FR3119661A1 - Source lumineuse pour la signalisation d’un véhicule automobile - Google Patents

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Abstract

Source lumineuse d'un arrangement matriciel de sources lumineuses de module lumineux de véhicule automobile, comportant un substrat comprenant une face supérieure, une face inférieure opposée à la face supérieure, et un circuit électronique ; au moins un élément électroluminescent monté sur la face supérieure du substrat, comportant une partie émettrice de lumière ; et une optique de conformation des rayons lumineux émis par ledit élément électroluminescent ; ladite face inférieure comportant des contacts de connexion reliés au circuit électronique, le circuit électronique étant adapté pour alimenter l’au moins un élément électroluminescent ; la partie émettrice de lumière d'au moins un élément électroluminescent ayant une surface inférieure à 40 000 µm² ; ladite optique comprenant un élément optique réalisé par moulage sur l’au moins un élément électroluminescent et au moins partiellement sur la face supérieure du substrat. (Fig. 1)

Description

Source lumineuse pour la signalisation d’un véhicule automobile
L’invention concerne le domaine de l’éclairage et de la signalisation lumineuse automobile. Plus précisément, l’invention concerne le domaine des écrans intégrés dans des modules lumineux d’éclairage ou de signalisation lumineuse de véhicules automobiles.
Il est connu d’intégrer des écrans dans des modules lumineux de véhicules automobiles, par exemple dans des feux arrière. Ces écrans sont par exemple réalisés au moyen de matrices d’un grand nombre de sources lumineuses activables sélectivement, dont les dimensions sont suffisamment réduites pour qu’il soit possible d’afficher sur ces écrans des informations, par exemple sous la forme de message ou de pictogramme, avec une résolution satisfaisante. Ces informations permettent ainsi d’améliorer la signalisation du véhicule automobile, par exemple en contextualisant ou en accompagnant une fonction de signalisation donnée avec un message. Pour des raisons de sécurité, il est toutefois nécessaire que les informations qui y sont affichées soient visibles dans un champ de vue étendu.
Cependant, les sources lumineuses aux dimensions réduites sont limitées en termes de flux et il est difficile de former, à partir d'un arrangement matriciel de ces sources lumineuses et pour un coût raisonnable, un module apte à former un dispositif de signalisation apte à permettre une bonne visibilité du message de jour et/ou à effectuer une fonction réglementaire, notamment une fonction de feu de position arrière, et/ou une fonction STOP et/ou une fonction d’indicateur de changement de direction ayant une distribution lumineuse correspondant au moins aux minima de luminance selon des angles d'observation tels que définis dans les normes UNECE No. 6 - Rev.7 et No. 7 - Rev.7 en vigueur à la date de dépôt.
On connaît, pour des feux de signalisation comportant un nombre limité de sources lumineuses, des optiques permettant de satisfaire aux exigences réglementaires. Cependant, ces solutions sont complexes à mettre en œuvre sur un nombre important de sources lumineuses, par exemple plusieurs centaines ou plusieurs milliers, pour chaque module lumineux : la production de masse est difficilement imaginable pour de telles sources lumineuses.
Un autre problème technique des sources lumineuses de dimensions réduites est le rendement lumineux. En effet, les fonctions réglementaires précitées nécessitent un flux élevé et il est alors nécessaire d'utiliser des arrangements de sources lumineuses ayant des densités importantes de puissance électrique par unité d'aire pour atteindre les intensités lumineuses requises. Le problème de ces arrangements de sources lumineuses denses en puissance électrique est la chaleur émise se traduisant en puissance thermique par unité d'aire, qu'il est alors difficile de dissiper, en particulier dans les environnements automobiles ; de plus, cette densité de puissance mène à une consommation électrique élevée.
Afin de remédier à ces problèmes, il est proposé une source lumineuse d'un arrangement matriciel de sources lumineuses de module lumineux de véhicule automobile, comportant :
Un substrat comportant une face supérieure, une face inférieure opposée à la face supérieure, et un circuit électronique,
Au moins un élément électroluminescent monté sur la face supérieure du substrat, comportant une partie émettrice de lumière,
Une optique de conformation des rayons lumineux émis par ledit élément électroluminescent,
Ladite face inférieure comportant des contacts de connexion reliés au circuit électronique, le circuit électronique étant adapté pour alimenter l’au moins un élément électroluminescent,
La partie émettrice de lumière d'au moins un élément électroluminescent ayant une surface inférieure à 40 000 µm²,
Ladite optique comprenant un élément optique réalisé par moulage sur l’au moins un élément électroluminescent et au moins partiellement sur la face supérieure du substrat.
On entend par arrangement matriciel de sources lumineuses un arrangement de sources lumineuses présentant une maille, c’est-à-dire un arrangement de plusieurs sources lumineuses, répétée au moins une fois, de préférence au moins trois fois. Par exemple, la maille peut être constituée par des sources lumineuses disposées sur les angles d'un parallélogramme. De préférence, les sources lumineuses de l'arrangement matriciel sont identiques, mais il est possible d'avoir un nombre restreint de types de sources lumineuses, par exemple inférieur à 5, par exemple 2.
On entend par une optique de conformation des rayons lumineux un système optique comportant au moins un élément optique déviant des rayons lumineux issus d'au moins un élément électroluminescent de sorte à les conformer.
On entend par un circuit électronique tout agencement de pistes comportant ou non des composants électroniques permettant d’alimenter l'élément électroluminescent.
On entend par conformer le fait soit de faciliter l'extraction des rayons lumineux, soit de concentrer les rayons lumineux. Dans le cas présent d’une optique déposée directement sur un élément électroluminescent, on entend par “faciliter l’extraction des rayons lumineux” le fait de laisser passer le flux lumineux qui serait bloqué par réflection interne en l‘absence d’optique de conformation dédiée des rayons lumineux. On entend par “concentrer les rayons lumineux” le fait de modifier la distribution d’un faisceau issu de l'élément électroluminescent de sorte à augmenter une intensité selon une direction principale et/ou de réduire l’intensité dans des directions éloignées de la direction principale.
L'optique de conformation des rayons lumineux issus d'au moins un élément électroluminescent est obtenue par moulage d’une optique sur l’au moins un élément électroluminescent et au moins partiellement sur la face supérieure du substrat, de préférence par un procédé comprenant une seule étape d'application d'un matériau à mouler. On entend par là que l'optique de conformation des rayons lumineux comporte une partie en contact avec la face supérieure du substrat et une partie en contact avec l'élément électroluminescent. De préférence, le matériau à mouler est moulé par application d'une matrice de moulage. De préférence, le matériau à mouler est une résine durcissable, de préférence durcissable par irradiation, de préférence durcissable par irradiation UV. Lorsque le matériau à mouler est durcissable par irradiation, les matrices de moulage sont de préférence au moins en partie translucides pour les irradiations permettant de durcir le matériau de moulage. Alternativement le matériau à mouler est durcissable par un procédé thermique.
Dans un exemple particulier, le procédé de moulage implique plusieurs matrices de moulage permettant de réaliser des optiques de conformation des rayons lumineux de géométries différentes en une seule étape de moulage.
L’optique de conformation des rayons lumineux peut être moulée individuellement sur chaque source lumineuse. Alternativement, l’optique de conformation des rayons lumineux peut être moulée sur une pluralité de sources lumineuses selon l’invention ; dans ce cas, plusieurs matrices peuvent être employées pour mouler l'optique de conformation des rayons lumineux, de sorte à ce que le moulage soit effectué en une seule étape pour un arrangement matriciel de sources lumineuses selon l'invention.
La face supérieure du substrat est plane ou peut au moins être localement assimilée à un plan.
L'optique de conformation des rayons lumineux issus de la source lumineuse peut comprendre un élément optique transparent et/ou un réflecteur.
On entend en général par partie émettrice de l'élément électroluminescent la partie d’un élément électroluminescent qui émet la plus grande partie, par exemple au moins 80%, de préférence au moins 90%, de l'ensemble des rayons lumineux émis par au moins un élément électroluminescent. La surface de cette partie émettrice est typiquement évaluée comme la surface apparente de l'élément électroluminescent monté sur le substrat depuis un axe normal à la face extérieure du substrat, avant que soit moulée l'optique de conformation des rayons lumineux.
L’au moins un élément électroluminescent est monté sur le substrat, c'est-à-dire qu’elle peut par exemple être déposée sur des contacts électriques de la face supérieure du substrat. Dans un autre exemple, l’au moins un élément électroluminescent est enterré dans le substrat et seule sa surface émettrice de lumière émerge du substrat. Dans un autre exemple, l’au moins un élément électroluminescent est enterré dans le substrat et sa surface émettrice de lumière est continue avec la face supérieure du substrat.
