FR3086725A1 - Source lumineuse matricielle a circuit diagnostic pour un vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention propose une source lumineuse matricielle ayant une pluralité de sources lumineuses élémentaires à élément semi-conducteur électroluminescent et un substrat commun. Le substrat comprend, pour au moins une des sources lumineuses élémentaires, un circuit de détection de court-circuit apte à débrancher la source lumineuse élémentaire de son alimentation électrique, lorsqu'un court-circuit de la source lumineuse élémentaire est détecté.

Description

SOURCE LUMINEUSE MATRICIELLE A CIRCUIT DIAGNOSTIC POUR UN VEHICUUE AUTOMOBILE

L’invention se rapporte aux sources lumineuses matricielles à éléments semi-conducteurs électroluminescents, notamment pour véhicules automobiles. En particulier, l’invention se rapporte à une source lumineuse matricielle à circuit diagnostic.

Une diode électroluminescente, UED, est un composant électronique semi-conducteur capable d’émettre de la lumière lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. Dans le domaine automobile, on a de plus en plus recours à la technologie UED pour diverses solutions de signalisation lumineuse. Les LEDs sont utilisées afin d’assurer des fonctions lumineuses telles que les feux diurnes, les feux de signalisation etc... L’intensité lumineuse émise par une LED est en général dépendante de l’intensité du courant électrique qui la traverse. Entre autres, une LED est caractérisée par une valeur seuil d’intensité de courant électrique. Ce courant direct (« forward current ») maximal est en général décroissant à température croissante. De même, lorsqu’une LED émet de la lumière, on observe à ses bornes une chute de tension égale à sa tension directe ou nominale (« forward voltage »).

L’utilité de matrices de LEDs comprenant un nombre important de sources lumineuses électroluminescentes élémentaires est intéressante dans de nombreux domaines d’application, et notamment aussi dans le domaine d’éclairage et de la signalisation des véhicules automobiles. Une matrice de UEDs peut par exemple être utilisée pour créer des formes de faisceaux lumineux intéressantes pour des fonctions lumineuses telles que les feux de route ou les feux diurnes. En plus, plusieurs fonctions lumineuses différentes peuvent être réalisées à l’aide d’une matrice unique, réduisant ainsi l’encombrement physique dans l’espace restreint d’un feu de véhicule automobile.

De manière connue, des sources lumineuses matricielles ou, de manière équivalente, pixelisées, sont commandées par une unité de commande physiquement déportée et électriquement connectée à la source lumineuse. Cette unité peut également réaliser des fonctions diagnostiques par rapport au fonctionnement de la source matricielle et/ou des sources lumineuses élémentaires qui la constituent. Suite à la détection d’un défaut d’une source lumineuse élémentaire par l’unité de commande, celle-ci prend en charge la suite à donner au défaut : il peut par exemple s’agir d’une consigne de courant et/ou d’allumage spécifique destinée à la source lumineuse matricielle ou à la source lumineuse élémentaire en question. Comme le défaut est détecté et géré par l’unité de commande, le temps qui s’écoule entre l’apparition du défaut et l’implémentation de la réaction dont l’unité de commande décide, peut être suffisamment long pour que le défaut devienne visible.

En effet, par exemple lors d’un court-circuit au niveau d’une source lumineuse élémentaire de type LED dans un montage de plusieurs sources en parallèle, le défaut de la source élémentaire en question a un impact direct sur l’intensité du courant électrique qui traverse les sources lumineuses de la même branche, ainsi que celles des branches avoisinantes. Quand le courant électrique augmente, il y a un risque que ces autres sources lumineuses s’en voient également endommagées. La température de jonction est susceptible d’augmenter, ce qui accroît encore le risque de surchauffe et d’endommagement des sources. Ainsi, même si une unique source lumineuse élémentaire de petite taille est en court-circuit, ce défaut peut se propager et peut engendrer des conséquences néfastes pour d’autres sources élémentaires pendant un laps de temps court. Une fois que plusieurs sources élémentaires sont affectées, le défaut devient optiquement visible. En particulier dans le domaine de la signalisation automobile, ceci pose problème puisque l’intensité lumineuse émise par la source matricielle est réglementée.

L’invention a pour objectif de pallier à au moins un des problèmes posés par l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif de proposer une source lumineuse matricielle ou pixelisée capable de réagir de manière rapide lorsqu’une des sources lumineuses électroluminescentes élémentaires qui la composent se trouve en court-circuit.

Selon un premier aspect de l’invention, une source lumineuse matricielle comprenant un circuit intégré et une matrice de sources lumineuses élémentaires à élément semi-conducteur électroluminescent est proposée. La source lumineuse matricielle est remarquable en ce que le circuit intégré est en contact avec la matrice et comprend, pour au moins une des sources lumineuses élémentaires, un circuit de détection de court-circuit apte à débrancher la source lumineuse élémentaire de son alimentation électrique lorsqu'un court-circuit de la source lumineuse élémentaire est détecté.

