Brevet FR2717305A1 — publié le 19950915

La présente invention se rapporte à un tube à rayon cathodique et à un procédé de préparation d'un tube à rayon cathodique afin de fixer un collier de déviation sur le col de l'enveloppe en verre du tube. Elle se rapporte également à un dispositif d'affichage comportant un tel tube et fabriqué suivant ce procédé. Le collier de déviation d'un tube à rayon cathodique porte les bobinages qui dévient ou déplacent les faisceaux d'électrons afin de balayer l'écran au phosphore. Le collier de déviation est monté à l'extérieur de l'enveloppe en verre autour du col et de l'extrémité du cône. Afin de s'assurer que le faisceau d'électrons est correctement focalisé sur l'écran, le collier de déviation doit être positionné avec précision à 0,3 mm sur le tube et ne doit pas se déplacer pendant la durée de vie du tube à rayon cathodique. S'il est mal positionné ou mal orienté, les couleurs ne sont pas reproduites correctement ou bien l'image est décalée. En général, deux procédés de fixation du collier ont été utilisés. Le premier consiste à remplir l'espace entre le collier et le tube avec une résine thermoplastique. Ceci présente comme inconvénient qu'il est difficile de régler la position et l'orientation du collier une fois qu'il a été mis en place et que la résine se ramollit avec le temps, du fait que le tube à rayon cathodique est chaud pendant l'utilisation, ce qui permet au collier de se déplacer. L'alternative a été de serrer mécaniquement le collier, par exemple en utilisant une bague de serrage ou équivalent, sur le col du tube. Avec ce procédé, il est difficile de prévoir suffisamment de friction entre le collier et le tube pour empêcher le collier de se décaler. Différentes solutions à ce problème ont été proposées, mais toutes souffrent d'un inconvénient ou d'un autre. Par exemple, on connaît la solution consistant à enrouler manuellement un tour et demi de bande de tissu de verre autour du col o le collier de déviation doit être fixé. En plus de prendre du temps et d'être difficile à automatiser, ce procédé présente des inconvénients tels que la bande qui tend à se déplacer lorsque le collier est serré dessus et avec le temps lorsque l'adhésif se ramollit. Le fait de réduire l'épaisseur de l'adhésif réduit le mouvement indésirable du collier mais entraîne comme problème qu'il devient difficile de coller la bande sur le col. Selon la présente invention, il est prévu: un tube à rayon cathodique ayant un revêtement non organique augmentant la friction sur au moins une zone prédéterminée de la surface du col afin d'aider au serrage d'un collier de déviation. De préférence, le revêtement recouvre plusieurs zones discrètes prédéterminées du col séparées longitudinalement et/ou circonférentiellement, de manière idéale une bande en haut et en bas du col, ceci s'avérant donner une friction suffisante pour empêcher un mouvement indésirable du collier et être facile à appliquer. Le revêtement peut comprendre des particules inorganiques, de préférence des particules de carbure de silicium (SiC) d'un diamètre moyen dans la plage de 0,5 à 50 Hm, collées sur le col par un liant durci à chaud, de préférence du verre soluble (solution de silicate de métal alcalin), qui est dimensionnellement stable lors du chauffage consécutif de la couche à la température de fonctionnement normale du tube à rayon cathodique. En variante, le liant peut comprendre une suspension de poudre de frittage dans un solvant organique (tel que de l'acétate d'amyle) comprenant de la nitrocellulose. Les particules peuvent également comprendre un ou plusieurs des composants suivants: particules d'oxyde d'aluminium, poudre de céramique ou poudre de verre. De préférence, la largeur d'au moins une des zones prédéterminées parallèles à l'axe du col est dans la plage de 15 à 35 mm. De préférence, l'épaisseur du revêtement est faible comparée au diamètre du col et de manière idéale dans la plage de 5 à 40 pm. La présente invention prévoit également un procédé de préparation d'un tube à rayon cathodique pour fixation d'un collier de déviation, le procédé comportant l'étape consistant à appliquer un revêtement inorganique augmentant la friction sur au moins une zone prédéterminée de la surface du col du tube. De préférence, le revêtement est appliqué en appliquant une pâte de particules inorganiques, qui peuvent être des particules de carbure de silicium avec un diamètre moyen dans la plage de 0,5 à 50 gm, dans un liant