La présence de contacts de connexion sur la face inférieure permet de monter aisément la source lumineuse sur un support lui-même muni de contacts de connexion permettant de former un arrangement matriciel de sources lumineuses. Par exemple, les contacts de connexion du support et/ou de la source lumineuse peuvent comporter un dépôt d’alliage (par exemple SnAg, AuSn, AuIn) apte à créer une liaison métallique conductrice avec des contacts en vis-à-vis, notamment par un procédé thermique.
Les contacts de connexions sont reliés au circuit électronique et le circuit électronique est adapté pour alimenter au moins un élément électroluminescent, ce qui permet d'alimenter la source lumineuse entièrement à travers les contacts du support. Par exemple, le circuit électronique est constitué de vias reliant des pistes d’alimentation de l’élément électroluminescent. De la sorte, il est possible de monter la source lumineuse sur le support en un nombre très réduit d'opérations, comprenant de préférence une seule opération nécessitant de manipuler la source lumineuse. Ainsi, il est possible de monter efficacement un grand nombre de sources lumineuses, par exemple plusieurs centaines, plusieurs milliers, plusieurs dizaines ou centaines de milliers, voire plusieurs millions de sources lumineuses. Selon la quantité de sources lumineuses à monter sur le support, on peut utiliser pour le positionnement des sources lumineuses sur le support un procédé de type de montage automatisé de type pick-and-place ou de type mass transfer.
La fabrication d'une optique par moulage direct sur le substrat permet une fabrication de masse des optiques de conformation des rayons lumineux, notamment par un procédé de fabrication collectif, notamment sur wafer, et de préférence collectif jusqu'à une singulation de sources lumineuses selon l’invention. La collectivisation des étapes de production permet alors à la fois une réduction importante des coûts et des durées de fabrication et une production de millions de sources, ce qui rend possible l’utilisation de telles sources dans des modules de signalisation pour véhicule automobile.
Dans un exemple, le circuit électronique consiste en un simple réseau d’interconnexion permettant de relier l’au moins un élément électroluminescent aux contacts du support.
L'optique de conformation des rayons lumineux issus de l’au moins un élément électroluminescent permet à un même élément électroluminescent de contribuer plus efficacement à une distribution compatible de la réglementation précitée. L'efficacité de cette contribution est importante car elle permet de réaliser une plus grande contribution à une fonction donnée pour un même nombre de sources lumineuses. On comprend donc que l'invention permet d'améliorer un coût de revient d'une fonction lumineuse réalisée par un arrangement matriciel de sources lumineuses. Dans un exemple de réalisation, un arrangement matriciel de sources lumineuses selon l'invention permet d'accomplir l'intégralité des fonctions feu de position arrière et stop ou indicateur.
L'optique de conformation des rayons lumineux étant réalisée directement en contact avec l'au moins un élément électroluminescent, des pertes de lumière par réflexion sur une surface d'entrée de l'optique de conformation des rayons lumineux sont évitées.
L'optique de conformation des rayons lumineux s'étendant également sur la face supérieure du substrat, elle permet d'étendre une surface perçue de la source lumineuse selon l'invention.
L'invention permet ainsi une meilleure utilisation du flux lumineux de chaque source et réduit d'autant la densité de puissance nécessaire et donc la puissance thermique par unité d'aire pour atteindre une contribution d'intensité lumineuse donnée d'un arrangement matriciel de sources lumineuses selon l'invention, de sorte qu'un dispositif de signalisation comportant ledit arrangement matriciel et destiné à effectuer une fonction de signalisation selon les normes précitées puisse fournir une intensité lumineuse requise par lesdites normes. Une consommation d'énergie et une dissipation de chaleur d'un arrangement matriciel selon l'invention sont donc réduites par rapport à l'état de la technique.
Avantageusement, le substrat supporte sur sa face supérieure un nombre restreint d’éléments électroluminescents. De préférence, un tel substrat de source lumineuse est obtenu à partir d’un substrat initial sur lequel sont montés des éléments électroluminescents, qui est par la suite découpé en une multitude de substrats de de sources lumineuses.
Avantageusement, l'optique de conformation des rayons lumineux comporte une lentille de Fresnel. Lorsque l'optique de conformation des rayons lumineux comporte une telle lentille, une quantité de matière pour la production de l'optique de conformation des rayons lumineux est réduite, et une dimension des sources lumineuses est réduite.
Avantageusement l’au moins un élément électroluminescent est une diode électroluminescente, ou LED (de l'abréviation anglo-saxonne pour Light Emitting Diode).
Avantageusement, l’au moins un élément électroluminescent émet une lumière de couleur rouge, en particulier une lumière rouge adaptée pour effectuer une fonction de signalisation, en particulier un rouge satisfaisant aux conditions réglementaires de chromaticité définies dans la norme UNECE No. 7 - Rev.7 en vigueur à la date de dépôt de la demande.
Avantageusement, la source lumineuse comprend un élément électroluminescent émettant une lumière de couleur ambre, en particulier une lumière adaptée pour effectuer une fonction de signalisation, en particulier une lumière de couleur ambre satisfaisant aux conditions réglementaires de chromaticité pour les indicateurs de changement de direction, définies dans la norme UNECE No. 6 - Rev.7 en vigueur à la date de dépôt de la demande. Dans un exemple, la source lumineuse comprend un ou des éléments électroluminescents émettant ladite lumière de couleur ambre à l’exclusion d‘autres couleurs.
Avantageusement, la source lumineuse comprend un élément électroluminescent émettant une lumière de couleur turquoise ou magenta apte à effectuer une signalisation d’un véhicule automobile disposant d’un mode de conduite autonome.
Avantageusement la partie émettrice de l’au moins un élément électroluminescent a une surface inférieure à 40 000 µm², avantageusement la surface de la partie émettrice a des dimensions inférieures à 200 µm x 200 µm. Lorsque au moins un élément électroluminescent est une LED, on dit alors qu'il s'agit d'un élément électroluminescent de type miniled.
De préférence, la partie émettrice de l’au moins un élément électroluminescent a une surface inférieure à 2 500 µm², avantageusement la surface de la partie émettrice a des dimensions inférieures à 50 µm x 50 µm. Lorsque l’au moins un élément électroluminescent est une LED, on dit alors qu'il s'agit d'un élément électroluminescent de type microled.
Avantageusement, l’au moins un élément électroluminescent est une LED singulée ne comportant pas d’autres LEDs épitaxialement crûes sur une même base. De la sorte, les éléments électroluminescents peuvent être individuellement validés, de préférence avant d’être montés sur le substrat, de sorte à éviter de produire des sources lumineuses comportant des éléments non fonctionnels. Ainsi, un rendement de la fabrication de la source lumineuse est amélioré et un coût de revient est diminué.
Avantageusement, l'espacement entre les centres de deux sources lumineuses adjacentes dans l'arrangement matriciel de sources lumineuses est inférieur à 1 mm, de préférence inférieur à 500 µm, de préférence compris entre 200 µm et 400 µm, de préférence compris entre 250 µm et 350 µm. Les interstices entre les sources lumineuses peuvent avantageusement être petits, par exemple inférieurs à 100 µm, de préférence 50 µm, de sorte que l'espacement entre les éléments électroluminescents des sources lumineuses est régulier. Dans un mode de réalisation préféré, les sources lumineuses comportent un seul élément électroluminescent située au centre de la source lumineuse, et les centres des sources lumineuses sont espacées d’un pas d’espacement, et l’espacement entre les côtés des sources lumineuses est supérieur au quart dudit pas d’espacement, de préférence au tiers de ce pas. Un tel agencement permet d’éviter des problèmes de fabrication et de tenir compte des marges d'assemblage et d'implantation d'autres éléments sur le support de sources lumineuses.
Avantageusement, la surface de la partie émettrice d’au moins un élément électroluminescent est au moins deux fois, de préférence au moins trois fois, de préférence au moins cinq fois, de préférence au moins dix fois inférieure à la surface de la face supérieure du substrat. Une plus grande surface de la face supérieure du substrat permet d'accueillir une optique de conformation des rayons lumineux de taille supérieure, mais aussi d'augmenter la taille des contacts de connexion de sorte qu'un substrat économique peut être utilisé.
