Brevet FR2680045A1 — publié le 19930205

La présente invention concerne un tube cathodique en couleurs du type à masque perforé et en particulier un tube cathodique en couleurs du type à masque perforé possédant ce qu'on appelle une plaque plane telle que la forme d'un panneau constituant la plaque avant se rapproche d'un plan. Un tube cathodique (désigné ci-après sous l'expression tube cathodique en couleurs) utilisé pour l'affichage d'images en couleurs est constitué par une partie formant panneau qui est un écran de reproduction d'images, une partie en forme de col servant à loger un canon à électrons, et une partie en forme d'entonnoir qui raccorde la partie formant panneau (panneau constituant la plaque avant) à la partie en forme de col, et la partie en forme d'entonnoir est équipée d'un déviateur qui dévie le faisceau d'électrons émis par le canon d'électrons pour balayer l'écran fluorescent formé sur la surface intérieure du panneau. Sur la surface intérieure du panneau constituant la plaque avant est installé un masque perforé, qui est une électrode de sélection des couleurs possédant une courbure qui se rapproche de la courbure de la surface intérieure de manière à définir les positions dans lesquelles une pluralité de faisceaux d'électrons émis par le canon d'électrons rencontre l'écran fluorescent. Le canon à électrons logé dans la partie en forme de col comporte différentes électrodes comme par exemple une électrode formant cathode, une électrode de commande, une électrode de convergence et une électrode accélératrice, et module le faisceau d'électrons délivré par l'électrode formant cathode au moyen d'un signal appliqué à l'électrode de commande, lui donne une forme en coupe désirée et lui applique une énergie par l'intermédiaire de l'électrode de convergence et de l'électrode accélératrice et le dirige sur l'écran fluorescent.Le faisceau d'électrons est dévié dans la direction horizontale et dans la direction verticale par le déviateur prévu dans la partie en forme d'entonnoir, lors de son déplacement depuis le canon d'électrons jusqu'à l'écran fluorescent, et forme une image sur l'écran fluorescent (voir par exemple la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique sous le numéro 215640/1984). I1 existe une tendance selon laquelle des tubes cathodiques en couleurs fabriqués récemment possèdent ce qu'on appelle une face plane, c'est-à-dire que la forme du panneau constituant la plaque avant, sur lequel une image est formée, se rapproche fortement d'un plan. Le caractère plat du panneau constituant la plaque avant de tubes cathodiques en couleurs du type à masque perforé est fortement affecté par la courbure de la partie périphérique (pourtour du panneau constituant la laque avant). C'est pourquoi, l'impression de planéité du panneau constituant la plaque avant s'intensifie lorsque la courbure de la partie périphérique diminue. Cependant, le masque perforé possède également une forme plane destinée à s'adapter à la courbure du panneau constituant la plaque plane, ce qui conduit à un accroissement de l'erreur d'impact (phénomène d'arrondi) de la dilatation thermique du masque perforé, ce qui entraîne une déformation de l'image réfléchie sur la surface extérieure du panneau constituant la plaque avant et rend difficile l'affichage d'une image avec une haute qualité. Un tube cathodique en couleurs, dans lequel on a obtenu à la fois un panneau constituant la plaque avant plane et on apporté des améliorations au phénomène d'arrondi, est décrit dans la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique sous le numéro 232247/1988. Conformément à l'invention décrite dans la publication précédente, les formes des surfaces intérieure et extérieure du panneau constituants la plaque avant sont exprimées par des équations spatiales tridimensionnelles, pour lesquelles l'axe X est le grand axe (axe horizontal), l'axe Y est le petit axe (axe vertical) et l'axe Z est l'axe du tube.C'est-à-dire que les formes des surfaces courbes Zx, Zy rapportées à l'axe X et à l'axe Y sont fournies de façon