Brevet FR2565726A1 — publié le 19851213

"PROCEDE DE REALISATION D'UN PANNEAU LUMINEUX DE SIGNALISATION A DIODES ELECTROLUMINESCENTES ET PANNEAU AINSI OBTENU" La présente invention concerne un procédé pour réaliser un panneau lumineux de signalisation formé d'un réseau de diodes électroluminescentes, procédé dans lequel on fixe Lesdites diodes, à intervalle repétitif, sur une première bande métallique qui constitue une connexion électrique de première polarité des diodes, dans lequel on utilise encore une seconde bande métallique pour réaliser la connexion de seconde polarité, raccordée par fil auxdites diodes, le réseau de diodes étant constitué par assemblage d'une pluralité d'éléments en forme de bande, munis de diodes, juxtaposés sur un support isolant, et raccordés électriquement entre eux tandis que le panneau est complété en le surmontant au moins d'un tableau comportant un réseau de concentrateurs optiques dont chacun est positionné à L'aplomb d'une diode. L'invention concerne également un panneau lumineux de signalisation obtenu par ce procédé. Dans un nombre croissant d'application;, tes diodes électroluminescentes tendent å remplacer les lampes à incandescence en raison de leurs avantages spécifiques comme leur faible consommation, leur durée de vie considérable et leurs très faibles dimensions. Les progrès technologiques récents ayant permis d'obtenir des diodes électroluminescentes dont l'intensité lumineuse de rayonnement devient comparable à celle des dispositifs à incandescence, permettent d'envisager l'utilisation de réseaux de diodes électroluminescentes comme feux de signalisation soit routière soit à bord de véhicules, comme par exemple les feux clignotants ou de "stop". L'un des avantages obtenu par l'utilisation des diodes électroluminescentes réside ici dans La possibilité de réduire considérablement L'épaisseur de tels panneaux lumineux par comparaison avec les dispositifs utilisant des lampes à incandescence. Cette diminution d'épaisseur est très avantageuse et souhaitée notamment en ce qui concerne Les véhicules automobiles pour Lesquels les opti ques traditionnelles sont encombrantes par exemple au sein du coffre à bagages.Un autre avantage, résultant de l'emploi des diodes électroluminescentes groupées en réseau, réside dans le fait que lorsqu'une ou quelques diodes deviennent hors d'usage, le panneau lumineux continu néanmoins à émettre de la lumière par Les diodes restantes de sorte que la fonction de signalisation demeure ce qui est d'une grande importance pour La sécurité, particulièrement dans l'application aux feux de signalisation routiers et aux véhicules. La réalisation d'un panneau lumineux- à diodes électroluminescentes conforme à la définition donnée en préambule, est connue de La demande de brevet français n' 2 518 317. Selon ce document, les diodes électroluminescentes sont fixées sur des supports métalliques comportant des cavités faisant office de réflecteurs, ces réflecteurs étant reliés les uns aux autres pour former des bandes ou des matrices. Il est clair que ce type de montage ne se prête guère qu a une aLimentation électrique selon un mode parallèle pour toutes les diodes d'une même bande-support ou d'une même matrice-support. Ceci n'est pas un inconvénient si, après le montage des diodes, il reste possible de remplacer une diode dans l'éventualité où celle-ci serait défectueuse, notamment si celle-ci se révèle en court-circuit. Cette opération, selon la technique de montage connue reste toutefois très difficile voire impossible étant donné qu a ce stade, le réseau de diodes- est déjà constitué et qu'il faudrait alors détacher la diode de son support, ainsi que son fil de connexion pour procéder à une telle réparation.D'autre part, il est nécessaire en pratique, de prévoir une protection efficace du cristal semiconducteur constituant ta diode électroluminescente, ce qui ne semble pas être le cas dans le dispositif connu. Enfin, la technique proposée comporte des inconvénients en ce qui concerne la fabrication en grande série du fait qu'elle impose des outillages spécifiques qui sont onéreux. Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de remédier à ces difficultés en proposant un procédé perfectionné pour La réalisation d'un panneau lumineux dont la mise en oeuvre est plus aisée. La présente invention concerne également un panneau lumineux issu de ce procédé, et dont l'agencement particulier permet L'utilisation d'un tel procédé avantageux. En effet, selon la présente invention, un procédé pour réaliser un panneau lumineux de signalisation formé d'un réseau de diodes électroluminescentes, procédé dans lequel on fixe lesdites diodes, à intervalle répétitif sur une première bande métal Lique qui constitue une connexion électrique de première polarité des diodes, dans lequel on utilise encore une seconde bande métallique pour réaliser la connexion de seconde polarité, raccordée par fil auxdites diodes, le réseau de diodes étant constitué par assemblage d'une pluralité d'éléments en forme de bande, munis de diodes, juxtaposés sur un support isolant, et raccordés électriquement entre eux, tandis que le panneau est complété en le surmontant au moins d'un tableau comportant un réseau de concentrateurs optiques dont chacun est positionné à l'aplomb d'une diode, est notamment remarquable en ce que pour la réalisation des éléments en forme de bande munis de diodes, on utilise une méthode de montage et de connexion des diodes sur peigne, Ledit peigne comprenant sous forme de pièce métallique unitaire, les première et seconde bandes qui comportent chacune transversalement, selon ledit intervalle répétitif, des dents dont les extrémités sont en regard, ainsi que des barrettes transversales pour la solidarisation des bandes entre elles, situées en des emplacements intermédiaires entre deux dents, ledit peigne étant dimensionné en fonction de la puissance calorifique à dissiper, en ce qu'on effectue ensuite un surmoulage localisé des diodes au moyen d'une résine pratiquement transparente à la Lumière émise par les diodes, et en ce qu'on élimine au moins une portion de chaque barrette transversale, les première et seconde bandes du peigne restant alors mécaniquement solidarisées par Les extrémités des dents maintenues dans le surmoulage des dipodes. Certes, la méthode consistant à monter des éléments semiconducteurs sur certaines portions d'un peigne métallique et à effectuer les connexions électriques entre l'élément semiconducteur et d'autres portions du peigne, est une méthode connue en soi. Il est encore connu de faire suivre ce montage par un surmoulage d'encapsulation limité au voisinage du composant semiconducteur. Cette méthode a cependant été réservée jusqu' mainte nant à la réalisation de dispositifs qui sont finalement dissociés les uns des autres, par sectionnement des parties communes de liaison du peigne. Le procédé selon L'invention propose au contraire, une application de la méthode connue selon laquelle des éléments en forme de bandes, munis de diodes, sont obtenus après élimination des barrettes transversales du peigne qui constituent une liaison de court-circuit en parallèle avec les diodes, mais en évitant la dissociation des diodes en éléments unitaires, par sectionnement des bandes du peigne.Un avantage essentiel du pro céde selon l'invention provient du fait qu'il peut être mis en oeuvre en utilisant des outillages qui, pour la plupart, sont d'un type courant. Selon un mode préféré de mise en oeuvre du procédé, le montage des diodes est réalisé sur un peigne de grande longueur, qui est ensuite sectionné en éléments de- longueur appropriée pour être incorporés au sein du panneau Lumineux. Pour une fabrication en grande série, le procédé selon l'invention peut alors être appliqué de manière très économique. Avantageusement, lors du sectionnement du peigne, on prevoit également d'éliminer les positions de diodes reconnues défectueuses et on raccorde par soudage les bords du peigne adjacents aux portions éliminées, tout en restituant ledit intervalle répétitif, c'est-à-dire, le pas des diodes, au sein de l'élément en forme de bande contenant le raccord soudé. De cette manière, les pertes occasionnées par le montage de diodes défectueuses, sont réduites au minimum. La localisation d'une certaine diode au sein d'un peigne de grande longueur, qui aurait un défaut du type en circuit ouvert, est aisée : en alimentant sous un courant suffisant tout Le peigne muni