WO2020136348A1 - Dispositif optoélectronique comprenant une diode électroluminescente dont le faisceau émis présente une incidence variable sur différents convertisseurs de couleur selon une séquence prédéterminée - Google Patents

Dispositif optoélectronique comprenant une diode électroluminescente dont le faisceau émis présente une incidence variable sur différents convertisseurs de couleur selon une séquence prédéterminée Download PDF

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optoelectronic device
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Olivier JEANNIN
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Definitions

  • TITLE Optoelectronic device comprising a light-emitting diode whose emitted beam has a variable incidence on different color converters according to a predetermined sequence
  • the present invention relates to an optoelectronic device comprising a plurality of pixels, each pixel being capable of emitting light beams of different colors.
  • the invention also relates to a method for controlling an optoelectronic device.
  • the invention finds an application in particular in display screens or image projection systems.
  • optical device is understood here to mean a device suitable for converting an electrical signal into electromagnetic radiation to be emitted, in particular light.
  • LED Light-Emitting Diode
  • each light-emitting diode comprises an active material exploiting or not quantum wells, a semiconductor portion doped according to a first type of doping to play the role of P doped junction and a semiconductor portion doped according to a second type of doping to play the N-doped junction role
  • Each light-emitting diode can be formed on the basis of three-dimensional or planar semiconductor elements, having micrometric or even nanometric dimensions.
  • optoelectronic devices comprising a matrix of light-emitting diodes distributed over a certain emission surface through which is transmitted directly or after conversion the light radiation coming from light-emitting diodes.
  • Such optoelectronic devices can in particular be used in the constitution of display screens or image projection systems, where the matrix of light-emitting diodes in fact defines a matrix of light pixels where each pixel traditionally comprises at least one sub-pixel to generate each color, each sub-pixel itself containing at least one light-emitting diode .
  • a sub-pixel can for example contain up to 100,000 light-emitting diodes.
  • Another difficulty is to achieve that the light radiation emitted by the wired light-emitting diodes of a given sub-pixel does not mix with the light radiation emitted by the light-emitting diodes of an adjacent sub-pixel in order to improve the contrasts.
  • this problem proves increasingly difficult to solve given the increasing miniaturization of light emitting diodes.
  • Another difficulty stems from the fact that the light emitted by a wired three-dimensional diode is not directional in the sense that the light beams composing this light are not emitted substantially in the same direction. This results in a significant loss of radiation by emission in unwanted directions, thus causing a fall in light extraction.
  • One known solution consists in forming light confinement walls capable of blocking the transmission of the light radiation emitted by at least one given light-emitting diode to at least one adjacent light-emitting diode.
  • each sub-pixel comprises a light conversion module delimiting a plurality of conversion pads capable of emitting at the output of light rays of different colors respectively. It can typically be provided for the presence of at least one phosphor at the level of at least one of these conversion pads. Each conversion pad is intended to receive light from at least one light-emitting diode associated therewith.
  • these manufacturing techniques are not satisfactory in view of the current demand for miniaturization.
  • the present invention aims to provide an optoelectronic device, where each pixel has a multicolored light emission, responding to all or part of the problems presented above.
  • one goal is to provide a solution that meets at least one of the following objectives:
  • an optoelectronic device comprising a plurality of pixels, each pixel being capable of emitting light beams of different colors and comprising:
  • a unique illumination mechanism comprising at least one light-emitting diode capable of emitting an initial light beam
  • a light conversion module comprising a plurality of conversion pads including at least one primary conversion pad capable of emitting a first light radiation corresponding to a first color from the initial light beam and at least one secondary conversion pad able to emit a second light radiation corresponding to a second color from the initial light beam,
  • a light adjustment system configured to act on at least one element chosen from a relative position between the illumination mechanism and the light conversion module and the initial light beam, the action of the light adjustment system being adapted so that the primary conversion pad and the secondary conversion pad respectively emit the first light radiation and the second light radiation from the initial light beam simultaneously or alternately in a predetermined sequence.
  • the light adjustment system comprises an optical system arranged between the illumination mechanism and the light conversion module, the optical system acting on the initial light beam so as to transform it optically.
  • the optical system comprises at least one optical lens arranged between the illumination mechanism and at least one conversion pad chosen from the primary conversion pad and the secondary conversion pad.
  • the optical lens is configured to be traversed by the initial light beam and emit, by optical transformation of the initial light beam, a light beam transformed at least in part made directional with respect to the initial light beam and reaching at least one conversion pad chosen from the primary conversion pad and the secondary conversion pad.
  • the light adjustment system comprises a lens displacement mechanism capable of ensuring a displacement of the optical lens according to a displacement sequence adapted so that the transformed light beam is incident on the primary conversion pad and on the secondary conversion pad of simultaneously or alternately according to an alternating incidence ensuring said predetermined sequence for the emission of the first and second light rays.
  • the lens movement mechanism includes piezoelectric actuators and / or microactuators such as piezoelectric materials and / or electroactive polymers and / or shape memory alloys and / or magnetic actuators.
  • the light adjustment system comprises transformation elements to vary an optical configuration of the optical lens influencing the manner of transforming the initial light beam and of emitting the transformed light beam, according to a sequence of variation of optical configuration adapted so that the transformed light beam is incident on the primary conversion pad and on the secondary conversion pad simultaneously or alternately according to an alternating incidence ensuring said predetermined sequence for the emission of the first and second light radiation.
  • the transformation elements for varying an optical configuration of the optical lens, include piezoelectric elements in the optical lens and / or micro-actuators such as piezoelectric materials and / or electroactive polymers and / or shape memory alloys and / or magnetic actuators and / or actuable liquid crystals which the optical lens incorporates.
  • the primary conversion pad and the secondary conversion pad are generally arranged in a first plane, the optical lens is generally arranged in a second plane and the illumination mechanisms of the plurality of pixels are generally distributed in a third plane, the first plane, the second plane and the third plane being substantially parallel to each other.
  • the light adjustment system comprises a movement mechanism of the light conversion module acting on the light conversion module to ensure movement of the primary conversion pad and / or the secondary conversion pad according to a displacement sequence adapted so that the beam initial light or the transformed light beam is incident on the primary conversion pad and on the secondary conversion pad simultaneously or alternately according to an alternating incidence ensuring said predetermined sequence for the emission of the first and second light radiation.
  • the light conversion module movement mechanism comprises piezoelectric actuators and / or microactuators such as piezoelectric materials and / or electroactive polymers and / or shape memory alloys and / or magnetic actuators .
  • the light adjustment system comprises an illumination mechanism displacement mechanism capable of ensuring displacement of the illumination mechanism according to a displacement sequence adapted so that the initial light beam or the transformed light beam is incident on the conversion pad primary and on the secondary conversion pad simultaneously or alternately according to an alternating incidence ensuring said predetermined sequence for the emission of the first and second light radiation.
  • the illumination mechanism displacement mechanism includes piezoelectric actuators and / or microactuators such as piezoelectric materials and / or electroactive polymers and / or shape memory alloys and / or magnetic actuators .
  • the initial light beam or the transformed light beam is configured to be capable of being incident simultaneously on a part of the primary conversion pad and on a part of the secondary conversion pad.
  • the light adjustment system requires that the predetermined sequence for the emission of the first and second light radiations has a frequency f for the alternation of emission of the pixel conversion pads, expressed in Hz, such that f324 * n where n is the number of pixel conversion pads.
  • the light conversion module comprises at least one luminophore at the level of at least one conversion pad chosen from the primary conversion pad and the secondary conversion pad.
  • the invention also relates to the implementation of a method for controlling an optoelectronic device comprising a plurality of pixels where each pixel is capable of emitting light beams of different colors and comprises: a unique illumination mechanism comprising at at least one light-emitting diode capable of emitting an initial light beam (121),
  • a light conversion module comprising a plurality of conversion pads including at least one primary conversion pad capable of emitting a first light radiation corresponding to a first color from the initial light beam and at least one secondary conversion pad capable of emitting a second light radiation corresponding to a second color from the initial light beam, the method comprising a main phase comprising the following steps:
  • each pixel comprises, configured to act on at least one element chosen from a relative position between the illumination mechanism and the light conversion module and the initial light beam, the activation of the light adjustment system being adapted so that the initial light beam can reach the secondary conversion pad;
  • steps a) and c) being carried out simultaneously or alternately according to a predetermined sequence.
  • the time period between two successive main phases is less than 0.042 s.
  • FIG. 1 represents a schematic cross section of an embodiment of an optoelectronic device according to the invention containing an illumination mechanism and two separate conversion pads emitting in different colors;
  • FIG. 2 shows a schematic cross section of an embodiment of an optoelectronic device according to the invention containing an illumination mechanism and three separate conversion pads emitting in different colors;
  • FIG. 3 shows a schematic cross section of an embodiment of an optoelectronic device according to the invention containing an illumination mechanism, and two separate conversion pads emitting in different colors, and an optical lens;
  • FIG. 4 represents, in schematic cross-section, two different configurations occupied by another embodiment of an optoelectronic device according to the invention containing a mechanism for moving the illumination mechanism, an illumination mechanism and two separate conversion pads emitting in different colors, the two configurations representing the situations before and after the actuation of the movement mechanism of the illumination mechanism;
  • FIG. 5 shows, in schematic cross-section, two different configurations occupied by another embodiment of an optoelectronic device according to the invention containing a mechanism for moving the light conversion module, an illumination mechanism and two separate conversion pads emitting in different colors, the two configurations representing the situations before and after the actuation of the movement mechanism of the light conversion module;
  • FIG. 6 shows, in schematic cross-section, three different configurations occupied by another embodiment of an optoelectronic device according to the invention containing an optical lens and an element for varying an optical configuration of the optical lens, the three configurations appearing different actuations of the element which varies the optical configuration of the optical lens;
  • Fig. 7 shows, in schematic cross-section, two different configurations occupied by another embodiment of an optoelectronic device according to the invention containing a mechanism for moving the light conversion module, an illumination mechanism, two conversion pads emitting with two different colors and an optical lens, the two configurations corresponding to the positions occupied by the two conversion pads before and after actuation of the movement mechanism of the light conversion module.
  • FIG. 8 represents, in schematic cross-section, three different configurations occupied by another embodiment of an optoelectronic device according to the invention containing an optical lens and a lens movement mechanism, the three configurations corresponding to different positions occupied by the lens by actuation of the lens moving mechanism;
  • FIG. 9 shows, in a top view, three different configurations occupied by another embodiment of an optoelectronic device according to the invention containing two conversion pads emitting in different colors illuminated simultaneously and alternately by an initial light beam;
  • FIG. 10 shows, in a top view, six different configurations occupied by an optoelectronic device according to the invention containing three conversion pads emitting in three different colors illuminated simultaneously and alternately by an initial light beam.
  • the invention relates firstly to an optoelectronic device 10 comprising a plurality of pixels 11 where each pixel 11 is capable of emitting light beams characterized by different colors.
  • each of FIGS. 1 to 10 represents only a single pixel 11 of the optoelectronic device 10. This in no way excludes the fact that the optoelectronic device 10 comprises a plurality of pixels 11, typically distributed in the manner of a matrix in two dimensions, in order to meet the needs in applications of the display screen or image projection system type.
  • Each pixel 11 comprises a light conversion module 600 delimiting comprising several conversion pads, themselves capable of emitting light beams of different colors, including at least one primary conversion pad 11a and a secondary conversion pad 11b.
  • the pixel 11 can also include at least one tertiary conversion pad 11c in addition to the primary and secondary conversion pads 11a, 11b.
  • the number of primary conversion pads 11a, secondary conversion pads 11b or even tertiary conversion pads 11c is not limited in itself within each pixel 11.
  • Each pixel 11 comprises a single illumination mechanism 222 for sequentially illuminating in time different conversion pads that the pixel 11 comprises.
  • the illumination mechanism 222 essentially comprises at least one light-emitting diode 111.
  • the mechanism illumination 222 may also include means for collimating light such as for example reflective or opaque walls situated on either side of said at least one light-emitting diode 111 and capable of concentrating or at least partially making the beam directional light emitted by the illumination mechanism 222 towards the conversion pads 11a, 11b, 11c.
  • the illumination mechanism 222 is thus able to emit an initial light beam 121, in particular from the light beam emitted by said at least one light-emitting diode 111.
  • This initial light beam 121 is then, directly or indirectly, made incident on a rear face of the various conversion pads 11a, 11b or even 11c of the pixel 11 in the simultaneous or alternating manner mentioned above.
  • each pixel 11 therefore also includes the light conversion module 600 delimiting comprising the primary conversion pads 11a and secondary 11b, or even the tertiary conversion pad 11c.
  • the primary conversion pad 11a is capable of emitting a first light radiation 124a corresponding to a first color from the initial light beam 121.
  • the secondary conversion pad 11b is capable of emitting a second light radiation 124b corresponding to a second color from of the initial light beam 121.
  • the tertiary conversion pad 11c is capable of emitting a third light radiation corresponding to a third color to starting from the initial light beam 121.
  • the first, second and third colors are different from each other, so that the pixel 11 can perform the functions conventionally expected of a pixel dedicated to the light display.
  • Each pixel 11 also includes a light adjustment system configured to act on the relative position of the light conversion module 600 and of the illumination mechanism 222 and / or on the initial light beam 121.
  • the action of the light adjustment system is adapted so that the primary conversion pad 11a and the secondary conversion pad 11b respectively emit the first light radiation 124a and the second light radiation 124b from the initial light beam 121 simultaneously or alternated according to a predetermined sequence, the predetermined sequence being, in a nonlimiting example, repeated periodically.
  • the action of the light adjustment system is adapted so that the primary conversion pad 11a, the secondary conversion pad 11b and the tertiary conversion pad 11c emit the first light radiation 124a, the second light radiation 124b and the third light radiation from the initial light beam 121 simultaneously or alternately according to a predetermined sequence.