durcissant à chaud, qui peut être du verre soluble (solution de silicate de métal alcalin) sur la ou chaque région prédéterminée et en chauffant la pâte afin de durcir le liant. La pâte peut être appliquée avant que le cône et la dalle du tube soient reliés, auquel cas le chauffage est réalisé pendant la liaison du cône et de la dalle. En variante, la pâte peut être appliquée après liaison du cône et de la dalle, auquel cas le chauffage est réalisé pendant la mise sous vide du tube. Il est préférable que la pâte ait une viscosité dans la plage de 500 à 1800 centipoises et de préférence de 700 à 1100 centipoises et soit appliquée en utilisant un applicateur se déplaçant sur la surface du col à une vitesse dans la plage de 5 à 20 cm/s. La présente invention va être davantage décrite ci-après en se référant à la description suivante d'exemples de formes de réalisation et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe du col et du collier de déviation d'un tube à rayon cathodique; La figure 2 est une vue d'extrémité d'un tube à rayon cathodique sans collier de déviation; et La figure 3 est une vue de dessus partielle d'un appareil automatique pour l'application du revêtement de l'invention. Des parties identiques sont désignées par des références identiques dans les dessins. La figure 1 est une vue en coupe d'une partie d'un tube à rayon cathodique selon la présente invention. Le tube 1 comporte deux parties: le cône au sens large, qui comprend le cône la et le col lb; et la dalle (non représentée). Le cône et la dalle sont fabriqués séparément et, une fois que les revêtements et raccords internes nécessaires ont été appliqués, sont reliés par une soudure frittée. Ceci est fait en appliquant une pâte de frittage sur le cône, en fixant la dalle et en procédant à une cuisson dans un four de frittage à 430 à 440 C afin de fondre la fritte. Le canon à électrons 2 est inséré et fixé dans le col lb, le tube est mis sous vide, en étant chauffé à plus de C au niveau du col dans un four de dégazage, et scellé. Le collier de déviation 3, qui contient les bobinages nécessaires pour dévier les faisceaux d'électrons, est ensuite monté sur le col. Le collier doit être positionné avec précision sur le col afin de s'assurer que l'image est correctement alignée sur l'écran et que les faisceaux balayent avec précision le revêtement en phosphore correspondant. Il est important que son orientation angulaire par rapport aux trois axes orthogonaux et sa position le long du col soient correctes. La position et l'orientation idéale pour chaque collier diffèrent légèrement du fait des tolérances de fabrication et la position de chaque collier doit être réglée de manière individuelle avant qu'il soit serré sur le tube. Le collier est serré sur le col à l'aide d'une bande 4, ou d'une bague de serrage, et est supporté de manière additionnelle par un coin 5. Le coin supporte une partie du poids du collier de déviation mais le collier est fixé en place par la bande 4. Une couche de carbure de silicium 6 est prévue sur le col afin de procurer la friction nécessaire entre le collier de déviation 3 et le col lb. Celle-ci occupe une bande partant d'une distance 11 entre approximativement 20 et 60 mm par rapport à la ligne de joint de col 7 et se terminant à une distance 12 entre approximativement 45 et 85 mm par rapport à cette ligne. Les distances 11 et 12 dépendent de la taille du tube à rayon cathodique. Elle a ainsi une largeur d'au moins approximativement 25 mm. Une largeur de 10 mm est suffisante pour procurer l'accrochage nécessaire, la largeur additionnelle étant prévue pour permettre une variation de la position du collier. Il est à noter que l'épaisseur de la couche a été exagérée sur les figures de façon à être visible. La couche a une épaisseur dans la plage d'approximativement 5 pm à 40 im, ce qui est négligeable comparé au diamètre du col o elle est appliquée. Si elle fait moins de 5 Mm, elle ne procure pas la friction nécessaire, et si elle fait plus de 40 Mm, elle tend à se décoller du fait de la contraction pendant le séchage. De manière idéale, la couche a une largeur de 25 mm dans la direction de l'axe du col et est prévue sur deux régions en haut et en bas du col. De manière ordinaire, le boulon de la bague de serrage qui serre le collier sur le col est orienté verticalement. La couche peut également recouvrir une bande continue autour du col du tube. La couche de carbure de silicium est appliquée et collée sur le col lb en