Brevet FR2475773A1 — publié le 19810814

La présente invelit ion concerne les unites d'affichage de caractères alphairJnumériques par segments lumirnescents, ces seqji:ents étant de. élémóents artludi Jque colilitabei s iltd iv iduel leient et 'JuscLpt ib les (' énî1t. t te de la Ilifiliji'c (ilJ.:ilt il..,.oflt ucCitfés par till rayOcltrîeHîlft catlhodlque- Diverses couCeptJuns de ces unités d'afficIhage sont bien connues. Dans certaines d('entre elle:, la cathode, la ou les grilles de contrôle et les revêtemient[ éimetteuir de lumière, ou luminophores, sont disposés i'uni derrière l'autre (dans la direction du champ de vision. Dans d'autres uniLtés, le lumirlophore est déposé directement sur un substrat frontal. tL) Invisibles par l'avant du panneau d'affichage, les grilles de contrôle et une cathode à oxyde à chauffage indirect sont situées derrière le substrat. Ces panneaux électroluminescents, comme tout autre type d'unité d'affichage, comportent souvent des moyens d'améliorer le contraste. Ces i5 moyens sont constitués notamment par un substrat en verre teinté ou par un revêtement d'absorption optique qui recouvre un substrat incolore en dehors des parties correspondant aux segments constitutifs des caractères. [e contraste K peut être défini de la façon suivante: K = (HI - Htz-)/H2= Hil/H2 - 1 2t1 o Ftl est la luminance des parties claires et H2 la luminance des parties sombres. L'équation précédente indique clairement que si la luminance du signal HI reste constante, le contraste est amélioré quand la luminance du fond H2 diminue. L'obscurcissement des zones extérieures aux lunminophores par un revêtement absorbant réduit la luminance H2 qui est due à l'éclaire- mnient de ces zones par des rayons réfléchis, et accroîit donc le contraste K. La méthode précédente entraîne cependant une augmentation du contraste entre les régions revêtues et non revêtues du substrat, même en l'absence d'excitation du matériau luminophore dans ces dernières régions, 3U La plupart des luminophores sont en effet des corps assez brillants, souvent uniformément blancs. S'ils sont déposés sous la forme de segments propres à représenter des caractères alphanumériques, comme dans les panneaux d'affichage électrolumninescents, il est évident que la surface blanche d'un luminophore contrastera fortement avec la surface voisine recouverte i, de la couche optiquement absorbante, surtout si la lumière ambiante est assez intense et imême si le luminophore n'est pas excité. Si le rayonne- ment de luminescence du luminophore est également blanc, il peut meme devenir impossible de faire la différence entre un chiffre visible par Jumiinescence en raison de l'excitation électronique des egmeits appropriés et un chiffre visible par la seule réflexion d'un rayonnement ambiant de très forte intensité. l'objet de la pré:;elu irjvention ewt par eor:;Sq'erit, de iéaliser un dispusitif d'u'fthagh éltutroluiilnerscerit sur lequel on ne Jullbse pIas ulbtrei I n ditu trl'-[L'.,-r 'e le;3 zoneJ 5d:U(?i:pt iDes de , luuiriiesicee mais hun exujtéds et la surface environnante exempte de luminophore, même si l'éclaniage extérietur est important. Dans ce but, lu luminorphore utilisé par l'invention est culouré par un pigment et le revêtement entourant les segments de luminophore pour absorber la lumière contient une substance ayant 1u pratiquement la même couleur que le luminophore pigmenté. Cette couleur identique est obtenue de façon simple si le revêtement d'absorption optique contient le même pigment que le luminophore. Pratiquement, il peut comporter une substance absorbante initialement blanche qui est ensuite pigmentée de la même façon que le luminophore. Cette adaptation des couleurs des différentes couches fait que l'écran d'affichage garde un ton uniforme à la lumière ambiante. Il est particulièrement avantageux de choisir un pigment qui donne au luminophore une couleur différente de sa couleur de luminescence. Le luminophore émet par exemple une lumière rouge tandis qu'il est coloré par un pigment bleu. Quand aucun segment n'est excité l'écran