Selon un autre aspect de l’invention, un circuit intégré pour une source lumineuse matricielle est proposé. Le circuit intégré est destiné à être en contact mécanique et électrique avec une matrice de sources lumineuse élémentaires de la source lumineuse matricielle. Le circuit intégré est remarquable en ce qu’il comprend, pour au moins une des sources lumineuses élémentaires, un circuit de détection de court-circuit apte à débrancher la source lumineuse élémentaire de son alimentation électrique lorsqu’un court-circuit de la source lumineuse élémentaire est détecté.

La matrice de sources lumineuses élémentaires peut de préférence comprendre un substrat commun supportant les sources lumineuses élémentaires. Le substrat commun de la matrice peut de préférence comprendre du SiC.

De préférence, le circuit intégré peut comprendre un circuit de détection de court-circuit dédié pour chacune des sources lumineuses élémentaires.

Le circuit intégré peut de préférence comprendre un substrat en Si. De préférence, le circuit intégré est soudé ou collé à la matrice de sources lumineuses élémentaires, par exemple à un substrat commun supportant les sources lumineuses élémentaires. Le circuit intégré est de préférence soudé ou collé à la face inférieure du substrat commun, opposée à la face qui comprend les sources lumineuses élémentaires. De préférence, le circuit intégré est en contact mécanique, par exemple par le biais de moyens de fixation, et électrique avec le substrat commun, qui présente des zones de connexion électriques sur sa face inférieure.

Les sources lumineuses élémentaires peuvent de préférence être agencées en au moins deux branches de sources parallèles.

Le circuit de détection peut préférentiellement être configuré pour générer une information binaire de détection d’un court-circuit de ladite source lumineuse élémentaire.

De préférence, le circuit intégré peut comprendre, pour au moins une source lumineuse élémentaire, un dispositif interrupteur destiné à brancher de manière sélective ladite source lumineuse élémentaire à un circuit d'alimentation électrique sur réception d'une commande d'allumage binaire. Le circuit de détection peut préférentiellement être configuré pour annuler la commande d'allumage lorsqu’un court-circuit de ladite source lumineuse élémentaire est détecté.

La consigne peut de préférence être une information binaire et le circuit de détection peut être agencé pour combiner la consigne et l’information de détection moyennant un circuit logique, dont le signal binaire de sortie commande l’état dudit dispositif interrupteur.

Le circuit de détection peut préférentiellement comprendre un élément de mémoire, le circuit de détection étant configuré pour stocker une information de détection dans ledit élément de mémoire.

Selon un autre aspect de l’invention, un module lumineux pour un véhicule automobile comprenant une source lumineuse matricielle et un circuit de pilotage de l’alimentation électrique de ladite source est proposé. Le module lumineux est remarquable en ce que la source lumineuse matricielle est conforme à un des aspects de l’invention.

La source lumineuse pixélisée, ou de manière équivalente, la source lumineuse matricielle, peut de préférence comprendre au moins une matrice d’éléments électroluminescents - les sources lumineuse élémentaires - (appelée en anglais monolithic array) agencés selon au moins deux colonnes par au moins deux lignes. De préférence, la source électroluminescente comprend au moins une matrice d’éléments électroluminescents monolithique, aussi appelée matrice monolithique.

Dans une matrice monolithique, les éléments électroluminescents sont crûs depuis un substrat commun et sont connectés électriquement de manière à être activables sélectivement, individuellement ou par sous-ensemble d’éléments électroluminescents. Ainsi chaque élément électroluminescent ou groupe d’éléments électroluminescents peut former l’un des émetteurs élémentaires de ladite source lumineuse pixélisée qui peut émettre de la lumière lorsque son ou leur matériau est alimenté en électricité

Différents agencements d’éléments électroluminescents peuvent répondre à cette définition de matrice monolithique, dès lors que les éléments électroluminescents présentent l’une de leurs dimensions principales d’allongement sensiblement perpendiculaire à un substrat commun et que l’écartement entre les émetteurs élémentaires, formés par un ou plusieurs éléments électroluminescents regroupés ensemble électriquement, est faible en comparaison des écartements imposés dans des agencements connus de chips carrés plates soudés sur une carte de circuits imprimés.

