FR3097935A1 - Lighting and / or signaling device - Google Patents
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Abstract
Dispositif d’éclairage et/ou de signalisation L’invention concerne un dispositif (1) d’éclairage et/ou de signalisation d’un véhicule comprenant un guide de lumière (2) linéique qui présente une direction d’allongement longitudinale principale et une source de lumière (3), le guide de lumière (2) comprenant une face d’entrée (7) et une face de sortie (8) des rayons lumineux émis par la source de lumière (3), la face de sortie s’étendant le long de la direction d’allongement du guide de lumière, caractérisé en ce que la face d’entrée (7) est disposée à l’opposé de la face de sortie (8) et que la source de lumière (3) comprend une carte de circuit imprimé (4) sur laquelle est disposée une pluralité de microLEDs (5) formant une série linéaire (6) dans une direction parallèle à la direction d’allongement longitudinale principale du guide de lumière, au sein de laquelle les microLEDs (5) voisines sont espacées entre elle d’une distance (D) comprise entre 200 microns et 1 millimètre. Figure pour l’abrégé : Figure 1Lighting and / or signaling device The invention relates to a device (1) for lighting and / or signaling a vehicle comprising a linear light guide (2) which has a main longitudinal direction of elongation and a light source (3), the light guide (2) comprising an input face (7) and an output face (8) of the light rays emitted by the light source (3), the output face s' extending along the direction of elongation of the light guide, characterized in that the inlet face (7) is disposed opposite to the outlet face (8) and the light source (3) comprises a printed circuit board (4) on which is arranged a plurality of microLEDs (5) forming a linear series (6) in a direction parallel to the main longitudinal direction of elongation of the light guide, within which the microLEDs ( 5) neighbors are spaced apart by a distance (D) of between 200 microns and 1 millimeter. Figure for the abstract: Figure 1
Description
La présente invention concerne un dispositif d’éclairage et/ou de signalisation pour véhicule. L’invention se rapporte au domaine des dispositifs optiques destinés à éclairer l’intérieur d’un habitacle de véhicule, ou à avertir visuellement les autres usagers sur la route.The present invention relates to a lighting and/or signaling device for a vehicle. The invention relates to the field of optical devices intended to illuminate the interior of a vehicle passenger compartment, or to visually warn other users on the road.
La technologie des dispositifs d’éclairage et/ou de signalisation s’est énormément développée au cours de ces dernières années, et il est désormais connu d’utiliser des guides de lumière linéiques, c’est à dire présentant une dimension longitudinale importante par rapport à la section de passage du guide, associés à des sources de lumière, de manière à proposer un éclairage d’aspect linéique.The technology of lighting and/or signaling devices has developed enormously in recent years, and it is now known to use linear light guides, that is to say having a large longitudinal dimension with respect to to the passage section of the guide, associated with light sources, so as to provide lighting with a linear appearance.
Il est par exemple connu de disposer une diode électroluminescente en regard d’une face d’entrée d’un guide de lumière, disposée à une extrémité longitudinale du guide, et le faisceau lumineux se propage le long de ce même guide de lumière par des réflexions totales successives. Des moyens de découplage, tels que des prismes, sont ménagés dans l’épaisseur du guide pour réfléchir les rayons lumineux du faisceau de telle sorte que ces rayons impactent la paroi du guide disposée en face des prismes avec un angle tel que les rayons puissent sortir du guide pour réaliser la fonction d’éclairage souhaitée. Ces technologies présentent certains défauts, notamment le fait de devoir utiliser un guide de lumière d’un diamètre conséquent pour permettre le guidage par réflexions totales successives vers les moyens de découplage, ou le fait d’avoir une sortie de lumière peu homogène du fait de l’écartement des moyens de découplage.It is for example known to place a light-emitting diode facing an input face of a light guide, placed at a longitudinal end of the guide, and the light beam is propagated along this same light guide by successive total reflections. Decoupling means, such as prisms, are formed in the thickness of the guide to reflect the light rays of the beam so that these rays impact the wall of the guide arranged opposite the prisms with an angle such that the rays can exit of the guide to achieve the desired lighting function. These technologies have certain shortcomings, in particular the fact of having to use a light guide of a substantial diameter to allow guidance by successive total reflections towards the decoupling means, or the fact of having an inhomogeneous light output due to the spacing of the decoupling means.
Il est par ailleurs connu de mettre en œuvre une technologie laser, notamment accompagnée de l’utilisation de guide de lumière en verre, afin d’améliorer les performances optiques. Le guide de lumière en verre peut être très fin mais doit être entourée d’une gaine pour la protection du tube en verre et il est nécessaire de prévoir un luminophore associée pour réaliser la conversion de longueur d’onde de la source laser bleue. Il convient également de prévoir la formation de moyens de découplage de formes plus complexes que celles des prismes réalisés dans un guide associé à une diode électroluminescente. Si cette mise en œuvre permet d’obtenir un dispositif très souple et très lumineux, avec un bon rapport entre luminance de début et de fin de guide notamment, elle génère d’autres problématiques, notamment le fait qu’un faisceau laser présente un risque de sécurité et qu’une diode laser nécessite une gestion du refroidissement de la diode dont les coûts s’avèrent importants.It is also known to implement laser technology, in particular accompanied by the use of glass light guides, in order to improve optical performance. The glass light guide can be very thin but must be surrounded by a sheath for the protection of the glass tube and it is necessary to provide an associated phosphor to perform the wavelength conversion of the blue laser source. Provision should also be made for the formation of decoupling means of more complex shapes than those of the prisms produced in a guide associated with a light-emitting diode. If this implementation makes it possible to obtain a very flexible and very luminous device, with a good ratio between the luminance of the start and the end of the guide in particular, it generates other problems, in particular the fact that a laser beam presents a risk of safety and that a laser diode requires a management of the cooling of the diode whose costs turn out to be significant.
La présente invention s’inscrit dans ce contexte et elle vise à proposer un dispositif d’éclairage et/ou de signalisation aux performances optiques optimales, notamment assurant un éclairage homogène, et ce quelles que soient la longueur ou la forme de la zone dans laquelle est implanté le dispositif, à coûts réduits et sans présenter de risques liés à la sécurité.The present invention falls within this context and it aims to propose a lighting and/or signaling device with optimal optical performance, in particular ensuring uniform lighting, regardless of the length or shape of the zone in which the device is implanted, at reduced cost and without presenting security risks.
L’invention consiste en un dispositif d’éclairage et/ou de signalisation d’un véhicule comprenant un guide de lumière linéique qui présente une direction d’allongement longitudinale principale et une source de lumière, le guide de lumière comprenant une face d’entrée et une face de sortie des rayons lumineux émis par la source de lumière, la face de sortie s’étendant le long de la direction d’allongement du guide de lumière, caractérisé en ce que la face d’entrée est disposée à l’opposé de la face de sortie et que la source de lumière comprend une carte de circuit imprimé sur laquelle est disposée une pluralité de microLEDs formant une série linéaire dans une direction parallèle à la direction d’allongement longitudinale principale du guide de lumière, au sein de laquelle les microLEDs voisines sont espacées entre elle d’une distance comprise entre 200 microns et 1 millimètre.The invention consists of a lighting and/or signaling device for a vehicle comprising a linear light guide which has a main longitudinal direction of elongation and a light source, the light guide comprising an entry face and an output face for the light rays emitted by the light source, the output face extending along the direction of elongation of the light guide, characterized in that the input face is disposed opposite from the exit face and that the light source comprises a printed circuit board on which is arranged a plurality of microLEDs forming a linear series in a direction parallel to the main longitudinal direction of elongation of the light guide, within which the neighboring microLEDs are spaced apart by a distance of between 200 microns and 1 millimeter.
Selon une caractéristique de l’invention, les microLEDs voisines sont espacées entre elle d’une distance comprise entre 300 microns et 500 microns.According to a feature of the invention, the neighboring microLEDs are spaced apart by a distance of between 300 microns and 500 microns.
Il convient de noter que selon l’invention, le faisceau lumineux n’est pas généré par la présence d’une diode agencée en bout d’un guide de lumière et dont le rayonnement lumineux se propage dans une direction longitudinale au sein de ce guide de lumière qui doit comprendre des moyens de découplage de la lumière, mais que ce faisceau est généré par plusieurs diodes dont le rayonnement lumineux traverse le guide de lumière selon une direction transversale, c’est-à dire de manière sensiblement perpendiculaire au guide de lumière.It should be noted that according to the invention, the light beam is not generated by the presence of a diode arranged at the end of a light guide and whose light radiation propagates in a longitudinal direction within this guide. of light which must include means for decoupling the light, but that this beam is generated by several diodes whose light radiation passes through the light guide in a transverse direction, that is to say substantially perpendicular to the light guide .
