Brevet FR3058777A1 — publié le 20180518

DISPOSITIF D'ÉCLAIRAGE À OLEDS ORIENTABLES ET ÉMETTRICES ET/OU RÉFLECTRICES DE PHOTONS L'invention concerne les dispositifs d'éclairage qui sont capables de fournir des photons. Dans ce qui suit, on entend par « dispositif d'éclairage » un dispositif permettant d'éclairer et/ou de participer à une fonction de signalisation et/ou de signature lumineuse, que ce soit en intérieur ou en extérieur. la Dans certains domaines techniques, comme par exemple et non limitativement celui des véhicules, éventuellement de type automobile, on utilise des dispositifs d'éclairage comprenant au moins une source de lumière à diodes électroluminescentes (ou LEDs), éventuellement de type organique (ou OLED (« Organic Light-Emitting Diode »)). 15 Selon les applications, ces diodes électroluminescentes peuvent éventuellement délivrer des photons de longueurs d'onde différentes et/ou des intensités différentes. Par ailleurs, selon les applications, ces diodes électroluminescentes peuvent éventuellement être montées sur un unique support déplaçable et/ou 20 être associées à au moins une lentille déplaçable, de manière à orienter les photons qu'elles génèrent suivant différentes directions générales choisies de l'espace. Par exemple, lorsqu'un bloc optique de véhicule comprend un dispositif d'éclairage présentant les caractéristiques mentionnées dans la phrase précédente, il peut assurer une fonction de code de virage, de feu de 25 type mécatronique ou de feu d'alerte, ou encore définir un faisceau lumineux curviligne. Les déplacements précités permettent en effet l'obtention de distributions lumineuses qui sont mieux adaptées aux mouvements du véhicule, par exemple en fonction de sa vitesse et/ou de la forme de la route et/ou de la présence d'obstacle, et/ou qui participent à des effets de style (ou 30 esthétiques) qui peuvent participer à une signature lumineuse. Cependant, la diversité de fonctionnalités offerte par les dispositifs d'éclairage actuels demeure relativement limitée, et notamment ne permet pas 3058777 2 de combiner ensemble certaines fonctions, ce qui contraint à utiliser en parallèle plusieurs dispositifs d'éclairage ou des éléments additionnels encombrants, ce qui n'est pas toujours possible. L'invention a notamment pour but d'améliorer la situation. 5 Elle propose notamment à cet effet un dispositif d'éclairage propre à fournir des photons et comprenant : - au moins deux diodes électroluminescentes organiques comprenant chacune une face avant réfléchissante et contenue dans un plan perpendiculaire à une normale, - des moyens de positionnement propres à orienter les diodes électroluminescentes organiques autour de deux axes perpendiculaires afin d'orienter leurs normales dans l'espace selon des premières directions choisies, et - des moyens de contrôle propres à contrôler, d'une part, les moyens de positionnement pour qu'ils orientent les normales selon les premières directions choisies, et, d'autre part, le fonctionnement des diodes électroluminescentes organiques pour qu'elles émettent des photons par leur face avant suivant les premières directions choisies associées et/ou réfléchissent par leur face avant, suivant des secondes directions choisies, des photons issus d'une source de lumière. Grâce à l'orientation dans l'espace des normales aux diodes électroluminescentes organiques combinée à la possibilité d'émettre et/ou de réfléchir des photons de façon contrôlée, on augmente notablement la diversité de fonctionnalités offerte par le dispositif d'éclairage sans pour autant augmenter l'encombrement de façon significative. Le dispositif d'éclairage selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - ses moyens de positionnement peuvent être propres à orienter les diodes électroluminescentes organiques indépendamment les unes des autres ; > ses moyens de positionnement peuvent comprendre des micro-actionneurs en nombre égal au nombre de diodes électroluminescentes organiques et associés respectivement à ces dernières ; 3058777 3 - ses moyens de contrôle peuvent être propres à contrôler le fonctionnement des diodes électroluminescentes organiques indépendamment les unes des autres ; - ses diodes électroluminescentes organiques peuvent être au nombre de 5 NxM, avec N 2 et M 2, et peuvent être agencées sous la forme d'une matrice de N lignes et M colonnes ; - ses moyens de contrôle peuvent être propres à contrôler l'intensité des photons émis et/ou des photons réfléchis par chacune des diodes électroluminescentes organiques ; 10 - ses moyens de contrôle peuvent être propres à contrôler les longueurs d'onde des photons issus de la source de lumière de sorte que la lumière résultant des photons émis et des photons réfléchis par chaque diode électroluminescente organique présente une couleur choisie ; il peut comprendre la source de lumière. 15 L'invention propose également un bloc optique de véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins un dispositif d'éclairage du type de celui présenté ci-avant. