Brevet FR2463472A1 — publié le 19810220

1. La présente invention concerne un dispositif d'af- fichage fluorescent pour l'affichage de lettres, de carac- tères, de chiffres ou de symboles. Des dispositifs d'affichage fluorescents ont été largement utilisés dans les consoles électroniques de cal- culateurs, pour les panneaux d'instrument de véhiculesdans les horloges numériques ou les caisses enregistreuses, no- tamment. Ces dispositifs d'affichage fluorescents comprennent une lampe ou un module d'affichage fluorescent, un filtre d'une couleur particulière disposé devant la lampe pour ren- dre les lettres, chiffres, ou symboles apparaissant sur l'écran de la lampe plus aisément visibles, et un bottier renfermant la lampe et le filtre. La lampe comprend une sur- face d'affichage comportant elle-même un film isolant sombre et, dans les différentes positions de digits, sept segments en forme de tiges ou de bâtons agencés dans le film pour former ensemble le chiffre 8. Chaque segment comprend une électrode et une substance fluorescente sensiblement blanche constituée d'un mélange d'oxyde de zinc (ZnO) et de zinc (Zn) déposée sur l'électrode de sorte que, lorsqu'un potentiel électrique est appliqué aux segments intéressés, il se forme une image lumineuse suivant le motif d'affichage correspon- dant. Toutefois, si une forte lumière extérieure, telle 2. la lumière du soleil, est directement appliquée sur le fil- tre du dispositif d'affichage, elle peut passer aisément au travers de ce filtre. De ce fait, lorsque les rayons du so- leil, par exemple, frappent directement la surface d'affi- chage non seulement les segments émettant normalement de la lumière pour l'affichage mais également les segments inactifs apparaissent en blanc du fait que la quantité de lumière réfléchie par les segments tant actifs qu'inactifs est re- lativement importante. Il est de ce fait difficile de dis- tinguer les segments actifs des segments inactifs et, par voie de conséquence, de lire correctement les lettres, chif- fres ou symboles lumineux affichés. La présente invention a précisément pour objet de proposer un dispositif d'affichage fluorescent comprenant un filtre polarisant circulaire et une lampe d'affichage fluorescente comportant une surface d'affichage faisant face au filtre et comportant une pluralité de segments émetteurs de lumière dans un film isolant formé sur cette surface.Les différents segments et le film isolant peuvent avoir la même couleur. La lumière extérieure frappant le dispositif est ainsi polarisée circulairement par el filtre et, lorsqu'el- le atteint la surface d'affichage, elle est réfléchie et renvoyée vers le filtre. Toutefois, elle ne peut alors pas- ser en retour vers l'extérieur au travers du filtre en rai- son de la nouvelle polarisation conférée par le filtre. D'autre part, si une faible quantité de lumière extérieure pénètre dans le dispositif par un interstice existant éven- tuellement entre le filtre et le bottier de logement du fil-- tre et de la lampe, pour atteindre la surface d'affichage et être réfléchie par celle-ci, les segments inactifs et le film isolant de fond réfléchissent la même quantité de lu- mière. De ce fait, les rayons provenant des segments acti- vés et les rayons provenant du reste de la surface d'affi- chage incluant les segments inactifs ont des états diffé- rents lorsqu'ils passent au travers du film, permettant alors à un observateur de distinguer clairement entre les 3. segments activés émetteurs de lumière et le "fond" du dis- positif. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation, donné à titre illustratif mais nul- lement limitatif, faite en relation avec les dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée d'un dispositif d'affichage fluorescent de l'art antérieur; La figure 2 représente l'affichage fourni par le dispositif de la figure 1; La figure 3 est une vue éclatée d'une partie subs- tantielle de la lampe d'affichage fluorescente utilisée dans le dispositif de la figure 1; La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3; La figure 5 représente schématiquement le principe d'un filtre polarisant circulaire; La figure 6 est une vue en perspective schématique éclatée d'un dispositif d'affichage fluorescent selon la pré- sente invention; La figure 7 est une vue en coupe, analogue à celle de la figure 4,du tube d'affichage fluorescent utilisé dans le dispositif selon la présente invention représenté sur la figure 6; et La figure 8 est une représentation, analogue