EP0145570A1 - Masque d'ombre pour tube d'image en couleurs, et tube d'image le comportant - Google Patents

Masque d'ombre pour tube d'image en couleurs, et tube d'image le comportant Download PDF

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EP0145570A1
EP0145570A1 EP84402369A EP84402369A EP0145570A1 EP 0145570 A1 EP0145570 A1 EP 0145570A1 EP 84402369 A EP84402369 A EP 84402369A EP 84402369 A EP84402369 A EP 84402369A EP 0145570 A1 EP0145570 A1 EP 0145570A1
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EP
European Patent Office
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frame
mask
bimetallic
rim
strips
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EP84402369A
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Carlo Luigi Fonda
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Videocolor SA
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Videocolor SA
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02—Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/06—Screens for shielding; Masks interposed in the electron stream
    • H01J29/07—Shadow masks for colour television tubes
    • H01J29/073—Mounting arrangements associated with shadow masks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2229/00—Details of cathode ray tubes or electron beam tubes
    • H01J2229/07—Shadow masks
    • H01J2229/0716—Mounting arrangements of aperture plate to frame or vessel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2229/00—Details of cathode ray tubes or electron beam tubes
    • H01J2229/07—Shadow masks
    • H01J2229/0722—Frame

Definitions

  • the present invention relates to a shade mask or color selection electrode for a television picture tube, or display, in color. It relates, more particularly, to means for attaching the mask to its support frame which are arranged so as to reduce the initial deformation (swelling or bending) of the mask under the effect of the heat generated by the electronic bombardment of the mask. this.
  • a mask tube generally comprises a glass envelope composed of a rectangular front panel (or slab), bordered by a skirt-shaped side wall, which is sealed to a so-called conical part which narrows and ends in a tubular neck housing at the end a set of three electron guns.
  • horizontal and vertical electromagnetic deflectors are provided for scanning the luminescent screen.
  • This screen composed of phosphors of three primary colors, red R, blue B and green V, is placed on the inside of the screen.
  • this screen is constituted by a repeated succession of three vertical bands of phosphors of different colors R, G, B.
  • the color selection electrode consists of a metal surface provided with a large number of oblong (or elongated rectangular) openings; it is called a shadow mask and is placed on the path of the three electron beams near, and substantially parallel to, the screen.
  • the effect of this mask is to allow only the beam of each electron beam to pass through. part directed towards only one of the bands of phosphors R, G and B, so that a beam is intended to strike the green bands V, another beam only reaches the blue bands B and the last beam only excites the red bands R; the selection is obtained thanks to the angles of incidence of the different beams at the location of the slits. But most (about 80%) of the electrons in each beam hit the mask without passing through the slits. This results in rapid heating of the part of the mask swept by the beams.
  • the mask As the mask must, during the manufacture of the tube, be removed and replaced several times and, in addition, be able to withstand predetermined mechanical shocks and vibrations without undergoing permanent deformation or displacement, it is generally supported by means a rigid metal frame which is preferably made of a profile having an L-shaped section and a thickness significantly greater than that of the mask (from 10 to 15 times, for example).
  • the thickness of the mask is generally between 100 and 200 micrometers, and that of the frame between 2 and 3 millimeters. These values obviously depend on the dimensions of the screen.
  • the thermal inertia of the frame is much higher than that of the mask; this frame is therefore heated only much more slowly.
  • the shadow mask is, from the start of the tube, heated much faster than the frame, heavy and thick.
  • This frame itself is only slightly reached by the electrons, which generally only touch it towards the beginning and the end of each line and each frame of the scan. Consequently, it is mainly heated from the mask and it does not reach its equilibrium temperature until much later than the latter. There is then a phenomenon of swelling or bending of the mask whose central part approaches the screen and whose edges welded to the frame remain held in place by the latter.
  • the frame is itself fixed to the skirt of the front panel using conventional mounting means with leaf springs.
  • This temporary swelling of the perforated mask causes displacements of the slots which, in the center, are purely axial and which have decreasing axial components from the center towards the periphery (where they are initially zero), and radial which are increasing from the center (where they are zero) until about halfway between the center and the edge (where they reach their maximum values) and from there they decrease towards this periphery.
  • This is schematically illustrated in section in FIG. 1, where curve A in dashed lines shows the profile of a mask 12 and of a cold frame 16 and curve B in dashed lines shows the profile of a hot mask 12 with a frame 16 cold causing said swelling.
  • the aforementioned movements of the slits have the effect of displacing the axes of the portions of the beams which pass through them with respect to the vertical axes of the phosphor strips R, G, and B associated in juxtaposed triplets, so as to cause register losses, or defects of alignment, which are highest in an annular zone situated approximately halfway between the center and the edge of the mask 12.
  • the frame 16 is also gradually heated, by conduction, by radiation and possibly by electron bombardment.
  • the frame 16 and the mask 12 are generally made of the same material (rolled steel), they have the same coefficient of thermal expansion.
  • the expansion of the frame 16, consecutive to that of the mask 12, has the effect, on the one hand, of reducing its swelling (by flattening it with respect to the curve B in FIG. 1), on the other hand, of increase the gap between the slots in it, i.e. move them radially.
  • Figure 2 shows (curve A in dashes similar to that of FIG.
  • the mask 12 therefore undergoes a small axial displacement in the center which increases with the radial distance and a spread in the radial direction which has the effect of producing an increase in the pitch and, to a lesser extent, in the width of the slots. This results in register losses due to the spreading of the slots in the plane of the expanded surface, which increase with the radial distance of these from the axis of the tube (i.e. with respect to in the center of the mask 12).
  • This inflation could have been significantly reduced, as well as other torsional effects exerted on the edges of mask 12, by limiting the number of welding points joining the skirt of the mask 12 to the belt of the frame 16 which are parallel, as described in FR-A-1 470 260.
  • the invention allows the production of bimetallic strips of simple shape and therefore inexpensive without compromising the quality of the reduction of the initial swelling of the mask.
  • the bimetallic strips arranged between the rim of the mask and the frame are flat with, preferably, a rectangular outline.
