[0001] La présente invention concerne un masque d'ombre ou électrode de sélection de couleurs
pour tube d'image de télévision, ou visualisation, en couleurs. Elle concerne, plus
particulièrement, des moyens de fixation du masque à son cadre de support qui sont
agencés de manière à réduire la déformation initiale (le gonflement ou bombage) du
masque sous l'effet de la chaleur engendrée par le bombardement électronique de celui-ci.
[0002] Un tube à masque comprend généralement une enveloppe de verre composée d'un panneau
frontal (ou dalle) de forme rectangulaire, bordé par une paroi latérale en forme de
jupe, qui est scellé à une partie dite conique qui se rétrécit et se termine par un
col tubulaire logeant en bout un ensemble de trois canons à électrons. Autour du col
on prévoit les déviateurs électromagnétiques horizontal et vertical permettant de
réaliser le balayage de l'écran luminescent.
[0003] Cet écran composé de luminophores de trois couleurs primaires, rouge R, bleue B et
verte V, est déposé sur la face intérieure de la dalle. Dans un type de tube où les
canons à électrons émettent trois faisceaux d'électrons parallèles situés dans un
même plan horizontal, cet écran est constitué par une succession répétée de trois
bandes verticales de luminophores de couleurs différentes R, V, B.
[0004] L'électrode de sélection des couleurs est constituée par une surface métallique pourvue
d'un grand nombre d'ouvertures oblongues (ou rectangulaires allongées); elle est appelée
masque d'ombre et est disposée sur la trajectoire des trois faisceaux d'électrons
à proximité de, et sensiblement parallèlement à, l'écran . Ce masque a pour effet
de ne laisser passer de chaque faisceau d'électrons que la partie dirigée vers une
seule des bandes de luminophores R, V et B, de telle sorte qu'un faisceau est destiné
à frapper les bandes vertes V, un autre faisceau n'atteint que les bandes bleues B
et le dernier faisceau n'excite que les bandes rouges R; la sélection est obtenue
grâce aux angles d'incidence des faisceaux différents à l'endroit des fentes. Mais
la majeure partie (80 % environ) des électrons de chaque faisceau frappe le masque
sans traverser les fentes. Il en résulte un échauffement rapide de la partie du masque
balayée par les faisceaux.
[0005] Comme le masque doit, durant la fabrication du tube, être enlevé et remis en place
plusieurs fois et, en outre, être capable de supporter des chocs et des vibrations
mécaniques prédéterminés sans subir de déformation ni de déplacements permanents,
il est généralement supporté au moyen d'un cadre métallique rigide qui est, de préférence,
réalisé en un profilé ayant une section en L et une épaisseur notablement supérieure
à celle du masque (de 10 à 15 fois, par exemple). L'épaisseur du masque est généralement
comprise entre 100 et 200 micromètres, et celle du cadre entre 2 et 3 millimètres.
Ces valeurs dépendent bien entendu des dimensions de l'écran.
[0006] De ce fait, l'inertie thermique du cadre est beaucoup plus élevée que celle du masque;
ce cadre n'est donc chauffé que beaucoup plus lentement. Ainsi le masque d'ombre est,
dès la mise en route du tube, chauffé beaucoup plus rapidement que le cadre, lourd
et épais. Ce cadre lui-même n'est que peu atteint par les électrons, qui ne le touchent
généralement que vers le début et la fin de chaque ligne et de chaque trame du balayage.
