Brevet FR3125764A1 — publié le 20230203

TITRE : Dispositif lumineux et composant de véhicule comprenant un tel dispositif lumineux Le dispositif lumineux comprend un support (12) supportant des premières diodes électroluminescentes (14) et des secondes diodes électroluminescentes (16) ayant chacune une surface électroluminescente (14A, 16A), dans lequel la surface électroluminescente (14A) de chaque première diode électroluminescente (14) a une première superficie (A1) et la surface électroluminescente (16A) de chaque seconde diode électroluminescente (16A) a une seconde superficie (A2), la seconde superficie (A2) étant strictement inférieure à la première superficie (A1). Figure pour l’abrégé : figure 2 Dispositif lumineux et composant de véhicule comprenant un tel dispositif lumineux La présente invention relève du domaine technique des dispositifs lumineux, en particulier des dispositifs lumineux comprenant des diodes électroluminescentes. Il est possible d’utiliser des dispositifs lumineux dans les véhicules, en particulier dans les garnitures intérieures des véhicules automobiles. Ces dispositifs lumineux servent par exemple d’éclairage ambiant, par exemple sur les tableaux de bord, les plafonds, les panneaux de porte ou les caves à pieds. Les dispositifs lumineux peuvent également être utilisés dans tout type d’écrans d’affichage, tels que les écrans d’affichage pour smartphones, téléviseurs, moniteurs d’ordinateurs personnels, ordinateurs portables, habitacles de véhicule ou systèmes d’infodivertissement de véhicule. Le but de l’invention est de proposer un dispositif lumineux aux capacités améliorées. À cet effet, l’invention propose un dispositif lumineux comprenant un support supportant des premières diodes électroluminescentes et des secondes diodes électroluminescentes ayant chacune une surface électroluminescente, dans lequel la surface électroluminescente de chaque première diode électroluminescente a une première superficie et la surface électroluminescente de chaque seconde diode électroluminescente a une seconde superficie, la seconde superficie étant strictement inférieure à la première superficie. Le dispositif lumineux comprenant des premières diodes électroluminescentes et des secondes diodes électroluminescentes ayant des surfaces électroluminescentes à la superficie différenciée permet d’obtenir un dispositif lumineux polyvalent qui peut par exemple être pourvu, sur une même surface, de régions ayant une densité de diodes et une fonction différentes. Dans des modes de réalisation spécifiques, le dispositif lumineux comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises individuellement ou selon toute combinaison techniquement réalisable : - le support a une première région d’éclairage dans laquelle des premières diodes électroluminescentes sont prévues et une seconde région d’éclairage dans laquelle des secondes diodes électroluminescentes sont prévues, la première région d’éclairage et la seconde région d’éclairage étant distinctes ; - les premières diodes électroluminescentes sont prévues dans la première région d’éclairage selon une première densité et les secondes diodes électroluminescentes sont prévues dans la seconde région d’éclairage selon une seconde densité strictement supérieure à la première densité ; - les secondes diodes électroluminescentes définissent une région d’affichage conçue pour afficher des images, en particulier des images dynamiques ; - les premières diodes électroluminescentes définissent une région d’affichage basse définition et les secondes diodes électroluminescentes définissent une région d’affichage haute résolution ; - le support comprend une couche de guidage de lumière, les premières diodes électroluminescentes et les secondes diodes électroluminescentes étant recouvertes par la couche de guidage de lumière et/ou intégrées dans celle-ci ; - le support comprend une couche de base supportant les premières diodes électroluminescentes et les secondes diodes électroluminescentes, la couche de guidage de lumière recouvrant la couche de base ; - le support est flexible ; - le support a la forme d’une plaque ; - les secondes diodes électroluminescentes sont intégrées dans un ou plusieurs module(s) lumineux, chaque module lumineux comprenant un substrat et une pluralité de secondes diodes électroluminescentes supportées par le substrat, le substrat étant fixé au support ; - les secondes diodes électroluminescentes de chaque module lumineux sont réparties en matrice sur le substrat ; - le dispositif lumineux comprend plusieurs modules lumineux répartis en matrice sur le support ; - la première superficie est comprise entre 0,001 et 1 mm 2 et/ou la seconde superficie est comprise entre 0,0001 et 0,001 mm 2 . L’invention se rapporte également à un système lumineux comprenant un ou plusieurs dispositif(s) lumineux tel(s) que défini(s) ci-dessus. L’invention se rapporte également à un écran d’affichage numérique comprenant un ou plusieurs dispositif(s) lumineux tel(s) que défini(s) ci-dessus et/ou un système lumineux tel que défini ci-dessus. L’invention se rapporte en outre à un composant de véhicule comprenant un ou plusieurs dispositif(s) d’éclairage ou un ou plusieurs dispositif(s) d’éclairage tel(s) que défini(s) ci-dessus et/ou un système lumineux tel que défini ci-dessus. L’invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description suivante donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et réalisée en référence aux dessins annexés dans lesquels : - La est une vue de dessus d’un dispositif lumineux ; - La est une vue en coupe du dispositif lumineux de la , prise le long de II-II sur la ; - La illustre un procédé de fabrication du dispositif lumineux de la ; - La est une vue de dessus d’un système lumineux comportant une pluralité de dispositifs lumineux. Comme l’illustré sur les figures 1 et 2, un dispositif lumineux 10 comprend un support 12 supportant des premières diodes électroluminescentes 14 et des secondes