Le terme microLED sera utilisé durant toute la description de l’invention pour désigner une diode électroluminescente dont la dimension de la zone émettrice est de l’ordre de la dizaine de microns. Typiquement les microLEDs ont une taille comprise entre 20 et 150 microns. Ce sont ces microLEDs qui assurent l’éclairage du dispositif d’éclairage et/ou de signalisation.The term microLED will be used throughout the description of the invention to designate a light-emitting diode whose dimension of the emitting zone is of the order of ten microns. Typically microLEDs have a size between 20 and 150 microns. It is these microLEDs that light the lighting and/or signaling device.
Le guide de lumière est avantageusement de forme sensiblement cylindrique, et s’étend sur une dimension principale longitudinale. Le guide de lumière est en matière sensiblement transparente. La matière peut par exemple être un polymère tel que le silicone, le polycarbonate ou le polyacrylate de méthyle.The light guide is advantageously of substantially cylindrical shape, and extends over a main longitudinal dimension. The light guide is made of substantially transparent material. The material can for example be a polymer such as silicone, polycarbonate or polymethyl acrylate.
Le guide de lumière comprend une face d’entrée de la lumière et une face de sortie de la lumière. La face d’entrée et la face de sortie correspondent chacune à une portion d’une paroi du guide de lumière. La face de sortie et la face d’entrée sont globalement opposées l’une par rapport à l’autre, séparées ainsi par le volume interne défini par la paroi du guide de lumière. Plus particulièrement, lorsque le guide de lumière présente une forme cylindrique de section sensiblement circulaire, la face de sortie et la face d’entrée du guide de lumière sont diamétralement opposées. Ainsi, les rayons lumineux entrent dans le guide de lumière par la face d’entrée, et le guide de lumière répartit la lumière émise selon la photométrie souhaitée jusqu’à la face de sortie. La répartition de la lumière créée par le guide de lumière garantit d’obtenir une bonne homogénéité de la lumière en sortie du guide de lumière, et ce quel que soit l’angle d’observation. La configuration de la face de sortie et de la face d’entrée permettent de disposer les diodes formant source de lumière de telle sorte que l’on génère un système d’imagerie directe dans lequel le faisceau lumineux résultant de l’émission des rayons lumineux est facile à rendre homogène sur l’ensemble du guide de lumière. L’homogénéité est à comprendre en terme d’intensité et/ou de colorimétrie de la lumière émise.The light guide includes a light entry face and a light exit face. The entry face and the exit face each correspond to a portion of a wall of the light guide. The output face and the input face are globally opposite to each other, thus separated by the internal volume defined by the wall of the light guide. More particularly, when the light guide has a cylindrical shape with a substantially circular section, the output face and the input face of the light guide are diametrically opposed. Thus, the light rays enter the light guide through the entry face, and the light guide distributes the emitted light according to the desired photometry to the exit face. The distribution of the light created by the light guide guarantees to obtain a good homogeneity of the light at the exit of the light guide, and this whatever the angle of observation. The configuration of the output face and of the input face make it possible to arrange the diodes forming the light source in such a way that a direct imaging system is generated in which the light beam resulting from the emission of the light rays is easy to make homogeneous over the entire light guide. Homogeneity is to be understood in terms of intensity and/or colorimetry of the light emitted.
L’utilisation de microLEDs permet de diminuer l’espacement entre chaque diode et permet ainsi, combiné à ce système en imagerie directe, de ne pas générer de faisceau haché tel que cela peut être le cas avec un guide de lumière à prismes.The use of microLEDs makes it possible to reduce the spacing between each diode and thus makes it possible, combined with this system in direct imaging, not to generate a chopped beam as can be the case with a prismatic light guide.
La source de lumière comprend une carte de circuit imprimé qui, tout comme le guide de lumière, s’étend sur une dimension principale longitudinale. La carte de circuit imprimée peut être rigide ou souple. Une carte de circuit imprimé souple est par exemple apte à être agencée sur une zone du véhicule non plane, en pouvant être soumise à une torsion de manière à créer une courbure si cela est souhaité. La carte de circuit imprimée est fixée à une paroi du véhicule ou sur un support soutenu par le véhicule, par exemple par collage.The light source comprises a printed circuit board which, like the light guide, extends over a major longitudinal dimension. The printed circuit board can be rigid or flexible. A flexible printed circuit board is for example able to be arranged on a non-planar area of the vehicle, being able to be subjected to a torsion so as to create a curvature if this is desired. The printed circuit board is fixed to a wall of the vehicle or to a support supported by the vehicle, for example by gluing.
Une pluralité de microLEDs est installée sur la carte de circuit imprimé, par exemple par soudage ou brasage. Les microLEDs sont agencées les unes à côté des autres de sorte à former une série linéaire, s’étendant le long de la direction d’allongement principale longitudinale du guide et de la carte de circuit imprimé. Les microLEDs sont alimentées en énergie par un générateur pour émettre un rayonnement lumineux. L’allumage des microLEDs peut être constant, ou bien peut être activé suite à une commande spécifiquement prévue à cet effet, ou bien dans un but de signalisation, par exemple par le biais de la pédale de frein ou du levier des clignotants du véhicule. Les microLEDs peuvent émettre une couleur spécifique en fonction de leur composition, tel que cela sera décrit plus en détails par la suite.A plurality of microLEDs is installed on the printed circuit board, for example by welding or soldering. The microLEDs are arranged next to each other so as to form a linear series, extending along the main longitudinal elongation direction of the guide and the printed circuit board. The microLEDs are supplied with energy by a generator to emit light radiation. The lighting of the microLEDs can be constant, or can be activated following a command specifically provided for this purpose, or for signaling purposes, for example by means of the brake pedal or the vehicle's indicator lever. The microLEDs can emit a specific color depending on their composition, as will be described in more detail later.
Selon l’invention, chaque microLED est espacée l’une par rapport à l’autre par un pas compris entre 100 microns et 300 microns. Cette distance maximale de 300 microns entre chaque microLED permet de conserver un aspect homogène, sans coupure, de la lumière émise par le dispositif. En effet, les inventeurs ont établi qu’un observateur situé à environ un mètre du dispositif n’est pas en mesure de distinguer les pixels formés par chaque microLED les uns par rapport aux autres si la distance séparant chaque microLED est inférieur ou égale à 300 microns. On comprend que selon l’invention, il est possible de rapprocher les microLEDs les unes des autres sur la carte de circuit imprimés, dès lors que des moyens d’implantation appropriés des diodes sur la carte de circuit imprimés sont mis en œuvre, et que ce rapprochement des diodes permet de générer un faisceau régulier sans démarcation des pixels. Et qu’une telle précision dans le faisceau projeté ne saurait être obtenue dans un guide de lumière classique comprenant des moyens de découplage des rayons lumineux tels que des prismes, les contraintes de fabrication empêchant une réalisation très resserrée des prismes l’un après l’autre.According to the invention, each microLED is spaced from one another by a pitch of between 100 microns and 300 microns. This maximum distance of 300 microns between each microLED makes it possible to maintain a homogeneous, uninterrupted appearance of the light emitted by the device. Indeed, the inventors have established that an observer located approximately one meter from the device is not able to distinguish the pixels formed by each microLED from each other if the distance separating each microLED is less than or equal to 300 microns. It is understood that according to the invention, it is possible to bring the microLEDs closer to each other on the printed circuit board, provided that appropriate means for installing the diodes on the printed circuit board are implemented, and that this bringing together of the diodes makes it possible to generate a regular beam without demarcation of the pixels. And that such precision in the projected beam cannot be obtained in a conventional light guide comprising means for decoupling the light rays such as prisms, the manufacturing constraints preventing a very tight realization of the prisms one after the other.
Ainsi, c’est la combinaison entre l’agencement du guide de lumière, avec une face d’entrée et une face de sortie en regard l’une de l’autre, et l’utilisation de microLEDs, avec un pas spécifique entre chaque microLED, qui garantit une excellente homogénéité de la lumière en sortie du guide de lumière, ce qui en plus d’obtenir un meilleur rendu esthétique, permet également d’améliorer la qualité des signaux d’avertissement à l’encontre des autres usagers de la route dans le cas où le dispositif a une fonction de signalisation.Thus, it is the combination between the arrangement of the light guide, with an entry face and an exit face facing each other, and the use of microLEDs, with a specific pitch between each microLED, which guarantees excellent homogeneity of the light coming out of the light guide, which in addition to obtaining a better aesthetic rendering, also makes it possible to improve the quality of the warning signals against other road users. road in the case where the device has a signaling function.
