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Abstract

Linear display device with semiconductor crystals 6 situated at the bottom of reflecting cavities 3 carrying the metal contact plug regions, the crystals and the cavities being assembled into the modular elements 1. Device characterised in that each modular element consists of an assembly 2 made in insulating material constituted by reflecting cavities 3 moulded around bars 4, 5 of a comb pattern comprising an alignment of identical patterns, the said bars constituting the support and the contact plugs for the semiconductor crystals 6. Application to road signs and motor-vehicle signalling.

Description

DISPOSITIF D'AFFICHAGE LINEAIRE A CRISTAUX SEMI-CONDUCTEURS.LINEAR DISPLAY DEVICE WITH SEMICONDUCTOR CRYSTALS.

La présente invention concerne un dispositif d'affichage linéaire à cristaux semi-conducteurs dans chacun desquels sont créées au moins deux régions de types de conduction opposés formant une Jonction électroluminescente et situés au fond de cavités réfléchissant la-lumière émise par ces cristaux, lesdits cristaux et les cavités correspondantes étant rassemblés, -soit en lignes, soit en colonnes, soit encore en une combinaison de lignes et de colonnes selon une configuration préalablement choisie, dans au moins un élément modulaire et chacune desdites cavités comportant au moins deux plages métalliques de prise de contact connectées respectivement aux deux régions du cristal semi-conducteur situé au fond. The present invention relates to a linear display device with semiconductor crystals in each of which are created at least two regions of opposite conduction types forming an electroluminescent junction and located at the bottom of cavities reflecting the light emitted by these crystals, said crystals and the corresponding cavities being brought together, either in rows, either in columns, or in a combination of rows and columns according to a previously chosen configuration, in at least one modular element and each of said cavities comprising at least two metallic grip areas contacts connected respectively to the two regions of the semiconductor crystal located at the bottom.

Les éléments électroluminescents sont souvent utilisés par groupes dans une disposition établie en coordonnées
X.Y.
Light emitting elements are often used in groups in a coordinate arrangement
XY

Dans un grand nombre d'applications connues jusqu'à présent, ces éléments électroluminescents qui forment ainsi une matrice, généralement des diodes semi-conductrices, doivent être disposés en quantité importante sur une surface réduite et l'émission des rayonnements de chacun d'entre eux doit, en outre, etre localisée dans une zone sensiblement- ponctuelle, leur intensité lumineuse étant renforcée par la suite à l'aide d'un système optique approprié.  In a large number of applications known up to now, these light-emitting elements which thus form a matrix, generally semiconductor diodes, must be placed in a large quantity on a reduced surface and the emission of the radiation of each of them. in addition, they must be located in a substantially point-like zone, their light intensity being subsequently enhanced using an appropriate optical system.

L'une des applications possibles doun tel assemblage concerne la signalisation routière ou automobile, notamment des feux de carrefour ou des feux arrières ou de changement de direction de véhicules automobiles. One of the possible applications of such an assembly relates to road or automobile signaling, in particular intersection lights or rear lights or change of direction of motor vehicles.

Un exemple en est fourni dans la -demande de brevet français nO 82 05. 189 qui décrit un assemblage, d'une part d'une pluralité de diodes électroluminescentes portées par un support approprié et d'autre part d'un conduit de lumière formé d'un système catadioptrique centré constitué d'une optique et d'un réflecteur de même axe optique. An example is provided in the French patent application No. 82 05. 189 which describes an assembly, on the one hand of a plurality of light-emitting diodes carried by an appropriate support and on the other hand of a light pipe formed a centered retro-reflecting system consisting of an optic and a reflector with the same optical axis.

Dans ce conduit de lumière, l'optique comporte une lame à faces parallèles dans la partie centrale de laquelle est inclus un élément convergent épais à dioptres sphériques et le réflecteur est constitué d'un miroir concave à double quadrique associé à un miroir plan perpendiculaire à l'axe optique et formé du support de diodes. In this light pipe, the optic comprises a blade with parallel faces in the central part of which is included a thick convergent element with spherical dioptres and the reflector consists of a concave mirror with double quadric associated with a plane mirror perpendicular to the optical axis and formed from the diode support.

