Brevet FR2844380A1 — publié le 20040312

Dispositif d'affichage et procédé de fabrication L'invention concerne un dispositif d'affichage présentant une ou plusieurs sources de lumière et un champ lumineux au moins partiellement translucide à la lumière de la (des) source(s) de lumière, lequel champ lumineux est prévu sur un cadre opaque et un procédé pour fabriquer le dispositif 10 d'affichage. On sait disposer un dispositif d'affichage de ce type sur une plaque de base et la connecter, par exemple à une carte à circuit imprimé, par l'intermédiaire de fiches de 15 connecteurs, prévues sur la plaque de base. L'invention se préoccupe du problème de créer un dispositif d'affichage du type susmentionné, lequel présente une hauteur de construction réduite. 20 Ce problème est résolu selon l'invention par le fait que la (les) source(s) de lumière est (sont) fixée(s) et connectée(s) électriquement directement sur une carte à circuit imprimé et que le cadre est fixé sur la carte à 25 circuit imprimé par correspondance de formes. Le champ lumineux, lequel par exemple peut être un afficheur à 7 segments ou une surface lumineuse imprimée sur tout sa surface avec inscription individuelle ou 30 symboles, se situe de préférence sur le dessus du cadre. Pour réaliser la correspondance de formes, des saillants de guidage, lesquels peuvent être insérés et en particulier encliquetés dans des évidements correspondants de la carte à circuit imprimé, se situent de préférence sur le dessous 35 du cadre. L'encliquetage peut s'effectuer par fixation bloquée, fixation encliquetée élastique, matage du saillant de guidage respectif et similaires. Par l'agencement des saillants de guidage sur le cadre et des évidements correspondants dans la carte à circuit imprimé, la (les) source(s) de lumière peut (peuvent) être alignée(s) avec au 5 moins une surface lumineuse translucide du champ lumineux. Par exemple, sur un afficheur à 7 segments sont prévues sept sources de lumière réalisées en particulier en tant que DEL, lesquelles sont associées aux sept surfaces lumineuses translucides sur le champ lumineux et sont 10 alignées avec ces surfaces lumineuses. La hauteur de construction du cadre peut de préférence être dimensionnée de telle façon que le dessus, sur lequel le champ lumineux est disposé, présente vis-à-vis du dessous 15 un écartement de moins de 3 mm. Le dispositif d'affichage possède cette hauteur de construction à partir de la surface de la carte à circuit imprimé. La carte à circuit imprimé constitue ainsi la plaque de base sur laquelle sont directement fixées les sources de lumière réalisées en 20 particulier en tant que DEL et le cadre avec le champ lumineux. La source de lumière respective se situe de préférence dans un espace creux correspondant du cadre, dont le volume 25 restant est rempli d'un diffuseur allant jusqu'à la surface lumineuse respective correspondante. La surface supérieure du diffuseur peut ici former la surface lumineuse. La surface de délimitation de l'espace creux dans lequel 30 est disposée la (les) source(s) de lumière peut au moins partiellement être réalisée en tant que réflecteur. En coopération avec le diffuseur, on obtient un éclairage uniforme et lumineux des surfaces lumineuses respectives du champ lumineux. Le cadre opaque et le diffuseur forment un 35 couvercle ou un boîtier de la source de lumière. Les sources de lumière réalisées de préférence en tant que DEL sont de préférence fixées et connectées électriquement par la technique des CMS ( la carte à circuit imprimé. Lors de la fabrication du dispositif d'affichage, la (les) source(s) de lumière est (sont) tout d'abord connectée(s) électriquement par la technique des CMS sur la source de lumière et puis le cadre ou le boîtier formé par le cadre 10 et le diffuseur directement assemblés fermement avec la carte à circuit imprimé au moyen de la correspondance de formes. De ce fait, une sollicitation thermique du boîtier lors de la connexion électrique de la source de lumière par exemple par brasage, en particulier par la technique des 15 CMS, est évitée. Le cadre et le diffuseur, qui constituent le boîtier peuvent donc être réalisés en matières synthétiques thermoplastiques, en particulier par moulage par injection. Aussi bien la connexion électrique de la source de lumière ou des sources de lumière que la fixation 20 y faisant suite du cadre ou du boîtier à la carte à circuit imprimé peuvent être réalisées dans un procédé continu automatique. La fabrication du boîtier constitué du cadre opaque et/ou 25 du diffuseur peut s'effectuer avantageusement par moulage par injection d'une matière synthétique thermoplastique, le cadre constitué d'une matière synthétique optiquement étanche, en particulier d'une matière synthétique blanche étant tout d'abord réalisé dans un outil par moulage par 30 injection et étant ensuite, en tant que flan, entouré par injection du matériau diffuseur translucide, dans un autre outil de moulage par injection. Toutefois, il est également possible de réaliser le cadre et le diffuseur en tant que pièce à deux composants moulée par injection. 