Brevet FR2653268A1 — publié le 19910419

La présente invention concerne une structure de support de cathodes pour un tube cathodique en couleurs, dans lequel les directions d'installation de trois cathodes correspondant à trois couleurs respectives, à savoir le rouge, le vert et le bleu, d'un canon à électrons dans un tube cathodique en couleurs du type en ligne sont main- tenues efficacement parallèlement les unes aux autres, la- dite structure étant appropriée pour un assemblage automa- tique du canon à électrons. Sur la figure 1, annexée à la présente demande, le chiffre de référence 1 désigne une plaque de phase, le chiffre de référence 2 un écran formé d'une substance lumi- nescente, les chiffres de référence 4,5 et 6 des cathodes formant un canon à électrons pour l'émission de trois cou- leurs respectives rouge, vert et bleu, et le chiffre de ré- férence 3 une structure de support pour lesdites cathodes. Les symboles de référence G1,G2,G3 et G4 désignent respec- tivement des première, seconde, troisième et quatrième grilles. Dans le tube cathodique en couleurs du type en ligne (représenté sur la figure 1), trois faisceaux d'élec- trons d'un canon à électrons maintenus parallèlement entre eux à l'intérieur du tube doivent être situés dans un même plan. Dans ce cas, les directions d'émission des électrons à partir des cathodes doivent être parallèles entre elles au moins dans une section s'étendant de la cathode à la première électrode de grille, et à cet effet les cathodes doivent être supportées en étant parallèles entre elles dans un même plan. Les tubes cathodiques en couleurs sont fabriqués à grande échelle. C'est pourquoi, le travail peut être exé- cuté de manière que le canon à électrons puisse être assem- blé d'une manière simple et commode et que les éléments puissent être maintenus de façon précise dans des positions relatives prédéterminées. Pour que normalement trois cathodes soient sup- portées parallèlement les unes aux autres dans un plan conformément aux exigences mentionnées précédemment, par exemple la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique sous le N 57(1982)-170434 décrit une structure de support de cathodes pour un tube cathodique en couleurs possédant un agencement dans lequel, comme représenté sur les figures 2a et 2b annexées à la présente demande, les parties périphériques extérieures de trois tubes métal- liques prévus pour l'insertion de cathodes 23a,23b et 23c et disposés parallèlement les uns aux autres dans un plan, sont entourées par un cadre de support extérieur elliptique métallique unique 22, une poudre de verre 24 est disposée entre ledit cadre de support extérieur 22 et les trois tubes métalliques 23a,23b et 23c servant à y insérer des cathodes, et la poudre de verre 24 est fixée par fusion à chaud moyennant le maintien des éléments mentionnés précé- demment dans des positions relatives précises, les étapes d'automatisation de l'assemblage étant relativement aisées à mettre en oeuvre. Dans l'art antérieur décrit précédemment, lorsque l'on tient compte de la fiabilité en rapport avec la fixa- tion entre les éléments métalliques et le verre apres l'assemblage, on règle les conditions: coefficient de di- latation thermique du cadre de support extérieur > coeffi- cient de dilatation thermique du verre cristallisé > coef- ficient de dilatation thermique du tube métallique. De fa- çon plus spécifique, on choisit un alliage nickel-fer pour un verre mou réalisant un scellement, une poudre de verre dur cristallisé possédant un bas point de fusion et fixée par fusion à chaud, et un alliage fer-nickelcobalt pour un verre dur réalisant un scellement étanche respectivement pour le cadre de support extérieur 22, la poudre de verre 24 et les tubes métalliques 23a,23b et 23c, grâce à quoi on obtient un effet d'ajustement par contraction entre les éléments respectifs après l'étape de fixation par fusion à chaud de la poudre de verre dur cristallisé à bas point de fusion. Par le passé, la longueur axiale L3 des tubes mé- talliques 23a à 23c du cadre de support extérieur 22 était supérieure au double de la longueur axiale L2 du tube mé- tallique dans la partie en verre cristallisé fixée par fu- sion à chaud, et le rôle de la fixation ferme des éléments les uns aux autres était obtenu complètement au moyen du choix de matériaux, mentionné précédemment. Cependant, dans la structure de support des cathodes, une fois réalisée, une extrémité longitudinale du cadre de support extérieur 22 (correspondant à l'extrémité supérieure sur la figure 2b) est alignée avec