Le substrat peut être majoritairement en matériau semi-conducteur. Le substrat peut comporter un ou plusieurs autres matériaux, par exemple non semi-conducteurs. Ces éléments électroluminescents, de dimensions submillimétriques, sont par exemple agencés en saillie du substrat de manière à former des bâtonnets de section hexagonale. Les bâtonnets électroluminescents prennent naissance sur une première face d’un substrat. Chaque bâtonnet électroluminescent, ici formé par utilisation de nitrure de gallium (GaN), s’étend perpendiculairement, ou sensiblement perpendiculairement, en saillie du substrat, ici réalisé à base de silicium, d’autres matériaux comme du carbure de silicium pouvant être utilisés sans sortir du contexte de l’invention. A titre d’exemple, les bâtonnets électroluminescents pourraient être réalisés à partir d’un alliage de nitrure d’aluminium et de nitrure de gallium (AlGaN), ou à partir d’un alliage de phosphures d’aluminium, d’indium et de gallium (AlInGaP). Chaque bâtonnet électroluminescent s’étend selon un axe d’allongement définissant sa hauteur, la base de chaque bâtonnet étant disposée dans un plan de la face supérieure du substrat.

Les bâtonnets électroluminescents d’une même matrice monolithique présentent avantageusement la même forme et les mêmes dimensions. Ils sont chacun délimités par une face terminale et par une paroi circonférentielle qui s’étend le long de l’axe d’allongement du bâtonnet. Lorsque les bâtonnets électroluminescents sont dopés et font l’objet d’une polarisation, la lumière résultante en sortie de la source à semi-conducteurs est émise essentiellement à partir de la paroi circonférentielle, étant entendu que des rayons lumineux peuvent sortir également de la face terminale. Il en résulte que chaque bâtonnet électroluminescent agit comme une unique diode électroluminescente et que la luminance de cette source est améliorée d’une part par la densité des bâtonnets électroluminescents présents et d’autre part par la taille de la surface éclairante définie par la paroi circonférentielle et qui s’étend donc sur tout le pourtour, et toute la hauteur, du bâtonnet. La hauteur d’un bâtonnet peut être comprise entre 2 et 10 pm, préférentiellement 8 pm: la plus grande dimension de la face terminale d’un bâtonnet est inférieure à 2 pm, préférentiellement inférieure ou égale à 1 pm.

On comprend que, lors de la formation des bâtonnets électroluminescents, la hauteur peut être modifiée d’une zone de la source lumineuse pixélisée à l’autre, de manière à accroitre la luminance de la zone correspondante lorsque la hauteur moyenne des bâtonnets la constituant est augmentée. Ainsi, un groupe de bâtonnets électroluminescents peut avoir une hauteur, ou des hauteurs, différentes d’un autre groupe de bâtonnets électroluminescents, ces deux groupes étant constitutifs de la même source lumineuse à semi-conducteur comprenant des bâtonnets électroluminescents de dimensions submillimétriques. La forme des bâtonnets électroluminescents peut également varier d’une matrice monolithique à l’autre, notamment sur la section des bâtonnets et sur la forme de la face terminale. Les bâtonnets présentent une forme générale cylindrique, et ils peuvent notamment présenter une forme de section polygonale, et plus particulièrement hexagonale. On comprend qu’il importe que de la lumière puisse être émise à travers la paroi circonférentielle, que celle-ci présente une forme polygonale ou circulaire.

Par ailleurs, la face terminale peut présenter une forme sensiblement plane et perpendiculaire à la paroi circonférentielle, de sorte qu’elle s’étend sensiblement parallèlement à la face supérieure du substrat, ou bien elle peut présenter une forme bombée ou en pointe en son centre, de manière à multiplier les directions d’émission de la lumière sortant de cette face terminale.

Les bâtonnets électroluminescents peuvent de préférence être agencés en matrice à deux dimensions. Cet agencement pourrait être tel que les bâtonnets soient agencés en quinconce. De manière générale, les bâtonnets sont disposés à intervalles réguliers sur le substrat et la distance de séparation de deux bâtonnets électroluminescents immédiatement adjacents, dans chacune des dimensions de la matrice, doit être au minimum égale à 2 pm, préférentiellement comprise entre 3 pm et 10 pm, afin que la lumière émise par la paroi circonférentielle de chaque bâtonnet puisse sortir de la matrice de bâtonnets électroluminescents. Par ailleurs, on prévoit que ces distances de séparation, mesurées entre deux axes d’allongement de bâtonnets adjacents, ne soient pas supérieures à 100 pm.

Alternativement, la matrice monolithique peut comporter des éléments électroluminescents formés par des couches d’éléments électroluminescents épitaxiées, notamment une première couche en GaN dopée n et une seconde couche en GaN dopée p, sur un substrat unique, par exemple en carbure de silicium, et que l’on découpe (par meulage et/ou ablation) pour former une pluralité d’émetteurs élémentaires respectivement issus d’un même substrat. Il résulte d’une telle conception une pluralité de blocs électroluminescents tous issus d’un même substrat et connectés électriquement pour être activables sélectivement les uns des autres.

