Tube à rayons cathodiques muni d'un écran luminescent, procédé pour la fabrication d'un écran destiné à un tel tube et tube image de télévision à projection muni d'un tel écran

Description

[0001] La présente invention concerne un tube à rayons cathodiques muni d'un écran luminescent comportant un support présentant un matériau luminescent, support qui est muni d'une configuration d'alvéoles remplies du matériau luminescent, alvéoles qui présentent la forme de tubes juxtaposés s'étendant dans le support et dont les parois sont réflectrices. L'invention est également relative à un procédé pour la fabrication d'un écran destiné à un tel tube et au tube de projection d'images de télévision muni d'un tel écran.

[0002] L'obtention d'une grande brillance est l'une des qualités recherchées pour un écran de tube à rayons cathodiques, notamment lorsque cet écran est celui d'un tube image de télévision à projection. Il est bien connu qu'une plus grande brillance d'un tube peut être obtenue en augmentant l'épaisseur de la couche luminescente constituant l'écran et en donnant simultanément une plus grande énergie (plus grand courant de faisceau et/ou tension accélératrice plus élevée) au faisceau d'électrons assurant le bombardement de ladite couche. Toutefois, cette augmentation de la brillance s'accompagne d'une augmentation du diamètre de la tache lumineuse sur l'écran. Cela est dû à la diffusion latérale de la lumiè're engendrée dans la couche isolante. Cette augmentation du diamètre de la tache lumineuse se traduit par une diminution notable du conraste et de la résolution de l'image représentée. Une autre limitation de la brillance provient du fait que d'une part, le bombardement électronique de la couche de matière luminescente s'accompagne d'un échauffement de celle-ci, celui-ci étant d'autant plus intense que l'énergie du faisceau est plus élevée et que, d'autre part, l'émission de lumière est généralement une fonction décroissante de la température du matériau luminescent. Cette décroissance de la brillance en fonction de la température apparaît par exemple en valeur relative

sur la figure 1 publiée par la firme Sony à Chicago, le 4 juin 1979 au cours de la conférence "IEEE Spring Conference on Consumers Elec- tronics" et reproduite ci-après dans la description de l'invention. Un tube à rayons cathodiques du genre est connu du brevet US-A-2.996.634, dans lequel est proposé un écran plan pour un tube à rayons cathodiques où le matériau luminescent est appliqué dans des alvéoles tubulaires, dont les axes longitudinaux sont perpendiculaires à la fenêtre image. Les parois de ces alvéoles sont opaques ou réflectrices de façon à éliminer des phénomènes de diffusion latérale. De ce fait, l'épaisseur de la couche de matériau luminescent peut être augmentée, tout comme l'énergie du faisceau d'électrons et par conséquent également la brillance sans affecter le contraste ou la résolution d'image. De plus, il y a lieu de noter que, sans que ce soit apparemment le but cherché par l'invention, une telle structure permet une meilleure évacuation, par la fenêtre image, de la chaleur développée par le bombardement électronique du matériau luminescent. En effet, cette évacuation s'effectue d'autant plus facilement que la surface de contact des grains de matériau luminescent avec la fenêtre image est plus grande. Cela est présentement le cas du fait que la surface est augmentée de celle des parois des petites alvéoles remplies de matériau luminescent. Cette structure permet donc de limiter l'augmentation de la température du matériau luml- nescent et la baisse concomittante de la brillance.

[0003] Une telle structure présente plusieurs désavantages. Lorsque les faisceaux d'électrons font un angle notable avec les axes des alvéoles tubulaires de l'écran, les électrons du faisceau ne bombardent qu'une petite partie du matériau luminescent dû à une faible pénétration du faisceau ou à un phénomène d'ombrage par les parois de ces alvéoles. Une partie du matériau luminescent n'est pas exposée au bombardement d'électrons. Il s'ensuit également que le bombardement du matériau luminescent sur la surface de l'écran n'est pas uniforme et que la matériau luminescent dans chacune des alvéoles est utilisé incomplètement. De ce fait, la résolution, le contraste et la brillance maximale d'image ne sont pas uniformes sur toute la surface de l'écran. De plus, l'évacuation de chaleur n'est pas suffisante lorsque le dégagement de chaleur est trop élevé, ce qui est entre autres le cas de tubes destinés à la projection d'images de télévision.

[0004] L'invention vise à augmenter la brillance de l'image sans réduire la résolution et le contraste, dans le cas d'écrans plans, ou d'écrans concaves ou convexes. L'invention vise également à rendre la résolution, le contraste et la brillance maximale d'image d'un tel tube uniformes sur toute la surface d'écran. Un autre but de l'invention consiste à améliorer la brillance de l'écran en munissant l'écran de moyens empêchant une augmentation de la température de la couche provoquée par la chaleur développée dans la couche luminescente, de sorte que la luminescence de ladite couche ne soit pas réduite.

[0005] Conformément à l'invention, un écran< luminescent du genre décrit dans le premier alinéa est caractérisé en ce que les axes des alvéoles convergent essentiellement vers le centre de déflexion du faisceau d'électrons. Selon une première forme de réalisation, l'écran fonctionne en transmission, c'est-à-dire que la lumière de luminescence est émise à travers le support. Dans ce cas, le support comporte deux glaces en verre, qui sont transparentes à la lumière et qui sont toutes les deux à faces parallèles et parallèles entre elles et constituent une double paroi dans l'enveloppe du tube, les alvéoles de l'écran débouchant sur la paroi intérieure du support du tube, les mêmes alvéoles étant munies à ce débouché d'une couche métallique transparente aux électrons et réfléchissante de la lumière, la double paroi étant munie de moyens d'admission et d'évacuation d'un fluide de refroidissement circulant entre les deux glaces en verre de la double paroi.

