Brevet FR3001357A1 — publié le 20140725

Support de fixation mécanique et de raccordement électrique de diodes électroluminescentes L'invention concerne, de manière générale, les systèmes d'éclairage pour local de grandes dimensions et concerne en particulier les systèmes d'éclairage à diodes électroluminescentes (LED). Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un support de fixation mécanique et de raccordement électrique de diodes électroluminescentes pour de tels systèmes d'éclairage. On notera néanmoins que l'invention s'applique également, de manière générale, à l'éclairage de locaux de toutes dimensions. Il est connu d'éclairer des locaux au moyen de systèmes d'éclairage fondés sur l'utilisation de tubes néons. Toutefois, l'usage de diodes électroluminescentes tend à se développer en raison des avantages qu'elles procurent, notamment en termes de consommation. Toutefois, lorsque l'on utilise des diodes électroluminescentes, il est nécessaire de prévoir un grand nombre de sources lumineuses dans la mesure où l'angle solide du faisceau lumineux émis par les diodes est relativement faible. Les diodes électroluminescentes sont classiquement supportées par des circuits dotés de pistes électriquement conductrices assurant l'alimentation électrique des diodes ainsi que leur pilotage. Les supports sont généralement réalisés sous la forme de circuits imprimés réalisés en cuivre de sorte que les systèmes d'éclairage de ce type sont relativement onéreux. Il a en outre été constaté que la fonction du support est de porter les diodes, les pistes conductrices assurant, quant à elles, leur alimentation. Or, l'utilisation du cuivre n'est avantageuse qu'à l'endroit des pistes conductrices, le caractère électriquement conducteur du support, en ce qui concerne la fonction de fixation des diodes, étant indifférent. Par ailleurs, pour la réalisation de systèmes d'éclairage de forte puissance, l'utilisation de diodes électroluminescentes de puissance tend également à se développer. Là encore, le coût du substrat sur lequel ces diodes sont montées constitue un frein s'opposant à la généralisation de l'utilisation des diodes électroluminescentes. L'invention a donc pour but de pallier les inconvénients précités et de proposer un support de fixation mécanique et de raccordement électrique de diodes électroluminescentes pouvant être fabriqué à faible coût. Un autre but de l'invention est de proposer un tel support dont la réalisation est écologique, en réduisant l'utilisation du cuivre et en utilisant, en lieu et place du cuivre, un matériau pouvant être recyclé. L'invention a donc pour objet, selon un premier aspect, un support de fixation mécanique et de raccordement électrique de diodes électroluminescentes pour système d'éclairage. Ce support comporte, selon une caractéristique générale de l'invention, un substrat diélectrique sur lequel est déposée une encre polymère électriquement conductrice pour former des pistes conductrices entre des emplacements de connexion des diodes. Dans un mode de réalisation, le substrat est un substrat polymérique, notamment un substrat polymérique organique ou un substrat en verre. On pourra avantageusement utiliser du polycarbonate ou du PVC (polychlorure de vinyle). L'utilisation du polycarbonate ou du PVC est avantageuse dans la mesure où l'on peut utiliser un matériau recyclé. On pourra également utiliser un substrat transparent à la lumière. Dans un mode de réalisation, les pistes conductrices comportent en outre un dépôt de matériau résistif de réglage de la résistance des pistes. L'épaisseur des pistes constitue par ailleurs, dans un mode de réalisation, un moyen de réglage de la conductivité des pistes. Les pistes peuvent être revêtues d'une couche métallisée. Par ailleurs, le support peut être revêtu d'un vernis de protection. Dans un autre mode de réalisation, dédié au raccordement électrique et à la fixation mécanique de diodes électroluminescentes de puissance, le substrat est un substrat thermiquement conducteur. Le support comporte en outre un ensemble de couches de matériau diélectrique placées sur le substrat et sur lesquelles est déposée une encre polymère électriquement conductrice pour former des pistes conductrices entre des emplacements de connexion des diodes. Par exemple, le substrat est réalisé en aluminium. Dans les divers modes de réalisation, les diodes peuvent être collées sur les emplacements de connexion ou soudées à basse température. On notera à cet égard que l'on pourra fixer les diodes par collage en utilisant une encre conductrice servant de colle. Le support peut en outre comporter une plaque de protection transparente à la lumière, recouvrant le substrat, les pistes conductrices et les diodes. L'invention a également pour objet, selon un autre aspect, un système d'éclairage comprenant un ensemble de diodes montées sur un support tel que défini ci-dessus. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un support de fixation mécanique et de raccordement électrique de diodes électroluminescentes conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une portion du support de la figure 1 ; la figure 3 montre une variante de réalisation du support des figures 1 et 2 ; et la figure 4 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'un support de fixation conforme l'invention, pour la fixation mécanique et le raccordement électrique de diodes électroluminescentes de puissance. Sur les figures 1 et 2, on a représenté un exemple de réalisation d'un support de fixation mécanique et de raccordement électrique de diodes électroluminescentes conforme à l'invention, désigné par la référence numérique générale 1. Ce support est destiné à être intégré au sein d'un système d'éclairage, notamment pour local de grande dimension, de type supermarché, grande surface ou autre local nécessitant un éclairage de puissance relativement élevée. Un tel système d'éclairage comporte un réseau de diodes électroluminescentes montées sur un ou plusieurs supports raccordés à un réseau d'alimentation électrique. Comme indiqué précédemment, dans l'état de la technique, le support est réalisé à partir d'un substrat en cuivre sur lequel sont fixées des diodes et sur lequel sont formées des pistes conductrices destinées à l'alimentation des diodes en énergie électrique. Le support 1 comporte ici, conformément à l'invention, un substrat 2 réalisé en matériau diélectrique sur lequel sont fixées un ensemble de diodes D disposées en réseau. Le support 1 comporte encore un ensemble de pistes 3 électriquement conductrices assurant l'alimentation des diodes en énergie électrique. Par exemple, les diodes peuvent être disposées sur le substrat 2 sous la forme de plusieurs ensembles de diodes en série, placés en parallèle. Le substrat 2 est un substrat polymérique organique. Il s'agit avantageusement de polycarbonate ou de PVC. Les pistes conductrices sont, quant à elles, réalisées au moyen d'une encre conductrice déposée par sérigraphie. On utilisera, par exemple, une encre conductrice, chargée de polymères conducteurs, telle que celle qui est utilisée dans la réalisation de cellules solaires. Comme on le conçoit, le positionnement des diodes D en réseau sur le substrat est réalisé de manière relativement précise. Au contraire, le dépôt des pistes conductrices peut être réalisé par sérigraphie dans la mesure où les contraintes de localisation des pistes sont moindres. On prévoira un nombre de diodes sur le substrat 2 suffisant de manière à obtenir une puissance d'éclairage suffisante pour l'application envisagée, par exemple pour des espaces de vente de type « grandes surfaces ». L'emploi d'un substrat en matière organique de type polymère, et notamment du polycarbonate, est avantageux dans la mesure où, contrairement à l'état de la technique dans lequel on utilisait du cuivre pour la réalisation du substrat, qui ne permettait de réaliser que des substrats ayant une largeur d'environ 50cm au maximum pour limiter la masse totale du support, il est possible de réaliser des substrats de grandes dimensions. Un tel substrat est en outre avantageux écologiquement dans la mesure où il est dès lors possible d'utiliser un matériau recyclé. Le polycarbonate est en outre avantageux dans la mesure où il permet de réaliser un substrat ayant un état de surface de très bonne qualité et pouvant présenter un aspect brillant et lisse et une uniformité de couleur, tout en résistant à des températures relativement élevées. Il est à cet égard possible de réaliser un substrat coloré choisi à partir d'un nuancier de couleurs RAL. Un tel substrat permet la réalisation d'un réflecteur d'une qualité qu'il est impossible d'obtenir lorsque l'on réalise un substrat en cuivre. On notera que lorsque l'on souhaite améliorer la conductivité des pistes conductrices, ces dernières peuvent faire l'objet d'un épaississement électrolytique afin d'améliorer leur section et, par conséquent, leur conductivité. Comme le montre la figure 3, qui montre une variante de réalisation d'un support conforme à l'invention, il est également possible de déposer sur les pistes une couche métallique 4 afin d'améliorer encore la conductivité. En se référant à nouveau à la figure 2, on voit que, le cas échéant, il est possible d'interposer entre deux tronçons de piste un matériau résistif 5 réalisé soit par dépôt d'une encre de résistance accrue ou encore en réalisant un dépôt localisé par sérigraphie d'une résistance carbone afin d'obtenir une chute de tension suffisante aux bornes de l'élément résistif et obtenir, de la sorte, une valeur de résistance globale de part et d'autre des lignes conductrices, en fonction du nombre de diodes qu'elles alimentent. Par ailleurs, comme visible sur la figure 2, le support peut comporter une couche optionnelle 6 de matériau diélectrique de protection, illustrée