Dans un exemple de réalisation selon cet autre mode, le substrat de la matrice monolithique peut présenter une épaisseur comprise entre 100 pm et 800 pm, notamment égale à 200 pm ; chaque bloc peut présenter une longueur et une largeur, chacune étant comprise entre 50 pm et 500 pm, préférentiellement comprise entre 100 pm et 200 pm. Dans une variante, la longueur et la largeur sont égales. La hauteur de chaque bloc est inférieure à 500 pm, préférentiellement inférieur à 300 pm. Enfin la surface de sortie de chaque bloc peut être faite via le substrat du côté opposée à l’épitaxie. La distance de séparation entre deux émetteurs élémentaires. La distance entre chaque émetteur élémentaire contigu peut être inférieure à 1 mm, notamment inférieure à 500 pm, et elle est préférentiellement inférieure à 200 pm.

Alternativement, aussi bien avec des bâtonnets électroluminescents s’étendant respectivement en saillie d’un même substrat, tels que décrit ci-dessus, qu’avec des blocs électroluminescents obtenus par découpage de couches électroluminescentes superposées sur un même substrat, la matrice monolithique peut comporter en outre une couche d’un matériau polymère dans laquelle les éléments électroluminescents sont au moins partiellement noyés. La couche peut ainsi s’étendre sur toute l’étendue du substrat ou seulement autour d’un groupe déterminé d’éléments électroluminescents. Le matériau polymère, qui peut notamment être à base de silicone, crée une couche protectrice qui permet de protéger les éléments électroluminescents sans gêner la diffusion des rayons lumineux. En outre, il est possible d’intégrer dans cette couche de matériau polymère des moyens de conversion de longueur d’onde, et par exemple des luminophores, aptes à absorber au moins une partie des rayons émis par l’un des éléments et à convertir au moins une partie de ladite lumière d’excitation absorbée en une lumière d’émission ayant une longueur d’onde différente de celle de la lumière d’excitation. On pourra prévoir indifféremment que les luminophores sont noyés dans la masse du matériau polymère, ou bien qu’ils soient disposés en surface de la couche de ce matériau polymère.

La source lumineuse pixélisée peut comporter en outre un revêtement de matériau réfléchissant pour dévier les rayons lumineux vers les surfaces de sorties de la source lumineuse.

Les éléments électroluminescents de dimensions submillimétriques définissent dans un plan, sensiblement parallèle au substrat, une surface de sortie déterminée. On comprend que la forme de cette surface de sortie est définie en fonction du nombre et de l’agencement des éléments électroluminescents qui la composent. On peut ainsi définir une forme sensiblement rectangulaire de la surface d’émission, étant entendu que celle-ci peut varier et prendre n’importe quelle forme sans sortir du contexte de l’invention.

En utilisant les mesures proposées par la présente invention, il devient possible de proposer une source lumineuse pixelisée, ou de manière équivalente une source lumineuse matricielle, capable de réagir rapidement lorsqu’un défaut en court-circuit d’une de ses sources lumineuses électroluminescentes élémentaires constituantes se produit. Selon des aspects de l’invention, la source matricielle intègre dans un circuit intégré en contact mécanique et électrique avec un substrat de la matrice de sources lumineuses élémentaires, en proximité directe des sources lumineuses élémentaires, une logique de détection et de réaction réalisée par un circuit électronique. De préférence, un tel circuit dédié est prévu pour chaque source lumineuse élémentaire, ou de manière équivalente, pour chaque pixel de la matrice de sources lumineuses élémentaires. Lorsqu’un court-circuit de la source lumineuse élémentaire est détecté, la source est rapidement déconnectée, empêchant ainsi que le défaut ne se propage, ce qui empêche qu’il ne devienne visuellement apparent. Comme le circuit de diagnostic et de réaction est intégré à la source lumineuse matricielle, il est capable d’être activé de manière plus rapide comparé au cas connu, dans lequel on a recours à un circuit de diagnostic physiquement déporté et relié à distance à la source matricielle. Pour qu’un tel circuit à distance puisse pourtant être informé du défaut qui s’est produit, un élément de mémoire est prévu dans le circuit diagnostic selon des aspects de l’invention. Cet élément de mémoire permet d’enregistrer une information de détection d’un défaut pour chacune des sources lumineuses élémentaires en question, l’information étant lisible par le circuit qui est à distance.

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description des exemples et des dessins parmi lesquels :

la figure 1 montre de manière schématique une source lumineuse matricielle selon un mode de réalisation préféré de l’invention ;

la figure 2 montre de manière schématique une source lumineuse matricielle selon un mode de réalisation préféré de l’invention ;

la figure 3 montre de manière schématique une source lumineuse matricielle selon un mode de réalisation préféré de l’invention ;

la figure 4 montre de manière schématique une source lumineuse matricielle selon un mode de réalisation préféré de l’invention.