  • the rim of the mask When the rim of the mask is inside the frame, the latter has projections to which the first ends of the flat bimetals are welded, the second ends being welded to the rim of the mask, so that this rim is at a distance from the corresponding wall of the mask. frame to allow the mask to expand inside the frame.
  • each flat bimetallic strip is welded to the bottom of a corresponding notch that presents the frame.
  • the width of the notch is of course greater than the width of the bimetallic strip.
  • the temporary swelling, when the tube is started, of the mask 12 relative to the frame 16 is reduced by making possible the expansion in the radial direction of the mask practically independent of that of the frame.
  • FIG. 3 is a schematic front view respectively indicating the locations of the connecting bimetals 26 and the welds, of a mask-frame assembly according to the invention.
  • Each of the vertical sides, left and right, of the skirt of the mask 12 with slits 11 is joined to the adjacent side of the belt 180 of the frame, by means of three bimetallic tabs 26 of which one, 26 2 , is arranged in the middle on the side concerned and the other two, 26 1 and 26 3 , symmetrically on either side of this medium in the vicinity of the corners 13 1 and 13 2 .
  • the large horizontal sides of the frame and the skirt are directly joined together, for example by three welding points 311, 312 and 313, one of which 31 2 is in the middle and the other two 31 1 and 31 3 located symmetrically on the side and other from this environment.
  • three welding points 311, 312 and 313 one of which 31 2 is in the middle and the other two 31 1 and 31 3 located symmetrically on the side and other from this environment.
  • Figures 4 6, 8, and 10 are partial sectional views of embodiments of the mask-frame assemblies using flat bimetallic strips
  • Figures 5 7, 9, and 11 are perspective views of these bimetallic strips dishes used in the assemblies of the figures above.
  • a frame 16 is used, the side wall 18 of which is provided in its lower part with recesses or recesses 20 which constitute projections towards the inside of this side wall 18 regularly spaced, so that the plane defined by the interior surface is spaced from the rest of the internal face of the wall 18 sufficiently to allow the use of flat bimetals 260 shown in Figure 5.
  • Each bimetal consists of a blade 270 of low expansion and a blade 280 strong superimposed superimposed and joined, of which the first 270 is joined by its lower end to the internal face of the hollow 20, by a weld point 181 and whose second, 280, is joined by its upper end to the external face of the skirt 24, by another welding point 240.
  • the bimetallic strip 260 undergoes an outward bending, analogous to a pivoting in the direction of the arrow N around its point of attachment 181 to the frame 16.
  • the blade 270 one end of which is welded at a point 181 to the belt 18 of the frame 16, is preferably made of an alloy of nickel (30-40% for example) and iron, having a coefficient of thermal expansion weak (and generally known under the name "INVAR").
  • the other blade 280, the other end of which is welded at a point 240 to the skirt 24 of the mask 12 is made of steel, for example, cold rolled (like the mask and the frame) and has a high coefficient of thermal expansion .
  • Figures 6 and 7 partially show, respectively in section and in perspective, another embodiment of a mask-frame assembly using intermediate flat bimetallic strips.
  • the frame 16 is here of the spaced-apart type of recesses or recesses 20, as in FIG. 4.
  • the side wall 18 is provided with cutouts or slots 188 whose flat bottom, parallel to the base 19 of the frame 16, is offset towards the axis of the tube (the interior) relative to the upper edge of the side wall 18.
  • a flat bimetallic strip 262 is welded at 183, similar to that shown in FIG. 5.
  • This bimetallic strip 262 consists of 'a low expansion strip 272 facing outwards (opposite the axis of the tube) and a high expansion strip 282 facing inwards, superimposed and welded together.
  • the top of the internal face of the tab 262 is welded at 240 to the outside face of the skirt 24. When the temperature rises, the welding point 240 is displaced according to the arrow S, towards the outside so that the tabs 262 tighten the mask 12.
  • Figures 4, 5, 6, and 7 show mask-frame assemblies of the type where the skirt (24) is inside the side wall (18, 180) of the frame.
  • the compensating expansion of the swelling, obtained using bimetallic strips is limited to the width of the spacing between the outer face of the skirt 24 and the inner face. of the belt 18 or 180. This limitation is nonexistent in assemblies of the mask type, the skirt 24 of which surrounds the side wall 180 of the frame.
  • FIG. 8 is a partial section of the simplest embodiment of a mask-frame assembly of the type with external skirt using a flat bimetallic strip 263, shown in perspective in FIG. 9.
  • This bimetallic strip 263 consists of a low expansion strip 273 and a high expansion strip 283, superimposed and joined.
  • the lower end of the accessible face of the strip 283 is joined by a weld point 184 at the bottom of the outer face of the side wall 180 of the frame 160.
  • the top of the accessible face of the strip 273 is welded at 241 to the inner face of the skirt 24.
  • a frame 16 is also used, the substantially flat side wall 18 of which (without recesses or protrusions) is provided with slots 187 making it possible to place bimetal 265 flat rectangular plates, each composed of a strip 275 with low expansion and a strip 285 with high expansion, superimposed and welded together over their entire interface, similar to bimetallic strips 260, 262, and 263 in FIGS. 5, 7, and 9.
  • the bottom of the slot 187 is flat and parallel to the base 19 of the frame 16 so as to be able to carry the lower end of the bimetal strip 265 which is joined to this bottom by a weld 186.
  • the accessible face of the low-expansion lamella 275 can be arranged in alignment with the external face of the lateral pacpi of the belt 18 or slightly projecting with respect thereto, the internal face of the skirt 24 of the mask 12 being joined by a weld point 241 at the upper part of the external face of the bimetal strip 265.
  • this face is coplanar with that of the belt 18, the internal face of the skirt 24 can be in contact with the external face of the belt 18 at beginning of the operation of the tube, which possibly makes it possible to ensure faster initial heating of the frame 16, in particular as regards its horizontal lateral branches (left and right).
  • the frame 16 is provided with slots to accommodate the bimetallic strips 262 or 265, the latter is weakened by these cutouts and must have a thickness sufficient to compensate for the weakening .
  • the use of a light frame (160) can be advantageous from the point of view, on the one hand, of the reduction of the temporary swelling as regards its amplitude and duration and, on the other part, compensation for the overall expansion of the frame and the mask, generally provided by conventional bimetal assemblies, which are provided with the frame suspension springs to the front slab of the tube, because the faster temperature rise of the light frame favors that of the bimetallic parts which are welded to it.
  • a radial deviation towards the center is positive and towards the negative edge.
  • the curves in FIG. 12 have been drawn for a temperature rise from 25 to 55 ° C.
  • the curve Y corresponds to a mask-frame assembly according to the invention but without the conventional compensation means ensuring the approximation of the mask assembly - frame of the screen by its axial displacement towards the front while the 0 ⁇ curve relates to a mask-frame assembly according to the invention with in addition said conventional compensation means constituted by bimetallic strips between the frame and the springs of suspension to the glass slab.

