Brevet FR2753566A1 — publié le 19980320

METHODE DE CONSTRUCTION DE TUBES-IMAGE COULEUR AVEC UN ASSORTIMENT DE CANONS A ELECTRONS La présente invention est relative au procédé de construction de tubes-image couleur et, en particulier, à une méthode de fabrication d'une pluralité de tubes-image couleur de taille identique qui incorporent un canon à électrons choisi parmi un assortiment d'au moins deux types différents de canons à électrons. La plupart des tubes-image couleur modernes ont des canons à électrons en ligne. Un canon à électrons en ligne est conçu pour générer ou amorcer de préférence trois faisceaux d'électrons dans un plan commun et pour diriger ces faisceaux le long de trajectoires convergentes jusqu'à un point ou une petite zone de convergence près de l'écran du tube. Les canons à électrons en ligne ont une région de formation de faisceau et une lentille de focalisation principale et peuvent également comporter une lentille de préfocalisation. La région de formation de faisceau comprend habituellement trois cathodes et trois électrodes consécutives. Une lentille de préfocalisation peut comprendre deux ou trois électrodes. La lentille de focalisation principale est habituellement formée par deux électrodes espacées. De manière caractéristique, les deux faisceaux d'électrons extérieurs, habituellement associés à des luminophores rouges et bleus dans la plupart des canons à électrons en ligne de tubes-image couleur, se déplacent horizontalement à mesure que la tension de focalisation varie. Cette caractéristique de sensibilité d'un tube liée à la tension de focalisation est communément appelée dans l'art FRAT horizontal différentiel ou FRAT-X RIB. Typiquement, le FRAT-X RIB est défini comme le mouvement d'un faisceau atterrissant sur l'écran du tube, mesuré en millimètres, pour une variation de la tension de focalisation de 2 kV. L'amplitude du FRAT-X RIB dépend des dimensions et des espacements des électrodes des canons à électrons et est habituellement non nulle et varie d'un canon à l'autre. La variation de l'amplitude du FRAT-X R/B pose plusieurs problèmes. Premièrement, dans la mesure où la tension de focalisation utilisée dans un châssis de récepteur particulier est différente de la tension de focalisation utilisée lorsqu'un bloc de déviation était initialement fixé au tube, toute amplitude du FRAT-X RIB provoquera des erreurs de convergence statique sur la surface de l'écran. Deuxièmement, une différence de FRAT-X RIB d'un tube à l'autre est une indication d'espacements différents entre faisceaux dans les lentilles principales des canons à électrons de tube, ce qui crée des différences de groupement dans les tubes. L'un comme l'autre sont des problèmes potentiels auxquels est confronté un fabricant de tubes, qui recherche généralement une amplitude et une valeur commandée du FRAT X R/B faibles. Par conception, on peut habituellement parvenir à une valeur faible acceptable du FRAT-X R/B en utilisant des techniques connues de décalages d'ouvertures et/ou de variations d'épaisseur dans les électrodes. Toutefois, il existe des familles de canons à électrons qui utilisent beaucoup d'électrodes communes, mais qui ont un FRAT-X R/B légèrement différent du fait d'électrodes non communes, ce qui provoque ainsi des différences de groupement lorsqu'elles sont utilisées dans le même tube. Ces différences de groupement, provoquées par des différences de FRAT-X R/B typiquement inférieures à 1 mm/2 kV, peuvent être corrigées dans un tube particulier au moyen de réglages connus de l'écran et de la machine d'insolation du dit écran (en d'autres termes, connus communément sous le nom de réglages "Q" et "X"). Un problème relativement nouveau s'est fait jour, à savoir la fabrication de tubes de taille identique, mais ayant différents types de canons à électrons, où le fabricant de tubes ne peut pas régler les machines d'insolation des écrans pour chacun des types de canon et doit accepter une situation de compromis en termes d'erreurs de groupement pour tous les types de canons. Dans un tel cas, une différence de 1 mm du FRAT-X R/B entre des tubes peut être inacceptable. La présente invention fournit une amélioration dans une méthode de construction d'une pluralité de tubes-image couleur de taille approximativement identique, lesquels tubes incorporent un canon à électrons choisi parmi un assortiment d'au moins deux types différents de canons