35 Le dispositif d'affichage décrit peut être employé dans des domaines techniques dans lesquels sont requises des hauteurs de construction très plates, en particulier également avec des composants optiques ("Touch Control", c'est-à-dire touche à impulsion) montés par la technique des CMS. De préférence, l'utilisation s'effectue sur des appareils de cuisine, en particulier sur des cuisinières électriques, des plaques de cuisson, des hottes d'aspiration de vapeurs et similaires. Le dispositif d'affichage précédemment décrit peut également être utilisé sur des installations d'instrumentation dans des véhicules à moteur. L'invention est décrite de manière plus encore détaillée ci-après à l'aide des figures en prenant un exemple de réalisation. 15 Sont mont] figure 1 : és une vue en plan de dessus réalisation de l'invention; une représentation schématique une ligne de coupe A-A de la premier mode de réalisation; d'un exemple de en coupe suivant figure 1 dans un figure 2 figure 3 figure 4 figure 5 une représentation schématique une ligne de coupe B-B de la premier mode de réalisation; une représentation schématique une ligne de coupe A-A de la second mode de réalisation; et une représentation schématique une ligne de coupe B-B de la second mode de réalisation. en coupe suivant figure 1 dans le en coupe suivant figure 1 dans un en coupe suivant figure 1 dans le Les modes de réalisation représentés sur les figures concernent un afficheur à 7 segments. Sur une carte à circuit imprimé 2, laquelle présente de manière classique 5 des pistes conductrices non représentées davantage et laquelle de manière classique est équipée de composants électriques ou électroniques non représentés davantage, sont directement fixées et connectées électriquement aux pistes conductrices aux fins d'alimentation électrique de 10 préférence par la technique des CMS des sources de lumière 1, lesquelles sont réalisées sous forme de DEL. Par ailleurs, un cadre 4 est fixé directement sur la même surface de la carte à circuit imprimé 2 par correspondance de formes. Dans les exemples de réalisation représentés, la 15 correspondance de formes est réalisée par des saillants de guidage 7, lesquels sont réalisés sous forme de tiges de guidage. Les saillants de guidage 7 sont insérés, de préférence encliquetés, dans des évidements 8 correspondants de la carte à circuit imprimé 2. Les 20 saillants de guidage 7 se situent sur un dessous 6 du cadre 4. Le dessous 6 repose directement sur la carte à circuit imprimé 2. La correspondance de formes peut être réalisée dans la zone des saillants de guidage par le fait que ceuxci, comme représenté sur les figures 2 et 3, sont insérés 25 par fixation bloquée dans les évidements correspondants 8 de la carte à circuit imprimé. Par ailleurs, la correspondance de formes peut être réalisée par fixation encliquetée élastique avec fixation d'encliquetage à retours ou par matage du saillant de guidage 7 30 respectivement enfoncé, tel que représenté dans les modes de réalisation des figures 4 et 5. De ce fait, le cadre 4 est assemblé fermement avec la carte à circuit imprimé 2. La carte à circuit imprimé 2 forme ainsi le corps de base 35 pour le cadre 4 et les sources de lumière 1. Les sources de lumière 1 se situent dans des espaces creux 10 correspondants du cadre 4. Le cadre 4 est constitué d'un corps de base opaque, dans lequel sont prévus les espaces creux 10. Les surfaces de délimitation des espaces creux 10 sont au moins partiellement réalisées en tant que 5 réflecteurs 11. En particulier les surfaces de délimitation s'étendant obliquement constituent des réflecteurs il (figures 2, 4). Le volume restant de l'espace creux 10 respectif est rempli d'un diffuseur 12, lequel assure un éclairage uniforme d'une surface lumineuse 9 respective par 10 la lumière de la source de lumière 1 correspondante. La surface lumineuse 9 située sur un dessus 5 du cadre 4 peut ici être formée par le dessus plan du diffuseur 12. La délimitation de la surface lumineuse 9 respective est réalisée par le corps de base opaque du cadre 4. 15 A chaque source de lumière 1 est associé un espace creux 10, un diffuseur 12 et une surface lumineuse 9. Plusieurs surfaces lumineuses 9 constituent un champ lumineux 3 sur le dessus 5 du cadre 4. En sus des sept segments peuvent 20 être prévues d'autres surfaces lumineuses, par exemple des surfaces lumineuses 9 circulaires avec sources de lumière 1 associées (figures 1, 2 et 4). La réalisation du cadre 4 avec réflecteur et/ou diffuseur 25 11 servant de couvercle ou de boîtier, peut s'effectuer dans une forme multiple par moulage par injection. Le corps de base du cadre 4 en matière synthétique blanche optiquement étanche, qui a été réalisé dans un premier outil, peut en tant que flan être entouré par injection du 30 matériau diffuseur translucide dans un autre outil. Il est également possible de réaliser le couvercle ou le boîtier en tant que pièce à 2 composants moulée par injection. Le cadre 4 servant de couvercle ou de boîtier avec 35 réflecteur 11 et/ou diffuseur 12 est réalisé de telle façon qu'il s'adapte sur plusieurs sources de lumière, en particulier DEL. Les espaces creux 10 correspondants sont prévus à des emplacements, qui correspondent aux agencements des sources de lumière sur la carte à circuit imprimé 2. Le champ lumineux 3 peut être imprimé sur toute 5 sa surface et présenter des inscriptions et symboles individuels. Ceci peut par exemple être atteint par retrait d'une laque par rayonnement laser. Le dispositif d'affichage décrit permet une structure 10 plate, qui peut être atteinte par équipement automatique dans un procédé en continu. Pour ce faire, il est possible d'utiliser en combinaison en tant que couvercle également d'autres boîtiers "CMS-TOP-DEL". Le champ lumineux 3 peut être gravable de manière universelle par laser. 