[0006] Selon des variantes de cette première forme de réalisation, l'écran et son support sont plans ou encore concaves du côté du balayage électronique ou bien, les parois des alvéoles sont fortement conductrices ou non de la chaleur et notamment métalliques.

[0007] Selon une seconde forme de réalisation, l'écran fonctionne en réflexion. Le support est opaque, les alvéoles de l'écran émettant de la lumière de luminescence du côté de la réception du faisceau d'électrons sur l'écran, tube qui est muni de moyens de projection d'images, alors que le support est muni de moyens de refroidissement dudit écran.

[0008] Selon des variantes de cette seconde forme de réalisation, l'écran et son support sont plans ou convexes du côté de l'incidence du faisceau d'électrons sur l'écran. De plus, les parois des alvéoles peuvent être fortement conductrices de la chaleur et notamment métalliques.

[0009] Parmi ces dernières variantes, l'une d'elles présente la particularitée que le système optique associé comporte, centrés sur l'axe du tube, un miroir concave tourné vers l'écran et une lame correctrice des aberrations de ce miroir placée derrière l'écran.

[0010] L'invention est également relative à un procédé de fabrication de l'écran luminescent fractionné en alvéoles, qui sont remplies de matériau luminescent et qui sont sous forme de tubes, dont les axes convergent sensiblement vers un même point placé sur l'axe de l'écran, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:

- dépôt, sur l'une des faces du support qui est conductrice électriquement naturellement ou par revêtement d'une couche conductrice, d'une première couche de laque photosensible aux rayons ultraviolets, l'épaisseur de cette couche étant égale à la profondeur des alvéoles d'écran que l'on désire;

- séchage et polymérisation de cette première couche;

- dépôt, sur cette première couche, d'une deuxième couche de laque photosensible'à la lumière blanche ou à une lumière monochromatique;

- projection à l'aide d'une optique de grandissement inférieur à 1 de lumière blanche ou monochromatique sur cette deuxième couche de l'image d'une configuration d'alvéoles réalisée sur un masque de grandes dimensions, la configuration d'alvéoles étant homothétique dans le rapport du grandissement de l'optique de la configuration d'alvéoles constituée par les ouvertures des alvéoles sur la surface d'écran;

- développement de ladite deuxième couche ainsi insolée;

- insolation au travers du masque obtenu de ladite première couche de laque à l'aide d'une source ponctuelle de rayonnement ultraviolet disposée en face de ladite couche sur l'axe du support, et à la place du centre de déflexion du faisceau;

- développement de la première couche ainsi insolée, séchage et cuisson;

- croissance électrolytique de murs métalliques dans les parties vides de laque de ladite première couche, le champ électrique provoquant le transport de métal étant établi entre la face conductrice du support et une électrode parallèle à la surface libre de ladite première couche;

- dissolution de la résine restante;

- si besoin, mise en place sur les parois internes latérales et éventuellement communes avec le support d'écran d'une couche de matériau réflecteur;

- remplissage des alvéoles créées de matériau luminescent;

- dépôt éventuel sur la surface des alvéoles d'une fine couche électriquement conductrice et optiquement réflectrice.

[0011] Selon une variante de ce procédé, la croissance électrolytique de murs métalliques dans les parties vides de laque de ladite première couche est remplacée par la croissance de murs en matériau électriquement isolant par la mise en oeuvre de techniques connues du genre cathaphorèse ou anaphorèse, le transport des grains dudit matériau isolant sur le support se faisant à l'aide de forces électrostatiques résultant du champ électrique établi entre le support d'écran et une électrode parallèle à la surface libre de ladite première couche, la croissance étant suivie d'une frittage à haute température pour l'amélioration de la solidité mécanique du dépôt. Ce matériau constitutif de paroi est par exemple Si0₂, AI₂0₃, MgO ou encore mieux, pour améliorer la conductibilité thermique, BeO.

[0012] Selon une autre variante, le support d'écran est en un matériau lui-même photosensible dans le domaine du rayonnement ultraviolet, ce qui évite d'avoir à le recouvrir d'une couche de laque sensible au rayonnement ultraviolet. Ce matériau est par exemple un verre photosensible et le procédé se déroule pratiquement de la même façon, sauf que les alvéoles se trouvent formées directement dans le support sans besoin de croissance par électrolyse ou autres des parois de ces alvéoles. Le point de convergence des axes des alvéoles sur l'axe de l'écran est confondu, lors de la mise en place dudit écran dans le futur tube cathodique, avec le centre de déflexion du faisceau d'électrons de balayage dudit tube.

[0013] Cette dernière forme de réalisation aboutit de façon directe à des dispositifs utilisables pour la projection sur l'écran, extérieur au tube, d'images de télévision.

[0014] La description ci-après, en se référant aux dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.

La figure 1 montre une courbe indiquant en valeur relative un exemple de la variation de la brillance d'une couche de matériau luminescent en fonction de la température.

