Brevet FR3001026A1 — publié le 20140718

Domaine de l'invention La présente invention concerne de manière générale des diodes électroluminescentes (DEL) et plus particulièrement un appareil à DEL permettant une commande de l'intensité lumineuse. Description de l'art antérieur Les diodes électroluminescentes (DEL) peuvent avoir une structure de base comprenant un certain nombre d'éléments tels qu'une plaquette émettant de la lumière, qui peut émettre de la lumière visible (comme le Rouge, l'Orange, le Jaune, le Vert, le Bleu et le Violet, c'est à dire l'ensemble du spectre de la lumière visible et sa combinaison et / ou qui peut émettre de la lumière invisible, comme de l'infrarouge ou de l'ultraviolet), et une sorte de boîtier de structure, un agent de liaison (tel que de la colle), et des fils conducteurs de connexion (notamment en or, aluminium, cuivre, argent ou autre alliage). Les agents de liaison peuvent être un époxyde d'argent ou époxy de silicone, et une ou plusieurs plaquettes d'émission de lumière peuvent être liés ensemble et connectées par l'intermédiaire de fils conducteurs. Les époxydes peuvent former une tête en une sorte de résine, et peuvent prendre des formes d'encapsulation différentes, qui ont des apparences différentes et génèrent des effets d'éclairage différents. La figure 1 illustre une structure simple de DEL 50 connue dans l'art antérieur. La structure de diode 50 a la structure basique d'une DEL, comprenant une plaquette 1 d'émission de lumière, un ensemble de connexion 2, un agent de liaison 3 et un fil de connexion 4. L'ensemble de connexion 2 est revêtu de l'agent de liaison 3. Une ou plusieurs plaquettes 1 sont fixées au moyen de l'agent de liaison 3, et le fil de connexion 4 est relié à l'ensemble de connexion 2 pour permettre un flux de courant électrique. Une résine époxy 5, ou autre colle isolante, est utilisée pour encapsuler l'ensemble de connexion 2 dans le circuit. La figure 2 est une vue schématique montrant les faisceaux lumineux 6 émis par la DEL 50, perçus par l'oeil humain 7 et le corps humain. La plus grande intensité du faisceau de lumière qui peut être nocive pour l'oeil humain et / ou le corps humain se concentre sur la ligne axiale 8, et est représentée par le faisceau lumineux 9. L'une des méthodes traditionnelles pour réduire l'intensité à un niveau de sécurité est de réduire le courant d'excitation de manière à réduire l'intensité du 5 faisceau de lumière 9 présent sur la ligne axiale 8. Cependant, cette méthode réduit également l'intensité totale de la DEL, faisant que la DEL n'est pas assez lumineuse. Une autre méthode conventionnelle est d'ajouter de l'agent de diffusion dans la résine époxy. La figure 3 est un schéma de principe qui montre la façon dont les faisceaux de lumière 11 sont émis par la DEL 60, dont la résine époxy 10 est 10 mélangée à de l'agent de diffusion. Les faisceaux lumineux 11 sont dispersés. Bien que l'intensité du faisceau de lumière sur la ligne axiale 8 soit réduite, l'intensité totale de la DEL est également réduite, à un point tel que l'émission globale de la DEL n'a pas une luminosité et une intensité suffisantes. Les méthodes conventionnelles décrites ci-dessus sont donc insuffisantes en ce 15 sens que, bien que le niveau de sécurité puisse être obtenu par la réduction de l'intensité lumineuse, l'intensité lumineuse totale de la DEL est réduite également et la DEL va au final ne pas avoir une luminosité suffisante. Par conséquent, il est nécessaire de dépasser ces méthodes insuffisantes décrites ci-dessus par une conception simple, qui peut facilement être reproduite, avec 20 des matériaux faciles à obtenir, et qui permette de réduire l'intensité lumineuse principale sur la ligne axiale, tout en laissant inchangées l'intensité lumineuse et la luminosité globales de la DEL. Résumé de l'invention La présente invention comble les lacunes décrites ci-dessus ainsi que d'autres. 25 Plus précisément, cette invention permet de résoudre les problèmes des dispositifs à DEL antérieurs en augmentant la sécurité tout en ne compromettant pas l'intensité lumineuse et la luminosité globales de la DEL. Selon l'invention, l'appareil incluant une diode électroluminescente à diffusion de lumière, comprend : au moins une plaquette d'émission de lumière ; ladite plaquette d'émission de lumière étant fonctionnellement connectée à une source d'alimentation par l'intermédiaire d'un ensemble de fils de connexion conducteurs ; un ensemble de connexion conducteur, auquel ladite plaquette est fonctionnellement et électriquement connectée ; un boîtier époxy transparent et isolant, encapsulant entièrement ladite plaquette d'émission de lumière et encapsulant au moins partiellement ledit ensemble de connexion conducteur ; et est caractérisé en ce