Qu’est-ce qu’un afficheur fluorescent ?
Un afficheur fluorescent, communément appelé VFD (en anglais : Vacuum Fluorescent Display), est un type de tube électronique.
Il émet de la lumière lorsque les électrons émis par un fil de tungstène chauffé dans un tube de verre sous vide entrent en collision avec un phosphore opposé.
Développés par Noritake Ise Electronics (anciennement Ise Electronics Industry) au Japon en 1966, les tubes fluorescents étaient utilisés pour afficher les chiffres sur les appareils électroménagers avant l’apparition des LED sur le marché. Ils ont été utilisés dans les calculatrices Casio dans la Casio Mini pendant la guerre des calculatrices des années 1970, qui a considérablement fait progresser la technologie de l’affichage.
Utilisations des afficheurs fluorescents
Ils sont utilisés dans un large éventail d’applications, notamment les appareils ménagers, les jouets, les machines de massage, les pièces automobiles et l’affichage numérique en général.
1. Appareils ménagers
Il s’agit notamment des calculatrices, des fours, des produits audio, des enregistreurs vidéo et des décodeurs. Nombre de ces produits ont une couleur luminescente bleu-vert atténuée, ce qui leur confère un aspect luxueux à l’intérieur. Ils sont moins sensibles aux changements de température et peuvent fonctionner normalement à des températures inférieures à zéro.
2. Produits de divertissement
Diverses consoles de jeux, lecteurs audio, etc. Toutefois, en raison de leur consommation d’énergie élevée et de leur fragilité, ils ne sont plus utilisés dans les écrans des consoles de jeu portables.
3. Composants automobiles
Affichages à matrice active (affichages tête haute) pour les systèmes audio des voitures, équipements de la console centrale (compteurs de vitesse, horloges, affichages de climatisation), etc.
4. Affichage numérique
Il est de plus en plus adopté parce qu’il convient à la transmission d’informations textuelles. Il a notamment été adopté pour l’affichage des informations dans les trains de la ligne Izu Kyuko (série 8000) au Japon. Il a également été proposé de l’utiliser dans la catégorie des enseignes lumineuses.
Principe des afficheurs fluorescents
Ils comportent une cathode (filament), une grille et une anode à l’intérieur du verre, qui émettent de la lumière lorsque les électrons émis par le tube à vide tripolaire sont irradiés sur le phosphore.
1. Filament
Le filament, qui se trouve dans un récipient en verre sous vide poussé, est une électrode constituée d’un fil de tungstène extrêmement fin recouvert d’un oxyde de métal alcalino-terreux tel que le calcium. Lorsqu’une haute tension est appliquée au filament, celui-ci est chauffé à une température supérieure à 600°C et émet des électrons de chaleur.
2. Grille
La grille est constituée d’un treillis métallique très fin. Les anodes sont des électrodes de type conducteur recouvertes de phosphore, sous forme de segments, de points, etc. Les électrons thermiques sont accélérés tout en étant tirés par le potentiel ⊕ de la grille et des anodes, atteignant l’électrode anodique et émettant du phosphore.
L’oxyde de zinc est souvent utilisé comme matériau phosphorescent et émet une couleur verte. D’autres couleurs allant du rouge au bleu sont également possibles.
3. Anode
Les électrodes anodiques peuvent projeter n’importe quel chiffre, lettre ou graphique, car la tension n’est appliquée qu’aux segments, points ou symboles de la zone à éclairer.
Comment choisir un afficheur fluorescent?
Outre les tubes d’affichage fluorescents, il existe d’autres méthodes d’affichage, notamment les écrans à cristaux liquides (LCD), les diodes électroluminescentes (LED) et l’électroluminescence organique (OLED), dont le choix doit se faire en fonction de leurs avantages et inconvénients.
1. Avantages des afficheurs fluorescents par rapport aux écrans à cristaux liquides
Les afficheurs fluorescents émettent de la lumière sur une surface fluorescente, ils ont donc un excellent angle de vision et un rapport de contraste élevé avec un élément d’affichage auto-lumineux. Il n’y a pratiquement pas de dégradation des caractéristiques de fonctionnement dans les atmosphères à basse température.
2. Avantages des afficheurs fluorescents par rapport aux diodes électroluminescentes
Les afficheurs fluorescents sont moins chers à fabriquer par point et, dans le cas de la matrice de points, peuvent être densifiés. Le large spectre de longueurs d’onde les rend faciles à lire et à regarder.
3. Avantages des afficheurs fluorescents par rapport aux OLED
Les afficheurs fluorescents sont moins chers par surface et ont une durée de vie plus longue lors de la production d’écrans plus grands.
4. Inconvénients des afficheurs fluorescents
Si la même zone est émise pendant une longue période, le phosphore se détériore et la luminosité diminue, ce qui provoque une brûlure. Le temps de réponse est rapide et l’affichage peut scintiller.