La figure 2 est une coupe partielle d'une tube à rayons cathodiques d'un genre connu, présentant un écran plan qui est formé à partir d'alvéoles en forme de petits tubes juxtaposés et perpendiculaires au support d'écran, à parois opaques ou réflectrices, chaque tube étant rempli d'une épaisseur de matériau luminescent.

La figure 3 représente en coupe un tube à rayons cathodiques selon une première forme de réalisation de l'invention présentant un écran plan.

La figure 4 représente en coupe un tube à rayons cathodiques pour la projection d'images de télévision selon une seconde forme de réalisation de l'invention présentant un écran convexe associé à son optique de projection.

Les figures 5 et 6 illustrent le procédé pour la construction de l'écran d'un tube conforme à l'invention.

[0015] La figure 1 indique la façon dont la brillance relative

d'une couche de matériau luminescent varie en fonction de la température. Pour une température de 80°C, la brillance a diminué de 50%. C'est pour cette raison que pour obtenir une grande brillance il est nécessaire d'évacuer du matériau luminescent la challeur dégagée par un bombardement d'électrons.

[0016] La figure 2, qui est relative à un tube à rayons cathodiques selon l'art antérieur, à écran plan représenté en coupe par un plan de symétrie, indique sous le chiffre de référence 11, l'enveloppe du tube avec sa partie conique 12 et le col 13. Ce col est muni d'un canon électronique et d'un système de déflexion qui, tous les deux, sont décrits ci-après sur la figure 4. Le faisceau d'électrons est 10. Les faisceaux d'électrons du canon électronique dont les trajectoires sont supposées rectilignes proviennent, après déflexion, apparemment du point A, qui est appelé le centre de déflexion du faisceau. Les faisceaux d'électrons atteignent l'écran 14 qui est déposé sur une paroi de l'enveloppe 11 dudit tube. Selon l'état de la technique connu du brevet US-A-2.996.634, cet écran est muni d'alvéoles sous forme de petits tubes, dont, pour la simplicité du dessin, seules trois sont représentées, à savoir sous les numéros 15,16,17. Il faut imaginer qu'en réalité l'écran est tapissé à l'intérieur du tube cathodique d'une multitude de ces petits tubes juxtaposés les uns aux autres. Les axes de ces tubes respectivement 18, 19, 21 sont parallèles entre eux et à l'axe du tube cathodique lui-même 21. La section de ces tubes est sensiblement égale à celle sur l'écran du faisceau de balayage 10. Parmi les trajectoires d'électrons articulées en A, on peut distinguer suivant les positions du faisceau entre celles qui sont peu inclinées sur les axes des tubes et celles qui, par contre, présentent une inclinaison notable. Les trajectoires peu inclinées par rapport à l'axe du tube, comme 22, permettent aux électrons de pénétrer profondément dans les alvéoles remplies de matériau luminescent et d'engendrer ainsi la luminescence de tout le matériau contenu dans l'alvéole. En revanche, lorsqu'une trajectoire, comme un trajectoire 23 est suivie, les électrons ne pénètrent que superficiellement dans les alvéoles et n'excitent donc qu'une partie du matériau luminescent contenu dans l'alvéole. Le matériau luminescent dans la partie hachurée 24 n'est pas exposé au bombardement d'électrons. Ainsi, suivant l'angle de déviation du faisceau d'électrons, le volume et le matériau luminescent excité diffèrent et, de ce fait, la brillance locale sur l'écran.

[0017] La figure 3 est relative à un tube à rayons cathodiques conforme à l'invention. Sur cette figure, on retrouve les éléments 10, 11, 12, 13, 21 de la figure 2, mais l'écran 14, qui est déposé sur la paroi intérieure de l'enveloppe 11, est réalisé d'une autre façon. Il comporte toujours des alvéoles remplies sous forme de tubes juxtaposés de petit diamètre mais dont les axes ne sont pas parallèles entre eux. Pour simplifier la figure, seuls trois de ces tubes, notamment 28, 22, 23 sont représentés. Le faisceau d'électrons est dévié dans les trois directions 24, 25 et 26. Ces tubes sont sous forme d'un cône ou d'un cylindre et présentent des axes 27, 21, 29 qui sont orientés de façon qu'ils passent pratiquement par le centre de courbure A. Il s'ensuit que tout le matériau luminescent contenu dans les tubes est excité par le bombardement d'électrons. De plus, le matériau luminescent est refroidi. A cet effet, l'enveloppe du tube est munie d'une double paroi 31, dans laquelle circule un liquide de refroidissement dont l'admission est assurée par le tube 32 et l'évacuation par le tube 33.

[0018] La figure 4 est relative à un tube cathodique pour projection d'images de télévision dans le cas d'un écran convexe associé à son optique de projection. Sur cette figure, on retrouve les éléments 11, 12, 13 et 21 de la figure 1.

[0019] Ce tube est constitué d'une enveloppe 11 formée du col du tube 13, de longueur 250 mm et de diamètre 36 mm, et du cône du tube 12 de longueur 150 mm et de diamètre de 150 mm dans sa partie la plus large. Comme le nom l'indique cette dernière partie bien que généralement conique sur toute sa longueur peut présenter une partie conique plus courte suivie d'une partie cylindrique.