appliquant sur le col une pâte de particules de carbure de silicium dans du verre soluble et en la cuisant ensuite à une température supérieure à 150 C pendant au moins 1 minute. Si elle n'est pas cuite à 150 C, l'eau n'est pas totalement évacuée et le verre soluble peut se redissoudre dans une atmosphère humide. Une cuisson à des températures plus élevées pendant des périodes plus longues n'est pas gênante. La pâte est réalisée à partir d'un kilo de particules de carbure de silicium ayant un diamètre moyen entre approximativement 0,5 Mm et 50 Mm, de préférence 8 gm, mélangées dans un broyeur à billes avec 1 à 2, 5 kg de verre soluble (solution de silicate de potassium, K20.nSiO2), de préférence OHKASEAL Type A fabriqué par Tokyo Ohka Kogyo Company, Ltd, dans une bouteille en porcelaine. Des billes de céramique d'un diamètre entre 8 et 20 mm sont ajoutées et la bouteille est amenée à tourner à une vitesse extérieure entre 40 et 300 mètres par minute pendant 12 à 24 heures. La viscosité est alors testée et ajustée si nécessaire à 500 à 1800 centipoises en ajoutant entre 50 et 200 millilitres d'eau. La viscosité de la pâte est de préférence entre 700 et 1100 centipoises. La pâte est alors appliquée sur le col du tube en utilisant des applicateurs à éponge déplacés à une vitesse entre 5 et 20 cm/s. Si l'éponge est déplacée trop rapidement, la qualité du revêtement est discontinue et inégale, et si elle se déplace trop lentement, il y en a trop peu de déposée. Le tube est alors cuit afin de sécher le verre soluble et coller les particules de carbure de silicium sur le verre du col. De préférence, la pâte est appliquée avant que le cône et la dalle du tube soient reliés de telle sorte que le durcissement de la couche de carbure de silicium se fait dans le four de frittage, qui est chauffé habituellement à une température supérieure à 450 C, ce qui est nettement supérieur à la température nécessaire pour durcir le verre soluble. Ceci évite la nécessité de prévoir une étape de chauffage séparée dans le processus de fabrication. En variante, la pâte peut être appliquée sur le tube assemblé mais avant le vidage et le scellage. Dans ce cas, le durcissement de la couche de carbure de silicium se fait dans le four de dégazage, qui est normalement chauffé à plus de 150 C, ce qui est suffisant pour durcir le verre, évitant à nouveau la nécessité d'une étape de chauffage séparée. Si la pâte est appliquée sur un tube terminé, la couche de carbure de silicium est alors de préférence durcie par un chauffage à infrarouge localisé. Afin de raccourcir le temps de séchage dans ce procédé, une poudre de carbone ou un colorant sombre peut être ajouté à la pâte. Si un colorant doit être utilisé, sa couleur ou son type n'est pas critique et une partie pour 1000 ou pour 100000 est ajoutée. Si du carbone est utilisé, une partie pour 100 ou 100000 ayant un diamètre moyen entre 0,1 et 30 gm est ajoutée. L'addition de trop de matière réduit la friction procurée par la couche. Des expériences destinées à déterminer l'épaisseur et l'emplacement optimum de la couche de carbure de silicium ont été réalisées. Dans ce but, une pâte a été réalisée selon le procédé suivant. 1000 grammes de verre soluble Ohkaseal-A, 500 grammes de poudre de carbure de silicium (qualité 8000 fabriquée par Fujimi Kenmazai) et 1700 grammes de billes de céramique d'un diamètre de 20 mm ont tout d'abord été ajoutés dans une bouteille en céramique de litres. La bouteille est alors roulée à 75 tours par minute pendant 19 2 heures. La pâte est transférée dans une bouteille en matière plastique de 5 litres et sa viscosité est contrôlée. Si la viscosité est supérieure à 900 centipoises, une faible quantité d'eau est ajoutée et la bouteille est roulée à 75 tours par minute pendant minutes supplémentaires. Cette procédure est répétée jusqu'à ce que la viscosité de la pâte soit de 900 + centipoises. La pâte peut être conservée, en étant roulée à 20 tours par minute, jusqu'à sept jours. Des expériences sur l'efficacité des différents emplacements du revêtement ont révélé que les meilleurs résultats étaient obtenus si le revêtement était appliqué sur des zones sur le haut et le bas du col en s'étendant sur approximativement 124 , comme cela est représenté sur la figure 2. Le fait de prévoir une couche autour de toute la circonférence du col complique la fabrication sans procurer une résistance supplémentaire au glissement du collier. La pâte peut être appliquée sur le col du tube par une