apparaît ainsi complètement bleu et les caractères alphanumériques peuvent être affichés en rouge sur fond bleu. Dans les unités d'affichage o la cathode, la grille de contrôle et le revêtement de luminophore se suivent dans cet ordre dans la direction du champ de vision, les segments de luminophore sont de préférence directement entourés par le revêtement absorbant la lumière. Dans le type de conception inverse o l'on trouve d'abord le substrat, puis la grille et la cathode, il est plus avantageux de déposer le revêtement d'absorption optique à l'extérieur du substrat et de déposer à l'intérieur des segments de luminophore de plus grande largeur que les parties correspondantes non recouvertes par le revêtement externe. 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 en coupe schématique d'un panneau d'affichage électroluminescent; -- la figure 2, une vue de face d'une partie du substrat de la figure 1 comprenant les segments anodiques à revêtement luminescent qui permettent l'affichage d'un chiffre et sont entourés du revêtement d'absorption optique. 3 2475773 Le panneau de la figure 1 est du type 4cns lequel le substrat 1, la grille de contrôle 9 et la cathode 8.ont situés dans l'ordre, de l'avant à 1'arrière du pnrlnuatiJ. Un conducteutr tranîsparefit 2 serarnt d'arlode est déposé sur 1J surface interne du substrat I. Un voit sur la fi tjgure 2 que ce conducteur t-et divisé -n groupes de sept egments l, disposés chacun de façun classique pour Il'affichage d'un chiffre quelconque (U à '9) par application d'une tension aux segmentssólectionnés via leurs conducteurs de connexion 4. La figure 2 ne représente que le conducteur 4 d'un seul segment référencé -. I. Le panneau d'affichage peut comporter un nombre quelconque de tels chiffres à sept segments. La tension unodique appliquée aux segments sélectionnés est de 20 à 60V et, plus particulièrement, 3UV. Ces segments anodiques sont recouverts d'une couche de lumîinophore 5. Celle-ci est entourée par une couche d'absorption de la lumière 6 indiquée par des hachures sur les deux figures. Le luminophore est excité par des électrons rapides émis par la cathode 8 qui est recouverte d'une couche d'oxyde et chauffée indirectement par un filament 7. Le flux d'électrons allant de la cathode aux segments anodiques sélectionnés est contrôlé par la grille 9. Un boîtier 10 fixé au substrat 1 constitue avec ce dernier une enceinte scellée dans laquelle les éléments précédents sont maintenus sous vide. La distance cathode-substrat est d'environ 1 à 2 mm. Le revêtement de luminophore 5 entouré par la couche d'absorption optique 6, conformément à l'invention, peut être produit de la façon suivante. Une configuration déterminée de segments anodiques 3 avec leurs fils de connexion 4 est déposée sur un substrat en verre, disponible dans le commerce, revêtu d'une couche transparente d'oxyde d'étain et d'indium, par des techniques classiques de photolithographie. Le luminophore pigmenté, en suspension dans une solution aqueuse d'alcool polyvinylique et de dichromate d'ammonium, est ensuite déposé du côté du substrat revêtu des segments 3. Aprèsséchage, la couche de luminophore est exposée à travers un masque dans Ies zones o elle recouvre les segments anodiques, de manière à durcir dans ces seules zones. Les parties de la couche de luminophore extérieures aux zones durcies sont ensuite éliminées par lavage à l'eau, puis le substrat est séché. La phase de fabrication suivante consiste à appliquer une suspension analogue contenant le matériau absorbant la lumière à la place du luminophore. Un masque complémentaire au précédent est utilisé pour exposer cette dernière dans les parties intérieures aux segments anodiques 3, puis les zones non exposées recouvrant les segments sont encore él iminées à l'eau - 4 2475773 et le substrat est de nouveau séché. On obtient ainsi un substrat lcouvert de seor[ierts uno(JilLues3 a rtvêteiie-rnt luminesicent et d'une jt'LJú'h{ d'absurpt itjill lt' {id LjIii-tL' ', U [Ll[att tr d u C ce',: j lt'flt-.. Un luifriouphuró t riuî; est lI'oxyde de