à électrons. Les canons à électrons comportent chacun une pluralité d'électrodes, chaque électrode ayant des orifices pour le passage de trois faisceaux d'électrons. L'amélioration comprend la sélection de matériaux pour chaque électrode d'au moins deux types différents de canons à électrons qui produiront la différence minimale des sensibilités à la tension de focalisation entre les deux types différents de canons à électrons. La méthode de construction selon l'invention, est caractérisée en ce qu'elle comprend soit: la détermination d'un coefficient de sensibilité du FRAT-X R/B pour chaque électrode desdits au moins deux canons à électrons, la détermination de la dilatation d'ouverture extérieure à ouverture extérieure de ladite chaque électrode desdits au moins deux canons à électrode, à la température de fonctionnement stabilisée de ladite chaque électrode, la détermination des dilatations d'ouverture extérieure à ouverture extérieure d'au moins certaines des électrodes d'au moins un desdits au moins deux canons à électrons, lorsque les matériaux d'origine dans lesdites au moins certaines électrodes sont remplacés par des matériaux différents, la détermination du FRAT-X R/B pour chaque tube en ajoutant les produits du coefficient de sensibilité du FRAT-X R/B et de la dilatation d'ouverture extérieure à ouverture extérieure de ladite chaque électrode dans chaque canon à électron, et la sélection des matériaux d'électrode des canons à électrons qui produisent les déterminations du FRAT-X R/B les plus proches pour au moins deux tubes, soit: la détermination des sensibilités du FRAT-X R/B d'au moins certaines des électrodes d'au moins un type desdits canons à électrons, la détermination des sensibilités liées à la tension de focalisation d'au moins deux tubes de ladite pluralité ayant des types différents de canons à électrons en leur sein, en utilisant les sensibilités déterminées du FRAT-X R/B, la répétition de la détermination des sensibilités liées à la tension de focalisation pour lesdits au moins deux tubes de ladite pluralité ayant des types différents de canons à électrons en leur sein, avec différents matériaux remplaçant les électrodes dans les canons à électrons, et la sélection des tubes avec des types différents de canons à électrons qui ont les sensibilités liées à la tension de focalisation les plus proches, soit: la détermination des coefficients de dilatation thermique pour différents matériaux y compris les matériaux de chaque électrode de canons à électrons dans au moins deux tubes, la détermination d'un coefficient de sensibilité du FRAT-X R/B pour chaque électrode desdits au moins deux canons à électrons, la détermination de la température de fonctionnement stabilisée de ladite chaque électrode desdits canons à électrons dans au moins deux tubes, la détermination de la dilatation d'ouverture extérieure à ouverture extérieure de ladite chaque électrode desdits au moins deux canons à électrons, à la température de fonctionnement stabilisée de ladite chaque électrode, la détermination des dilatations d'ouverture extérieure à ouverture extérieure d'au moins certaines des électrodes d'au moins un desdits au moins deux canons à électrons, lorsque les matériaux d'origine dans lesdites au moins certaines électrodes sont remplacés par des matériaux différents, la détermination du FRAT-X R/B pour chaque tube en ajoutant les produits du coefficient de sensibilité du FRAT-X R/B et de la dilatation d'ouverture extérieure à ouverture extérieure de ladite chaque électrode dans chaque canon à électron, et la sélection des matériaux d'électrode des canons à électrons qui produisent les déterminations du FRAT-X R/B les plus proches pour au moins deux tubes. Dans les dessins, la figure 1 est une vue de côté, partiellement en coupe axiale, d'un tube-image couleur. La figure 2 est une vue en plan du canon à électrons du tube de la figure 1. La figure i montre un tube-image couleur rectangulaire 10 ayant une ampoule ou enveloppe en verre 11 comprenant panneau rectangulaire 12 et un col tubulaire 14 connectés par un cône rectangulaire 15. Le cône 15 a un revêtement conducteur interne (non montré) qui s'étend depuis un bouton d'anode 16 jusqu'au col 14. Le panneau 12 comprend une dalle de visualisation rectangulaire transparente 18 et une jupe périphérique ou paroi latérale 20 qui comporte une surface d'appui de scellement qui est scellée au