Par conséquent, il est surtout chauffé à partir du masque et il n'atteint sa température
d'équilibre que beaucoup plus tard que ce dernier. On constate alors un phénomène
de gonflement ou bombage du masque dont la partie centrale se rapproche de l'écran
et dont les bords soudés au cadre restent maintenus en place par celui-ci. Le cadre
est lui-même fixé à la jupe du panneau frontal à l'aide de moyens de montage classiques
à ressorts à lames. Ce gonflement temporaire du masque perforé entraîne des déplacements
des fentes qui, au centre, sont purement axiaux et qui présentent des composantes
axiales décroissantes à partir du centre vers la périphérie (où elles sont initialement
nulles), et radiales qui sont croissantes du centre (où elles sont nulles) jusqu'à
environ à mi-chemin entre le centre et le bord (où elles atteignent leurs valeurs
maximales) et à partir de là elles décroissent vers cette périphérie. Ceci est schématiquement
illustré en coupe sur la figure 1, où la courbe A en tirets montre le profil d'un
masque 12 et d'un cadre 16 froids et la courbe B en traits mixtes montre le profil_d'un
masque 12 chaud avec un cadre 16 froid occasionnant ledit gonflement. Les déplacements
précités des fentes ont pour effet de déplacer les axes des portions des faisceaux
qui les traversent par rapport aux axes verticaux des bandes de luminophores R, V,
et B associées en triplets juxtaposés, de manière à occasionner des pertes de registre,
ou défauts d'alignement, qui sont les plus élevés dans une zone annulaire située à
mi-distance environ entre le centre et le bord du masque 12.
[0007] Il peut en résulter soit une diminution relative de l'intensité lumineuse sensiblement
proportionnelle à celle de la surface de luminophore bombardée (si les bandes sont
séparées par des zones dépourvues de phosphores), soit des défauts de pureté de la
couleur, puisqu'un faisceau destiné à un luminophore unique tombe en partie sur une
bande voisine d'une autre couleur.
[0008] Après un temps de fonctionnement déterminé du tube, le cadre 16 est également chauffé
de manière progressive, par conduction, par rayonnement et éventuellement par bombardement
électronique. Le cadre 16 et le masque 12 étant généralement réalisés en un même matériau
(acier laminé), ils présentent le même coefficient de dilatation thermique. La dilatation
du cadre 16, consécutive à celle du masque 12, a pour effet, d'une part, de réduire
son gonflement (en l'aplatissant par rapport à la courbe B de la figure 1), d'autre
part, d'augmenter l'écart entre les fentes de celui-ci, c'est-à-dire de les déplacer
radialement. Ceci est illustré schématiquement et en coupe sur la figure 2, qui montre
(courbe A en tirets analogue à celle de la figure 1) le profil d'un ensemble masque-cadre
froids et (courbe C en traits pleins) un ensemble masque-cadre chauds, c'est-à-dire
ayant atteints une même température d'équilibre. On constate que l'étendue du masque
12 ainsi que l'écart entre les paires de branches parallèles du cadre 16 ont augmenté
et que le rayon de courbure du masque 12, après une brève réduction due au gonflement
initial, devient légèrement supérieur à celui qu'il avait à l'état froid. Si le cadre
16 est suspendu uniquement à l'aide de lames de ressort dont les axes longitudinaux
sont placés dans un même plan radial (transversal) et qui sont orientés sensiblement
tangentiellement par rapport à sa circonférence, le cadre 16 peut se dilater dans
son plan sans subir aucun déplacement axial. Ceci a pour effet d'étirer la surface
du masque de telle sorte qu'elle s'étale en s'aplatissant légèrement. Le masque 12
subit donc un déplacement axial faible au centre qui augmente avec la distance radiale
et un étalement dans le sens radial qui a pour effet de produire un accroissement
du pas et, dans une moindre mesure, de la largeur des fentes. Il en résulte des pertes
de registre dues à l'étalement des fentes dans le plan de la surface dilatée, qui
augmentent avec la distance radiale de celles-ci par rapport à l'axe du tube (c'est-à-dire
par rapport au centre du masque 12). Il a été trouvé qu'un déplacement supplémentaire
de l'ensemble masque 12-cadre 16 chauds (profil C) en direction de l'écran en suivant
l'axe du tube, permettait de compenser ces pertes de registre, un tel déplacement
permettant de maintenir sensiblement le centre de courbure de la surface du masque
12 à l'intersection de l'axe du tube avec le plan de déviation normal à cet axe. Ce
déplacement axial vers l'avant, illustré par le profil D (sans cadre) sur la figure
2, est obtenu soit par des ressorts à lame (voir par exemple FR-A-1 540 869), soit
à l'aide de bilames insérés entre une extrémité du ressort à lame et le cadre 16.