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins un bloc optique du type de celui présenté 20 ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue en 25 perspective, un exemple de réalisation d'un dispositif d'éclairage selon l'invention avec ses diodes électroluminescentes organiques orientées selon un même angle, et la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, le dispositif d'éclairage de la figure 1 avec ses diodes électroluminescentes 30 organiques orientées selon différents angles. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif d'éclairage DE comprenant des diodes électroluminescentes organiques (ou OLEDs 3058777 4 (« Organic Light-Emitting Diodes »)) DOk et capable de fournir des photons destinés à éclairer et/ou participer à une fonction de signalisation et/ou de signature lumineuse. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le 5 dispositif d'éclairage DE est destiné à faire partie d'un bloc optique de véhicule, éventuellement de type automobile. Par exemple, ce bloc optique peut être un feu arrière. Mais l'invention n'est pas limitée à cette application. En effet, un dispositif d'éclairage DE, selon l'invention, peut être un équipement indépendant d'un bloc optique. Dans ce cas, il comporte son 10 propre boîtier, et peut, par exemple, être installé dans différents systèmes, appareils ou installations, en intérieur comme en extérieur. D'une manière générale, un dispositif d'éclairage DE, selon l'invention, peut faire partie de n'importe quel type de véhicule, terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien, ou de n'importe quel type d'installation (y compris 15 industrielle), ou encore de n'importe quel type de bâtiment. On a schématiquement et fonctionnellement représenté sur les figures 1 et 2 un exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif d'éclairage DE selon l'invention. Sur ces figures 1 et 2, le repère (X, Y, Z) définit trois directions de 20 l'espace qui sont perpendiculaires entre elles (deux à deux). Comme cela est illustré sur les figures 1 et 2, un dispositif d'éclairage DE, selon l'invention, comprend au moins deux diodes électroluminescentes organiques DOk, des moyens de positionnement MPk, et des moyens de contrôle MC. 25 Chaque diode électroluminescente organique (ou OLED) DOk comprend une face avant FV réfléchissante, contenue dans un plan qui est perpendiculaire à une normale, et par laquelle elle émet des photons lorsqu'elle est alimentée en courant (électrique). Elle est préférentiellement non flexible. 30 On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, que les diodes électroluminescentes organiques DOk d'un dispositif d'éclairage DE peuvent être au nombre de NxM, avec N 2 et M 2, et peuvent être agencées sous la forme d'une matrice de N lignes et M colonnes. Dans 3058777 5 l'exemple illustré, N est égal à 3 et M est égal à 3, et par conséquent k prend des valeurs comprises entre 1 et 9. Lorsque toutes les diodes électroluminescentes organiques DOk sont dans une même orientation initiale (comme dans la figure 1), la matrice peut avoir une face d'émission et de 5 réflexion planaire définie par toutes les faces avant FV. Mais dans une variante de réalisation, la face d'émission et de réflexion de la matrice peut présenter au moins une courbure, éventuellement tridimensionnelle, résultant de positionnements différents des moyens de positionnement MPk. Les moyens de positionnement MPk sont propres à orienter les diodes 1 o électroluminescentes organiques DOk autour de premier et second axes perpendiculaires entre eux afin d'orienter leurs normales dans l'espace selon des premières directions choisies. Ils sont par exemple solidarisés à un support SM qui peut se présenter sous la forme d'un substrat, éventuellement en technologie CMOS (« Complementary Metal Oxide Semiconductor »). 15 Un tel substrat SM peut, par exemple et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, comprendre une partie au moins des moyens de contrôle MC, agencée sous la forme de circuits électroniques intégrés. Mais ces moyens de contrôle MC pourraient être totalement, ou au moins partiellement, déportés, par exemple sur une carte à circuits imprimés, 20 éventuellement de type PCB (« Printed Circuit Board »), rigide ou flexible (« de type « Flex »). Un tel déport permet de réduire l'encombrement de l'ensemble comprenant les moyens de positionnement MPk, les diodes électroluminescentes organiques DOk et le substrat SM. Sur la figure 1 le premier axe est parallèle à la direction Z (il permet 25 des rotations dans le plan XY, matérialisées par la flèche F1), et le second axe est (ici) parallèle à la direction X (il permet des rotations dans le plan ZY, matérialisées par la flèche F2). Les moyens de contrôle MC sont propres à contrôler les moyens de positionnement MPk pour qu'ils orientent les normales (des faces avant FV 30 des diodes électroluminescentes organiques DOk) selon les premières directions choisies. De plus, ces moyens de contrôle MC sont également propres à contrôler le fonctionnement des diodes électroluminescentes organiques DOk pour qu'elles émettent