[0020] Dans le col du tube 13 est disposé un canon à électrons composé d'une cathode thermoïonique à chauffage indirect et d'un certain nombre d'anodes cylindriques 110 permettant d'accélérer les électrons. La focalisation est de type électrostatique ou de type magnétique à l'aide des bobines extérieures. Le tube possède des bobines de déflexion 120 pour assurer le balayage selon les axes X et Y. L'écran 41 présente une forme convexe et est appliqué sur un support d'écran 40 disposé dans le cône du tube. Tout comme dans la première forme de réalisation, cet écran est muni d'alvéoles remplies de matériau luminescent. Ces alvéoles, dont pour la simplicité de la figure, seules trois sont représentées, à savoir 42, 43, et 44, sont de petits tubes sous forme de tronc de cône ou cylindre dont les axes respectivement 45, 21, 47 passent pratiqeument par le centre de déflexion A. Les directions du faisceau d'électrons selon lesquelles s'effectue le bombardement de ces tubes sont 35, 36, 37. La section du faisceau d'électrons dans le plan convexe 48 de l'écran s'avère pratiquement égale au droit de chaque tube à la section dudit tube dans le même plan. Ainsi, tout comme selon la première forme de réalisation, une excitation maximale du matériau luminescent dans le tube est assurée. Le tube à rayons cathodiques est muni d'une optique de projection de l'écran de la face 48. Cette optique est par exemple une optique de l'art connu dit de Schmidt, qui est constituée par le miroir concave 49, disposé sur la paroi intérieure du tube et par la plaque 50 pour la correction d'aberration et qui est placée à l'entrée du tube derrière l'écran. Les dimensions de l'écran 41 rectangulaire sont de 36 mm x 48 mm. Le rayon de courbure de l'écran convexe est égal à la moitié du rayon de courbure de miroir 49. Ce miroir 49 est percé en son centre d'une ouverture de 35 mm de diamètre pour permettre au faisceau d'électrons d'attendre l'écran. Le courant de faisceau du tube est environ de 2m A crète pour une haute tension pouvant atteindre 50 K.voits, ce qui représente 100 watts dissipés sur l'écran.

[0021] Afin de refroidir l'écran, tout comme dans la première forme de réalisation, celui-ci est muni d'un dispositif de refroidissement. Celui-ci comporte un système de circulation de liquide de refroidissement dans une paroi double constitué du support 40 de l'écran et d'une paroi 51, qui est soudée d'une façon étanche à l'eau à la périphérie du support 40, l'admission et l'évacuation de liquide s'effectuant à l'aide des tubes 52 et 53 débouchant vers l'extérieur de l'enveloppe 11 du tube. Le circuit de refroidissement utilisant un fluide à la température de 25°C, par exemple l'eau de ville, avec un débit de 1,5 litre/minute permet de faire que la température de l'écran ne dépasse pas 100°C.

[0022] Les figures 5 et 6 illustrent le procédé pour la réalisation de l'écran d'un tube à rayons cathodiques conforme à l'invention. Le procédé est illustré dans le cas d'un écran convexe. Ce procédé est analogue dans le cas d'un écran plan. Le procédé découle des points suivants: le tube lorsqu'il est terminé, a, entre autres, deux caractéristiques importantes:

- il a une optique associée qui reprend la lumière émise par le produit luminescent lorsque le tube est en fonctionnement;

- il a un canon à électrons émettant un faisceau d'électrons dont les trajectoires sont considérées comme concourant au point A centre de déflexion du faisceau.

[0023] Pour obtenir le tube le mieux adapté au but de l'invention, le procédé de fabrication va utiliser successivement ces deux caractéristiques pour procéder à l'élaboration même de l'écran et du tube. L'utilisation de l'optique associée au tube pour participer aux étapes du procédé permet de disposer d'une image où les différents défauts optiques possibles sont diminués (aberrations, convergence, ...).

[0024] Selon que le tube fonctionne en réflexion ou en transmission les étapes du procédé sont légèrement différentes.

[0025] Sur la figure 5 apparaissent le support 40 et le système de circulation de liquide de refroidissement déjà représenté sur la figure 4. C'est sur la face convexe 61 du support 40 qu'est réalisé l'écran. Le matériau de ce support présente une grande conductibilité thermique, de sorte que l'évacuation de la chaleur développée dans l'écran par le bombardement d'électrons est assurée. Du fait que selon l'une des variantes du procédé illustré ci-après dans le cas d'un fonctionnement en réflexion, la face 61 doit être électriquement conductrice, si le support choisi n'est pas métallique, par exemple un verre ou une céramique, on effectue alors le dépôt par évaporation sous vide d'une couche mince métallique, par exemple du nickel-chrome. Pendant un premier temps, le procédé consiste à réaliser, au dessus de 61 et concentriquement à cette surface, un masque à haute résolution et sans distorsion avec des parties opaques et transparentes, dont la géométrie en configuration d'alvéoles correspond à celle de la face 48 de l'écran représenté sur la figure 4. Pour réaliser ce masque, la méthode comprend les étapes suivantes:

- Le support est enduit d'une couche 41 de 5 à 6 Ilm d'une première laque photosensible aux rayons UV, telle la laque Shipley⁸ AZ 1350 du type positif. Cette laque est déposée par centrifugation.

- La surface de cette première laque est recou- verte d'une couche mince de 0,5 pm environ d'une deuxième laque 62 sensible à la lumière visible.

- Avec l'optique du tube on projette sur la deuxième couche de laque 62 l'image réduite de la configuration d'alvéoles désirée et on réalise l'insolation.