Selon une caractéristique de l’invention, la carte de circuit imprimé est disposée directement au contact du guide de lumière. Le guide de lumière est donc placé directement en regard de la zone d’émission des microLEDs. Cette disposition par contact direct garantit que l’ensemble des rayons lumineux passe à travers le guide de lumière et limite les réflexions ou diffusions parasites. Le guide de lumière peut donc être fixé directement sur la carte de circuit imprimé, ou bien sur le support soutenant la carte de circuit imprimé.According to a characteristic of the invention, the printed circuit board is arranged directly in contact with the light guide. The light guide is therefore placed directly opposite the emission zone of the microLEDs. This arrangement by direct contact guarantees that all the light rays pass through the light guide and limits parasitic reflections or diffusions. The light guide can therefore be fixed directly to the printed circuit board, or else to the support supporting the printed circuit board.
Selon une caractéristique de l’invention, le guide de lumière comprend un méplat configuré pour former une surface d’accueil plane pour la carte de circuit imprimé. Le guide de lumière présente une forme cylindrique, relativement régulière, à l’exception de la portion de la paroi correspondante à la face d’entrée qui est constituée d’un méplat. Ce méplat permet de faire en sorte que la portion de paroi du guide de lumière au contact de la carte de circuit imprimé soit parallèle à cette dernière. Ainsi, le rayonnement lumineux émis par les microLEDs est quasiment perpendiculaire à la face d’entrée, ce qui garantit grandement de limiter l’apparition de phénomènes optiques parasites de diffraction ou de réfraction causé par une incidence non perpendiculaire des rayons lumineux émis par les microLEDs.According to a characteristic of the invention, the light guide comprises a flat configured to form a flat receiving surface for the printed circuit board. The light guide has a cylindrical shape, relatively regular, with the exception of the portion of the wall corresponding to the entrance face which consists of a flat. This flat makes it possible to ensure that the wall portion of the light guide in contact with the printed circuit board is parallel to the latter. Thus, the light radiation emitted by the microLEDs is almost perpendicular to the input face, which greatly guarantees to limit the appearance of parasitic optical phenomena of diffraction or refraction caused by a non-perpendicular incidence of the light rays emitted by the microLEDs .
Selon une caractéristique de l’invention, la dimension du guide de lumière perpendiculaire à sa dimension longitudinale est comprise entre 1 et 5 mm. Cette dimension correspond à la plus longue distance entre la face d’entrée et la face de sortie du guide de lumière. Notamment, lorsque le guide de lumière présente une forme cylindrique de section sensiblement circulaire, le diamètre du guide de lumière peut être compris entre 1 et 5 mm. Cette dimension est globalement inférieure à celle des guides de lumière de l’art antérieur, qui est de l’ordre de 5 à 8 mm pour les guides de lumière comprenant des moyens de découplage, et autour de 8 mm pour les guides de lumière des diodes laser mettant en œuvre un tube fin en verre et une gaine de protection autour. Ainsi la section formée est de très petite taille ce qui limite l’encombrement mécanique.According to one characteristic of the invention, the dimension of the light guide perpendicular to its longitudinal dimension is between 1 and 5 mm. This dimension corresponds to the longest distance between the entry face and the exit face of the light guide. In particular, when the light guide has a cylindrical shape with a substantially circular section, the diameter of the light guide can be between 1 and 5 mm. This dimension is generally lower than that of the light guides of the prior art, which is of the order of 5 to 8 mm for the light guides comprising decoupling means, and around 8 mm for the light guides of the laser diodes implementing a thin glass tube and a protective sheath around. Thus the section formed is very small which limits the mechanical size.
Selon une caractéristique de l’invention, les microLEDs sont associées à au moins un luminophore. Le luminophore est un élément disposé sur la microLED qui permet de modifier la couleur d’émission de celle-ci, le semi-conducteur équipant la microLED étant configuré pour émettre une lumière bleue convertie par le luminophore. Les luminophores utilisées pour ce type de dispositif optique peuvent notamment être de couleur blanche, rouge, jaune ou ambre, c’est-à-dire être configurés pour convertir les rayons lumineux émis par le semi-conducteur dans une couleur telle que la synthèse additive des rayons passant par le luminophore donne un faisceau de couleur blanche, rouge, jaune ou ambre, étant entendu que ces couleurs correspondent avantageusement à des normes d’éclairage et/ou de signalisation des véhicules. Les luminophores utilisés peuvent par exemple être des phosphores.According to one characteristic of the invention, the microLEDs are associated with at least one phosphor. The phosphor is an element placed on the microLED which makes it possible to modify the emission color of the latter, the semiconductor equipping the microLED being configured to emit blue light converted by the phosphor. The phosphors used for this type of optical device can in particular be white, red, yellow or amber in color, that is to say be configured to convert the light rays emitted by the semiconductor into a color such as additive synthesis rays passing through the phosphor gives a beam of white, red, yellow or amber color, it being understood that these colors advantageously correspond to vehicle lighting and/or signaling standards. The phosphors used can for example be phosphors.
Selon une caractéristique de l’invention, le luminophore peut être disposé en sortie de la microLED sur le trajet des rayons lumineux émis par cette microLED, ou bien il peut être intégré dans le volume de la microLED, on parle alors de microLED packagée.According to one characteristic of the invention, the phosphor can be arranged at the output of the microLED on the path of the light rays emitted by this microLED, or it can be integrated into the volume of the microLED, this is then referred to as packaged microLED.
Selon une caractéristique de l’invention, les microLEDs peuvent être associées à plusieurs luminophores. Une telle microLED peut émettre deux couleurs différentes par le biais de deux luminophores différents, répartis sur la surface d’émission de la microLED en au moins deux zones émettrices distinctes et séparées par une barrière optique.According to a characteristic of the invention, the microLEDs can be associated with several phosphors. Such a microLED can emit two different colors through two different phosphors, distributed over the emission surface of the microLED in at least two distinct emitting zones and separated by an optical barrier.
Selon une caractéristique de l’invention, la source de lumière peut comprendre deux types de microLEDs, chaque type étant alimenté indépendamment l’un de l’autre et étant disposé linéairement en une unique série sur la carte de circuit imprimé de manière à créer une alternance de couleurs, la distance entre deux microLEDs d’un même type étant de l’ordre de 500 microns. Par deux types de microLEDs, on entend deux microLEDs comprenant chacune un luminophore distinct et émettant une couleur différente l’une par rapport à l’autre. Il est possible d’installer les microLEDs sur la carte de circuit imprimé en alternant deux types différents de microLEDs, et ce afin de créer un dispositif de signalisation apte à fournir deux types d’éclairage ou de signalisation différents pour une même surface de sortie. Les deux couleurs utilisées peuvent par exemple être rouge et ambre pour l’arrière du véhicule ou ambre et blanc pour l’avant du véhicule. Ainsi, les microLEDs sont alimentées ou non en fonction des commandes effectuées par le conducteur du véhicule, affichant la couleur correspondante à l’action effectuée, par exemple l’allumage des microLEDs de couleur rouge lorsque le conducteur actionne la pédale de frein.According to one characteristic of the invention, the light source can comprise two types of microLEDs, each type being powered independently of one another and being arranged linearly in a single series on the printed circuit board so as to create a alternation of colors, the distance between two microLEDs of the same type being of the order of 500 microns. By two types of microLEDs, we mean two microLEDs each comprising a distinct phosphor and emitting a different color from each other. It is possible to install the microLEDs on the printed circuit board by alternating two different types of microLEDs, in order to create a signaling device capable of providing two different types of lighting or signaling for the same output surface. The two colors used can for example be red and amber for the rear of the vehicle or amber and white for the front of the vehicle. Thus, the microLEDs are powered or not depending on the commands made by the driver of the vehicle, displaying the color corresponding to the action performed, for example the lighting of the red microLEDs when the driver activates the brake pedal.
Tel que cela a été précisé précédemment, les microLEDs voisines peuvent être espacées l’une de l’autre d’une distance comprise entre 200 microns et 1 millimètre. Dans le contexte de deux types de microLEDS qui vient d’être décrit, afin de maintenir un aspect linéaire continu et sans hachure pour chacune des fonctions d’éclairage et/ou de signalisation, il convient que le pas entre deux microLEDs d’un même type, c’est-à-dire entre deux microLEDS permettant la mise en œuvre d’une fonction d’éclairage et/ou de signalisation donnée, soit le plus petit possible. En effet, dans ce mode de réalisation, il arrive que lorsqu’un des types de microLED est allumé, l’autre est éteint. Il est donc indispensable pour maintenir l’aspect linéaire de réduire le pas entre chaque microLED. Étant donné que les microLEDs sont disposées de manière à former une alternance des couleurs, pour ce mode de réalisation, deux microLEDs d’un même type sont distancées l’une par rapport à l’autre d’une distance au moins égale au double de la valeur minimale du pas initial entre chaque microLEDs. Préférentiellement, dans ce contexte, deux microLEDs d’un même type sont distancées l’une par rapport à l’autre d’une distance de l’ordre de 500 microns.As previously specified, neighboring microLEDs can be spaced apart by a distance of between 200 microns and 1 millimeter. In the context of two types of microLEDS which has just been described, in order to maintain a continuous linear appearance without hatching for each of the lighting and/or signaling functions, the pitch between two microLEDs of the same type, that is to say between two microLEDs allowing the implementation of a given lighting and/or signaling function, i.e. as small as possible. Indeed, in this embodiment, it happens that when one of the types of microLED is on, the other is off. It is therefore essential to maintain the linear aspect to reduce the pitch between each microLED. Given that the microLEDs are arranged so as to form an alternation of colors, for this embodiment, two microLEDs of the same type are distanced from each other by a distance at least equal to twice the minimum value of the initial step between each microLEDs. Preferably, in this context, two microLEDs of the same type are distanced from each other by a distance of the order of 500 microns.