machine automatique, la figure 3 montrant les parties principales d'une telle machine. Le tube, qui soit complet ou simplement à l'état de cône sans la dalle montée dessus, est délivré à la machine d'application de pâte par un appareil de transport connu (non représenté). La position et l'orientation du tube sont alors ajustées à la position correcte par un appareil de positionnement connu (non représenté). La pâte est appliquée sur le haut et le bas de la partie appropriée du col lb du tube par des éponges 8, qui ont une épaisseur entre 5 et 15 mm. Les éponges 8a et 8b sont montées sur des supports l0a et lOb sur des bras lla et llb. La position des supports 9a et 9b sur les supports 10a et lOb peut être ajustée afin d'accepter différentes tailles de col ou d'éponge. Le cône est délivré à la machine d'application de pâte alors que les bras lla et llb sont rétractés et espacés. Ils s'étendent alors dans la position représentée en pointillé sur la figure 3 et pour appliquer la pâte, les bras sont déplacés à une vitesse de 5 à 20 cm/s vers la position représentée sur la figure 3. Les bras sont alors écartés à la même vitesse et rétractés à nouveau afin de permettre au tube d'être enlevé. La pâte est délivrée aux éponges à l'aide de tubes en caoutchouc au silicone (non représentés). Une pompe du type péristaltique est utilisée afin de délivrer une quantité spécifiée de pâte pour chaque tube. En variante au procédé de broyage à bille destiné à la fabrication de la pâte, le carbure de silicium et le verre soluble peuvent être mélangés en utilisant un mélangeur rotatif à fort cisaillement. Dans ce procédé, un disque de brassage denté est entraîné en rotation à grande vitesse, l'extérieur du disque se déplaçant à une vitesse entre 8 et 30 m/s pendant 10 à 30 minutes. Plutôt que d'être appliquée par des éponges, la pâte peut être pulvérisée sur le col du tube. Dans ce cas, elle doit avoir une viscosité entre 100 et 700 centipoises. Plutôt que des particules de carbure de silicium, de l'oxyde d'aluminium, des poudres de céramique ou de la poudre de verre avec un diamètre moyen dans la plage de 0,5 à 50 Nm peuvent être utilisés. En variante au verre soluble au silicate de potassium, un autre verre soluble à métal alcalin (par exemple du sodium) peut être utilisé. Le verre soluble (solution de silicate de métal alcalin) est avantageux dans la mesure o il sert de liant pour les particules à température ambiante et également après durcissement. Du verre de frittage peut être utilisé afin de lier les particules après durcissement, auquel cas un liquide tel que de l'acétate d'amyle qui comprend de la nitrocellulose est utilisé afin de former une pâte devant être appliquée sur le tube. L'acétate d'amyle et la nitrocellulose sont évacués lorsque le tube est chauffé afin de durcir le verre de frittage, ce qui doit être fait à une température plus élevée que lors de l'utilisation du verre soluble. 1l REVENDICATIONS 1. Tube à rayon cathodique, caractérisé en ce qu'il comporte un revêtement non organique (6) augmentant la friction sur au moins une zone prédéterminée de la surface du col (lb) afin d'aider au serrage d'un collier de déviation (3). 2. Tube à rayon cathodique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit revêtement (6) recouvre plusieurs zones discrètes prédéterminées du col (lb) séparées longitudinalement et/ou circonférentiellement. 3. Tube à rayon cathodique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit revêtement (6) recouvre des zones en haut et en bas du col (lb). 4. Tube à rayon cathodique selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit revêtement (6) comprend des particules inorganiques collées sur le col (lb) par un liant durci à chaud qui est dimensionnellement stable lors du chauffage consécutif de la couche à la température de fonctionnement normale du tube à rayon cathodique (1). 5. Tube à rayon cathodique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit liant durci à chaud comprend une solution de silicate de métal alcalin. 6. Tube à rayon cathodique selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit métal alcalin est du potassium. 7. Tube à rayon cathodique selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit métal alcalin est du sodium. 8. Tube à rayon cathodique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit liant durci à chaud comprend une suspension de poudre de frittage dans un solvant dans lequel est dissoute de la nitrocellulose. 