- On effectue le développement de la couche de laque 62 insolée. On obtient, reproduisant la configuration d'alvéoles, un masque qui épouse parfaitement la forme par exemple convexe du support 40. Sur la figure 6 les parties opaques et transparentes de ce masque sont les parties respectivement d'une part 71, 72, 73, 74 et 75 et d'autre part 76, 77, 78, 79.

- Le support est ensuite disposé dans un second dispositif d'insolation émettant un rayonnement UV produit par exemple par un arc court. Le support est placé de telle sort que le rayonnement UV produit par l'arc court provienne du point A qui sera par la suite le point de déflexion du faisceau électronique. Dans le cas du tube décrit ce point A se trouve à 130 mm de l'écran. On obtient des zones où la laque est polymérisée, et qui ont leurs axes concourant au point A. Sur la figure 6, les faisceaux de rayons ultraviolets d'insolation sont respectivement 81, 82, 83, 84. Les parties de laque exposées et les parties de laque non exposées sont respectivement d'une part 85, 86, 87, 88 et d'autre part 89, 90, 91, 92, 93.

- Les zones ainsi polymérisées sont enlevées à l'aide d'une révélateur UV tel le révélateur Shipley "microposit developper". On obtient ainsi le négatif de la configuration d'alvéoles recherchée.

- En se servant de la couche métallique déposée initialement comme électrode, ou du support métallique lui-même, on effectue, par croissance électrolytique, un dépôt métallique de Cu ou Au ou Ag ou Ni, dans les parties en creux de la couche épaisse de 5 pm environ formée par la première laque (telles que 85 à 88 de la figure 6). Le dépôt métallique est réalisé jusqu'à ce qu'il atteigne l'épaisseur de la couche de laque. Les murs de laque sont ainsi bien réguliers: c'est une croissance guidée.

- On enlève la laque non polymérisée restante à l'aide d'acétone ou d'alcool, et on obtient ainsi une configuration d'alvéoles possédant des bords et un fond métalliques.

- Le support muni de sa configuration d'alvéoles est alors disposé dans un appareillage, qui par centrifugation d'une poudre en milieu liquide, permet de déposer le produit luminescent dans la configuration d'alvéoles. Ce produit luminescent a typiquement une granulométrie centrée sur 3 um avec des diamètres de grains allant de 1 à 6 pm. A l'issue de cette dernière étape du procédé, l'écran est prêt à être monté dans le tube lui-même.

[0026] Si le matériau luminescent doit présenter une structure massive, son dépôt peut être réalisé par croissance épitaxiale en phase de vapeur, ou encore au moyen d'une pulvérisation cathodique ou par plasma ou encore par pulvérisation de liquide.

[0027] Dans le cas d'un écran utilisé en transmission, le substrat doit être transparent, par exemple en verre ou en cristaux. La première des étapes précédentes est alors modifiée, le dépôt métallique étant alors un dépôt d'oxyde conducteur électriquement et transparent optiquement. Des dépôts de SnO₂ ou In₂0₃ de 300 Angtrôms environ d'épaisseur et de résistivité de 400 ohms/ carré environ répondent à cet usage.

[0028] Les autre étapes se succèdent de manière identique au cas d'un fonctionnement par réflexion.

[0029] Une étape nouvelle se présente alors: sur la face où le produit luminescent apparait on dépose, en milieu liquide, une mince pellicule de nitrocellulose sur laquelle, par évaporation sous vide, on dépose une mince couche métallique de 1000 À par exemple de l'aluminium. On opère un traitement thermique à l'air, vers 350°C, afin de brûler la mince pellicule de nitrocellulose de sorte que la mince couche métallique reste seule ce qui permet d'obtenir une configuration d'alvéoles operculées remplies de produit luminescent. Cette mince couche métallique est transparent aux électrons du faisceau d'électrons mais réfléchit la lumière issue du produit luminescent lorsque celui-ci émet sa lumière de luminescence.

[0030] Selon une seconde variante, après obtension des parties en creux 84 à 88 de la figure 6, celles-ci sont remplies par cathaphorèse ou anaphorèse d'un matériau isolant à l'aide des forces électrostatiques résultant d'un champ électrique appliqué entre le support d'écran 40 et une électrode parallèle à 48 et située entre 48 et le point A. Pour augmenter la solidité mécanique des murs obtenus, la croissance de ces derniers est suivie d'un frittage à haute température, le procédé se déroule alors comme selon la première variante. Le matériau utilisé, constitutif de ces murs, est par exemple Si0₂, AlpO₃, MgO ou, encore mieux, pour améliorer la conductibilité thermique, BeO.

[0031] Selon une autre variante, le support d'écran 40 n'est pas nécessairement conducteur électriquement. Il est plus épais que sur la figure 6. Il a par exemple l'épaisseur de 41 et, de plus, il est constitué par un matériau lui-même photosensible aux rayons ultraviolets, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de le recouvrir d'une couche de laque sensible au rayonnement ultraviolet. Ce matériau est par exemple un verre photosensible. Après formation d'un masque sur la surface du verre, dont les parties transparentes aux rayons ultraviolets correspondent aux ouvertures des alvéoles désirées, celui-ci est insolé à l'aide d'une source ponctuelle de rayonnement ultraviolet qui, tout comme précédemment, est placé au point A, le procédé se déroulant d'une façon analogue sauf que les alvéoles se trouvent formées de façon directe dans le support sans besoin de croissance par électrolyse ou autres des parois de ces alvéoles.