Sauf indication spécifique du contraire, des caractéristiques techniques décrites en détail pour un mode de réalisation donné peuvent être combinées aux caractéristiques techniques décrites dans le contexte d’autres modes de réalisation décrits à titre d’exemples et de manière non limitative. Des numéros de référence similaires seront utilisés pour décrire des concepts semblables à travers différents modes de réalisation de l’invention. Par exemple, les références 100, 200, 300 et 400 désignent quatre modes de réalisation d’une source lumineuse matricielle selon l’invention.

L’illustration de la figure 1 montre une source lumineuse pixelisée ou matricielle 100 selon un mode de réalisation préféré de l’invention. La source lumineuse matricielle 100 comprend une pluralité de sources lumineuses élémentaires à élément semi-conducteur électroluminescent 110 et un substrat commun non-illustré, en contact mécanique et électrique avec un circuit intégré. Les sources lumineuses élémentaires sont typiquement des diodes électroluminescentes, LED.

La source lumineuse matricielle 100 comprend de préférence un composant matriciel monolithique, dans lequel les couches semi-conductrices des sources lumineuses élémentaires 110 sont, par exemple, disposées sur le substrat commun. La matrice de sources lumineuses élémentaires 110 comprend de préférence un montage en parallèle d’une pluralité de branches, chaque branche comprenant des sources lumineuses semi-conductrices électroluminescentes 110.

La matrice de sources lumineuses élémentaires comprend à titre d’exemple et non-limitatif, selon l’épaisseur du substrat et commençant par l’extrémité opposée à l’emplacement des sources élémentaires 110, une première couche électriquement conductrice déposée sur un substrat électriquement isolant. Il suit une couche semi-conductrice dopée n, dont l’épaisseur se situe entre 0.1 et 2 pm. Cette épaisseur est nettement inférieure à celles de diodes électroluminescentes connues, pour lesquelles la couche correspondante présente une épaisseur de l’ordre de 1 à 2 pm. La couche suivante est la couche active de puits quantiques d’une épaisseur d’environ 30 nm, suivie d’une couche bloquant des électrons, et finalement une couche semi-conductrice dopée p, cette dernière ayant une épaisseur d’environ 300nm. De préférence, la première couche est une couche de (Al)GaN:Si, la deuxième couche une couche de n-GaN:Si, la couche active comprend des puits quantiques en InGaN alternant avec des barrières en GaN. La couche bloquante est de préférence en AlGaN:Mg et la couche dopée p est de préférence en p-GaN:Mg. Le nitrure de Galium dopé n présente une résistivité de 0.0005 Ohm/cm tandis que le nitrure de Galium dopé p présente une résistivité de 1 Ohm/cm. Les épaisseurs des couches proposées permettent notamment d’augmenter la résistance série interne de la source élémentaire, tout en réduisant de manière significative son temps de fabrication, comme la couche dopée n est moins épaisse comparée à des LEDs connues et nécessite un temps de dépôt moins important. A titre d’exemple, typiquement 5 heures de temps de dépôts en MOCVD est nécessaire pour une LED de configuration standard avec 2μ de couche n, et ce temps peut être réduit de 50% si l’épaisseur de la couche n est réduite à 0.2μ.

Afin d’obtenir des sources lumineuses élémentaires 110 présentant des couches semi-conductrices ayant des épaisseurs homogènes, le composant monolithique 100 est de préférence fabriqué en déposant les couches de manière homogène et uniforme sur au moins une partie de la surface du substrat, de manière à la recouvrir. Le dépôt des couches est par exemple réalisé par un procédé d’épitaxie en phase vapeur aux organométalliques (« metal oxide chemical vapor deposition »), MOCVD. De tels procédés ainsi que des réacteurs pour leur mise en œuvre sont connus pour déposer des couches semi-conductrices sur un substrat, par exemple depuis les documents de brevet WO 2010/072380 Al ou WO 01/46498 Al. Les détails de leur mise en œuvre ne seront par conséquent pas détaillés dans le cadre la présente invention. Ensuite, les couches ainsi formées sont pixélisées. A titre d’exemple et non-limitatif, les couches sont enlevées par des procédés lithographiques connus et par etching aux endroits qui correspondent par la suite aux espaces séparant les sources lumineuses élémentaires 110 les unes des autres sur le substrat. Ainsi, une pluralité de plusieurs dizaines ou centaines ou milliers de pixels 110 de surface inférieure à un millimètre-carré pour chaque pixel individuel, et de surface totale supérieure à 2 millimètre-carré ayant des couches semi-conductrices à épaisseurs homogènes, et présentant donc des résistances série internes homogènes et élevées peuvent être produites sur le substrat d’une source lumineuse matricielle 100. De manière générale, plus la taille de chaque pixel de LED diminue, plus sa résistance série augmente, et plus ce pixel est adapté à être piloté par une source de tension. Alternativement, le substrat comprenant les couches épitaxiées recouvrant au moins une partie de la surface du substrat est scié ou coupé en sources lumineuses élémentaires, chacune des sources lumineuses élémentaires ayant des caractéristiques similaires au niveau de leur résistance série interne.