des photons par leur face avant FV 3058777 6 suivant les premières directions choisies associées et/ou réfléchissent par leur face avant FV, suivant des secondes directions choisies, des photons qui sont issus d'une source de lumière SL. L'expression « et/ou » signifie ici que selon les besoins fonctionnels à 5 l'instant considéré chaque diode électroluminescente organique DOk va soit seulement émettre des photons, soit seulement réfléchir des photons, soit encore à la fois émettre des photons et réfléchir des photons issus d'une source de lumière SL. On comprendra que le double contrôle (orientation des normales et 10 fonctionnement des OLEDs DOk) qui est assuré à chaque instant par les moyens de contrôle MC permet avantageusement au dispositif d'éclairage DE d'offrir une grande diversité de fonctionnalités sans pour autant augmenter l'encombrement de façon significative. L'augmentation de l'encombrement résulte en effet de la présence des moyens de positionnement MPk ainsi 15 qu'éventuellement de la présence de la source de lumière SL lorsqu'elle fait partie du dispositif d'éclairage DE, ce qui n'est pas obligatoire. En effet, la source de lumière SL peut faire partie d'un autre dispositif d'éclairage (ici de son bloc optique) qui assure par ailleurs au moins une autre fonctionnalité. Cette source de lumière SL peut se présenter de différentes manières. 20 Ainsi, elle peut être monochromatique ou bien fournir des photons présentant au moins deux longueurs d'onde différentes, éventuellement de façon contrôlable. Par conséquent, elle peut comprendre une ou plusieurs LEDs (éventuellement organiques (ou OLEDs)), un ou plusieurs guides de lumière (avec leur source de lumière), une ou plusieurs diodes laser, ou une ou 25 plusieurs sources diffuses. On notera que les moyens de positionnement MPk peuvent être avantageusement propres à orienter les diodes électroluminescentes organiques DOk indépendamment les unes des autres. Dans ce cas, l'orientation de chaque diode électroluminescente organique DOk est contrôlée 30 par les moyens de contrôle MC de façon indépendante des autres diodes électroluminescentes organiques DOk' (avec k' # k), ce qui n'empêche pas qu'à certains moments toutes les normales soient orientées suivant une même première direction choisie si une fonction le requiert (comme dans l'exemple 3058777 7 de la figure 1). Cela permet d'augmenter encore plus la diversité de fonctionnalités offerte par le dispositif d'éclairage DE. Dans l'exemple de la figure 1, toutes les faces avant FV des diodes électroluminescentes organiques DOk présentent une même première 5 orientation suivant une première direction choisie qui est ici parallèle à la direction Z. Dans l'exemple de la figure 2, les faces avant FV des diodes électroluminescentes organiques DO1 à D03 présentent une même deuxième orientation suivant une première direction choisie inclinée vers la droite par rapport au plan XY, les faces avant FV des diodes électroluminescentes 1 o organiques D04 à D06 présentent une même troisième orientation suivant une autre première direction choisie inclinée vers la gauche par rapport au plan XY, et les faces avant FV des diodes électroluminescentes organiques D07 à D09 présentent une même première orientation suivant la première direction choisie (parallèle à la direction Z). 15 En présence de la dernière option, les moyens de positionnement MPk peuvent comprendre des micro-actionneurs en nombre égal au nombre de diodes électroluminescentes organiques DOk et associés respectivement à ces dernières (DOk). En d'autres termes, chaque diode électroluminescente organique DOk est associée à son propre micro-actionneur MPk chargé de 20 l'orientation dans l'espace de sa normale. L'utilisation de tels micro-actionneurs MPk permet de limiter l'augmentation d'encombrement que leur présence occasionne. A titre d'exemple purement illustratif, chaque micro-actionneur MPk peut être du type de ceux qui sont utilisés dans un dispositif à micro-miroirs 25 numérique (ou DMD « Digital Micro-mirror Device »)), bien connu de l'homme de l'art. Par exemple, les micro-actionneurs MPk peuvent être de type piézoélectrique. En variante, chaque micro-actionneur MPk peut, par exemple, comporter deux micromoteurs à pas ou linéaires, de précision, comme par 30 exemple ceux qui sont fabriqués par la société SONCEBOZ. On notera également que les moyens de contrôle MC peuvent être propres à contrôler le fonctionnement des diodes électroluminescentes organiques DOk indépendamment les unes des autres. On entend ici par 3058777 8 « contrôler le fonctionnement » le fait de contrôler l'alimentation en courant d'une diode électroluminescente organique DOk afin qu'elle émette, ou n'émette pas, de photons si une fonction le requiert. Cela permet d'augmenter encore plus la diversité de fonctionnalités offerte par le dispositif d'éclairage 5 DE, et notamment de réaliser des animations. On notera également que les moyens de contrôle MC peuvent être propres à contrôler l'intensité des photons émis et/ou des photons réfléchis par chacune