Brevet FR2716035A1 — publié le 19950811

TUBE IMAGE COULEUR DOTE DE SUPPORTS DE CATHODE RENFORCES Cette invention se rapporte sur un tube à rayons cathodiques et plus particulièrement à un tube image couleur (CPT) équipé d'un canon à électrons multi4aisceaux, disposés en ligne, avec des supports de cathodes extérieures renforcés. Les canons à électrons à disposition coplanaire comprennent trois cathodes disposées en ligne pour générer des faisceaux d'électrons qui sont dirigés au moyen d'un ensemble d'électrodes vers un écran fluorescent. Pour assurer une performance optimale, les canons à électrons à disposition coplanaire sont fabriqués en respectant des tolérances très précises sur les cotes des éléments constitutifs et sur les écartements entre éléments adjacents. Pendant l'échauffement du tube, la température de chaque cathode est augmentée au moyen d'un filament chauffant pour stimuler l'émission d'électrons et pour créer les faisceaux d'électrons qui vont frapper l'écran fluorescent déposé sur la surface intérieure de la face avant du tube. L'augmentation de température de la cathode entraîne une dilatation des éléments métalliques du canon à électrons; cependant, les spécialistes savent choisir le coefficient de dilatation de la matière de chaque élément du canon pour s'adapter au gradient de température de telle sorte qu'à l'intérieur du canon la position relative des éléments reste inchangée. Les éléments du canon sont noyés dans un support isolant pour assurer la position relative des éléments du canon. Un support de cathode centrale, par exemple, est fixé à une paire de tiges supports isolantes disposées face à face, par deux paires d'épaulements encastrés dans les tiges supports, maintenant ainsi solidement le support de cathode centrale. Cependant, chacun des supports de cathodes extérieures a un corps principal avec une seule paire d'épaulements encastrés dans les tiges supports et ainsi ces supports de cathodes extérieures n'ont pas la rigidité du support de cathode centrale. Chacune des cathodes extérieures est fixée, sur le support de cathode extérieure, à la partie support, en porte à faux, qui est pratiquement perpendiculaire à la partie corps principal. Quand les cathodes sont portées à la température de fonctionnement, la partie support en porte à faux de chacun des deux supports de cathode extérieure tend à se déplacer par rapport au support de cathode centrale, du fait de la dilatation thermique, modifiant ainsi l'écartement relatif entre les cathodes et la première électrode adjacente du canon à électrons, éventuellement d'une manière non-uniforme, produisant ainsi une modification de la tension de blocage du tube. Une solution pour minimiser la modification de la tension de blocage est de régler la distance à froid entre les cathodes et la première électrode à une valeur qui prend en compte la dilatation des éléments respectifs pendant le fonctionnement, de telle sorte que l'espacement soit optimisé, après quelques minutes de fonctionnement du tube, à une valeur qui foumit la tension de blocage désirée. Cependant, chaque espacement 'cathode I première électrode' varie comme une fonction de la température du filament respectif et de la position du support de cathode; il doit y avoir égalité de dilatation en temps et en amplitude pour que les trois écartements 'cathode / première électrode' soient maintenus à l'unisson afin d'assurer une performance optimale du tube. Le problème auquel la présente invention apporte une solution est de minimiser le mouvement de la partie support en porte à faux de chacun des supports de cathode extérieure pour maintenir un écartement optimum entre cathode et première électrode, sans augmenter de façon significative le coût des supports de cathodes extérieures. Conformément à l'invention, un tube à rayons cathodiques comprend un écran et un canon à électrons à disposition coplanaire pour générer et diriger trois faisceaux d'électrons alignés, comprenant un faisceau central et deux faisceaux extérieurs, suivant des chemins distincts vers l'écran. Le canon à électrons comprend trois cathodes disposées à l'intérieur de supports de cathodes et un ensemble d'électrodes espacées longitudinalement à partir des cathodes. Les