que ledit boîtier époxy transparent et isolant comprend une lentille de diffusion formée par une zone abrasée double constituée d'une première couche meulée et d'une seconde couche gravée. Selon un autre aspect de l'invention, ladite couche meulée et ladite couche gravée sont adjacentes l'une à l'autre ; ladite zone abrasée est dimensionnée et configurée pour être disposée de manière adjacente à la plaquette d'émission de lumière et est une couche interne dudit boîtier époxy ; et la couche gravée est dimensionnée et configurée pour être disposée de manière adjacente à ladite couche meulée et forme la couche extérieure dudit boîtier 20 époxy. Selon un autre aspect de l'invention, la surface d'émission de lumière du boîtier époxy formant la lentille de diffusion est plane. Selon un autre aspect de l'invention, l'appareil comprend en outre des dispositifs optoélectroniques choisis dans le groupe constitué par des diodes 25 émettrices de lumière, des photodiodes, des phototransistors, des détecteurs de lumière, des capteurs de réflexion, des photo-interrupteurs, et des modules de réception. Dans la présente description, de nombreux détails spécifiques sont fournis, tels que des exemples de composants et/ou de procédés, pour permettre une 30 compréhension approfondie des modes de réalisation de la présente invention. Une personne du métier reconnaîtra, cependant, qu'un mode de réalisation de l'invention peut être mis en oeuvre sans que soit présents un ou plusieurs de ces détails spécifiques, ou peut être mis en oeuvre avec d'autres appareils, systèmes, assemblages, méthodes, composants, matériaux, pièces et / ou similaires. Dans d'autres cas, des structures, matériaux, ou opérations bien connus ne sont pas spécifiquement représentés ou décrits en détail pour éviter de rendre obscurs des aspects des modes de réalisation de la présente invention. Les nouvelles caractéristiques qui sont spécifiques à l'invention, relative à la mise en oeuvre et à la méthode d'utilisation, ainsi que d'autres objectifs et avantages de cette invention, seront mieux compris par la description qui suit, faite en relation avec les dessins annexés, dans lesquels un ou plusieurs modes de réalisation préférés de l'invention sont illustrés à titre d'exemple. Il doit être expressément entendu, toutefois, que les dessins ont un but d'illustration et de description uniquement et qu'ils ne visent pas à une définition des limites de l'invention. Tel qu'utilisé ici, le terme « comprend » fait référence à une ou plusieurs parties d'un tout, mais n'exclut pas d'autres parties. Autrement dit, le terme « comprend » est un langage ouvert qui implique la présence de l'élément ou de la structure décrite ou son équivalent, mais n'exclut pas la présence d'autres éléments ou structures. Le terme « comprend » a le même sens et est interchangeable avec les termes « inclut » et « a ». L'ensemble a le sens d'un ou plusieurs desdits éléments. En outre, toute utilisation du terme « ou » tel qu'utilisé ici, est généralement destiné à signifier « et / ou», à moins d'indication contraire. Des combinaisons de composants ou d'étapes seront également considérées comme étant définies, lorsque la terminologie est n'est pas précise en ce qui concerne le fait de séparer ou de combiner ces composants ou étapes. Brève description des dessins Les modes de réalisation de la présente invention sont décrits ici en se référant aux dessins, dans lesquels : La figure 1 est un schéma d'une structure simple de DEL connue dans l'art antérieur ; la figure 2 est un schéma de principe qui décrit la façon dont les faisceaux lumineux émis par la DEL connue dans l'art antérieur sont perçus par lbeil humain et 5 le corps humain ; la figure 3 est un schéma de principe qui décrit la façon dont les faisceaux de lumière émis par la DEL connue dans l'art antérieur, incluant une résine époxy mélangée à de l'agent de diffusion, sont perçus par lbeil humain et le corps humain ; la figure 4 est une vue schématique d'une structure de DEL à diffusion de 10 l'intensité lumineuse, conforme à certains modes de réalisation de la présente invention, et la figure 5 est une vue schématique illustrant les émissions de faisceaux lumineux fait par la DEL à diffusion de l'intensité lumineuse tels que perçus par humain et le corps humain, conformes avec certains modes de réalisation de la 15 présente invention. Description détaillée La figure 4 illustre une structure simplifiée d'une DEL 100 à diffusion d'intensité lumineuse, qui comprend une structure de base d'une DEL et une nouvelle structure supplémentaire. La structure de base d'une DEL comprend une plaquette 1 20 d'émission de lumière, un ensemble de connexion 2, un agent de liaison 3 et un fil de connexion 4. L'ensemble de connexion 2 est revêtu de