Le tube cathodique:
Le tube cathodique a été développé en 1897 par Ferdinand Braun de Strasbourg.
Il a d'abord été utilisé comme un oscilloscope pour visualiser et mesurer des
signaux électriques. En 1908, A.A. Campbell-Swinton d'Angleterre a proposé
d'utiliser un écran CRT pour envoyer et recevoir des images par voie électronique.
Il a fallu attendre les années 1920 pour que le premier système de télévision
apparaisse dans les labotratoires. Le concept d'un tube cathodique couleur a
été proposé en 1938 et développé avec succès en 1949.
En 1928 General Electric propose un téléviseur rudimentaire à un public restreint.
C'est vers la fin des années 1940, avec l'apparition des premiers réseaux de télédiffusion
Qu'on verra une croissance appréciable des ventes de téléviseurs pour le grand public.
Au début de 1960, les téléviseurs noir et blanc cèdent leur place aux nouveaux téléviseurs en couleurs.
Un tube cathodique est composé de trois parties principales:
- Le canon à électrons
- La surface de visualisation avec phosphores colorés
- Le tube sous vide en verre.
Le canon à électrons est cathode métallique chauffée par un filament et qui est entourée
d'une anode métallique.
La cathode est alimentée par une tension électrique négative et
l'anode par une tension positive. Les électrons du flux cathodiques traversent un petit
trou dans l'anode pour produire un faisceau d'électrons.
Le canon à électrons contient des plaques qui accélèrent et concentrent le faisceau
électronique afin d'obtenir un faisceau mince et étroit.
La surface de visualisation de phosphore est une mince couche de matériau qui émet de la
lumière visible lorsqu'il est frappé par le faisceau d'électrons. La composition chimique
du phosphore peut être modifié pour produire les couleurs blanc, bleu, jaune, vert ou rouge.
L'enveloppe de verre (le tube) se compose d'une façade relativement plate, une section d'entonnoir,
et une section sous forme de cou. La surface de visualisation possède une couche de phosphores
déposée à l'intérieur de la façade du tube en verre.
Le canon à électrons est scellée dans le cou de verre à l'extrémité opposée. L'objectif de
l'entonnoir est de créer une architecture robuste capable de supporter la pression négative
occasionné par le vide à l'intérieur du tube.
Le CRT utilisé dans un téléviseur couleur ou écran d'ordinateur de couleur a quelques pièces
supplémentaires. Au lieu d'un canon à électrons, il y a trois canons, u pour caque couleur
soit le rouge, un pour le bleu, et un pour le vert. Il y a aussi trois différents matériaux
luminophores utilisés sur la surface de projection . Ces luminophores sont déposés sous
la forme de très petits points dans un motif répété à travers l'écran .
La clé d'un tube cathodique couleur est un mince panneau de métal perforé, connu sous le
nom de Shadow Mask, qui est placé entre les canons à électrons et l'écran de visualisation.
Les perforations dans le shadow mask sont alignées de telle sorte que le faisceau rouge provenant
du canon rouge soit dirigé avec le bon angle vers seulement les points de phosphores rouges
correspondants sur la face de l'écran.
Donc chaque trajectoire de faisceaux en provenance des
3 canons passent dans les trous du masque à un angle déterminé. Ceci sépare efficacement
l'affichage des trois couleurs indépendantes.
En contrôlant l'intensité du faisceau pour chaque couleur, nous obtenons tous les niveaux de
couleurs utiles à reproduire une image couleur complète.
Pour un téléviseur de 25 pouces, il faut environ 500,000 perforations dans le masque métallique.
Ces perforations permettent d'obtenir environ 1,5 millions de points de couleurs sur la face
de l'écran. (500,00 sous pixels rouges, bleus et verts)
Considérations écologique:
Plusieurs livres de plomb entre dans la composition des tubes cathodique.Il y a jusqu'à 20%
de plomb dans l'ensemble des matériaux utilisés dans la composition du tube soit de 4 à 8
livres.Avant de jeter vos vieux appareils aux ordures, pensez aux conséquences environnementales.
Disposez vos appareils dans les éco-centres ou les centres de récupération de matières toxiques
et dangereuses. Merci de collaborer!
|
La Fabrication du tube en verre
Les ingrédients de verre sont pesés et mélangés avant la fusion. Le verre est fondu dans
d'énormes fours au gaz qui occupent environ 500-3,000 pieds carrés.
La façade du tube cathodique est normalement pressé dans la forme désirée.
L'entonnoir peut être formé soit par pressage ou par centrifugation. Dans le procédé
de coulée une goutte de verre en fusion tombe dans un moule, qui tourne alors rapidement
pour répandre le verre uniformément sur la surface intérieure du moule. Un disque de
rainurage dans le haut du moule coupe le verre mou à la hauteur voulue pour que le
verre en excès soit éliminé facilement.
Le cou du tube écran se compose de tubes de verre, et une extrémité est évasée pour
faciliter l'insertion du canon à électrons.