supports de cathodes et les électrodes sont fixés sur des tiges supports isolantes disposées face à face. Chacun des deux supports de cathode extérieure a une partie principale, fixée sur les tiges supports isolantes et une partie support en porte à faux, pratiquement perpendiculaire à la partie principale. Un élément de renforcement, au moins, est disposé entre la partie principale et la partie support de chacun des supports de cathode extérieure pour immobiliser la partie support pendant le fonctionnement du tube et maintenir des espacements égaux entre les cathodes extérieures et la première électrode de l'ensemble des électrodes. L'invention sera maintenant décrite plus en détails, en se référant aux dessins d'accompagnement dans lesquels: la Fig. 1 est une vue longitudinale, partiellement éclatée, d'un CPT incorporant la présente invention; la Fig. 2 est une vue latérale d'un canon à électrons représenté en pointillés sur la Fig. 1; la Fig. 3a est une vue perspective d'un nouveau support de cathode extérieure, avant mise en forme; les Fig. 3b et 3c montrent respectivement des vues de dessus et de côté du support de cathode extérieure de la Fig. 3a après mise en forme; la Fig. 4 montre une vue de face du nouveau support de cathode avec une cathode fixée dessus; et la Fig. 5 montre une vue de dessus, en coupe, agrandie, de la fixation de la cathode sur le canon à électrons de la Fig. 2. La Fig. 1 montre un CPT 10 ayant une enveloppe en verre Il comprenant une face avant de forme rectangulaire 12 et un col tubulaire 14 reliés par un cône rectangulaire 15. Le cône 15 a un revêtement intérieur conducteur (non représenté) qui est en contact avec un bouton d' anode 16 et qui s'étend dans le col 14. La face avant 12 comprend un panneau de visualisation 18 et un flanc périphérique 20, ou paroi latérale, qui est scellé au cône 15 par un cordon de verre fritté 21. Un écran luminescent à trois couleurs est disposé sur la surface intérieure du panneau 18. L'écran 22 est de préférence composé de bandes de matériaux électroluminescents, respectivement, R (émettrices de rouge), G (émettrices de vert) et B (émettrices de bleu), arrangées en groupes de couleurs ou éléments d'images de trois bandes, ou triades, dans un ordre cyclique et orientées dans une direction qui est généralement normale au plan dans lequel les faisceaux d'électrons concemés sont générés. Dans la position de vision normale, pour cette réalisation, les bandes de phosphore ont une orientation verticale. De préférence, comme les spécialistes le savent bien, les bandes de matériaux luminescents sont séparées les unes des autres par un matériau disposé en matrice et qui absorbe la lumière. Altemativement, l'écran peut hêtre un écran par points. Une mince couche conductrice 23, de préférence en aluminium, recouvre l'écran 22 et foumit un moyen pour appliquer un potentiel uniforme à l'écran ainsi que pour refléter la lumière émise par les éléments luminescents, à travers le fond 18. Une électrode de sélection de couleur à trous multiples 24, ou masque perforé, est fixée par des moyens conventionnels, démontables, à une distance prédéterminée de l'écran 22. Un canon à électrons 26, représenté schématiquement en pointillés sur la figure 1, est monté au centre du col 14, pour générer et diriger trois faisceaux d'électrons 28 suivant des chemins convergents à travers les trous du masque 24 vers l'écran 22. Un bloc de déflexion magnétique exteme 30 entoure le col 14 et le cône 12 au voisinage de leur jonction. Lorsqu'il est activé, le bloc 30 soumet les trois faisceaux 28 à des flux magnétiques verticaux et horizontaux qui conduisent les faisceaux à balayer respectivement horizontalement et verticalement, dans une trame rectangulaire sur l'écran 22. Le plan initial de déflexion (pour une déflexion zéro) est représenté par la ligne P-P, approximativement au milieu du bloc 30. En raison des champs marginaux, la zone de déflexion du tube s'étend dans le sens axial, du bloc 30 jusqu'à la région du canon à électrons 26. Par souci de simplification, la courbure réelle des trajectoires de faisceaux défléchis dans la zone de déflexion n'est pas représentée sur la figure 1. Le canon à électrons de la Fig. 2 comprend deux