zinc, qui t:-t bidne2 et a fine clitilur de luillic l;-t- [e rouge. Il peut étre pigmenté, pi t exemple, pvec de]'.iluimiJite du cobalt, qui en fait un corps de couleur bleue. PUtJr obtenir Ull cOrp vert, il est possible d'utiliser l'oxyde de ciroIIIme, Cr2(JUX ou le pigment vendu par la société BASF sous ld marque "Kobaitgirn". L'oxyde de fer, Fe203, est un exemple de ILU piigment rouge approprié. Le matériau constituant la couche d'absorption optique est, par exemple, un oxyde d'aluminium pigmenté de la même façon que le luminophore. l'idée fondamentale d'améliorer le contraste du panneau d'affichage par adaptation des couleurs des revêtements respectifs de 1) luminophore et d'absorption optique est indépendante de la structure générale du panneau. Des segments anodiques à revêtement luminescent entourés par une couche d'absorption optique sont fabriqués de la manière précédente pour une structure dans laquelle la cathode, la gr-ille de commande et le substrat se succèdent sur la ligne de vue de l'observa- 2U teur. Pour la structure inverse représentée figure 1, il n'est pas nécessaire que les revêtements de luminophore 5 soient entourés directe- ment par la couche d'absorption de la lumière. Cette dernière couche 6 peut être également déposée à l'extérieur du substrat 1 avec des ouvertures correspondant aux segments formateurs d'image. Les segments anodiques recouverts de luminophore restent déposés sur la face interne du substrat, face aux précédentes ouvertures. Dans ce cas, il est avantageux que ces segments anodiques soient plus larges que les ouvertures pratiquées dans la couche d'absorption externe, car cela compense les erreurs de parallaxe et rend les chiffres luminescents visibles sur toute leur largeur même si l'affichage est observé obliquement. L'adaptation des couleurs des matériaux utilisés respectivement pour former l'image luminescente et le fond non réfléchissant de l'écran assure que ce dernier garde une-teinte uniforme à de très hauts niveaux d'éclairement par la lumière ambiante, quand aucun caractère n'est affiché. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. 2475773 RE VU NDI CA /IOJNS i. UJnité d'affichaqt. dIt- crateèJe alphal!JrieFitLue. par _tegrlents ul. 'it&'-ptibl]eb de lurlrlScrrlice sotjs I 'ilifJluencu d'un rayurnnemient électronique, danrs laquelle des egrerkts anodiqLuus (3) commutable;. individuellement (4) :;[r,!t recouvert; d('une coucht de d io iullophoLeU ( 5) et un subs.trat frontal (1) ) el:Ht niii d'une couche iJ'a)suLpti. on de la lumière (6) interromipue aux r-dtrJi'l' c'rrespondarnt aiux l; egments luminescents, caractér'isée par le fait (que ledit luminriophoi-e (5) est coloré par un pigment et que ladite couche d'absorption d(Je la lumière (6) contient une substance ayant pratiquement la mniême couleur que le luminophure pigmenté. ll 2. Unité d'affichage conforme à la revendication 1, caractérisée par le fait que la substance contenue dans ladite couche d'absorption de la lumière (6) est le pigment colorant-ledit lumirnphore (5). 3. Unité d'affichage conforme à la revendication 1, caractérisée par le fait que la substance contenue dans ladite couche d'absorption de la lumière (6) est un matériau blanc, non brillant et contenant le méme pigment que ledit luminophore (5). 4. Unité d'affichage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la couleur de luminescence dudit luminophore (5) et la couleur dudit pigment sont différentes. 210 5. Unité d'affichage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits segments anodiques (3) revêtus de luminophore (5) sont entourés par ladite couche d'absorption de la lumière (6). 6. Unité d'affichage conforme à l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisée par le fait que lesdits segments anodiques (3) sont déposés a l'intérieur dudit substrat frontal (1), la couche d'absorption de la lumière (6) est déposée à l'extérieur du substrat et les segments anodiques sont plus larges que les ouvertures pratiquées dans la couche externe (6) pour laisser passer le rayonnement de luminescence des 3[ segments.