une extrémité de la partie en verre cristallisé 24 (correspondant à l'extrémité supérieure re- présentée). Cependant, la longueur L3 du cadre de support 22 est égale au double de la longueur L2 de la partie en verre et l'autre extrémité du cadre de support extérieur 22 s'étend au-delà de l'autre extrémité de la partie en verre cristallisé et dans une position telle qu'elle dépasse la hauteur de la partie en verre. C'est pourquoi, une force locale de retrait d'une partie, ne réalisant aucun scelle- ment, du cadre de support métallique extérieur 22 (dans le- quel aucune partie en verre cristallisé n'est présente) agit de façon intense de sorte que les extrémités 23a' et 23c', qui sont situées sur le côté o le cadre de support extérieur 22 s'étend vers le bas de l'extrémité de la par- tie en verre, de deux tubes extérieurs 23a et 23c faisant partie des trois tubes métalliques 23a à 23c sont déplacées en direction du tube central 23b et que, de ce fait, les directions de montage des trois tubes métalliques 23a à 23c n'étaient plus parallèles entre elles, comme cela est re- présenté sur la figure 2c annexée à la présente demande (Pi' La distance séparant les trois tubes métalliques correspond aux pas P1 et P2 entre trois faisceaux d'élec- trons du tube cathodique en couleurs du type en ligne, et une erreur de 0,05 mm ou plus est inadmissible. D'autre part, dans l'art antérieur il se posait le problème consis- tant en ce que seule la déformation due à une contrainte provoquée par une différence entre les coefficients de di- latation thermique mentionnés précédemment (comme cela est indiqué par P1' et P2' sur la figure 2c) entraîne une er- reur supérieure à l'erreur admissible mentionnée précédem- ment. Pour supporter trois cathodes d'un canon à élec- trons dans un tube cathodique en couleurs du type en ligne parallèlement les uns aux autres et dans un même plan, la présente invention fournit un dispositif comprenant trois tubes servant à y insérer des cathodes réalisées en un al- liage pour un verre dur réalisant un scellement étanche, et disposées en fonction de positions respectives desdites ca- thodes, un cadre de support extérieur cylindrique qui s'étend latéralement et entoure en commun les pourtours desdits tubes, et une zone remplie par du verre dur à bas point de fusion 'et située entre lesdits tubes et ledit cadre de support extérieur cylindrique, et dans lequel deux côtés dans une direction longitudinale dudit cadre de sup- port extérieur cylindrique sont pourvus de découpes trapé- zoïdales qui s'étendent à partir du côté inférieur dudit cadre de support extérieur cylindrique (ou "cadre exté- rieur" de façon abrégée) vers le haut et dans une direction axiale du tube supérieur. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1, dont il a déjà été fait mention, est une vue montrant une structure schématique d'un tube cathodique en couleurs du type en ligne, bien connu; - les figures 2a,2b et 2c, dont il a déjà été fait mention, représentent respectivement une vue en plan et des vues en coupe transversale de parties essentielles d'une structure de support de cathodes du tube cathodique en couleurs du type en ligne, bien connu; - la figure 3 représente une vue montrant une coupe partielle d'une structure de support de cathodes conforme à la présente invention; et - la figure 4 représente une vue structurelle schématique permettant d'expliquer les caractéristiques de la structure de support de cathodes conforme à la présente invention. La présente invention fournit un dispositif, dans lequel, pour réaliser le support de trois cathodes d'un ca- non à électrons d'un tube cathodique en couleurs du type en ligne parallèlement les unes aux autres dans un même plan, les parties périphériques de trois tubes utilisés pour l'insertion de cathodes 31a, 31b et 31c réalisées par exemple en un alliage pour un verre dur réalisant un scel- lement étanche et disposés dans des positions relatives prédéterminées, et une poudre de verre dur cristallisé à bas point de fusion 33 est introduite entre ces éléments métalliques, c'est-à-dire entre les tubes prévus pour l'in- sertion des cathodes désignées par 31a à 31c, et ledit cadre de support extérieur cylindrique 32. Dans une struc- ture de support de cathodes d'un tube cathodique, dans le- quel on fixe la poudre de verre 33 par fusion à chaud tout en conservant une position relative précise entre lesdits éléments, la valeur d'une longueur axiale 13 dudit tube du cadre de support extérieur cylindrique 32 est choisie entre 1,1 et 1,6 fois la longueur axiale 12 