supports en verre 32, ou perles, sur lesquelles les différents éléments du canon à électrons sont montés. Ces éléments comprennent trois cathodes alignées 34 (une pour chaque faisceau), réguliérement espacées, une électrode de grille G1 repérée 36, une électrode de grille G2 repérée 38, une électrode de grille G3 repérée 40, une électrode de grille G4 repérée 42, une électrode de grille G5 repérée 44 et une électrode de grille G6 repérée 46, espacées sur les perles de verre 32 dans l'ordre indiqué. Chacune des électrodes suivant les cathodes a trois ouvertures alignées (non représentées) pour permettre le passage de trois faisceaux d'électrons alignés. Les électrodes G1 repérée 36, G2 repérée 38 et G4 repérée 42 sont des plaques plates parallèles qui peuvent être renforcées par des bossages. L'électrode G3 repérée 40 est constituée de deux éléments 60 et 62 en forme de coupelles, de même que l'électrode G5 repérée 44 qui est constituée de deux éléments 68 et 70 en forme de coupelles. L'électrode G6 repérée 46 comprend aussi deux éléments 72 et 73 en forme de coupelles, cette demière étant fixée sur une coupelle écran 75. Pour faire fonctionner le canon 26, I'électrode G4 repérée 42 est reliée électriquement à l'électrode G2 repérée 38 et l'électrode G5 repérée 44 est reliée électriquement à l'électrode G3 repérée 40. Des conducteurs distincts relient les électrodes G3 repérée 40, G2 repérée 38 et G1 repérée 36, les cathodes 34 et les filaments de chauffage 33 à un ensemble de conducteurs 100 dans l'embase 102 du tube 10, pour que ces éléments puissent être activés électriquement. L'activation électrique de l'électrode G6 repérée 46 est obtenue par un contact entre la coupelle écran 75 et le revêtement conducteur (non représenté) sur la surface intérieure du cône qui est électriquement connectée au bouton d' anode 16 s'étendant à travers le cône 15, ces deux demiers composants étant représentés sur la Fig. 1. Dans le canon à électrons 26 de la Fig. 2, les cathodes 34, I'électrode G1 repérée 36 et l'électrode G2 repérée 38 constituent la région de formation des faisceaux d'électrons du canon. Pendant le fonctionnement du tube, une basse tension d'environ 6,3 volts est appliquée à chacun des filaments de chauffage 33, tandis que des tensions de contrôle modulées sont appliquées aux cathodes 34. L'électrode G1 repérée 36 est à la terre et une tension positive relativement basse (par exemple 800 à 1100 volts) est appliquée aux électrodes G2 repérée 38 et G4 repérée 42. L'électrode G3 repérée 40, l'électrode G4 repérée 42 et la partie en regard 68 de l'électrode G5 repérée 44 constituent la région lentille de pré-focalisation du canon à électrons 26. Pendant le fonctionnement du tube, une tension de focalisation d'environ 7,8 à 9,5 kV est appliquée à la fois aux électrodes G3 repérée 40 et G5 repérée 44. Les parties en regard 70 et 72 des électrodes G5 repérée 44 et G6 repérée 46 constituent respectivement les lentilles de focalisation principales du canon à électrons 26. Une tension anodique d'environ 25 kV est appliquée à l'électrode G6 repérée 46 pour qu'une lentille de focalisation bipotentielle soit constituée entre les électrodes G5etG6. Les figures 3a, 3b et 3c montrent un support de cathode extérieure 80 réalisé en alliage fer-nickel, ayant une épaisseur de 0,51 mm (0,020 pouce). Le support de cathode extérieure 80, qui se présente après estampage comme un flanc plat, comprend une partie principale 82 et une partie support 84. Deux griffes 86 sont formées aux extrémités de l'épaulement de la partie principale 82. Une fiche de connexion électrique 88 est formée à une extrémité de la partie principale 82, en faisant partie intégrante de l'une des griffes 86. La partie support 84 a une ouverture 90 qui la traverse pour accepter une des cathodes 34. Au moins un renfort 92 prend naissance sur la partie support, et en fait également partie intégrante. De préférence, chaque support de cathode extérieure 80 a une paire de renforts 92, 92' situés sur des cotés opposés de la partie support 84, comme le montre la Fig. 3a. Le support de cathode extérieure 80 est alors mis en forme par cintrage, pour foumir la structure représentée sur les Figures 3b et 3c. La partie principale 82 