15 Les thermoplastiques, en particulier les polycarbonates thermoplastiques, les copolymères acrylonitrile-butadiènestyrène, les copolymères thermoplastiques de styrène et acrylonitrile, les polybutylènetéréphtalates et autres 20 matières synthétiques adaptées au moulage par injection constituent des matières synthétiques adaptées pour le cadre 4 et le diffuseur 12. Liste des signes de référence 1 Source de lumière (DEL) 2 Carte à circuit imprimé 3 Champ lumineux 4 Cadre Dessus du cadre 6 Dessous du cadre 7 Saillants de guidage (tiges) 8 videments de la carte à circuit imprimé 9 Surface lumineuse Espace creux il Réflecteur 12 Diffuseur Revendications 1. Dispositif d'affichage présentant une ou plusieurs sources de lumière (1) et un champ lumineux (3) du 5 moins partiellement translucide à la lumière de la (des) sources de lumière (1), lequel est prévu sur un cadre opaque (4), caractérisé en ce que la (les) source(s) de lumière (1) est (sont) fixée(s) et connectée(s) électriquement 10 directement sur une carte à circuit imprimé (2) et en ce que le cadre (4) est fixé sur la carte à circuit imprimé (2) par correspondance de formes (7, 8). 2. Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le champ lumineux (3) est prévu sur le dessus (5) du cadre (4). 3. Dispositif d'affichage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que sur le dessous (6) du cadre (4) 20 sont fixés des saillants de guidage (7), lesquels peuvent être encliquetés par correspondance de formes dans des évidements correspondants (8) de la carte à circuit imprimé (2). 4. Dispositif d'affichage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que par l'agencement des saillants de guidage (7) sur le cadre (4) et des évidements correspondants (8) de la carte à circuit imprimé (2), 30 la (les) source(s) de lumière (1) est (sont) alignée(s) avec au moins une surface lumineuse (9) translucide du champ lumineux (3). 5. Dispositif d'affichage selon l'une des revendications 35 1 à 4, caractérisé en ce que sur le cadre (4), le dessus (5) présente vis-à-vis du dessous (6) un écartement de moins de 3 mm. 6. Dispositif d'affichage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la source de lumière (1) respective est disposée dans un espace creux (10) correspondant du cadre (4), dont le volume restant est 10 rempli par un diffuseur (12) allant jusqu'à la surface lumineuse (9) respectivement associée. 7. Dispositif d'affichage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la surface de délimitation de 15 l'espace creux est réalisée au moins partiellement en réflecteur (11). 8. Dispositif d'affichage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la source de lumière (1) respective est réalisée en DEL, qui est fixée et connectée par la technique des CMS sur la carte à circuit imprimé (2). 9. Dispositif d'affichage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le cadre opaque (4) et/ou le diffuseur (12) sont réalisés en matière synthétique thermoplastique. 10. Dispositif d'affichage selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le boîtier formé par le cadre (4) et le diffuseur (12) est réalisé en tant que pièce 35 moulée par injection. il 11. Dispositif d'affichage selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le cadre (4) avec son dessous (6) repose directement sur la surface de la carte à circuit imprimé (2). 12. Procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel au moins une source de lumière disposée dans un cadre ou 10 boîtier est connectée électriquement sur une carte à circuit imprimé, caractérisé en ce que tout d'abord la (les) source(s) de lumière est (sont) connectée(s) électriquement sur la carte à circuit imprimé et ensuite le cadre ou le 15 boîtier est assemblé fermement par correspondance de formes directement avec la carte à circuit imprimé. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la connexion électrique de la 20 (des) source(s) de lumière et la fixation faisant suite du cadre ou boîtier sont réalisées sur la carte à circuit imprimé dans un procédé continu automatique. 14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que la connexion de la (des) source(s) de lumière est effectuée par la technique des CMS. 15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que pour fabriquer un boîtier constitué d'un cadre opaque et d'un champ lumineux translucide pour la source de lumière, le cadre opaque est réalisé en matière synthétique optiquement étanche par moulage par injection dans une forme multiple et 35 ensuite le cadre ainsi réalisé, en tant que flan, est entouré par injection dans un autre outil de formage d'une matière synthétique translucide pour former le champ lumineux. 16. Procédé d'affichage selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le boîtier constitué du cadre opaque et du champ lumineux translucide est réalisé en tant que pièce à deux composants moulée par injection.