Landscapes

  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

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 présente un rebord (24) fixé à un cadre (16) par l'intermédiaire de bilames (260). Ce cadre est lui-même solidaire de la face interne de la paroi de verre du tube au voisinage de l'écran. Les bilames (260) entre le rebord (24) du masque et le cadre (16) sont plats. Lorsque le rebord du masque est à l'intérieur du cadre l'une des extrémités de chaque bilame est soudée à une saillie interne (20) du cadre et son autre extrémité au rebord du masque de façon à ménager un espace entre la branche correspondante du cadre et le rebord.

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • Selon l'invention les bilames disposés entre le rebord du masque et le cadre sont plats avec, de préférence, un contour rectangulaire.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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, 262, est disposée au milieu du côté concerné et les deux autres, 261 et 263, symétriquement de part et d'autre de ce milieu au voisinage des coins 131 et 13 2.
  • 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 261 et 263 placés dans les coins une flexion plus forte que pour le bilame 262. 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.
  • 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 312 est au milieu et les deux autres 311 et 313 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 311 et 313 à des distances du milieu 312 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • Les effets des bilames 26 ou 260 sur le comportement du masque 12, c'est-à-dire la variation du défaut de registre MR avec le temps de fonctionnement t est illustré sur la figure 12.
  • 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 MR 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.
  • 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.
  • 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 MR) mais ramène la dilatation globale à une valeur faible.

Claims (9)

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.
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