Cependant, du point de vue efficacité, l'assemblage décrit dans cette demande de brevet n'apporte pas les résultats escomptés. However, from the efficiency point of view, the assembly described in this patent application does not bring the expected results.

Du point de vue de l'optique, par exemple, l'expérience montre en effet que la lame à faces parallèles et l'élément convergent répondent à une demande bien précise de directivité du faisceau lumineux mais que tout choix de directivité différente, meme legère, nécessitera une nouvelle optique ce qui rend alors le conduit-de.lumière onéreux. From the point of view of optics, for example, experience has shown that the blade with parallel faces and the converging element respond to a very precise request for directivity of the light beam, but that any choice of different directivity, even slight , will require a new optic which then makes the conduit-de.lumière expensive.

Par ailleurs, malgré la faible consommation de courant des éiéments électroluminescents, leur accumulation sur le support isolant qui les porte conduit à des problèmes thermiques qui ont des répercussions également sur l'efficacité lumineuse. On peut estimer, par exemple, à 4 watts la puissance dissipée par 50 diodes et transformée en calories : ces calories, difficilement écoulées à travers le support provoquent une éléva tionde la température de l'assemblage qui conduit à une diminution de l'efficacité lumineuse dans un rapport pouvant atteindre 0,7% par C.  Furthermore, despite the low current consumption of the electroluminescent elements, their accumulation on the insulating support which carries them leads to thermal problems which also have repercussions on the luminous efficiency. We can estimate, for example, at 4 watts the power dissipated by 50 diodes and transformed into calories: these calories, difficult to flow through the support cause an increase in the temperature of the assembly which leads to a decrease in light efficiency in a ratio of up to 0.7% per C.

Cette élévation de température provoque également des dégradations de la plupart des matériaux constituant genéralement le réflecteur. This rise in temperature also causes degradation of most of the materials generally constituting the reflector.

En effet, si ce dernier est constitué d'une matière plastique recouverte d'une première couche de vernis puis d'une pellicule métallique déposée par- un procédé de métallisation sous vide et d'une autre couche de vernis de protection, ladite pellicule présente alors des défauts d'adhérence et les vernis peuvent se craqueler. Indeed, if the latter consists of a plastic material covered with a first layer of varnish and then with a metallic film deposited by a vacuum metallization process and with another layer of protective varnish, said film has then adhesion defects and varnishes can crack.

Quant au support isolant portant le ou les conduits de lumière, il est constitué d'un circuit dit "imprimé" parce qu'il porte un réseau de connexions nécessaire aux liaisons électriques des éléments électroluminescents entre eux et avec l'extérieur. As for the insulating support carrying the light pipe (s), it consists of a so-called "printed" circuit because it carries a network of connections necessary for the electrical connections of the electroluminescent elements between them and with the outside.

A priori, un circuit imprimé est conçu pour le montage de composants électroniques pré-étamés et soudés à la vague à des températures relativement basses mais il est mal adapté au soudage direct de cristaux semi-conducteurs à l'aide de résines conductrices qui ne polymérisent correctement qu 'a' des températures de l'ordre de 2000C et au soudage de fils de connexion, De plus, le circuit imprimé se prete mal à un assemblage modulaire. A priori, a printed circuit is designed for mounting pre-tinned and wave soldered electronic components at relatively low temperatures, but it is ill-suited to the direct soldering of semiconductor crystals using conductive resins which do not polymerize. correctly that at temperatures of the order of 2000C and the soldering of connection wires, In addition, the printed circuit lends itself poorly to modular assembly.

Pour remédier à ces inconvénients, une première solution est décrite dans le mémoire déposé ce même jour à la même heure sous le nO et ayant pour titre "Elément d'affichage à cristaux semi-conducteurs et panneau comportant ledit élément'. Cette solution consiste à réaliser une pluralité de demi-coquilles formant les cavités réfléchissantes lorsqu'eiles sont associées deux à deux, ces- demi-coquilles, disposées par rangées, étant créées dans des bandes métalliques ou non de longueur déterminée- portées éventuellement par une semelle isolante épousant les formes desdites cavités. To remedy these drawbacks, a first solution is described in the brief filed this same day at the same time under the number and having the title "Display element with semiconductor crystals and panel comprising said element". This solution consists in make a plurality of half-shells forming the reflecting cavities when they are associated two by two, these half-shells, arranged in rows, being created in metal bands or not of determined length - possibly carried by an insulating sole conforming to the shapes of said cavities.