  • This predetermined sequence can, in a nonlimiting example, be repeated periodically to for example generate a color mixing effect and thus obtain an average color resulting from the sum of the colors generated at each alternation of the sequence and the generation time of each. of said colors.
  • the light adjustment system and its constituent elements are for example electromagnetically and / or mechanically controlled by one or more control modules (not shown) in order to display, via the pixel matrix 11, one or more images.
  • a method for controlling the optoelectronic device will moreover be described below, which can be interpreted as a method for displaying an image by piloting the optoelectronic device.
  • each light-emitting diode 111 comprises semiconductor elements including a first portion doped according to a first type of doping taken from an N or P doping, a second portion forming an active part may include confinement means, and a third portion doped according to a second type of doping taken from an N or P doping.
  • this active part can comprise a single quantum well.
  • These semiconductor elements can be arranged, preferably in the present optoelectronic device 10, in a three-dimensional manner according to micrometric or nanometric dimensions.
  • each light-emitting diode 111 typically comprises a wired, conical, frustoconical or pyramidal semiconductor element, for example a microfil or a nanowire.
  • the embodiments can also be implemented for planar light-emitting diodes 111, that is to say light-emitting diodes 111 formed from a stack of planar semiconductor layers.
  • each light-emitting diode 111 is connected to a first lower electrode (not shown and which may be a germination layer), formed in a substrate, continuous or not.
  • a first lower electrode not shown and which may be a germination layer
  • a person skilled in the art can for example refer to patent application FR-A1-3053530 for the supply of such a substrate containing the adapted lower electrodes.
  • the cross section of the light emitting diodes 111 can have different shapes such as, for example, an oval, circular or polygonal shape (for example square, rectangular, triangular, hexagonal).
  • the active layer of light-emitting diodes 111 is the layer from which the majority of the radiation delivered by light-emitting diode 111 is emitted. It may include means for confining the carriers of electric charge, such as quantum wells. It is, for example, made up of alternating layers of GaN and InGaN. The GaN layers can be doped. Alternatively, the active layer consists of a single layer of InGaN.
  • the light-emitting diodes 111 can be obtained by any technique skilled in the art, for example: a chemical vapor deposition known as "CVD” (corresponding to the acronym of the English term “Chemical Layer Deposition” ), an atomic layer deposition known as “ALD” (corresponding to the acronym of the English term “Atomic Layer Deposition”), or a physical vapor deposition known as “PVD” (corresponding to the acronym of the English term “Physical Vapor Deposition” saxon) or by epitaxy (for example according to the so-called “MBE” technique corresponding to the acronym of the English term “Molecular Beam Epitaxy” or according to the so-called “MOVPE” technique corresponding to the acronym of Anglo-Saxon term “Metal Organic Vapor Phase Epitaxy”) or according to technique of Epitaxy in Vapor Phase with Hydrides.
  • CVD chemical vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • epitaxy for example according to the so
  • the light-emitting diodes 111 can be, at least in part, formed from group IV semiconductor materials such as silicon or germanium or else mainly comprising a compound III-V, for example compounds III-N .
  • group III include gallium, indium or aluminum.
  • III-N compounds are GaN, AIN, InGaN or AlInGaN.
  • Other elements of group V can also be used, for example, phosphorus, arsenic or antimony.
  • the elements in compound III-V can be combined with different molar fractions.
  • the light-emitting diodes 111 can equally be formed from semiconductor materials mainly comprising an II-VI compound.
  • the dopant can be chosen, in the case of a compound III-V, from the group comprising a P type dopant from group II, for example magnesium, zinc, cadmium or mercury, a P type dopant from group IV for example carbon, or an N type dopant of group IV, for example silicon, germanium, selenium, sulfur, terbium or tin.
  • a P type dopant from group II for example magnesium, zinc, cadmium or mercury
  • P type dopant from group IV for example carbon
  • an N type dopant of group IV for example silicon, germanium, selenium, sulfur, terbium or tin.
  • the emission mechanism 222 can also include at least one optical lens (not shown and distinct from the optical lens 122 described below) for collimating and / or focusing and / or making as direct as possible the light radiation directly emanating from the light-emitting diodes. 111.
  • the illumination mechanism 222 generates an initial light beam 121, for example resulting from the interaction of the elements mentioned above.
  • the optoelectronic device 10 comprises an optical system arranged between the illumination mechanism 222 and the light conversion module 600.
  • this system optical which has the role of optically transforming the initial light beam 121 in order to emit a transformed light beam 123 there may comprise at least one optical lens 122.
  • the initial light beam 121 thus generated by the illumination mechanism 222 then reaches (directly in the absence of the optical system or indirectly in the case of the possible interposition of the optical system) the light conversion module 600 delimiting comprising the various conversion pads 11a, 11b or even 11c.
  • the primary conversion pad 11a is capable of emitting, at an output face, the first light radiation 124a corresponding to the first color from the initial light beam 121.
  • the light conversion module 600 can by example contain color converters such as phosphors at the level delimiting the primary conversion pad lia.
  • the color converters emit in their turn on the front face a first light radiation 124a of a preferentially different wavelength determined by their intrinsic nature.
  • the secondary conversion pads 11b and the tertiary conversion pads 11c by adapting the color converters contained in the light conversion module 600 to the level of the secondary conversion pads 11b and tertiary 11c.
  • the light conversion module 600 does not contain a color converter and / or is transparent to the initial light beam 121 or to the transformed light beam 123 possibly transformed by the optical system described below.
  • each photoluminescent pad is designed so as to absorb at least part of the light, for example of blue color, emanating from the mechanism of illumination 222 and to emit in response a light of different color, for example green or red.
  • photoluminescent pads are usually arranged in a photosensitive binder matrix suitable, for example made of silicone.
  • the photoluminescent pads can be formed from an aluminate, a silicate, a nitride, a fluoride or sulfide.
  • the average size of such photoluminescent studs is between 1 pm and 20 pm, preferably between 1 pm and 10 pm, even more preferably between 1 pm and 8 pm.
  • the photoluminescent studs comprise an aluminate, in particular an aluminum and yttrium garnet, for example according to the formula Y 3 Al 5 0i 2 : Ce (also known by the formula YAG: Ce or YAG: Ce3 +), (Y, Gd) 3 AI 5 0i: Ce, Tb 3 AI 5 0i 2 , (Y, Tb) 3 AI 5 0i 2 , Lu 3 AI 5 0i 2 : Ce and Y 3 (AI, Ga) 5 0i 2 .
  • this aluminate also comprises elements chosen from elements comprising rare earths, alkaline earths and transition metals such as cerium, samarium, gadolinium, silicon, barium, terbium, strontium , chromium, praseodymium and gallium.
  • Nitrides absorbing and emitting light in the desired wavelength ranges can also be used, for example materials of the type CaAISiN 3 : Eu, (Ca, Sr) AISiN 3 : Eu, Ca 2 Si 5 Ns: Eu or (Ca, Sr) If 5 Ns: Eu.
  • the light-absorbing and emitting fluorides are for example the materials of formula K 2 MF 6 : Mn (where M can be Si, Ge, Sn or Ti).
  • the light-absorbing and emitting sulfides are for example the materials of formula CaS: Eu, SrCa: Eu, (Sr, Ca) S: Eu and SrGa 2 S 4 : Eu.
  • the light absorbing and emitting silicates are for example the materials of formula (Sr, Ba) 2 Si0 4 : Eu, Sr 2 Si0 4 : Eu, Ba 2 Si0 4 : Eu, Ca 2 Si0 4 : Eu, Ca 3 SiOs : Eu and Sr 3 SiOs: Eu.
  • the photoluminescent studs comprise nanometric-sized crystals and are formed in a semiconductor material.
  • the photoluminescent pads are then semiconductor nanocrystals whose average size is between 0.5 nm and 1000 nm, preferably from 0.5 nm to 500 nm, even more preferably from 1 nm to 100 nm, in particular from 2 nm to 30 nm. For dimensions less than 50 nm, the photoconversion properties of semiconductor nanocrystals essentially depend on quantum confinement phenomena. The semiconductor nanocrystals then correspond to quantum dots.
  • the semiconductor material of each semiconductor nanocrystal is chosen from the group comprising cadmium selenide (CdSe), indium phosphide (InP), cadmium sulfide (CdS), zinc sulfide (ZnS ), zinc selenide (ZnSe), cadmium telluride (CdTe), zinc telluride (ZnTe), cadmium oxide (CdO), zinc and cadmium oxide (ZnCdO), zinc and cadmium (CdZnS), zinc and cadmium selenide (CdZnSe), silver and indium sulphide (AglnS 2 ), perovskites of the PbScX 3 type, where X is a halogen atom, in particular iodine (I), bromine (Br) or chlorine (Cl), and a mixture of at least two of these compounds.
  • X is a halogen atom, in particular iodine (I),
  • the dimensions of the semiconductor nanocrystals are chosen as a function of the wavelength sought for the radiation emitted by the semiconductor nanocrystals.
  • cadmium selenide nanocrystals whose average size is around 3.6 nm are suitable for converting blue light to red light and cadmium selenide nanocrystals whose average size is around 1.3 nm are suitable for converting blue light into green light.
  • the primary conversion pad 11a and the secondary conversion pad 11b can emit the first light radiation 124a and the second light radiation 124b from the initial light beam 121 simultaneously and possibly statically over time. This advantageously saves energy.
  • the predetermined sequence which is optionally repeated periodically, can include the following subsequences:
  • the first period of time during which the subsequence i) is implemented, the second period of time during which the subsequence ii) is implemented implemented, the possible third period of time during which the sub-sequence iii) is implemented and the possible period of time during which the sub-sequence iv) is implemented can be identical to each other or different others.
  • the predetermined sequence which can be repeated periodically may optionally further comprise a sub-sequence corresponding to a stopping of the light emission by the illumination mechanism 222 for a certain period of time between the sub-sequence i) and the sub- sequence ii) and / or between the sub-sequence ii) and the sub-sequence iii) and / or between the sub-sequence iii) and the sub-sequence iv).
  • FIG. 1 illustrates an embodiment in which the pixel 11 respectively comprises a primary conversion pad 11a and a secondary conversion pad 11b, the assembly occupying a configuration, given solely by way of example, which consists in illuminating the pad primary conversion 11a, by direct incidence on its rear face, by the initial light beam 121 emanating from the illumination mechanism 222.
  • FIG. 2 illustrates another embodiment where the pixel 11 respectively comprises a primary conversion pad 11a, a secondary conversion pad 11b and a tertiary conversion pad 11c (which remains optional), the assembly occupying a configuration, given only by way of example, which consists of an illumination of the secondary conversion pad 11b, by direct incidence on its rear face, by the initial light beam 121 emanating from the illumination mechanism 222.
  • Opaque walls can be formed between the conversion pads 11a, 11b, 11c so as to prevent the first, second and optionally third radiations 124a, 124b from interfering with each other.
  • each pixel 11 acts mechanically on the light conversion module 600, at the level of the zones which delimit the conversion pads 11a, 11b or even 11c or more preferably on a support on which would be fixed the conversion pads, then allowing them to move in solidarity.
  • the mechanical action can be practiced by deformation or, more advantageously, by displacement.
  • the light adjustment system that each pixel 11 comprises can include a mechanism for movement of the light conversion module 300 acting on the light conversion module 600 to ensure movement of the primary conversion block 11a and / or the secondary conversion block 11b, or even also of the tertiary conversion block 11c when the light conversion module 600 of pixel 11 delimits one in addition to the conversion pads 11a, 11b.
  • This displacement is then practiced according to a displacement sequence adapted so that the initial light beam 121 or the transformed light beam 123 described below is, sequentially, incident on the primary conversion pad 11a and on the secondary conversion pad 11b , or even on the tertiary conversion pad 11c, according to an alternating incidence ensuring said predetermined sequence for the emission of the first light radiation 124a emitted by the primary conversion pad 11a and the second light radiation 124b emitted by the secondary conversion pad 11b, or even the third light radiation emitted by the tertiary conversion pad 11c.
  • the light conversion module displacement mechanism 300 provides for a displacement of the conversion pads of pixel 11 according to an overall movement during which they remain fixed with respect to each other within the same pixel 11, or alternatively according to a movement selective where part of the conversion pads of pixel 11 move relative to the remaining conversion pads of the same pixel 11.
  • the movement mechanism of light conversion module 300 provides for a displacement of the conversion pads of pixel 11 as well as adjacent pixel conversion pads, collectively.
  • the movement mechanism of the light conversion module 300 comprises piezoelectric actuators and / or microactuators such as piezoelectric materials and / or electroactive polymers and / or alloys with shape memory and / or magnetic actuators.
  • the primary conversion pad 11a and the secondary conversion pad 11b are generally arranged in a first plane PI and the illumination mechanism 222 is arranged in a plane P3.
  • the planes PI and P3 are generally parallel.
  • the light conversion module displacement mechanism 300 it suffices to provide for the light conversion module displacement mechanism 300 to cause the light conversion module 600 to move generally parallel to the plane PI so that the conversion pads 11a, 11b, 11c are illuminated by the initial light beam 121 or the light beam transformed 123 sequentially, this incidence sequence of the light beam 121 or 123 being directly dependent on the movement sequence imposed on the light conversion module 600 by the movement mechanism of the light conversion module 300 in the plane PI.
  • the initial light beam 121 or the transformed beam 123 can also, for example, simultaneously illuminate, and in one example statically over time, only part of the one of the conversion pads 11a, 11b, 11c of the pixel and a part of at least one other of the conversion pads 11a, 11b, 11c of the same pixel 11.
  • These arrangements can be obtained by adapting the surface of incidence of the beam initial light 121 or of the transformed light beam 123, in particular by playing on all the optical parameters having an effect on this surface of incidence.
  • the illumination by the initial light beam 121 of the conversion pads 11a, 11b can be governed by a predetermined sequence.
  • Another example to obtain a mixed color is to implement a displacement of the light conversion module 600 between two phases of the predetermined sequence. It is then advantageously possible to obtain a color which will appear, for the human eye, for example as an average of the colors of the first and second rays 124a, 124b obtained by the sequenced illumination of the primary and secondary conversion pads 11a, 11b .
