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METRHODE PERFECTIONNEE DE FORMATION d'ECRANS
L'invention concerne les perfectionnements dans les méthodes de fondation d'un écran et plus spécialement d'un écran fluorescent électriquement conducteur sur la paroi d'extrémité d'un tube à rayons cathodiques.
Dans la technique de la construction d'un tube, à rayons catho- diques, utilisable pour la télévision, le problème s'est présenté de former un écran sur la surface interne de la grande extrémité du tube. Cette surface doit être explorée par le rayon cathodique issu d'un canon à électrons situé à l'autre extrémité du tube* Dans cet ordre d'idées, on a reconnu l'importance qu'il y avait d'obtenir un écran tenaoe et durable, d'épaisseur uniforme, bien appliqué de ma- nière à ce qu'il ne soit ni brisé, ni arraché au cours des manipulations ou pen-
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dans le fonctionne,lent dans des conditions normales* Dans les essais actuels de tels tubes,
les différences de netteté des régions de l'image ont été at- tribuées jusqu'à présent dans la plupart des cas aux différences d'épaisseur extrêmement faibles entre les régions correspondantes de l'écran ou aux dif- férences de sensibilité de ces régions à l'influence des rayons cathodiques.
Dans la construction de tubes à remplissage gazeux contenant de l'argon ou un autre gaz analogue, la ténacité de l'écran fluorescent est ob- tenu en mélangeant à la matière fluorescente pulvérisée, de la willémite par exemple, une matière liante telle que le silicate de sodium, l'acétate d'a- myle ou une cellulose appropriée.
Depuis l'apparition des tubes à rayons cathodiques à vide élevé présentant d'importants avantages sur les tubas à remplissage gazeux, les difficultés d'obtention d'un écran fluorescent satisfaisant se sont accrues pour plusieurs raisons. En premier lieu, malgré le grand soin apporté dans l'évacuation et le scellement, les molécules d'air retenues dans la matière liante s'échappant définitivement et détruisent le vide élevé.
Il en résul- te une ionisation suffisante pour contrarier sérieusement la fonctionnement normal du tube., En second lieu, pour éviter l'accumulation de charges néga- tives aux différents points de l'écran frappés à chaque instant par le rayon cathodique, il est nécessaire de ménager aux électrons un chemin de retour antre l'écran fluorescent et la cathode. Cette décharge de l'écran était ob- tenue dans les tubes à remplissage gazeux grêce à l'ionisation du gaz.
L'invention propose uneméthode perfectionnée de formation d'un écran fluorescent sur une paroi d'un tube à rayons cathodiques à vide poussé L'écran,facilement formé, possède toutes les caractéristiques désirées, c'est à-dire l'uniformité d'épaisseur, la finesse et la ténacité.
L'écran conformeà l'invention est suffisamment conducteur que pour servir de chemin de retour vers la cathode aux électrons qui le frap- pont à chaque instant et éviter l'accumulation de ceux-ci en ses différents peints' Conformément à l'invention, l'écran fluorescent est formé sur la surface désirée telle quo la paroi d'extrémité du tube à rayons cathodiquas, en recouvrant la paroi d'un liquide tel que de l'eau tenant En suspension des particules relativement petites de matière fluorescente. Les particules se séparent du liquide et de déposant de manière adhérente sur la paroi en y.
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formant un revêtement fluorescent.
Après le dépôt, le liquide clair est en- levé par évaporation, pompage, décantation, ou toute autre méthode évitant la détérioration et ne modifiant pas le revêtement.
En outre, conformément à l'invention, l'écran fluorescent est rail- du électriquement conducteur grâce aux dépôt sur la surface de la paroi d'u- ne couche extrêmement mince de matière électriquement conductrice, de l'ar-
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gent par exemple, suffisamment mince que pour être tr-iispaimteo C'est cotte surface conductrice qui est recouverte de l'écran fluorescent suivant le pro cédé indiqué ci-dessus.
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La surface cond1i1ctrice, fluorescente et transparente de l'écran peut encore tre formée en une seule fois sur la surface da la paroi on re- couvrant celle-ci d'une solution appropriée telle qu'une solution alcaline de nitrate d'argent. contenant un agent réducteur pouvant précipiter de l'ar-
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gent métallique, la solution contenant en suspens ion loo #:tit;> particules de substance fluorescente de manière à disposer simultanément les r';V'Jt"lJon1B conducteur et fluorescent. Le liquida clair est alors enlevé par un des pro- cédés indiqués plus haut.
