Brevet FR3006546A1 — publié le 20141205

MODULE DE DIODE ELECTROLUMINESCENTE LUMIERE BLANCHE DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au secteur technique des diodes électroluminescentes, (DEL ou acronyme anglo-saxon « LED »), et concerne plus particulièrement un module de LED à lumière blanche, classiquement mis en oeuvre dans les luminaires et autre modules d'éclairage. ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE De nos jour, il n'existe pas, à proprement parlé, de LED blanche. En effet, la lumière blanche est générée à partir d'une LED bleue recouverte d'une substance fluorescente, telle que du phosphore par exemple, ou bien en utilisant individuellement des LEDs qui émettent trois couleurs primaires (rouge, vert et bleu). Le mélange de ces trois couleurs primaires permet de former la lumière blanche. La technique à la base de l'invention concerne uniquement la première technique d'obtention d'une lumière blanche consistant à recouvrir la LED avec une substance fluorescente. Selon la substance fluorescente mise en oeuvre, les LEDs blanches ont des températures de couleurs bien définies permettant d'obtenir des blancs différents allant du blanc très chaud (température 2500°K) à des blancs très froids (température 8 à 10000°K). La plupart de ces LEDs ne sont pas étanches. Un module étanche de diode électroluminescente à lumière blanche de l'état de la technique comprend alors d'une manière bien connue : - au moins une diode électroluminescente, recouverte d'une substance fluorescente telle que du phosphore, et, - une résine d' encapsulage transparente au moins aux longueurs d'onde correspondant 30 au spectre visible, résistante aux UV et recouvrant ladite diode électroluminescente. L'encapsulage d'une LED est important car il détermine l'étanchéité du module, sa résistance aux intempéries et la durabilité de la LED. Cependant, un tel montage présente l'inconvénient que la température de couleur de la lumière blanche émise peut être modifiée. En effet, il est possible que la résine utilisée pour l'encapsulage réagisse optiquement avec la substance fluorescente et modifie la longueur d'onde (en particulier le blanc chaud devient froid). EXPOSE DE L'INVENTION L'un des buts de l'invention est donc de remédier à cet inconvénient en proposant un module de diode électroluminescente à lumière blanche, dont la température de couleur de 10 la LED ne soit pas altérée par la mise en place de la résine transparente d'étanchéité. A cet effet, il a donc été mis au point un nouveau module de diode électroluminescente à lumière blanche. Ce module comprend d'une manière bien connue de l'état de la technique : 15 - au moins une diode électroluminescente, recouverte d'une substance fluorescente telle que du phosphore, et, une résine d' encapsulage transparente au moins aux longueurs d'onde correspondant au spectre visible, résistante aux UV et recouvrant ladite diode électroluminescente, 20 Cependant, et conformément à l'invention, le module comprend une couche écran, transparente au moins aux longueurs d'onde correspondant au spectre visible, disposée entre la diode électroluminescente et la résine d' encapsulage, ladite couche écran n'étant pas en contact direct avec la substance fluorescente. 25 De cette manière, la couche écran permet d'éviter le contact de la résine d' encapsulage avec la substance fluorescente et la diode électroluminescente. Il n'y a de ce fait, aucune réaction possible entre ladite résine et la substance fluorescente. De plus, cela permet de faire naitre une couche d'air entre la LED et la couche écran. Ainsi la température de couleur reste identique. 30 Il résulte de ces caractéristiques que la lumière blanche émise par la diode électroluminescente n'est pas altérée et conserve la température de couleur initiale de la LED (blanc chaud ou blanc froid) 35 Selon des formes de réalisation différentes du module selon l'invention, la couche écran est constituée d'un matériau polymère. Selon l'invention, le matériau polymère peut être par exemple un film de polyester ou bien de polycarbonate. La couche écran présente des propriétés de résistance aux rayons ultraviolets. Avantageusement, la couche écran est thermoformable. Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche écran présente une forme permettant de faire converger ou diverger la lumière issue de la puce de diode électroluminescente. Si la couche écran est thermoformable, il devient alors facile de donner une forme spécifique à celle-ci, telle que convexe ou concave, de manière à ce qu'elle présente les propriétés optiques précitées. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui suit, donnée à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique en coupe de l'invention appliquée à un module à une LED unique. la figure 2 est une vue schématique en perspective du module de diode électroluminescente à lumière blanche selon l'invention ; la figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale du module selon l'invention, selon l'axe A-A vu sur la figure 2, celui-ci intégrant une pluralité de diodes électroluminescentes. EXPOSE DETAILLE DE L'INVENTION II existe, dans l'état actuel de la technique, différents types de module (1) de diode électroluminescente à lumière blanche. L'invention concerne ceux émettant une lumière blanche du fait de l'adjonction d'une substance fluorescente sur la puce (2) de la diode électroluminescente permettant d'obtenir ainsi une lumière blanche de température de couleur déterminée.35 Ceux-ci comprennent d'une manière générale, - au moins de diode électroluminescente (2), recouverte d'une substance fluorescente telle que du phosphore, et, - une résine d' encapsulage (3) transparente au moins aux longueurs d'onde correspondant au