Brevet FR2819616A1 — publié le 20020719

La présente invention concerne un module d'affichage par la commande de l'allumage d'une pluralité de diodes électroluminescentes composant un écran ou une portion d'écran. De façon connue en soi, un tel dispositif comprend une carte de support apte à recevoir les diodes sur sa face externe. Des moyens pour la commande des diodes sont également présents afin d'en assurer l'allumage ou l'extinction selon l'image finale à obtenir. Par ailleurs, un châssis de réception de la carte de support est présent pour maintenir l'ensemble, amener les commandes électriques et l'alimentation et assurer l'évacuation des calories engendrées par le fonctionnement. Le dispositif selon l'invention pourra trouver son application pour des écrans de grandes dimensions notamment des écrans pour les spectacles. L'invention pourra également être utilisée dans d'autres domaines et notamment en ce qui concerne les panneaux d'affichage publicitaire ou encore la formation de plancher de scènes de spectacles permettant la réalisation d'effets lumineux. Dans tous ces domaines, l'échauffement du dispositif dû à son fonctionnement (et notamment l'allumage des diodes et l'échauffement dû à l'effet joules des différents organes électriques) est un problème fondamental. En particulier au niveau de la zone de présence des diodes, l'échauffement éventuel engendre plusieurs inconvénients. Ainsi, les dysfonctionnements des diodes peuvent se produire lorsque l'on sort des conditions normales d'utilisation spécifiées par le fabricant. Par ailleurs, les échauffements constatés actuellement se produisent de façon non homogène sur toute la surface de l'écran ce qui engendre des disparités de température importante selon la zone observée. Cette non uniformité est particulièrement dommageable en ce que le fonctionnement des diodes est différent suivant leur température. En particulier, le spectre fréquentiel d'émission lumineuse est modifié selon les dérives locales dûes à la température non uniforme. Le résultat final observé est une image globale de mauvaise qualité comportant des couleurs non uniformes selon le point de l'écran observé. On a déjà cherché à évacuer la chaleur produite par le dispositif afin d'obtenir un bon fonctionnement général. En ce qui concerne la partie de structure à l'arrière de l'écran, l'évacuation des calories donne globalement satisfaction. Des systèmes de refroidissement par fluide caloporteur ou encore par convection sont généralement utilisés. Cependant, le refroidissement de la zone constitutive de l'écran, à savoir la carte de support des diodes, est particulièrement difficile à réaliser. En effet, cette carte de support comprend différents organes conducteurs d'électricité dont il s'agit de ne pas perturber le fonctionnement. En particulier, les pattes des diodes dépassent sous la face intérieure de la carte de support tout comme différents composants électroniques tels des résistances limitant le courant de fonctionnement. Il n'est pas possible de mettre en contact de tels organes électriques avec des éléments conducteurs d'électricité qui permettraient simultanément de conduire l'énergie calorifique vers l'extérieur du dispositif. Par ailleurs, le relief imposé à la face interne de la carte de support rend difficile sa coopération avec un conducteur thermique pour évacuer la chaleur. La présente invention permet de remédier aux inconvénients des dispositifs actuels et propose une solution innovante au problème de l'échauffement des modules d'affichage. Pour y parvenir, elle se propose d'employer une feuille souple dans un matériau thermiquement conducteur mais électriquement isolant et de l'intercaler entre la carte de support et la face de réception du châssis. Un premier avantage de cette disposition est que le contact des composants électriques avec la feuille s'effectue sans gêner le fonctionnement électrique du module compte tenu que la feuille est électriquement isolante. Un autre avantage est que la souplesse de la feuille ici proposée épouse le relief de la face interne de la carte de support ce qui permet une très grande surface de contact entre ces deux éléments sans qu'aucune poche d'air résiduelle soit susceptible de gêner la conduction thermique. Un autre but de l'invention est d'assurer un positionnement efficace de la carte de support par une série de plots tout en réalisant la mise en place de la feuille souple. Dans ce cadre, un avantage important de l'invention est la possibilité de réglage automatique de l'épaisseur finale de la feuille souple par le même moyen de positionnement de la carte sur le support. D'autres buts et avantages apparaîtront au cours de la description qui suit qui présente un mode de réalisation préféré qui n'est cependant pas limitatif de l'invention. La présente invention concerne un module d'affichage par la commande de l'allumage d'une pluralité de diodes électroluminescentes composant un écran ou une portion d'écran, comportant une carte de support des diodes par sa face externe, des moyens pour leur commande et un châssis de réception de la carte de support, caractérisé par le fait qu'il comporte une feuille souple, électriquement isolante et conductrice thermiquement, comprimée entre la face interne de la carte de support et une face de réception du châssis. Ce module pourra se présenter selon les variantes énoncées ci-après : il présente des moyens de calage fixant l'espacement de la face interne de la carte de support et de la face de réception du châssis afin de définir le taux de déformation par compression de la feuille souple. il comprend des plots dotés : d'une base apte à être fixée dans un trou formé sur la face de réception du châssis ; d'une partie de calage faisant saillie au-delà de la base et traversant la feuille par un trou débouchant, constituant les moyens de calage ; d'un trou taraudé débouchant à l'extrémité de la partie de calage et apte à recevoir la zone filetée d'une vis traversant la carte de support et dont la tête s'applique sur la face externe de ladite carte de support. