Brevet FR2967329A1 — publié le 20120511

Écran d'affichage L'invention concerne un écran d'affichage rétro-éclairé, en particulier intégré dans un boîtier et destiné à être incorporé dans un tableau de bord de véhicule. 5 II est connu de réaliser des écrans rétro-éclairés par des sources lumineuses telles que des diodes électroluminescentes (DEL). Ces écrans rétro-éclairés comprennent un boîtier renfermant la majeure partie des composants de l'écran d'affichage, ledit boîtier comportant une partie translucide sombre formant une façade derrière laquelle est 10 disposé au moins un indicateur tel qu'un pictogramme ou un écran transparent à cristaux liquides. La façade comporte sur sa face avant, c'est-à-dire orientée vers l'utilisateur, une peinture translucide brillante. Le boîtier est fermé afin de garantir l'obscurité à 15 l'intérieur. Un éclairage de l'extérieur produit un reflet masquant les éléments à l'intérieur du boîtier. De la sorte, les symboles et écrans ne sont visibles que lorsque le rétro-éclairage est activé. En combinaison avec au moins un bouton de commande, l'utilisateur peut 20 contrôler via l'écran d'affichage la navigation dans des menus et piloter des fonctions du véhicule telles que la climatisation, le système audio ou encore le système de navigation. Le rétro-éclairage de la surface d'affichage, c'est à dire l'éclairage par la face arrière apporte des avantages en termes d'ergonomie et de possibilités d'intégration. 25 En effet un écran d'affichage utilisant une telle façade sombre, technologie connue sous le nom de « panneau noir » (Black Panel), est, en l'absence de rétro-éclairage, parfaitement uni et donc intégré dans l'habitacle. Dans le boîtier se trouve une carte à circuit imprimé, sur laquelle sont disposées 30 les diodes électroluminescentes ainsi que l'électronique contrôlant leur éclairage et l'affichage sur l'écran à cristaux liquides. Cette carte à circuit imprimé comporte généralement un circuit imprimé, disposé sur chaque face d'une plaque de support en résine ou polymères, et des composants sont disposés des deux côtés de la plaque de support. Le boîtier étant fermé, la chaleur produite par les diodes est relativement mal évacuée. En particulier, les plaques en résine présentent une faible conductivité thermique, aussi la chaleur produite par les composants s'accumule au niveau de ceux-ci. Il se crée alors des zones de haute température, situées dans le voisinage immédiat des composants chauffants, connues sous le nom de « points chauds » (hot spots). Les températures atteintes peuvent perturber voire endommager lesdits composants. Afin de remédier au moins partiellement aux inconvénients précédemment cités, l'invention a pour objet un écran d'affichage comportant : - un boîtier formant enceinte, - une surface d'affichage sur la face avant du boîtier, - une carte à circuit imprimé disposée à l'intérieur du boîtier, - au moins une diode électroluminescente formant une source de rétro-éclairage de la surface d'affichage, disposée sur la carte à circuit imprimé, caractérisé en ce que la carte à circuit imprimé est une carte à circuit imprimé simple-face, en ce que l'écran d'affichage comporte une plaque thermoconductrice disposée contre la face de la carte à circuit imprimé opposée à la face portant la au moins une diode électroluminescente, et en ce qu'il comporte une seconde carte à circuit imprimé double-face, de surface inférieure à la carte à circuit imprimé simple-face, reliée à ladite carte à circuit imprimé simple-face par au moins une connexion électrique et portant au moins un élément de contrôle du rétro-éclairage de la surface d'affichage. L'écran d'affichage ainsi obtenu permet une meilleure répartition de la chaleur produite par la au moins une source lumineuse. De plus, la réduction de la surface de carte à circuit imprimé double face utilisé permet de réduire le coût de production de l'écran d'affichage.30 L'écran d'affichage peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison. La plaque thermoconductrice est en zamak. La plaque thermoconductrice est en aluminium. La plaque thermoconductrice est en contact avec l'extérieur du boîtier par une surface de convection. La carte à circuit imprimé double-face est de