Avantageusement, la surface de la partie émettrice de l’au moins un élément électroluminescent est au moins deux fois, de préférence au moins trois fois inférieure, de préférence au moins cinq fois, de préférence au moins dix fois à la surface de la face de sortie de l’optique de conformation des rayons lumineux vue depuis un axe normal au substrat, et de préférence dix fois inférieure à la surface de la face de sortie de l’optique de conformation des rayons lumineux vue depuis un axe normal au substrat. De la sorte, une surface de l'élément électroluminescent perçue à travers l'optique de conformation des rayons lumineux est maximisée, ce qui permet une meilleure homogénéité perçue d'une matrice de sources lumineuses selon l'invention, ainsi qu'un meilleur confort visuel, et une meilleure utilisation du flux lumineux issu de l'élément électroluminescent.
L'optique de conformation concentre les rayons émis par la source autour d'un plan horizontal du véhicule automobile, c’est à dire que l'optique de conformation des rayons lumineux concentre les rayons lumineux dans des directions situées autour d’un plan horizontal du véhicule. Cela signifie que l'intensité maximale de la lumière émise par la source lumineuse se situe dans un plan d'intensité maximale qui passe par la source lumineuse, formant avec le plan horizontal un angle de moins de 20°, de préférence moins de 10° de préférence moins de 5°, de préférence moins de 2°. De préférence, ledit plan d'intensité maximale est horizontal. Une telle intensité est mesurable en plaçant la source, ou le dispositif lumineux qui la contient, sur un banc de mesure d’intensité muni d’un goniomètre.
Avantageusement, l'optique de conformation concentre les rayons lumineux de sorte que, dans un plan d'enveloppe du rayonnement, l'intensité de la source lumineuse est inférieure à 20% de l'intensité maximale. Ledit plan d'enveloppe est de préférence un plan comprenant un axe horizontal orthogonal à un axe avant-arrière du véhicule automobile. On entend par un axe avant-arrière du véhicule automobile un axe horizontal du véhicule automobile orienté dans une direction préférentielle d'avancement du véhicule automobile.
Ledit plan d'enveloppe forme un angle d'au plus 45°, de préférence au plus 20°, de préférence au plus 15°, de préférence au plus 10° avec le plan horizontal du véhicule. De préférence, l'intensité de la source lumineuse est inférieure à 40%, de préférence 20% de l'intensité maximale dans un plan d'enveloppe supérieur et de préférence au-dessus de ce plan d'enveloppe supérieur, et inférieure à 40%, de préférence 20% de l'intensité maximale dans un plan d'enveloppe inférieur et de préférence au-dessous de ce plan d'enveloppe inférieur.
En d’autres termes, pour la lumière émise depuis la source lumineuse et vers le haut, l’intensité dans des directions formant un angle supérieur à 45°, de préférence 20°, de préférence 10°, de préférence 5° avec le plan horizontal, est avantageusement inférieure à 40%, de préférence 20% de l'intensité maximale. De même, pour la lumière émise depuis la source lumineuse et vers le bas, l’intensité dans des directions formant un angle supérieur à 45°, de préférence 20°, de préférence 10°, de préférence 5° avec le plan horizontal, est avantageusement inférieure à 40%, de préférence 20% de l'intensité maximale.
Un observateur extérieur suffisamment proche du véhicule automobile lorsqu'il est en fonctionnement, par exemple un piéton, a typiquement un point de vue dans un plan élevé par rapport à un dispositif de signalisation du véhicule automobile, typiquement au-dessus du plan d'enveloppe supérieur. Ainsi, lorsque le dispositif de signalisation du véhicule automobile comporte un module lumineux comprenant une matrice de sources lumineuses selon l'invention, l’intensité perçue par le piéton est limitée et il n'est pas ébloui par le dispositif de signalisation. Le piéton peut donc confortablement percevoir un motif ou un message affiché par le module lumineux. Une fonction esthétique et/ou de communication accomplie par le motif est donc facilitée.
Dans un mode de réalisation préféré, l’intensité de la lumière émise par la source lumineuse est inférieure à 40% de l’intensité maximum de la lumière issue de la source lumineuse au-dessus d’un plan d’enveloppe formant un angle inférieur à 45° avec un plan horizontal. Bien que cette valeur dépasse nettement les minimums imposés par les normes précitées, elle permet d’utiliser l'arrangement matriciel de sources lumineuses afin de réaliser une fonction d’affichage pour un piéton proche du véhicule automobile, par exemple situé à moins de 2m du véhicule automobile, dans des conditions de lumière extérieure intense. De la sorte, une fonction esthétique du module est renforcée pour un piéton proche du véhicule automobile. De plus, un affichage d’un message est ainsi aisément perceptible dans des conditions de réflexion sur la glace extérieure du dispositif lumineux. On comprend que d’autres valeurs, notamment inférieures à 45° d’angle du plan d’enveloppe et à 40% d’intensité maximum, permettent d’atteindre cet effet. On comprend également que ces valeurs permettent de tenir compte des cas où des procédés de fabrication des optiques de conformation des rayons lumineux ne permettent pas de garantir une précision importante. Une plage plus large de répartition des intensités permet alors de garantir des marges correspondant à des tolérances sur la précision des optiques. De la sorte, des optiques moins précises permettent tout de même d’atteindre les minimums définis par les normes précitées tout en affichant un message suffisamment lumineux pour un piéton proche du véhicule automobile. Une source lumineuse munie d’une telle optique de conformation des rayons lumineux est très efficace pour la réalisation d’une fonction de signalisation automobile telle que définie dans les normes précitées, notamment bien plus qu’une source lumineuse conventionnelle dépourvue d’optique de conformation des rayons lumineux.
De préférence, dans le même mode de réalisation, un plan d’enveloppe inférieur en dessous duquel l’intensité de la lumière issue de la source lumineuse est inférieure à 20% de l’intensité maximum forme un angle inférieur à 20° avec le plan horizontal, de préférence inférieure à 10% dans un plan formant un angle inférieur à 10° avec un plan horizontal. De la sorte, il est évité de fournir une intensité élevée en direction du sol, cette intensité ne contribuant pas à une fonction de signalisation telle que définie dans les normes précitées, ni à une fonction d’éclairage puisque les piétons ont un point de vue situé au-dessus du dispositif lumineux.
Dans un mode de réalisation alternatif, l’optique de conformation des rayons est fabriquée selon un procédé permettant une meilleure précision et la fonction d’affichage est réalisée avec une intensité moindre au-dessus du plan d’enveloppe à 20°, c'est-à-dire que l’intensité dédiée pour afficher des messages à des piétons proches du véhicule et situés en hauteur par rapport au dispositif lumineux est limitée par rapport au de réalisation précédent. L’optique de conformation des rayons lumineux concentre alors avantageusement la lumière issue de la source lumineuse entre un plans d’enveloppe supérieur et un plan d’enveloppe, inférieur, situés de part et d’autre de la source lumineuse et formant des angles inférieurs à 20°, de préférence inférieurs à 10° avec un plan horizontal. Au-dessus du plan supérieur, l’intensité de la lumière issue de la source lumineuse est inférieure à 20% de l’intensité maximum de la lumière issue de la source lumineuse. En dessous du plan inférieur, l’intensité de la lumière issue de la source lumineuse est inférieure à 20% de l’intensité maximum de la lumière issue de la source lumineuse. De la sorte, l’optique de conformation des rayons lumineux confère à la source lumineuse des caractéristiques d’intensité particulièrement adaptées pour la réalisation de fonctions lumineuses selon les normes précitées par un arrangement matriciel. Un tel arrangement matriciel peut alors utiliser des sources pilotées à un courant moindre ou des éléments électroluminescent de plus petite taille par rapport à un arrangement matriciel muni de sources lumineuses conventionnelles, ce qui offre des avantages de coût de revient, d’encombrement et de consommation électrique ; ou bien l’arrangement matriciel peut comporter un nombre identique d’éléments électroluminescents moins puissants et moins consommateurs d’énergie. De la sorte, les sources lumineuses permettent d'obtenir aisément une distribution lumineuse réglementaire, notamment une distribution conforme à la norme UNECE No. 7 - Rev.7 en vigueur à la date de dépôt de la demande, ou à la norme UNECE No. 6 - Rev.7 en vigueur à la date de dépôt de la demande. En particulier, l'intensité lumineuse des sources lumineuses est conformée de sorte à efficacement contribuer à la fonction de signalisation, en particulier une fonction de feu de position arrière ou de feu stop ou de feu indicateur de changement de direction. Dans ce cas, un nombre moins élevé de sources lumineuses est nécessaire pour accomplir la même contribution ou pour réaliser la fonction de signalisation.
Alternativement, l’optique de conformation des rayons lumineux issus de l’au moins un élément électroluminescent forme un dioptre assimilable à un dôme sphérique dont le centre est situé sur au moins un élément électroluminescent, c’est à dire qu’elle est similaire à un tel dioptre aux tolérances de fabrication près. Une telle optique de conformation des rayons lumineux permet une extraction optimale des rayons lumineux issus dudit élément électroluminescent.