de diodes, la diode défectueuse sera seule à ne pas fournir de lumière. En ce qui concerne la localisation d'une diode ayant un défaut du type court-circuit, cette localisation, bien qu a première vue plus difficile, est néanmoins réalisable, selon les indications qui seront données ci-après. Il est à noter que selon le procédé de l'invention, des panneaux Lumineux de formes et dimensions très variées peuvent être réalisés à partir d'un standard unique de peigne, si on le désire, ce qui offre une grande souplesse de fabrication pour un coût minimal. Egalement selon L'invention, un panneau lumineux obtenu selon Le procédé indiqué, se caracterise en ce qu'au moins une des bandes longitudinales du peigne métallique étant pourvue dans Le sens Longitudinal de moyens d'indexation, tels que des perforations, distribués selon ledit intervalle répétitif, Le positionnement des éléments munis de diodes sur le support isolant est obtenu par la pénétration dans les moyens d'indexation, de protubérances portées par le support isolant. La juxtaposition de plusieurs éléments en forme de bande, muni de diodes s'effectue alors selon une distance prédéterminée et permet d'obtenir une parfaite régularité du réseau de diodes, par exemple selon une disposition en carré ou une disposition en forme d'hexagones centrés. Avantageusement, les concentrateurs optiques du tableau surmontant le réseau de diodes sont des cavités réfléchissantes au centre de chacune desquelles le surmoulage des diodes pénètre dans une ouverture desdites cavités. Selon un mode particulier de mise en oeuvre de l';nven- tion, le panneau lumineux est caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément actif en forme de bande pour lequel la lumière émise par les diodes est de couleur différente de celle émise par les diodes des autres éléments actifs. D'autres particularités et avantages seront mis en lumiè- re par la description qui va suivre en regard des dessins annexé, le tout donné à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue partielle, e n coupe transversale, d'un premier exemple de panneau lumineux conforme à L'invention. La figure 2 représente une vue partielle d'un peigne métallique de grande longueur, de forme plane utilisé dans la réalisation du panneau de la figure 1. La figure 3 représente une variante de réalisation d'une partie de peigne de grande longueur. La figure 4 est une vue partielle en coupe transversale d'un second exemple de panneau lumineux selon L'invention, qui utilise le peigne représenté à la figure 3. Les figures 5A, 5B, 5C schématisent différents exemples de connexion électrique pour l'alimentation électrique des diodes d'un panneau lumineux. La figure i montre en coupe une vue partielle d'un premier exemple de réalisation dtun panneau lumineux 1. Des diodes électro luminescentes 2 et leur surmoulage d'encapsuiation 3 sont coiffés d'un réseau de concentrateurs optiques réalisés ici sous forme de cavités réfléchissantes 4. Un peigne métallique 5 sur des dents duquel les diodes 2 sont montées et électriquement raccordées, comporte des perforations d'indexation Sa dans Lesquelles sont engagées des protubérances 7 d'une plaque support 6 isolante. Le peigne 5 muni de diodes forme un élément actif en forme de bande auquel est iuxtaposé d'autres éléments semblables tels que 5' pour réaliser le réseau de diodes du panneau. L'assemblage des éléments actifs du panneau, Dorés par le support isolant 6 et surmontés des cavités réfléchissantes 4 est fermé par un couvercle transparent 8 protégeant l'ensemble. A l'aide de la figure 2, le procédé, selon l'invention, pour la réalisation d'un panneau lumineux tel que représenté à la figure 1, va maintenant être décrit. On utilise un peigne métallique 5, de préférence de grande longueur, peigne qui comporte une première bande 9 longitudinale, et une seconde bande 10 parallèle à la première. Chacune de ces bandes 9 et 10 comporte, respectivement, et selon un interval-le répétitif, des dents Il et 12 qui s'étendent dans le sens transversal, et dont les extrémités respectives sont en regard L'une de l'autre. Les deux bandes 9 et 10 du peigne sont par ailleurs solidaires L'une de L'autre au moyen de barrettes transversales 13 prévues