l'agent de liaison 3. Une ou plusieurs plaquettes 1 sont fixés au moyen de l'agent de liaison 3, et le fil de connexion 4 est relié à l'ensemble de connexion 2 pour fournir un flux de courant électrique. Une résine époxy 5, ou autre colle isolante, est utilisée pour encapsuler 25 l'ensemble de connexion 2 dans le circuit. La structure additionnelle nouvelle est décrite ci-après, en référence aux figures 4 et 5. Une surface plane 110 de la zone composite abrasée de diffusion de lumière (ci-après CALSA, acronyme de l'anglais « compound abraded light scattering area ») est aménagée sur la DEL 100. Cette CALSA 110 est formé par des procédés qui incluent le fait d'aménager une couche meulée 20 en combinaison avec une couche gravée 21 adjacente. Cette zone abrasée (ci-après AA, acronyme de l'anglais « abraded area ») de cette CALSA 110 est définie par une dimension telle que la taille de la couche meulée 20 et de la couche gravée 21 est juste supérieure à la surface d'imagerie optique (ci-après OIA, acronyme de l'anglais « optical imaging area ») de la zone d'émission de la plaquette 1 d'émission de lumière. Il s'ensuit donc que AA>OIA. Des procédures pour fournir cette zone abrasée AA à double couche, comprennent le meulage d'une partie de la zone de lumière d'émission. Le sommet de la couche d'encapsulation 5 en résine époxy de la DEL 100 est meulé. Cette étape consiste à créer une plate-forme plane en vue de l'étape suivante. L'étape suivante du processus de fabrication de la zone abrasée AA à double couche est de graver et donc de former une couche gravée 21. En utilisant une gravure telle qu'une gravure laser ou une gravure chimique, ou tous autres moyens appropriés connus de gravure, une surface irrégulière de diffusion, est créé sur la plate-forme plane d'émission de lumière, destinée à agir comme une lentille de diffusion. A part la gravure, d'autres méthodes telles que le moulage peuvent également être mises en oeuvre. Le but principal de cette étape de procédé est de créer une surface irrégulière telle que cette zone abrasée AA de cette CALSA 110 fonctionne comme une lentille de diffusion. La zone abrasée AA de la surface irrégulière est juste assez grande pour couvrir la surface d'émission de la plaquette d'émission de lumière 1. La figure 5 est une vue schématique illustrant la manière dont les faisceaux lumineux émis par la DEL 100 à diffusion de l'intensité lumineuse, par l'intermédiaire de cette zone abrasée AA à double couche, sont perçus par l'oeil humain 7 (et le corps humain). Les faisceaux lumineux 22 qui ne sont pas sur la ligne axiale 8 restent inchangés et l'intensité lumineuse reste inchangée. Cependant, les faisceaux lumineux 9A et 9B qui étaient à l'origine sur la ligne axiale 8 sont maintenant dispersés par la lentille de diffusion à surface irrégulière formée par la zone abrasée AA. Par conséquent, la DEL peut augmenter considérablement le niveau de sécurité par le fait que le faisceau lumineux situé sur la ligne axiale de 8 est dispersé de telle sorte que l'intensité lumineuse perçue par l'oeil humain ou reçue par le corps humain est diminuée, tandis que, simultanément, l'intensité lumineuse totale et la luminosité de la DEL restent inchangées. La présente invention peut s'appliquer à tous les types de DEL, et la DEL peut être une DEL classique à ensemble de broches (« Pin Package ») comportant deux ou plus de deux broches inférieures de support et / ou ensemble SMD (dispositif monté en surface, de l'anglais « Surface Mount Device ») ne comportant pas de broches inférieures de support mais ayant deux ou plusieurs plots de connexion. Par ailleurs, au-delà de DELs, les concepts inventifs de la présente invention peuvent être utilisés sur d'autres dispositifs optiques tels qu'un dispositif optoélectronique choisi dans le groupe constitué par les diodes émettrices de lumière, des photodiodes, des phototransistors, des détecteurs de lumière, des capteurs de réflexion, des photo-interrupteurs et des modules de réception. Il est à remarquer qu"un ou plusieurs des éléments représentés sur les dessins / figures peuvent également être mis en oeuvre de manière plus séparée ou intégrée, ou même être supprimés ou rendus inutilisables dans certains cas, si cela est utile pour une application particulière. Il est également dans l'esprit et la portée de la présente invention que de mettre en oeuvre un programme ou un code qui peut être stocké sur un support lisible par une machine afin de permettre à un ordinateur de mettre en oeuvre ou de contribuer à mettre en oeuvre l'une des méthodes et des procédures pour la fabrication de l'appareil décrit ici. Ainsi, bien que la présente invention ait été décrite ici en référence à des modes de réalisation particuliers de celle-ci, une latitude de