Mais ces organes de compensation bimétalliques n'interviennent pas au cours du gonflement
initial du masque 12. Ce gonflement a pu être notablement réduit, ainsi que d'autres
effets de torsion exercés sur les bords du masque 12, en limitant le nombre de points
de soudure réunissant la jupe du masque 12 à la ceinture du cadre 16 qui sont parallèles,
comme décrit dans FR-A-1 470 260.
[0009] Diverses dispositions ont permis des réductions supplémentaires du gonflement initial
tant en amplitude qu'en durée. En particulier on peut, dans ce but, utiliser un cadre
d'épaisseur réduite renforcé par au moins une nervure ou un repli pour présenter une
rigidité mécanique suffisante. On peut aussi, et c'est ce qu'utilise l'invention,
faire appel à des bilames comme moyens de fixation intermédiaires entre le masque
et la paroi latérale d'un cadre (voir par exemple DE 2 713 246).
[0010] Mais les bilames connus présentent des formes complexes et donc coûteuses à réaliser,
ce qui est un inconvénient particulièrement gênant pour les appareils fabriqués en
grande série.
[0011] L'invention permet la réalisation de bilames de forme simple et donc peu coûteux
sans compromettre la qualité de la réduction du gonflement initial du masque.
[0012] Selon l'invention les bilames disposés entre le rebord du masque et le cadre sont
plats avec, de préférence, un contour rectangulaire.
[0013] Lorsque le rebord du masque est à l'intérieur du cadre ce dernier présente des saillies
auxquelles sont soudées les premières extrémités des bilames plats, les secondes extrémités
étant soudées au rebord du masque, de manière que ce rebord soit à distance de la
paroi correspondante du cadre pour permettre la dilatation du masque à l'intérieur
du cadre.
[0014] Dans un mode d'éxécution qui peut être utilisé, tant lorsque le rebord du masque
est à l'intérieur qu'à l'extérieur du cadre, une tranche d'extrémité de chaque bilame
plat est soudée au fond d'une encoche correspondante que présente le cadre. La largeur
de l'encoche est bien entendu supérieure à la largeur du bilame. Lorsque le rebord
du masque est à l'intérieur du cadre il est préférable que le fond de l'encoche soit
en saillie à l'intérieur du cadre. lorsque le rebord du masque est à l'extérieur du
cadre la face externe du bilame peut être sensiblement coplanaire avec la face externe
du cadre.
[0015] L'invention sera mieux comprise et d'autres de ses objets, caractéristiques et avantages
ressortiront de la description qui suit et des dessins annexés, s'y rapportant, sur
lesquels :
- les figures 1 et 2 déjà décrites, sont des coupes schématiques de l'ensemble masque-cadre
d'un tube de télévision en couleurs,
- la figure 3 est une vue frontale schématique indiquant les emplacements des bilames,
- les figures 4, 6, 8, et 10, sont des vues partielles en coupe de modes de réalisation,
conformes à l'invention, des assemblages du masque et du cadre à l'aide de bilames,
- les figures 5, 7, 9, et 11 sont des vues en perspective des bilames des assemblages
des figures respectivement 4, 6, 8, et 10, et
- la figure 12 montre des diagrammes des variations des pertes de registre en fonction
du temps de fonctionnement du tube.
[0016] Le gonflement temporaire, à la mise en route du tube, du masque 12 par rapport au
cadre 16 est réduit en rendant possible la dilatation dans le sens radial du masque
de manière pratiquement indépendante de celle du cadre.
[0017] Les exemples que l'on va décrire se rapportent à un écran trichrome ligné et à un
masque rectangulaire à fentes. Pour de tels tubes il n'y a théoriquement pas de défauts
de registre dans le sens des triplets (c'est-à-dire vertical) ; il suffit donc d'utiliser
des bilames 26 uniquement sur les côtés verticaux, le haut et le bas de la jupe 24
du masque 12 étant, de préférence, directement soudés, par exemple, en 2, 3 ou 4 points,
à la paroi latérale 18 (figure 4) du cadre 16, afin d'en réduire le coût.
[0018] La figure 3 est une vue frontale schématique indiquant respectivement des emplacements
des bilames de liaison 26 et des soudures, d'un ensemble masque-cadre suivant l'invention.