Selon une caractéristique de l’invention, au moins deux types de microLEDs peuvent être disposés en plusieurs séries linéaire, chaque type de microLED formant une série linéaire. Tout comme le mode de réalisation précédent, ce mode de réalisation implique des types de microLEDs de couleurs différentes s’allumant indépendamment les uns des autres, par exemple dans un objectif de signalisation. Contrairement à ce qui vient d’être décrit précédemment, les différents types de microLEDs ne sont ici pas disposés sur la carte de circuit imprimé en alternance sur une seule et même série linéaire, mais chaque type de microLED est disposé dans sa propre série linéaire de microLEDs. Autrement dit, il y a autant de séries linéaires de microLEDs qu’il y a de types de microLEDs, permettant ainsi de conserver le même espacement de maximum 300 microns entre chaque microLED, tout comme pour le cas où le dispositif comprend uniquement un type de microLED. L’écart entre deux séries linéaires de microLEDs est compris entre 150 microns et 1 mm, typiquement 300 microns.According to a characteristic of the invention, at least two types of microLEDs can be arranged in several linear series, each type of microLED forming a linear series. Just like the previous embodiment, this embodiment involves types of microLEDs of different colors lighting up independently of each other, for example for signaling purposes. Contrary to what has just been described previously, the different types of microLEDs are here not arranged on the printed circuit board alternately in one and the same linear series, but each type of microLED is arranged in its own linear series of microLEDs. In other words, there are as many linear series of microLEDs as there are types of microLEDs, thus making it possible to maintain the same spacing of a maximum of 300 microns between each microLED, just as in the case where the device only comprises one type of microLED. The gap between two linear series of microLEDs is between 150 microns and 1 mm, typically 300 microns.
La présence de plusieurs séries linéaires de microLEDs implique de modifier les dimensions de certains éléments du dispositif en conséquence. Plusieurs séries linéaires de microLEDs sont mises en place sur la carte de circuit imprimé. Cette dernière doit donc être plus large que lorsqu’elle accueille une unique série linéaire de microLEDs afin d’éviter tout encombrement mécanique. Cette modification de dimension entraîne également l’augmentation de la largeur du méplat du guide de lumière qui doit couvrir chacune des séries linéaires de microLEDs. La forme générale du guide de lumière est donc plus oblongue que dans les modes de réalisation précédents. Ce mode de réalisation sera illustré par la suite.The presence of several linear series of microLEDs implies modifying the dimensions of certain elements of the device accordingly. Several linear series of microLEDs are placed on the circuit board. The latter must therefore be wider than when it accommodates a single linear series of microLEDs in order to avoid any mechanical clutter. This change in size also leads to an increase in the width of the light guide flat which must cover each of the linear series of microLEDs. The general shape of the light guide is therefore more oblong than in the previous embodiments. This embodiment will be illustrated below.
Selon une caractéristique de l’invention, au moins un luminophore peut être agencé sur la carte de circuit imprimé et/ou sur la face d’entrée du guide de lumière. Le mode de réalisation avec un luminophore agencé sur la carte de circuit imprimé est adapté lorsqu’une série linéaire de microLEDs ne comprend qu’un seul type de microLED. Ainsi, plutôt que d’adapter un luminophore individuel sur chacune des microLEDs, il est plus simple d’utiliser un unique luminophore sous la forme par exemple d’une bande de luminophore s’étendant de façon continue le long de la carte de circuit imprimé, et recouvrant l’ensemble des microLEDs de la série linéaire. Cette bande de luminophore est fixée sur la carte de circuit imprimé, par exemple par collage. Tout comme les luminophores associées respectivement à chacune des microLEDs précédemment décrites, les bandes de luminophores permettent d’obtenir la couleur souhaitée en fonction du besoin. Les microLEDs couvertes par cette bande de luminophore sont donc logiquement dépourvues de luminophore sur leur structure.According to one characteristic of the invention, at least one phosphor can be arranged on the printed circuit board and/or on the input face of the light guide. The embodiment with a phosphor arranged on the printed circuit board is suitable when a linear series of microLEDs comprises only one type of microLED. Thus, rather than adapting an individual phosphor to each of the microLEDs, it is simpler to use a single phosphor in the form, for example, of a strip of phosphor extending continuously along the printed circuit board. , and covering all the microLEDs of the linear series. This strip of phosphor is fixed to the printed circuit board, for example by gluing. Just like the phosphors associated respectively with each of the microLEDs previously described, the strips of phosphors make it possible to obtain the desired color according to the need. The microLEDs covered by this strip of phosphor therefore logically have no phosphor on their structure.
Tout comme l’agencement du luminophore sur la carte de circuit imprimé, le luminophore, au lieu d’être disposé individuellement sur une microLED, peut être agencé sur le guide de lumière. Cette alternative peut présenter des avantages lorsque l’indice optique du matériau qui constitue le guide de lumière est proche de l’indice optique du matériau luminophore, ce qui assure d’éviter des rayonnements parasites pouvant nuire à l’homogénéité du rayonnement lumineux induit par le dispositif.Similar to the arrangement of the phosphor on the printed circuit board, the phosphor, instead of being arranged individually on a microLED, can be arranged on the light guide. This alternative can have advantages when the optical index of the material which constitutes the light guide is close to the optical index of the phosphor material, which ensures the avoidance of parasitic radiation that can harm the homogeneity of the light radiation induced by the device.
Pour cette alternative, le luminophore peut par exemple être une structure directement intégrée au méplat du guide de lumière, s’étendant de manière longitudinale le long du guide de lumière et recouvrant les séries linéaires de microLEDs lorsque la carte de circuit imprimé est disposée en regard du méplat du guide de lumière. On comprend que le luminophore recouvre la face d’entrée du guide de lumière, ce qui ne présente pas de problèmes étant donné que, comme cela a été présenté précédemment, les indices optiques du guide de lumière et du matériau luminophore sont similaires.For this alternative, the phosphor can for example be a structure directly integrated into the flat of the light guide, extending longitudinally along the light guide and covering the linear series of microLEDs when the printed circuit board is placed facing of the light guide flat. It is understood that the phosphor covers the input face of the light guide, which does not present any problems given that, as previously presented, the optical indices of the light guide and of the phosphor material are similar.
Selon une caractéristique de l’invention, le guide de lumière comprend au moins une encoche sur la face d’entrée, configurée pour permettre la dépose du luminophore. La réalisation d’une telle encoche permet de s’assurer de la position adéquate de la bande de luminophore amenée à être déposée contre la face d’entrée du guide de lumière, et donc de la position adéquate de la bande de luminophore pour qu’elle soit disposée en regard de l’alignement des séries linéaires de microLEDs lorsque le guide de lumière est fixé sur la carte de circuit imprimé.According to one characteristic of the invention, the light guide comprises at least one notch on the entry face, configured to allow the phosphor to be deposited. The realization of such a notch makes it possible to ensure the adequate position of the strip of phosphor brought to be deposited against the entry face of the light guide, and therefore of the adequate position of the strip of phosphor so that it is arranged facing the alignment of the linear series of microLEDs when the light guide is fixed on the printed circuit board.
Selon une caractéristique de l’invention, la carte de circuit imprimé ou le guide de lumière comprend au moins une paroi entre deux luminophores ou bandes de luminophore distincts. On comprend qu’une paroi est agencée entre deux luminophores embarqués sur une même microLED, ou entre deux luminophores disposées en bande sur la carte de circuits imprimés ou sur la face d’entrée du guide de lumière, afin d’éviter que les rayons lumineux émis par une microLED ne passe successivement par les deux luminophores et altère la couleur souhaitée du faisceau en sortie du guide de lumière.According to one characteristic of the invention, the printed circuit board or the light guide comprises at least one wall between two separate phosphors or strips of phosphors. It is understood that a wall is arranged between two luminophores embedded on the same microLED, or between two luminophores arranged in a strip on the printed circuit board or on the entry face of the light guide, in order to prevent the light rays emitted by a microLED passes successively through the two phosphors and alters the desired color of the beam at the output of the light guide.
