Brevet FR2463471A1 — publié le 19810220

La présente invention concerne un dispositif d'affichage par effet fi d; ffusion dFniloque de la lumière dans une cellule de liquide électrooptique comprenant deux électrodes transparentes, ou plaques trn:., parFntes rodnies d'électrodes, entre lesquelles est retenue unme couche c'un l-uir-.e]eectriquement co.mmutable d'un rode de trans- mission à un .nde de dcifffusion de la lumière, la transmission directe de la lumière à travers des zones transparentes étant interdite par un film de contrôle optique interposé entre la cellule et la source de lumière interne du dispositif, afin que les zones commutées en mode de diffusion soient visibles sur la face externe de la cellule comme des caractères lumineux sur fond noir. Un dispositif d'affichage de ce type est décrit, par exemple, dans le brevet allemand DE AS 20 42 1gO. Il fournit des images monochromatiques suffisamment brillantes pour de nombreuses applications, avec une cJstriu"cn u-imrYe Se,. r noe i _oL =Hu,1 pal Fib ihucessalre oe presenter des informations visuelles d'une luminosité particulièrement élevée et, souvent, en différentes couleurs, par exemple pour les tableaux de bord de véhicules automobiles. De telles performanènces ne peuvent pas être atteintes par des dispositifs d'affichage classiques du type indiqué ci-dessus. La présente invention a donc pour objet la réalisation d'un dispositif d'affichage. cellule de liquide électro-optique, munie d'un film de contrôle optique, qui permette de former des caractères individuels de luminosité particulièrement forte, et si nécessaire, de plusieurs couleurs. Pour atteindre cet objectif, l'invention consiste à munir le film de contrôle de plusieurs ouvertures et d'autant de sources lumineuses supplémentaires commutées, associées chacune à une ouverture. Pour éviter qu'une partie de la lumière émise par une source lumineuse tombe dans une zone à éclairer par une autre source et, par conséquent. pour augm]enter le contraste de l'image, les surfaces des ceniecteurs coscitzant le. e ccntrâle sent iclinées d'un angle supérieur à 40 sur une ligne de vision préférentielle et, d'autres films de contrôle, comprenant plusieurs déflecteurs à surfaces parallèles à cette lione de vision. sont interposés entre les sources lumineuses supplémentaires et l'observateur dans la région-desdites ouvertures. Plus particulièrement, pour une ligne de vision normale à la surface visible de la cellule liquide, les surfaces des déflecteurs du premier film de contrôle peuvent être inclinées à 60 sur le plan de cette surface visible et les surfaces des déflecteurs des films de contrôle _uppJlMentaires peuvent être parallèles à la direction normale de vision, c'est-à-dire orthogonales au plan de la surface visible de la cellule. Le contraste est encore augmenté si les films de contrôle optique supplémentaires sont insérés directement dans les ouvertures du premier film. Un affichage en couleur est obtenu de façon simple en interposant des filtres colorés entre les sources lumineuses supplémentaires et l'observateur dans la région des ouvertures du premier filin de contrôle optique et, plus particulièrement, en enrobant les films supplémentaires obturant déjà ces ouvertures dans un matériau agissant comme filtre coloré. On obtient une bonne utilisation de la lumière émise et -15 une grande liberté dans le choix des -oacenents des sources !=.fnC=zut. elJ Le buuices eL. t.b ouvertures à éclairer. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: - la figure 1, une vue schématique en perspective d'un dispositif d'affichage conforme à l'invention; - - la figure 2, une vue en coupe du dispositif de la figure 1 - la figure 3, une vue en coupe d'une variante de réalisation du dispositif de la figure 1. La cellule liquide constituant le coeur du dispositif d'affichage conforme à l'invention se compose de deux plaques de verre- 1 et 2 entre lesquelles est enfermé le liquide 3 à propriétés électro- optiques adéquates. Les électrodes 4, visibles sur la figure 2, servent à commuter le liquide d'un état de grande transparence à un état fortement dispersif. Un film 5 de contrôle de l'éclairement, muni d'ouvertures 6, est scellé à l'arrière de la cellule. Le film 5 est éclairé par l'arrière par une source lumineuse 8 et les ouvertures 6 sont également éclairées par l'arrière par d'autres sources 9. Les sources lumineuses 8 et 9 sont optiquement séparées-par un écran 10. La figure 2 représente un autre film de contrôle optique 7 dont les déflecteurs sont enrobés dans un matériau agissant comme filtre coloré et qui est fixé sur la surface frontale 23 de la cellule, face à une ouverture 6. Le liquide 3.peut être un cristal liquide ou un autre liquide organique commutable d'un mode de transmission à un mode de diffusion die 1l Il] ière sous l'action d'un champ ou d'un courant électrique, tel que certaines substances colloidales. [e film de contrôle optique 5 est constitué par des déflecteurs 51, dont le profil est visible sur les figures 2 et 3. Ces déflecteurs ne permettent la transmission de rayons lumineux provenant de la source 8 