L’invention se rapporte à même titre à des types de sources lumineuses élémentaires à éléments semiconducteurs impliquant d’autres configurations de couches semi-conductrices. Notamment les substrats, les matériaux semi-conducteurs des couches, l’agencement des couches, leurs épaisseurs et d’éventuels vias entre les couches peuvent être différents de l’exemple qui vient d’être décrit.

Le circuit intégré 120 comprend en outre pour au moins une mais de préférence pour toutes les sources lumineuses élémentaires 110, un circuit de détection de court-circuit 130 apte à débrancher la source lumineuse élémentaire de son alimentation électrique 10 lorsqu’un court-circuit de la source lumineuse élémentaire est détecté. Dépendant de la source lumineuse matricielle, elle peut être pilotée en tension ou en courant électrique par un circuit de pilotage de l’alimentation électrique. De tels circuits sont en soi connus dans l’art et leur fonctionnement ne sera pas décrit en détails dans le cadre de la présente invention. Ils impliquent au moins un circuit convertisseur apte à convertir une tension/un courant d’entrée, fourni par exemple par une source de tension/courant interne à un véhicule automobile, telle qu’une batterie, en une tension/un courant de sortie, d’intensité adaptée à alimenter la source lumineuse matricielle. Lorsque la source lumineuse matricielle est pilotée en tension électrique, le pilotage de chaque source élémentaire, ou de manière équivalente, de chaque pixel, se réduit à la commande d’un dispositif interrupteur 132 tel qu’il est schématisé sur la figure 1. Le dispositif interrupteur est par exemple réalisé par un transistor à effet de champ de type MOSEET.

De préférence, non-seulement les éléments interrupteurs 132, mais également un circuit d’alimentation peut être intégré dans le substrat lors de la fabrication du composant monolithique 100.

Le circuit de détection de court-circuit 130 est configuré pour comparer la chute de tension aux bornes de la source lumineuse élémentaire 110 à une valeur seuil prédéterminée, par exemple à l’aide d’un circuit comparateur. Ceci permet de détecter le passage d’un courant électrique d’une intensité supérieure à une valeur de seuil prédéterminée à travers la source lumineuse élémentaire 110, et de conclure le cas échéant à la présence d’un court-circuit. Sur détection d’un court-circuit, le dispositif interrupteur 132 est commandé afin de passer en mode ouvert, de manière à isoler la source lumineuse élémentaire 110 défectueuse.

L’illustration de la figure 2 montre une source lumineuse pixelisée ou matricielle 200 selon un mode de réalisation préféré de l’invention. La source lumineuse matricielle comprend une pluralité de sources lumineuses élémentaires à élément semi-conducteur électroluminescent 210 et un substrat commun non-illustré, en contact mécanique et électrique avec un circuit intégré 220. Les sources lumineuses élémentaires sont typiquement des diodes électroluminescentes, LED.

Le circuit-intégré 220 comprend pour au moins une source lumineuses élémentaire 210 un circuit de détection de court-circuit 230 apte à débrancher la source lumineuse élémentaire de son alimentation électrique 10 lorsqu’un court-circuit de la source lumineuse élémentaire est détecté. Dans l’exemple de la figure 2, un dispositif interrupteur 232 est réalisé par un transistor à effet de champ de type MOSEET. L’état du dispositif interrupteur définit le mode allumé/éteint de la source lumineuse élémentaire 210. Si le transistor est passant, un courant électrique peut traverser la diode électroluminescente 210, ce qui n’est pas le cas lorsque le transistor est bloquant. La source matricielle 200 comprend une unité de réception pour recevoir un signal de commande 12 pour chacune des sources élémentaires 210. Le signal de commande est typiquement un signal binaire généré par une unité de commande externe à la source matricielle. Le signal est destiné à commander l’allumage de chacune des sources élémentaires. Bien qu’un unique signal commande 12 ne soit illustré sur la figure 2, l’invention s’étend évidemment à un cas ou chaque source élémentaire reçoit un signal de commande 12 spécifique. Le circuit de détection de court-circuit 230 comprend une unité de comparaison 234 pour comparer la chute de tension aux bornes de la source lumineuse élémentaire 210 à une valeur seuil prédéterminée, par exemple à l’aide d’un circuit comparateur. Ceci permet de détecter le passage d’un courant électrique d’une intensité supérieure à une valeur de seuil prédéterminée à travers la source lumineuse élémentaire 210, et de conclure le cas échéant à la présence d’un court-circuit. Sur détection d’un court-circuit, le dispositif interrupteur 232 est commandé afin de passer en mode ouvert, de manière à isoler la source lumineuse élémentaire 210 défectueuse. L’information de détection est mise à la disposition à l’entrée d’une unité logique 236, de préférence sous forme binaire. Cette information binaire de détection est combinée par l’unité logique 236 avec signal de commande 12 afin de primer ce dernier en cas de court-circuit : si le signal commande 12 indique l’allumage de source lumineuse élémentaire alors que le circuit de détection 230 correspondant indique la présence d’un court-circuit, le signal de commande 12 s’en voit annulé de manière à ce que la source lumineuse élémentaire soit éteinte. Le signal de sortie de l’unité de logique 236 commande de manière effective l’état du dispositif interrupteur 232.