du tube de la partie en verre fondue, dans une zone correspondant à 20 % ou plus d'une longueur W1 d'un côté longitudinal de la partie péri- phérique extérieure du cadre de support extérieur possédant une forme trapézoïdale s'étendant latéralement, comme par exemple une ellipse. C'est-à-dire qu'on obtient la valeur 13 fournie par 13 = (1,1 - 1,6)12 Dans des parties autres que l'étendue axiale du tube présentant l'accroissement mentionné précédemment (par exemple au voisinage des deux extrémités de l'étendue lon- gitudinale d'un cadre de support extérieur elliptique), il est nécessaire de fixer à la partie 12', qui n'établit au- cune étanchéité, du cadre de support extérieur un élément métallique intermédiaire pour le montage de la structure de support des cathodes, ainsi que des électrodes sur des tiges isolantes de support (produits formés par moulage d'une poudre de verre, désignés normalement sous le terme de verre multiforme) supportant des électrodes du canon à électrons, tout en les maintenant isolées les unes par rap- port aux autres), par soudage ou analogue, et la hauteur de la partie 12', qui n'établit aucune étanchéité, du cadre de support extérieur, doit posséder une valeur permettant la pénétration d'une électrode d'un dispositif de soudage (par conséquent supérieure à l'accroissement mentionné précédem- ment). Lorsque la valeur limite inférieure de l'accrois- sement tombe à une valeur inférieure à 1,1, il se produit un débordement du verre, et le verre adhère au bord du cadre de support extérieur 32, ce qui conduit à l'appari- tion éventuelle de fissures. Inversement, si la valeur li- mite supérieure de 1,6 est dépassée, la force de la partie 12', qui n'établit aucune étanchéité, dans le cadre de sup- port extérieur augmente, ce qui conduit éventuellement au fait que les agencements des trois tubes métalliques ne sont pas parallèles entre eux. De même dans le cas o la partie possédant le prolongement indiqué précédemment est inférieure à 20 % de l'étendue longitudinale du cadre de support extérieur, on ne peut pas maintenir le parallélisme des tubes métalliques. Lorsqu'on utilise le cadre de support extérieur 32 dans les conditions telles qu'indiquées précédemment, une contrainte agissant au voisinage des deux surfaces (su- périeure et inférieure) dans une direction axiale du tube métallique formé par le verre cristallisé fixé par fusion à chaud se transforme en une contrainte de compression agis- sant approximativement au même degré que la contrainte pré- cédente, et de ce fait, une fois que la poudre de verre cristallisée à bas point de fusion 33 a été fixée par fu- sion à chaud, les trois tubes métalliques sont maintenus parallèlement entre eux avec une précision suffisante, et l'écart sur les distances entre les axes des tubes se situe dans une limite de tolérance admissible. La figure 3 représente une vue en coupe montrant des parties essentielles d'une forme de réalisation conforme à la présente invention. Sur la figure 3, les chiffres de référence 31a à 31c désignent des tubes prévus pour l'insertion de cathodes réalisées en un alliage de fer-nickel-cobalt pour un verre mou réalisant un scellement étanche (matériau pour l'âme d'un fil, pour l'introduction d'une partie de scellement incandescente); et le chiffre de référence 33 désigne un verre cristallisé obtenu par fixa- tion par fusion à chaud d'une poudre de verre dur cristal- lisé à bas point de fusion. La hauteur l1 dans la direction axiale du tube du cadre de support extérieur 32 est égale à 1,8 mm et la hauteur 12 dans la direction axiale de tube du verre cristallisé 33 est égale à 1,5 mmin, la relation entre ces hauteurs étant 11/12 = 1,2. Dans la présente forme de réalisation, une incli- naison entre les tubes 31a à 31c est à peine visible, et l'erreur sur les distances entre les tubes (qui est la dif- férence de distance entre le côté supérieur et le côté in- férieur du verre cristallisé et est également désignée sous le terme d'écart de distance en forme d'oeillet, repérée par la différence entre a et b (a-b sur la figure 4) peut être réglée à 5 mm. Comme cela a été décrit précédemment, conformé- ment à la présente invention, on peut former d'une manière simple et très précise une structure de support de cathodes dans un tube cathodique en couleurs du type en ligne, de manière qu'il n'apparaisse aucune erreur sur les distances entre les tubes utilisés pour l'insertion de cathodes, ni aucune inclinaison entre ces tubes. C'est pourquoi, la ca- pacité d'assemblage des électrodes d'un canon à électrons est améliorée, ce