Revendications

1. Tube à rayons cathodiques, muni d'un écran luminescent comportant un support présentant un matériau luminescent, support qui est muni d'une configuration d'alvéoles remplies du matériau luminescent, alvéoles qui présentent la forme de tubes juxtaposés s'étendant dans le support et dont les parois sont réflectrices, caractérisé en ce que les axes des alvéoles convergent essentiellement vers le centre de déflexion du faisceau d'électrons.

2. Tube à rayons cathodiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support comporte deux glaces en verre qui sont transparentes à la lumière et qui sont toutes les deux à faces parellèles et parallèles entre elles et constituent une double paroi intégrée dans l'enveloppe du tube, les alvéoles de l'écran débouchant sur la paroi intérieure du support du tube, les mêmes alvéoles étant munies à ce débouché d'une couche métallique transparente aux électrons et réfléchissante de la lumière, la double paroi étant munie de moyens d'admission et d'évacuation d'un fluide de refroidissement circulant entre les deux glaces en verre de la double paroi.

3. Tube à rayons cathodiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support est opaque, les alvéoles de l'écran émettant de la lumière de luminescence du côté de la réception du faisceau d'électrons sur l'écran, tube qui est muni de moyens de projection d'images, alors que le support est muni de moyens servant au refroidissement dudit écran.

4. Tube à rayons cathodiques selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'écran et le support sont plans.

5. Tube à rayons cathodiques selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'écran et le support sont concaves.

6. Tube à rayons cathodiques selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'écran et le support sont plans.

7. Tube à rayons cathodiques selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'écran et le support sont convexes.

8. Tube à rayons cathodiques selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les moyens optiques de projection de l'image de l'écran hors du tube, centrés sur l'axe du tube, sont constitués d'un miroir concave tourne vers l'écran et d'une lame correctrice pour les abberations de ce miroir disposée derrière l'écran.

9. Tube à rayons cathodiques selon la revendication 8, caractérisé en ce que le miroir concave est aménagé dans le tube sur l'enveloppe de ce dernier.

10. Application de l'un des tubes à rayons cathodiques selon l'une des revendications 1 à 9, à la projection d'image de télévision.

11. Procédé de fabrication d'un écran luminescent déposé sur un support, écran qui comporte une configuration d'alvéoles sous forme de tubes remplies de matériau luminescent, dont les axes convergent pratiquement vers un même point sur l'axe de l'écran, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivants:

- dépôt, sur l'une des faces du support qui est conductrice électriquement naturellement ou par revêtement d'une couche conductrice, d'une première couche de laque photosensible aux rayons ultraviolets, l'épaisseur de cette couche étant égale à la profondeur des alvéoles d'écran que l'on désire;

- séchage et polymérisation de cette première couche;

- -dépôt, sur cette première couche, d'une deuxième couche de laque photosensible à la lumière blanche ou à une lumière monochromatique;

- projection, sur cette deuxième couche, en lumière blanche ou monochromatique, à l'aide d'une optique de grandissement inférieur à 1 de l'image d'une configuration d'alvéoles réalisée sur un masque de grandes dimensions, la configuration d'alvéoles étant homothétique dans le rapport du grandissement de l'optique de la configuration d'alvéoles constituée par les ouvertures des alvéoles sur la surface d'écran;

- développement de ladite deuxième couche ainsi insolée;

- insolation au travers du masque obtenu de ladite première couche de laque à l'aide d'une source ponctuelle de rayonnement ultraviolet -disposée en face de ladite couche sur l'axe du support, et à la place du centre de déflexion du faisceau;

- développement de la première couche ainsi insolée, séchage et cuisson;

- croissance de murs métalliques ou d'un materiau isolant dans les parties vides de laque de ladite première couche, le champ électrique provoquant le transport de métal étant établi entre la face conductrice du support et une électrode parallèle à la surface libre de ladite première couche;

- dissolution de la laque restante;

- si besoin, mise en place sur les parois internes latérales et éventuellement communes avec le support d'écran d'une couche de matériau réflecteur;

- remplissage des alvéoles créées de matériau luminescent;

- dépôt éventuel sur la surface des alvéoles d'une fine couche électriquement conductrice et optiquement réflectrice.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en que l'on effectue une croissance électrolytique de murs de métal dans les parties vides de laque de ladite première couche, le champ électrique provoquant le transport de métal étant établi entre la face conductrice du support et une électrode parallèle à la surface libre de ladite première couche.

13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on effectue une croissance de murs de matériau isolant dans les parties vides de laque de ladite première couche par cathaphorèse ou anaphorèse, le transport des grains dudit matériau isolant se faisant à l'aide de forces électrostatiques résultant du champ électrique établi entre le support d'écran et une électrode parallèle à la surface libre de ladite première couche, la croissance étant suivie d'un frittage à haute température.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit matériau électriquement isolant est Si0₂, A1₂0₃, MgO, BeO.

15. Procédé comme celui selon la revendication 11, caractérisé en ce que le support d'écran est un verre photosensible au rayonnement ultraviolet et en ce que les alvéoles de l'écran sont créées directement dans le verre photosensible par insolation à l'aide d'une source de rayonnement ultraviolet pratiquement ponctuelle placée sur l'axe du support, l'insolation étant effectuée par l'intermédiaire d'un masque préalablement déposé sur le support.