surface inférieure ou égale à environ la moitié de la surface de la carte à circuit imprimé simple-face. L'écran d'affichage comporte une couche de conduction thermique en cuivre disposée entre la carte à circuit imprimé simple-face et la plaque thermoconductrice. La carte à circuit imprimé double-face est disposée sur un support aménagé sur la plaque thermoconductrice. La surface de convection de la plaque thermoconductrice comporte des ailettes formant un dissipateur thermique. La surface d'affichage comprend un écran à cristaux liquides. L'invention a aussi pour objet un dispositif combiné d'affichage et de commande pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un écran d'affichage selon 20 l'une au moins des revendications précédentes et au moins un moyen de contrôle de l'actionnement d'une fonction du véhicule automobile, et en ce que l'état d'actionnement de la fonction du véhicule automobile est indiqué par l'écran d'affichage. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description 25 des figures suivantes, parmi lesquelles : la figure 1 est un schéma simplifié d'une vue en coupe d'un écran d'affichage selon l'invention, la figure 2 est une vue en coupe partielle d'un mode de réalisation alternatif de la carte à circuit imprimé simple-face de l'écran d'affichage, 30 la figure 3 est un schéma simplifié d'une vue en coupe d'une variante de l'écran d'affichage, la figure 4 est une vue de face d'un dispositif combiné d'affichage et de commande, comprenant un écran d'affichage selon l'invention. Sur toutes les figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. 5 La présente invention concerne un écran d'affichage destiné à être rétro-éclairé. En particulier, l'invention concerne un écran d'affichage pour tableau de bord de véhicule. Sur la figure 1, on peut voir que l'écran d'affichage 1 comporte un boîtier 3 10 formant une enceinte, dans lequel est disposé une surface d'affichage 5, et une carte à circuit imprimé simple-face 7, portant une pluralité de sources lumineuses 9. Une seconde carte à circuit imprimé 11 porte une unité de contrôle 13 des sources lumineuses 9 et de la surface d'affichage 5, ainsi qu'un connecteur 15, destiné à relier l'écran d'affichage 1 à l'électronique du véhicule. 15 Les sources lumineuses 9 sont des diodes électroluminescentes, à chacune desquelles est associé un circuit d'adaptation de puissance comprenant au moins un résistor de polarisation, dissipant une quantité importante de chaleur en fonctionnement. Le boîtier 3 forme une enceinte extérieure de la surface d'affichage 5 et comporte une façade 17 dirigée vers l'utilisateur laissant partiellement passer la lumière, 20 la façade 17 comportant en face avant une peinture translucide, de sorte que la surface d'affichage 5 soit visible uniquement lorsque la surface d'affichage 5 est éclairée depuis sa face arrière par les sources lumineuses 9. La surface d'affichage 5 comporte par exemple un écran à cristaux liquide de fort contraste (par exemple de l'ordre de 200:1), ou bien un masque dans lequel est pratiqué 25 une ouverture d'une forme qui sera visible par l'utilisateur lorsque les sources lumineuses 9 sont allumées. La carte à circuit imprimé 7, sur laquelle les sources lumineuses 9 sont disposées, est une carte à circuit imprimé simple-face. Cette première carte 7 est 30 disposée sur une plaque thermoconductrice 19 métallique, sa face ne comportant pas de circuit imprimé étant au contact de ladite plaque 19. La forte conductivité thermique du matériau métallique permet une meilleure circulation de la chaleur produite par les sources lumineuses 9, qui est alors répartie uniformément sur tout le volume de la plaque 19. En outre, la plaque thermoconductrice 19 comporte deux prolongements latéraux 21a, 21b. Ces prolongements latéraux 21a, 21b de la plaque thermoconductrice 19 sont dirigés chacun vers une ouverture du boîtier 3. Les prolongements 21a, 21b sont en contact avec l'extérieur du boîtier 3, et forment ainsi une surface de convection permettant l'évacuation de la chaleur des sources lumineuses 9 vers l'extérieur du boîtier 3. Les deux prolongements 21a, 21b sont de forme correspondante aux ouvertures associées, et ferment le boîtier 3 lorsqu'ils sont