Brevet FR2389226A1 — publié le 19781124

La présente invention a pour objet un indicateur optique. Il s'agit d'un indicateur où la lumière est produite par une surface fluorescente excitée par un bombardement d'électrons, Ce phénomène est déjà appliqué dans les tubes cathodiques (par exemple pour un moniteur de télévision). Cependant la lumière émise est insuffisante dans beaueoup de cas. L'invention vise à améliorer la luminosité d'un indicateur de ce genre. L'indicateur selon l'invention comprend une enveloppe sous vide contenant une source d'électrons et une couche fluorescente dont la surface arrière est pourvue d'une partie conductrice et dont la surface avant est agencée de façon à etre bombardée par des électrons issus delta source, une portion de l'enveloppe présentant des propriétés optiques permettant la transmission de la lumière émise par la couche fluorescente sous l'effet du bombardement, De préférence, une grille de commande est disposée entre la source d'électrons et la couche fluorescente. En appliquant un potentiel convenable à la grille, les électrons sont repoussés et n'excitent plus la couche fluorescente, éteignant ainsi la lumière émise, La source d'électrons est, de préférence, agencée de façon à bombarder à peu près toute la surface avant de la couche fluorescente.Un indicateur selon l'invention peut etre utilisé comme signal lumineux pour la régulation du trafic car il présente une grande luminosité, une longue durée de vie et une bonne fiabilité, De préférence, la couche fluorescente est un compose de phosphore capable de convertir une grande partie de l'énergie des électrons incidents en lumière visible, De préférence, la partie conductrice comporte une surface réfléchissante optiquement, en contact avec la couche fluorescente de façon à réfléchir la lumière incidente vers l'intérieur de l'enveloppe, Enfin, il est préférable que la partie conductrice soit en aluminium. Cette partie conductrice peut antre déposée directement sur les parois de l'en veloppe. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple : la figure l représente en coupe un premier indicateur optique selon l'invention, et les figures 2 et 3 illustrent deux autres formes d'exécution. L'indicateur lumineux représenté à la figure 1 comporte une enveloppe sous vide 1 contenant un canon à électrons 2 agencé de façon que les électrons émis par une cathode constituée par une surface 2a, bombardent la surface avant 3 d'une couche fluorescente 4 qui, dans le cas particulier, est une cou che de phosphore. La surface 2a est entourée d'un écran annulaire 2b. Le canon à électrons est du type divergent ou "flood" qui émet des électrons dans un grand angle solide. Il comprend des moyens de chauffage et des électrodes d'accélération (I'ensemble, connu, n'étant pas représenté en détail). La couche de phosphore 4 recouvre une couche conductrice formée d'une pellicule 5 d'aluminium déposée sur la. surface intérieure de l'enveloppe 1. 1l est commode de déposer tout d'abord cette couche d'aluminium par évaporation, puis de déposer la couche de phosphore à partir de fines particules de phosphore (poudre fine) en suspension dans de l'eau. Lorsque des électrons bombardent la couche fluorescente 4, ils provoquent une émission de lumière qui passe à travers la fenetre de transmission 6 disposée sur une face frontale de l'enveloppe 1 opaque par ailleurs. Une électrode transparente 7 est disposée-sur le coté intérieur de la fenêtre 6 afin d'in- fluencer les trajectoires des électrons issus du canon 2. Une grille 8 en forme de cône est montée devant le canon pour commander I'émission des électrons. Le pas des mailles de la grille 8 est environ de O, 1 mm. Les couchers 4, 5 et 7 sont très minces mais sont représentées avec une épaisseur grandement exagérée sur les figures. En fonctionnement, un potentiel H. T. (par exemple de 5 kV par rapport au potentiel de la cathode) est appliqué à la couche d'aluminium 5 pour attirer les électrons émis par le canon. Leurs trajectoires sont indiquées schématiquement par des flèches 9. L'électrode 7 est soumise à un potentiel choisi de façon à commander les trajectoires 9 des électrons pour obtenir un bombardement uniforme et optimal de la surface 3 de la couche de phosphore 4. Le potentiel de l'écran 2b est également ajusté et est de l'ordre de 0 à + 100 volts. Les électrons bombardant le phosphore provoquent une émission de lumière qui est transmise à travers la fenêtre