Ansprüche

1. Elektronenstrahlröhre mit einem Leuchtschirm, der einen Träger mit Leuchtstoff enthält, und dieser Träger eine mit Leuchtstoff gefüllte Zellenkonfiguration hat, wobei diese Zellen die Form nebeneinander leigender Röhrchen haben, die sich im Träger erstrecken und deren Wände reflecktieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellenachsen im wesentlichen zur Ablenkmitte des Elektronenstrahls konvergieren.

2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger zwei Glasplatten enthält, die lichtdurchlässig sind und beide planparallel und zueinander parallel verlaufen und eine doppelte im Röhrenkolben integrierte Wand bilden, wobei die Zellen des Schirmes sich bis zur Innenwand des Röhrenträgers erstrecken und bei ihrem Auslauf an der Innenwand mit einer für Elektronen durchlässige und das Licht reflektierende Metallschicht bedeckt sind, wobei die doppelte Wand Eingangs- und Ausgangsmittel für ein zwischen den zwei Glasplatten der doppelten Wand umlaufende Kühlflüssigkeit enthält.

3. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das der Träger lichtundurchlässig ist, wobei die Schirmzellen das Lumineszenzlicht an der Empfangsseite des Elektronenstrahls auf dem Schirm abgeben, dass die Elektronenstrahlröhre Mittel zur Bildprojektion und der Träger Mittel zur Kühlung des genannten Schirms enthält.

4. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das der Schirm und der Träger flach sind.

5. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm und der Träger konkav sind.

6. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm und der Träger flach sind.

7. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm und der Träger konvex sind.

8. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Bildprojektionsmittel des Schirms ausserhalb der Röhre auf der Röhrenachse zentriert sind, aus einem dem Schirm zugewandten konkaven Spiegel und einer Korrekturplatte für die Aberrationen dieses Spiegels hinter dem Schirm bestehen.

9. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der konkave Spiegel in der Röhre auf dem Röhrenkolben angeordnet ist.

10. Anwendung einer der Elektronenstrahlröhren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Fernsehbildprojektion.

11. Verfahren zur Herstellung eines Leuchtschirms auf einem Träger, wobei dieser Schirm eine Zellenkonfiguration in Form mit Leuchtstoff gefüllter Röhrchen enthält, deren Achsen im wesentlichen nach demselben Punkt auf der Achse des Schirmes konvergieren, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Verfahren folgende Schritte umfasst:

- Ablagerung einer ersten für Ultraviolettstrahlen photoempfindlichen Lackschicht auf einer der Oberflächen des Trägers, die auf normale Weise elektrisch leitet oder durch Bedeckung mit einer Leitschicht, wobei die Dicke dieser Schicht gleich der Tiefe der gewünschten Schirmzellen ist;

- Trocknung und Polymerisierung dieser ersten Schicht;

- Ablagerung einer zweiten, für weisses Licht oder für monochromatisches Licht photoempfindlichen Lackschicht auf dieser ersten Schicht;

- Projektion der Zellenkonfiguration auf dieser zweiten Schicht mit weissem oder monochromatischem Licht mit Hilfe eines optischen Vergrösserungssystems mit einer Vergrösserung kleiner als 1 des Bildes einer Zellenkonfiguration, die auf einer Maske mit grossen Abmessungen verwirklicht wird, wobei die Zellenkonfiguration in bezug auf die optische Vergrösserung der Zellenkonfiguration, die durch die Öffnungen der Zellen auf der Schirmoberfläche gebildet werden, homothetisch ist;

- Entwicklung der auf diese Weise angestrahlten zweiten Schicht;

- Anstrahlung der genannten ersten Lackschicht über die erhaltene Maske mit Hilfe einer Ultraviolettstrahlungs-Punktquelle gegenüber der genannten Schicht auf der Trägerachse und an der Stelle der Ablenkmitte des Strahls;

- Entwicklung der auf diese Weise angestrahlten ertsten Schicht, Trocknung und Erwärmung;

- Züchten von Metallwänden oder von einem isolierenden Material in den leeren Lackteilen der genannten ersten Schicht, wobei das elektrische Feld den Transport des Metalls einleitet, das zwischen der leitenden Oberfläche des Trägers und einer Elektrode parallel zur freien Oberfläche der ersten Schicht gebildet wurde;

- Auflösung des restlichen Lacks;

- nötigenfalls das Anbringen einer reflektierenden Schicht auf den lateralen Innenwänden und den möglicherweise gemeinsamen Wänden auf dem Schirmträger;

- Füllen der gebildeten Zellen mit Leuchtstoff;

- mögliche Ablagerung einer elektrisch leitenden und optisch reflektierenden feinen Schicht auf der Oberfläche der Zellen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in den leeren Lackteilen der ersten Schicht Metallwände elektrolytisch gezüchtet werden, wobei das elektrische Feld den Transport des Metalls einleitet, das zwischen der Leitfläche des Trägers und einer Elektrode parallel zur freien Oberfläche der ersten Schicht gebildet wurde.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in den leeren Lackteilen der ersten Schicht durch Kataphorese oder Anaphorese Wände aus isolierendem Material gezüchtet werden, wobei der Transport der Körner dieses isolierenden Materials mit Hilfe elektrostatischer Kräfte erfolgt, die sich aus dem elektrischen Feld ergeben, das zwischen dem Schirmträger und einer Elektrode parallel zur freien Oberfläche der ersten Schicht gebildet wurde, wobei der Züchtung eine Sinterung bei hoher Temperatur folgt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch isolierende material Si0₂, A1₂0₃, MgO oder BeO ist.