La mise- en oeuvre de cette solution nécessite un certain nombre d'opérations donc de manipulatLons parfois difficiles à rendre automatisables. C'est pourquoi cette solution est essentiellement reservée a la réalisation d'éléments de panneau d'affichage en quantité plus restreinte et de configurations particulières. The implementation of this solution requires a certain number of operations, therefore manipulations which are sometimes difficult to make automatable. This is why this solution is essentially reserved for the production of display panel elements in smaller quantities and in particular configurations.

La présente invention constitue une seconde solution aux problèmes soulevés précédemment.  The present invention constitutes a second solution to the problems raised above.

En effet, la présente invention concerne un dispo sitif d'affichage linéaire à cristaux semi-conducteurs dans chacun desquels sont créées au moins deux régions de types de conduction opposés formant une jonction électroluminescente et situés au fond de cavités réfléchissant la lumière émise par ces
o cristaux, lesdits cristaux et les cavités correspondantes étant rassemblés, soit en li3nes, soit en colonnes, soit encore en une combinaison de lignes et de colonnes selon une configuration préalablement choisie, dans un moins un élément modulaire et chacune desdites cavités-comportant au moins deux plages métalliques de prise de contact connectées respectivement aux deux régions du cristal semi-conducteur situé au fond, dispositif notamment remarquable en ce que chaque élément modulaire est constitué d'un ensemble en matière isolante constitué d'une pluralité de cavités réfléchissantes moulées, chacune, autour de deux barres indépendantes d'un motif d'une grille métallique comportant un- alignement de motifs identiques, ces barres formant alors les plages de prise de contact reliées aux deux régions du cristalsemi-conducteur disposé au fond de la cavité.
In fact, the present invention relates to a linear display device with semiconductor crystals in each of which at least two regions of opposite conduction types are created, forming an electroluminescent junction and situated at the bottom of cavities reflecting the light emitted by these
o crystals, said crystals and the corresponding cavities being combined, either in lines or in columns, or even in a combination of rows and columns according to a previously chosen configuration, in at least one modular element and each of said cavities-comprising at least two metallic contact-making pads connected respectively to the two regions of the semiconductor crystal located at the bottom, a device notably remarkable in that each modular element consists of an assembly of insulating material consisting of a plurality of molded reflective cavities, each , around two independent bars of a pattern of a metal grid comprising an alignment of identical patterns, these bars then forming the contacting areas connected to the two regions of the semi-conductor crystal disposed at the bottom of the cavity.

La solution décrite dans la présente invention a l'davantage de ne faire appel que des matériels et des moyens simples donc facilement automatisables. Ainsi, les motifs identiques de la grille métallique forment un ensemble connu des spécialistes sous le nom de "peigne" et utilisé couramment sur des machines automatiques de montage et de soudage de cristaux semi-conducteurs. De meme, les cavités créées dans la matière isolante sont moulées à l'aide de.moyens.classiques d'injection thermoplastique. The solution described in the present invention has the advantage of using only simple materials and means which are therefore easily automated. Thus, the identical patterns of the metal grid form a set known to specialists under the name of "comb" and commonly used on automatic machines for mounting and welding semiconductor crystals. Similarly, the cavities created in the insulating material are molded using conventional thermoplastic injection means.

Les deux barres de chaque motif sont disposées de manière telle que le cristal porté par l'une d'elles soit centré sur l'axe optique de la cavité réfléchissant la lumière émise. The two bars of each pattern are arranged in such a way that the crystal carried by one of them is centered on the optical axis of the cavity reflecting the emitted light.

De préférence, l'extrémité de chacune des barres des motifs située au fond des cavités est cambrée de manière à former une surélévation ou bossage portant le cristal semi-conducteur et ses prises de contact. Preferably, the end of each of the pattern bars located at the bottom of the cavities is arched so as to form an elevation or boss carrying the semiconductor crystal and its contact points.