approximative par Zx = A1X2 + A2X4 et Zy = A3Y2 + A4Y4, et les formes des surfaces courbes Px, Py en un point (X = X1, Y = Y1) d'une partie limite de l'écran réel, qui est la limite entre la partie de l'écran réel et la partie périphérique enveloppante sont fournies de façon approximative par Px = A1X12/ (A1X12 + A2X14) et Py = A3Y12/ (A3Y12 + A4Y14), les constantes A1, A2, A3 et A4 indiquées précédemment étant choisies de manière à satisfaire à 0,3 PX(X=X1) 0,6 et 0,95 4 Py(Y=Yl) c( 1.En outre, les parties limites de l'écran réel sur la surface extérieure du panneau constituant la plaque plane sur le petit côté et sur le grand côté sont formées de manière à avoir des formes courbes possédant des courbures presque identiques et de manière à satisfaire à 1,5(42,5V + 45) . R 4 2(42,5V + 45), R(mm) étant le rayon de courbure de la surface du panneau constituant la plaque avant et son étendue diagonale effective étant désignée par V (V étant comptée en pouces de (2,54 mm), ce qui permet de réduire l'arrondi du masque perforé et d'améliorer la résistance mécanique, l'image réfléchie sur la surface et la planéité de la plaque avant. Mais dans des tubes cathodiques en couleurs classiques possédant des surfaces courbes ayant les formes mentionnées précédemment, lorsqu'on essaie d'aplanir plus encore le panneau constituant la plaque avant en cherchant à régler le rayon de courbure de la partie périphérique en dehors de la gamme mentionnée précédemment pour R (mm), l'image réfléchie sur la surface extérieure est très déformée et en particulier la déformation locale augmente fortement. En outre, l'erreur d'impact augmente en raison de l'arrondi du masque perforé, ce qui réduit fortement la qualité de l'image qui est affichée. La présente invention a pour but d'éliminer le problème mentionné précédemment de l'art antérieur et de fournir un tube cathodique en couleurs du type à masque perforé, dans lequel la déformation de l'image réfléchie sur la surface extérieure du panneau constituant la plaque plane est atténuée et qui permette d'afficher une image de haute qualité au moyen d'une réduction de l'arrondi du masque perforé. Pour atteindre l'objectif indiqué précédemment, la présente invention fournit un tube cathodique en couleurs du type à masque perforé, comportant une partie formant écran réel, et possédant un panneau constituant la plaque avant et possédant une forme rectangulaire possédant un grand axe et un petit axe, caractérisé en ce que, si l'on exprime les formes courbes au moins de la surface extérieure dudit panneau constituant la plaque avant par des équations spatiales tridimensionnelles, pour lesquelles l'axe X est le grand axe dudit panneau constituant la plaque avant rectangulaire, l'axe Y est le petit axe de ce panneau et l'axe Z est l'axe du tube, les formes des surfaces courbes Zx et Zy rapportées au grand axe et au petit axe sont déterminées de façon approximative par Zx = A1X2 + A2X4 + A3X6 Zy = A4Y2 + A5Y4 + A6Y6 et, si les formes des surfaces courbes Px et Py au moins de la surface extérieure du panneau constituant la plaque avant sont définies par Px = A1X12/(A1X12 + A2X14 + A3X16) Py = A4Y12/(A4Y12 + Agi14 + A6Y16) en un point (X = X1, Y = Y1) d'une partie limite de l'écran réel, qui est une limite entre ladite partie formant écran réel et la partie périphérique, les constantes A1, A2, A3, A4, A5 et A6 sont choisies de manière à satisfaire à 0,5 d Px (X = X1) 4 0,9 0,6 4 Py (Y = Y1) 1 En outre, la partie limite de l'écran réel sur le petit côté et la partie limite de l'écran réel sur le grand côté sur la surface extérieure du panneau constituant la plaque avant possèdent des formes courbes ayant presque la même courbure, et les rayons de courbure R(mm) des arcs satisfont à la relation 2 (42,5V + 45) 4 R 4 (42,5V + 45) si l'on désigne par V (V étant comptée en pouces de 2,54 cm) l'étendue effective en diagonale du panneau constituant la plaque avant. En réglant les formes des surfaces intérieure et extérieure Zx, Zy du panneau constituant la plaque avant, les formes des surfaces courbes