en place. La plaque thermoconductrice 19 est par exemple réalisée en Zamak, qui est un alliage de zinc, aluminium, magnésium et cuivre. Le Zamak a un coût relativement faible, est aisément moulable et présente une assez bonne conductivité thermique. Cependant, il est envisageable de réaliser la plaque thermoconductrice 19 en un autre métal, tel que de l'aluminium, notamment par emboutissage. La seconde carte à circuit imprimé 11 servant de support à l'unité de contrôle 13 et au connecteur 15, est reliée au premier circuit imprimé 7 par un faisceau de connexions électriques 23. La seconde carte à circuit imprimé 11 est une carte à circuit imprimé double-face, c'est-à-dire ayant des pistes de contacts imprimées sur ses deux faces. La carte à circuit imprimé double-face 11 est de taille inférieure à la carte à circuit imprimé simple-face 7, et est disposée à l'arrière de celle-ci, sur un socle 25 de la plaque thermoconductrice 19, formé sur la face opposée à celle sur laquelle est disposée la carte à circuit imprimé simple-face 7. Le faisceau de connexions électriques 23 comporte notamment une pluralité de câbles reliant des contacts des circuit imprimé des deux cartes 7, 11. En particulier, la seconde carte à circuit imprimé 11 est de taille inférieure à environ la moitié de la surface de la première carte 7 simple-face. Une carte à circuit imprimé double-face ayant un prix par unité de surface valant environ le double de celui d'une carte à circuit imprimé simple-face, le coût global des deux cartes, première 7 simple-face et seconde 11 double-face, est environ le même, voire inférieur, que celui d'une seule carte double-face de taille comparable à celle de la première 7 comme on en utilise usuellement. Un mode de réalisation alternatif, représenté en figure 2, prévoit de disposer entre carte à circuit imprimé 7 et la plaque thermoconductrice 19 une couche de conduction thermique 27 en cuivre formant un pont thermique, au moins sur les portions de surface au-dessus desquelles sont disposés des éléments particulièrement générateurs de chaleur. Par vissage de la carte à circuit imprimé 7 sur la plaque thermoconductrice 19, la couche de conduction thermique 27 est pressée contre la carte à circuit imprimé 7, dont la couche de support en fibres préimprégnées se déforme légèrement. Sur la figure 3 est représentée une variante de l'écran d'affichage 1. L'écran d'affichage 1 est semblable à celui de la figure 1, mais comporte sur la partie de la plaque thermoconductrice 19 formant surface de convection des prolongements 21a, 21b de la plaque thermoconductrice 19 des ailettes parallèles 29. Ces ailettes parallèles 29 forment des dissipateurs thermiques, ou radiateurs, en augmentant la surface de convection et en canalisant le flux d'air. L'invention a aussi pour objet un dispositif combiné d'affichage et de commande pour véhicule automobile, comportant un écran d'affichage 1 tel que précédemment décrit. Un tel ensemble combiné est représenté en figure 4. L'ensemble combiné 31 représenté illustre différents modes d'utilisation d'un écran d'affichage 1 selon l'invention. Sur cette figure 4, l'ensemble combiné 31 comporte plusieurs surfaces d'affichage 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, situées derrière une façade 17 translucide, et auxquelles sont associés des organes de commande 33, 35, 37 correspondant à différentes fonctions véhicule. L'ensemble combiné 31 comporte un écran à cristaux liquide 5a, pouvant afficher des caractères, pour par exemple indiquer une température ou un numéro de piste audio à l'utilisateur. L'ensemble combiné 31 peut aussi comporter un bouton rotatif 33, destiné à être mis en rotation par l'utilisateur. Ce bouton rotatif 33 comporte sur sa face avant une surface d'affichage 5b comportant un pictogramme rétro-éclairé, permettant à l'utilisateur de localiser ledit bouton rotatif 33 dans l'obscurité. Une pluralité de surfaces d'affichage formant des indicateurs 5c peut indiquer l'état de fonctionnement d'une fonction telle que le volume audio, ou la puissance de fonctionnement de la climatisation. Dans l'exemple ici développé, les indicateurs 5c s'éclairent en nombre croissant lorsque par exemple le volume audio est augmenté ou la