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Dans ce dernier cas, on choisit les dimensions rctlatives des par- ticules conductrices et fluorescentes de maniera que leur vitesse do préci- pitation soit plus grande pour les premières que pour les secondas, dans un
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rapport tel que la portion du revêtement adjacente au verre ecmtieriio le pourcentage approprié de particules électriquement conductrices tandis que la surface extérieure de l'écran contienne 1,- 1? \,.rcur,t2.Go approprié do par- ticules fluorescentes.
On comprendra mieux les oaraotéristiquus nouvcllos et lus cvrjita- ges de l'invention en se référant à la description suivante air.si qu'aux dessins ci-annexés donnés siiaploexient à titre d'exemple non limitatifs, ot dans lesquels : La Fig.l est une section partielle fortëll1ont ars:dit, montrent un principe de fonctionnement.
La Fig2 est une vue en coupe montrent un stado de 1:n..yloi de la méthode conforme à la présente invention.
Les Fig. 3, 4 et 5 sont des vues partiollos en coupe illustrant d'autres stades de la même opération.
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Les Fig. 6, 7 et 8, analogues aux Fi!;;.;:', & 5 montrât une modl-
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fication dans la maniera d'opérer.
La Fig.9 représente en coupe et fortement amplifiée une particu- le de matière illustrent un stado d'une méthode modifiée conforme à la pré- sente invention et
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La Fis. 10 est une vue partielle agrmldie en coupe d'un tube à rayons cathodiques construit conformément à la présente invention.
A la Fig.l, la paroi d'extrémité 10 d'un tube en verre à rayons cathodiques est pourvue d'un revêtement formant écran 11 de matière fluores- cete déposée sur la surface exposée au rayon cathodique qui, dams ses dé- viations, atteint par exemple successivement los positions A, B, C et D. Le
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rev3tm>elit fluorescent est montré rugueux et Irrégulier, les variations d'é- paisseur étant exagérées pour la clarté de la présente description.
On sait que, lorsqu'un rayon cathodique frappe une matière fluo-
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tesaente, le degré de ±1t=firLscence qui an résulta, ou la nombre de photons do lumière émis par la matière, est à chaque instant une fonction de l'inten sité du rayon catiiodique et de l'épaisseur de la plage de matière fluorescen- te frappée par le rayon cet instant. Il en résulte que, si on suppose que
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les points b, L,C et D sont irappés par des rayons cathodiques do même in- tensité, los spots correspondants a, b, c et d observés do l'extérieur du tube, paraîtront d'éclats lumineux différents.
Ainsi, la rayon rencontre au
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point A une région relativement épaisse du rov3tetnarit fluorescent irrégulier 11 -ca qui prodmit un spot relativement brillant ' Par contre, an B l'épaisseur du rev?temait 11 étant faible, le spot observé an b aura une foLrv i,ntansitê lumi- neuse. Uno 1 iàgù foncéo de spots Irréguliers tels que a, b, c et d, ne sera pas bien définie et no réalisera pas l'exacte reproduction de l'image reçue sous forme d'impulsions électriques* Los résultas obtenus dans les essais d'écrans fluorescents différents montrent que même de très petites imperfections dans la régularité do la surface do ceux-ci contribuent pour une grande part à l'imper- fection de l'image lumineuse développée.
Comme l'indiquant les figures 2 à 5, la tube en verre 12 du type généralement utilisé dans la construction de tubes à rayons cathodiques desti- nés à la réception de la télévision,est pourvu d'un revêtement d'argent 13 re- couvrant la paroi intérieure et débordant légèrement,comme montré à la figure
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10, sur la paroi transparente d'extréiaite 14. Dans la réalisation de l'invention, une solution alcaline de n
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trois à cinq pour cent de nitrate d'argent est réduite en argent métallique en une période d'environ six à sept minutes par addition d'une solution réduc- trice de sucre dans l'alcool. Des résultats satisfaisants ont été obtenues en ajoutant une partie de solution réductrice à 25 parties de solution argentique.