dans le peigne, barrettes qui sont situées à des emplacements intermédiaires entre deux dents consécutives, mais qui peuvent être, comme indiqué, distantes les unes des autres d'un multiple du pas des dents.Les dents 12 de la bande 10 forment des supports pur les diodes, et les dents 11 de la bande 9 constituent des pattes pour la connexion des diodes par un fil de connexion. La largeur du peigne et l'espacement entre les dents, dans te sens longitudinal, sont choisis en rapport avec le pas souhaité des diodes au sein du panneau lumineux. Le peigne, par exemple en ferro-nickel, est obtenu de façon connue en soi à partir d'une bande de métal pleine dans laquelle le motif est découpé par estampage ou gravure. Certaines de ses dimensions et son épaisseur sont choisies de manière à permettre une bonne dissipation thermique des diodes du panneau. On fixe, selon une technique connue, des diodes électroluminescentes 2 sur l'extrémité des dents 12, ce qui constitue égale- ment une connexion électrique de première polarité par La face inférieure des diodes mises en contact avec la bande 10 du peigne. On a représenté à la figure 2, deux positions du peigne à ce stade des opérations, à la suite des deux positions de gauche qui montrent le peigne seul. Les diodes sont ensuite raccordées électriquement à la bande 9 du peigne, par exemple au moyen d'un fil 16, pour ce qui concerne la connexion de seconde polarité des diodes. On a fait figurer cette étape du montage sur les dents 15 du peigne de la figure 2. On effectue ensuite un surmoulage localisé des diodes au moyen d'une résine transparente, ou en tout cas n'atténuant que peu le rayonnement émis par les diodes. Le surmoulage en question est représenté en 3 à la figure 2, sur les quatre positions-de droite du peigne. Il rend mécaniquement solidaires les extrémités des dents et 12 du peigne. Il affecte la forme d'un dôme pratiquement sphérique dans sa partie supérieure, c'est-à-dire du côté où la lumière est émise.L'opération suivante consiste à éliminer au moins une partie de chaque barrette transversale 13, par exemple par poinçonnage, de manière à supprimer le court-circuit formé par ces barrettes, entre les bandes métalliques 9 et 10. Le résultat de cette opération est indiqué sur la figure par la barrette sectionnée 13a. Toutes les opérations décrites jusqu'ici peuvent être effectuées par des machines automatiques. Le déplacement du peigne et son positionnement convenable aux emplacements où les opérations sont effectuées, se trouvent facilités par des perforations Sa le Long des bandes 9 et 10 du peigne, distribuées longitudinalement selon le même pas répétitif que les dents du peigne, et servant ainsi de moyens d'indexation. Le contrôle de fonctionnement des diodes peut être effectue de préférence sur un tronçon dont la longueur représente encore un multiple de la longueur désirée en tant qu'élément actif à incorporer dans le panneau lumineux.Lorsqu'il se trouve une diode défectueuse dans Le tronçon de peigne testé, et lorsque le dé faut est du type : circuit ouvert, ou efficacité lumineuse insuffisante, la diode en question peut être aisément identifiée en alimentant le peigne sous un courant convenable qui provoque la luminescence de toutes Les autres diodes (considérées ici comme normalement efficaces). Dans le cas où une diode du peigne se trouverait défectueuse mais dont le défaut, au contraire, serait du type "courtcircuit", il a été expérimenté que ce défaut pouvait également être localisé en alimentant le peigne au moyen dtun générateur de tension, de résistance interne très faible, de sorte que le fil de connexion de la diode défectueuse soit coupée par l'excès de courant qui y circule, tandis que les autres diodes sont portées à émettre normalement en raison du choix de la tension d'alimentation appliquée. Dans ce cas le défaut est à nouveau détecté par l'absence de luminescence de la diode en cause. Ayant ainsi détecté les éventuelles positions défectueuses parmi les diodes du peigne, on procède avantageusement à l'éli- mination de ces positions, par exemple au moyen d'une opération de poinçonnage du peigne. Il est alors possible de raccorder à nouveau Les bords du peigne qui ont été interrompus par