[0019] Chacun des côtés verticaux, gauche et droite, de la jupe du masque 12 à fentes 11
est réuni au côté adjacent de la ceinture 180 du cadre, au moyen de trois pattes en
bilame 26 dont l'une, 26
2, est disposée au milieu du côté concerné et les deux autres, 26
1 et 26
3, symétriquement de part et d'autre de ce milieu au voisinage des coins 13
1 et
132.
[0020] La dilatation du masque 12 dans le sens de la diagonale étant supérieure à celle
dans le sens de son axe de symétrie horizontal, on choisit pour les bilames 26
1 et 26
3 placés dans les coins une flexion plus forte que pour le bilame 26
2. Cette flexion plus forte peut être obtenue notamment en augmentant la différence
entre les coefficients de dilatation thermique des alliages constitutifs respectifs
des deux plaquettes superposées et réunies ensemble constituant les bilames. Il est
également possible de faire varier la longueur du bilame 26 pour obtenir un déplacement
plus petit ou plus grand de son extrémité fixée à la jupe 24.
[0021] Les grands côtés horizontaux du cadre et de la jupe sont directement réunis ensemble,
par exemple par trois points de soudure 311, 312 et 313, dont l'un 31
2 est au milieu et les deux autres 31
1 et 31
3 situés symétriquement de part et d'autre de ce milieu. L'expérience a montré qu'il
peut être avantageux de placer les points de soudure 31
1 et 31
3 à des distances du milieu 31
2 qui sont inférieures au quart de la longueur totale du haut ou du bas de la jupe,
en vue de réduire une possible distorsion curviligne de la forme allongée des fentes
11.
[0022] Les figures 4 6, 8, et 10 sont des vues partielles en coupe de modes de réalisation
des assemblages masque-cadre à l'aide de bilames plats, et les figures 5 7, 9, et
11 sont des vues en perspective de ces bilames plats utilisés dans les assemblages
des figures ci- dessus.
[0023] Sur la figure 4, on utilise un cadre 16 dont la paroi latérale 18 est pourvue dans
sa partie inférieure de renfoncements ou creux 20 qui constituent des saillies vers
l'intérieur de cette paroi latérale 18 régulièrement espacées, de sorte que le plan
défini par la surface intérieure est espacé du reste de la face interne de la paroi
18 de manière suffisante pour permettre l'utilisation des bilames plats 260 montrés
sur la figure 5. Chaque bilame est composé d'une lame 270 de faible dilatation et
d'une lame 280 de forte dilatation superposées et réunies, dont la première 270 est
réunie par son extrémité inférieure à la face interne du creux 20, par un point de
soudure 181 et dont la seconde, 280, est réunie par son extrémité supérieure à la
face externe de la jupe 24, par un autre point de soudure 240. Lorsqu'il s'échauffe,
le bilame 260 subit une flexion vers l'extérieur, analogue à un pivotement dans le
sens de la flèche N autour de son point de fixation 181 au cadre 16.
[0024] La lame 270, dont une extrémité est soudée en un point 181 à la ceinture 18 du cadre
16, est, de préférence, réalisée en un alliage de nickel (30-40% par exemple) et de
fer, ayant un coefficient de dilatation thermique faible (et généralement connu sous
la dénomination "INVAR"). L'autre lame 280, dont l'autre extrémité est soudée en un
point 240 à la jupe 24 du masque 12 est en acier, par exemple, laminé à froid (comme
le masque et le cadre) et présente un coefficient de dilatation thermique élevé.
[0025] Les figures 6 et 7 montrent partiellement, respectivement en coupe et en perspective,
un autre mode de réalisation d'un ensemble masque-cadre utilisant des bilames plats
intermédiaires. Le cadre 16 est ici du type à renfoncements ou creux 20 espacés, comme
sur la figure 4.
[0026] Au-dessus de ces creux 20, la paroi latérale 18 est pourvue de découpes ou de créneaux
188 dont le fond plat, parallèle à la base 19 du cadre 16, est déporté vers l'axe
du tube (l'intérieur) par rapport au bord supérieur de la paroi latérale 18. En prolongement
du creux 20, sur ce fond plat, on soude en 183 le côté inférieur tout entier d'un
bilame plat 262, analogue à celui représenté sur la figure 5. Ce bilame 262 se compose
d'une lamelle à faible dilatation 272 tournée vers l'extérieur (à l'opposé de l'axe
du tube) et d'une lamelle à forte dilatation 282 tournée vers l'intérieur, superposées
et soudées ensemble. Le haut de la face interne de la patte 262 est soudée en 240
à face extérieure de la jupe 24. Lors de la montée en température, le point de soudure
240 est déplacé selon la flèche S, vers l'extérieur de sorte que les pattes 262 tendent
le masque 12.