Aussitôt après addition de l'agent réducteur , la solution d'ar- gent est versée par l'extrémité ouverte derrs le tube et ce dernier est main- tenu dans la position verticale comme le montre la figure 2, pendant le temps nécessaire pour obtenir sur la paroi d'extrémité en verre 14 un mince dépôt suf- fisamment transparent 15. Pendant ce temps, on introduit un bouchon 16 dams la col ouvert du tube. Après dépôt de la mince couche d'argent 15, le tube est bas- culé sur le coté et maintenu en rotation lente autour de son axe pendent un temps suffisamment long pour obtenir le dépôt d'une couche relativement épaisse d'argent 13. Le bouchon est alors enlevé et le tube débarrassé du liquide qu'il contient.
Le tube 12 est alors placé dans la position verticale montrée à la Fig.2 et est muni d'un collier 9 embrassant le col et fixé à l'extrémité li- bre d'un arbre 17 pouvant tourner d'un angle X autour d'un axe horizontal de manière à le placer dans la position indiquée en pointillés.
La matière costituant l'écran fluorescent ,de la willémite par exemple, est pulvérisée finement, puis tamisée à travers une toile de finesse appropriée, par exemple 11.000 mailles par exil * Les particules tamisées sont alors entièrement mélangées avec un liquide tel que de l'eau en évitant la for- mation d'agglomérats. Le liquide, indiqué par 18 tenan ensuspension les particules 19 de matière fluorescente,est versé dans le tube de manière à recouvrir la pa- roi d'extrémité 14 d'une petite épaisseur do liquide, d'environ 6 à 7 m/m,comme on le voit aux figures 2, 3 et 4.
Le tube 12 est maintenu dans la position verticale jusqu'à ce que toutes les particules fluorescentes se soient déposées sur la paroi 14 et adhè- rent à celle-ci pour former un écran fluorescent 20 sur la surface argentée 15.
Lorsque les particules fluorescentes sont complètement déposées, et forment un écran 20, l'arbre 17 est animé d'une vitesse de rotation constan- te de l'ordre de six degrés par minute. comme l'indique la figure 5, le liquida clair est ainsi drainé de la couche fluorescente 20, sans démanger aucune des particules qui le constituent.
Le liquide clair peut encore être enlevé par pompage au bien par
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évaporation obtenuesoit par chauffage du tube, soit en faisant le vide dans celui-ci.
La quantité de matière fluorescente placéo en suspension dans une quantité donnée d'eau peut varier dans de larges limites suivant les besoins particuliers, mais elle doit toujours être suffisante pour assurer une couche fluorescente de l'épaisseur désirée.
Les particules fluorescentes ne doivent être ni sales ni grais- seuses. La graisse et la poussière peuvent être enlevées en lavant les parti- cules dans l'éther avant do los mettre en suspension dans l'eau.
La matière fluorescente est pulvérisée et tamisée aux dimensions voulues pour obtenir une vitesse prédéterminée de précipitation des particules du liquide de suspension. La vitesse de dépôt de celles-ci peut être donnée par la t'annule:
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ü Ir 2 9 n -si au 9 n V est la vitesse de chute d'une particulo , r le rayon de la particule S la masse spécifique de la particule S' la masse spécifique du liquide n le coefficient de viscosité du liquide et g l'accélération de la pesanteur-
La vitesse de dépôt peut varier dans de larges limites, et doit être choisie pour permettre aux particules do se déposer uniformément et de so tasser l'une contre l'autre an un revêtement solide.
Après traitement par la Méthode expliquée plus haut, la paroi d'extrémité du tube 12 est devenue à la fois translucide, fluorescente et élec- triquement conductrice. C'est la revêtement d'argent 15 qui , derrière le re- vêtement translucide et fluorescent 20, réalise un chemin conducteur entre un spot quelconque de l'écran 20 et le revêtement conducteur 13 qui est maintenu à un potentiel positif relativement élevé. au moyen de la connexion 21 reliée à une source d'alimentation appropriée. L'accumulation de charges négatives en un spot quelconque de l'écran 20 vers lequel la rayon cathodique peut âtre diri gé est, par suite, évité en éliminant les électrons à une vitesse égale à la vitesse avec laquelle ils atteignent la spot.
Dans la plupart des tubes à rayons cathodiques -proposés précédemment, un certain flou de l'image a été é.ttribué en partie à l'accumulation aux différents 'points de l'écran de charges négatives
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amenées par les rayons cathodiques.