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un module d'affichage par la commande de l'allumage d'une pluralité de diodes électroluminescentes composant un écran ou une portion d'écran, comportant une carte de support des diodes par sa face externe, des moyens pour leur commande et un châssis de réception de la carte de support, apte à être utilisé pour la fabrication du module selon l'invention : on intercale une feuille souple, électriquement isolante et conductrice thermiquement entre la face interne de la carte de support et une face de réception du châssis on comprime la feuille souple entre lesdites faces interne et de réception, pour qu'elle épouse leurs formes. Selon un mode de réalisation préféré de ce procédé, on applique un effort de compression à la feuille jusqu'à une réduction de l'ordre de 25 à 40 % de son épaisseur. L'invention sera mieux comprise au vue des planches de dessins situées en annexe et qui comprennent : les figures 1 et 2 illustrant la configuration globale d'un écran constitué de divers modules selon la présente invention. La figure 3 est une vue éclatée du module selon l'invention dans un mode particulier de réalisation. La figure 4 montre le même mode de réalisation du module une fois les éléments montés et assemblés. La figure 5 est une vue partielle de la liaison opérée entre la carte de support et le châssis pour sa réception. Dans l'ensemble de la description, le terme diode s'entend d'une diode électroluminescente encore dénommée LED (Light Emitting Diode). En se référant aux figures 1 et 2, on visualise un ensemble de modules selon l'invention constituant un grand écran applicable notamment pour des spectacles. Les modules sont rapportés à des mâts 8 sensiblement verticaux et fixés sur des supports articulés ou fixés par rapport au sol. Les modules sont montés chacun sur un mât et superposés ou juxtaposés les uns aux autres. Plus précisément, la figure 3 illustre un mode préféré de réalisation de l'invention. Sur cette figure, un mât 8 est représenté en coupe transversale. Sur la face avant du mât 8 vient se positionner un châssis 1 constitué ici en plusieurs parties comprenant deux ailes latérales, une pièce de raccord 7 et un capot 6. La face avant du châssis 1 constitue une face de réception pour une carte de support 2 des diodes 3. Toujours en référence à la figure 3, on voit en effet qu'une pluralité de diodes 3 organisées par groupes est présente sur la face externe d'une carte de support 2. On entend par face externe la face visible par un observateur placé devant l'écran. De façon plus précise, les diodes 3 sont fixées par leurs pattes 9 sur la carte de support ; les pattes 9 traversant l'épaisseur de la carte 2. Un soudage peut permettre la fixation définitive des pattes 3. Selon cette configuration, l'extrémité inférieure 10 des pattes 9 dépasse de la face interne de la carte de support 2. En outre, différents organes électroniques peuvent être présents sur cette face interne. Notamment des résistances électriques 11 sont couramment utilisées pour adapter l'intensité du courant de commande. Une schématisation des résistances 11 est présentée à la figure 5. A l'avant de la carte de support 2 peut être prévu un paresoleil 4. Selon l'invention, une feuille souple 5 est intercalée entre la face de réception du châssis 1 et la face interne de la carte de support 2. Cette feuille souple 5 est choisie en une matière électriquement isolante mais thermiquement conductrice. On pourra utiliser pour la constituer le matériau GAP PAD VO ULTRA SOFT distributé par la société de BERGQUIST COMPANY à MINNEAPOLIS (USA). Plus généralement, un matériau à base de silicone est employé. La souplesse du matériau s'entend d'une capacité à se déformer préférentiellement élastiquement dans toutes les directions. Pour exploiter la souplesse de la feuille souple 5, on la comprime entre la carte de support 2 et le châssis 1. De cette façon, on la contraint à épouser le relief de ces faces et particulièrement le relief de la face interne de la carte de support 2. Afin d'ajuster le niveau de déformation pour la feuille souple 5, le dispositif comporte préférentiellement des moyens de calage. Ceux-ci permettent de fixer l'espacement entre la face interne de la carte de support 2 et la face de réception du châssis 1. On décrit ci-après un mode préféré de réalisation des moyens de calage constitués par des plots 13 assurant simultanément la fixation de la carte de support 2 sur le châssis 1. La figure 4 montre le module une fois assemblé et permet de visualiser la position intercalée et comprimée de la feuille souple 5. Selon cette figure, une série de plots 13 est formée de façon répartie pour la fixation de la carte de support 2 