modification, des diverses modifications et des substitutions sont possibles dans les informations fournies ci-dessus, et on se rendra compte que, dans certains cas, certaines caractéristiques de modes de réalisation de l'invention seront utilisées sans utilisation correspondante d'autres fonctions, sans que l'on s'écarte de la portée de l'invention telle que définie par les revendications. Par conséquent, de nombreuses modifications peuvent être apportées pour adapter une situation particulière ou un matériel à la portée essentielle de la présente invention. Il est bien compris que l'invention n'est pas limitée aux termes particuliers utilisés et / ou au mode de réalisation particulier décrit comme le meilleur mode envisagé pour réaliser cette invention, mais que l'invention comprend tous les modes de réalisation et tous les équivalents entrant dans le champ de la présente description. Par exemple, la plaquette de DEL peut être liée par un fil conducteur unique ou par plusieurs fils. Un produit peut avoir une ou plusieurs plaquettes, en fonction des caractéristiques requises. L'ensemble de connexion peut avoir deux ou plusieurs broches inférieures de support, ou aucune (appareil SMD, i.e. monté en surface). En outre, un pigment, un agent diffusant ou de la poudre de phosphore fluorescente peut être ajouté dans la DEL ou la couche de résine époxy. Le pigment rend la DEL ou la couche de résine époxy colorée ; l'agent de diffusion permet à l'ensemble de la DEL ou de la couche de résine époxy d'émettre de la lumière, et la poudre de phosphore fluorescente est apte à changer la longueur d'onde, et donc de changer la couleur, de la lumière émise. L'intensité lumineuse de l'émission de lumière et la couleur de la lumière émise sont déterminées par la plaquette ; la plaquette ne produit cependant pas de couleur, c'est la poudre de phosphore fluorescente qui est ajoutée qui peut changer et modifier la couleur. La description précédente des modes de réalisation illustrés de la présente invention, y compris ce qui est décrit dans l'abrégé, n'est pas destinée à être exhaustive ou à limiter l'invention aux formes de réalisation précises décrites ici. Bien que des réalisations spécifiques de l'invention, et des exemples de mise en oeuvre de celle-ci, soient décrits ici à titre indicatif seulement, diverses modifications équivalentes sont possibles dans le cadre de la portée de la présente invention, comme la personne du métier va le reconnaître et le comprendre. Comme indiqué, ces modifications peuvent être apportées à la présente invention à la lumière de la description qui précède des modes de réalisation illustrés de la présente invention et doivent être inclus dans la portée de la présente invention. REVENDICATIONS1. Appareil incluant une diode électroluminescente à diffusion de lumière, comprenant : au moins une plaquette (1) d'émission de lumière ; ladite plaquette (1) d'émission de lumière étant fonctionnellement connectée à une source d'alimentation par l'intermédiaire de fils (4) de connexion conducteurs ; un ensemble (2) de connexion conducteur, auquel ladite plaquette (1) est fonctionnellement et électriquement connectée ; un boîtier époxy (5) transparent et isolant, encapsulant entièrement ladite 10 plaquette (1) d'émission de lumière et encapsulant au moins partiellement ledit ensemble (2) de connexion conducteur ; et caractérisé en ce que ledit boîtier époxy (5) transparent et isolant comprend une lentille de diffusion formée par une zone abrasée double (AA) constituée d'une première couche meulée (20) et d'une seconde couche gravée (21). 15 2. Appareil incluant une diode électroluminescente à diffusion de lumière selon la revendication 1, caractérisé en ce que : ladite couche meulée (20) et ladite couche gravée (21) sont adjacentes l'une à l'autre ; ladite zone abrasée (AA) est dimensionnée et configurée pour être disposée de 20 manière adjacente à la plaquette (1) d'émission de lumière et est une couche interne dudit boîtier époxy (5) ; et la couche gravée (21) est dimensionnée et configurée pour être disposée de manière adjacente à ladite couche meulée (20) et forme la couche extérieure dudit boîtier époxy (5). 25 3. Appareil incluant une diode électroluminescente à diffusion de lumière selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface d'émission de lumière du boîtier époxy (5) formant la lentille de diffusion est plane. 4. Appareil incluant une diode électroluminescente à diffusion de lumière selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des dispositifs optoélectroniques choisis dans le groupe constitué par des diodes émettrices de lumière, des photodiodes, des phototransistors, des détecteurs de lumière, des capteurs de réflexion, des photo-interrupteurs, et des modules de réception.