que dans une gamme limitée d'angles d'incidence, de sorte qu'un observateur regardant la face externe de la cellule sous un angle situé hors de cette gamme ne peut voir directement la source 8. Si, toutefois, la zone comprise entre les électrodes 4 cst commutée dans l'état de forte diffusion, l'observateur perçoit alors un caractère brillant sur un fond noir. Le flux lumineux émis par les sources 9 traverse les ouvertures 6 et atteint l'oeil de l'observateur pratiquement sans atténuation. si bien ute.'ohserveteur voit des canrctèrFs d'une :2.inositu i;:so aalizUe úa d yUg,, lI Uu i lhm Ue contrôle 5, à moins d'utiliser une source lumineuse 8 de puissance anormalement élevée pour des applications pratiques. La fixation de filtres colorés 7 sur la surface externe 23 de la cellule liquide, en face des ouvertures 6, permet d'obtenir des caractères de différentes couleurs dont la luminosité est encore assez intense malgré l'atténuation apportée par les filtres. L'écran optique 10 a une efficacité suffisante pour empêcher les sources individuelles 8 et 9 d'éclairer la région associée à une autre source lumineuse, ce qui réduirait le contraste du système de visualisation, Pour augmenter le contraste, le filtre 7 peut comporter des déflecteurs 71 orientés parallèlement à la ligne de vision 21 de l'observateur, comme représenté figure 2. On obtient un contraste encore meilleur si un autre film de contrôle optique 16 muni de déflecteurs parallèles à la ligne de vision est placé directement dans une ouverture 6. Un tel film est représenté figure 3 et, si nécessaire, ses déFiecteurs sont aussi enrobés dans un matériau de filtrage optique pour assurer un affichage en couleur. Dans la variante de réalisation illustrée par la figure 3, une meilleure efficacité de transmission optique entre la source lumineuse 9 et un tel film supplémentaire 16 est obtenue par des moyens de guidage de la lumière, par exemple un faisceau de fibres optiques 20. Sachant qu'un faisceau de fibres peut être courbé. il est évident que cette solution permet de choisir plus librement l'emplacement de la source 9. Il est bien évident que la description qui précède n'a été faite qu'à titre d'exemple non limitatif et que d'autres variantes pourraient être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'affichage par effet de diffusion dynamique de la lumibre dans une cellule de liquide électro--optique éclairée du côté opposé à i otbervateur par une source lumineuse et commandée électriquement par des électrodes transparentes pour commuter ledit liquide du mode de transmission en mode de diffusion de la lumibre, et comprenant un film de contrôle optique interposé entre la source lumineuse et la cellule liquide pour empêcher la transmission directe de la lumière à travers la cellule et faire ainsi cue les zones commutées en mode de diffusion apparaissent à l'observateur comme des caractères brillants sur fond noir, caractérisé par le fait que ledit film de contrôle optique est muni d'ouvertures éclairées par des sources lumineuses supplémentaires commutées qui sont associées chacune à une ouverture resoective. dans le but d'affichpr e,-+r supplémentaires de grande luminosité et, si nécessaire, de couleurs différentes. 2. Dispositif d'affichage conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que dans ledit film de contrôle optique qui, de façon connue, comporte une pluralité d'orifices entre lesquels des surfaces pleines, ou déflecteurs, ne permettent le passage que des rayons lumineux pratiquement parallèles à ces surfaces, lesdits déflecteurs sont inclinés d'un angle supérieur à 40 sur une ligne de vision préférentielle, et par le fait que d'autres films de contrôle optique à plusieurs déflecteurs pratiquement parallèles à ladite ligne de vision sont interposés entre lesdites sources lumineuses supplémentaires et l'observateur, dans la région desdites ouvertures. 3. Dispositif d'affichage conforme à la revendication 2, caractérisé par le fait que les déflecteurs du premier film de contrôle optique font un angle de 600 avec la surface visible de la cellule liquide, tandis que les déflecteurs desdits autres films de contrôle optique sont à oeu près orthocorux à ladite surfsee visible. 4. Dispositif d'affichage conforme à la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que lesdits autres films de contrôle optique sont insérés dans lesdites ouvertures du premier film de contrôle optique. 5. Disposftif d'affichage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que des filtres optiques colorés sont interposés entre lesdites sources lumineuses supplérimentaires et l'observateur, dans la région desdites ouvertures. 6. Dispositif d'affichage conforme à]'urne quel6orque des revendications 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que lesdits autres films de contrôle optique sont enrobés dans un matériau agissant comme filtre coloré. 7. Dispositif d'affichage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdites sources lumineuses supplémentaires éclairent lesdites ouvertures associées par l'intermédiaire de moyens respectifs de guidage de la lumière.