sur le châssis 1. Plus précisément, la figure 5 est une vue partielle agrandie de l'environnement d'un des plots 13. Ce dernier comprend différentes parties. En premier lieu une base 14 est apte à s'insérer dans un trou formé de façon correspondante dans le châssis 1 au niveau de sa face de réception. Le trou comme la base 14 pourront être de forme sensiblement cylindrique. L'encastrement du plot 13 et du châssis 1 peut être finalisé par collage au niveau de la base 14. Au dessus de la base 14, une partie de calage 15 est réalisée. Cette partie de calage 15 présente une hauteur déterminée qui va correspondre à l'espacement définitif de la face de réception du châssis 1 et de la face interne de la carte de support 2. Des trous débouchant sont réalisés en correspondant des plots 13 pour que les parties de calage 15 traversent la feuille 5. La partie supérieure de la partie de calage 15 est apte à s'appliquer à la face interne de la carte de support 2. Qui plus est, la partie de calage 15 reçoit un trou taraudé 16 débouchant à son extrémité sous la face interne de la carte de support 2. Le trou taraudé 16 coopère avec la zone filetée d'une vis 17. Cette vis 17 traverse l'épaisseur de la carte de support par un trou formé dans celle-ci, sa tête s'appliquant sur la face externe de la carte de support 2 et la partie filetée avec le trou taraudé 16. Au serrage, les vis 17 constituées pour chaque ensemble de plots 13 assurent l'écrasement progressif de la feuille souple 5 jusqu'à parvenir au taux de déformation souhaité correspondant à la hauteur de la partie de calage 15. Comme cela est visible en figure 4, la compression progressive de la feuille souple 5 permet à celle-ci d'épouser complètement le relief de la face interne de la carte de support 2. En particulier, l'extrémité des pattes 9 et les résistances 11 sont parfaitement intégrées dans la feuille souple 5. L'invention concerne également un procédé de fabrication utilisable notamment pour la fabrication du module présenté cidessus. De façon préférée, l'effort de compression que l'on applique à la feuille souple 5 réalise une réduction de son épaisseur de l'ordre de 25 à 40%. De cette façon, on conserve de bonnes propriétés mécaniques à la feuille souple 5 (qui reste dans sa zone de déformation élastique) tout en produisant un contact optimal avec la face interne de la carte de support 2. De cette façon, le module est parfaitement positionné et la conductivité thermique est produite entre la carte de support 2 et les éléments qu'elle porte et le châssis 1. Ce dernier comporte préférentiellement différents organes aptes à dissiper l'énergie ainsi conduite, lesdits organes pouvant être des ailettes ou tout autre moyen d'évacuation d'énergie thermique. REFERENCES 1. châssis 2. carte de support 3. diodes électroluminescentes LED 4. pare-soleil 5. feuille 6. capot 7. raccord 8. mât 9. pattes 10. extrémité inférieure des pattes 11. résistance 12. face interne 13. plot 14. base 15. partie de calage 16. trou taraudé 17. vis 18. face de réception 19. module d'affichage REVENDICATIONS 1. Module d'affichage (19) par la commande de l'allumage d'une pluralité de diodes électroluminescentes (3) composant un écran ou une portion d'écran, comportant une carte de support (2) des diodes (3) par sa face externe, des moyens pour leur commande et un châssis (1) de réception de la carte de support (2), caractérisé par le fait qu'il comporte une feuille souple (5), électriquement isolante et conductrice thermiquement, comprimée entre la face interne (12) de la carte de support (2) et une face de réception (18) du châssis (1). 2. Module selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il présente des moyens de calage fixant l'espacement de la face interne (12) de la carte de support (2) et de la face de réception (18) du châssis (1) afin de définir le taux de déformation par compression de la feuille souple (5). 3. Module selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend des plots (13) dotés : d'une base (14) apte à être fixée dans un trou formé sur la face de réception (18) du châssis (1) ; d'une partie de calage (15) faisant saillie au-delà de la base (14) et traversant la feuille (5) par un trou débouchant, constituant les moyens de calage ; d'un trou taraudé (16) débouchant à l'extrémité de la partie de calage (15) et apte à recevoir la zone filetée d'une vis (17) traversant la carte de support (2) et dont la tête s'applique sur la face externe de ladite carte de support (2). 4. Procédé de fabrication d'un module d'affichage par la commande de l'allumage d'une pluralité de diodes électroluminescentes (3) composant un écran ou une portion d'écran, comportant une carte de support (2) des diodes (3) par sa face externe, des moyens pour leur commande et un châssis de réception (1) de la carte de support, apte à être utilisé pour la fabrication du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on intercale une feuille souple (5), électriquement isolante et conductrice thermiquement entre la face interne de la carte de support (2) et une face de réception (18) du châssis (1), qu'on comprime la feuille souple (15) entre lesdites faces interne (12) et de réception (18), pour qu'elle épouse leurs formes. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on applique un effort de compression à la feuille (5) jusqu'à une réduction de l'ordre de 25 à 40 % de son épaisseur.