[0027] Les figures 4, 5, 6, et 7 montrent des assemblages masque-cadre du type où la jupe
(24) est à l'intérieur de la paroi latérale (18, 180) du cadre. Dans ce cas, la dilatation
compensatrice du gonflement, obtenue à l'aide des bilames est limitée à la largeur
de l'espacement entre face extérieure de la jupe 24 et la face intérieure de la ceinture
18 ou 180. Cette limitation est inexistante dans les assemblages du type à masque
dont la jupe 24 entoure la paroi latérale 180 du cadre.
[0028] La figure 8 est une coupe partielle du mode de réalisation le plus simple d'un assemblage
masque-cadre du type à jupe extérieure utilisant un bilame plat 263, représenté en
perspective sur la figure 9.
[0029] Ce bilame 263 se compose d'une lamelle à faible dilatation 273 et d'une lamelle à
forte dilatation 283, superposées et réunies. L'extrémité inférieure de la face accessible
de la lamelle 283 est réunie par un point de soudure 184 au bas de la face extérieure
de la paroi latérale 180 du cadre 160. Le haut de la face accessible de la lamelle
273 est soudée en 241 à la face intérieure de la jupe 24. Lors de la montée en température
du bilame 263, le haut de celui-ci s'écarte de la paroi latérale 180 du cadre 160,
comme symbolisé par la flèche T.
[0030] Dans l'exemple des figures 10 et 11, on utilise également un cadre 16 dont la paroi
latérale 18 sensiblement plate (sans creux ni saillies) est pourvue de découpes en
créneaux 187 permettant d'y placer des bilames 265 plats rectangulaires, composés
chacun d'une lamelle 275 à faible dilatation et d'une lamelle 285 à forte dilatation,
superposées et soudées ensemble sur toute leur interface, semblables aux bilames 260,
262, et 263 des figures 5, 7, et 9.
[0031] Le fond du créneau 187 est plat et parallèle à la base 19 du cadre 16 de façon à
pouvoir porter le bout inférieur du bilame 265 qui est réuni à ce fond par une soudure
186.
[0032] Afin qu'un échauffement du bilame 265 résulte en une flexion telle que son extrémité
libre se déplace vers l'extérieur selon la flèche X, la lamelle 275 est tournée vers
l'extérieur et la lamelle 285 vers l'intérieur ou l'axe du tube.
[0033] La face accessible de la lamelle à faible dilatation 275 peut être disposée en alignement
avec la face extérieure de la pacpi latérale de la ceinture 18 ou légèrement en saillie
par rapport à celle-ci, la face intérieure de la jupe 24 du masque 12 étant réunie
par un point de soudure 241 à la partie supérieure de la face extérieure du bilame
265. Lorsque cette face est coplanaire avec celle de la ceinture 18, la face intérieure
de la jupe 24 peut être en contact avec la face extérieure de la ceinture 18 au début
du fonctionnement du tube, ce qui permet éventuellement d'assurer un chauffage initial
plus rapide du cadre 16, notamment en ce qui concerne ses branches latérales horizontales
(gauche et droite).
[0034] Dans les modes de réalisation des figures 6, 7, 10 et 11, où le cadre 16 est pourvu
de créneaux pour loger les bilames 262 ou 265, celui-ci est affaibli par ces découpes
et devra présenter une épaisseur suffisante pour compenser l'affaiblissement. Dans
les autres modes de réalisation, l'utilisation d'un cadre léger (160) peut être avantageux
du point de vue, d'une part, de la réduction du gonflement temporaire quant à son
amplitude et à sa durée et, d'autre part, de la compensation de la dilatation globale
du cadre et du masque, généralement assurée par les montages à bilame classiques,
dont sont munis les ressorts de suspension du cadre à la dalle frontale du tube, car
la montée en température plus rapide du cadre léger favorise celle des pièces en bilame
qui lui sont soudées.
