Brevet FR2852732A1 — publié le 20040924

L'invention se rapporte à une structure de canon à électron pour tube à rayons cathodiques et plus particulièrement à la structure servant de support à la cathode émissive dudit canon. un dispositif d'affichage comme un tube à rayons cathodiques de télévision comprend une enveloppe en verre composée d'une face avant et d'une partie arrière en forme d'entonnoir. Lorsque le tube est un tube destiné à reproduire des images en couleurs, un écran luminescent est disposé sur la surface interne de la face avant, ledit écran comprenant trois réseaux de luminophores correspondant aux trois couleurs primaires rouge, verte et bleue. un canon à électrons est disposé à l'arrière du tube, à l'intérieur d'un col cylindrique, pour générer un 15 ou plusieurs faisceaux destinés à balayer l'écran sous l'influence de champs magnétiques créé par un dispositif de déflexion disposé autour du tube à la sortie du canon à électrons. un canon à électrons pour tube à rayons 20 cathodiques comprend une succession d'électrodes pour accélérer et mettre en forme le ou les faisceaux d'électrons émis une ou plusieurs cathodes émissives; ces électrodes sont disposées successivement le long d'un axe longitudinal. Dans le cas de tubes destiné à reproduire des images en couleurs le canon comprend généralement trois cathodes disposées en ligne selon une même direction perpendiculaire à l'axe longitudinal. chaque cathode est disposée à l'intérieur d'un 30 OEillet auquel elle est soudée. L'oeillet, et donc la cathode, est maintenu en place grâce à une pièce métallique à laquelle il est soudé, ladite pièce comportant deux bras dont les extrémités viennent s'insérer dans deux perles en verre, préalablement 35 chauffées et s'étendant le long de l'axe longitudinal du canon, lesdites perles servant à maintenir également les différentes électrodes du canon les unes par rapport aux autres. Le canon à électrons est inséré à l'arrière du tube dans un col cylindrique dont le diamètre est minimum 5 de manière à optimiser la sensibilité des faisceaux d'électrons aux champs créés par le dispositif de déviation magnétique Les cathodes disposées en ligne suivant une même direction ont suivant cette direction un encombrement 10 supérieur à celui des perles en verre suivant cette même direction; dans l'état de la technique, comme par exemple décrit dans le brevet américain US4151441 les bras supportant les oeillets latéraux sont identiques mais différents des bras supportant l'oeillet central. Il 15 s'ensuit qu'à la mise en service du tube les comportements mécaniques et thermiques des cathodes latérales et centrale ne vont pas être identiques; par exemple, l'inertie thermique des supports centraux et latéraux étant différente du fait des volumes de métal différents 20 les cathodes vont monter en température avec des vitesses différentes et donc atteindre leur régime nominal à des instants différents, induisant de ce fait des décolorations de l'image pendant la période transitoire suivant la mise sous tension du tube, L'un des buts de la présente invention est d'éviter ces différences de montée en température des cathodes en ayant une structure de support de cathode allégée par rapport à l'état de la technique et une masse sensiblement identique pour les supports latéraux et 30 central. Pour cela, un canon à électrons pour tubes à rayons cathodiques selon l'invention comporte au moins une cathode émissive de forme sensiblement tubulaire, cathode maintenue en place grâce à des moyens de support 35 comportant: - un oeillet entourant la cathode et soudée à celle-ci - une plaque métallique sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du canon comportant une partie centrale pliée de manière à entourer partiellement l'oeillet et deux bras latéraux s'étendant de part et d'autre de la partie centrale caractérisé en ce que les zones de raccordement de la partie centrale aux bras latéraux ont selon la direction de l'axe longitudinal une largeur supérieure à la largeur des bras latéraux selon la même 10 direction. L'invention ainsi que ses différents avantages sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins parmi lesquels: - la figure 1 illustre par une vue latérale 15 une structure de canon à électrons pour tubes à rayons cathodiques - la figure 2 montre en coupe une cathode et ses moyens de support dans le canon à électrons - la figure 3 montre par une vue de dessus 20 les trois cathodes en ligne d'un canon à électrons pour tube en couleurs, ainsi que leur support dans une structure selon l'état de la technique - la figure 4 montre en perspective cavalière les bras supports des trois cathodes en ligne de la figure 25 3 - la figure 5 montre, par une vue en perspective cavalière, des bras support de cathode selon un mode de réalisation de l'invention - la figure 6 est une vue de dessus de trois 30 cathodes en ligne d'un canon à électrons pour tube en couleurs, ainsi que leur support, dans une structure selon l'invention - la figure 7 montre, par une vue de coté, les bras support de cathode selon un mode de réalisation 35 de l'invention La figure 1 montre un canon à électrons 11, du type en ligne, disposé dans le col 13 d'un tube à rayons cathodiques en couleurs. Le tube est composé d'une enveloppe en verre dans laquelle on a fait un vide poussé. 