l'élimination des positions défectueuses, et ce, par soudage entre eux de ces bords de peigne soit bout-å-bout soit avec un recouvrement. On effectue avantageusement cette opération en veillant à maintenir au sein du peigne reconstitué, l'intervalle répétitif des diodes entre elles. On procéde alors au sectionnement du peigne en éléments actifs de longueur appropriée pour leur incorporation au sein du panneau lumineux. Les opérations de test fonctionnel des diodes, de sectionnement des positions reconnues défectueuses, de raccordement par soudage et enfin de sectionnement à longueur appropriée seront fa cilitées par l'utilisation des perforations d'indexation du peigne. Le panneau lumineux est finalement assemblé en Suxtapo- sant une pluralité d'éléments actifs en forme de bande, munis de diodes, et tels qu'obtenus précédemment,sur un support isolant (voir la figure 1), en effectuant les raccords électriques convenables entre les bandes métalliques des éléments actifs, en surmontant L'ensemble d'un tableau de concentrateurs optiques, de préférence constitué par un réseau de cavités réfléchissantes 4, puis d'un couvercle 8 transparent, qui, par ajustement sur le support 6, maintient assemblées toutes Les parties constitutives du panneau Lumineux et en assure La protection par son étanchéité. Pour faciliter le positionnement des éléments actifs sur le support, on prévoit avantageusement des protubérances sur celui-ci, comme il a été déjà mentionné, à propos de la figure 1, dans lesquelles les perforations d'indexation prévues sur le peigne sont engagées. Après quoi, si on le désire, l'extrémité des protubérances peut etre écrasée avec un outil chauffant ce qui procure une fixation des éléments actifs résistant bien aux vibrations. Les éléments actifs peuvent être juxtaposés de manière à obtenir des rangées de diodes alignées, ou au contraire en quinconce, le réseau de diodes obtenu dans ce dernier cas étant du type hexagonal centré. La figure 3 représente un autre exemple de réalisation d'un peigne de grande longueur dans lequel Les dents 11, 12 sont cambrées par matriçage. Selon ce mode de réalisation les barrettes 13 épousent la même forme de pliage que celle des dents 11 et 12, ainsi que cela est représenté sur la figure. Sur deux des dents-support représentées, on a fait figurer des diodes 2. La figure 4 représente en coupe une partie d'un panneau lumineux montrant deux éléments actifs en forme de bande préparés à partir d'un peigne tel que celui décrit à la figure 3. Il permet de positionner les diodes 2, sensiblement au foyer optique des cavités réfléchissantes 4, ce qui améliore la répartition angulaire du flux Lumineux émis par le panneau. Ici également, le positionnement des éléments en forme de bande sur le support isolant 6 est réalisé au moyen de protubérances 7 portées par ledit support, qui pénètrent dans des perforations aménagées dans les bandes 9 et 10 des peignes. La figure 4 indique encore que le couvercle transparent 8 peut présenter des micro-lentilles contrairement à celui représenté à la figure 1, ceci de manière à modifier Légèrement le diagramme de répartition angulaire du rayonnement émis par Le panneau Lumineux. Les figures 5A à 5C montrent, à partir d'exemples pré sentés très schématiquement, comment peuvent être réalisés les raccordements électriques des éléments en forme de bande, munis de diodes, en fonction du montage désiré : par exemple, montage en parallèle (figure 5a) et montage en série-parallèle (figure 5b). Les liaisons électrique 25, entre des extrémités de bandes métalliques, peuvent être externes au panneau lumineux, comme représenté figure 5a, ou encore internes à celui-ci comme représente à la figure 5b. La figure 5c donne un exemple de panneau lumineux bicolore. Les diodes tel les que 26 émettent une lumière rouge tandis que les diodes 27 émettent une lumière verte, par exemple. Les éléments actifs en forme de bande sont disposés dans le sens Longitudinal du panneau lumineux, mais il est clair qu'ils peuvent également être disposés dans le sens transversal si on le désire. Le spéciatiste pourra imaginer facilement d'autres variantes notamment dans La forme du panneau lumineux de l'invention. C'est ainsi qu'il est possible