Malgré son âge canonique, le tube cathodique traditionnel a encore de beaux jours devant lui. Certes, il utilise des métaux lourds, des matériaux toxiques, et émet des radiations nuisibles pour la santé. Mais force est de constater qu’aucune technologie n’a encore réussi à le supplanter. Aujourd’hui, malgré la concurrence des cristaux liquides et des écrans à plasma, en attendant les écrans électroluminescents en plastique, la société Candescent pérennise la technologie CRT… et présente un tube cathodique plat.
Le principe de l’ampoule électrique appliquée aux écrans
Schématiquement, un tube cathodique est une enceinte sous vide dans laquelle se trouvent un générateur d’électrons, un système de focalisation et de déviation, et une dalle recouverte de photophores (des petites surfaces émettant du rouge, du vert ou du bleu quand elles sont frappées par un faisceau d’électrons). Le canon à électrons fonctionne selon un principe comparable à celui des premières lampes à vide. Un filament métallique est chauffé par un courant électrique. L’élévation thermique ainsi provoquée entra”ne la libération d’un grand nombre d’électrons. Autour du col, un bobinage complexe, le déviateur, est chargé de faire parcourir au faisceau d’électrons la totalité de l’alignement des photophores.
Cette technologie, relativement simple en terme de physique, est sujette à de nombreuses restrictions. Ainsi, la nécessité de maintenir le vide dans l’enceinte du tube impose une forte épaisseur de verre au niveau de la dalle, pour qu’elle puisse résister aux fortes pressions mises en ?”uvre. Résultat : le tube est nécessairement lourd. Son poids augmente exponentiellement en fonction de sa taille. De ce fait, il est encore impossible de fabriquer industriellement des tubes de plus de 24 pouces de diagonale. Autre spécificité : la déviation du faisceau est une opération délicate. Pour éviter les effets parasites, il est en effet nécessaire de conserver une distance équivalente à celle de la diagonale du tube entre le canon et la dalle. Un angle de déviation de 110?’ est le maximum atteint aujourd’hui sur les tubes pour moniteurs informatiques.
Une pression de un kilo par cm2
La technologie des tubes cathodiques plats de Candescent reprend peu ou prou ces principes. La différence majeure réside dans le remplacement du canon à électrons par des micropointes émettrices, de minuscules cônes métalliques de 150 nanomètres de diamètre regroupés par 5 000 en regard de chaque photophore. Chacune de ces pointes est positionnée au centre d’un trou pratiqué dans une mince plaque conductrice. L’émission des électrons intervient quand on applique une tension de quelques dizaines de volts entre la pointe et le trou. Un classique réseau de lignes et de colonnes sert à exciter, l’une après l’autre, chaque zone émettrice. Les zones d’émetteurs sont placées sur les lignes conductrices déposées sur une plaque de verre.
Le premier avantage de cette technologie est évident : en affectant une source d’électrons à chaque élément d’affichage, les distances sont réduites au strict minimum. Dès lors, la déviation n’est plus nécessaire. Pour éviter toute collision entre électrons et la création de parasites, les micropointes sont placées à quelques millimètres des photophores et elles sont guidées par une plaque perforée isolante. Pour renforcer la structure de la dalle, des espaceurs en céramique (voir schéma) sont placés entre la cathode émettrice et la plaque de photophore. Ils supportent une pression d’environ un kilo par centimètre carré. D’autres fabricants se sont déjà penchés sur les écrans à micropointes (lire encadré), mais Candescent se singularise par la miniaturisation extrême de ses micropointes. Leur petite dimension permet de réduire la tension électrique nécessaire à l’émission des électrons. Ainsi, l’électronique de commande peut se contenter de composants standards. Enfin, les tubes plats de Candescent ne sont pas scellés selon le procédé habituel consistant à faire le vide dans un tube de verre chauffé et fermé. La technologie employée, tenue secrète, permet, selon le fabricant, de supprimer toute aspérité après scellement.
Au final, on obtient un écran parfaitement plat, qui présente une qualité d’affichage comparable à celle des meilleurs tubes cathodiques, avec une consommation d’énergie nettement moindre. Un modèle de 14,1 pouces de diagonale se contente ainsi de 3,5 volts, une consommation inférieure au seul rétroéclairage d’un écran LCD de même taille.
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