5 Le col du tube est terminé par une embase 15 traversée par les conducteurs 17 amenant les électrodes du canon à des tensions différentes. Le canon à électrons a un axe central coïncidant avec l'axe longitudinal z du tube et génère trois faisceaux électroniques devant converger sur 10 l'écran du tube. Les différentes électrodes successives (25, 27,29,31) du canon sont assemblées et maintenues à distance précise les unes des autres grâce à des perles en verre isolantes 21a, 21b de forme sensiblement parallélépipédique 'étendant dans leur plus grande longueur selon la direction de l'axe longitudinal z du canon; ces électrodes sont électriquement connectées aux conducteurs 17 directement ou grâce à des rubans 35. Le canon est centré dans le col du tube par des ressorts 37 disposés sur l'électrode la plus éloignée de l'embase, 20 ressort venant au contact de la partie interne du col cylindrique. Trois cathodes 23 sont disposées en ligne, chacune étant utilisée comme source d'un faisceau d'électrons. Les cathodes sont sensiblement identiques, de 25 forme cylindrique, et terminées par un chapeau sur lequel est déposée une couche de matériau émissif. un filament 47 est inséré dans la cathode et est maintenu en place grâce à deux pattes 49 servant également à l'alimentation dudit filament. La figure 2 montre en détail, par une vue en coupe, une cathode et ses moyens de support. La cathode 23 est soudée à un oeillet 60 entourant au moins partiellement ladite cathode et l'ensemble est maintenu en place par rapport aux différentes électrodes du canon grâce à une 35 plaque 50 dont la partie centrale 52 entoure partiellement l'oeillet et est soudée à celui-ci; ladite plaque comporte deux bras latéraux 51 dont les extrémités 53 sont incluses au chaud dans les perles en verre 21a et 21b. La figure 3 montre par une vue de dessus l'assemblage de trois cathodes dans un canon selon l'état 5 de la technique. Pour les trois cathodes les oeillets sont généralement identiques mais les plaques 50 des cathodes d'extrémité et 50' de la cathode centrale ont des formes différentes, formes montrées avec plus de détails dans la vue en perspective de la figure 4. Les plaques 50 des 10 cathodes latérales et 50' de la cathode centrale ont une surface parallèle à l'axe longitudinal z du canon et ont une largeur dans la direction dudit axe Z sensiblement constante. Pour des raisons d'encombrement et d'espacement entre les cathodes, les support 50 et 50' diffèrent au moins dans la longueur des bras de raccordement aux perles 21a et 21b. En particulier les bras 51' supportant la cathode centrale sont plus courts et se terminent par des extrémités 53' disposées dans le 20 prolongement desdits bras. ce type de structure de support de cathode présente les inconvénients suivants: - comme les bras n'ont pas les mêmes dimensions et donc les mêmes volumes pour les supports latéraux 25 et central il se produit un différentiel de montée en température entre la cathode centrale et les cathodes latérales lors de la mise en service du tube et ce jusqu ce que les températures se soient stabilisée à leur valeur nominale. Pendant la 30 période transitoire de chauffe, les émissions des cathodes centrales et latérale vont être différentes entraînant des décolorations de l'image générée sur l'écran du tube. - comme les extrémités 53' des bras du support 35 central pénètre dans la perle en étant pratiquement dans l'alignement des bras eux-mêmes, les dilatations des supports 50' dues à la montée en température de la cathode se répercutent directement sur les perles 21a et 21b alors que les dilatations de supports 50 sont en partie absorbées par 1 'élasticité desdits supports, élasticité due 5 au fait que le point de soudure à l'oeillet et les points d'insertion des extrémités 53 dans les perles ne sont pas alignés; ces efforts mécaniques différents exercés à ce niveau sur les perles entraînent des problèmes de stabilité mécanique à 10 pouvant aller jusqu'à générer des fêlures des perles. L'invention apporte une solution à ce type de problème, par une structure de support de cathode telle qu'illustrée par exemple par les figures 5 et 6. Les moyens de support