Brevet FR2452794A1 — publié le 19801024

La présente invention concerne un dispositif émetteur de lumière comportant un cristal semi-conducteur dans lequel est créée une jonction électroluminescente entre deux régions de types de conduction opposés, ledit cristal, disposé au fond d'une cavité formée dans un support métallique, étant recouvert d'une enveloppe protectrice transparente par l'une des faces de laquelle, dite face active, sortent les rayonnements émis par ladite jonction. On sait qu'une source lumineuse de faible encombrement peut être constituée par une diode semi-conductrice électroluminescente à jonction de type P-N convenablement polarisée. Une telle diode est généralement présentée dans une enveloppe de forme cylindrique prolongée à l'une de ses extrêmités par une calotte hémisphérique formant la face active, ladite enveloppe étant réalisée par moulage d'une résine époxyde transparente colorée ou non. Pour automatiser l'opération de moulage et pour réaliser simultanément une quantité importante de dispositifs électroluminescents identiqu#es, le moule est généralement constitué de plusieurs parties distinctes: d'une part, une pluralité de moules proprement dits reproduisant en creux la forme de l'enveloppe et obtenus à partir d'une matière plastique appropriée, généralement un polypropylène ou un polymère du méthylpentène et, d'autre part, un support métallique comportant une succession de trous dans lesquels doivent être insérés lesdits moules en matière plastique. Tels que sont conçus les dispositifs électroluminescents, et donc les moules à partir desquels ils sont obtenus, la source lumineuse ainsi créée ne peut avoir qu'une forme sensiblement circulaire et de diamètre égal à celui de la calotte hémispérique qui surmonte le cylindre formant l'enveloppe. Cet inconvénient restreint le champ d'application de tels dispositifs à un rôle de témoin lumineux ponctuel d'une fonction électronique ou électromécanique ou, par association de plusieurs dispositifs, à l'affichage de caractères alphanumériques. Ainsi n'est-il pas possible de les utiliser dans l'affichage de signes conventionnels représentant certaines fonctions telles que, par exemple, opérations numériques sur des calcula teurs, jalonnement par fléchage sur des panneaux de commande, désignation de formes etc... La présente invention remédie à cet inconvénient. Pour ce faire ladite invention s'appuie sur les lois bien connues de la réflexion sur une surface métallique et sur celle des rayons tombant sur un dioptre sous une incidence supérieure à l'angle limite. La présente invention concerne, en effet, un dispositif émetteur de lumière comportant un cristal semi-conducteur dans lequel est créée une jonction électroluminescente entre deux régions de types de conduction opposés, ledit cristal, disposé au fond d'une cavité formée dans un support métallique, étant recouvert d'une enveloppe protectrice transparente par l'une des faces de laquelle, dite face active, sortent les rayonnements émis par ladite jonction, dispositif notamment remarquable en ce que la cavité est réfléchissante et en ce que l'enveloppe est constituée de deux portions distinctes, la première portion, opposée à la face active, étant un corps convexe duquel sortent deux conducteurs métalliques isolés l'un de lautre, et la seconde portion, située du côté de la face active, étant réalisée de telle manière que sa section transversale reproduise la configuration du signe à représenter. Un tel dispositif est utilisable au choix non seulement comme simple témoin ou voyant lumineux mais également pour représenter des signes conventionnels sur des calculateurs ou sur des panneaux de commande d'appareillage automatique. La cavité réfléchissante ayant pour but d'engendrer une source lumineuse concentrée et directive à partir des rayonnements émis par la jonction #lectroluminescente, il est avantageux de donner à ladite cavité la forme d'un tronc de cône ou d'un tronc de pyramide. Dans le même but, il est préférable de disposer ladite cavité réfléchissante de telle manière que ladite source lumineuse affleure sensiblement la surface extrême du corps convexe opposée à celle par laquelle sortent les conducteurs métalliques. L'expérience montre que, seule est lumineuse la face dite active de la seconde portion, c'est-à-dire l'extrémité du dispositif ayant la configuration du signe à représenter. Cela vient du fait que, dans la seconde portion de l'enveloppe portant la face active, se concentre la lumière provenant de la cavité, cette seconde portion agissant, alors, comme un faisceau de fibres optiques. Dans ces conditions, la dispersion de la lumière étant considérablement réduite, il y a diminution des rayonnements parasites et, de ce fait, amélioration de la lisibilité. La forme convexe de la première portion de l'enveloppe assure une grande solidité et une bonne rigidité mécanique du dispositif. Par ailleurs, elle rend possible et aisée l'utilisation d'une cavité réfléchissante portant le cristal semi-conducteur. Enfin, le volume de cette portion étant relativement important, il est possible de garantir une protection optimale des éléments qu'elle recouvre contre les agents chimiques et atmosphériques environnants. Par ailleurs, les formes de moulage ne sont plus limitées par les dimensions du cristal et de son support de telle sorte que tous les signes conventionnels courants peuvent être réalisés. Le moulage de l'enveloppe d'un dispositif selon l'invention peut se faire d'une manière identique à celui déjà réalisé pour obtenir les voyants lumineux classiques: seule, change la forme intérieure du moule en matière plastique utilisé. Ceci constitue un avantage important puisque, d'une part l'appareillage de moulage de l'enveloppe (support métallique, four, etc...) ainsi que la nature des produits utilisés ne sont pas modifiés et que, d'autre part, par voie de conséquence, un changement de production peut être effectué rapidement et sans apporter de perturbation dans la mise en oeuvre du mode opératoire. De préférence, la portion convexe de l'enveloppe est un cylindre, cette forme étant la plus aisée à réaliser par moulage et, dans une première forme de réalisation du dispositif selon 11 invention, la section de la seconde portion de l'enveloppe est inscrite dans un cercle de diamètre sensiblement égal à celui de la première portion cylindrique. Dans une seconde forme