La paroi peut notamment consister en un vide d’air dans l’épaisseur du guide de lumière ou en une paroi réalisée dans un matériau occultant et surmoulée sur le guide de lumière ou la carte de circuit imprimé.The wall may in particular consist of an air gap in the thickness of the light guide or of a wall made of a screening material and molded onto the light guide or the printed circuit board.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the detailed description given below, and several embodiments given by way of indication and not limitation with reference to the schematic drawings appended on the other hand. , on which ones :
la figure 1
la figure 2
la figure 3
la figure 4
la figure 5
la figure 6
la figure 7
la figure 8
Pour des conditions de clarté de la description détaillée, le trièdre LVT représentera l’orientation du dispositif selon l’invention. La direction longitudinale L correspond à la direction d’allongement principale par exemple du guide de lumière ou de la carte de circuit imprimé, et les directions transversales T et verticales V correspondent à des axes perpendiculaires à la direction longitudinale L.For conditions of clarity of the detailed description, the LVT trihedron will represent the orientation of the device according to the invention. The longitudinal direction L corresponds to the main direction of elongation of, for example, the light guide or the printed circuit board, and the transverse T and vertical V directions correspond to axes perpendicular to the longitudinal direction L.
Les figures 1 à 3 représentent un dispositif 1 d’éclairage et/ou de signalisation selon un premier mode de réalisation de l’invention. Le dispositif 1 peut être utilisé pour l’éclairage, intérieur ou extérieur, ou pour la signalisation, par exemple pour tout moyen de signalisation visuelle situé à l’avant ou à l’arrière du véhicule.Figures 1 to 3 show a lighting and/or signaling device 1 according to a first embodiment of the invention. The device 1 can be used for lighting, interior or exterior, or for signaling, for example for any means of visual signaling located at the front or at the rear of the vehicle.
Le dispositif 1 comprend un guide de lumière 2 et une source de lumière 3. La source de lumière 3 a pour fonction d’émettre des rayons lumineux à travers le guide de lumière, ce dernier étant configuré pour former en sortie un faisceau lumineux approprié.The device 1 comprises a light guide 2 and a light source 3. The function of the light source 3 is to emit light rays through the light guide, the latter being configured to form an appropriate light beam at the output.
Le guide de lumière 2 est fait d’une matière permettant de diffuser les rayons lumineux émis par la source de lumière 3. La matière peut par exemple être un polymère rigide ou souple en fonction du besoin. A titre d’exemple non limitatif, la matière peut être un polymère thermoplastique transparent, du type polyméthacrylate de méthyle (PMMA). Le guide de lumière 2 présente une forme sensiblement cylindrique, de section circulaire ou oblongue et il s’étend principalement selon une direction d’allongement longitudinale L. Selon le besoin, la dimension longitudinale du guide de lumière 2 peut s’étendre par exemple de plusieurs dizaines de centimètres, voire de plus d’un mètre. Le guide de lumière 2 présente en revanche une section de très petite taille au regard de sa longueur, la section étant comprise entre un et cinq millimètres. Cette section correspond aux dimensions transversales T et verticales V définissant le volume interne du guide de lumière 2. Tel que cela est illustré sur les figures 2 et 3, le guide de lumière 2 présente une spécificité de forme au niveau d’une paroi qui sera décrite plus en détails par la suite.The light guide 2 is made of a material making it possible to diffuse the light rays emitted by the light source 3. The material can for example be a rigid or flexible polymer depending on the need. By way of non-limiting example, the material may be a transparent thermoplastic polymer, of the polymethyl methacrylate (PMMA) type. The light guide 2 has a substantially cylindrical shape, of circular or oblong section and it extends mainly along a longitudinal direction of elongation L. Depending on the need, the longitudinal dimension of the light guide 2 can extend for example from several tens of centimeters or even more than a meter. The light guide 2 on the other hand has a section of very small size with regard to its length, the section being between one and five millimeters. This section corresponds to the transverse T and vertical V dimensions defining the internal volume of the light guide 2. As illustrated in FIGS. 2 and 3, the light guide 2 has a specific shape at the level of a wall which will be described in more detail later.
La source de lumière 3 comprend une carte de circuit imprimé 4 et une pluralité de microLEDs 5. La carte de circuit imprimé 4 s’étend selon un plan défini par les directions longitudinales L et verticales V, et peut par exemple présenter une forme sensiblement rectangulaire, dont la dimension longitudinale est plus élevée que la dimension verticale. La carte de circuit imprimé 4 s’étend selon la direction longitudinale L sur une longueur similaire à celle du guide de lumière 2. La carte de circuit imprimé 4 comporte une première face 41 apte à être en regard du guide de lumière 2 lorsque le dispositif est assemblé et une deuxième face 42 tournée à l’opposé du guide. Plusieurs composants, et notamment les microLEDs, sont disposés sur la première face 41 de la carte de circuit imprimé.The light source 3 comprises a printed circuit board 4 and a plurality of microLEDs 5. The printed circuit board 4 extends along a plane defined by the longitudinal L and vertical V directions, and may for example have a substantially rectangular shape. , whose longitudinal dimension is greater than the vertical dimension. The printed circuit board 4 extends along the longitudinal direction L over a length similar to that of the light guide 2. The printed circuit board 4 comprises a first face 41 capable of facing the light guide 2 when the device is assembled and a second face 42 facing away from the guide. Several components, and in particular the microLEDs, are arranged on the first face 41 of the printed circuit board.
La pluralité de microLEDs 5 forme ici une et une seule série linéaire 6 s’étendant de manière longitudinale, de manière parallèle à la direction d’allongement longitudinale du guide de lumière 2 et de la carte de circuit imprimé 4. La distance D entre chaque microLEDs 5 est comprise entre 300 et 500 microns. On comprend ainsi que le nombre de microLEDs 5 formant la série linéaire 6 dépend de la longueur du guide de lumière 2 et de la carte de circuit imprimé 4.The plurality of microLEDs 5 here form one and only one linear series 6 extending longitudinally, parallel to the direction of longitudinal elongation of the light guide 2 and of the printed circuit board 4. The distance D between each microLEDs 5 is between 300 and 500 microns. It is thus understood that the number of microLEDs 5 forming the linear series 6 depends on the length of the light guide 2 and of the printed circuit board 4.
Les microLEDs 5 sont mises en place sur la carte de circuit imprimé 4 par des solutions process adéquates et spécifique à la mise en œuvre d’un grand nombre de microLEDs sur la carte de circuit imprimé. A titre d’exemple, avec un dispositif et un guide de lumière de longueur d'environ 1m, pour un écartement de 400 microns entre deux microLEDs voisines, on comprend alors qu'il y a environ 2500 microLEDs à fixer sur la carte de circuit imprimé et qu’il convient de prévoir des solutions de transfert et de fixation de masse.The microLEDs 5 are placed on the printed circuit board 4 by suitable process solutions specific to the implementation of a large number of microLEDs on the printed circuit board. By way of example, with a device and a light guide approximately 1 m long, for a spacing of 400 microns between two neighboring microLEDs, it is then understood that there are approximately 2500 microLEDs to be fixed on the circuit board. printed and that mass transfer and fixation solutions should be provided.
Plus précisément, un outillage est configuré et piloté pour saisir sur un substrat un nombre important, par exemple de l’ordre de la centaine, de microLEDs pour les reporter sur la carte de circuit imprimé afin de garder un nombre raisonnable de transferts pour optimiser le temps de production du module et donc son coût.More precisely, a tool is configured and controlled to capture on a substrate a large number, for example of the order of a hundred, of microLEDs to transfer them to the printed circuit board in order to keep a reasonable number of transfers to optimize the module production time and therefore its cost.
Les microLEDs 5 sont des diodes électroluminescentes d’une dimension de l’ordre De la dizaine de microns, typiquement entre 20 et 150 microns. Les microLEDs qui composent la série linéaire 6 sont configurées pour émettre un faisceau lumineux de couleur règlementaire lorsque le dispositif est un dispositif d’éclairage extérieur ou un dispositif de signalisation, et de n’importe quelle couleur d’ambiance lorsque le dispositif est un dispositif d’éclairage intérieur.The microLEDs 5 are light-emitting diodes with a dimension of the order of ten microns, typically between 20 and 150 microns. The microLEDs that make up the linear series 6 are configured to emit a light beam of regulatory color when the device is an outdoor lighting device or a signaling device, and of any ambient color when the device is a device. interior lighting.