Avantageusement, l'optique de conformation des rayons lumineux est une optique convergente dont au moins une surface de sortie des rayons lumineux possède une section ellipsoïdale ou ovale, de préférence non circulaire, une section de la surface de sortie étant ici définie par l’intersection de la surface par un plan qui contient un axe avant arrière du véhicule automobile .
Avantageusement, la surface de sortie de l'optique de conformation des rayons lumineux a un rayon de courbure variable, avantageusement variable et continu sur la surface de sortie. Dans ce cas, le rayon de courbure est avantageusement plus grand sur les bords de ladite optique et plus petit dans une zone centrale de la surface de sortie, avantageusement dirigée dans un axe avant-arrière du véhicule.
Avantageusement, l'optique de conformation des rayons lumineux concentre davantage des rayons lumineux autour d'un plan horizontal du véhicule, qu'autour d'un plan vertical comprenant un axe avant-arrière du véhicule automobile. Cela est mesurable en plaçant la source, ou le dispositif lumineux qui la contient, sur un banc de mesure d’intensité muni d’un goniomètre.
Avantageusement, l'optique de conformation est asymétrique en rotation par rapport à toute normale à la face supérieure du substrat et/ou asymétrique par rapport à tout plan vertical du véhicule et/ou asymétrique par rapport à tout plan horizontal du véhicule. On comprend qu'une asymétrie de l'optique de conformation est strictement équivalente à des caractéristiques de concentration des rayons lumineux asymétriques.
Dans le cas de l'asymétrie de rotation, les caractéristiques de concentration de l'optique de conformation des rayons lumineux ne sont pas invariantes en rotation autour de tout axe normal à la surface émettrice de lumière d'au moins un élément électroluminescent ou à la face supérieure du substrat. Par exemple, cela peut être des optiques ayant des caractéristiques de concentration différentes autour d'un plan vertical et autour d'un plan horizontal. Il est par exemple particulièrement avantageux que l'optique de conformation des rayons lumineux concentre davantage les rayons issus d'au moins un élément électroluminescent autour d'un plan horizontal du véhicule, qu'autour d'un axe vertical comprenant l'axe avant-arrière du véhicule. De la sorte, on obtient aisément un feu de position arrière réglementaire qui puisse être vu efficacement depuis la plupart des positions autour du véhicule.
Dans l'exemple d'une optique de conformation des rayons lumineux asymétrique par rapport à tout plan horizontal, il est possible d'obtenir une distribution concentrée autour d'un plan horizontal du véhicule automobile, même dans le cas où le support de l'arrangement matriciel de sources lumineuses est incliné selon un axe horizontal par rapport à un plan normal à un axe avant-arrière du véhicule automobile. Lorsque le support de l'arrangement matriciel est ainsi incliné, un arrangement de sources lumineuses selon l'invention, ayant des optiques de conformation des rayons lumineux asymétriques par rapport à tout plan horizontal, permet en particulier de contribuer efficacement à une distribution compatible de la réglementation précitée. Dans un exemple particulier, un tel arrangement permet d'accomplir l'intégralité des fonctions feu de position arrière et stop alors que le support de l'arrangement matriciel est incliné par rapport à un plan vertical normal à un axe avant-arrière du véhicule.
Dans l'exemple d'une optique de conformation des rayons lumineux asymétrique par rapport à tout plan vertical, il est possible d'obtenir une distribution concentrée autour d'un plan horizontal du véhicule automobile, même dans le cas où le support de l'arrangement matriciel de sources lumineuses est incliné selon un axe vertical par rapport à un plan normal à un axe avant-arrière du véhicule automobile. Lorsque le support de l'arrangement matriciel est ainsi incliné, un arrangement de sources lumineuses selon l'invention, ayant des optiques de conformation des rayons lumineux asymétriques par rapport à un plan vertical, permet en particulier de contribuer efficacement à une distribution compatible de la réglementation précitée. Dans un exemple particulier, un tel arrangement permet d'accomplir l'intégralité des fonctions feu de position arrière et stop alors que le support de l'arrangement matriciel est incliné par rapport à un plan vertical comprenant à un axe avant-arrière du véhicule.
De la sorte, lorsque l'optique de conformation des rayons lumineux présente une asymétrie en rotation par rapport à toute normale à la face supérieure du substrat et/ou par rapport à tout plan vertical du véhicule et/ou par rapport à tout plan horizontal du véhicule, et que les rayons issus de l’au moins un élément électroluminescent sont concentrés autour d'un plan horizontal, il est possible d'adapter la source lumineuse de sorte qu'un arrangement matriciel de sources lumineuses permet d'effectuer ou de contribuer efficacement à une fonction de signalisation d'un véhicule automobile, en particulier un feu de position arrière, et ce même si le support de sources lumineuses n'est pas perpendiculaire à un axe avant arrière du véhicule automobile.
Avantageusement, dans l'exemple d'une optique de conformation des rayons lumineux asymétrique et lorsque l’angle d’inclinaison du support de l’arrangement matriciel de sources lumineuses par rapport à un plan est inférieur à 20°, l’optique de conformation des rayons lumineux est de type réfractive et non réflective, ce qui permet d’atteindre la distribution réglementaire pour des coûts de production moindres. Avantageusement, lorsque l’angle d’inclinaison du support de l’arrangement matriciel de sources lumineuses par rapport à un plan est supérieur à 20°, l’optique de conformation des rayons lumineux comporte une partie réfractive et une partie réflective, ce qui permet d’atteindre la distribution réglementaire pour des coûts de production moindres.
Dans un exemple particulier, l'optique de conformation concentre les rayons autour d'un plan horizontal du véhicule, et disperse les rayons autour d'un plan vertical du véhicule. De la sorte, une visibilité d'un arrangement matriciel de sources lumineuses est conservée pour des observateurs tant qu'ils ont un contact visuel avec l'arrangement matriciel.
Avantageusement, l'optique de conformation comporte des réflecteurs. Avantageusement, les réflecteurs sont adaptés pour concentrer des rayons lumineux issus d'au moins un élément électroluminescent. De tels réflecteurs permettent de concentrer des rayons lumineux issus d'au moins un élément électroluminescent ayant une trajectoire proche de celle du plan de la face supérieure du substrat, par exemple des rayons émis dans un plan formant un angle inférieur à 30°, préférentiellement un angle inférieur à 20° avec le plan de la face supérieure du substrat. De la sorte, l’optique de conformation évite des pertes de lumière dans des directions dans lesquelles il est peu probable qu'elle soit perçue pour un utilisateur extérieur ; de plus, des réflexions parasites sont évitées.
Avantageusement, les réflecteurs ont une face inclinée adaptée pour concentrer des rayons issus d'un élément électroluminescent. Une telle face peut par exemple avoir une section droite, parabolique ou elliptique. Avantageusement, les réflecteurs sont des prismes à section triangulaire.
Avantageusement, les réflecteurs sont situés sur le substrat. De préférence, les réflecteurs sont situés à même le substrat. Avantageusement, les réflecteurs sont fabriqués par un procédé comprenant une étape de formation d’un corps de réflecteur, par exemple par un procédé semi additif ou par moulage, et, de préférence, une étape de dépôt d’une couche réfléchissante. De la sorte, la partie transparente de l'optique de conformation des rayons lumineux issus de l’au moins un élément électroluminescent peut être réalisée par moulage directement par-dessus le réflecteur. Alternativement les réflecteurs sont fabriqués séparément sous forme d’une pièce à assembler sur le substrat, de préférence par collage ; par exemple, une grille ou un panneau de dimensions identiques, dans une matière organique ou inorganique. De préférence, une couche réfléchissante a été déposée au moins partiellement sur la pièce à assembler. De préférence, la couche réfléchissante comprend une couche métallique, par exemple un dépôt de cuivre, d’aluminium, ou d’or.
De la sorte, la partie transparente de l'optique de conformation des rayons lumineux issus de l’au moins un élément électroluminescent peut être réalisée par moulage directement par-dessus le réflecteur. Dans un exemple de réalisation, les rayons déviés par les réflecteurs ne sont pas déviés par la partie transparente de l'optique de conformation des rayons lumineux.