  • the time period between two phases of implementation of the predetermined sequence is less than or equal to l / (24 * n) seconds, where n is the number of pads lighted conversion of pixel 11.
  • the light adjustment system requires that the predetermined sequence for the emission of the first light radiation 124a emitted by the primary conversion pad 11a, of the second light radiation 124b emitted by the secondary conversion pad 11b or even the third light radiation emitted by the tertiary conversion pad 11c, has a frequency denoted f for the transmission alternations of the conversion pads of the pixel 11, expressed in Hz, such as f324 * n.
  • the illumination mechanism 222 can completely maintain its illumination between two alternations of the predetermined sequence and / or between two successive phases of implementation of the predetermined sequence, so as not to jerk the display and limit the times of transition between power supply and illumination.
  • the optical system arranged between the illumination mechanism 222 and the light conversion module 600 can comprise at least one optical lens 122 arranged between the illumination mechanism 222 and at least one conversion pad chosen from the conversion pad primary 11a and the secondary conversion pad 11b, or even the tertiary conversion pad 11c in the case where the light conversion module 600 of the pixel 11 delimits a tertiary conversion pad 11c in addition to the primary and secondary conversion pads 11a.
  • the optical lens 122 is configured to be traversed by the initial light beam 121 and emit, by transformation of the initial light beam
  • the transformed light beam 123 at least partly rendered directional with respect to the initial light beam 121.
  • the transformed light beam 123 is capable of reaching at least one conversion pad chosen from the primary conversion pad 11a and the secondary conversion pad 11b, or even the tertiary conversion pad 11c.
  • the optical lens 122 comprises at least one surface of convex shape having an external entry surface capable of being traversed by said initial light beam 121 coming from the illumination mechanism 222.
  • the optical lens 122 can for example also contain a second convex exit surface for focusing again or collimating the initial light beam 123 and emitting the transformed beam 123.
  • the optical lens 122 has an axis of revolution.
  • the optical lens 122 can for example have a convex shape which is overstepped or else have a truncated part along a plane substantially parallel to the plane PI.
  • the optical lens 122 is advantageously formed from a material with an optical index of between 1.4 and 2 and more preferably between 1.45 and 1.55.
  • the optical lens 122 can for example be formed from borosilicate, glass, silica S1O2, AhO3, sapphire, polymer, thermoformable polymer, photosensitive resin, plastic, or even a liquid. The use of an optical lens
  • the 122 advantageously makes it possible to increase the light extraction from the illumination mechanism 222 because, in the absence of an optical lens 122, part of the light emitted by the illumination mechanism 222 does not reach at least one of the pads conversion 11a, 11b, 11c. This also allows an increase in the light intensity emitted by an illumination mechanism 222 comprising one or more light-emitting diodes 11 of wire-like forms. Indeed, thanks to the use of an optical lens 122, it is possible to envisage increasing the diameter of the light-emitting diodes 111 which make up the illumination mechanism 222.
  • the light rays coming from the light-emitting diode 111 as directional as possible, the light rays no longer interfere and therefore the density of light-emitting diodes 111 can be high while providing a diameter of the light emitting diodes 111 high if necessary.
  • This configuration is also advantageous for precisely controlling the portions of conversion pad reached by the transformed light beam 123.
  • the ratio of the areas illuminated of each conversion pad by the transformed light beam 123 in the same pixel 11, and the color as a result are precisely obtained.
  • this makes it possible to obtain colors whose saturation is improved. It also reduces crosstalk between pixels and improves contrast.
  • the optoelectronic device 10 may include elements, in particular absorbent walls, the implementation of which by the skilled person is easy, making it possible to block stray light rays so that they do not go in the direction of other neighboring pixels.
  • the light adjustment system that each pixel 11 comprises acts optically on the optical lens 122.
  • the optical lens 122 is capable of being dynamically deformed.
  • the light adjustment system may include transformation elements 400 capable of varying an optical configuration of the optical lens 122 influencing the manner of transforming the initial light beam 121 and emitting the transformed light beam 123, according to a sequence of variation of optical configuration adapted so that the transformed light beam 123 is, in a sequenced manner, incident on the primary conversion pad 11a and on the secondary conversion pad 11b, or even also on the tertiary conversion pad 11c when the light conversion module 600 of pixel 11 delimits one in addition to the conversion pads 11a, 11b, according to an alternating incidence ensuring said predetermined sequence for the emission of the first light radiation 124a emitted by the primary conversion pad 11a and of the second light radiation 124b emitted by the secondary conversion pad 11b, or even the third light radiation emitted by r the tertiary conversion pad 11c.
  • the initial light beam 121 can thus be deflected or focused or undergo collimation by the deformation of the optical lens 122.
  • the optical lens 122 can for example be formed in one or more liquids and include electrodes or piezoelectric elements and / or microactuators such as piezoelectric materials and / or electroactive polymers and / or shape memory alloys and / or magnetic actuators. It can also include liquid crystals, capable of being actuated by electrical power in a manner ensuring the deformation of the optical lens 122 as a whole.
  • FIG. 6 shows several optical configurations of the optical lens 122, making it possible to describe a predetermined sequence of illumination of the conversion pads 11a, 11b.
  • the optical lens 122 in a first optical configuration, has a shape such that the transformed light beam 123 illuminates the secondary conversion pad 11b.
  • the optical lens 122 in a second optical configuration, has a shape such that the transformed light beam 123 illuminates the secondary conversion pad 11b in part as well as the primary conversion pad 11a in part.
  • the optical lens 122 has a shape such that the transformed light beam 123 only illuminates the primary conversion pad 11a.
  • the optical lens 122 can be composed of several lenses, for example arranged parallel to the plane PI.
  • the optical lens 122 can be composed of several lenses, for example arranged parallel to the plane PI.
  • a first spherical optical lens and a second truncated optical lens it is possible to make the light rays of the initial light beam 121 parallel then to focus them.
  • the light adjustment system of the pixel 11 provides for acting optically on the optical system by means of a mechanical action on the optical lens 122.
  • the transformation elements 400 capable of varying an optical configuration of the optical lens 122 include a lens displacement mechanism 500 capable of ensuring displacement of the optical lens 122.
  • the transformed light beam 123 is incident on the area of the light conversion module 600 delimiting the primary conversion pad 11a.
  • the transformed light beam 123 becomes incident both on a part of the area of the light conversion module 600 delimiting the primary conversion pad 11a and on a portion of the area of the light conversion module 600 delimiting the secondary conversion pad 11b, thus causing the emission by the light conversion module 600 of a mixed color corresponding to a mixture of the light radiations 124a and 124b in proportion to their area illuminated by the transformed light beam 123 and possibly their emission times.
  • the transformed light beam 123 becomes incident only on the area of the light conversion module 600 delimiting the secondary conversion pad 11b, thus creating a color corresponding to that emitted by the secondary conversion pad 11b, that is to say the second light radiation 124b.
  • the sequence of displacement of the optical lens 122 generated by the action of the mechanism of displacement of the lens 500 is thus adapted so that the transformed light beam 123 is, in a sequenced manner, incident on the primary conversion pad 11a and on the pad of secondary conversion 11b, or even on the tertiary conversion pad 11c in the case where the light conversion module 600 of the pixel 11 delimits a tertiary conversion pad 11c in addition to the primary and secondary conversion pads 11a, 11b, according to an alternation of incidence ensuring said predetermined sequence for the emission of the first light radiation 124a emitted by the primary conversion pad 11a and the second light radiation 124b emitted by the secondary conversion pad 11b, or even the third light radiation emitted by the tertiary conversion pad 11c.
  • These principles described in association with the particular case of a pixel 11 with two conversion pads 11a, 11b can entirely be adapted and extended to the case of a pixel 11 with three conversion pads 11a, 11b, 11c or more.
  • each optical lens 122 moves independently for each pixel.
  • the lens movement mechanism 500 includes piezoelectric actuators and / or microactuators such as piezoelectric materials and / or electroactive polymers and / or shape memory alloys and / or magnetic actuators.
  • the optical lens 122 is generally arranged in a second plane P2 substantially parallel to the planes PI and P3 which are already substantially parallel to each other.
  • the lens movement mechanism 500 causes the optical lens 122 to move generally parallel to the planes PI, P2 so that the conversion pads 11a, 11b, 11c are illuminated by the initial light beam 121 or the beam transformed light 123 sequentially, this incidence sequence of the light beam 121 or 123 being directly dependent on the movement sequence imposed on the optical lens 122 by the lens movement mechanism 500 in the plane P2.
  • the light adjustment system that each pixel 11 includes provides for mechanical action on the illumination mechanism 222. If this mechanical action can possibly be obtained by a principle of deformation of all or part of the optoelectronic device 10, it is advantageous to provide a mechanical action on the illumination mechanism 222 by an overall displacement of the latter.
  • the light adjustment system of each pixel 11 can comprise a mechanism for displacing the illumination mechanism 200 capable of ensuring a displacement of the illumination mechanism 222.
  • the displacement of the illumination mechanism 200 can make it possible to carry out a sequence adapted so that the initial light beam 121 or the transformed light beam 123 are, simultaneously or alternately, incidents on the primary conversion pad 11a and on the secondary conversion pad 11b, or even on the tertiary conversion pad 11c in the case where the light conversion module 600 of the pixel 11 delimits a tertiary conversion pad 11c in addition to the primary and secondary conversion pads 11a, 11b, according to an alternating incidence ensuring the predetermined sequence for the emission of the first light radiation 124a emitted by the primary conversion pad 11a and the second light radiation 124b emitted by the secondary conversion pad 11b, or even from the third e light radiation emitted by the tertiary conversion pad 11c.
  • These principles described in association with the particular case of a pixel 11 with two conversion pads 11a, 11b can entirely be adapted and extended to the case of a pixel 11 with three conversion pads 11a, 11b, 11c or more.
  • the illumination mechanism displacement mechanism 200 includes piezoelectric actuators and / or microactuators such as piezoelectric materials and / or electroactive polymers and / or shape memory alloys and / or actuators magnetic.
  • the invention also relates to the method for controlling this optoelectronic device 10.
  • the light display method of the optoelectronic device 10 comprises a main phase, optionally repeated periodically over time, comprising the following steps:
  • Steps a) and c) are carried out simultaneously or alternately according to a predetermined sequence. In the embodiment where steps a) and c) are performed simultaneously, then step b) may not be performed.
  • step a on reading all the previous explanations related to the optional existence of the optical system arranged between the illumination mechanism 222 and the light conversion module 600, it is understood that either the initial light beam 121 directly reaches the primary conversion pad 11a to cause the emission of the first light radiation 124a, ie the initial light beam 121 is transformed by the optical system to emit a transformed light beam 123 and it is this transformed light beam 123 which reaches the primary conversion pad 11a to cause the emission of the first light radiation 124a.
  • step c) it is understood that either the initial light beam 121 directly reaches the secondary conversion pad 11b to cause the emission of the second light radiation 124b, or the initial light beam 121 is transformed by the optical system for emitting a transformed light beam 123 and it is this transformed light beam 123 which reaches the secondary conversion pad 11b to cause the emission of the second light radiation 124b.
  • the time period between two successive main phases is less than 0.042 s. This makes it possible to make the ignition transitions from one conversion pad to another conversion visually invisible to the human eye in the case where the pixel 11 comprises at least three conversion pads emitting in different colors (example in blue, in red and in green).
  • the main phase optionally repeated periodically comprises the following steps d) and e):
  • step e it is understood that either the initial light beam 121 directly reaches the tertiary conversion pad 11c to cause the emission of the third light radiation, or the initial light beam 121 is transformed by the optical system to emit a transformed light beam 123 and it is this transformed light beam 123 which reaches the tertiary conversion pad 11c to cause the emission of the third light radiation.

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Abstract

Un dispositif optoélectronique (10) comprend une pluralité de pixels (11)où chacun comporte un mécanisme d'illumination (222) comprenant au moins une diode électroluminescente (111) apte à émettre un faisceau lumineux initial (121), un module de conversion lumineuse (600) comportant une pluralité de plots de conversion dont au moins un plot de conversion primaire (11a) et au moins un plot de conversion secondaire (11b). Chaque pixel comprend un système d'ajustement lumineux configuré pour agir sur au moins un élément choisi parmi une position relative entre le mécanisme d'illumination (222) et le module de conversion lumineuse (600) et le faisceau lumineux initial (121). L'action du système d'ajustement lumineux est adaptée pour que le plot de conversion primaire (11a) et le plot de conversion secondaire (11b) émettent respectivement un premier rayonnement lumineux (124a) et un deuxième rayonnement lumineux (124b) à partir du faisceau lumineux initial (121) de façon simultanée ou alternée selon une séquence prédéterminée.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Dispositif optoélectronique comprenant une diode électroluminescente dont le faisceau émis présente une incidence variable sur différents convertisseurs de couleur selon une séquence prédéterminée
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un dispositif optoélectronique comprenant une pluralité de pixels, chaque pixel étant apte à émettre des faisceaux lumineux de différentes couleurs.
L'invention concerne également un procédé de pilotage d'un dispositif optoélectronique.
L'invention trouve une application notamment dans les écrans d'affichage ou les systèmes de projection d'images.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Par « dispositif optoélectronique », il est ici entendu un dispositif adapté à effectuer la conversion d'un signal électrique en un rayonnement électromagnétique à émettre, notamment de la lumière.
Il existe des dispositifs optoélectroniques comportant des diodes électroluminescentes, également connues sous l'acronyme « LED » pour « Light- Emitting Diode » selon la terminologie anglo-saxonne consacrée, formées sur un substrat.
Il est connu que chaque diode électroluminescente comprenne un matériau actif exploitant ou non des puits quantiques, une portion semiconductrice dopée selon un premier type de dopage pour jouer le rôle de jonction dopée P et une portion semiconductrice dopée selon un deuxième type de dopage pour jouer le rôle de jonction dopée N.