Dans un tube cathodique monochrome les trois éléments en verre sont assemblés
avant qu'ils soient expédiés au fabricant de CRT. Dans un tube cathodique couleur,
uniquement le cou et l'entonnoir sont joints, et la plaque de la face est expédiée
séparément pour un traitement ultérieur. Les éléments en verre sont généralement
joints par le chauffage des surfaces de contact à haute température avec des jets
de gaz ou des radiateurs électriques.
L'application des luminophores (Phosphores)
Dans les tubes cathodiques monochromes, la surface de visualisation en phosphore
est enduite à l'intérieur de la surface de verre. Cela se fait par un liquide
de phosphore qui sera verser dans le col de l'enveloppe en verre avec un agent gélifiant.
Après environ 20 minutes, le revêtement s'est fixé et l'excès de liquide est évacuée.
Le procédé de fabrication des tubes cathodiques couleur est plus compliqué.
Le shadow mask est fait en appliquant un produit sensible à la lumière sur celui-ci.
On expose le tout à la lumière en passant par un patron de trous. Après une période
d'exposition déterminée, on plonge ensuite le masque dans un bain d'acide qui se
chargera de former les millions de trous.
.
Le masque est ensuite pressé dans une forme légèrement incurvée et attaché derrière
la plaque frontale. La plaque frontale est placé dans une centrifugeuse et la surface
intérieure est revêtue d'une matière de phosphore vert.
La centrifugeuse tourne la plaque frontale pour assurer un revêtement uniforme de
phosphore. Une forte lumière ultraviolette éclaire le masque afin de durcir la
couche de phosphore vert créant ainsi des centaines de milliers de points verts.
La matière restante est ensuite lavée. Ce processus est répété pour former les
points rouges et bleus de phosphore, avec la lumière ultraviolette étant
légèrement décalée à chaque fois.
Lorsque ce processus est terminé, la plaque
frontale en verre est jointe à l'entonnoir. Sur les tubes de couleur, les points
de phosphore sont sensibles aux températures élevées, de sorte qu'au lieu d'utiliser
des jets de gaz à haute température, un mélange de verre et de solvant chimique
en poudre, appelée une fritte, est appliquée. Cela agit comme un verre "de soudure",
et l'articulation peut être scellé à une température beaucoup plus basse.
|
|
Cliquez sur l'image ci-dessous pour alimenter le filament
|
Explications |
|
La cathode, l'élément clé du tube cathodique
Afin de facilité l'expulsion des électrons de la cathode, celle-ci doit être chauffée
par un filament situé à proximité. La cathode est composée d'une couche de thorium, un élément
qui contient des atomes ayant beaucoup d'électrons.Le haut voltage est appliqué à l'anode du tube cathodique.
L'anode est une couche conductrice qui recouvre la surface de l'écran.
La polarité positive
de l'anode attrire les électrons négatifs vers celle-ci. Les électrons qui quittent la
cathode à très grande vitesse, frappent ainsi la surface du tube. Cette surface est recouverte
d'une substance phosphoresente qui s'illumine sous l'effet du bombardement électronique.
Le haut voltage nécessaire est calculé à partir de la grosseur du tube cathodique. En général,
on calcul 1000 volts par pouces (Ex: Tube 27 pouces doit avoir 27KV).
En fait le tube cathodique est un mini accélérateur de particules, le saviez-vous?
|
La cathode:
Matériaux de la cathode : Le thorium est un atome qui possède beaucoup d'électrons, ce qui permet une intense
émission thermoïonique. Pour cette raison, on l'utilise dans les
électrodes de tubes à décharge en revêtement des filaments de tungstène, ainsi que pour
les cathodes de nombreux dispositifs électroniques. |
Le thorium est un élément chimique, un métal de la famille
des actinides, de symbole Th et de numéro atomique 90.
 |
Thorium à l'état naturel:
|
Phospores:
La couleur est déterminée par l'ajout d'une très petite quantité de matériau appelé un activateur.
Le sulfure de zinc mélangé avec 0,01% d'un activateur en argent émet une lumière bleue.
Quand un activateur de cuivre à 0,001%, on obtient une lumière verte.
Un mélange 50/50 de sulfure de zinc et de sulfure de cadmium avec un activateur de 0,005% d'argent
produit une lumière jaune.La lumière rouge peut être produite par l'ajout d'argent ou de cuivre.
Les tubes cathodiques couleurs utilisent seulement des phosphores Rouges, Bleus et verts.
|
La balayage du faisceau sur l'écran
La trajectoire des électrons est déviée par un champs magnétique variable.Cette déviation
des électrons s'appelle le balayage électronique. La forme d'onde du champ magnétique est
une dent de scie, ce qui explique le mouvement graduel de gauche à droite et de bas en haut
du faisceau électronique.
La hauteur de l'image est déterminée par le balayage vertical et la largeur par le balayage horizontal. ce
sont des bobines qui sont installées sur le cou du tube cathodique qui accomplissent cette tâche de
déviation électromagnétique.
|
|
|
|
|
Hébergement Foxhost