Si l'on envisage de recouvrir les cristaux semi condutteurs d'une goutte de résine transparente servant à la fois de protection et de système optique d'adaptation d'indices de réfraction, la création d'une forme reproductible sera facilitée par la présence des bossages au fond de chaque cavité. If it is planned to cover the semi-conductive crystals with a drop of transparent resin serving both as protection and as an optical system for adapting refractive indices, the creation of a reproducible shape will be facilitated by the presence of bosses at the bottom of each cavity.

Si l'ensemble de la surface de deux bossages d'une meme cavité représente une configuration sensiblement circulaire, la goutte de résine déposée sera hémisphérique, donc favorable à l'extraction de la lumière.If the entire surface of two bosses of the same cavity represents a substantially circular configuration, the drop of resin deposited will be hemispherical, therefore favorable for the extraction of light.

Par ailleurs, la paroi. intérieure des cavités peut etre avantageusement recouverte d'une couche métallique en un matériau de pouvoir réfléchissant élevé de manière à améliorer la réflexion des rayonnements émis par la jonction électroluminescente des cristaux semi-conducteurs. By the way, the wall. interior of the cavities can advantageously be covered with a metallic layer of a material of high reflecting power so as to improve the reflection of the radiations emitted by the electroluminescent junction of the semiconductor crystals.

La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera bien comprendre comment l'invention peut etre r * S réalisée.  The description which follows with reference to the appended drawings will make it clear how the invention can be implemented.

La figure en annexe représente schématiquement et en coupe une portion d'un élément-modulaire selon l'invention. The attached figure shows schematically and in section a portion of a modular element according to the invention.

I1 est à noter que, sur la figure, les dimensions sont considérablement exagérées et non proportionnées, ceci afin de rendre le dessin plus clair. It should be noted that, in the figure, the dimensions are considerably exaggerated and not proportioned, this in order to make the drawing clearer.

Conformément à la figure, l'élément modulaire 1 du dispositif d'affichage selon l'invention est constitué d'un ensemble 2 en matière isolante comportant une pluralité de cavités 3, ledit ensemble 2 étant moulé autour des barres métalliques 4 et 5 de motifs identiques d'une- grille en forme de peigne. According to the figure, the modular element 1 of the display device according to the invention consists of an assembly 2 of insulating material comprising a plurality of cavities 3, said assembly 2 being molded around the metal bars 4 and 5 of patterns identical to a comb-shaped grid.

Les cavités 3 sont destinées à réfléchir la lumière émise par des jonctions électroluminescentes créées dans les cristaux semi-conducteurs 6 portés par les barres 4
Lesdites barres 4 servent également de plages de prise de contact pour l'une des régions semi-conductrices de chaque Jonction, les barres 5 servant alors de plages de prise de contact pour l'autre région par l'intermédiaire des-fils de connexion 7.
The cavities 3 are intended to reflect the light emitted by light-emitting junctions created in the semiconductor crystals 6 carried by the bars 4
Said bars 4 also serve as contact-making pads for one of the semiconductor regions of each Junction, the bars 5 then serving as contact-making pads for the other region via the connection wires 7 .

Pour parfaire la transmission lumineuse des rayonnements provenant des cristaux 6 et pour assurer la protection de ces derniers contre les agents atmosphériques et chimiques extérieurs, lesdits cristaux 6 sont enrobés dans une goutte de résine transparente 8 et la paroi des cavités 3 est recouverte d'une couche 9 à pouvoir réfléchissant élevé. To perfect the light transmission of the radiation coming from the crystals 6 and to ensure the protection of the latter against external atmospheric and chemical agents, said crystals 6 are coated in a drop of transparent resin 8 and the wall of the cavities 3 is covered with a layer 9 with high reflecting power.

Les extrémités recourbées 4a et 5a des barres 4 et 5 forment un bossage qui permet de mettre les cristaux semi-conducteurs 6 en surélévation par rapport au fond des cavités 3 et de parfaire l'isolement par rapport à la couche 9 qui est généralement métallique. The curved ends 4a and 5a of the bars 4 and 5 form a boss which makes it possible to place the semiconductor crystals 6 in elevation relative to the bottom of the cavities 3 and to perfect the insulation with respect to the layer 9 which is generally metallic.