A titre d’exemple non limitatif, les couleurs souhaitées sont obtenues par combinaison d’une émission de lumière bleue et par conversion de longueur d’onde via un luminophore adéquat. Le luminophore peut par exemple être un phosphore. Le luminophore, et conséquemment la couleur, est choisi en fonction du besoin auquel le dispositif 1 doit répondre. Si le dispositif 1 doit émettre plusieurs couleurs, les microLEDs 5 peuvent être organisées pour répondre à cette fonction comme cela sera décrit par la suite. Ces luminophores peuvent notamment être disposés sur le trajet des rayons émis dans des microLEDs 5 de type packagé, dans lesquelles un boîter loge les différentes couches de semi-conducteur et la couche de luminophore.By way of non-limiting example, the desired colors are obtained by combining an emission of blue light and by wavelength conversion via a suitable phosphor. The phosphor can for example be a phosphor. The phosphor, and consequently the color, is chosen according to the need to which the device 1 must respond. If the device 1 must emit several colors, the microLEDs 5 can be organized to respond to this function as will be described below. These phosphors can in particular be arranged on the path of the rays emitted in microLEDs 5 of the packaged type, in which a box houses the various semiconductor layers and the phosphor layer.
Par ailleurs, que les microLEDs soient de type packagé ou non, chacune de ces microLEDs 5 peut être associée à plusieurs luminophores de manière à pouvoir émettre plusieurs longueurs d’onde différentes. Tel que cela sera décrit ci-après, dans ce contexte de pluralité d’émissions de longueur d’ondes, les microLEDs 5 peuvent également ne contenir qu’un seul luminophore avec plusieurs types de microLEDs 5 émettant dans une longueur d’onde différente qui sont agencées dans un seul dispositif 1.Furthermore, whether the microLEDs are of the packaged type or not, each of these microLEDs 5 can be associated with several phosphors so as to be able to emit several different wavelengths. As will be described below, in this context of multiple wavelength emissions, the microLEDs 5 may also contain only a single phosphor with several types of microLEDs 5 emitting in a different wavelength which are arranged in a single device 1.
Selon l’invention, on définit le guide de lumière 2 avec une face d’entrée 7 par laquelle les rayons émis par la source de lumière pénètrent dans le guide de lumière et avec une face de sortie 8, disposée à l’opposé de la face d’entrée, par laquelle les rayons sortent du dispositif pour former un faisceau d’éclairage ou de signalisation. Ces deux faces sont formées par une portion de la paroi périphérique délimitant le volume interne du guide de lumière.According to the invention, the light guide 2 is defined with an input face 7 through which the rays emitted by the light source enter the light guide and with an output face 8, arranged opposite the entry face, through which the rays leave the device to form an illuminating or signaling beam. These two faces are formed by a portion of the peripheral wall delimiting the internal volume of the light guide.
La carte de circuit imprimé 4 étant directement au contact du guide de lumière 2, les rayons lumineux 9 émis lorsque les microLEDs 5 sont allumées se propagent directement à travers le guide de lumière 2 autour de l’axe optique, ou direction principale d’émission, des microLEDs, c’est-à-dire une direction transversale T perpendiculaire au plan d’extension de la carte de circuit imprimé. Tel que cela est notamment visible sur les figures 1 et 2, les rayons lumineux 9 émis au plus près de l’axe optique traversent directement la section cylindrique du guide de lumière 2 en direction de la face de sortie 8, tandis que les rayons lumineux éclatés au niveau de la face d’entrée 7 du guide sont réfléchis sur la paroi délimitant le guide en direction de cette face de sortie 8. La disposition en série des microLEDs, avec un écart entre deux microLEDs voisines de l’ordre de 300 microns, en regard d’une face d’entrée à l’opposé de la face de sortie permet de générer un dispositif dans lequel la sortie des rayons lumineux 9 par la face de sortie 8 du guide de lumière 2 forme une lumière homogène sur toute la longueur du guide de lumière 2 lorsque toutes les microLEDs sont allumées.The printed circuit board 4 being directly in contact with the light guide 2, the light rays 9 emitted when the microLEDs 5 are lit propagate directly through the light guide 2 around the optical axis, or main direction of emission , microLEDs, that is to say a transverse direction T perpendicular to the plane of extension of the printed circuit board. As can be seen in particular in FIGS. 1 and 2, the light rays 9 emitted closest to the optical axis pass directly through the cylindrical section of the light guide 2 in the direction of the exit face 8, while the light rays exploded at the entry face 7 of the guide are reflected on the wall delimiting the guide in the direction of this exit face 8. The serial arrangement of the microLEDs, with a gap between two neighboring microLEDs of the order of 300 microns , opposite an input face opposite the output face, makes it possible to generate a device in which the output of the light rays 9 by the output face 8 of the light guide 2 forms a homogeneous light over the entire length of light guide 2 when all microLEDs are on.
La figure 2 rend plus particulièrement visible la forme de la face d’entrée 7. Le guide de lumière 2 présente une section sensiblement circulaire à l’exception d’un méplat 14, qui forme la face d’entrée 7 située en regard de la carte de circuit imprimé 4 et des microLEDs lorsque le dispositif est assemblé, c’est-à-dire lorsque la carte de circuit imprimé 4 est plaqué contre le méplat 14, conformément aux flèches présentes sur l’illustration de la figure 3.FIG. 2 makes the shape of the entry face 7 more particularly visible. The light guide 2 has a substantially circular section with the exception of a flat 14, which forms the entry face 7 located opposite the printed circuit board 4 and microLEDs when the device is assembled, that is to say when the printed circuit board 4 is pressed against the flat 14, in accordance with the arrows present in the illustration of figure 3.
Le méplat 14 permet la fixation du guide de lumière 2 à la carte de circuit imprimé 4, par exemple par collage. La surface plane du méplat 14 permet d’avoir un parallélisme des surfaces de la face d’entrée et la carte de circuit imprimé 4. Ainsi, les rayons lumineux 9 émis par les microLEDs 5 subissent un minimum de phénomènes optiques parasites lorsqu’ils pénètrent dans le guide de lumière en traversant le méplat 14. La source de lumière 3 est reliée électriquement à un module de commande, non représenté sur la figure 1. Le module de commande contrôle l’allumage ou non des microLEDs 5 du dispositif 1, en fonction des actions effectuées par le conducteur du véhicule ou par les passagers, par exemple la mise en marche d’un éclairage, intérieur ou extérieur du véhicule, ou bien la réalisation d’une action particulière de l’utilisateur du véhicule nécessitant la signalisation de cette action, comme l’actionnement de la pédale de frein ou du levier contrôlant les clignotants. Selon la fonction d’éclairage ou de signalisation à effectuer, le module de commande détermine quelles sont les microLEDs 5 à activer et le cas échéant dans quelle configuration doivent être activées les microLEDs lorsque celles-ci sont susceptibles d’émettre des faisceaux de plusieurs couleurs.The flat 14 allows the fixing of the light guide 2 to the printed circuit board 4, for example by gluing. The flat surface of the flat 14 makes it possible to have a parallelism of the surfaces of the input face and the printed circuit board 4. Thus, the light rays 9 emitted by the microLEDs 5 undergo a minimum of parasitic optical phenomena when they penetrate in the light guide by crossing the flat 14. The light source 3 is electrically connected to a control module, not shown in Figure 1. The control module controls the lighting or not of the microLEDs 5 of the device 1, by function of the actions carried out by the driver of the vehicle or by the passengers, for example the switching on of lighting, inside or outside the vehicle, or else the performance of a particular action by the user of the vehicle requiring the signaling of this action, such as operating the brake pedal or the lever controlling the indicators. Depending on the lighting or signaling function to be performed, the control module determines which microLEDs 5 to activate and, if necessary, in which configuration the microLEDs must be activated when they are likely to emit beams of several colors. .
La figure 4 représente le dispositif 1 selon un deuxième mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, les microLEDs 5 sont toujours alignées en une unique série linéaire, mais sont réparties en deux types de microLEDs, un premier type de microLED 51 et un deuxième type de microLED 52. Le premier type de microLED 51 et le deuxième type de microLED 52 se différencient par la longueur d’onde d’émission de leur semi-conducteur, et donc par le type de luminophore associé. La différence de longueur d’onde qui résulte de l’agencement de ces deux types de microLEDs est illustrée sur la figure par des hachures d’orientation et d’épaisseur différentes.FIG. 4 represents device 1 according to a second embodiment. In this embodiment, the microLEDs 5 are still aligned in a single linear series, but are divided into two types of microLEDs, a first type of microLED 51 and a second type of microLED 52. The first type of microLED 51 and the second type of microLED 52 are differentiated by the emission wavelength of their semiconductor, and therefore by the type of associated phosphor. The difference in wavelength resulting from the arrangement of these two types of microLEDs is illustrated in the figure by hatching of different orientation and thickness.