cône 15 par du verre fritté 17. Un écran de luminophores de trois couleurs 22 est porté par la surface interne de la dalle 18. L'écran 22 est, de préférence, un écran de lignes, les lignes de luminophores étant disposées en triplets, chaque triplet comportant une ligne de luminophores de chacune des trois couleurs. En variante, L'écran peut être un écran de points, et il peut comporter ou ne pas comporter une matrice absorbant la lumière. Une électrode de sélection de couleur à ouvertures multiples ou masque perforé 24 est monté(e) de manière amovible dans une relation espacée prédéterminée par rapport à l'écran 22. Un canon à électrons 26, montré schématiquement en pointillés dans la figure 1, est monté centralement à l'intérieur du col 14 pour générer et diriger trois faisceaux d'électrons le long de trajectoires convergentes à travers le masque 24 jusqu'à l'écran 22. Les détails du canon à électrons 26 sont montrés dans la figure 2. Le canon 26 comprend trois cathodes en ligne espacées 32 (K) (une pour chaque faisceau, une seule étant montrée), une électrode de grille de commande 34 (G1), une électrode de grille-écran 36 (G2), une électrode d'accélération 38 (G3), une électrode de lentille de préfocalisation 40 (G4), une première électrode de lentille de focalisation principale 42 (G5) et une deuxième électrode de focalisation principale 44 (G6), espacées dans l'ordre où elles sont citées. Chacune des électrodes G1 à G6 a trois ouvertures en ligne situées à des extrémités de celle-ci pour permettre le passage de trois faisceaux d'électrons à travers elle. La lentille électrostatique de focalisation principale dans le canon 26 est formée par les portions en regard de l'électrode G5 42 et de l'électrode G6 44. Toutes les électrodes du canon 26 sont soit directement soit indirectement connectées par le biais de broches ou de griffes à deux tiges de support isolantes 48 et 50, qui sont habituellement en verre et couramment appelées perles. Les électrodes G1 et G2, 34 et 36, respectivement, sont des plaques plates à ouvertures, qui peuvent ou non comporter des nervures de renforcement en leur sein. L'électrode G3 38 est formée par deux éléments creux en forme de coupelle, G3b et G3t, dont les extrémités ouvertes sont attachées les unes aux autres. L'électrode G4 40 est une plaque plate à ouvertures. L'électrode G5 42 est formée par deux éléments emboutis en forme de coupelle, G5b et G5t, dont les extrémités ouvertes sont attachées les unes aux autres. L'électrode G6 44 est en forme de coupelle, son extrémité ouverte étant connectée à une coupelle de blindage 46. Comme indiqué précédemment, la sensibilité du mouvement du faisceau d'électrons à une variation de la tension de focalisation, ou FRAT-X R/B, dans un canon à électrons, est déterminée à la fois par la configuration et les espacements R/B (rouge vers bleu) entre ouvertures de chacune des électrodes. Dans la mesure où le FRAT-X R/B qui concerne la présente invention se produit lorsqu'un canon à électrons et un tube ont atteint des températures stabilisées, les matériaux des électrodes sont sélectionnés afin d'utiliser les dilatations thermiques différentes des matériaux pour régler l'espacement entre ouvertures, pour décaler les différences initiales de FRAT-X R/B provoquées par la configuration du canon. Les deux tableaux suivants sont relatifs à deux tubes différents, désignés Tube A et Tube B. Ces deux tubes sont en tous points identiques, sauf qu'ils comportent des types différents de canons à électrons. Les électrodes pour chacun de ces canons sont identifiées dans la première colonne de chaque tableau par G1-G6. La seconde colonne contient une liste des coefficients de sensibilité du FRAT-X R/B par rapport à l'espacement entre ouvertures, ou simplement des coefficients de sensibilité du FRAT-X R/B, pour chaque électrode. Ce coefficient de sensibilité est défini comme la variation du FRAT-X R/B d'un canon à électrons (c'est-àdire des microns de FRAT-X R/B par 2 kV) par rapport à des variations des espacements entre ouvertures entre des ouvertures extérieures dans les électrodes (c'est-à-dire des microns d'espacement R/B entre ouvertures). La troisième colonne identifie le matériau originel formant chaque électrode d'un canon à électrons non modifié. La quatrième colonne contient une liste des coefficients de dilatation thermique pour chacun des matériaux dans la deuxième colonne, à