Chaque diode électroluminescente peut être formée sur la base d'éléments semiconducteurs tridimensionnels ou planaires, présentant des dimensions micrométriques voire nanométriques.
Il existe des dispositifs optoélectroniques comportant une matrice de diodes électroluminescentes réparties sur une certaine surface d'émission au travers de laquelle est transmis directement ou après conversion le rayonnement lumineux en provenance des diodes électroluminescentes. De tels dispositifs optoélectroniques peuvent notamment être utilisés dans la constitution d'écrans d'affichage ou de systèmes de projection d'images, où la matrice de diodes électroluminescentes définit en fait une matrice de pixels lumineux où chaque pixel comporte traditionnellement au moins un sous-pixel pour générer chaque couleur, chaque sous-pixel contenant lui- même au moins une diode électroluminescente. Un sous-pixel peut par exemple contenir jusqu'à 100000 diodes électroluminescentes.
La tendance actuelle est de voir la définition des écrans augmentée, mais cela induit de réelles difficultés à vaincre. L'une d'elles est que les dimensions entre les sous-pixels et les dimensions de chaque sous-pixel deviennent micrométriques, voire nanométriques, et l'emploi de diodes électroluminescentes tridimensionnelles devient inéluctable avec des diamètres de diodes électroluminescentes tridimensionnelles toujours plus petits. Or, l'intensité lumineuse émise par les diodes électroluminescentes nanométriques décroît drastiquement à mesure que la taille des diodes électroluminescentes se réduit.
Une autre difficulté est de parvenir à ce que le rayonnement lumineux émis par les diodes électroluminescentes filaires d'un sous-pixel donné ne se mélange pas avec le rayonnement lumineux émis par les diodes électroluminescentes d'un sous- pixel adjacent afin d'améliorer les contrastes. Or, cette problématique s'avère de plus en plus difficile à résoudre compte tenu de la miniaturisation croissante des diodes électroluminescentes.
Une autre difficulté provient du fait que la lumière émise par une diode tridimensionnelle filaire n'est pas directionnelle dans le sens où les faisceaux lumineux composant cette lumière ne sont pas émis sensiblement dans une même direction. Il en ressort une perte importante de rayonnement par émission dans des directions non désirées, entraînant ainsi une chute de l'extraction lumineuse.
Une solution connue consiste à former des parois de confinement lumineux aptes à bloquer la transmission du rayonnement lumineux émis par au moins une diode électroluminescente donnée vers au moins une diode électroluminescente adjacente.
Mais cette technique connue présente l'inconvénient de ne pas améliorer véritablement le caractère directionnel de la lumière émise par chaque diode électroluminescente.
Une autre difficulté est que pour obtenir un dispositif optoélectronique apte à représenter des images multicolores, il peut être nécessaire d'obtenir des pixels où chaque sous-pixel est apte à émettre des couleurs différentes. Pour cela, il est connu de prévoir que chaque sous-pixel comprenne un module de conversion lumineuse délimitant une pluralité de plots de conversion aptes à émettre en sortie des rayonnements lumineux respectivement de couleurs différentes. Il peut typiquement être prévus la présence d'au moins un luminophore au niveau d'au moins l'un de ces plots de conversion. Chaque plot de conversion est destiné à recevoir la lumière en provenance d'au moins une diode électroluminescente qui lui est associée. Mais ces techniques de fabrication ne sont pas satisfaisantes en regard de la demande de miniaturisation actuelle.
EXPOSE DE L'INVENTION
La présente invention a pour but de fournir un dispositif optoélectronique, où chaque pixel présente une émission de lumière multicolore, répondant à tout ou partie des problèmes présentés ci-avant.
Notamment, un but est de fournir une solution répondant à au moins l'un des objectifs suivants :
améliorer le caractère directionnel de la lumière émise par chaque pixel ;
améliorer l'efficacité lumineuse du dispositif optoélectronique ; faciliter la mise en œuvre du dispositif optoélectronique en terme de fabrication et de pilotage et affichage lumineux ;
réduire la taille des pixels ;
réduire l'espace entre les pixels.
Ce but peut être atteint grâce à la fourniture d'un dispositif optoélectronique comprenant une pluralité de pixels, chaque pixel étant apte à émettre des faisceaux lumineux de différentes couleurs et comprenant :
un mécanisme d'illumination unique comprenant au moins une diode électroluminescente apte à émettre un faisceau lumineux initial,
d'une part un module de conversion lumineuse comportant une pluralité de plots de conversion dont au moins un plot de conversion primaire apte à émettre un premier rayonnement lumineux correspondant à une première couleur à partir du faisceau lumineux initial et au moins un plot de conversion secondaire apte à émettre un deuxième rayonnement lumineux correspondant à une deuxième couleur à partir du faisceau lumineux initial,
d'autre part un système d'ajustement lumineux configuré pour agir sur au moins un élément choisi parmi une position relative entre le mécanisme d'illumination et le module de conversion lumineuse et le faisceau lumineux initial, l'action du système d'ajustement lumineux étant adaptée pour que le plot de conversion primaire et le plot de conversion secondaire émettent respectivement le premier rayonnement lumineux et le deuxième rayonnement lumineux à partir du faisceau lumineux initial de façon simultanée ou alternée selon une séquence prédéterminée.
Certains aspects préférés du dispositif optoélectronique mais non limitatifs sont les suivants.
Le système d'ajustement lumineux comporte un système optique agencé entre le mécanisme d'illumination et le module de conversion lumineuse, le système optique agissant sur le faisceau lumineux initial de façon à le transformer optiquement.
Le système optique comprend au moins une lentille optique agencée entre le mécanisme d'illumination et au moins un plot de conversion choisi parmi le plot de conversion primaire et le plot de conversion secondaire. La lentille optique est configurée pour être traversée par le faisceau lumineux initial et émettre, par transformation optique du faisceau lumineux initial, un faisceau lumineux transformé au moins en partie rendu directionnel par rapport au faisceau lumineux initial et atteignant au moins un plot de conversion choisi parmi le plot de conversion primaire et le plot de conversion secondaire.
Le système d'ajustement lumineux comprend un mécanisme de déplacement de lentille apte à assurer un déplacement de la lentille optique selon une séquence de déplacement adaptée pour que le faisceau lumineux transformé soit incident sur le plot de conversion primaire et sur le plot de conversion secondaire de façon simultanée ou alternée selon une alternance d'incidence assurant ladite séquence prédéterminée pour l'émission des premier et deuxième rayonnements lumineux.
Le mécanisme de déplacement de lentille comprend des actionneurs piézo-électriques et/ou des micro-actionneurs tels que des matériaux piézo-électriques et/ou des polymères électroactifs et/ou des alliages à mémoire de forme et/ou des actionneurs magnétiques.
Le système d'ajustement lumineux comprend des éléments de transformation pourfaire varier une configuration optique de la lentille optique influant sur la manière de transformer le faisceau lumineux initial et d'émettre le faisceau lumineux transformé, selon une séquence de variation de configuration optique adaptée pour que le faisceau lumineux transformé soit incident sur le plot de conversion primaire et sur le plot de conversion secondaire de façon simultanée ou alternée selon une alternance d'incidence assurant ladite séquence prédéterminée pour l'émission des premier et deuxième rayonnements lumineux.
Les éléments de transformation, pour faire varier une configuration optique de la lentille optique, comprennent des éléments piézo-électriques dans la lentille optique et/ou des micro-actionneurs tels que des matériaux piézo-électriques et/ou des polymères électroactifs et/ou des alliages à mémoire de forme et/ou des actionneurs magnétiques et/ou des cristaux liquides actionnables que la lentille optique incorpore.
Le plot de conversion primaire et le plot de conversion secondaire sont globalement agencés dans un premier plan, la lentille optique est globalement agencée dans un deuxième plan et les mécanismes d'illumination de la pluralité de pixels sont globalement répartis dans un troisième plan, le premier plan, le deuxième plan et le troisième plan étant sensiblement parallèles entre eux.
Le système d'ajustement lumineux comprend un mécanisme de déplacement de module de conversion lumineuse agissant sur le module de conversion lumineuse pour assurer un déplacement du plot de conversion primaire et/ou du plot de conversion secondaire selon une séquence de déplacement adaptée pour que le faisceau lumineux initial ou le faisceau lumineux transformé soit incident sur le plot de conversion primaire et sur le plot de conversion secondaire de façon simultanée ou alternée selon une alternance d'incidence assurant ladite séquence prédéterminée pour l'émission des premier et deuxième rayonnements lumineux.
Le mécanisme de déplacement de module de conversion lumineuse comprend des actionneurs piézo-électriques et/ou des micro-actionneurs tels que des matériaux piézo-électriques et/ou des polymères électroactifs et/ou des alliages à mémoire de forme et/ou des actionneurs magnétiques.
Le système d'ajustement lumineux comprend un mécanisme de déplacement de mécanisme d'illumination apte à assurer un déplacement du mécanisme d'illumination selon une séquence de déplacement adaptée pour que le faisceau lumineux initial ou le faisceau lumineux transformé soit incident sur le plot de conversion primaire et sur le plot de conversion secondaire de façon simultanée ou alternée selon une alternance d'incidence assurant ladite séquence prédéterminée pour l'émission des premier et deuxième rayonnements lumineux.
Le mécanisme de déplacement de mécanisme d'illumination comprend des actionneurs piézo-électriques et/ou des micro-actionneurs tels que des matériaux piézo-électriques et/ou des polymères électroactifs et/ou des alliages à mémoire de forme et/ou des actionneurs magnétiques.
Le faisceau lumineux initial ou le faisceau lumineux transformé est configuré pour être apte à être incident simultanément sur une partie du plot de conversion primaire et sur une partie du plot de conversion secondaire. Le système d'ajustement lumineux impose que la séquence prédéterminée pour l'émission des premier et deuxième rayonnements lumineux présente une fréquence f pour les alternances d'émission des plots de conversion du pixel, exprimée en Hz, telle que f³24*n où n est le nombre de plots de conversion du pixel.
Le module de conversion lumineuse comprend au moins un luminophore au niveau d'au moins un plot de conversion choisi parmi le plot de conversion primaire et le plot de conversion secondaire.
L'invention porte également sur la mise en œuvre d'un procédé de pilotage d'un dispositif optoélectronique comprenant une pluralité de pixels où chaque pixel est apte à émettre des faisceaux lumineux de différentes couleurs et comprend : un mécanisme d'illumination unique comprenant au moins une diode électroluminescente apte à émettre un faisceau lumineux initial (121),
un module de conversion lumineuse comportant une pluralité de plots de conversion dont au moins un plot de conversion primaire apte à émettre un premier rayonnement lumineux correspondant à une première couleur à partir du faisceau lumineux initial et au moins un plot de conversion secondaire apte à émettre un deuxième rayonnement lumineux correspondant à une deuxième couleur à partir du faisceau lumineux initial, le procédé comprenant une phase principale comportant les étapes suivantes :
a) émission du faisceau lumineux initial par le mécanisme d'illumination de façon à atteindre le plot de conversion primaire, entraînant l'émission du premier rayonnement lumineux ;
b) mise en action d'un système d'ajustement lumineux que comporte chaque pixel, configuré pour agir sur au moins un élément choisi parmi une position relative entre le mécanisme d'illumination et le module de conversion lumineuse et le faisceau lumineux initial, la mise en action du système d'ajustement lumineux étant adaptée pour que le faisceau lumineux initial puisse atteindre le plot de conversion secondaire ;
c) émission du faisceau lumineux initial par le mécanisme d'illumination de façon à atteindre le plot de conversion secondaire, entraînant l'émission du deuxième rayonnement lumineux ;
les étapes a) et c) étant réalisées de façon simultanée ou alternée selon une séquence prédéterminée.
Certains aspects préférés mais non limitatifs du procédé sont les suivants.
La période de temps entre deux phases principales successives est inférieure à 0,042 s.
La phase principale est répétée périodiquement dans le temps. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
[Fig. 1] représente une coupe transversale schématique d'un mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique selon l'invention contenant un mécanisme d'illumination et deux plots de conversion distincts émettant à des couleurs différentes ;
[Fig. 2] représente une coupe transversale schématique d'un mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique selon l'invention contenant un mécanisme d'illumination et trois plots de conversion distincts émettant à des couleurs différentes ;
[Fig. 3] représente une coupe transversale schématique d'un mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique selon l'invention contenant un mécanisme d'illumination, et deux plots de conversion distincts émettant à des couleurs différentes, et une lentille optique ;
[Fig. 4] représente, en coupe transversale schématique, deux configurations différentes occupées par un autre mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique selon l'invention contenant un mécanisme de déplacement de mécanisme d'illumination, un mécanisme d'illumination et deux plots de conversion distincts émettant à des couleurs différentes, les deux configurations figurant les situations avant et après l'actionnement du mécanisme de déplacement de mécanisme d'illumination ;
[Fig. 5] représente, en coupe transversale schématique, deux configurations différentes occupées par un autre mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique selon l'invention contenant un mécanisme de déplacement de module de conversion lumineuse, un mécanisme d'illumination et deux plots de conversion distincts émettant à des couleurs différentes, les deux configurations figurant les situations avant et après l'actionnement du mécanisme de déplacement de module de conversion lumineuse ;
[Fig. 6] représente, en coupe transversale schématique, trois configurations différentes occupées par un autre mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique selon l'invention contenant une lentille optique et un élément pour faire varier une configuration optique de la lentille optique, les trois configurations figurant différentes mises en action de l'élément qui fait varier la configuration optique de la lentille optique ; [Fig. 7] représente, en coupe transversale schématique, deux configurations différentes occupées par un autre mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique selon l'invention contenant un mécanisme de déplacement de module de conversion lumineuse, un mécanisme d'illumination, deux plots de conversion émettant à deux couleurs différentes et une lentille optique, les deux configurations correspondant aux positions occupées par les deux plots de conversion avant et après l'actionnement du mécanisme de déplacement de module de conversion lumineuse.