transparente 6, directement ou après réflexion contre une partie incurvée de l'enveloppe. La couleur de la lumière dépend des propriétés des composés de phosphore utilisés qui, dans certains cas connus, présentent un haut rendement pour la conversion de l'énergie cinétique des électrons en lumière. La lumière produite peut ainsi erre très brillante. On peut choisir des composés de phosphore fournissant une lumière rouge verte, bleue, jaune ou blanche. Les composés de phosphore utilisés sont en général du sulfure de zinc ou du sulfure de cadmium ou encore un mélange de ces derniers, La lumière produite stéthint rapidement lorsqu'on applique un potentiel de coupure à l'électro- de 8 de façon à repousser les électrons émis par le canon, La lumière peut naturellement aussi etre éteinte en déconnectant le canon, mais le temps de coupure ou d'allumage de la lumière est beaucoup plus long. On peut constater quecomparativement à un tube cathodique usuel dans lequel un matériau fluorescent est disposé directement sur la fenêtre, la surface de phosphore a été considérablement augmentée par application sur les surfaces incurvées de ltenveloppe. Cela permet -de réduire la densité de courant dans le phosphore pour une quantité de lumière donnée ou alors d'augmenter la quantité de lumière émise, La lumière qui n'est pas transmise directement à travers la fenetre 6 est réfléchie par la surface incurvée de la couche de phosphore qui présente un coefficient de réflexion voisin de 90 %. A cause des surfaces incurvées de ltenveloppe, la lumière réfléchie est, en grande partie, transmise à travers la fenêtre 6.Par rapport à une surface plane, cela améliore jusqu'à deux fois ou même davantage la luminosité apparente. Un autre facteur contribue à la grande efficacité de l'indicateur : selon l'invention les électrons bombardent la surface de la couche fluorescente 4 côté émission de lumière et n'ont pas besoin de passer à travers une couche d'aluminium (comme c'est en géntral le cas dans les tubes cathodiques). La couche d'aluminium réfléchit également la lumière vers l'intérieur de llenve- loppe 1. Dans l'indicateur représenté à la figure 2, llélectrode transparente 7 de la figure 1 est supprimée. Les électrons sont émis par un canon à électrons 21 de forme cylindrique entouré d'une grille cylindrique 22 jouant le meme rôle que l'électrode 8 de la figure 1. Le canon est disposé à peu près au centre de l'enveloppe de façon que les trajectoires des électrons soient quasi rectilignes. A part cette configuration particulière du canon et la supression de la couche 7, l'indicateur est semblable à celui de la figure 1, les memes éléments étant repérés par les memes références. Dans ltindicateur représenté à la figure 3, le canon 21 est disposé au voisinage de la fenêtre 6, maintenu par des supports 31. Une grille 22 com mande l'émission des électrons comme précédemment. Cette configuration facilite le montage du canon car les supports rigides 31 sont fixés sur le périmètre de la fenêtre 6. REVENDICATIONS 1. Indicateur optique caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe sous vide (1) contenant une source d'électrons (2 > 21) et une couche fluorescente (4) dont la surface arrière (3) est pourvue d'une partie conductrice (5) et dont la surface avant est agencée de façon à être bombardée par des électrons issus de la source7 une portion (6) de l'enveloppe présentant des propriétés optiques permettant la transmission de la lumière émise par la couche fluorescente sous l'effet du bombardement. 2. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une grille de commande (8, 22) est disposée entre la source d'électrons (2, 21) et la couche fluorescente (4). 3. Indicateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche fluorescente (4) a la forme d'une surface concave, 4. Indicateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la source d'électrons (2,21) est agencée de façon à bombarder à peu près toute la surface avant de la couche fluorescente. 5. Indicateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche fluorescente (4) est un composé de phosphore, 6. Indicateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie conductrice (5) comporte une surface réfléchissante optiquement, en contact avec la couche fluorescente (4) de façon à réfléchir la lumière incidente vers l'intérieur de l'enveloppe, 7, Indicateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie conductrice (5) est en aluminium.