qui permet d'obtenir aisément une automa- tisation et une économie de main-d'oeuvre. REVENDICATIONS 1. Structure de support de cathodes pour un tube cathodique en couleurs, ledit tube cathodique en couleurs comprenant une pluralité de tubes prévus pour l'insertion de cathodes situées dans des positions correspondant à celles de cathodes respectives d'un tube cathodique en cou- leurs du type en ligne, un cadre extérieur cylindrique, qui entoure en commun des parties périphériques desdits tubes et dont la forme périphérique extérieure s'étend dans la direction dans laquelle sont disposés lesdits tubes, et une partie située entre lesdits tubes et ledit cadre cylin- drique et remplie par un agent de fixation servant à fixer à la fois lesdits tubes et ladite structure, caractérisée en ce que les deux parties latérales longitudinales dudit cadre extérieur cylindrique (32) comportent des découpes s'étendant à partir d'un côté inférieur de ce cadre vers le haut et dans une direction axiale desdits tubes (31a,31b, 31c). 2. Structure de support de cathodes selon la re- vendication 1, caractérisée en ce que ledit agent de fixa- tion est une poudre de verre dur cristallisé (33) possédant un bas point de fusion. 3. Structure de support de cathodes selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la partie inférieure de la découpe dudit cadre de support extérieur cylindrique (32) possède la forme d'un trapèze, dont la base est plus large que sa partie supérieure (W2 > W3). 4. Structure de support de cathodes selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la partie inférieure de la découpe dudit cadre extérieur cylindrique (32) possède la forme d'un trapèze, dont la base est plus large que sa partie supérieure, et que la longueur (13) dans une direction axiale du tube dudit cadre de support extérieur cylindrique est comprise entre 1,1 et 1, 6 fois la longueur (12) dans une direction axiale du tube de ladite partie fixe, dans une zone correspondant à 20 % ou plus de la longueur d'un côté longitudinal dudit cadre extérieur. 5. Structure de support de cathodes pour un tube cathodique en couleurs comprenant trois tubes prévus pour l'insertion de cathodes formées d'un alliage pour un verre dur réalisant un scellement étanche, et situés en des posi- tions correspondant à celles de cathodes respectives de ma- nière à supporter trois cathodes d'un canon à électrons d'un tube cathodique en couleurs du type en ligne, parallé- lement les unes aux autres dans le même plan, une structure formant cadre de support extérieur cylindrique, qui s'étend latéralement et entoure en commun des parties périphériques desdits tubes, une partie périphérique extérieure de ladite structure formant cadre extérieur cylindrique étant réali- sée en un alliage pour un verre dur réalisant un scellement étanche et s'étendant dans une direction de l'installation desdits tubes, et dans laquelle une poudre de verre dur cristallisé possédant un bas point de fusion est introduite entre lesdits tubes et le cadre et est fixée par fusion à chaud alors que lesdits éléments sont maintenus dans des positions relatives précises, caractérisée en ce que les deux parties latérales longitudinales dudit cadre extérieur cylindrique (32) comportent des découpes s'étendant vers le haut à partir d'un côté inférieur dudit cadre et dans une direction axiale desdits tubes (31a,31b, 31c), et qu'en outre la longueur axiale dudit tube formé par ledit cadre de support extérieur cylindrique est choisie entre 1,1 et 1,6 fois la longueur axiale du tube de ladite partie en verre (33) fixée par fusion à chaud sur 20 % ou plus de la longueur d'un côté longitudinal dudit cadre de support ex- térieur cylindrique qui s'étend latéralement. 6. Structure de support de cathodes selon la re- vendication 5, caractérisée en ce que la partie inférieure de la découpe dudit cadre de support extérieur cylindrique (32) possède la forme d'un trapèze, dont la base est plus large que sa partie supérieure (W2 > W3). 7. Structure de support de cathodes selon la re- vendication 5, caractérisée en ce que la partie inférieure de la découpe dudit cadre extérieur cylindrique (32) pos- sède la forme d'un trapèze, dont la base est plus large que sa partie supérieure, et que la longueur (13) dans une di- rection axiale du tube dudit cadre de support extérieur cy- lindrique est comprise entre 1,1 et 1,6 fois la longueur (12) dans une direction axiale du tube de ladite partie fixe, dans une zone correspondant à 20 % ou plus de la lon- gueur d'un côté longitudinal dudit cadre extérieur.