Brevet FR2547088A1 — publié le 19841207

DISPOSITIF D'AFFICHAGE LINEAIRE A CRISTAUX SEMI-CONDUCTEURS. La présente invention concerne un dispositif d'affichage linéaire à cristaux semi-conducteurs dans chacun desquels sont créées au moins deux régions de types de conduction opposés formant une Jonction électroluminescente et situés au fond de cavités réfléchissant la-lumière émise par ces cristaux, lesdits cristaux et les cavités correspondantes étant rassemblés, -soit en lignes, soit en colonnes, soit encore en une combinaison de lignes et de colonnes selon une configuration préalablement choisie, dans au moins un élément modulaire et chacune desdites cavités comportant au moins deux plages métalliques de prise de contact connectées respectivement aux deux régions du cristal semi-conducteur situé au fond. Les éléments électroluminescents sont souvent utilisés par groupes dans une disposition établie en coordonnées X.Y. Dans un grand nombre d'applications connues jusqu'à présent, ces éléments électroluminescents qui forment ainsi une matrice, généralement des diodes semi-conductrices, doivent être disposés en quantité importante sur une surface réduite et l'émission des rayonnements de chacun d'entre eux doit, en outre, etre localisée dans une zone sensiblement- ponctuelle, leur intensité lumineuse étant renforcée par la suite à l'aide d'un système optique approprié. L'une des applications possibles doun tel assemblage concerne la signalisation routière ou automobile, notamment des feux de carrefour ou des feux arrières ou de changement de direction de véhicules automobiles. Un exemple en est fourni dans la -demande de brevet français nO 82 05. 189 qui décrit un assemblage, d'une part d'une pluralité de diodes électroluminescentes portées par un support approprié et d'autre part d'un conduit de lumière formé d'un système catadioptrique centré constitué d'une optique et d'un réflecteur de même axe optique. Dans ce conduit de lumière, l'optique comporte une lame à faces parallèles dans la partie centrale de laquelle est inclus un élément convergent épais à dioptres sphériques et le réflecteur est constitué d'un miroir concave à double quadrique associé à un miroir plan perpendiculaire à l'axe optique et formé du support de diodes. Cependant, du point de vue efficacité, l'assemblage décrit dans cette demande de brevet n'apporte pas les résultats escomptés. Du point de vue de l'optique, par exemple, l'expérience montre en effet que la lame à faces parallèles et l'élément convergent répondent à une demande bien précise de directivité du faisceau lumineux mais que tout choix de directivité différente, meme legère, nécessitera une nouvelle optique ce qui rend alors le conduit-de.lumière onéreux. Par ailleurs, malgré la faible consommation de courant des éiéments électroluminescents, leur accumulation sur le support isolant qui les porte conduit à des problèmes thermiques qui ont des répercussions également sur l'efficacité lumineuse. On peut estimer, par exemple, à 4 watts la puissance dissipée par 50 diodes et transformée en calories : ces calories, difficilement écoulées à travers le support provoquent une éléva tionde la température de l'assemblage qui conduit à une diminution de l'efficacité lumineuse dans un rapport pouvant atteindre 0,7% par C. Cette élévation de température provoque également des dégradations de la plupart des matériaux constituant genéralement le réflecteur. En effet, si ce dernier est constitué d'une matière plastique recouverte d'une première couche de vernis puis d'une pellicule métallique déposée par- un procédé de métallisation sous vide et d'une autre couche de vernis de protection, ladite pellicule présente alors des défauts d'adhérence et les vernis peuvent se craqueler. Quant au support isolant portant le ou les conduits de lumière, il est constitué d'un circuit dit "imprimé" parce qu'il porte un réseau de connexions nécessaire aux liaisons électriques des éléments électroluminescents entre eux et avec l'extérieur. A priori, un circuit imprimé est conçu pour le montage de composants électroniques pré-étamés et soudés à la vague à des températures relativement basses mais il est mal adapté au soudage direct de cristaux semi-conducteurs à l'aide de résines conductrices qui ne polymérisent correctement qu 'a' des températures de l'ordre de 2000C et au soudage de fils de connexion, De plus, le circuit imprimé se prete mal à un assemblage modulaire. Pour remédier à ces inconvénients, une première solution est décrite dans le mémoire déposé ce même jour à la même heure sous le nO et ayant pour titre "Elément d'affichage à cristaux semi-conducteurs et panneau comportant ledit élément'. Cette solution consiste à réaliser une pluralité de demi-coquilles formant les cavités réfléchissantes lorsqu'eiles sont associées deux à deux, ces- demi-coquilles, disposées par rangées, étant créées dans des bandes métalliques ou non de longueur déterminée- portées éventuellement par une semelle isolante épousant les formes desdites cavités. La mise- en oeuvre de cette solution nécessite un certain nombre d'opérations donc de manipulatLons parfois difficiles à rendre automatisables. C'est pourquoi cette solution est essentiellement reservée a la réalisation d'éléments de panneau d'affichage en quantité plus restreinte et de configurations particulières. La présente invention constitue une seconde solution aux problèmes soulevés précédemment. En effet, la présente invention concerne un dispo sitif d'affichage linéaire à cristaux semi-conducteurs dans chacun desquels sont créées au moins deux régions de types de conduction opposés formant une jonction électroluminescente et situés au fond de cavités réfléchissant la lumière émise par ces o cristaux, lesdits cristaux et les cavités correspondantes étant rassemblés, soit en li3nes, soit en colonnes, soit encore en une combinaison de lignes et de colonnes selon une configuration préalablement choisie, dans un moins un élément modulaire et chacune desdites cavités-comportant au moins deux plages métalliques de prise de contact connectées respectivement aux deux régions du cristal