est mise en forme pour obtenir un décalage 94 et la fiche de connexion électrique 88 est emboutie en avant du plan des griffes 86. Les renforts 92, 92' sont pliés perpendiculairement à la partie support 84 de telle sorte que les renforts 92, 92' viennent au contact de la partie principale 82 et sont fixés sur elle, par exemple par soudure. Avec les renforts 92, 92' solidarisés avec la partie pnncipale 82 du support de cathode extérieure 80, la partie support 84, en porte à faux, est immobilisée et ne peut plus se déplacer d'une façon appréciable, ni vers le haut, ni vers le bas. Comme le montre la Fig. 4, un oeillet de cathode 96, conçu pour tenir l'une des cathodes 34, est disposé dans l'ouverture 90 réalisée dans la partie 84 du support de cathode extérieure 80. Comme le montre la vue de dessus de la Fig. 5, une paire de supports de cathodes extérieures 80, ainsi qu'un support de cathode intérieure 98 sont encastrés dans les tiges supports en verre 32 suivant une technique bien connue. Le support de cathode centrale 98 a deux paires d'épaulements disposés symétriquement 104, 106, qui sont encastrés dans les tiges supports disposées face à face pour supporter avec sécurité et maintenir la cathode centrale 34. Les deux griffes 86, aux extrémités de la partie principale 82 des support de cathodes extérieures 80 sont encastrées dans les tiges supports 32. La structure du support de cathode extérieure est rigidifiée par les renforts 92, 92' qui fixent la partie support 84 en porte à faux à la partie principale 82 et immobilisent réellement la partie support 84. La structure rigide obtenue en fixant les renforts 92, 92' entre la partie principale 82 et la partie support 84 rend les supports de cathodes extérieures 80 pratiquement aussi rigides et résistants au mouvement induit par la chaleur que le support de cathode centrale qui est maintenu par les deux paires d'épaulements 104 et 106 disposées de part et d'autre. Il résulte de cette nouvelle structure de support de cathode extérieure, que l'espacement longitudinal entre chacune des cathodes 34 et l'électrode G1 repérée 36, est maintenu pendant le fonctionnement du tube, de telle sorte que toutes les modifications induites par la chaleur se produisent ensemble. Revendications 1. Tube image couleur (10) composé d'un écran (22) et d'un canon à électrons à disposition coplanaire (26) pour générer et diriger un ensemble de trois faisceaux d'électrons alignés (28), comprenant un faisceau central et deux faisceaux extérieurs, suivant des chemins distincts vers le dit écran (22), le dit canon à électrons (26) comprenant trois cathodes (34), disposées à l'intérieur de deux supports de cathodes extérieures (80) et d'un support de cathodé centrale (98) et un ensemble d'électrodes (36, 38, 40, 42, 44 et 46) longitudinalement espacées des dites cathodes (34), les dits supports de cathodes (80, 98) et les dites électrodes étant fixés sur des tiges supports isolantes (32) disposées face à face, caractérisé par le fait que chaque support de cathode (80) ayant une partie principale (82) et une partie support (84) en porte à faux, pratiquement perpendiculaire à la dite partie principale (82) avec un élément renfort (92) situé entre la dite partie principale (82) et la dite partie support (84), immobilisant ainsi la dite partie support (84) du dit support de cathode extérieure (80) pendant le fonctionnement du dit tube (10), pour maintenir l'écartement entre les dites cathodes (34) et la première électrode (36) du dit ensemble d'électrodes. 2. Le tube (10), tel qu'il est décrit dans la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un second élément renfort (92') est disposé entre la dite partie principale (82) et la dite partie support (84) de chaque support de cathode extérieure (80). 3. Le tube (10), tel qu'il est décrit dans la revendication 1, caractérisé par le fait que le dit élément renfort (92) part de la dite partie support (84) de chaque support de cathode extérieure (80). 4. Le tube (10), tel qu'il est décrit dans la revendication 3, caractérisé par le fait que le dit second élément renfort (92') est situé à l'opposé du dit élément renfort (92) et part de la dite partie support (84) du support de cathode extérieure (80).