Avantageusement, un revêtement antireflet et/ou un revêtement organique et/ou un revêtement inorganique est appliqué sur l'optique de conformation des rayons lumineux et/ou sur des côtés de la source lumineuse. Un revêtement antireflet permet de diminuer des pertes et des parasites lumineux. Un revêtement inorganique a pour effet technique de diminuer une perméabilité de la source lumineuse à des éléments de l'environnement automobile, tels de l'eau et des composés halogénés, notamment soufrés et chlorés. Avantageusement encore, le revêtement antireflet est inorganique et il est déposé sur toute la surface extérieure de la source lumineuse, sauf au moins les contacts de connexion ; de la sorte, on cumule les avantages techniques pour une même opération. Par exemple, le revêtement peut être appliqué par un procédé de type PVD (de l'abréviation pour le terme anglo-saxon Physical Vapor Deposition) ou, dans un autre exemple, par un procédé de dépôt à plasma atmosphérique.
Avantageusement, le revêtement peut comprendre un élément optique de l'optique de conformation des rayons lumineux, par exemple un élément de lentille ou une colle directement et hermétiquement disposé sur la face émettrice de l'élément électroluminescent. On comprend cependant que tout revêtement appliqué sur un élément électroluminescent ne doit pas être interprété comme un élément optique faisant partie d'une optique de conformation des rayons lumineux.
Avantageusement, la source lumineuse a une empreinte et/ou des contacts de connexion asymétriques selon tout plan normal au plan de la face supérieure du substrat. On entend par l'empreinte de la source lumineuse une surface occupée sur un support de montage par la source lumineuse et sur laquelle des composants, en particulier d'autres sources lumineuses, ne peuvent pas être montés. De préférence, la forme du substrat, ou la forme de sa face supérieure ou la forme de sa face inférieure, définit l'empreinte de la source lumineuse. De la sorte, l'empreinte et/ou les contacts de connexion de la source forment un détrompeur permettant d'éviter un mauvais assemblage de la source lumineuse sur le support, et de faciliter son positionnement. . Cela est particulièrement avantageux lorsque l'optique de conformation des rayons lumineux est elle-même asymétrique. Alternativement, l’optique de conformation des rayons lumineux a une empreinte asymétrique et le substrat a une empreinte carrée, de sorte que l’espacement entre les substrats est régulier et permet d’obtenir une apparence homogène de l'arrangement matriciel de sources lumineuses sur le support, en particulier quant aux lignes d’espacement entre les substrats des sources lumineuses.
Avantageusement, la source lumineuse a une empreinte présentant une dimension courte dans une première direction et une dimension longue dans une deuxième direction. Cela permet d'assurer la bonne orientation de la source lumineuse sur le support de sources lumineuses lors de l’assemblage. Par ailleurs, lorsque la source lumineuse est produite en wafer avec des procédés en commun, cela permet un meilleur rendement des wafers.
Dans un premier exemple d'une réalisation particulière de l'invention, l'optique de conformation des rayons lumineux issus de la source lumineuse est constituée d'une partie transparente englobant au moins un élément électroluminescent, dont la surface est assimilable à une portion d’ellipsoïde et forme un dioptre. Dans cet exemple de réalisation, le dioptre concentre les rayons lumineux issus d'au moins un élément électroluminescent autour d'une direction d'intensité maximale normale à la face supérieure du substrat. Des rayons parallèles à la face supérieure du substrat ou présentant un angle faible avec cette surface (par exemple moins de 20°, de préférence moins de 10°, de préférence moins de 5°) sont cependant peu déviés par le dioptre et ne sont donc pas concentrés par le dioptre. Dans un dispositif lumineux de véhicule automobile, de tels rayons ne contribuent généralement pas à une fonction lumineuse dans la mesure où, pour des rayons présentant un angle inférieur à 20°, ils sont souvent bloqués par des éléments du dispositif lumineux, tels le boîtier ou d’autres éléments décoratifs. Par ailleurs, ces rayons peuvent perturber l’apparence du dispositif lumineux lorsqu’ils sont réfléchis de façon imprévue par un élément du dispositif lumineux. Dans le cas d’un dispositif lumineux de signalisation muni d’une glace de dispositif lumineux séparant l’arrangement matriciel de l’extérieur du véhicule, dans lequel des sources lumineuses sont arrangées à une distance très faible d’une glace de dispositif lumineux ou collées à ladite glace, même des rayons présentant un angle inférieur à 5° peuvent être réfléchis vers l’intérieur du dispositif lumineux par ladite glace, ce qui peut perturber l’apparence du dispositif lumineux. Dans le cas d’une glace galbée, même des rayons ayant un angle inférieur à 10° peuvent être déviés vers l’intérieur du dispositif lumineux.
Dans un deuxième exemple d'une réalisation particulière de l'invention, l'optique de conformation des rayons lumineux issus de la source lumineuse est constituée d'un réflecteur et d'une partie transparente englobant au moins un élément électroluminescent. La surface d'une première portion de la partie transparente de l'optique de conformation des rayons lumineux est assimilable à une portion d’ellipsoïde. Dans cet exemple de réalisation, le dioptre concentre les rayons lumineux issus de l’au moins un élément électroluminescent autour d'une direction d'intensité maximale normale à la face supérieure du substrat. Des rayons parallèles à la face supérieure du substrat ou présentant un angle faible (par exemple moins de 20°, de préférence moins de 10°, de préférence moins de 5°) sont déviés par les réflecteurs. Par exemple, une première portion forme un premier dioptre ellipsoïdal et une seconde portion, située au moins en partie en regard des réflecteurs, est un plan formant un dioptre plan qui dévie peu la lumière déviée par les réflecteurs. De la sorte, ces rayons ne perturbent pas un aspect de l’arrangement matriciel et contribuent à la réalisation d’une fonction telle qu’une fonction réglementaire par le dispositif lumineux.
Avantageusement, une portion de la partie transparente de l'optique de conformation des rayons lumineux est adaptée pour qu'un faisceau de rayons déviés par les réflecteurs soit peu ou pas dévié par la partie transparente de l'optique de conformation des rayons lumineux. De la sorte, l’optique de conformation des rayons lumineux est simplifiée. Par exemple, une première portion forme un premier dioptre convexe et une seconde portion, située au moins en partie en regard des réflecteurs, est un plan formant un dioptre plan qui dévie peu la lumière déviée par les réflecteurs.
Avantageusement, le circuit électronique comporte un circuit intégré adapté pour alimenter la source lumineuse élémentaire. De la sorte, il n'est pas nécessaire de prévoir sur le support de sources lumineuses un circuit d'alimentation de la source lumineuse, et une complexité ainsi que des coûts de production dudit support sont limités.
Avantageusement, le circuit intégré est adapté pour alimenter l’au moins un élément électroluminescent selon une consigne, par exemple un signal de consigne peut être reçu par des connexions de pilotage de la source lumineuse, une alimentation du circuit intégré peut être reçue par d'autres connexions de la source lumineuse, et le circuit intégré alimente l'au moins un élément électroluminescent en fonction de ladite consigne. De la sorte, un support de l'arrangement matriciel de sources lumineuses peut être simplifié et un coût de revient est limité.
Avantageusement, le circuit intégré est un circuit de pilotage, par exemple un circuit élémentaire d'un circuit de pilotage à matrice active de l'arrangement matriciel. De la sorte, une étape de montage d'un tel circuit à matrice active sur le support formant arrangement matriciel est évité. En particulier, il est souvent demandé que les dispositifs de signalisation prennent des formes variées, or la fabrication de supports comprenant des circuits de pilotage des sources lumineuses à matrice active nécessite des investissements élevés pour chaque modèle, ce qui rend chère la réalisation de modèles aux dimensions variées.
Avantageusement, l’au moins un élément électroluminescent est enterré dans le substrat, de sorte que la distance de la surface émettrice de l’au moins un élément électroluminescent à un dioptre de sortie de l'optique de conformation des rayons lumineux issus de l’au moins un élément électroluminescent est augmentée. Ainsi, une hauteur de la source lumineuse est réduite, une dispersion de la chaleur de l'élément électroluminescent est améliorée, et les coûts de production sont diminués. De plus, un éloignement de l’au moins un élément électroluminescent de la surface de sortie de l’optique de conformation des rayons lumineux issus dudit au moins un élément électroluminescent permet d’améliorer une intensité lumineuse dans une direction d'intensité maximale de la lumière émise par la source lumineuse.
Avantageusement, l’au moins un élément électroluminescent est disposé de sorte que sa surface émettrice affleure de la face supérieure du substrat. Cela est avantageusement obtenu par un procédé, de préférence sur wafer, comprenant la constitution d’un substrat collectif selon un procédé comportant les étapes suivantes :
- disposition des éléments électroluminescents sur une surface plane d’un plateau de maintien temporaire,
- optionnellement disposition de circuits intégrés de contrôle sur le plateau de maintien temporaire,
- recouvrement de la surface plane et des éléments électroluminescents par une couche de résine de type diélectrique,
- constitution d’un réseau d’interconnexion dans ladite couche de résine, notamment par ablation laser de parties de la couche de résine, ledit réseau permettant d’alimenter les éléments électroluminescents,
- optionnellement, ajout de couches de résine supplémentaires et de réseaux d’interconnexion supplémentaires ; le réseau pouvant alors comporter une ou plusieurs couches,
- constitution de contacts sur la dernière couche de résine.