semi-conducteur situé au fond, dispositif notamment remarquable en ce que chaque élément modulaire est constitué d'un ensemble en matière isolante constitué d'une pluralité de cavités réfléchissantes moulées, chacune, autour de deux barres indépendantes d'un motif d'une grille métallique comportant un- alignement de motifs identiques, ces barres formant alors les plages de prise de contact reliées aux deux régions du cristalsemi-conducteur disposé au fond de la cavité. La solution décrite dans la présente invention a l'davantage de ne faire appel que des matériels et des moyens simples donc facilement automatisables. Ainsi, les motifs identiques de la grille métallique forment un ensemble connu des spécialistes sous le nom de "peigne" et utilisé couramment sur des machines automatiques de montage et de soudage de cristaux semi-conducteurs. De meme, les cavités créées dans la matière isolante sont moulées à l'aide de.moyens.classiques d'injection thermoplastique. Les deux barres de chaque motif sont disposées de manière telle que le cristal porté par l'une d'elles soit centré sur l'axe optique de la cavité réfléchissant la lumière émise. De préférence, l'extrémité de chacune des barres des motifs située au fond des cavités est cambrée de manière à former une surélévation ou bossage portant le cristal semi-conducteur et ses prises de contact. Si l'on envisage de recouvrir les cristaux semi condutteurs d'une goutte de résine transparente servant à la fois de protection et de système optique d'adaptation d'indices de réfraction, la création d'une forme reproductible sera facilitée par la présence des bossages au fond de chaque cavité. Si l'ensemble de la surface de deux bossages d'une meme cavité représente une configuration sensiblement circulaire, la goutte de résine déposée sera hémisphérique, donc favorable à l'extraction de la lumière. Par ailleurs, la paroi. intérieure des cavités peut etre avantageusement recouverte d'une couche métallique en un matériau de pouvoir réfléchissant élevé de manière à améliorer la réflexion des rayonnements émis par la jonction électroluminescente des cristaux semi-conducteurs. La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera bien comprendre comment l'invention peut etre r * S réalisée. La figure en annexe représente schématiquement et en coupe une portion d'un élément-modulaire selon l'invention. I1 est à noter que, sur la figure, les dimensions sont considérablement exagérées et non proportionnées, ceci afin de rendre le dessin plus clair. Conformément à la figure, l'élément modulaire 1 du dispositif d'affichage selon l'invention est constitué d'un ensemble 2 en matière isolante comportant une pluralité de cavités 3, ledit ensemble 2 étant moulé autour des barres métalliques 4 et 5 de motifs identiques d'une- grille en forme de peigne. Les cavités 3 sont destinées à réfléchir la lumière émise par des jonctions électroluminescentes créées dans les cristaux semi-conducteurs 6 portés par les barres 4 Lesdites barres 4 servent également de plages de prise de contact pour l'une des régions semi-conductrices de chaque Jonction, les barres 5 servant alors de plages de prise de contact pour l'autre région par l'intermédiaire des-fils de connexion 7. Pour parfaire la transmission lumineuse des rayonnements provenant des cristaux 6 et pour assurer la protection de ces derniers contre les agents atmosphériques et chimiques extérieurs, lesdits cristaux 6 sont enrobés dans une goutte de résine transparente 8 et la paroi des cavités 3 est recouverte d'une couche 9 à pouvoir réfléchissant élevé. Les extrémités recourbées 4a et 5a des barres 4 et 5 forment un bossage qui permet de mettre les cristaux semi-conducteurs 6 en surélévation par rapport au fond des cavités 3 et de parfaire l'isolement par rapport à la couche 9 qui est généralement métallique. Sil'ensemble des extrémités-4a et 5a des barres 4 et 5 constitue un bossage de configuration sensiblement circulaire, la goutte de résine prend automatiquement, par capillarité, une forme hémisphérique. La prise de contact sur les barres 4 et 5 et l'évacuation de la chaleur sont rendues possibles grâce à la présence de trous 10 prévus à cet effet dans l'ensemble 2 en matière isolante à l'aplomb desdites barres. REVEltDICATIONS :- 1. Dispositif d'affichage linéaire à cristaux semiconducteurs dans chacun desquels sont créées au moins deux régions de types de conduction opposés formant une jonction électroluminescentè et situés au fond de cavités (.3) réfléchissant la lumière émise par ces cristaux (6), lesdits cristaux et les cavités correspondantès étant rassemblés soit en lignes, soit en colonnes, soit encore en une combinaison de lignes et de colonnes selon une configuration préalablement choisie, dans au moins un élément modulaire (1) et chacune desdites cavités (3) comportant au moins deux plages métalliques de prise de contact connectées respectivement aux deux régions du cristal semi-conducteur situé au fond, dispositif caractérisé en ce que chaque élément modulaire (1) est constitué d'un ensemble (2) en matière isolante constitué dgune pluralité de cavités réfléchissantes (3) moulées,chacune, autour de deux barres (4, 5) indépendantes d'un motif d'une grille métallique comportant un alignement de motifs identiques, ces barres (4, 5) formant alors des plages de prise de-contact reliées aux deux régions du cristal semi-conducteur (6) disposé au fond de la cavité (3). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité (4a,- Sa) de chacune des barres (4, 5) des motif s située au fond des cavités (3) est cambrée de manière à former un bossage portant le cristal semi-conducteur (6) et ses prises de contact. 3. Dispositif selon lune des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les deux barres (4, S)- de chaque motif sont disposées de manière telle que le cristal (6) porté par l'une d'elles soit centré sur l'axe optique de la cavité (3) réfléchissant la lumière emise. 4. 5 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la paroi intérieure des cavités (3) est re- couverte d'une couche métallique (9) en un matériau de pouvoir reléchissant élevé.