L'écran fluorescent peut encore être rendu.conducteur d'une au- tre manière, par exemple en mélangeant à la poudre fluorescente une poudre mé- tallique ,en plaçant ce mélange en suspension dans un liquide tel que l'eau, liquide que l'on introduit dans le tube comme il a été dit plus haut. Cornue il est montré à la Fig.6, les particules fluorescentes 22 et les particules métal- liques 23 se séparent du liquide 18 pour se déposer uniformément sur la paroi d' extrémité 14.
On pourra, par exemple, employer un mélange d'environ 80% de ma- tière fluorescente avec 20% de matière conductrice. Cette proportion peut va- rier dans de très larges limites suivant le résultat désiré. Comme la massa spécifique des particules métalliques est notablement plus élevée que la masse spécifique des particules fluorescentes, la vitesse de dépôt des premières se- ra plus grande que la vitesse de dépôt des secondes, et pendant la précipita- tion, le pourcentage de particules métalliques contenues dans la région pro- che de la paroi dépassera le pourcentage de particules fluorescentes comme l'in- dique la Fig.7. Finalement, les particules des deux matières formeront un écran fluorescent et électriquement conducteur 24;
, montré à la Fig.8, dont les cou- ches inférieures contiendront une quantité prépondérante de particules métalli- ques et dont les couches supérieures ,qui sont frappées par le.rayon cathodique contiendront ,au contraire, une quantité prépondérante de particules fluorescen- tes'
Le liquide clair 18, montré à la Fig.8 est alors éliminé comme indiqué plus haut ou par unenautre méthode appropriée.
Lorsque les masses spécifiques des deux matières sont tulles que l'on n'obtient pas les vitesses de dépôt appropriées, ces vitesses peuvent 'être réglées en modifiant les dimensions des particules de l'une ou dos doux matières puisque, comme le montre la formule ci-dessus, la vitesse de précipitation est directement proportionnelle au carré du rayon dos particules. Il est ainsi pos- sible de régler la distribution*des particules métalliques et fluorescentes dans la couche 24 par le choix de leurs dimensions relatives.
Le liquide 18 des Figures 6 et 7 doit recouvrir les portions d'ex- trémité 25 de la couche épaisse d'argent 13, comme l'indiquent les lignes poin- tillées 26 de la Figure 10. Il en résulte que les bords 27 de l'écran 24 fonné par le dépôt des particules recouvre le bord 25 du revêtement conducteur 13 et
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et établit la liaison électrique avec celui-ci.
L'écran fluorescent électriquement c nducteur peut encore être obtenu en utilisant comme liquide de suspension une solution alcaline do nitrata d'argent additionnée avant l'emploi d'un. agent réducteur. Cette solution d'ar- gent est relativement plus diluée que celle qui a servi a déposer le revêtament 3 et comme on l'a montré à la fig.9 olle déposo un mince revêtement conduc- tour 28 sur chaque particule fluorconto 29. En même temps, il se dépose sur la surface de la paroi d'extrémité 14 une couche conductrice analogue à la couche 15 des Fig.3 et 4.
Dans ce dernier cas,alssi, la liqueur doit recouvrir las por tiens d'extrémité 25 de la couche relativement épaisse d'argent 13, de manière à assurer le contact électrique entre le ravêtement 13 et l'écran fluorescent conducteur.
Bien entendu, les particules fluorescentes pourraient être argen- tées avant d'être mises en suspension dans le liquide.
La matière fluorescente peut être du sulfure de zinc, du silicate de zinc ou willémite, du tungstate de calcium, ou toute autre matière appropriée
Lersque le sulfura do zinc, matière soluble dans l'eau est emplo- yéc, on utilisera de l'alcool comme liquide do suspension' Dans le cas ou la liqueur claire est enlevée par évaporation a- près le dépôt des particules, on 'utilisera avantageusement, l'éther ou tout au- liquide plus volatil.
Lien qu'on ait décrit à titre d'exemple des procédés particu- liers de l'invention, il est bien entendu qu'on no désire pas se limiter à ces procédés particuliers et que, par conséquent, toutes les variantes ayant même principe et même objete que les dispositions indiquées ci-dessus, rentreraient comme elles dans le cadra de l'invention.