Px, Py en un point au niveau de la limite de l'écran réel et le rayon de courbure R de manière qu'ils se situent dans les gammes mentionnées précédemment, il est possible de réduire la déformation de l'image réfléchie sur la surface de la partie périphérique, d'améliorer les caractéristiques anti-arrondi du masque perforé possédant une surface courbe qui contribue à fournir le profil de la surface courbe du panneau constituant la plaque avant et à obtenir ainsi un tube cathodique en couleurs possédant une plaque avant permettant un affichage d'images de grande qualité. On va maintenant décrire de façon concrète le tube cathodique en couleurs du type à masque perforé selon la présente invention en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente une vue de face d'un panneau constituant la plaque avant d'un tube cathodique en couleurs du type à masque perforé conforme à la présente invention; - la figure 2 représente une vue en coupe de la laque avant représentée sur la figure 1, la figure 2(a) étant une vue en coupe prise suivant la ligne X-X et la figure 2(b) une vue en coupe prise suivant la ligne Y-Y;; - la figure 3 est une vue en coupe de la partie limite de l'écran réel du panneau constituant la plaque avant du tube cathodique en couleurs du type à masque perforé conformément à l'invention, la figure 3(a) représentant une vue en coupe prise le long de 1 partie limite de l'écran réel sur le grand côté, parallèlement au grand axe X-X, et la figure 3(b) étant une vue en coupe prise le long de la partie limite de l'écran réel sur le petit côté, parallèlement au petit côté Y-Y; - la figure 4 est une vue en coupe du panneau constituant la plaque avant et du masque perforé du tube cathodique en couleurs du type à masque perforé selon la présente invention, dans une direction diagonale de l'écran; - la figure 5 représente un schéma servant à illustrer la relation entre les caractéristiques du collier de déviation et de la surface courbe du masque perforé; et - la figure 6 représente une vue en coupe destinée à illustrer la structure du tube cathodique en couleurs du type à masque perforé selon la présente invention. Le chiffre de référence 1 désigne un panneau constituant une plaque avant, le chiffre de référence 2 la partie formant écran réel; le chiffre de référence 3 une partie périphérique, le chiffre de référence 31 une partie périphérique sur le petit côté, le chiffre de référence 32 une partie périphérique le long du grand côté, le chiffre de référence 4 une partie limite de l'écran réel, le chiffre de référence 41 une partie limite de l'écran réel le long du petit côté, le chiffre de référence 42 une partie limite de l'écran réel le long du grand côté, X-X le grand axe (axe X), Y-Y le petit axe (axe Y) et V la longueur en diagonale (qui est exprimée en pouces de 2,54 cm). Sur les figures 1 et 2, le panneau 1 constituant la plaque avant possède une forme presque rectangulaire, dans laquelle l'axe X (X-X) est le grand axe et l'axe Y (Y-Y) est le petit axe et une partie formant écran réel 2 possédant une surface fluorescente formée de substances fluorescentes de trois couleurs déposées sur la surface intérieure de cette partie et dont la surface extérieure et la surface intérieure possèdent presque la même forme, une image étant affichée lorsque le faisceau d'électrons rencontre la partie formant écran réel 2. La partie périphérique 3, qui est formée de la partie périphérique 31 située sur le petit côté et de la partie périphérique 32 située sur le grand côté et dans laquelle aucune image n'est affichée, entoure la partie formant écran réel 2 de manière à former une surface qui est le prolongement d'une partie en forme de jupe qui se raccorde à une partie en forme d'entonnoir non représentée. La surface extérieure du panneau constituant la plaque avant conformément à la présente invention est exprimée d'une manière générale par l'équation suivante Z = A1X2 + A2X4 + A3X6 + A4Y2 + A5Y4 + A6Y6 + AloX2Y4 + AllX4Y4 + A12X6Y4 + A13X2Y6 + A14X4Y6 + A15X6Y6 dans laquelle Z désigne une grandeur qui, si