[0035] Les effets des bilames 26 ou 260 sur le comportement du masque 12, c'est-à-dire la
variation du défaut de registre M
R avec le temps de fonctionnement t est illustré sur la figure 12.
[0036] En abscisses le temps t = 0 correspond à la mise en route du tube et en ordonnées
le défaut d'alignement ou défaut de registre M
R se mesure par l'écart de l'axe d'un faisceau fin d'excitation d'une couleur par rapport
à l'axe médian vertical de la bande de luminophores de la même couleur pour un point
situé sur l'axe médian horizontal de l'écran, généralement à mi-distance entre le
centre et le bord de l'écran ligné trichrome. Un écart radial vers le centre est positif
et vers le bord négatif.
[0037] Les courbes de la figure 12 ont été tracées pour une élévation de température de
25 à 55° C. La courbe Y correspond à un ensemble masque-cadre selon l'invention mais
sans les moyens de compensation classiques assurant le rapprochement de l'ensemble
masque-cadre de l'écran par son déplacement axial vers l'avant tandis que la courbe
0̸ se rapporte à un ensemble masque-cadre conforme à l'invention avec en plus lesdits
moyens de compensation classiques constitués par des bilames entre le cadre et les
ressorts de suspension à la dalle de verre.
[0038] De la figure 12 on déduit que les bilames entre cadre et masque disposés selon la
figure 5 permettent de réduire le défaut de registre (ici positif) dû au gonflement
temporaire, mais sans les moyens de compensation entre cadre et dalle de verre, la
dilatation globale de l'ensemble cadre-masque atteinte après environ 30 minutes reste
importante. La disposition des moyens de compensation connue augmente très légèrement
le gonflement temporaire (valeur positive de M
R) mais ramène la dilatation globale à une valeur faible.
1. Tube d'image en couleurs comportant un masque perforé (12) pour la sélection des
couleurs afin que le faisceau d'électrons destiné à une couleur n'atteigne, sur l'écran,
que les luminophores de cette couleur, ce masque présentant un rebord (24) fixé à
un cadre (16) par l'intermédiaire de bilames (26), ce cadre étant lui-même solidaire
de la face interne de la paroi de verre du tube au voisinage de l'écran, caractérisé
en ce que les bilames (26) entre le rebord (24) du masque et le cadre (16, 160) sont
plats.
2. Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rebord (24) du masque (12)
étant à l'intérieur du cadre (16), l'une des extrémités de chaque bilame est soudée
à une saillie interne du cadre (16) et son autre extrémité au rebord (24) du masque
de façon à ménager un espace entre la branche correspondante (18) du cadre (16) et
le rebord du masque.
3. Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bilame (260) plat a
une tranche d'extrémité soudée au fond d'une encoche (188) du cadre et une face soudée
au rebord du masque, la largeur de l'encoche étant supérieure à la largeur du bilame
correspondant.
4. Tube selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rebord du masque étant
à l'intérieur du cadre, le fond de l'encoche (188) de ce cadre est en saillie à l'intérieur
de ce dernier de façon à ménager un espace entre la branche correspondante du cadre
et le rebord du masque.
5. Tube selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rebord du masque étant
à l'extérieur du cadre, la face externe du bilame est sensiblement coplanaire avec
la face externe du cadre.
6. Tube selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que
chaque bilame a une forme générale rectangulaire.
7. Tube selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que
chaque bilame est formé de deux lamelles superposées, la lamelle interne ayant le
coefficient de dilatation thermique le plus élevé.
8. Tube selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que
les bilames sont disposés le long des côtés verticaux, avec un bilame (262) sensiblement au centre de chacun de ces côtés verticaux et des bilames (261, 263) au voisinage des coins (131, 132), la flexion des bilames au voisinage des coins étant supérieure à la flexion des
bilames en position sensiblement centrale.
9. Tube selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'étant tel que l'écran présente
des bandes de luminophores verticales continues, les rebords horizontaux du masque
sont fixés aux parties correspondantes du cadre par l'intermédiaire de points de soudure
(31) à l'exclusion de bilames.