l'intérieur de la plage de températures à laquelle l'électrode sera soumise. La cinquième colonne présente la dilatation d'ouverture extérieure à ouverture extérieure de chaque électrode à sa température stabilisée, mesurée en microns. Les colonnes six à treize présentent la dilatation d'ouverture extérieure à ouverture extérieure de chaque électrode à sa température stabilisée, mesurée en microns, lorsqu'on fait varier les matériaux des électrodes individuelles. Par exemple, dans la septième colonne pour les deux tubes, de l'acier inoxydable 305 remplace de l'acier inoxydable 430 dans l'électrode G1 du Tube A et de l'invar dans l'électrode Gi du Tube B. Ces substitutions provoquent des variations de dilatation de l'électrode G1 de 40 microns à 69 microns dans le Tube A et des variations de dilatation de l'électrode G1 de 12 à 69 microns dans le Tube B. Au bas de chaque tableau se trouve les mesures ou les calculs résultants du FRAT-X R/B des canons à électrons avec les matériaux désignés dans les colonnes cinq à douze. TUBE A COEF. COEF. DE DILATATION DILATATION CANON TUBE A, MAIS AVEC... ELECTRODE DE MAT DILAT. CANON TUBE G2 G1 G3b G4 G2 G2 G4 G4 SENS STD. 1.00E-6 PAR C A ( m) 430 305 305 FN48 FN42 FN48 FN42 Invar ( m) ( m) ( m) ( m) ( m) ( m) ( m) ( m) G1 43 430 11 40 40 69 40 40 40 40 40 40 G2 -67 305 19 38 22 38 38 38 9 20 38 38 G3b 24 FN48 10 10 10 10 19 10 10 10 10 10 G3t 10 FN48 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 G4 -21 305 19 18 18 18 18 9 18 18 4 1 G5b 9 305 19 16 16 16 16 16 16 16 16 16 G5t 4 305 19 14 14 14 14 14 14 14 14 14 G6 -3 305 19 12 12 12 12 12 12 12 12 12 Frat-X nominal ( m) -700 372 551 -484 -521 1 243 506 -412 -352 TUBE B COEF. COEF. DE DILATATION DILATATION CANON TUBE A, MAIS AVEC... ELECTRODE DE MAT COEFF. CANON TUBE G2 G1 G3b G4 G2 G2 G4 G4 G4 SENS STD. PAR C A ( m) 430 305 305 FN48 FN42 FN48 FN42 Invar Invar ( m) ( m) ( m) ( m) ( m) ( m) ( m) ( m) ( m) G1 15 Invar 3 12 12 69 12 12 12 12 40 12 12 G2 -35 FN42 4,5 9,5 23 9,5 9,5 9,5 9 20 4 38 9,5 G3b 20 FN48 10 10 10 10 19 10 10 10 10 10 10 G3t 8 FN48 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 G4 -17 FN42 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 9,5 4,5 4,5 4 4 1,5 G5b 8 305 19 16 16 16 106 16 16 16 16 16 16 G5t 5 305 19 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 G6 2 305 19 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 Frat-X nominal ( m) 273 -207 1 128 453 188 291 -95 894 -716 324 Conformément à la présente invention, on compare les FRAT X R/B ou sensibilités à la tension de focalisation des deux tubes pour diverses combinaisons de matériaux d'électrode; et les sensibilités les plus proches pour les deux tubes sont sélectionnées. Dans l'exemple du Tube A et du Tube B dans la figure 3, le meilleur appariement est l'amplitude de 700 microns pour le FRAT-X R/B du Tube A, avec les électrodes en matériau d'origine standard, et l'amplitude de -716 microns pour le FRAT-X R/B du Tube B, avec le remplacement de l'acier FN42 par de l'acier 305 pour le matériau de l'électrode G2 du canon à électrons standard ou d'origine. En utilisant une telle technique, il est possible de sélectionner des matériaux pour chaque électrode d'au moins deux types différents de canons à électrons, pour produire une différence minimale des FRAT-X R/B entre les deux tubes. Avec la présente invention, les types des canons à électrons individuels de tubes ayant une combinaison de types de canons en leur sein peuvent être "finement accordés", par le choix approprié de matériaux d'électrode, pour ajuster les moyennes de FRAT-X R/B pour les différents canons à électrons vers une valeur commune. En modifiant les matériaux de grille, plutôt que la configuration des canons à électrons, il n'est pas nécessaire de modifier les techniques d'assemblage des canons et les appareils de fabrication requis. Cette simplification constitue un avantage de taille pour les fabricants de tubes. Revendications 1. Méthode de construction d'une pluralité de tubes-image couleur de taille similaire et incorporant un canon à électrons choisi parmi un assortiment d'au moins deux types différents de canons à électrons, les dits canons à électrons comportant chacun une pluralité d'électrodes, chaque électrode ayant des orifices pour le passage de trois faisceaux d'électrons, caractérisée en ce qu'elle comprend: la sélection de matériaux pour chaque électrode desdits types différents de canons à électrons qui produiront une différence minimale des sensibilités à la tension de focalisation entre les deux types différents de canons à électrons. 