[Fig. 8] représente, en coupe transversale schématique, trois configurations différentes occupées par un autre mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique selon l'invention contenant une lentille optique et un mécanisme de déplacement de lentille, les trois configurations correspondant à différentes positions occupées par la lentille par actionnement du mécanisme de déplacement de lentille ;
[Fig. 9] représente, selon une vue de dessus, trois configurations différentes occupées par un autre mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique selon l'invention contenant deux plots de conversion émettant selon des couleurs différentes illuminés simultanément et alternativement par un faisceau lumineux initial ;
[Fig. 10] représente, selon une vue de dessus, six configurations différentes occupées par un dispositif optoélectronique selon l'invention contenant trois plots de conversion émettant selon trois couleurs différentes illuminés simultanément et alternativement par un faisceau lumineux initial.
EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS
Sur les figures 1 à 10 annexées et dans la suite de la description, les mêmes références représentent des éléments identiques ou similaires en terme fonctionnel. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l'échelle de manière à privilégier la clarté des figures pour en faciliter la compréhension. Par ailleurs, les différents modes de réalisation et variantes ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent au contraire être combinés entre eux.
Dans la suite de la description, sauf indication contraire, les termes « sensiblement », « environ », « globalement » et « de l'ordre de » signifient « à 10 % près ».
L'invention porte en premier lieu sur un dispositif optoélectronique 10 comportant une pluralité de pixels 11 où chaque pixel 11 est apte à émettre des faisceaux lumineux caractérisés par des couleurs différentes. A des fins d'illustration exclusivement, mais sans aucune limitation, chacune des figures 1 à 10 représente uniquement un seul pixel 11 du dispositif optoélectronique 10. Cela n'exclut en rien le fait que le dispositif optoélectronique 10 comporte une pluralité de pixels 11, typiquement répartis à la manière d'une matrice dans deux dimensions, afin de répondre aux besoins dans les applications de type écran d'affichage ou système de projection d'images.
Chaque pixel 11 comporte un module de conversion lumineuse 600 délimitant comportant plusieurs plots de conversion, eux-mêmes aptes à émettre des faisceaux lumineux de différentes couleurs, dont au moins un plot de conversion primaire lia et un plot de conversion secondaire 11b. Le pixel 11 peut également comprendre au moins un plot de conversion tertiaire 11c en plus des plots de conversion primaire et secondaire lia, 11b. Le nombre de plots de conversion primaires lia, de plots de conversion secondaires 11b voire de plots de conversion tertiaires 11c n'est pas limité en soi, au sein de chaque pixel 11.
Chaque pixel 11 comprend un unique mécanisme d'illumination 222 pour illuminer de façon séquencée dans le temps différents plots de conversion que comporte le pixel 11. Le mécanisme d'illumination 222 comprend essentiellement au moins une diode électroluminescente 111. De façon générale, le mécanisme d'illumination 222 peut également comprendre des moyens de collimation de lumière comme par exemple des parois réfléchissantes ou opaques situées de part et d'autre de ladite au moins une diode électroluminescente 111 et aptes à concentrer ou à rendre au moins en partie directionnel le faisceau lumineux émis par le mécanisme d'illumination 222 vers les plots de conversion lia, 11b, 11c.
Le mécanisme d'illumination 222 est ainsi apte à émettre un faisceau lumineux initial 121, notamment à partir du faisceau lumineux émis par ladite au moins une diode électroluminescente 111. Ce faisceau lumineux initial 121 est ensuite, de manière directe ou indirecte, rendu incident sur une face arrière des différents plots de conversion lia, 11b voire 11c du pixel 11 de la manière simultanée ou alternée évoquée ci-dessus.
Comme évoqué ci-avant, chaque pixel 11 comprend donc également le module de conversion lumineuse 600 délimitant comportant les plots de conversion primaire lia et secondaire 11b, voire le plot de conversion tertiaire 11c. Le plot de conversion primaire lia est apte à émettre un premier rayonnement lumineux 124a correspondant à une première couleur à partir du faisceau lumineux initial 121. Le plot de conversion secondaire 11b est apte à émettre un deuxième rayonnement lumineux 124b correspondant à une deuxième couleur à partir du faisceau lumineux initial 121. Lorsque le module de conversion lumineuse 600 du pixel 11 délimite un plot de conversion tertiaire 11c en plus des plots de conversion primaire et secondaire lia, 11b, le plot de conversion tertiaire 11c est apte à émettre un troisième rayonnement lumineux correspondant à une troisième couleur à partir du faisceau lumineux initial 121. Les première, deuxième et troisième couleurs sont différentes les unes des autres, pour que le pixel 11 puisse assurer les fonctions classiquement attendues d'un pixel dédié à l'affichage lumineux.
Chaque pixel 11 comprend également un système d'ajustement lumineux configuré pour agir sur la position relative du module de conversion lumineuse 600 et du mécanisme d'illumination 222 et/ou sur le faisceau lumineux initial 121.
L'action du système d'ajustement lumineux est adaptée pour que le plot de conversion primaire lia et le plot de conversion secondaire 11b émettent respectivement le premier rayonnement lumineux 124a et le deuxième rayonnement lumineux 124b à partir du faisceau lumineux initial 121 de façon simultanée ou alternée selon une séquence prédéterminée, la séquence prédéterminée étant, dans un exemple non limitatif, répétée périodiquement. Lorsque le module de conversion lumineuse 600 du pixel 11 délimite un plot de conversion tertiaire 11c en plus des plots de conversion primaire et secondaire lia, 11b, l'action du système d'ajustement lumineux est adaptée pour que le plot de conversion primaire lia, le plot de conversion secondaire 11b et le plot de conversion tertiaire 11c émettent le premier rayonnement lumineux 124a, le deuxième rayonnement lumineux 124b et le troisième rayonnement lumineux à partir du faisceau lumineux initial 121 de façon simultanée ou alternée selon une séquence prédéterminée. Cette séquence prédéterminée peut, dans un exemple non limitatif, être répétée périodiquement pour par exemple générer un effet de mélange de couleurs et ainsi obtenir une couleur moyenne résultant de la somme des couleurs générées à chaque alternance de la séquence et du temps de génération de chacune desdites couleurs.
Le système d'ajustement lumineux et ses éléments constitutifs sont par exemple pilotés électromagnétiquement et/ou mécaniquement par un ou plusieurs modules de contrôle (non représentés) afin d'afficher, via la matrice des pixels 11, une ou des images. Il sera d'ailleurs décrit plus loin un procédé de pilotage du dispositif optoélectronique, ce qui peut s'interpréter comme un procédé d'affichage d'une image par pilotage du dispositif optoélectronique.
De façon générale, chaque diode électroluminescente 111 comprend des éléments semiconducteurs dont une première portion dopée selon un premier type de dopage pris parmi un dopage N ou P, une deuxième portion formant une partie active pouvant comporter des moyens de confinement, et une troisième portion dopée selon un deuxième type de dopage pris parmi un dopage N ou P. A titre d'exemple, cette partie active peut comprendre un puits quantique unique. Ces éléments semiconducteurs peuvent être agencés, préférentiellement dans le présent dispositif optoélectronique 10, de manière tridimensionnelle selon des dimensions micrométriques ou nanométriques. Ainsi, chaque diode électroluminescente 111 comprend typiquement un élément semiconducteur filaire, conique, tronconique ou pyramidal, par exemple un microfil ou un nanofil. Toutefois, les modes de réalisation peuvent aussi être mis en œuvre pour des diodes électroluminescente 111 planaires, c'est-à-dire des diodes électroluminescentes 111 formées à partir d'un empilement de couches semiconductrices planes.
Dans la description et sur les figures, les modes de réalisation sont décrits pour le cas particulier en aucun cas limitatif de diodes électroluminescentes 111 de formes filaires. De manière générale, chaque diode électroluminescente 111 est connectée à une première électrode inférieure (non représentée et qui peut être une couche de germination), formée dans un substrat, continue ou non. L'homme du métier peut par exemple se référer à la demande de brevet FR-A1-3053530 pour la fourniture d'un tel substrat contenant les électrodes inférieures adaptées. La section droite des diodes électroluminescentes 111 peut présenter différentes formes telles que, par exemple, une forme ovale, circulaire ou polygonale (par exemple carrée, rectangulaire, triangulaire, hexagonale). La couche active des diodes électroluminescentes 111 est la couche depuis laquelle est émise la majorité du rayonnement délivré par la diode électroluminescente 111. Elle peut comporter des moyens de confinement des porteurs de charge électrique, tels que des puits quantiques. Elle est, par exemple, constituée d'une alternance de couches de GaN et d'InGaN. Les couches de GaN peuvent être dopées. Alternativement, la couche active est constituée par une unique couche d'InGaN. De manière générale, les diodes électroluminescentes 111 peuvent être obtenues par toute technique de l'homme du métier comme par exemple : un dépôt chimique en phase vapeur dit « CVD » (correspondant à l'acronyme du terme anglo- saxon « Chemical Layer Déposition »), un dépôt de couche atomique dit « ALD » (correspondant à l'acronyme du terme anglo-saxon « Atomic Layer Déposition »), ou un dépôt physique en phase vapeur dit « PVD » (correspondant à l'acronyme du terme anglo-saxon « Physical Vapor Déposition ») ou encore par épitaxie (par exemple selon la technique dite « MBE » correspondant à l'acronyme du terme anglo-saxon « Molecular Beam Epitaxy » ou selon la technique dite « MOVPE » correspondant à l'acronyme du terme anglo-saxon « Métal Organic Vapor Phase Epitaxy ») ou selon la technique d'Epitaxie en Phase Vapeur aux Hydrures. A titre d'exemple, les diodes électroluminescentes 111 peuvent être, au moins en partie, formées à partir de matériaux semiconducteurs de groupe IV comme du silicium ou du germanium ou bien comportant majoritairement un composé lll-V, par exemple des composés lll-N. Des exemples du groupe III comprennent le gallium, l'indium ou l'aluminium. Des exemples de composés lll-N sont GaN, AIN, InGaN ou AlInGaN. D'autres éléments du groupe V peuvent également être utilisés, par exemple, le phosphore, l'arsenic ou l'antimoine. De façon générale, les éléments dans le composé lll-V peuvent être combinés avec différentes fractions molaires. Il convient de préciser que les diodes électroluminescentes 111 peuvent indifféremment être formées à partir de matériaux semiconducteurs comportant majoritairement un composé ll-VI. Le dopant peut être choisi, dans le cas d'un composé lll-V, parmi le groupe comprenant un dopant de type P du groupe II, par exemple du magnésium, du zinc, du cadmium ou du mercure, un dopant du type P du groupe IV par exemple du carbone, ou un dopant de type N du groupe IV, par exemple du silicium, du germanium, du sélénium, du souffre, du terbium ou de l'étain. Même s'il est possible d'envisager des diodes électroluminescentes 111 émettant un rayonnement lumineux de n'importe quelle couleur, il peut s'avérer avantageux d'utiliser des diodes électroluminescentes 111 aptes à émettre des rayonnements lumineux correspondant à une couleur bleue ou ultraviolette. En effet, ces couleurs sont les plus efficaces en combinaison avec des plots de conversion de couleur de type luminophore pour obtenir d'autres couleurs telles que du rouge ou du vert. Les diodes électroluminescentes 111 peuvent également être des diodes lasers comme par exemple des diodes verticales laser électroluminescentes dite « VCSEL ».
Le mécanisme d'émission 222 peut également comprendre au moins une lentille optique (non représentée et distincte de la lentille optique 122 décrite plus loin) pour collimater et/ou focaliser et/ou rendre le plus directionnel possible le rayonnement lumineux directement émanant des diodes électroluminescentes 111. Le mécanisme d'illumination 222 génère un faisceau lumineux initial 121 par exemple issu de l'interaction des éléments cités ci-dessus.