l'on suppose que le centre du panneau est le zéro, indique le degré d'abaissement de la surface extérieure par rapport au centre, au fur et à mesure qu'on s'écarte du centre. Comme cela est indiqué par la relation indiquée précédemment, il s'avère que la surface courbe Z dépend de quinze coefficients A1 à A15.Le fait d'avoir quinze coefficients signifie qu'il existe quinze degrés de liberté, ce qui signifie en d'autres termes, qu'un degré élevé d'évaluation est nécessaire pour sélectionner des coefficients optimum, ce qui rend très difficile la réalisation du tube cathodique. La présente invention est basée sur la découverte du fait que les coefficients de l'équation des surfaces courbes rapportées à l'axe X et à l'axe Y ainsi qu'une courbure équivalente de la partie périphérique jouent des rôles importants pour l'aplanissement du panneau constituant la plaque avant et pour réduire l'arrondi, et a trouvé que l'arrondi peut être réduit et le panneau peut être aplani, si on sélectionne de façon appropriée les coefficients rapportés à l'axe X et à l'axe Y ainsi qu'une courbure équivalente de la partie périphérique. Si on désigne conformément à l'invention la distance effective en diagonale par V (comptée en pouces de 2,54cm), on peut choisir les rayons de courbure R (mm) des parties limites de l'écran réel situées sur le petit côté et le grand côté de la surface extérieure du panneau constituant la plaque avant de manière qu'ils se situent dans une gamme 2(42,5V + 45) 4 R 4 4(42,5 V+ 45). Ici Zx et Zy représentent les formes de surfaces courbes du panneau 1 constituant la plaque avant, exprimées par les équations spatiales tridimensionnelles le long du grand axe X-X et du petit axe Y-Y, c'est-à-dire que l'on a Zx = A1X2 + A2X4 + A3X6 Zy = A4Y2 + A5Y4 + A6Y6. Ici, on peut définir R de la manière indiquée ciaprès. C'est-à-dire que R concernant le grand côté sur la figure 3(a) est fourni par R = (dx2 + x12)/2dx, et le R concernant le petit côté sur la figure 3(b) est fourni par R = (dy2 + y12)/2dy. On suppose que les formes des surfaces courbes de la partie limite 4 de l'écran réel, qui sont presque parallèles au grand axe X-X et au petit axe Y-Y, sont exprimées par les équations spatiales tridimensionnelles Px et Py. En utilisant la même courbure et la même étendue diagonale effective que celles mentionnées précédemment, les formes des surfaces courbes Px, Py, sont fournies par Px = A1X12/(A1X12 + A2X14 + A3X16), Py = A4Y12/(A4Y12 + A5Y14 + A6Y16), les constantes A1, A2, A3, A5 et A6 étant choisies de manière à être situées dans les gammes 0,5 4 Px(X = X1) S 0,9 et 0,6 4 Py (Y = Y1) 4 1 en un point (x = X1,, Y = Y1) de la partie limite 4 de l'écran réel.Les constantes A1 à A6 étant réglées de manière à satisfaire aux conditions mentionnées précédemment, on peut empêcher une altération de la caractéristique de bombement et une forte déformation de l'image réfléchie même si on donne une valeur élevée au rayon de courbure équivalent de la partie périphérique. La figure 3 représente une vue en coupe de la partie limite de l'écran réel de la figure 1, la figure 3(a) étant une vue en coupe prise le long de la partie limite 42 de l'écran réel le long du grand côté, qui est presque parallèle au grand axe X-X, et la figure 3(b) étant une vue en coupe prise suivant la partie limite 41 de l'écran réel sur le petit côté, qui est presque parallèle au petit axe Y Y. Sur la figure 3, la partie limite 42 de l'écran réel, qui est presque parallèle à l'axe X-X, possède une surface courbe qui se raccorde à la partie périphérique 31 située le long du petit côté, et la partie limite 41 de l'écran réel, qui est presque parallèle à l'axe Y-Y, possède une surface courbe qui se raccorde à la partie périphérique 32 qui s'étend sur le grand côté. C'est pourquoi, la surface courbe y compris la partie limite 42 de l'écran réel, qui est presque parallèle à l'axe X-X, et la surface courbe y compris la partie limite 41 de l'écran réel, qui est presque parallèle à l'axe Y-Y, possèdent des courbures R1 et R2 presque égales, ce qui permet un