de la cathode 23 comportent: - un oeillet 60 entourant la cathode - une plaque métallique 150 disposée de manière à posséder une surface sensiblement parallèle à 20 l 'axe longitudinal z du canon, ladite plaque comportant une partie centrale 152 pliée de manière à entourer partiellement l'oeillet et deux bras latéraux 151 s'étendant de part et d'autre de la partie centrale; les bras 151 se raccordent à la partie centrale au niveau d'une zone de raccordement 155 dont la largeur L' selon la direction de l'axe longitudinal est supérieure à la largeur des bras latéraux L '' selon la même direction. De cette façon il est possible d'utiliser les mêmes moyens de support 150 pour les trois cathodes sans 30 augmenter notablement l'encombrement de ces moyens de support selon l'axe longitudinal Z, comme illustré par la vue de coté de la figure 7. Pour cela, la largeur L''est inférieure à la moitié de la largeur totale du support 150 suivant la 35 direction de l'axe longitudinal z du canon. Dans le canon à électrons selon l'invention, la zone centrale 152 est disposée, pour les trois supports 150, avantageusement au même niveau selon la direction de l'axe longitudinal z de manière à ce que le contact avec l'oeillet de cathode s'effectue au même endroit pour les trois cathodes ce qui garantit, avec le fait que les 5 masses des supports sont également semblables, un comportement thermique identique lors du transitoire de chauffe. Dans un mode de réalisation avantageux, la zone centrale possède une échancrure 160 pour diminuer la 10 masse du support de cathode mise en jeu, et donc accélérer la vitesse de montée en température des cathodes. ces échancrures 160 sont préférentiellement disposées dans le prolongement des bras latéraux 151 de manière à pouvoir disposer, comme indiqué précédemment, les zones centrales 15 152 selon la même position suivant l'axe longitudinal z. L'extrémité 153 des bras 151 est pliée de manière à ne pas être dans le prolongement dudit bras. L'angle 154 entre l'extrémité 153 et le bras est inférieur à 1800 et est préférentiellement compris entre 90 et 20 1500. De cette façon les dilatations des supports 150 dues à la montée en température de la cathode lors de l'allumage du tube ne se répercutent pas directement sur les perles 21a et 21b en risquant de générer des fêlures des perles; l'angle entre l'extrémité 153 et le bras 151 25 permet d'absorber les dilatations du support 150 grâce à l'élasticité du bras 151. Les modes de réalisation décrits précédemment ne sont pas limitatifs; par exemple en gardant des formes générales similaires les supports de cathodes latérales et centrale peuvent se différentier par leur masse de manière à prendre en compte des effets de dilatation des autres électrodes du canon. REVENDICATIONS 1/canon à électrons comportant au moins une cathode émissive (23) de forme sensiblement tubulaire, 10 maintenu en place grâce à des moyens de support (60, 150) comportant: - un oeillet (60) entourant la cathode - une plaque métallique (150) sensiblement parallèle à l'axe longitudinal Z du canon comportant une 15 partie centrale (152) pliée de manière à entourer partiellement l'oeillet et deux bras latéraux (151) s'étendant de part et d'autre de la partie centrale caractérisés en ce que les zones de 20 raccordement (155) de la partie centrale aux bras latéraux ont selon la direction de l'axe longitudinal une largeur L supérieure à la largeur L'' des bras latéraux selon la même direction. 2/ Canon à électrons selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte trois cathodes émissives et en ce que les plaque métalliques entourant partiellement les oeillets de cathode sont toutes les trois de poids sensiblement identiques. 3/ Canon à électrons selon la revendication 1 caractérisé en ce que la largeur des bras latéraux (151) selon la direction de l'axe longitudinal du canon sont inférieures à la moitié de l'encombrement L de la plaque métallique selon cette même direction. 4/ canon à électrons selon la revendication 1 caractérisé en ce que les bras comportent à leur extrémité une partie pliée (153) de manière à former un angle inférieur à 180 . 5/ canon à électrons selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie centrale a selon la direction de l'axe longitudinal une zone de largeur L' inférieure à la largeur des zones de raccordement 6/ Canon à électrons selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie centrale est échancrée 7/ canon à électrons selon la revendication 15 précédente caractérisé en ce que l'échancrure (160) est disposée dans le prolongement des bras latéraux 8/Tube à rayons cathodiques caractérisé en ce qu'il comporte un canon à électrons conforme à l'une 20 quelconque des revendications précédentes.