de réalisation du dispositif, la section de la seconde portion de l'enveloppe est inscrite dans un cercle de diamètre inférieur à celui de la première portion cylindrique. La description qui va suivre en regard des dessins anne xés donnés à titre indicatif et non limitatif, aidera à bien comprendre en quoi réside l'invention. La figure 1 représente un premier type de dispositif électroluminescent s#elon l'invention. Les figures 2a et 2b représentent une coupe simplifiée de ce même dispositif respectivement selon les lignes AA et BB. Les figures 3a à 3d illustrent d'autres formes de réalisation. Il est à noter que, sur les figures, les dimensions sont considérablement exagérées et non proportionnées, ceci afin de rendre les dessins plus clairs. Selon les figures 1, 2a et 2b, l'enveloppe extérieure du dispositif selon l'invention comporte une première portion convexe 1, de forme cylindrique par exemple, dans laquelle est inclus le cristal semi-conducteur 2 comportant la jonction électroluminescente obtenue par l'association de deux régions de types de conduction opposés. Le dispositif comporte également une seconde portion d'enveloppe 3 dont la section correspond à la forme du signe affiché sur la face active 4 de ladite enveloppe. Le cristal 2 est disposé au fond d'une cavité réfléchissante 5, en forme de tronc de cône par exemple, créée dans une bandelette de connexion 6 qui constitue également la liaison avec l'une des régions semi-conductrices, l'autre région étant raccordée à une bandelette 7 à l'aide d'un fil 8. La cavité réfléchissante 5 a pour but d'engendrer une source lumineuse directive à partir des rayonnements émis par le cristal 2. Pour ce faire, elle est disposée de telle manière que ladite source affleure sensiblement la surface 9 formant l'extrémité du corps cylindrique 1 et constituant l'interface avec la seconde portion 3 de l'enveloppe. L'enveloppe formée du corps cylindrique 1 et de la portion 3 est obtenue par moulage à partir d'une résine époxyde transparente et éventuellement colorée. Les figures 3a à 3d représentent quelques autres formes de dispositifs à structure identique et conformes à l'invention. Sur les figures 3a et 3b, il est à noter que les signes réalisés dans la seconde portion lla et llb de l'enveloppe s'inscrivent dans un cercle de diamètre égal a celui de la section de de la portion cylindrique 12 de ladite enveloppe. Au contraire, sur les figures 3c et 3d, on peut constater que les signes obtenus dans la seconde portion lic ou lld de lten- veloppe s'inscrivent dans un cercle de diamètre inférieur celui de la section de ladite portion cylindrique 12 en engendrant ainsi un épaulement 13 à l'interface entre les deux portions. La figure 4 représente le moule 21 permettant d'obtenir un dispositif électroluminescent selon l'invention tel que celui représenté sur la figure 1. Il va de soi que les moules permettant d'obtenir les dispositifs représentés sur les figures 3a à 3d sont conçus de la même manière. Conformément à la figure, le moule 21 est constitué d'un tube extérieurement cylindrique 22 porté par un support plat > géné- ralement parallélépipédique, 23 Le tube 22 est divisé en deux portions: dans la première portion est creusé un évidement cylindrique 24 prolongé par un autre évidement 25 ayant, en creux, la forme du signe devant être représenté. Ce tube 22 ainsi que le support plat 23 sont avantageusement en un polymère de méthyl-pentène présentant la caractéristique de ne pas adhérer aux résines époxydes et de résister aux températures élevées, ce qui permet de réaliser à chaud la polymérisation desdites résines. La figure 5 représente quelques moules 31a, 31b ... inséres dans les évidements 32 d'un support métallique 33. On peut constater, sur la figure, que les moules 31a, 31b ... d'un même support peuvent avoir soit la même forme intérieure, soit des formes différentes, leur configuration extérieure étant, au contraire, toujours identique pour s'insérer dans les évidements 32 du support 33. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif émetteur de lumière comportant un cristal semi-conducteur dans lequel est créée une jonction électroluminescente entre deux régions de types de conduction opposés, ledit cristal, disposé au fond d'une cavité formée dans un support métallique, étant recouvert d'une enveloppe protectrice transparente par l'une des faces de laquelle, dite face active, sortent les rayonnements émis par ladite jonction, dispositif caractérise en ce que la cavité est réfléchissante et en ce que l'enveloppe est constituée de deux portions distinctes, la première portion, opposée à la face active, étant un corps convexe duquel sortent deux conducteurs métalliques isolés l'un de l'autre, et la seconde portion, située du côté de la face active, étant réalisée de telle manière que sa section transversale reproduise la configuration du signe à représenter. 2.- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cavité réfléchissante a la forme d'un tronc de cône. 3.- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cavité réfléchissante à la forme d'un tronc de pyramide. 4.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 carac térisé en ce que la cavité réfléchissante est disposée de manière telle que la source lumineuse engendrée par elle à partir des rayonnements émis par la jonction électroluminescente affleure sensiblement la surface extrême du corps convexe opposée à celle par laquelle sortent les conducteurs métalliques. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la première portion de l'enveloppe est un cylindre. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la section de la seconde portion de l'enveloppe est inscrite dans un cercle de diamètre sensiblement égal à celui de la première portion cylindrique. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la section de la seconde portion de l'enveloppe est inscrite dans un cercle de diamètre inférieur à celui de la première portion cylindrique. 8.- Moule destiné à réaliser un dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il est constitué d'un tube extérieurement cylindrique porté par un support plat généralement parallélépipédique et en ce que ledit tube est divisé en deux portions distinctes, la première étant creusée d'un évidement cylindrique prolongé, dans la seconde portion, par un évidement reproduisant en creux la forme du signe à représenter.