Dans ce deuxième mode de réalisation, les microLEDs sont agencées de sorte que les deux types de microLED soient disposés en alternance le long de la série linéaire et le module de commande est configuré pour allumer simultanément uniquement les microLEDS d’un des types. Les deux couleurs sont choisies en fonction du besoin auquel doit répondre le dispositif 1 au sein du véhicule et également en fonction des normes des véhicules, par exemple rouge et ambre si le dispositif 1 est situé à l’arrière du véhicule, ou blanc et ambre si le dispositif 1 est situé à l’avant du véhicule. On comprend de ce deuxième mode de réalisation que deux microLEDs d’un même type de microLED ne sont pas directement juxtaposées. Il est dès lors important de diminuer la distance entre chaque microLEDs afin de maintenir un aspect linéaire de l’une ou l’autre couleur de faisceau émis lorsque seul un premier ou un deuxième type de microLEDs est allumé. Les inventeurs ont déterminé une distance D1 maximale à respecter, pour conserver la perception par un utilisateur à un mètre du véhicule d’un aspect linéaire de l’un ou l’autre des faisceaux émis, de l’ordre de 500 microns entre deux microLEDs d’un même type, et donc la distance D doit être ici inférieur à 250 microns pour deux microLEDs juxtaposées sur la même série linéaire 6.In this second embodiment, the microLEDs are arranged so that the two types of microLEDs are arranged alternately along the linear series and the control module is configured to simultaneously light only the microLEDs of one of the types. The two colors are chosen according to the need to be met by the device 1 within the vehicle and also according to the standards of the vehicles, for example red and amber if the device 1 is located at the rear of the vehicle, or white and amber if the device 1 is located at the front of the vehicle. It is understood from this second embodiment that two microLEDs of the same type of microLED are not directly juxtaposed. It is therefore important to reduce the distance between each microLEDs in order to maintain a linear aspect of one or the other color of the beam emitted when only a first or a second type of microLEDs is lit. The inventors have determined a maximum distance D1 to be respected, in order to maintain the perception by a user one meter from the vehicle of a linear aspect of one or other of the beams emitted, of the order of 500 microns between two microLEDs of the same type, and therefore the distance D must here be less than 250 microns for two juxtaposed microLEDs on the same linear series 6.
La figure 5 représente un troisième mode de réalisation du dispositif 1. Ce mode de réalisation comprend, conformément à ce qui vient d’être décrit pour le deuxième mode de réalisation, deux types différents de microLEDs symbolisés par des hachures d’orientation et d’épaisseur différente pour pouvoir les distinguer. Toutefois, contrairement à ce qui vient d’être décrit en référence à la figure précédente, les deux types de microLEDs ne sont ici pas disposés en alternance sur une seule et même série linéaire. Dans ce troisième mode de réalisation, chaque type de microLEDs est disposé sur sa propre série linéaire. Il y a donc autant de séries linéaires qu’il y a de types de microLEDs. La figure 4 représente un mode de réalisation comprenant deux types de microLEDs, de sorte que la source de lumière comporte une première série linéaire 61 et une deuxième série linéaire 62, chacune ne comprenant qu’un seul type de microLED. Ainsi, il n’est pas nécessaire de réduire la distance D entre chaque microLED d’un même type tel que cela a été précisé pour le deuxième mode de réalisation et la valeur de distance D peut être maintenue entre 300 microns et 500 microns tel qu’évoqué en référence au premier mode de réalisation. L’écartement E entre les deux séries linéaires peut être compris entre 150 microns et un millimètre.FIG. 5 represents a third embodiment of the device 1. This embodiment comprises, in accordance with what has just been described for the second embodiment, two different types of microLEDs symbolized by hatching of orientation and of different thickness to be able to distinguish them. However, contrary to what has just been described with reference to the previous figure, the two types of microLEDs are here not arranged alternately on one and the same linear series. In this third embodiment, each type of microLEDs is arranged on its own linear series. There are therefore as many linear series as there are types of microLEDs. FIG. 4 represents an embodiment comprising two types of microLEDs, such that the light source comprises a first linear series 61 and a second linear series 62, each comprising only one type of microLED. Thus, it is not necessary to reduce the distance D between each microLED of the same type as has been specified for the second embodiment and the distance value D can be maintained between 300 microns and 500 microns such that mentioned with reference to the first embodiment. The spacing E between the two linear series can be between 150 microns and one millimeter.
Ce troisième mode de réalisation implique une modification de dimensions de certains éléments, la carte de circuit imprimé accueillant plusieurs séries linéaires de microLEDs. Ainsi, la dimension verticale de la carte de circuit imprimé 4 est augmentée afin que plusieurs séries linéaires puissent être disposées sur celle-ci. Cette modification de la dimension de la carte de circuit imprimé 4 entraîne donc une modification de la dimension du méplat du guide de lumière 2, le méplat devant recouvrir la totalité des séries linéaires de microLEDs. Cette modification justifie la forme du guide de lumière 2 qui est plus oblongue que pour les modes de réalisation précédents.This third embodiment involves a modification of the dimensions of certain elements, the printed circuit board accommodating several linear series of microLEDs. Thus, the vertical dimension of the printed circuit board 4 is increased so that several linear series can be arranged thereon. This modification of the dimension of the printed circuit board 4 therefore leads to a modification of the dimension of the flat of the light guide 2, the flat having to cover all of the linear series of microLEDs. This modification justifies the shape of the light guide 2 which is more oblong than for the previous embodiments.
Les figures 6 et 7 sont des vues selon un plan longitudinal d’une première variante de réalisation, dans lequel le luminophore est disposé sous forme de bande de façon continue, contrairement aux exemples précédemment décrits où le luminophore était individuellement associé à une microLED. On comprend que ce qui a été précédemment décrit sur l’agencement des microLEDs l’une par rapport à l’autre et l’agencement du guide de lumière et de la carte de circuit imprimé sont ici repris, le guide de lumière n’étant pas représenté ici pour des raisons de clarté. En effet, plutôt que de disposer une fraction de luminophore individuellement sur chaque microLED 5, il peut être judicieux, lorsqu’une pluralité de microLEDs 5 du même type est disposée de façon à former une série linéaire 6 de fixer un luminophore unique sur l’ensemble de la série linéaire 6.FIGS. 6 and 7 are views according to a longitudinal plane of a first variant embodiment, in which the phosphor is arranged in the form of a continuous strip, unlike the examples previously described where the phosphor was individually associated with a microLED. It is understood that what has been previously described on the arrangement of the microLEDs relative to each other and the arrangement of the light guide and the printed circuit board are repeated here, the light guide not being not shown here for clarity. Indeed, rather than arranging a fraction of phosphor individually on each microLED 5, it may be judicious, when a plurality of microLEDs 5 of the same type are arranged so as to form a linear series 6 to fix a single phosphor on the set of linear series 6.
L’agencement peut ainsi s’appliquer lorsqu’une unique série linéaire est formée d’un unique type de microLEDs, tel que présenté dans le premier mode de réalisation. La figure 6 illustre un tel agencement avec un luminophore sous la forme d’une bandelette 10, fixée à la carte de circuit imprimé 4, par exemple par collage. Ainsi, les microLEDs 5 sont dépourvues de luminophore individuel et c’est la bandelette 10 de luminophore qui convertit la longueur d’onde d’émission de l’ensemble de la série linéaire 6 de microLEDs 5. L’opération de dépose de la bandelette de luminophore ne nécessite qu’une seule passe et le temps nécessaire pour réaliser le dispositif dans son ensemble en est réduit.The arrangement can thus be applied when a single linear series is formed from a single type of microLEDs, as presented in the first embodiment. Figure 6 illustrates such an arrangement with a phosphor in the form of a strip 10, fixed to the printed circuit board 4, for example by gluing. Thus, the microLEDs 5 are devoid of individual phosphor and it is the strip 10 of phosphor which converts the emission wavelength of the entire linear series 6 of microLEDs 5. The operation of depositing the strip of phosphor requires only one pass and the time required to produce the device as a whole is thereby reduced.