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirmträger aus einem für Ultraviolettstrahlung photoempfindlichen Glas besteht und, dass die Schirmzellen direkt im photoempfindlichem Glas durch Isolierung mit Hilfe einer im wesentlichen punktförmigen Ultraviolettstrahlungsquelle an der Stelle der Trägerachse gebildet wird, wobei die Isolierung mittels einer zuvor auf dem Träger angebrachten Maske erfolgt.

Claims

1. A cathode-ray tube having a luminescent screen comprising a support with luminescent material, which support has a pattern of cells filled with the luminescent material, said cells being in the form of juxtaposed tubes extending in the support and the walls of which are reflective, characterized in that the axes of the cells converge substantially towards the deflection centre of the electron beam.

2. A cathode-ray tube as claimed in Claim 1, characterized in that the support comprises two glass plates which are transparent to light and which are both plane parallel and mutually parallel and form a double wall integrated in the envelope of the tube, the cells of the screen terminating on the inner wall of the carrier in the tube and being provided with a metal film, which is transparent at this termination to the electrons and reflects light, the double wall having inlet and outlet means for a coolant circulating between the two glass plates of the double wall.

3. A cathode-ray tube as claimed in Claim 1, characterized in that the support is opaque, whilst the cells of the screen emit light only on the side where the electron beam impinges on the screen, said tube comprising means for projecting the image, the support comprising means to cool the said screen.

4. A cathode-ray tube as claimed in Claim 2, characterized in that the screen and the support are flat.

5. A cathode-ray tube as claimed in Claim 2, characterized in that the screen and the support are concave.

6. A cathode-ray tube as claimed in Claim 3, characterized in that the screen and the support are flat.

7. A cathode-ray tube as claimed in Claim 3, characterized in that the screen and the support are convex.

8. A cathode-ray tube as claimed in any of the Claims 6 and 7, characterized in that the optical means for projecting the image from the screen behind the tube and which are centred on the axis of the tube comprising a concave mirror which is directed towards the screen and a correction plate for the aberrations of said mirror which is placed behind the screen.

9. A cathode-ray tube as claimed in Claim 8, characterized in that the concave mirror is provided within the tube on the envelope thereof.

10. Use of one of the cathode-ray tubes as claimed in any of the Claims 1 to 9 for projection television display.

11. A method of manufacturing a luminescent screen which is deposited on a support, which screen comprises a pattern of cells in the form of tubes which are filled with luminescent material and the axes of which converge substantially to the same point on the axis of the screen, characterized in that it comprises the following steps:

- depositing a first layer of a lacquer which is photo-sensitive to ultraviolet radiation on one of the sides of the support which is electrically conductive by itself or is covered with a conductive layer, the thickness of said layer being equal to the depth of the desired cells of the screen;

- drying and polymerizing said first layer;

- depositing on said first layer a second layer which is photosensitive to white light or to monochromatic light;

- projection by means of an optical enlargement system smaller than 1 of the white or monochromatic light on said second layer of the picture of a pattern of cells which is manufactured on a mask of large dimensions, the pattern of cells being homothetic in the enlargement ratio of the optical system of the pattern of cells which consists of the apertures of the cells on the screen surface;

- developing the said second layer thus exposed;

- exposure via the resulting mask of the first lacquer layer by means of a punctiform ultraviolet radiation source which is placed opposite to the said layer on the axis of the support and in the deflection centre of the beam;

- developing the said first layer thus exposed, drying and heating;

- growing walls of metal or an insulating material in the empty lacquer parts of the said first layer, the electric field which ensures the metal transport being applied between the conductive surface of the support and an electrode which is parallel to the free surface of the said first layer;

- dissolving the remaining resin;

- optionally providing a reflecting layer on the inner side walls and the walls which are common to the screen support;

- filling the formed cells with luminescent material;

- optionally depositing on the surface of the cells an electrically conductive and optically reflective layer.

12. A method as claimed in Claim 11, characterized in that metal walls are formed by electrolytic growth in the empty lacquer parts of the said first layer, the electric field which ensures the metal transport being applied between the conductive surface of the support and an electrode which is parallel to the free surface of the said first layer.

13. A method as claimed in Claim 11, characterized in that walls of insulating material are grown in the empty lacquer parts of the said first layer by cataphoresis or anaphoresis, the transport of the grains of the said insulating material being effected by means of electrostatic forces from the electric field which is applied between the screen support and an electrode parallel to the free surface of the said first layer, the growth being succeeded by sintering at high temperature.

14. A method as claimed in Claim 13, characterized in that the said electrically insulating material is Si0₂, AI₂0₃, MgO, BeO.

15. A method as claimed in Claim 11, characterized in that the screen support is of glass which is sensitive to ultraviolet radiation and that the cells of the screen are formed directly in the photosensitive glass by exposure to a substantially punctiform ultraviolet source of radiation which is placed on the axis of the support, the exposure being carried out via a mask deposited previously on the support.

Dessins