aplanissement des parties périphériques situées sur le grand côté (côté de l'axe X-X) et sur le petit côté (côté de l'axe Y-Y) et de réduire la déformation de l'image réfléchie sur la surface. Il est en outre possible de réduire le phénomène d'arrondi du masque perforé monté dans le panneau constituant la plaque avant et de réduire l'erreur d'impact. D'autre part, lorsque les surfaces courbes des panneaux sont choisies comme décrit précédemment, il apparaît dans la section transversale du panneau, dans la direction en diagonale, ce qu'on appelle le phénomène de déformation inverse, comme représenté sur la figure 4. Cependant, si on choisit la forme du masque perforé de manière qu'elle soit à déformation inverse, le masque perforé formé d'une plaque métallique mince perforée et possédant une faible rigidité est soumis à des vibrations produites par le son du récepteur de télévision et est le siège de ce qu'on appelle un phénomène parasite d'enregistrement perturbé des couleurs.C'est pourquoi, conformément à la présente invention, ce qui est important c'est que le signe de la dérivée seconde au moins de la partie perforée du masque perforé ne varie pas même si le signe de la dérivée seconde à la surface extérieure du panneau varie. Ici, la raison pour laquelle la surface est limitée au moins à la partie perforée est que les parties périphériques, qui ne sont pas perforées, sont formées d'une plaque métallique possédant une résistance mécanique relativement élevée et sont faiblement affectées par le parasitage. Cependant, il est extrêmement souhaitable que naturellement la dérivée seconde ne varie pas sur l'ensemble du masque perforé. La figure 4 représente une forme de réalisation de la présente invention. La figure 4 est une vue en coupe du tube cathodique selon la présente invention, dans la direction d'une diagonale. Cependant, lorsqu'on aménage une nervure le long de la partie périphérique pour accroître la résistance mécanique du masque perforé, les surfaces courbes de la nervure ne subissent naturellement aucune modification. En plus de formes de la surface courbe intérieure du panneau, les caractéristiques du collier de déviation jouent un rôle important dans la détermination de la forme de la surface courbe du masque perforé. Ceci est représenté sur la figure 5, sur laquelle la référence DP désigne un plan de déviation du collier de déviation. Une distance optimale entre le masque perforé et la surface intérieure du panneau est déterminée par une valeur S qui est déterminée dans une large mesure par la distance des canons à électrons. Cependant, la valeur effective S varie en fonction des caractéristiques du collier de déviation. C'est pourquoi, en choisissant les caractéristiques des colliers de déviation, il est possible de modifier les surfaces courbes du masque perforé. La figure 6 représente une vue en coupe montrant la structure d'un tube cathodique en couleurs du type à masque perforé conforme à la présente invention, dans laquelle le chiffre de référence 1 désigne un panneau constituant la plaque avant, le chiffre de référence 2 une partie formant écran réel, le chiffre de référence 3 une partie périphérique, le chiffre de référence 5 une partie formant jupe du panneau, le chiffre de référence 6 une surface fluorescente, le chiffre de référence 7 un masque perforé, le chiffre de référence 8 une partie en forme de col, le chiffre de référence 9 une partie en forme d'entonnoir, le chiffre de référence 10 le blindage magnétique, le chiffre de référence 11 un collier de déviation, le chiffre de référence 12 un canon à électrons, le chiffre de référence 13 un aimant de réglage de la pureté, le chiffre de référence 14 un aimant de réglage de la convergence statique du faisceau central, le chiffre de référence 15 un aimant de réglage de la convergence statique des faisceaux latéraux, le chiffre de référence 16 un faisceau d'électrons. On donne une forme courbe telle que décrite précédemment à la surface extérieure et à la surface intérieure du panneau constituant la plaque avant et, comme cela