9. Tube à rayon cathodique selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que lesdites particules comprennent un ou plusieurs des composants suivants: particules de carbure de silicium, particules d'oxyde d'aluminium, poudre de céramique ou poudre de verre. 10. Tube à rayon cathodique selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que le diamètre moyen des particules est dans la plage de 0,5 à 50 gm. 11. Tube à rayon cathodique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur d'au moins une desdites zones prédéterminées parallèles à l'axe du col (lb) est dans la plage de 15 à 35 mm. 12. Tube à rayon cathodique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur du revêtement (6) est négligeable comparée au diamètre du col (lb). 13. Tube à rayon cathodique selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'épaisseur du revêtement (6) est dans la plage de 5 à 40 Dm. 14. Procédé de préparation d'un tube à rayon cathodique pour la fixation d'un collier de déviation, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte l'étape consistant à appliquer un revêtement inorganique (6) augmentant la friction sur au moins une zone prédéterminée de la surface du col (lb) du tube. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite étape d'application comprend l'application d'une pâte de particules inorganiques dans un liant durcissant à chaud sur la ou chaque région prédéterminée et le chauffage de la pâte afin de durcir le liant. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite étape d'application est réalisée avant que le cône (la) et la dalle du tube soient reliés et ladite étape de chauffage est réalisée pendant la liaison du cône (la) et de la dalle. 17. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite étape d'application est réalisée après liaison du cône (la) et de la dalle et ladite étape de chauffage est réalisée pendant la mise sous vide du tube. 18. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite étape de chauffage comprend un chauffage par rayonnement infrarouge localisé. 19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que ladite pâte comprend de manière additionnelle de la poudre de carbone, de préférence dans la plage de 1 partie pour 100 à 1 partie pour 100000, ou un colorant sombre, de préférence dans la plage de 1 partie pour 1000 à 1 partie pour 100000. 20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisé en ce que ladite pâte a une viscosité dans la plage de 100 à 1800 centipoises. 21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la viscosité de ladite pâte est dans la plage de 500 à 1800 centipoises et ladite étape d'application comprend le déplacement d'un applicateur sur la surface du col (lb) à une vitesse dans la plage de 5 à 20 cm/s. 22. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la viscosité de ladite pâte est dans la plage de 100 à 700 centipoises et ladite étape d'application comprend la pulvérisation de la pate sur la surface du col (lb). 23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 22, caractérisé en ce que ledit liant durci à chaud comprend une solution de silicate de métal alcalin. 24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que ledit métal alcalin est du potassium. 25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 24, caractérisé en ce que lesdites particules comprennent un ou plusieurs des composants suivants: particules de carbure de silicium, particules d'oxyde d'aluminium, poudre de céramique ou poudre de verre. 26. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 22, caractérisé en ce que ledit liant durci à chaud comprend une suspension de particules de fritte dans un solvant organique dans lequel est dissoute de la nitrocellulose. 27. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 26, caractérisé en ce que le diamètre moyen des particules est dans la plage de 0,5 à 50 gm. 28. Procédé de fixation d'un collier de déviation sur un tube à rayon cathodique (1), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: préparer le tube à rayon cathodique (1) suivant le procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 27; et serrer mécaniquement le collier de déviation (3) sur le col (lb) au niveau d'une partie de la ou d'une région prédéterminée. 29. Dispositif d'affichage comprenant un tube à rayon cathodique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14. 30. Dispositif d'affichage fabriqué en utilisant le procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 28.