2. Méthode de construction d'une pluralité de tubes-image couleur de taille similaire et incorporant un canon à électrons choisi parmi un assortiment d'au moins deux types différents de canons à électrons en ligne, lesdits canons à électrons comportant chacun une pluralité d'électrodes, chaque électrode ayant des orifices pour le passage de trois faisceaux d'électrons, caractérisée en ce qu'elle comprend: la détermination d'un coefficient de sensibilité du FRAT-X RIB pour chaque électrode desdits au moins deux canons à électrons, la détermination de la dilatation d'ouverture extérieure à ouverture extérieure de ladite chaque électrode desdits au moins deux canons à électrode, à la température de fonctionnement stabilisée de ladite chaque électrode, la détermination des dilatations d'ouverture extérieure à ouverture extérieure d'au moins certaines des électrodes d'au moins un desdits au moins deux canons à électrons, lorsque les matériaux d'origine dans lesdites au moins certaines électrodes sont remplacés par des matériaux différents, la détermination du FRAT-X RIB pour chaque tube en ajoutant les produits du coefficient de sensibilité du FRAT-X RIB et de la dilatation d'ouverture extérieure à ouverture extérieure de ladite chaque électrode dans chaque canon à électron, et la sélection des matériaux d'électrode des canons à électrons qui produisent les déterminations du FRAT-X R/B les plus proches pour au moins deux tubes. 3. Méthode de construction d'une pluralité de tubes-image couleur de taille similaire et incorporant un canon à électron choisi parmi un assortiment d'au moins deux types différents de canons à électrons, caractérisée en ce qu'elle comprend: la détermination des sensibilités du FRAT-X R/B d'au moins certaines des électrodes d'au moins un type desdits canons à électrons, la détermination des sensibilités liées à la tension de focalisation d'au moins deux tubes de ladite pluralité ayant des types différents de canons à électrons en leur sein, en utilisant les sensibilités déterminées du FRAT-X R/B, la répétition de la détermination des sensibilités liées à la tension de focalisation pour lesdits au moins deux tubes de ladite pluralité ayant des types différents de canons à électrons en leur sein, avec différents matériaux remplaçant les électrodes dans les canons à électrons, et la sélection des tubes avec des types différents de canons à électrons qui ont les sensibilités liées à la tension de focalisation les plus proches. 4. Méthode de construction d'une pluralité de tubes-image couleur de taille similaire et incorporant un canon à électron choisi parmi un assortiment d'au moins deux types différents de canons à électrons, lesdits canins à électrons comportant chacun une pluralité d'électrodes, chaque électrode ayant des orifices pour le passage de trois faisceaux d'électrons, caractérisée en ce qu'elle comprend: la détermination des coefficients de dilatation thermique pour différents matériaux y compris les matériaux de chaque électrode de canons à électrons dans au moins deux tubes, la détermination d'un coefficient de sensibilité du FRAT-X R/B pour chaque électrode desdits au moins deux canons à électrons, la détermination de la température de fonctionnement stabilisée de ladite chaque électrode desdits canons à électrons dans au moins deux tubes, la détermination de la dilatation d'ouverture extérieure à ouverture extérieure de ladite chaque électrode desdits au moins deux canons à électrons, à la température de fonctionnement stabilisée de ladite chaque électrode, la détermination des dilatations d'ouverture extérieure à ouverture extérieure d'au moins certaines des électrodes d'au moins un desdits au moins deux canons à électrons: lorsque les matériaux d'origine dans lesdites au moins certaines électrodes sont remplacés par des matériaux différents, la détermination du FRAT-X R/B pour chaque tube en ajoutant les produits du coefficient de sensibilité du FRAT-X R/B et de la dilatation d'ouverture extérieure à ouverture extérieure de ladite chaque électrode dans chaque canon à électron, et la sélection des matériaux d'électrode des canons à électrons qui produisent les déterminations du FRAT-X R/B les plus proches pour au moins deux tubes.