L’illustration de la figure 3 montre une source lumineuse pixelisée ou matricielle 300 selon un mode de réalisation préféré de l’invention. La source lumineuse matricielle comprend une pluralité de sources lumineuses élémentaires à élément semi-conducteur électroluminescent 310 et un substrat commun non-illustré, en contact mécanique et électrique avec un circuit intégré 320. Les sources lumineuses élémentaires sont typiquement des diodes électroluminescentes, LED.

Le circuit intégré 320 comprend pour au moins une source lumineuses élémentaire 310 un circuit de détection de court-circuit 330 apte à débrancher la source lumineuse élémentaire de son alimentation électrique 10 lorsqu’un court-circuit de la source lumineuse élémentaire est détecté. Dans l’exemple de la figure 3, un dispositif interrupteur 332 est réalisé par un transistor à effet de champ de type MOSEET. L’état du dispositif interrupteur définit le mode allumé/éteint de la source lumineuse élémentaire 310. La source matricielle 300 comprend une unité de réception pour recevoir un signal de commande 12 pour chacune des sources élémentaires 310. Le signal de commande est typiquement un signal binaire généré par une unité de commande externe à la source matricielle. Le signal est destiné à commander l’allumage de chacune des sources élémentaires. Le circuit de détection de court-circuit 330 comprend une unité de comparaison 334 pour comparer la chute de tension aux bornes de la source lumineuse élémentaire 310 à une valeur seuil prédéterminée, par exemple à l’aide d’un circuit comparateur. Ceci permet de détecter le passage d’un courant électrique d’une intensité supérieure à une valeur de seuil prédéterminée à travers la source lumineuse élémentaire 310, et de conclure le cas échéant à la présence d’un court-circuit. Sur détection d’un court-circuit, le dispositif interrupteur 332 est commandé afin de passer en mode ouvert, de manière à isoler la source lumineuse élémentaire 310 défectueuse. L’information de détection est mise à la disposition d’une unité logique 336, de préférence sous forme binaire, et enregistrée dans un élément de mémoire 338. Cette information binaire de détection est combinée par l’unité logique 336 avec signal de commande 12 afin de primer ce dernier en cas de court-circuit: si le signal commande 12 indique l’allumage de source lumineuse élémentaire alors que le circuit de détection 330 correspondant indique la présence d’un court-circuit, le signal de commande 12 s’en voit annulé de manière à ce que la source lumineuse élémentaire soit éteinte. Le circuit logique 436 comprend par exemple une porte logique de type NAND. Des circuits électroniques agencés pour réaliser la fonction logique qui vient d’être décrite sont bien connus dans l’art. L’enregistrement de l’indication de détection dans l’élément de mémoire 338 permet également à une unité externe de lire cette information et de l’utiliser à ses propres fins.

L’illustration de la figure 4 montre une source lumineuse pixelisée ou matricielle 400 selon un mode de réalisation préféré de l’invention. La source lumineuse matricielle comprend une pluralité de sources lumineuses élémentaires à élément semi-conducteur électroluminescent 410 et un substrat commun non-illustré, en contact mécanique et électrique avec un circuit intégré 420. Les sources lumineuses élémentaires sont typiquement des diodes électroluminescentes, LED. La source lumineuse matricielle 400 est piloté en courant électrique.