Sil'ensemble des extrémités-4a et 5a des barres 4 et 5 constitue un bossage de configuration sensiblement circulaire, la goutte de résine prend automatiquement, par capillarité, une forme hémisphérique. If all of the ends-4a and 5a of the bars 4 and 5 constitute a boss of substantially circular configuration, the drop of resin automatically takes, by capillary action, a hemispherical shape.

La prise de contact sur les barres 4 et 5 et l'évacuation de la chaleur sont rendues possibles grâce à la présence de trous 10 prévus à cet effet dans l'ensemble 2 en matière isolante à l'aplomb desdites barres.  The contact on the bars 4 and 5 and the evacuation of the heat are made possible thanks to the presence of holes 10 provided for this purpose in the assembly 2 of insulating material directly above said bars.

Claims (5)

REVEltDICATIONS :-REVEltDICATIONS: - 1. Dispositif d'affichage linéaire à cristaux semiconducteurs dans chacun desquels sont créées au moins deux régions de types de conduction opposés formant une jonction électroluminescentè et situés au fond de cavités (.3) réfléchissant la lumière émise par ces cristaux (6), lesdits cristaux et les cavités correspondantès étant rassemblés soit en lignes, soit en colonnes, soit encore en une combinaison de lignes et de colonnes selon une configuration préalablement choisie, dans au moins un élément modulaire (1) et chacune desdites cavités (3) comportant au moins deux plages métalliques de prise de contact connectées respectivement aux deux régions du cristal semi-conducteur situé au fond, dispositif caractérisé en ce que chaque élément modulaire (1) est constitué d'un ensemble (2) en matière isolante constitué dgune pluralité de cavités réfléchissantes (3) moulées,chacune, autour de deux barres (4, 5) indépendantes d'un motif d'une grille métallique comportant un alignement de motifs identiques, ces barres (4, 5) formant alors des plages de prise de-contact reliées aux deux régions du cristal semi-conducteur (6) disposé au fond de la cavité (3).1. Linear display device with semiconductor crystals in each of which are created at least two regions of opposite conduction types forming an electroluminescent junction and located at the bottom of cavities (.3) reflecting the light emitted by these crystals (6), said crystals and the corresponding cavities being combined either in rows or in columns, or else in a combination of rows and columns according to a previously chosen configuration, in at least one modular element (1) and each of said cavities (3) comprising at least two metal contact pads connected respectively to the two regions of the semiconductor crystal located at the bottom, device characterized in that each modular element (1) consists of an assembly (2) of insulating material consisting of a plurality of reflective cavities (3) molded, each, around two bars (4, 5) independent of a pattern of a metal grid comprising an alignment of patterns i dental, these bars (4, 5) then forming contact-making areas connected to the two regions of the semiconductor crystal (6) disposed at the bottom of the cavity (3). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité (4a,- Sa) de chacune des barres (4, 5) des motif s située au fond des cavités (3) est cambrée de manière à former un bossage portant le cristal semi-conducteur (6) et ses prises de contact.2. Device according to claim 1 characterized in that the end (4a, - Sa) of each of the bars (4, 5) of the patterns s located at the bottom of the cavities (3) is arched so as to form a boss carrying the semiconductor crystal (6) and its contact points. 3. Dispositif selon lune des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les deux barres (4, S)- de chaque motif sont disposées de manière telle que le cristal (6) porté par l'une d'elles soit centré sur l'axe optique de la cavité (3) réfléchissant la lumière emise.  3. Device according to one of claims 1 and 2 characterized in that the two bars (4, S) - of each pattern are arranged so that the crystal (6) carried by one of them is centered on the optical axis of the cavity (3) reflecting the light emitted. 4.4. 5 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la paroi intérieure des cavités (3) est re- couverte d'une couche métallique (9) en un matériau de pouvoir reléchissant élevé. 5 Device according to one of claims 1 to 3 characterized in that the inner wall of the cavities (3) is covered with a metal layer (9) in a material of high releasing power.
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