Dans un autre mode de réalisation illustré sur les figures 3, 6, 7 et 8, le dispositif optoélectronique 10 comprend un système optique agencé entre le mécanisme d'illumination 222 et le module de conversion lumineuse 600. Comme il le sera détaillé, ce système optique qui a pour rôle de transformer optiquement le faisceau lumineux initial 121 pour en émettre un faisceau lumineux transformé 123 peut comporter au moins une lentille optique 122. Le faisceau lumineux initial 121 ainsi généré par le mécanisme d'illumination 222 atteint ensuite (directement en cas d'absence du système optique ou indirectement dans le cas de l'interposition éventuelle du système optique) le module de conversion lumineuse 600 délimitant comportant les différents plots de conversion lia, 11b voire 11c. Le plot de conversion primaire lia est apte à émettre, au niveau d'une face de sortie, le premier rayonnement lumineux 124a correspondant à la première couleur à partir du faisceau lumineux initial 121. Pour ce faire, le module de conversion lumineuse 600 peut par exemple contenir des convertisseurs de couleur tels que des luminophores au niveau de la zone délimitant le plot de conversion primaire lia. Ainsi, par absorption du faisceau lumineux initial 121 ou du faisceau lumineux transformé 123 détaillé plus loin incident sur la face arrière, les convertisseurs de couleur émettent à leurs tours en face avant un premier rayonnement lumineux 124a d'une longueur d'onde préférentiellement différente déterminée par leur nature intrinsèque. Il en va de même pour les plots de conversion secondaires 11b et les plots de conversion tertiaires 11c, par une adaptation des convertisseurs de couleur contenus dans le module de conversion lumineuse 600 au niveau des plots de conversion secondaire 11b et tertiaire 11c. Pour obtenir des rayonnements de couleurs différentes en sortie du module de conversion lumineuse 600, notamment un premier rayonnement 124a et un deuxième rayonnement 124b et facultativement un troisième rayonnement, il est possible d'utiliser des convertisseurs de couleur différents au niveau des trois plots de conversion. Alternativement, il est possible voire avantageux de prévoir qu'au niveau d'un des plots de conversion lia, 11b voire 11c, le module de conversion lumineuse 600 ne contienne pas de convertisseur de couleur et/ou soit transparent au faisceau lumineux initial 121 ou au faisceau lumineux transformé 123 éventuellement transformé par le système optique décrit plus loin. Ainsi, dans le cas où le faisceau lumineux initial 121 est avantageusement de couleur bleue pour les raisons déjà évoquées, cette couleur bleue peut être visible à travers le module de conversion lumineuse 600 sans subir de conversion de couleur au sein du module de conversion lumineuse 600. Les plots de conversion comprennent par exemple des convertisseurs de couleur pouvant être formés avec des plots photoluminescents autrement appelés luminophores : chaque plot photoluminescent est conçu de sorte à absorber au moins une partie de la lumière, par exemple de couleur bleue, émanant du mécanisme d'illumination 222 et à émettre en réponse une lumière de couleur différente, par exemple verte ou rouge. Ces plots photoluminescents sont habituellement disposés dans une matrice liante photosensible adaptée par exemple en silicone. Les plots photoluminescents peuvent être formés d'un aluminate, d'un silicate, d'un nitrure, d'un fluorure ou d'un sulfure. La taille moyenne de tels plots photoluminescents est comprise entre 1 pm et 20 pm, de préférence entre 1 pm et 10 pm, encore plus préférentiellement entre 1 pm et 8 pm. Selon un exemple, les plots photoluminescents comprennent un aluminate, notamment un grenat d'aluminium et d'yttrium, par exemple selon la formule Y3Al50i2:Ce (également connu sous la formule YAG:Ce ou YAG:Ce3+), (Y,Gd)3AI50i :Ce, Tb3AI50i2, (Y,Tb)3AI50i2, Lu3AI50i2:Ce et Y3(AI,Ga)50i2. Selon un autre exemple, cet aluminate comprend également des éléments choisis parmi les éléments comprenant les terres rares, les alcalino-terreux et les métaux de transition comme le cérium, le samarium, le gadolinium, le silicium, le baryum, le terbium, le strontium, le chrome, le praséodyme et le gallium. Des nitrures absorbant et émettant de la lumière dans les gammes de longueur d'onde souhaitées sont également utilisables, par exemple des matériaux de type CaAISiN3:Eu, (Ca,Sr)AISiN3:Eu, Ca2Si5Ns:Eu ou (Ca,Sr)Si5Ns:Eu. Le fluorures absorbant et émettant de la lumière sont par exemple les matériaux de formule K2MF6:Mn (où M peut être Si, Ge, Sn ou Ti). Les sulfures absorbant et émettant de la lumière sont par exemple les matériaux de formule CaS:Eu, SrCa:Eu, (Sr,Ca)S:Eu et SrGa2S4:Eu. Les silicates absorbant et émettant de la lumière sont par exemple les matériaux de formule (Sr,Ba)2Si04:Eu, Sr2Si04:Eu, Ba2Si04:Eu, Ca2Si04:Eu, Ca3SiOs:Eu et Sr3SiOs:Eu. Selon un exemple, les plots photoluminescents comprennent des cristaux de taille nanométrique et sont formés dans un matériau semiconducteur. Les plots photoluminescents sont alors des nanocristaux semiconducteurs dont la taille moyenne est comprise entre 0,5 nm et 1000 nm, de préférence de 0,5 nm à 500 nm, encore plus préférentiellement de 1 nm à 100 nm, notamment de 2 nm à 30 nm. Pour des dimensions inférieures à 50 nm, les propriétés de photoconversion des nanocristaux semiconducteurs dépendent essentiellement de phénomènes de confinement quantique. Les nanocristaux semiconducteurs correspondent alors à des boîtes quantiques. Selon un mode de réalisation, le matériau semiconducteur de chaque nanocristal semiconducteur est choisi parmi le groupe comprenant le séléniure de cadmium (CdSe), le phosphure d'indium (InP), le sulfure de cadmium (CdS), le sulfure de zinc (ZnS), le séléniure de zinc (ZnSe), le tellurure de cadmium (CdTe), le tellurure de zinc (ZnTe), l'oxyde de cadmium (CdO), l'oxyde de zinc et de cadmium (ZnCdO), le sulfure de zinc et de cadmium (CdZnS), le séléniure de zinc et de cadmium (CdZnSe), le sulfure d'argent et d'indium (AglnS2), les pérovskites du type PbScX3, où X est un atome d'halogène, notamment l'iode (I), le brome (Br) ou le chlore (Cl), et un mélange d'au moins deux de ces composés. Selon un autre exemple, les dimensions des nanocristaux semiconducteurs sont choisies en fonction de la longueur d'onde recherchée pour le rayonnement émis par les nanocristaux semiconducteurs. A titre d'exemple, des nanocristaux de séléniure de cadmium dont la taille moyenne est de l'ordre de 3,6 nm sont adaptés à convertir de la lumière bleue en lumière rouge et des nanocristaux de séléniure de cadmium dont la taille moyenne est de l'ordre de 1,3 nm sont adaptés à convertir de la lumière bleue en lumière verte.
Comme présenté précédemment, le plot de conversion primaire lia et le plot de conversion secondaire 11b peuvent émettre le premier rayonnement lumineux 124a et le deuxième rayonnement lumineux 124b à partir du faisceau lumineux initial 121 de façon simultanée et éventuellement de façon statique dans le temps. Ceci permet avantageusement d'économiser de l'énergie.
La séquence prédéterminée, qui est facultativement répétée périodiquement, peut comprendre les sous-séquences suivantes :
i) incidence du faisceau lumineux initial 121 ou du faisceau lumineux transformé 123 sur au moins une partie de la zone du module de conversion lumineuse 600 délimitant le plot de conversion primaire lia durant une première période de temps afin que le plot de conversion primaire lia émette le premier rayonnement lumineux 124a durant cette première période de temps,
ii) incidence du faisceau lumineux initial 121 ou du faisceau lumineux transformé 123 sur au moins une partie de la zone du module de conversion lumineuse 600 délimitant le plot de conversion secondaire 11b durant une deuxième période de temps afin que le plot de conversion secondaire 11b émette le deuxième rayonnement lumineux 124b durant cette deuxième période de temps,
iii) facultativement, incidence du faisceau lumineux initial 121 ou du faisceau lumineux transformé 123 sur au moins une partie de la zone du module de conversion lumineuse 600 délimitant le plot de conversion tertiaire 11c durant une troisième période de temps afin que le plot de conversion tertiaire 11c émette le troisième rayonnement lumineux durant cette troisième période de temps,
iv) facultativement, au moins une incidence du faisceau lumineux initial 121 ou du faisceau lumineux transformé 123 à la fois sur une partie du module de conversion lumineuse 600 délimitant un des plots de conversion lia, 11b, 11c et sur une partie de la zone du module de conversion lumineuse 600 délimitant un autre des plots de conversion lia, 11b, 11c, durant une période de temps donnée afin de prévoir un mélange des rayonnements lumineux aptes à être émis par les plots de conversion lia, 11b, 11c.
La première période de temps durant laquelle la sous-séquence i) est mise en œuvre, la deuxième période de temps durant laquelle la sous-séquence ii) est mise en œuvre, l'éventuelle troisième période de temps durant laquelle la sous-séquence iii) est mise en œuvre et l'éventuelle période de temps durant laquelle la sous-séquence iv) est mise en œuvre peuvent être identiques entre elles ou différentes les unes des autres.
La séquence prédéterminée qui peut être répétée périodiquement peut optionnellement comprendre en plus une sous-séquence correspondant à un arrêt de l'émission lumineuse par le mécanisme d'illumination 222 pendant une certaine période de temps entre la sous-séquence i) et la sous-séquence ii) et/ou entre la sous- séquence ii) et la sous-séquence iii) et/ou entre la sous-séquence iii) et la sous-séquence iv).
Il est également possible de prévoir un arrêt de l'émission lumineuse par le mécanisme d'illumination 222 entre deux phases successives de mises en œuvre de la séquence prédéterminée.
La figure 1 illustre un mode de réalisation où le pixel 11 comprend respectivement un plot de conversion primaire lia et un plot de conversion secondaire 11b, l'ensemble occupant une configuration, donnée uniquement à titre d'exemple, qui consiste en un éclairement du plot de conversion primaire lia, par incidence directe sur sa face arrière, par le faisceau lumineux initial 121 émanant du mécanisme d'illumination 222.
La figure 2 illustre un autre mode de réalisation où le pixel 11 comprend respectivement un plot de conversion primaire lia, un plot de conversion secondaire 11b et un plot de conversion tertiaire 11c (qui reste facultatif), l'ensemble occupant une configuration, donnée uniquement à titre d'exemple, qui consiste en un éclairement du plot de conversion secondaire 11b, par incidence directe sur sa face arrière, par le faisceau lumineux initial 121 émanant du mécanisme d'illumination 222.
Des parois opaques (non représentées) peuvent être formées entre les plots de conversion lia, 11b, 11c de façon à empêcher que les premiers, deuxièmes et facultativement troisièmes rayonnements 124a, 124b n'interfèrent entre eux.
A titre d'exemple, le système d'ajustement lumineux que comporte chaque pixel 11 agit mécaniquement sur le module de conversion lumineuse 600, au niveau des zones qui délimitent les plots de conversion lia, 11b voire 11c ou plus préférentiellement sur un support sur lequel serait fixés les plots de conversion, permettant alors de les mettre en mouvement de façon solidaire. L'action mécanique peut se pratiquer par déformation ou, plus avantageusement, par déplacement. Ainsi, comme cela est illustré sur la figure 5 à titre d'exemple, le système d'ajustement lumineux que comporte chaque pixel 11 peut comprendre un mécanisme de déplacement de module de conversion lumineuse 300 agissant sur le module de conversion lumineuse 600 pour assurer un déplacement du plot de conversion primaire lia et/ou du plot de conversion secondaire 11b, voire également du plot de conversion tertiaire 11c lorsque le module de conversion lumineuse 600 du pixel 11 en délimite un en plus des plots de conversion lia, 11b. Ce déplacement se pratique alors selon une séquence de déplacement adaptée pour que le faisceau lumineux initial 121 ou le faisceau lumineux transformé 123 décrit ci-après soit, de façon séquencée, incident sur le plot de conversion primaire lia et sur le plot de conversion secondaire 11b, voire sur le plot de conversion tertiaire 11c, selon une alternance d'incidence assurant ladite séquence prédéterminée pour l'émission du premier rayonnement lumineux 124a émis par le plot de conversion primaire lia et du deuxième rayonnement lumineux 124b émis par le plot de conversion secondaire 11b, voire du troisième rayonnement lumineux émis par le plot de conversion tertiaire 11c. Le mécanisme de déplacement de module de conversion lumineuse 300 prévoit un déplacement des plots de conversion du pixel 11 selon un mouvement d'ensemble au cours duquel ils restent fixes les uns par rapport aux autres au sein du même pixel 11, ou alternativement selon un mouvement sélectif où une partie des plots de conversion du pixel 11 se déplacent par rapport aux plots de conversion restant du même pixel 11. Dans un exemple, le mécanisme de déplacement de module de conversion lumineuse 300 prévoit un déplacement des plots de conversion du pixel 11 ainsi que des plots de conversion des pixels adjacents, de façon collective.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le mécanisme de déplacement de module de conversion lumineuse 300 comprend des actionneurs piézo-électriques et/ou des micro-actionneurs tels que des matériaux piézo-électriques et/ou des polymères électroactifs et/ou des alliages à mémoire de forme et/ou des actionneurs magnétiques.
Sur la figure 5 qui constitue un exemple, le plot de conversion primaire lia et le plot de conversion secondaire 11b sont globalement agencés dans un premier plan PI et le mécanisme d'illumination 222 est agencé dans un plan P3. Les plans PI et P3 sont globalement parallèles. Ainsi, il suffit de prévoir que le mécanisme de déplacement de module de conversion lumineuse 300 fasse se déplacer le module de conversion lumineuse 600 globalement parallèlement au plan PI pour que les plots de conversion lia, 11b, 11c soient illuminés par le faisceau lumineux initial 121 ou le faisceau lumineux transformé 123 de façon séquencée, cette séquence d'incidence du faisceau lumineux 121 ou 123 étant directement dépendante de la séquence de déplacement imposée au module de conversion lumineuse 600 par le mécanisme de déplacement de module de conversion lumineuse 300 dans le plan PI.
Comme cela est illustré sur les figures 9 et 10, pour obtenir une couleur mélangée, le faisceau lumineux initial 121 ou le faisceau transformé 123 peut également par exemple illuminer simultanément, et dans un exemple de façon statique dans le temps, une partie seulement de l'un des plots de conversion lia, 11b, 11c du pixel et une partie d'au moins un autre des plots de conversion lia, 11b, 11c du même pixel 11. Ces dispositions peuvent être obtenues en adaptant la surface d'incidence du faisceau lumineux initial 121 ou du faisceau lumineux transformé 123, notamment en jouant sur tous les paramètres optiques ayant un effet sur cette surface d'incidence. L'éclairement par le faisceau lumineux initial 121 des plots de conversion lia, 11b peut être régi par une séquence prédéterminée.
Un autre exemple pour obtenir une couleur mélangée est de mettre en œuvre un déplacement du module de conversion lumineuse 600 entre deux phases de la séquence prédéterminée. Il est alors avantageusement possible d'obtenir une couleur qui apparaîtra, pour l'œil humain, par exemple comme une moyenne des couleurs des premiers et deuxièmes rayonnement 124a, 124b obtenus par l'éclairement séquencé des plots de conversion primaire et secondaire lia, 11b.