Cet agencement peut également s’appliquer au troisième mode de réalisation, comme cela est présenté sur la figure 7 où là encore, le guide de lumière n’est pas représenté pour des raisons de clarté. La figure 7 représente une première bandelette 101 de luminophore et une deuxième bandelette 102 de luminophore, chacune étant disposée respectivement sur la première série linéaire 61 et sur la deuxième série linéaire 62. Chacune des bandelettes de luminophore est représentée sous la forme de hachures d’orientation et d’épaisseur différentes pour pouvoir être distinguée. Ainsi, la première bandelette 101 et la deuxième bandelette 102 sont des luminophores différents l’un par rapport à l’autre. Chacune des microLEDs 5 peut être identique aux autres microLEDs et c’est le type de luminophore de chaque bandelette qui donne une couleur différente entre le faisceau émis par l’activation des microLEDs 5 de la première série linéaire 61 et le faisceau émis par l’activation des microLEDs 5 de la deuxième série linéaire 62.This arrangement can also apply to the third embodiment, as shown in Figure 7 where again, the light guide is not shown for reasons of clarity. FIG. 7 represents a first strip 101 of phosphor and a second strip 102 of phosphor, each being placed respectively on the first linear series 61 and on the second linear series 62. Each of the strips of phosphor is represented in the form of hatchings of different orientation and thickness to be distinguishable. Thus, the first strip 101 and the second strip 102 are different phosphors with respect to each other. Each of the microLEDs 5 can be identical to the other microLEDs and it is the type of phosphor of each strip which gives a different color between the beam emitted by the activation of the microLEDs 5 of the first linear series 61 and the beam emitted by the activation of 5 microLEDs of the second linear series 62.
Un tel agencement peut entrainer une diffusion de la lumière plus intense que lorsque chaque microLED 5 comprend son propre luminophore et donc le risque que des rayons lumineux émis par une microLED ayant traversé la bande de luminophore qui est associée à cette microLED viennent traverser par la suite l’autre bande de luminophore et donc altérer au final la couleur souhaitée pour le faisceau lumineux. Pour pallier ce problème, une paroi 11 est mise en place entre les séries linéaires de microLEDs et de bande luminophore. Cette paroi 11 est fixée à la carte de circuit imprimé 4, par exemple par collage ou soudage, ou bien encore est venue de matière avec la carte. La paroi 11 s’étend selon une direction longitudinale L sur toute la longueur de la carte de circuit imprimé 4 de manière à former une barrière optique entre les deux séries linéaires de microLEDs 5.Such an arrangement can lead to a more intense diffusion of light than when each microLED 5 comprises its own phosphor and therefore the risk that light rays emitted by a microLED having crossed the strip of phosphor which is associated with this microLED come to cross subsequently the other strip of phosphor and therefore ultimately alter the color desired for the light beam. To overcome this problem, a wall 11 is placed between the linear series of microLEDs and phosphor strip. This wall 11 is fixed to the printed circuit board 4, for example by gluing or welding, or even is made in one piece with the board. The wall 11 extends in a longitudinal direction L over the entire length of the printed circuit board 4 so as to form an optical barrier between the two linear series of microLEDs 5.
La figure 7 est une vue selon un plan transversal d’une seconde variante d’agencement de luminophores appliqué ici au troisième mode de réalisation précédemment décrit, cette seconde variante différant de ce qui précède en ce que les bandes de luminophore sont agencées sur le guide de lumière 2. Comme mentionné précédemment, cet agencement présente des avantages lorsque l’indice optique du matériau qui constitue le guide de lumière 2 est proche de l’indice optique du matériau luminophore.FIG. 7 is a view along a transverse plane of a second phosphor arrangement variant applied here to the third embodiment described above, this second variant differing from the above in that the phosphor strips are arranged on the guide light guide 2. As mentioned above, this arrangement has advantages when the optical index of the material which constitutes the light guide 2 is close to the optical index of the phosphor material.
Le guide de lumière est configuré dans cette variante de manière à présenter au moins une encoche, disposée respectivement en regard d’une série linéaire de microLEDs, et le fond de cette encoche est recouvert par une couche de luminophore. Le luminophore est directement mis en place sur le guide de lumière 2 de manière à recouvrir les microLEDs 5 lorsque le dispositif est assemblé. Le troisième mode de réalisation comprenant deux séries linéaires, l’agencement ici illustré comprend une première encoche 12 et une seconde encoche 13. On comprend bien sûr que cette variante peut être appliquée au premier mode de réalisation, avec une seule encoche en regard de l’unique série linéaire de microLEDs.The light guide is configured in this variant so as to have at least one notch, arranged respectively opposite a linear series of microLEDs, and the bottom of this notch is covered by a phosphor layer. The phosphor is placed directly on the light guide 2 so as to cover the microLEDs 5 when the device is assembled. The third embodiment comprising two linear series, the arrangement illustrated here comprises a first notch 12 and a second notch 13. It is of course understood that this variant can be applied to the first embodiment, with a single notch facing the unique linear array of microLEDs.
Conformément à ce qui précède, chacune des couches de luminophore déposée dans une encoche est représentée sous la forme de hachures d’orientation et d’épaisseur différentes pour pouvoir être distinguée. Ainsi, la première couche 201 et la deuxième couche 202 sont des luminophores différents l’un par rapport à l’autre Autrement dit, chaque luminophore déposé dans le fond d’une encoche assure la transmission des rayons lumineux de chacune des séries linéaires qu’elle recouvre en modifiant la longueur d’onde différemment selon le type de luminophore. Les microLEDs 5 selon cet agencement sont donc toutes dépourvues de luminophore individuel. Les encoches présentent une dimension longitudinale similaire à la dimension longitudinale de la carte de circuit imprimé 4 afin que les couches de luminophores puissent recouvrir l’ensemble de la série linéaire de microLED qui leur est propre. Les encoches sont agencées sur le guide de lumière 2 de sorte à ce que lorsque le guide de lumière 2 est disposé sur la carte de circuit imprimé 4, chaque encoche est en regard d’une série linéaire de microLEDs 5.In accordance with the above, each of the phosphor layers deposited in a notch is represented in the form of hatches of different orientation and thickness to be able to be distinguished. Thus, the first layer 201 and the second layer 202 are different phosphors with respect to each other. In other words, each phosphor deposited in the bottom of a notch ensures the transmission of the light rays of each of the linear series that it covers by modifying the wavelength differently depending on the type of phosphor. The microLEDs 5 according to this arrangement therefore all have no individual phosphor. The notches have a longitudinal dimension similar to the longitudinal dimension of the printed circuit board 4 so that the phosphor layers can cover the entire linear array of microLEDs of their own. The notches are arranged on the light guide 2 so that when the light guide 2 is placed on the printed circuit board 4, each notch faces a linear series of microLEDs 5.
Tel qu’illustré, il peut être prévu dans l’épaisseur du guide de lumière une paroi 11 pour éviter que des rayons émis par un type de microLED traverse les deux types différents de luminophores. Cette paroi 11 peut notamment être réalisée par la présence d’une portion opaque dans la matière du guide de lumière, ou bien par une zone de vide d’air formée dans cette matière du guide de lumière. Comme précédemment, la paroi 11 s’étend selon une direction longitudinale L sur toute la longueur de la carte de circuit imprimé 4.As illustrated, a wall 11 can be provided in the thickness of the light guide to prevent the rays emitted by one type of microLED from passing through the two different types of phosphors. This wall 11 can in particular be produced by the presence of an opaque portion in the material of the light guide, or else by an air void zone formed in this material of the light guide. As before, the wall 11 extends in a longitudinal direction L over the entire length of the printed circuit board 4.
La description qui précède explique de façon claire comment l’invention garantit une lumière homogène, dépourvue de pixels, sur toute la longueur d’un guide de lumière qui peut s’étendre sur plusieurs dizaines de centimètres, grâce à la combinaison de l’alignement transversal des faces d’entrée et de sortie du guide et de la configuration de la source de lumière avec une disposition en série des microLEDs et une distance minime entre chaque microLEDs 5.The preceding description clearly explains how the invention guarantees homogeneous light, devoid of pixels, over the entire length of a light guide which can extend over several tens of centimeters, thanks to the combination of the alignment transverse of the entry and exit faces of the guide and the configuration of the light source with a serial arrangement of the microLEDs and a minimal distance between each microLEDs 5.
L'invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici, et elle s'étend également à tous moyens ou configurations équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens. En particulier, le nombre de microLEDs, le nombre de séries linéaires ou le nombre de luminophores peuvent être modifiés sans nuire à l’invention, dans la mesure où elles remplissent les fonctionnalités décrites dans le présent document.The invention cannot however be limited to the means and configurations described and illustrated here, and it also extends to all equivalent means or configurations and to any technically effective combination of such means. In particular, the number of microLEDs, the number of linear series or the number of phosphors can be modified without harming the invention, insofar as they fulfill the functions described in this document.
Les modes de réalisation décrits ci-dessus ne sont ainsi nullement limitatifs ; on pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques mentionnées dans ce document, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.The embodiments described above are thus in no way limiting; it is possible in particular to imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics described below isolated from the other characteristics mentioned in this document, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention by compared to the prior art.
Claims (10)
Lighting and/or signaling device (1) according to the preceding claim, in which the printed circuit board (4) or the light guide (2) comprises at least one wall (11) between two separate phosphors.
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