des diodes électroluminescentes organiques DOk. L'intensité des photons émis par une diode électroluminescente organique DOk peut, par 1 o exemple, être contrôlée au moyen du courant qui l'alimente. L'intensité des photons réfléchis par une diode électroluminescente organique DOk peut, par exemple, être contrôlée au moyen du courant qui alimente la source de lumière SL. Cela permet d'augmenter encore plus la diversité de fonctionnalités offerte par le dispositif d'éclairage DE, et notamment de réaliser 15 des animations. On notera également que les moyens de contrôle MC peuvent être propres à contrôler les longueurs d'onde des photons qui sont issus de la source de lumière SL de sorte que la lumière résultant des photons émis et des photons réfléchis par chaque diode électroluminescente organique DOk 20 présente une couleur choisie. On comprendra en effet qu'en contrôlant les proportions (ou intensités) de photons de longueurs d'onde différentes (par exemple dans le vert, le bleu et le rouge), on peut contrôler la couleur de la lumière provenant de la face avant d'une diode électroluminescente organique DOk. 25 Ainsi, on peut utiliser des diodes électroluminescentes organiques DOk émettant des photons de longueur d'onde rouge et réfléchissant des photons issus de la source de lumière SL et présentant des longueurs d'onde verte et bleu. Cela peut notamment permettre d'obtenir n'importe quelle couleur visible, par exemple pour l'affichage en couleur d'informations ou 30 d'icônes différentes, ou de définir des animations par variation de couleurs de façon globale ou localisée, ou encore une personnalisation en fonction des goûts et/ou des besoins des utilisateurs. On notera également que les diodes électroluminescentes organiques 3058777 9 DOk peuvent présenter une même forme (par exemple carrée ou rectangulaire), ou différentes formes (notamment au sein de rangées (ou colonnes) différentes d'une matrice). L'invention offre plusieurs avantages, parmi lesquels : 5 - une optimisation des distributions lumineuses sans changement des alimentations électriques et de puissance, - des animation de style, éventuellement avec des couleurs variables, - des changements d'aspect, par exemple pour une situation d'urgence, - de nombreuses possibilités de personnalisation. 10 REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage (DE) propre à fournir des photons, caractérisé en ce qu'il comprend i) au moins deux diodes électroluminescentes organiques (D0k) comprenant une face avant (FV) réfléchissante et contenue dans un plan perpendiculaire à une normale, ii) des moyens de positionnement (MPk) propres à orienter lesdites diodes électroluminescentes organiques (D0k) autour de deux axes perpendiculaires afin d'orienter leurs normales dans l'espace selon des premières directions choisies, et iii) des 1 o moyens de contrôle (MC) propres à contrôler, d'une part, lesdits moyens de positionnement (MPk) pour qu'ils orientent lesdites normales selon lesdites premières directions choisies, et, d'autre part, le fonctionnement desdites diodes électroluminescentes organiques (D0k) pour qu'elles émettent des photons par leur face avant (FV) suivant lesdites premières directions choisies 15 associées et/ou réfléchissent par leur face avant (FV), suivant des secondes directions choisies, des photons issus d'une source de lumière (SL). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de positionnement (MPk) sont propres à orienter lesdites diodes électroluminescentes organiques (D0k) indépendamment les unes des autres. 20 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de positionnement (MPk) comprennent des micro-actionneurs en nombre égal au nombre de diodes électroluminescentes organiques (D0k) et associés respectivement à ces dernières (D0k). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 25 lesdits moyens de contrôle (MC) sont propres à contrôler le fonctionnement desdites diodes électroluminescentes organiques (D0k) indépendamment les unes des autres. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites diodes électroluminescentes organiques (D0k) sont au nombre de 30 NxM, avec N 2 et M 2, et sont agencées sous la forme d'une matrice de N lignes et M colonnes. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC) sont propres à contrôler l'intensité des 3058777 11 photons émis et/ou des photons réfléchis par chacune desdites diodes électroluminescentes organiques (D0k). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC) sont propres à contrôler les longueurs d'onde 5 des photons issus de ladite source de lumière (SL) de sorte que la lumière résultant des photons émis et des photons réfléchis par chaque diode électroluminescente organique (D0k) présente une couleur choisie. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend ladite source de lumière (SL). 9. Bloc optique de véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif d'éclairage (DE) selon l'une des revendications précédentes. 10. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un bloc optique selon la revendication 9.