Plus généralement, pour obtenir une couleur mélangée, il est avantageux que la période de temps entre deux phases de mise en œuvre de la séquence prédéterminée soit inférieure ou égale à l/(24*n) secondes, où n est le nombre de plots de conversion allumés du pixel 11. Autrement dit, le système d'ajustement lumineux impose que la séquence prédéterminée pour l'émission du premier rayonnement lumineux 124a émis par le plot de conversion primaire lia, du deuxième rayonnement lumineux 124b émis par le plot de conversion secondaire 11b voire du troisième rayonnement lumineux émis par le plot de conversion tertiaire 11c, présente une fréquence notée f pour les alternances d'émission des plots de conversion du pixel 11, exprimée en Hz, telle que f³24*n. Le mécanisme d'illumination 222 peut tout à fait maintenir son illumination entre deux alternances de la séquence prédéterminée et/ou entre deux phases successives de mise en œuvre de la séquence prédéterminée, de manière à ne pas saccader l'affichage et limiter les temps de transition entre l'alimentation électrique et l'illumination.
En référence aux figures 3, 6, 7 et 8, le système optique agencé entre le mécanisme d'illumination 222 et le module de conversion lumineuse 600 peut comprendre au moins une lentille optique 122 agencée entre le mécanisme d'illumination 222 et au moins un plot de conversion choisi parmi le plot de conversion primaire lia et le plot de conversion secondaire 11b, voire le plot de conversion tertiaire 11c dans le cas où le module de conversion lumineuse 600 du pixel 11 délimite un plot de conversion tertiaire 11c en plus des plots de conversion primaire et secondaire lia, 11b. La lentille optique 122 est configurée pour être traversée par le faisceau lumineux initial 121 et émettre, par transformation du faisceau lumineux initial
121 par collimation et/ou focalisation et/ou déviation et/ou concentration, le faisceau lumineux transformé 123 au moins en partie rendu directionnel par rapport au faisceau lumineux initial 121. Dans tout le texte, par « rendu directionnel », il est entendu « en tout ou partie collimaté et/ou focalisé et/ou dévié et/ou concentré » Le faisceau lumineux transformé 123 est apte à atteindre au moins un plot de conversion choisi parmi le plot de conversion primaire lia et le plot de conversion secondaire 11b, voire le plot de conversion tertiaire 11c. Dans un exemple, la lentille optique 122 comprend au moins une surface de forme convexe présentant une surface externe d'entrée apte à être traversée par ledit faisceau lumineux initial 121 provenant du mécanisme d'illumination 222. La lentille optique 122 peut par exemple également contenir une deuxième surface convexe de sortie pour focaliser à nouveau ou collimater le faisceau lumineux initial 123 et émettre le faisceau transformé 123.
Dans un autre exemple, la lentille optique 122 présente un axe de révolution. Par exemple, la lentille optique 122 peut par exemple avoir une forme convexe outrepassée ou encore avoir une partie tronquée suivant un plan sensiblement parallèle au plan PI. La lentille optique 122 est formée avantageusement dans un matériau d'indice optique compris entre 1,4 et 2 et plus préférentiellement entre 1,45 et 1,55. La lentille optique 122 peut par exemple être formée de borosilicate, de verre, de silice S1O2, d'Ah03, de saphir, de polymère, de polymère thermo-formable, de résine photosensible, de plastique, ou encore d'un liquide. L'utilisation d'une lentille optique
122 permet avantageusement d'augmenter l'extraction lumineuse du mécanisme d'illumination 222 car, en l'absence de lentille optique 122, une partie de la lumière émise par le mécanisme d'illumination 222 n'atteint pas au moins un des plots de conversion lia, 11b, 11c. Cela permet également une augmentation de l'intensité lumineuse émise par un mécanisme d'illumination 222 comprenant une ou plusieurs diodes électroluminescentes 11 de formes filaires. En effet, grâce à l'emploi d'une lentille optique 122, il est possible d'envisager d'augmenter le diamètre des diodes électroluminescentes 111 qui composent le mécanisme d'illumination 222. En effet, en rendant les rayons lumineux issus de la diode électroluminescente 111 les plus directionnels possibles, les rayons lumineux n'interfèrent plus et donc la densité en diodes électroluminescentes 111 peut être élevée tout en prévoyant un diamètre des diodes électroluminescentes 111 élevé si nécessaire. Il est notamment possible et avantageux de prévoir que les dimensions de la diode électroluminescente 111 incluse dans le mécanisme d'illumination 222, vues dans le plan P3, soient supérieures aux dimensions, vues dans le plan PI, de chacune des zones du module de conversion lumineuse 600 définissant les plots de conversion lia, 11b voire 11c. Cela permet de lutter efficacement contre la miniaturisation des pixels qui tend à diminuer l'efficacité lumineuse. Cette configuration est également avantageuse pour contrôler avec précision les portions de plot de conversion atteintes par le faisceau lumineux transformé 123. Ainsi, le rapport des surfaces illuminées de chaque plot de conversion par le faisceau lumineux transformé 123 dans un même pixel 11, et la couleur en résultant, sont précisément obtenus. Avantageusement, cela permet d'obtenir des couleurs dont la saturation est améliorée. Cela permet également de diminuer la diaphonie entre les pixels et permet une amélioration du contraste.
Dans un exemple, le dispositif optoélectronique 10 peut comporter des éléments notamment des murs absorbants, dont la mise en œuvre par l'homme du métier est aisée, permettant de bloquer des rayons lumineux parasites afin qu'ils n'aillent pas en direction d'autres pixels voisins.
Dans un mode de réalisation, le système d'ajustement lumineux que comporte chaque pixel 11 agit optiquement sur la lentille optique 122.
Dans un premier exemple, la lentille optique 122 est susceptible d'être déformée de façon dynamique. Dans ce cas, le système d'ajustement lumineux peut comporter des éléments de transformation 400 capables de faire varier une configuration optique de la lentille optique 122 influant sur la manière de transformer le faisceau lumineux initial 121 et d'émettre le faisceau lumineux transformé 123, selon une séquence de variation de configuration optique adaptée pour que le faisceau lumineux transformé 123 soit, de façon séquencée, incident sur le plot de conversion primaire lia et sur le plot de conversion secondaire 11b, voire également sur le plot de conversion tertiaire 11c lorsque le module de conversion lumineuse 600 du pixel 11 en délimite un en plus des plots de conversion lia, 11b, selon une alternance d'incidence assurant ladite séquence prédéterminée pour l'émission du premier rayonnement lumineux 124a émis par le plot de conversion primaire lia et du deuxième rayonnement lumineux 124b émis par le plot de conversion secondaire 11b, voire du troisième rayonnement lumineux émis par le plot de conversion tertiaire 11c.
Le faisceau lumineux initial 121 peut ainsi être dévié ou focalisé ou subir une collimation par la déformation de la lentille optique 122. Pour ce faire, la lentille optique 122 peut être par exemple formée dans un ou plusieurs liquides et comprendre des électrodes ou encore des éléments piézo-électriques et/ou des micro-actionneurs tels que des matériaux piézo-électriques et/ou des polymères électroactifs et/ou des alliages à mémoire de forme et/ou des actionneurs magnétiques. Elle peut aussi comprendre des cristaux liquides, capables d'être actionnés par alimentation électrique d'une manière assurant la déformation de la lentille optique 122 dans son ensemble.
La figure 6 montre plusieurs configurations optiques de la lentille optique 122, permettant de décrire une séquence prédéterminée d'éclairement des plots de conversion lia, 11b. Ainsi, dans une première configuration optique, la lentille optique 122 présente une forme telle que le faisceau lumineux transformé 123 éclaire le plot de conversion secondaire 11b. Dans une seconde configuration optique, la lentille optique 122 présente une forme telle que le faisceau lumineux transformé 123 éclaire le plot de conversion secondaire 11b en partie ainsi que le plot de conversion primaire lia en partie. Dans une troisième configuration optique, la lentille optique 122 présente une forme telle que le faisceau lumineux transformé 123 éclaire uniquement le plot de conversion primaire lia. En déformant la lentille optique 122, il est ainsi possible de créer une séquence d'incidence du faisceau lumineux transformé 123 sur les plots de conversion lia, 11b et donc de créer une séquence d'affichage lumineux de plusieurs couleurs mélangées ou non depuis les plots de conversion lia, 11b. Ces principes décrits en association au cas particulier d'un pixel 11 à deux plots de conversion lia, 11b peuvent tout à fait être adaptés et élargis au cas d'un pixel 11 à trois plots de conversion lia, 11b, lic ou plus.
La lentille optique 122 peut être composée de plusieurs lentilles par exemple agencées parallèlement au plan PI. Ainsi, par exemple, en combinant une première lentille optique sphérique et une deuxième lentille optique tronquée, il est possible de rendre des rayons lumineux du faisceau lumineux initial 121 parallèles puis de les focaliser.
Dans un autre mode de réalisation illustré sur la figure 8, le système d'ajustement lumineux du pixel 11 prévoit d'agir optiquement sur le système optique par l'intermédiaire d'une action mécanique sur la lentille optique 122. A cet effet, les éléments de transformation 400 capables de faire varier une configuration optique de la lentille optique 122 comprennent un mécanisme de déplacement de lentille 500 apte à assurer un déplacement de la lentille optique 122. Comme illustré sur la figure 8, dans une première configuration optique de la lentille optique 122, le faisceau lumineux transformé 123 est incident sur la zone du module de conversion lumineuse 600 délimitant le plot de conversion primaire lia. Dans une seconde configuration optique de la lentille optique 122, sous l'action du mécanisme de déplacement de lentille 500, le faisceau lumineux transformé 123 devient incident à la fois sur une partie de la zone du module de conversion lumineuse 600 délimitant le plot de conversion primaire lia et sur une partie de la zone du module de conversion lumineuse 600 délimitant le plot de conversion secondaire 11b, provoquant ainsi l'émission par le module de conversion lumineuse 600 d'une couleur mélangée correspondant à un mélange des rayonnements lumineux 124a et 124b en proportion de leur aire éclairée par le faisceau lumineux transformé 123 et éventuellement de leurs temps d'émission. Dans une troisième configuration optique de la lentille optique 122, sous l'action du mécanisme de déplacement de lentille 500, le faisceau lumineux transformé 123 devient incident uniquement sur la zone du module de conversion lumineuse 600 délimitant le plot de conversion secondaire 11b, créant ainsi une couleur correspondante à celle émise par le plot de conversion secondaire 11b, c'est-à-dire le deuxième rayonnement lumineux 124b. La séquence de déplacement de la lentille optique 122 générée par l'action du mécanisme de déplacement de la lentille 500 est ainsi adaptée pour que le faisceau lumineux transformé 123 soit, de façon séquencée, incident sur le plot de conversion primaire lia et sur le plot de conversion secondaire 11b, voire sur le plot de conversion tertiaire 11c dans le cas où le module de conversion lumineuse 600 du pixel 11 délimite un plot de conversion tertiaire 11c en plus des plots de conversion primaire et secondaire lia, 11b, selon une alternance d'incidence assurant ladite séquence prédéterminée pour l'émission du premier rayonnement lumineux 124a émis par le plot de conversion primaire lia et du deuxième rayonnement lumineux 124b émis par le plot de conversion secondaire 11b, voire du troisième rayonnement lumineux émis par le plot de conversion tertiaire 11c. Ces principes décrits en association au cas particulier d'un pixel 11 à deux plots de conversion lia, 11b peuvent tout à fait être adaptés et élargis au cas d'un pixel 11 à trois plots de conversion lia, 11b, 11c ou plus.
Dans un exemple, chaque lentille optique 122 se déplace de manière indépendante pour chaque pixel.
En se référant aux figures 9 et 10 maintenant, il peut être observé des exemples de différentes alternances d'incidence du faisceau lumineux transformé 123 sur les plots de conversion lia, 11b et 11c en fonction de l'action du mécanisme de déplacement de lentille 500. Par exemple, le mécanisme de déplacement de lentille 500 comprend des actionneurs piézo-électriques et/ou des micro-actionneurs tels que des matériaux piézo-électriques et/ou des polymères électroactifs et/ou des alliages à mémoire de forme et/ou des actionneurs magnétiques.
Comme il est illustré en exemple dans les figures, la lentille optique 122 est globalement agencée dans un deuxième plan P2 sensiblement parallèle aux plans PI et P3 qui sont déjà sensiblement parallèles entre eux. Ainsi, il suffit de prévoir que le mécanisme de déplacement de lentille 500 fasse se déplacer la lentille optique 122 globalement parallèlement aux plans PI, P2 pour que les plots de conversion lia, 11b, 11c soient illuminés par le faisceau lumineux initial 121 ou le faisceau lumineux transformé 123 de façon séquencée, cette séquence d'incidence du faisceau lumineux 121 ou 123 étant directement dépendante de la séquence de déplacement imposée à la lentille optique 122 par le mécanisme de déplacement de lentille 500 dans le plan P2.
Dans un autre mode de réalisation illustré sur la figure 4, le système d'ajustement lumineux que comporte chaque pixel 11 prévoit d'agir mécaniquement sur le mécanisme d'illumination 222. Si cette action mécanique peut éventuellement être obtenue par un principe de déformation de tout ou partie du dispositif optoélectronique 10, il est avantageux de prévoir une action mécanique sur le mécanisme d'illumination 222 par un déplacement d'ensemble de celui-ci. Ainsi, le système d'ajustement lumineux de chaque pixel 11 peut comprendre un mécanisme de déplacement de mécanisme d'illumination 200 apte à assurer un déplacement du mécanisme d'illumination 222. Le déplacement du mécanisme d'illumination 200 peut permettre de réaliser une séquence adaptée pour que le faisceau lumineux initial 121 ou le faisceau lumineux transformé 123 soient, de façon simultanée ou alternée, incidents sur le plot de conversion primaire lia et sur le plot de conversion secondaire 11b, voire sur le plot de conversion tertiaire 11c dans le cas où le module de conversion lumineuse 600 du pixel 11 délimite un plot de conversion tertiaire 11c en plus des plots de conversion primaire et secondaire lia, 11b, selon une alternance d'incidence assurant la séquence prédéterminée pour l'émission du premier rayonnement lumineux 124a émis par le plot de conversion primaire lia et du deuxième rayonnement lumineux 124b émis par le plot de conversion secondaire 11b, voire du troisième rayonnement lumineux émis par le plot de conversion tertiaire 11c. Ces principes décrits en association au cas particulier d'un pixel 11 à deux plots de conversion lia, 11b peuvent tout à fait être adaptés et élargis au cas d'un pixel 11 à trois plots de conversion lia, 11b, 11c ou plus.