à celle de la figure 2, de l'affichage fourni par le disposi- tif d'affichage selon la présente invention. Afin de faciliter la compréhension de la présente invention, on décrira tout d'abord, en relation avec les figures 1 à 4, un dispositif d'affichage fluorescent de l'art antérieur utilisé notamment dans les horloges numéri- ques. Ce dispositif comprend une lampe d'affichage fluores- cente 1, un filtre 3-d'une couleur particulière placé en face de la lampe pour permettre de distinguer aisément depuis l'ex- térieur les lettres, symboles ou chiffres apparaissant sur 4. l'écran de la lampe, et un bottier 8 renfermant la lampe et le filtre. Comme on le voit mieux sur les figures 3et 4, la lampe d'affichage fluorescente 1 comprend une pièce fron- tale transparente en verre 10, une base en verre 11 derriè- re la pièce 10, un filament de cathode 12, une grille 13 et des segments d'anode 14 disposés entre la pièce frontale en verre 10 et la base en verre 11 dans un agencement consti- tuant une triode. Le vide est fait à l'intérieur de l'enve- loppe de la lampe formée par la pièce frontale 10 et la base en verre ll. Le filament 12 est constitué d'un fil de tungstène, suffisamment fin pour ne pas faire obstacle à la lumière émise par les segments, recouvert d'une substance d'émission thermo-électronique telle que l'oxyde de baryum, l'oxyde de strontium ou l'oxyde de calcium. Une surface d'affichage 15, disposée sur la base 11, comprend un film isolant 16 et sept segments en forme de bâ- tons 14 répartis dans des positions de digits pour former ensemble un 8. Chaque segment 14 comprend une électrode 17 et une substance fluorescente sensiblement blanche ou film 18 réalisé en un mélange d'oxyde de zinc (ZnO) et de zinc (Zn). Le film isolant 16, s'étendant sur la surface 15 sauf au droit des segments 14, est réalisé en céramique blanche pour améliorer le contraste avec les segments. Diverses combinaisons des sept segments 14 permettent l'affichage de lettres, de chiffres ou de symboles. La grille 13 est très fine et est obtenue par attaque chimique d'une fine pla- que métallique de façon à permettre au travers du réseau maillé de cette grille 13 une parfaite visibilité des let- tres, chiffres ou symboles formés par les segments sur la ba- se en verre 1. La pièce frontale en verre 10 est par ail- leurs pourvue sur sa surface arrière d'un film électrique- ment conducteur transparent 19 porté à un potentiel négatif. Les segments respectifs 14 sont reliés par des conducteurs à des bornes 21. En fonctionnement, lorsqu'on applique un courant électrique au filament 12 et que celui s'échauffe, des électrons sont émis thermiquement depuis la couche d'émis- 24-63472 5. sion thermo-électronique sur la surface du filament. Dans ces circonstances, si des potentiels positifs sont appliqués aux segments d'anode 14 et à la grille 13, les électrons émis par le filament 12 sont accélérés par le champ électri- que créé par les segments d'anode 14, la grille 13, le fila- ment 12 et le film conducteur 19 sur la face arrière de la pièce frontale en verre 10, et passent alors à travers la grille 13 pour frapper les segments 14 et en exciter la subs- tance fluorescente 18, les électrons s'écoulant alors par les conducteurs 20 jusqu'aux bornes 21. Si. les segments d'anode 14 ou la grille 13 sont à un potentiel nul ou négatif, les électrons n'atteignent alors par les segments 14, de sorte que la substance fluorescente 18 n'émet aucune lumière. Donc, si un potentiel positif est appliqué aux segments 14 correspondant au motif de lettres ou de chiffres ou de symboles requis, ils réaliseront un af- fichage de ce motif désiré. Si une lumière incidente, telle que celle des rayons du soleil, est directement appliquée sur le disposi- tif d'affichage fluorescent conventionnel au travers du fil- tre 3, elle passera aisément au travers de ce filtre. De ce fait, quoique l'on ait normalement un contraste correct des segments par rapport au fond sombre, la lumière réfléchie par les surfaces des éléments inactivés est suffisamment impor- tante pour rendre difficile à distinguer lesquels des seg- ments du dispositif sont vériatblement allumés, comme repré- senté sur la figure 2. Il devient donc extrêmement difficile de lire correctement les lettres, chiffres ou symboles affi- chés. SA figure 5 représente le principe d'un filtre pola- risant circulaire utilisé dans la présente invention. Le fil- tre polarisant circulaire 4 est constitué de la combinaison d'une