de prévoir des figures lumineuses au- tres que des rectangles par juxtaposition d'éléments actifs de différentes longueurs. Pour la commodité de l'assemblage, on peut prévoir de compléter les éléments les plus courts par des bandes métalliques sans diodes de sorte qu'un boîtier rectangulaire soit utilisé. En ce qui concerne le raccordement électrique des éléments entreeux, il est aisé de déterminer les associations série-parallèle à effectuer, dans chaque cas particulier, de manière qu'un courant égal circule dans chacune des diodes du panneau. L'utilisation d'un peigne métallique pour la constitution d'éléments actifs en forme de bandes permet de plier ou cambrer le peigne avant de le fixer sur un support isolant qui affecte lui-même une forme en dièdre ou une forme courbe. On peut ainsi prévoir une forme de boîtier non nl?ne REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser un panneau lumineux de signalisation formé d'un réseau de diodes électroluminescentes, procédé dans lequel on fixe lesdites diodes, à intervalle répétitif, sur une première bande métallique qui constitue une connexion électrique de première polarité des diodes, dans lequel on utilise encore une seconde bande métallique pour réaliser la connexion de seconde polarité, raccordée par fil auxdites diodes, le réseau de diodes étant constitué par assemblage d'une pluralité d'éléments en forme de bande, munis de diodes, juxtaposés sur un support isolant, et raccordés électriquement entre eux tandis que le panneau est complété en le surmontant au moins d'un tableau comportant un réseau de concentrateurs optiques dont chacun est positionné à l'aplomb d'une diode, caractérisé en ce que pour la réalisation des éléments en forme de bande munis de diodes, on utilise une méthode de montage et de connexion des diodes sur peigne, ledit peigne comprenant sous forme de pièce métallique unitaire, les première et seconde bandes qui comportent chacune transversalement, selon ledit intervalle répétitif, des dents dont les extrémités sont en regard ainsi que des barrettes transversales pour la solidarisation des bandes entre elles, situées en des emplacements intermédiaires entre deux dents, ledit peigne étant dimen sionné en fonction de la puissance calorifique à dissiper, en ce qu'on effectue ensuite un surmoulage localisé des diodes au moyen d'une résine pratiquement transparente à la lumière emise par les diodes, et en ce qu'on élimine au moins une portion de chaque barrette transversale, les première et seconde bandes du peigne restant alors mecaniquement solidarisées par les extrémités des dents maintenues dans le surmoulage des diodes. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise le montage des diodes sur un peigne de grande longueur, qui est ensuite sectionné en éléments de longueur appropriée pour être incorporés au sein dudit panneau. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que lors du sectionnement du peigne de grande longueur on prévoit d'éliminer les positions de diodes reconnues défectueuses et on raccorde par soudage les bords du peigne adjacents aux positions éliminées en restituant ledit intervalle répétitif au sein de l'élément contenant le raccord soudé. 4. Panneau lumineux obtenu selon le procédé conforme à 11 une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une dés bandes longitudinales du peigne métallique étant pourvue dans le sens longitudinal de moyens d'indexation, tels que des perforations, distribués selon ledit intervalle répétitif, le positionnement des éléments munis de diodes sur le support isolant est obtenu par la pénétration dans lesdits moyens d'indexation, de protubérances portées par le support isolant. 5. Panneau lumineux selon la revendication 4, caractérisé en ce que les concentrateurs optiques du tableau surmontant le réseau de diodes sont des cavités réfléchissantes au centre de chacune desquelles le surmoulage des diodes pénètre dans une ouverture desdites cavités. 6. Panneau lumineux selon l'une des revendications 4 ou 5 caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément actif en forme de bande pour lequel la lumière émise par les diodes est de couleur différente de celle émise par les diodes des autres éléments actifs.