Le mécanisme de déplacement de mécanisme d'illumination 200 comprend des actionneurs piézo-électriques et/ou des micro-actionneurs tels que des matériaux piézo-électriques et/ou des polymères électroactifs et/ou des alliages à mémoire de forme et/ou des actionneurs magnétiques.
Comme indiqué précédemment, l'invention porte également sur le procédé de pilotage de ce dispositif optoélectronique 10. Le procédé d'affichage lumineux du dispositif optoélectronique 10 comprend une phase principale, facultativement répétée périodiquement dans le temps, comportant les étapes suivantes :
a) émission du faisceau lumineux initial 121 par le mécanisme d'illumination 222 de façon à atteindre le plot de conversion primaire lia, entraînant ainsi l'émission du premier rayonnement lumineux 124a,
b) mise en action facultative du système d'ajustement lumineux sur au moins un élément choisi parmi une position relative du module de conversion lumineuse 600 et le mécanisme d'illumination 222 et le faisceau lumineux initial 121, la mise en action du système d'ajustement lumineux étant adaptée pour que le faisceau lumineux initial 121 puisse atteindre le plot de conversion secondaire 11b,
c) émission du faisceau lumineux initial 121 par le mécanisme d'illumination 222 de façon à atteindre le plot de conversion secondaire 11b, entraînant l'émission du deuxième rayonnement lumineux 124b.
Les étapes a) et c) sont réalisées de façon simultanée ou alternée selon une séquence prédéterminée. Dans le mode de réalisation où les étapes a) et c) sont réalisées de façon simultanée, alors l'étape b) peut ne pas être exécutée.
Durant l'étape a), à la lecture de toutes les explications précédentes liées à l'existence facultative du système optique agencé entre le mécanisme d'illumination 222 et le module de conversion lumineuse 600, il est compris que soit le faisceau lumineux initial 121 atteint directement le plot de conversion primaire lia pour entraîner l'émission du premier rayonnement lumineux 124a, soit le faisceau lumineux initial 121 est transformé par le système optique pour émettre un faisceau lumineux transformé 123 et c'est ce faisceau lumineux transformé 123 qui atteint le plot de conversion primaire lia pour entraîner l'émission du premier rayonnement lumineux 124a.
De la même manière, durant l'étape c), il est compris que soit le faisceau lumineux initial 121 atteint directement le plot de conversion secondaire 11b pour entraîner l'émission du deuxième rayonnement lumineux 124b, soit le faisceau lumineux initial 121 est transformé par le système optique pour émettre un faisceau lumineux transformé 123 et c'est ce faisceau lumineux transformé 123 qui atteint le plot de conversion secondaire 11b pour entraîner l'émission du deuxième rayonnement lumineux 124b.
Dans un mode d'exécution particulièrement avantageux, la période de temps entre deux phases principales successives est inférieure à 0,042 s. Cela permet de rendre les transitions d'allumage d'un plot de conversion à un autre plot de conversion visuellement invisibles à l'œil humain dans le cas où le pixel 11 comprend au moins trois plots de conversion émettant à des couleurs différentes (exemple en bleu, en rouge et en vert).
Dans le cas où le module de conversion lumineuse 600 du pixel 11 délimite un plot de conversion tertiaire 11c en plus des plots de conversion primaire et secondaire lia, 11b, la phase principale facultativement répétée périodiquement comprend les étapes d) et e) suivantes :
d) mise en action du système d'ajustement lumineux sur au moins un élément choisi parmi la position relative du module de conversion lumineuse 600 et du mécanisme d'illumination 222 et le faisceau lumineux initial 121, la mise en action du système d'ajustement lumineux étant adaptée pour que le faisceau lumineux initial 121 puisse atteindre le plot de conversion tertiaire 11c,
e) émission du faisceau lumineux initial 121 par le mécanisme d'illumination 222 de façon à atteindre le plot de conversion tertiaire 11c, entraînant l'émission du troisième rayonnement lumineux.
Durant l'étape e), il est compris que soit le faisceau lumineux initial 121 atteint directement le plot de conversion tertiaire 11c pour entraîner l'émission du troisième rayonnement lumineux, soit le faisceau lumineux initial 121 est transformé par le système optique pour émettre un faisceau lumineux transformé 123 et c'est ce faisceau lumineux transformé 123 qui atteint le plot de conversion tertiaire 11c pour entraîner l'émission du troisième rayonnement lumineux.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif optoélectronique (10) comprenant une pluralité de pixels (11), chaque pixel (11) étant apte à émettre des faisceaux lumineux de différentes couleurs et comprenant :
un mécanisme d'illumination (222) unique comprenant au moins une diode électroluminescente (111) apte à émettre un faisceau lumineux initial (121), un module de conversion lumineuse (600) comportant une pluralité de plots de conversion dont au moins un plot de conversion primaire (lia) apte à émettre un premier rayonnement lumineux (124a) correspondant à une première couleur à partir du faisceau lumineux initial (121) et au moins un plot de conversion secondaire (11b) apte à émettre un deuxième rayonnement lumineux (124b) correspondant à une deuxième couleur à partir du faisceau lumineux initial (121),
un système d'ajustement lumineux configuré pour agir sur au moins un élément choisi parmi une position relative entre le mécanisme d'illumination (222) et le module de conversion lumineuse (600) et le faisceau lumineux initial (121), l'action du système d'ajustement lumineux étant adaptée pour que le plot de conversion primaire (lia) et le plot de conversion secondaire (11b) émettent respectivement le premier rayonnement lumineux (124a) et le deuxième rayonnement lumineux (124b) à partir du faisceau lumineux initial (121) de façon simultanée ou alternée selon une séquence prédéterminée.
2. Dispositif optoélectronique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'ajustement lumineux comporte un système optique agencé entre le mécanisme d'illumination (222) et le module de conversion lumineuse (600), le système optique agissant sur le faisceau lumineux initial (121) de façon à le transformer optiquement.
3. Dispositif optoélectronique (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système optique comprend au moins une lentille optique (122) agencée entre le mécanisme d'illumination (222) et au moins un plot de conversion choisi parmi le plot de conversion primaire (lia) et le plot de conversion secondaire (11b), la lentille optique (122) étant configurée pour être traversée par le faisceau lumineux initial (121) et émettre, par transformation optique du faisceau lumineux initial (121), un faisceau lumineux transformé (123) au moins en partie rendu directionnel par rapport au faisceau lumineux initial (121) et atteignant au moins un plot de conversion choisi parmi le plot de conversion primaire (lia) et le plot de conversion secondaire (11b).
4. Dispositif optoélectronique (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système d'ajustement lumineux comprend un mécanisme de déplacement de lentille (500) apte à assurer un déplacement de la lentille optique (122) selon une séquence de déplacement adaptée pour que le faisceau lumineux transformé (123) soit incident sur le plot de conversion primaire (lia) et sur le plot de conversion secondaire (11b) de façon simultanée ou alternée selon une alternance d'incidence assurant ladite séquence prédéterminée pour l'émission des premier et deuxième rayonnements lumineux (124a, 124b).
5. Dispositif optoélectronique (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le mécanisme de déplacement de lentille (500) comprend des actionneurs piézo-électriques et/ou des micro-actionneurs tels que des matériaux piézo-électriques et/ou des polymères électroactifs et/ou des alliages à mémoire de forme et/ou des actionneurs magnétiques.
6. Dispositif optoélectronique (10) selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le système d'ajustement lumineux comprend des éléments de transformation (400) pour faire varier une configuration optique de la lentille optique (122) influant sur la manière de transformer le faisceau lumineux initial (121) et d'émettre le faisceau lumineux transformé (123), selon une séquence de variation de configuration optique adaptée pour que le faisceau lumineux transformé (123) soit incident sur le plot de conversion primaire (lia) et sur le plot de conversion secondaire (11b) de façon simultanée ou alternée selon une alternance d'incidence assurant ladite séquence prédéterminée pour l'émission des premier et deuxième rayonnements lumineux (124a, 124b).
7. Dispositif optoélectronique (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments de transformation (400) pour faire varier une configuration optique de la lentille optique (122) comprennent des éléments piézo-électriques dans la lentille optique (122) et/ou des micro-actionneurs tels que des matériaux piézo électriques et/ou des polymères électroactifs et/ou des alliages à mémoire de forme et/ou des actionneurs magnétiques et/ou des cristaux liquides actionnables que la lentille optique (122) incorpore.
8. Dispositif optoélectronique (10) selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le plot de conversion primaire (lia) et le plot de conversion secondaire (11b) sont globalement agencés dans un premier plan (PI), la lentille optique (122) est globalement agencée dans un deuxième plan (P2) et les mécanismes d'illumination (222) de la pluralité de pixels (11) sont globalement répartis dans un troisième plan (P3), le premier plan (PI), le deuxième plan (P2) et le troisième plan (P3) étant sensiblement parallèles entre eux.
9. Dispositif optoélectronique (10) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le système d'ajustement lumineux comprend un mécanisme de déplacement de module de conversion lumineuse (300) agissant sur le module de conversion lumineuse (600) pour assurer un déplacement du plot de conversion primaire (lia) et/ou du plot de conversion secondaire (11b) selon une séquence de déplacement adaptée pour que le faisceau lumineux initial (121) ou le faisceau lumineux transformé (123) soit incident sur le plot de conversion primaire (lia) et sur le plot de conversion secondaire (11b) de façon simultanée ou alternée selon une alternance d'incidence assurant ladite séquence prédéterminée pour l'émission des premier et deuxième rayonnements lumineux (124a, 124b).
10. Dispositif optoélectronique (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le mécanisme de déplacement de module de conversion lumineuse (300) comprend des actionneurs piézo-électriques et/ou des micro-actionneurs tels que des matériaux piézo-électriques et/ou des polymères électroactifs et/ou des alliages à mémoire de forme et/ou des actionneurs magnétiques.
11. Dispositif optoélectronique (10) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le système d'ajustement lumineux comprend un mécanisme de déplacement de mécanisme d'illumination (200) apte à assurer un déplacement du mécanisme d'illumination (222) selon une séquence de déplacement adaptée pour que le faisceau lumineux initial (121) ou le faisceau lumineux transformé (123) soit incident sur le plot de conversion primaire (lia) et sur le plot de conversion secondaire (11b) de façon simultanée ou alternée selon une alternance d'incidence assurant ladite séquence prédéterminée pour l'émission des premier et deuxième rayonnements lumineux (124a, 124b).
12. Dispositif optoélectronique (10) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le mécanisme de déplacement de mécanisme d'illumination (200) comprend des actionneurs piézo-électriques et/ou des micro-actionneurs tels que des matériaux piézo-électriques et/ou des polymères électroactifs et/ou des alliages à mémoire de forme et/ou des actionneurs magnétiques.
13. Dispositif optoélectronique (10) selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le faisceau lumineux initial (121) ou le faisceau lumineux transformé (123) est configuré pour être apte à être incident simultanément sur une partie du plot de conversion primaire (lia) et sur une partie du plot de conversion secondaire (11b).
14. Dispositif optoélectronique (10) selon l'une des revendications 1 à
13, caractérisé en ce que le système d'ajustement lumineux impose que la séquence prédéterminée pour l'émission des premier et deuxième rayonnements lumineux (124a, 124b) présente une fréquence f pour les alternances d'émission des plots de conversion du pixel (11), exprimée en Hz, telle que f³24*n où n est le nombre de plots de conversion du pixel (11).
15. Dispositif optoélectronique (10) selon l'une des revendications 1 à
14, caractérisé en ce que le module de conversion lumineuse (600) comprend au moins un luminophore au niveau d'au moins un plot de conversion choisi parmi le plot de conversion primaire (lia) et le plot de conversion secondaire (11b).
16. Procédé de pilotage d'un dispositif optoélectronique (10) comprenant une pluralité de pixels (11) où chaque pixel (11) est apte à émettre des faisceaux lumineux de différentes couleurs et comprend :
un mécanisme d'illumination (222) unique comprenant au moins une diode électroluminescente (111) apte à émettre un faisceau lumineux initial (121), un module de conversion lumineuse (600) comportant une pluralité de plots de conversion dont au moins un plot de conversion primaire (lia) apte à émettre un premier rayonnement lumineux (124a) correspondant à une première couleur à partir du faisceau lumineux initial (121) et au moins un plot de conversion secondaire (11b) apte à émettre un deuxième rayonnement lumineux (124b) correspondant à une deuxième couleur à partir du faisceau lumineux initial (121),
le procédé comprenant une phase principale comportant les étapes suivantes :
a) émission du faisceau lumineux initial (121) par le mécanisme d'illumination (222) de façon à atteindre le plot de conversion primaire (lia), entraînant l'émission du premier rayonnement lumineux (124a) ;
b) mise en action d'un système d'ajustement lumineux que comporte chaque pixel (11), configuré pour agir sur au moins un élément choisi parmi une position relative entre le mécanisme d'illumination (222) et le module de conversion lumineuse (600) et le faisceau lumineux initial (121), la mise en action du système d'ajustement lumineux étant adaptée pour que le faisceau lumineux initial (121) puisse atteindre le plot de conversion secondaire (11b) ;
c) émission du faisceau lumineux initial (121) par le mécanisme d'illumination (222) de façon à atteindre le plot de conversion secondaire (11b), entraînant l'émission du deuxième rayonnement lumineux (124b) ;
les étapes a) et c) étant réalisées de façon simultanée ou alternée selon une séquence prédéterminée.
17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel la phase principale est répétée dans le temps et dans lequel la période de temps entre deux phases principales successives est inférieure à 0,042 s.
18. Procédé selon l'une des revendication 16 ou 17, caractérisé en ce que la phase principale est répétée périodiquement dans le temps.
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