puissance de la climatisation est augmentée. Une seconde pluralité de surfaces d'affichage formant des indicateurs 5d peut être utilisée pour indiquer l'état d'enclenchement de fonctions associées à une pluralité de boutons poussoirs 35. Dans cet exemple, un indicateur 5d correspond à chaque bouton 35, ledit indicateur 5d étant éclairé lorsque la fonction du bouton 35 associé est enclenchée. L'ensemble combiné 31 comporte en outre une surface tactile 37, utilisant par exemple un film transparent capacitif ou résistif ou bien des capteurs piézoélectriques enregistrant une déformation de la façade 17. Des surfaces d'affichage associées 5e délimitent le pourtour de ladite surface tactile 37. Des surfaces d'affichage supplémentaires 5f permettent d'identifier la fonction de la surface tactile 37, dans le cas présent ces surfaces supplémentaires 5f représentent des flèches directionnelles pour la navigation dans un menu. L'écran tactile 1 obtenu selon l'invention comporte des moyens d'évacuation de la chaleur produite par le dispositif de rétro-éclairage, dont les sources lumineuses 9 doivent être de forte puissance du fait de la présence de la façade 17 translucide et sombre. De plus, en réduisant la surface de carte à circuit imprimé double-face 11 utilisée, une partie du coût engendré par le dispositif d'évacuation de la chaleur est compensée.30 REVENDICATIONS1. Écran d'affichage (1) comportant : - un boîtier formant enceinte (3), - une surface d'affichage (5) sur la face avant du boîtier (3), - une carte à circuit imprimé (7) disposée à l'intérieur du boîtier (3), - au moins une diode électroluminescente (9) formant une source de rétro- éclairage de la surface d'affichage (5), disposée sur une face de la carte à circuit imprimé (7), caractérisé en ce que la carte à circuit imprimé (7) est une carte à circuit imprimé simple-face, en ce que l'écran d'affichage (1) comporte une plaque thermoconductrice (19) disposée contre la face de la carte à circuit imprimé (7) opposée à celle portant la au moins une diode électroluminescente (9), et en ce qu'il comporte une seconde carte à circuit imprimé (11) double-face, de surface inférieure à la carte à circuit imprimé simple-face (7), reliée à ladite carte à circuit imprimé simple-face (7) par au moins une connexion électrique (23) et portant au moins un élément de contrôle (13, 15) du rétro-éclairage de la surface d'affichage (5). 2. Écran d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque thermoconductrice (19) est en zamak. 3. Écran d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque thermoconductrice (19) est en aluminium. 4. Écran d'affichage selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque thermoconductrice (19) est en contact avec l'extérieur du boîtier (3) par une surface de convection.30 5. Écran d'affichage selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que la carte à circuit imprimé double-face (11) est de surface inférieure ou égale à environ la moitié de la surface de la carte à circuit imprimé simple-face (7). 6. Écran d'affichage selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que la carte à circuit imprimé double-face (11) est disposée sur un socle (25) aménagé sur la plaque thermoconductrice (19). 7. Écran d'affichage selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé 10 en ce qu'il comporte une couche de conduction thermique (27) en cuivre disposée entre la carte à circuit imprimé simple-face (7) et la plaque thermoconductrice (19). 8. Écran d'affichage selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de convection (21a, 21b) de la plaque thermoconductrice (19) 15 comporte des ailettes (29) formant un dissipateur thermique. 9. Écran d'affichage selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface d'affichage (5) comprend un écran à cristaux liquides (5a). 20 10. Dispositif combiné d'affichage et de commande (31) pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un écran d'affichage (1) selon l'une au moins des revendications précédentes et au moins un moyen de contrôle de l'actionnement (33, 35, 37) d'une fonction du véhicule automobile, et en ce que l'état d'actionnement de la fonction du véhicule automobile est indiqué par l'écran d'affichage (1).