Le circuit intégré 420 comprend pour au moins une source lumineuses élémentaire 410 un circuit de détection de court-circuit 430 apte à débrancher la source lumineuse élémentaire de son alimentation électrique 10 lorsqu’un court-circuit de la source lumineuse élémentaire est détecté. Dans l’exemple de la figure 4, un dispositif interrupteur 432 est réalisé par une source de courant commandée par le signal de sortie de l’unité logique 436. L’état du dispositif interrupteur définit le mode allumé/éteint de la source lumineuse élémentaire 410. La source matricielle 400 comprend une unité de réception pour recevoir un signal de commande 12 pour chacune des sources élémentaires 410. Le signal de commande est typiquement un signal binaire généré par une unité de commande externe à la source matricielle. Le signal est destiné à commander l’allumage de chacune des sources élémentaires. Le circuit de détection de court-circuit 430 comprend une unité de comparaison 434 pour comparer la chute de tension aux bornes de la source lumineuse élémentaire 410 à une valeur seuil prédéterminée, par exemple à l’aide d’un circuit comparateur. Ceci permet de détecter le passage d’un courant électrique d’une intensité supérieure à une valeur de seuil prédéterminée à travers la source lumineuse élémentaire 410, et de conclure le cas échéant à la présence d’un court-circuit. Sur détection d’un court-circuit, la source de courant 432 est commandée afin de ne pas fournir le un courant direct à la source lumineuse élémentaires 410, de manière l’isoler puisqu’elle est défectueuse. L’information de détection est mise à la disposition à l’entrée de l’unité logique 436, de préférence sous forme binaire, et enregistrée dans l’élément de mémoire 438. Cette information binaire de détection est combinée par l’unité logique 346 au signal de commande 12 afin de primer ce dernier en cas de court-circuit: si le signal commande 12 indique l’allumage de source lumineuse élémentaire alors que le circuit de détection 430 correspondant indique la présence d’un court-circuit, le signal de commande 12 s’en voit annulé et l’unité logique génère un signal de sortie pour couper l’alimentation électrique de la source lumineuse élémentaire. L’enregistrement de l’indication de détection dans l’élément de mémoire 438 permet également à une unité externe de lire cette information et de l’utiliser à ses propres fins.

Il va de soi que le circuit intégré peut comprendre d’autres circuits électroniques et/ou éléments de mémoire utilisés pour d’autres fonctions en rapport avec la source lumineuse matricielle et/ou avec les sources lumineuses élémentaires.

L’étendue de la protection est déterminée par les revendications.

Claims (10)

1. Revendications

   1. Source lumineuse matricielle (100, 200, 300, 400) comprenant un circuit intégré (120, 220, 320, 420) et une matrice de sources lumineuses élémentaires à élément semi-conducteur électroluminescent (110, 210, 310, 410), caractérisé en ce que le circuit intégré (120, 220, 320, 420) est en contact avec la matrice et comprend, pour au moins une des sources lumineuses élémentaires (110, 210, 310, 410), un circuit de détection de court-circuit (130, 230, 330, 430) apte à débrancher la source lumineuse élémentaire de son alimentation électrique (10) lorsqu'un court-circuit de la source lumineuse élémentaire est détecté.
2. 2. Source lumineuse matricielle selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit de détection de court-circuit (230, 330, 430) comprend une unité de comparaison (234, 334, 434) agencée pour comparer l’intensité du courant qui circule à travers la source lumineuse élémentaire à une valeur seuil prédéterminée, et en ce que la détection dépend du résultat de la comparaison.
3. 3. Source lumineuse selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le circuit intégré comprend un circuit de détection de court-circuit dédié pour chacune des sources lumineuses élémentaires.
4. 4. Source lumineuse selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les sources lumineuses élémentaires sont agencées en au moins deux branches de sources parallèles.
5. 5. Source lumineuse selon une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le circuit de détection est configuré pour générer une information binaire de détection d’un court-circuit de ladite source lumineuse élémentaire.
6. 6. Source lumineuse selon une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le circuit intégré comprend, pour au moins une source lumineuse élémentaire, un dispositif interrupteur (232, 332, 432) destiné à brancher de manière sélective ladite source lumineuse élémentaire à un circuit d'alimentation électrique (10) sur réception d'une commande d'allumage binaire, et en ce que le circuit de détection (230, 330, 430) est configuré pour annuler la commande d'allumage lorsqu’un court-circuit de ladite source lumineuse élémentaire est détecté.
7. 7. Source lumineuse selon la revendication 6, caractérisée en ce que la consigne (12) est une information binaire et en ce que le circuit de détection (230, 330, 430) est agencé pour combiner la consigne et l’information de détection moyennant un circuit logique (236, 336,

   346), dont le signal binaire de sortie commande l’état dudit dispositif interrupteur.
8. 8. Source lumineuse selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le circuit de

   5 détection comprend un élément de mémoire (338, 438), le circuit de détection étant configuré pour stocker une information de détection dans ledit élément de mémoire.
9. 9. Module lumineux pour un véhicule automobile comprenant une source lumineuse matricielle et un circuit de pilotage de l’alimentation électrique de ladite source, caractérisé en ce que la
10. 10 source lumineuse matricielle est conforme à une des revendications 1 à 8.