plaque polarisante linéaire 5 et d'une plaque de dé- phasage quart d'onde 6. Lorsque de la lumière naturelle L1 est appliquée à la plaque de polarisation linéaire 5, celle- ci autorise le passage dela composante de la lumière oscil- lant dans la direction de l'axe Y mais absorbe et empêche 6. le passage de la composante de la lumière oscillant dans la direction de l'axe Z. La lumière oscillant dans la direction de l'axe Y est ensuite polarisée circulairement par la pla- que de déphasage quart d'onde 6 de sorte que, lorsque cette lumière polarisée est réfléchie par la surface réfléchissan- te 7, la direction de rotation de son vecteur de polarisa- tion est inversée, et la lumière réfléchie ressortant de la plaque de déphasage est décalée de 900 par rapport à la lu- mière incidente frappant cette plaque, c'est-à-dire oscille dans la direction de l'axe Z. Comme les ondes lumineuses oscillant dans la direction de l'axe Z sont absorbées par la plaque de polarisation linéaire 5, la lumière réflé- chie L2 ayant traversé le filtre de polarisation circulaire 4, se trouve très fortement atténuée. On a représenté sur les figures 6 et 8 un mode de réalisation particulier du dispositif d'affichage fluores- cent selon la présente invention. Les éléments identiques ou similaires au dispositif des figures 1 à 4 portent les mê- mes chiffres de référence. Le dispositif selon la présente invention comprend une lampe d'affichage fluorescente 1, un filtre polarisant circulaire 4 disposé devant la lampe 1, et un bottier 8 ren- fermant la lampe 1 et le filtre 4. Le film isolant 16 de la surface d'affichage 15 est ici constitué par exemple de poudre de verre blanche. La substance fluorescente 18 de la surface d'affichage 15 peut être un mélange blanc d'oxyde de zinc (ZnO) et de zinc (Zn). Le filtre 4 est constitué de l'assemblage d'une plaque de polarisation linéaire 5 et d'une plaque de déphasage quart d'onde 6. Même lorsqu'une lumière extérieure L1, par exemple celle des rayons du soleil, frappe directement le disposi- tif, la lumière réfléchie résultante L2 est quasi totalement éliminée par le filtre polarisant 4. Si une faible quanti- té de lumière extérieure L1 vient à atteindre la surface d'affichage 15 par un interstice existant éventuellement entre le bottier 8 et le filtre 4 et'est réfléchie par la surface d'affichage, les lumières réfléchies par les seg- 7. ments inactivés et le film isolant 16 ont sensiblement la même couleur du fait que ces segments inactivés et le film isolant 16 sont identiquement blancs, de sorte que les seg- ments activés et rendus lumineux pour l'affichage peuvent être parfaitement distingués des segments inactivés. La lumière L3 provenant de segments rendus émetteurs de lumière en plus d'un affichage passe quant à elle à tra- vers le filtre polarisant circulaire 4 pour atteindre l'ob- servateur sous la forme de lumière polarisée linéairement. Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation particulier elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 8. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'affichage fluorescent comprenant un élément de surface d'affichage sur lequel sont montés des segments d'affichage, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre polarisant circulaire (4) disposé en avant de l'élément de surface d'affichage (15). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le filtre polarisant circulaire (4) comprend une plaque polarisante linéaire (5) et une plaqoe de déphasage quart d'onde (6). 3 - Dispositif d'affichage fluorescent, comprenant un élément de surface d'affichage sur lequel sont montés des segments d'affichage émetteurs de lumière et recouvert par un film isolant, caractérisé en ce que les segments d'affichage de lumière ont, dans leur état non-activé, sen- siblement la même couleur que le film isolant. 4 - Dispositif Selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que les segments émetteurs de lumière comprennent une substance fluorescente constituée d'un mélange d'oxyde. de zinc et de zinc, le film isolant étant constitué de pou- dre de verre blanche. - Dispositif selon la revendication 3 ou la reven- dication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un - film polarisant circulaire (4) disposé devant l'élément de surface d'affichage (15). 6 - Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que le filtre polarisant circulaire (4) comprend une plaque polarisante linéaire (5) et une plaque de dépha- sage quart d'onde (4).