Au terme de ce procédé, le substrat collectif est constitué, l’ensemble peut alors être retourné et le plateau de maintien temporaire peut être retiré. De la sorte, on a obtenu un substrat collectif.
Des optiques de conformation des rayons lumineux peuvent alors être associées à des éléments électroluminescents. De la sorte, le procédé reste collectif jusqu'à la singulation de sources lumineuses selon l’invention.
Les optiques de conformation des rayons lumineux sont associées aux éléments électroluminescents selon un procédé comprenant au moins un moulage d’une optique directement sur au moins un élément électroluminescent et au moins partiellement sur la face supérieure du substrat.
Alternativement, l’optique de conformation des rayons lumineux est moulée sur la pluralité de sources lumineuses et/ou la face supérieure du substrat et sur un support sur lesquelles sont arrangées les sources lumineuses et ledit support n’est pas découpé. De la sorte, il est possible de réaliser des optiques correspondant à chaque élément électroluminescent de l’arrangement de sources lumineuses, en particulier des optiques ayant une géométrie différente adaptée à une position de l’élément électroluminescent dans la matrice d’éléments électroluminescents, en particulier dans le cas spécifique d’un support présentant une surface galbée, par exemple de sorte à assurer une même direction principale d’émission pour les sources. Cela est particulièrement avantageux car cela permet d’éviter les difficultés logistiques, les problèmes de qualité et les coûts liés à la gestion de plusieurs stocks de sources lumineuses ayant des optiques différentes ainsi qu’au positionnement de chacune de ces sources sur le support.
Avantageusement, la source lumineuse comporte un seul élément électroluminescent.
Alternativement, la source lumineuse comporte une pluralité d’éléments électroluminescents.
Avantageusement, chacun des éléments électroluminescents coopère avec l'optique de conformation des rayons lumineux. De la sorte, un nombre de sources lumineuses pour assurer une contribution donnée à une fonction de signalisation est réduit, un nombre d'opérations de fabrication de sources lumineuses (en particulier des opérations de singulation et de qualification) et un nombre de composants à monter sur le support pour réaliser l'arrangement matriciel est réduit. Ainsi, le coût de fabrication et la complexité de l'arrangement matriciel est particulièrement réduit.
Alternativement, au moins un des éléments électroluminescents ne coopère pas avec une portion transparente de l'optique de conformation des rayons lumineux de sorte qu'une empreinte de l'au moins un élément électroluminescent sur le substrat est réduit. Il est alors possible d'ajouter des éléments électroluminescents en conservant une empreinte de la source lumineuse, ou en l'augmentant peu, du moins en conservant une empreinte significativement moindre que lorsque tous les éléments électroluminescents ont un élément optique dédié à l'au moins une source lumineuse. Par exemple, au moins un élément électroluminescent est placé dans une zone centrale du substrat et coopère avec une partie transparente de l'optique de conformation des rayons lumineux, et l'élément électroluminescent est placé dans une zone périphérique du substrat et ne coopère pas avec la partie transparente de l'optique de conformation des rayons lumineux, c’est-à-dire que les rayons émis par l'élément électroluminescent dirigés vers l'extérieur du dispositif lumineux de véhicule automobile ne traversent pas la partie transparente.
Avantageusement, chaque élément électroluminescent correspond à une portion optique de conformation des rayons lumineux lui assurant une distribution lumineuse identique ou au moins similaire à celle des autres éléments électroluminescents de la source lumineuse. De la sorte, une perception des éléments électroluminescents de la source lumineuse est homogène. De préférence, l'espacement des éléments électroluminescents de l'arrangement matriciel est sensiblement identique, peu importe si lesdits éléments électroluminescents appartiennent à des sources lumineuses différentes. De la sorte, une perception des éléments électroluminescents de l'arrangement matriciel entier est homogène.
Alternativement, tous les éléments électroluminescents correspondent à une même optique de conformation des rayons lumineux, qui assure pour chaque élément électroluminescent une distribution lumineuse identique. Ainsi, chaque élément électroluminescent correspond à une portion de la même optique de conformation des rayons lumineux venue de matière et constituant une pièce unique. De la sorte une seule optique de conformation des rayons lumineux peut être fabriquée pour plusieurs sources lumineuses.
Alternativement encore, l'optique de conformation des rayons lumineux est constituée d'un ensemble d'éléments optiques séparés et similaires. Cela permet par exemple de grouper des éléments électroluminescents similaires de sorte qu'une homogénéité de l'arrangement matriciel est maximisée tandis qu'un nombre de sources lumineuses nécessaire à arranger sur le support est réduit. De la sorte, des coûts d'assemblage sont réduits et un réseau de connexion des sources lumineuses est simplifié, ce qui permet d'utiliser un support moins coûteux.
Alternativement encore, l'optique de conformation des rayons lumineux est constituée d'un ensemble d'éléments optiques séparés et présentant des formes variant selon l'utilisation de la source lumineuse.
Alternativement encore, tous les éléments électroluminescents correspondent à une même optique de conformation des rayons lumineux, de préférence venue de matière, et une optique de conformation des rayons lumineux venue de matière assure pour les éléments électroluminescents des distributions lumineuses différentes. De la sorte, une même source lumineuse permet d’avoir une distribution lumineuse différente pour certains éléments électroluminescents, notamment lorsque des éléments électroluminescents doivent participer à des fonctions différentes.
Avantageusement, la source lumineuse comporte plusieurs éléments électroluminescents arrangés en mailles, c’est-à-dire qu'ils constituent un sous-ensemble de l'arrangement matriciel général.
Avantageusement, les éléments électroluminescents sont disposés sur les sources lumineuses de sorte que les éléments électroluminescents sont identiquement espacés dans l'arrangement matriciel de sources lumineuses selon des directions principales de cet arrangement matriciel. Par exemple, lorsque la maille de l'arrangement matriciel est carrée, c’est-à-dire que les sources lumineuses sont dans un arrangement matriciel ayant deux directions principales qui sont orthogonales et que les sources lumineuses sont identiquement espacées selon ces deux directions, la maille de la source lumineuse est de préférence carrée. De préférence, la source lumineuse comporte 4 éléments électroluminescents.
Dans un autre exemple, lorsque la maille de l'arrangement matriciel est rectangulaire, c’est-à-dire que les sources lumineuses sont disposées selon une matrice bidimensionnelles s'étendant selon deux direction orthogonales mais que les sources lumineuses ne sont pas nécessairement identiquement espacées selon ces deux directions, la maille de la source lumineuse est de préférence rectangulaire, c’est-à-dire qu'elle comporte au moins 4 éléments électroluminescents disposées aux angles d'un rectangle. De préférence, une telle maille comporte 4 éléments électroluminescents.
Dans un autre exemple, lorsque la maille de l'arrangement matriciel est rectangulaire, la maille est de préférence linéaire, c’est-à-dire que les éléments électroluminescents sont alignés selon une direction donnée. De préférence, la maille comporte 2 éléments électroluminescents. De préférence, les 2 éléments électroluminescents sont alignés horizontalement. De préférence, chacune de ces éléments électroluminescents a une optique de conformation des rayons lumineux dédiée, qui est de préférence une portion d’ellipsoïde, et une coupe du dioptre de sortie de chacune des optiques de conformation des rayons lumineux est une portion d’ellipse.
Dans un autre exemple, lorsque la maille de l'arrangement matriciel est un parallélogramme, c’est-à-dire que les sources lumineuses sont alignées selon 2 directions non orthogonales, la maille de la source lumineuse est de préférence un parallélogramme, c’est-à-dire que les éléments électroluminescents sont disposés aux angles d'un parallélogramme. De préférence la maille parallélogramme de la source lumineuse est telle que dont les sources sont disposées selon les mêmes directions que celles des mailles de l'arrangement matriciel. De préférence, une telle maille comporte 4 éléments électroluminescents.
Dans un autre exemple, lorsque la maille de l'arrangement matriciel est hexagonale, la maille peut être triangulaire ou hexagonale. De préférence, une telle source lumineuse comporte 3 sources lumineuses individuelles.