en pointillés, constituée par exemple par un vernis de protection. Les diodes, quant à elles, sont constituées par des diodes de type connu. Elles sont fixées sur les pistes, par soudure à basse température ou collées entre des emplacements de connexion des diodes prévues sur les pistes conductrices. L'encre conductrice servant à réaliser les pistes conductrices pourra servir de colle pour la fixation des diodes. L'ensemble du support, y compris le substrat, les pistes conductrices et les diodes, pourra être recouvert d'une plaque 7 optionnelle transparente à la lumière afin de procurer une protection mécanique de support pourvu des diodes et contre l'environnement ambiant. Dans l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit, le support 1 est réalisé à partir d'un substrat 2 réalisé en matière organique polymérique. En référence à la figure 4, dans le cas où il s'agit de réaliser un système d'éclairage doté de diodes électroluminescentes de puissance, le support 1 comporte un substrat 8 réalisé en aluminium ou, de manière générale, en un matériau thermiquement conducteur et comporte un ensemble de couches 9 de matériau diélectrique, par exemple un matériau polymérique organique identique à celui utilisé pour la réalisation du substrat 2 décrit précédemment en référence aux figures 1 à 3 et sur lequel sont placées des pistes conductrices 10 au moyen d'un dépôt par sérigraphie d'une encre conductrice. Comme précédemment, les diodes sont alors fixées par soudure à basse température ou par collage sur des emplacements de connexion des pistes conductrices 10. On notera toutefois que, dans ce cas, la couche 9 de matériau diélectrique pourrait être réalisée par dépôt d'une encre polymère isolante. On notera que l'invention qui vient d'être décrite, qui utilise un support de diodes électroluminescentes comprenant un substrat diélectrique sur lequel des pistes conductrices sont formées par dépôt d'encre polymère électriquement conductrice permet la réalisation de supports à faible coût et de grandes dimensions. Lorsque l'on utilise un substrat en polycarbonate, le coût de fabrication du support peut être divisé d'un facteur de 10 par rapport aux supports réalisés en cuivre. L'invention permet également de réaliser des supports en un matériau recyclable et permet d'obtenir un effet de surface particulièrement attrayant. On notera cependant que l'on pourra en variante réaliser le substrat en verre ou de manière générale en un matériau transparent à la lumière afin de pouvoir laisser passer la lumière pendant la journée et éclairer la nuit. REVENDICATIONS1. Support de fixation mécanique et de raccordement électrique de diodes électroluminescentes pour système d'éclairage, caractérisé en ce qu'il comporte un substrat diélectrique (2, 8) sur lequel est déposée une encre polymère (3) électriquement conductrice pour former des pistes conductrices entre des emplacements de connexion des diodes. 2. Support selon la revendication 1, dans lequel le substrat est un substrat polymérique, notamment un substrat polymérique organique ou un substrat en verre. 3. Support selon la revendication 2, dans lequel le substrat est réalisé en polycarbonate ou en PVC. 4. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le substrat est transparent à la lumière. 5. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les pistes conductrices (3) comportent en outre un dépôt de matériau résistif (5) de réglage de la résistance des pistes. 6. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'épaisseur des pistes (3) constitue un moyen de réglage de la conductivité des pistes. 7. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les pistes sont revêtues d'une couche métallisée (4). 8. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le support est revêtu d'un vernis de protection. 9. Support selon la revendication 1, pour le raccordement électrique et la fixation mécanique de diodes électroluminescentes de puissance, caractérisé en ce que le substrat est un substrat thermiquement conducteur (8), et en ce qu'il comporte un ensemble de couches de matériau diélectrique (9) placées sur le substrat et sur lesquelles est déposée une encre polymérique (10) électriquement conductrice pour former des pistes conductrices entre des emplacements de connexion des diodes. 10. Support selon la revendication 9, caractérisé en ce que le substrat est réalisé en aluminium. 11. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les diodes sont collées sur les emplacements de connexion ou soudées à basse température. 12. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, comprenant en outre une plaque (7) de protection transparente à la lumière, recouvrant le substrat, les pistes conductrices et les diodes. 13. Système d'éclairage caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de diodes montées sur un support selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.