spectre visible, résistant aux UV et recouvrant ladite diode électroluminescente (2) L'invention réside essentiellement dans le fait de laisser une couche d'air entre la diode électroluminescente (2) ainsi que notamment la substance fluorescente, et la résine 10 d' encapsulage (3). L'invention est donc transposable aux modules (1) de diodes électroluminescentes à lumière blanche, classiques, de puissance ou d'autre type. 15 A titre d'exemple non limitatif, et en référence aux figures 1, 2 et 3 le module (1) de diode électroluminescente à lumière blanche comprend un circuit imprimé (4) sur lequel est montée, d'une manière étanche et bien connue de l'état de la technique, une ou une pluralité de diodes électroluminescentes (2) 20 Les puces (2) des diodes électroluminescentes sont notamment réalisées en une matière semi-conductrice permettent l'émission d'une lumière bleue lorsque celles-ci sont traversées par un courant électrique. Les puces (2) sont également recouvertes d'une substance fluorescente, telle que du phosphore par exemple, pour transformer cette lumière bleue en une lumière blanche de température de couleur déterminée. Ces LEDs ainsi 25 obtenues ne sont pas étanches. Le circuit imprimé (4) est de facture standard, en l'espèce un circuit simple, constitué de résine époxy ou circuit aluminium revêtue de pistes conductrices, par exemple réalisées en or cuivre étamé. Selon une forme de réalisation particulière, le circuit imprimé est de forme 30 adapté au module. Un élément formant une couche écran (5) en matériau polymère, notamment en polycarbonate transparent aux longueurs d'onde correspondant au spectre visible, est posé sur le circuit imprimé (4). Cette couche écran (5) est thermoformée de manière à se 35 présenter sous la forme d'une calotte. Une telle configuration permet de définir une partie périphérique, en contact avec le circuit imprimé (4), et une partie centrale, au droit des diodes électroluminescentes, et n'étant pas en contact avec celles-ci. La couche écran (5) définit alors une enceinte renfermant de l'air, au-dessus desdites LEDs (2). 40 Une résine de scellement (6) est coulée sur la partie périphérique de la couche écran (5), pour sceller celle-ci sur le circuit imprimé (4). Cette résine de scellement (6) déborde également sur l'épaisseur du circuit imprimé (4). Le module (1) comprend également une pluralité de colonnettes creuses (7) disposées verticalement et à intervalles réguliers autour de la partie centrale de la couche écran (5), et sur la partie périphérique. Les colonnettes (7) sont enfoncées dans la résine de scellement (6) jusqu'au contact de la partie périphérique de la couche écran (5) pour permettre la fixation du module. Une résine d'encapsulage (3) recouvre l'ensemble, noyant ainsi la couche écran (5) et la résine de scellement (6). Cette résine d'encapsulage (3) ne pénètre pas dans les colonnettes (7) et affleure la surface supérieure de celles-ci. La résine d'encapsulage (3) est également transparente aux longueurs d'onde correspondant au spectre visible et résistante aux UV ce qui lui permet de laisser passer la lumière blanche émise par les diodes électroluminescentes (2). Par construction, la résine d'encapsulage (3) n'est en contact ni avec de la substance fluorescente, ni avec une puce (2) de diode électroluminescente. Les branchements électriques d'un tel module (1), et des diodes électroluminescentes (2) 20 sont standards et bien connus de l'homme du métier de sorte qu'il n'y a pas lieu de les décrire ici plus en détail. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention fournit un module (1) de diode électroluminescente à lumière blanche interdisant une quelconque réaction entre la résine 25 d'encapsulage (3) et la substance fluorescente recouvrant la diode (2). Cela étant l'invention fournit un module (1) de diode électroluminescente à lumière blanche de température de couleur déterminée par la température de couleur initiale des LEDs. 30 REVENDICATIONS1. Module (1) de diode électroluminescente à lumière blanche, du type comprenant : - au moins une diode électroluminescente (2), recouverte d'une substance fluorescente telle que du phosphore, et, - une résine d'encapsulage (3) transparente au moins aux longueurs d'onde correspondant au spectre visible, résistant aux UV et recouvrant ladite diode électroluminescente (2), pour réaliser l'étanchéité de ladite diode électroluminescente. caractérisé en ce qu'il comprend une couche écran (5), transparente au moins aux longueurs d'onde correspondant au spectre visible, disposée entre la diode électroluminescente (2) et la résine d' encapsulage (3), ladite couche écran (5) n'étant pas en contact direct avec la substance fluorescente. Module (1) de diode électroluminescente à lumière blanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche écran (5) est constituée d'un matériau polymère. Module (1) de diode électroluminescente à lumière blanche selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau polymère est un film de polyester. Module (1) de diode électroluminescente à lumière blanche selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau polymère est un film de polycarbonate. Module (1) de diode électroluminescente à lumière blanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche écran (5) présente des propriétés de résistance aux UV. Module (1) de diode électroluminescente à lumière blanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche écran (5) est thermoformable. Module (1) de diode électroluminescente à lumière blanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche écran (5) présente une forme permettant de faire converger ou diverger la lumière issue de la diode électroluminescente (2). 10 152. 3. 20 4. 5. 25 6. 30 7. 35