Lorsque la source lumineuse comporte plusieurs éléments électroluminescents, il est particulièrement avantageux que le circuit électronique de la source lumineuse comporte un circuit intégré apte à alimenter individuellement, c’est-à-dire indépendamment ou simultanément, chacune des éléments électroluminescents selon une ou plusieurs consignes reçues par la source lumineuse. De la sorte, un nombre de contacts de connexion nécessaire à l'alimentation de la source lumineuse au pilotage des éléments électroluminescents est réduit, un support de l'arrangement matriciel de sources lumineuses est simplifié et un coût d'un module de signalisation de véhicule automobile comportant l'arrangement matriciel de sources lumineuses est réduit.
Lorsque la source lumineuse comporte plusieurs éléments électroluminescents, il est particulièrement avantageux que le circuit électronique de la source lumineuse comporte un circuit intégré apte à alimenter individuellement, c’est-à-dire indépendamment ou simultanément, chacune des éléments électroluminescents selon une ou plusieurs consignes reçues par la source lumineuse. De la sorte, un nombre de contacts de connexion nécessaire à l'alimentation de la source lumineuse au pilotage des éléments électroluminescents est réduit, un support de l'arrangement matriciel de sources lumineuses est simplifié et un coût d'un module de signalisation de véhicule automobile comportant l'arrangement matriciel de sources lumineuses est réduit. De plus, un coût d'intégration dudit circuit intégré est diminué lorsque ledit circuit intégré permet d'alimenter plusieurs éléments électroluminescents.
Avantageusement, un tel circuit intégré est un élément d'un système de contrôle de type à matrice active, de sorte qu'un signal électrique reçu pour un élément électroluminescent donné de la source lumineuse permet une alimentation électrique dudit élément électroluminescent même pendant qu'aucun signal électrique n'est reçu pour l'alimentation électrique dudit élément électroluminescent. Un tel circuit permet d'obtenir un flux lumineux maximum de la source lumineuse même lorsqu'aucun signal électrique pour l'alimentation des éléments électroluminescents n'est reçu. Par exemple, une source lumineuse comportant 4 éléments électroluminescents et un circuit intégré apte à les alimenter individuellement, a un total de contacts de connexion inférieur ou égal à 7, de préférence égal à 6. De la sorte, un support d'un arrangement matriciel de sources lumineuses permettant d'activer individuellement tous les éléments électroluminescents des sources lumineuses y étant arrangées est particulièrement simplifié et son coût est réduit.
Avantageusement, un tel circuit intégré est apte à recevoir séquentiellement sur une même entrée des signaux électriques concernant plusieurs éléments électroluminescents d'une même source lumineuse et à alimenter lesdits éléments électroluminescents en fonction des informations reçues séquentiellement. Cela permet de réduire encore davantage le nombre de contacts électriques sur la face inférieure du substrat. Par exemple, une source lumineuse comportant 4 éléments électroluminescents et un circuit intégré apte à les alimenter individuellement, a un total de contacts de connexion inférieur ou égal à 4, de préférence égal à 3. De la sorte, un support d'un arrangement matriciel de sources lumineuses permettant d'activer individuellement tous les éléments électroluminescents des sources lumineuses y étant arrangées est particulièrement simplifié et son coût est réduit.
Lorsque le circuit électronique comprend un circuit intégré, un système d'affichage à matrice active est réalisable sans que le support ne nécessite de circuits à films de transistors fins, connus de l'homme du métier sous l'abréviation TFT, qui nécessitent pour leur fabrication le développement de masques, ce développement ayant un coût élevé, qui doit être répété pour chaque nouvelle forme de support d'un arrangement matriciel. De la sorte, les dispositifs de signalisation comprenant des sources lumineuses selon l'invention sont aisément adaptables aux contraintes de formes des dispositifs de signalisation variant significativement d'un véhicule à l'autre, sans générer de tels coûts de développement.
Avantageusement, l'optique de conformation des rayons lumineux comporte un filtre coloré, de sorte que des rayons lumineux issus des éléments électroluminescents soient filtrés. De préférence, le filtre ne laisse passer que des rayons de longueur d’onde proche de celle des rayons issus de l’au moins un élément électroluminescent. De préférence, dans le cas d’un feu de position arrière, le filtre ne laisse passer que de la lumière rouge. De la sorte un aspect éteint de la source lumineuse est amélioré.
Avantageusement, la face supérieure du substrat a un revêtement absorbant les rayons lumineux de sorte à éviter des parasites lumineux. Par exemple, la face supérieure a un revêtement noir mat.
Avantageusement, un revêtement minéral protecteur est appliqué sur toutes les faces non conductrices de la source lumineuse, de sorte à améliorer une résistance à la corrosion, notamment dans un environnement automobile.
La présente invention est maintenant décrite à l’aide d’exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l’invention, et à partir des illustrations jointes, dans lesquelles :
La représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d'une source lumineuse selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
La représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d'une source lumineuse selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
La représente, schématiquement et partiellement, une vue depuis un point situé sur un axe normal à la face supérieure du substrat et permettant d'observer ladite face supérieure du substrat, d'une source lumineuse selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
La représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'une source lumineuse selon un troisième mode de réalisation de l’invention ;
La représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d'un support d'un arrangement matriciel de sources lumineuses selon l’invention ;
La représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d'un support d'un arrangement matriciel de sources lumineuses selon l’invention ;
On a représenté en une vue en coupe d'une source lumineuse 100 selon un premier mode de réalisation de l’invention, selon un plan orthogonal au substrat 120.
La source lumineuse de la fait partie d'un arrangement matriciel de sources lumineuses identiques d'un module lumineux de véhicule automobile.
La source lumineuse comporte un substrat 120 doté d'une face supérieure 122, d'une face inférieure 121 opposée à la face supérieure, et d'un circuit électronique 151.
Le substrat 120 définit ici l'empreinte de la source lumineuse 100. Ici, le substrat 120, et donc la source lumineuse 100, ont une empreinte carrée, de 200 µm de côté. L'optique de conformation 140 des rayons lumineux est sphérique et a un rayon de 80 µm.
La source lumineuse comporte un élément électroluminescent 130 de type microled monté sur la face supérieure 122 du substrat 120, comportant une partie émettrice de lumière, ladite partie émettrice ayant une surface de 900 µm² vue depuis un axe normal à la face extérieure du substrat.
La source lumineuse comporte de plus une optique de conformation des rayons lumineux. Dans le mode de réalisation de la , l'optique de conformation des rayons lumineux forme, au-dessus de la face supérieure du substrat, un dioptre sphérique adapté pour concentrer des rayons lumineux issus de l’au moins un élément électroluminescent autour d'un axe optique normal au substrat. La surface émettrice de l’au moins un élément électroluminescent est proche dudit axe optique.
De plus, la face inférieure comporte des contacts de connexion 151 reliés au circuit électronique 150, lesdits contacts étant ici réalisés sous forme de pads, c’est-à-dire des pastilles de contact, le circuit électronique 151 étant adapté pour alimenter l'élément électroluminescent 130 lorsque les contacts de connexion sont connectés à une alimentation électrique.
On a représenté en une vue d'une source lumineuse 200 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
La source lumineuse de la fait partie d'un arrangement matriciel de sources lumineuses identiques d'un module lumineux de véhicule automobile.
La source lumineuse comporte un substrat 220 doté d'une face supérieure 222, d'une face inférieure 221 opposée à la face supérieure, et d'un circuit électronique 250. Le substrat 220 a une empreinte rectangulaire, avec un grand côté et un petit côté.
La source lumineuse 200 comporte un élément électroluminescent 230 de type microled monté sur la face supérieure 222 du substrat 220, comportant une partie émettrice de lumière, ladite partie émettrice ayant une surface de 900 µm² vue depuis un axe normal à la face extérieure du substrat 220.
La source lumineuse 200 comporte de plus une optique de conformation des rayons lumineux 240. Dans le mode de réalisation de la , l'optique de conformation des rayons lumineux 240 forme, au-dessus de la face supérieure du substrat, un dioptre 241 dont la surface est une portion d'ellipsoïde, adapté pour concentrer des rayons lumineux issus de l’élément électroluminescent 230 autour d'une direction d'intensité maximale normale au substrat 220. La surface émettrice de l’au moins un élément électroluminescent est proche de ladite direction d'intensité maximale normale.
De plus, l'optique de conformation des rayons lumineux 240 comporte des réflecteurs 245 adaptés pour concentrer des rayons lumineux issus de l'élément électroluminescent 230. Dans le mode de réalisation de la , les réflecteurs 245 sont des prismes à section triangulaire, formés par un procédé de dépôts de matière successifs. La matière utilisée est un alliage de cuivre choisi pour ses caractéristiques de réflectivité élevée. Dans ce mode de réalisation particulier, les portions 242 de l'optique de conformation des rayons lumineux situées à l'aplomb des réflecteurs sont planes et des prismes sont disposés sur des bords du substrat rectangulaire 220. Ces réflecteurs permettent de concentrer autour d'une direction d'intensité maximale normale au substrat des rayons lumineux parallèles ou ayant un angle faible avec un plan de la face supérieure 222 du substrat 220.
