant de rapporter la plaque plane (15) sur le fond (9). 4. Electrode de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'orifice (10) de passage de faisceau est réalisé par un procédé de gravure chimique. 5. Electrode de commande selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que l'orifice (10) de passage du faisceau est réalisé par un procédé de poinçonnage. 6. Electrode de commande selon la revendication 4, caractérisée en ce que les premiers moyens de positionnement (22a) sont des trous réalisées par un procédé de gravure chimique en même temps que l'orifice (10).