s'avère nécessaire, on forme une ou plusieurs couches contenant du SnO2 et du InOs sur la surface extérieure du panneau constituant la laque avant de manière à empêcher une réflexion et l'accumulation d'une charge. En outre, on dépose sur la surface intérieure de l'entonnoir 9 une pellicule mince électriquement conductrice constituée de graphite, de bioxyde de titane ou analogue. Le masque perforé 7 est réalisé avec une forme qui confère son profil à la forme de la surface courbe du panneau 1 constituant la plaque avant, c'est-à-dire possède la même surface courbe que la surface courbe du panneau constituant la plaque avant 1. C'est-à-dire que la partie périphérique du masque perforé 7 possède une courbure qui est supérieure à celle des parties correspondantes de l'art antérieur et présente une rigidité accrue, un effet de rétro-élasticité réduit au moment de l'opération de pressage et un phénomène d'arrondi réduit en fonctionnement. Ici, le blindage magnétique 10 supprime essentiellement l'effet du magnétisme terrestre. Conformément à la présente invention telle que décrite précédemment, il est prévu un tube cathodique en couleurs du type à masque perforé possédant d'excellentes fonctions et dans lequel le panneau constituant la plaque plane peut être aplani, la déformation de l'image réfléchie sur la surface, qui est produite principalement par la surface courbe de la partie périphérique, est réduite, le phénomène d'arrondi du masque perforé est réduit et on obtient l'affichage d'une image de haute qualité. REVENDICATIONS 1. Tube cathodique en couleurs du type à masque perforé, comportant une partie formant écran réel, et possédant un panneau constituant la plaque avant et possédant une forme rectangulaire possédant un grand axe et un petit axe, caractérisé en ce que, si l'on exprime les formes courbes au moins de la surface extérieure dudit panneau (1) constituant la plaque avant par des équations spatiales tridimensionnelles, pour lesquelles l'axe X est le grand axe dudit panneau (1) constituant la plaque avant rectangulaire, l'axe Y est le petit axe de ce panneau et l'axe Z est l'axe du tube, les formes des surfaces courbes Zx et Zy rapportées au grand axe et au petit axe sont déterminées de façon approximative par Zx = A1X2 + A2X4 + A3X6 Zy = A4Y2 + AgY4 + A6Y6 et, si les formes des surfaces courbes Px et Py au moins de la surface extérieure du panneau constituant la plaque avant sont définies par Px = A1X12/(A1X12 + A2X14 + A3X16) Py = A4Y12/(A4Y12 + A5Y14 + A6Y16) en un point (X = X1, Y = Y1) d'une partie limite (4) de l'écran réel, qui est une limite entre ladite partie (2) formant écran réel et la partie périphérique (3), les constantes A1, A2, A3, A4, A5 et A6 sont choisies de manière à satisfaire à 0,5 ( Px (X = X1) 4 0,9 0,6 4 Py (Y = Y1) 4 1 2.Tube cathodique en couleurs du type à masque perforé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface courbe de la partie limite (41) de l'écran réel sur le petit côté et la surface courbe de la partie limite (42) de l'écran réel sur le grand côté sur la surface extérieure dudit panneau constituant la plaque avant, ont des formes courbes présentant des courbures presque égales et des rayons de courbure R (mm) desdits arcs satisfont à la relation 2(42,5V + 45) ( R 4 4(42,5V + 45) dans laquelle la longueur effective de la diagonale dudit panneau constituant la plaque avant est désignée par V (V étant exprimé enpouces de 2,54 cm). 3. Tube cathodique en couleurs du type à masque perforé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'équation de la surface courbe du masque perforé en coupe transversale dans la direction diagonale est une équation, dans laquelle le signe de la dérivée seconde ne varie pas au moins dans la partie réelle du masque. 4. Tube cathodique en couleurs du type à masque perforé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'équation de la surface courbe du masque perforé en coupe transversale dans la direction diagonale est une équation, dans laquelle le signe de la dérivée seconde ne varie pas jusqu'à son pourtour.