Lorsque la source lumineuse 200 est montée sur un support formant un module lumineux d'un dispositif de signalisation de véhicule automobile, elle est montée de sorte que la direction d’intensité maximale de la source lumineuse 200 est disposée sensiblement selon un axe avant arrière du véhicule automobile. La source lumineuse 200 est de plus orientée de sorte que le côté long du substrat est sensiblement horizontal. Ainsi, les rayons lumineux issus de l'au moins un élément électroluminescent 230 sont davantage concentrés autour d'un plan horizontal qu'autour d'un plan vertical. Une telle distribution des rayons lumineux est particulièrement favorable à la réalisation d'une fonction de signalisation telle une fonction de feu de position arrière, de feu de position ou de feu stop.
On a représenté en une vue de la source lumineuse 200 selon le mode de réalisation de la , vue du dessus, soit selon un point de vue orthogonal à la face supérieure 222 du substrat 220.
On a représenté en une vue en perspective d'une source lumineuse 300 selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
La source lumineuse de la fait partie d'un arrangement matriciel de sources lumineuses identiques d'un module lumineux de véhicule automobile.
La source lumineuse 300 comporte un substrat 320 doté d'une face supérieure, d'une face inférieure opposée à la face supérieure, et d'un circuit électronique non représenté. Le substrat 320 a une empreinte rectangulaire, avec un grand côté et un petit côté. La face inférieure comporte des contacts de connexion non représentés reliés au circuit électronique non représenté.
La source lumineuse comporte un élément électroluminescent et une optique de conformation des rayons lumineux 340. Dans le mode de réalisation de la , l'optique de conformation des rayons lumineux 340 forme, au-dessus de la face supérieure du substrat 322, un dioptre dont la surface est une portion d'un cylindre de base circulaire, adapté pour concentrer des rayons lumineux issus de l’élément électroluminescent autour d'un plan normal au substrat. La surface émettrice d'au moins un élément électroluminescent est proche de ladite direction d'intensité maximale normale.
On a représenté en une vue partielle d'un arrangement matriciel de sources lumineuses selon un point de vue en coupe dans un plan XXZZ d'un support de sources lumineuses d'un module lumineux.
Les sources lumineuses 401, 402, 403, 40… comportent chacune un substrat doté d'une face supérieure, d'une face inférieure opposée à la face supérieure, d'un circuit électronique et de contact électriques situés sur la face inférieure du substrat. Le substrat a une empreinte rectangulaire, avec un grand côté et un petit côté.
Les sources lumineuses comportent un élément électroluminescent et une optique de conformation des rayons lumineux. Dans le mode de réalisation de la , l'optique de conformation des rayons lumineux de chacune des sources lumineuses 401, 402, 403, 40… est asymétrique, de sorte qu'elle est apte à concentrer des rayons lumineux autour d'une direction d'intensité maximale parallèle à un axe avant-arrière XX du véhicule automobile, bien que le support 411 de l'arrangement matriciel de sources lumineuses est incliné dans un plan XXZZ comprenant l'axe avant-arrière XX et un axe vertical ZZ.
On a représenté en une vue d'un arrangement matriciel de sources lumineuses selon un point de vue en coupe dans un plan XXYY d'un support de sources lumineuses d'un module lumineux, similaires en tout point à celles de la sauf en ce que l'optique de conformation des rayons lumineux est asymétrique, de sorte qu'elle est apte à concentrer des rayons lumineux autour d'une direction d'intensité maximale parallèle à un axe avant-arrière XX du véhicule automobile, bien que le support 412 de l'arrangement matriciel de sources lumineuses est incliné dans un plan XXZZ comprenant l'axe avant-arrière XX et un axe vertical ZZ.
L’invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation spécifiquement donnés dans ce document à titre d’exemples non limitatifs, et s’étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens. Ainsi, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres..

Claims (12)

  1. Source lumineuse (100, 200, 300) d'un arrangement matriciel de sources lumineuses de module lumineux de signalisation de véhicule automobile, comportant :
    • Un substrat (120, 220, 320) comportant une face supérieure (122, 222, 322), une face inférieure (121, 221) opposée à la face supérieure (122, 222, 322), et un circuit électronique (150, 250),
    • Au moins un élément électroluminescent (130, 230) monté sur la face supérieure (122, 222, 322) du substrat (120, 220, 320), comportant une partie émettrice de lumière,
    • Une optique (140, 240, 340) de conformation des rayons émis par ledit élément électroluminescent,
    • Ladite face inférieure (121, 221) comportant des contacts de connexion reliés au circuit électronique (150, 250), le circuit électronique (150, 250) étant adapté pour alimenter l’au moins un élément électroluminescent (130, 230),
    • La partie émettrice de lumière de l’au moins un élément électroluminescent (130, 230) ayant une surface inférieure (121, 221) à 40 000 µm²,
    • Ladite optique (140, 240, 340) comprenant un élément optique réalisé par moulage sur au moins un élément électroluminescent (130, 230) et au moins partiellement sur la face supérieure (122, 222, 322) du substrat (120, 220, 320).
  2. Source lumineuse selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de la partie émettrice de l’au moins un élément électroluminescent est au moins deux fois inférieure à la surface de la face supérieure (122, 222, 322) du substrat (120, 220, 320) et/ou la surface de la partie émettrice de l’au moins un élément électroluminescent est au moins deux fois inférieure à la surface de la surface utile de sortie de l'optique (140, 240, 340) de conformation des rayons lumineux issus de l’au moins un élément électroluminescent (130, 230).
  3. Source lumineuse selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'optique (140, 240, 340) de conformation des rayons émis par l’au moins un élément électroluminescent (130, 230) comporte une optique convergente ayant une section ovale ou elliptique dans un plan parallèle à la face supérieure (122, 222, 322) du substrat (120, 220, 320).
  4. Source lumineuse selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'optique (140, 240, 340) de conformation des rayons émis par l’au moins un élément électroluminescent (130, 230) concentre davantage lesdits rayons autour d'un plan horizontal du véhicule, qu'autour d'un plan vertical du véhicule.
  5. Source lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'optique (140, 240, 340) de conformation des rayons lumineux est asymétrique en rotation par rapport à tout axe normal à la face supérieure (122, 222, 322) du substrat (120, 220, 320) et/ou asymétrique par rapport à tout plan vertical du véhicule et/ou asymétrique par rapport à tout plan horizontal du véhicule.
  6. Source lumineuse selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'optique (140, 240, 340) de conformation des rayons émis par l’au moins un élément électroluminescent (130, 230) comporte des réflecteurs.
  7. Source lumineuse selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les réflecteurs sont réalisés par dépôts successifs d'une matière réfléchissante à même le substrat (120, 220, 320).
  8. Source lumineuse selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un revêtement antireflet et/ou un revêtement minéral est appliqué sur l'optique (140, 240, 340) de conformation et/ou sur des côtés de la source lumineuse.
  9. Source lumineuse selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la source lumineuse a une empreinte et/ou des contacts de connexion asymétriques selon tout plan normal au plan de la face supérieure (122, 222, 322) du substrat (120, 220, 320).
  10. Source lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le circuit électronique (150, 250) du substrat (120, 220, 320) comporte un circuit intégré adapté pour alimenter au moins un élément électroluminescent.
  11. Dispositif de signalisation contribuant à et/ou réalisant une fonction réglementaire de feu de position arrière et/ou de feu stop et/ou d'indicateur de changement de direction, caractérisé en ce qu'il comporte un support d'un arrangement matriciel de sources lumineuses selon l'une quelconque des revendications précédentes, formant un module lumineux.
  12. Procédé de fabrication d'une source lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend :
    • Une étape de constitution d'un substrat commun de éléments électroluminescents comprenant une pluralité de éléments électroluminescents comportant une face supérieure sur laquelle sont montés les éléments électroluminescents et une face inférieure comportant des contacts de connexion et des circuits électroniques permettant de connecter les éléments électroluminescents, de sorte que les éléments électroluminescents peuvent être alimentées par la face inférieure du substrat commun,
    • Une étape de réalisation d'optiques de conformation des rayons lumineux des éléments électroluminescents par moulage directement sur au moins un élément électroluminescent et au moins partiellement sur la face supérieure du substrat,
    • Une étape de singulation du substrat commun aboutissant à l'obtention d'une pluralité de sources lumineuses selon l'une des revendications précédentes.
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