diodes électroluminescentes 16. Le support 12 présente une surface avant 12A et une surface arrière 12B. La surface avant 12A est de préférence destinée à être visible par l’utilisateur. Le support 12 est par exemple en forme de plaque, la surface avant et la surface arrière 12B étant les deux faces opposées du support 12. Avantageusement, le support 12 est flexible. En particulier, le support 12 est flexible de manière à pouvoir épouser la forme de la surface d’un objet sur lequel le support 12 est fixé. Les premières diodes électroluminescentes 14 et les secondes diodes électroluminescentes 16 sont conçues pour émettre de la lumière. Les premières diodes électroluminescentes 14 et les secondes diodes électroluminescentes 16 comprennent chacune une surface électroluminescente 14A, 16A. La surface électroluminescente 14A, 16A de chacune des premières diodes électroluminescentes 14 et des secondes diodes électroluminescentes 16 est la surface de cette première diode électroluminescente 14 ou seconde diode électroluminescente 16 qui émet de la lumière lors du fonctionnement des diodes électroluminescentes. Les premières diodes électroluminescentes 14 et les secondes diodes électroluminescentes 16 sont de préférence prévues sur le support 12 de manière à émettre de la lumière sur la surface avant 12A du support 12. La surface électroluminescente 14A de chaque première diode électroluminescente 14 a une première superficie A1 et la surface électroluminescente 16A de chaque seconde diode électroluminescente 16 a une seconde superficie A2, la seconde superficie A2 étant strictement inférieure à la première superficie A1. Le terme « superficie » désigne ici la quantité qui exprime l’étendue d’une surface. En d’autres termes, les secondes diodes électroluminescentes 16 sont de « plus petite taille » que les premières diodes électroluminescentes 14. Dans un exemple, la première superficie A1 est comprise entre 0,001 et 1 mm 2 et/ou la seconde superficie A2 est comprise entre 0,0001 et 0,001 mm 2 . Les premières diodes électroluminescentes 14 sont par exemple des dispositifs dits LED ou mini-LED. De tels dispositifs LED ou mini-LED sont généralement conditionnés sous forme de composants montés en surface (CMS). Les secondes diodes électroluminescentes 16 sont par exemple des dispositifs dits « micro-LED » ou « µLED ». Les micro-LED sont généralement conditionnées sous forme de « puces nues » ou de puces individuelles. Dans un exemple, la surface avant 12A du support 12 présente une première région 20 dans laquelle sont prévues les premières diodes électroluminescentes 14 et une seconde région 22 dans laquelle sont prévues les secondes diodes électroluminescentes 16. Dans un exemple, les premières diodes électroluminescentes 14 sont prévues dans la première région 20 selon une première densité D1 et les secondes diodes électroluminescentes 16 sont prévues dans la seconde région 22 selon une seconde densité D2 strictement supérieure à la première densité D1. La densité de diodes électroluminescentes dans une région de la surface avant 12A du support 12 est définie comme le nombre de diodes électroluminescentes par unité de surface. Comme les secondes diodes électroluminescentes 16 sont de taille plus petite que les premières diodes électroluminescentes 14, il est possible de disposer les secondes diodes électroluminescentes 16 selon une première densité D1 qui est supérieure à la première densité. Par exemple, la première densité D1 est inférieure à 10 diodes/cm 2 et/ou la seconde densité D2 est supérieure à 10 diodes/cm 2 . Différentes tailles de diodes et différentes densités de diodes peuvent servir différents objectifs ou fonctions dans le dispositif lumineux 10. De manière typique, la densité la plus élevée assure une fonction d’affichage et la densité la plus faible assure une fonction d’éclairage. Une région à faible densité de diodes du support 12 est par exemple utilisée à des fins d’éclairage ambiant et une région à forte densité de diodes du support 12 est par exemple utilisée pour afficher des images numériques, en particulier des images contenant des informations destinées à être lues par l’utilisateur. Dans un exemple, les premières diodes électroluminescentes 14 sont destinées à l’émission d’un éclairage ambiant dans la première région 20. Dans un exemple, les secondes diodes électroluminescentes 16 sont destinées à l’affichage d’images numériques, notamment des images dynamiques, dans la seconde région 22. La seconde région 22 définit ainsi une région d’affichage destinée à afficher des images, en particulier des images dynamiques. Dans un exemple, les premières diodes électroluminescentes 14 définissent une région d’affichage basse définition (la première région 20) et les secondes diodes électroluminescentes 16 définissent une région d’affichage haute résolution (la seconde région 22). Dans un exemple, les premières diodes électroluminescentes 14 sont éloignées les unes des autres. C’est notamment le cas lorsque la première région 20 est destinée à un éclairage d’ambiance. Les secondes diodes électroluminescentes 16 sont de préférence jointives, notamment en vue de définir une région d’affichage pour afficher des images dynamiques. Dans un mode de réalisation ou de fonctionnement, les premières diodes électroluminescentes 14 sont commandées indépendamment des secondes diodes électroluminescentes 16, de sorte que la lumière émise par les premières diodes électroluminescentes 14 est indépendante de la lumière émise ou des images affichées par les secondes diodes électroluminescentes. Dans un mode de réalisation ou de fonctionnement, les premières diodes électroluminescentes 14 et les secondes diodes électroluminescentes 16 sont commandées conjointement ou de manière interdépendante pour former un contenu global, par exemple en associant en contexte des images dynamiques (affichées par exemple par les secondes diodes électroluminescentes 16) et un éclairage ambiant (émis par exemple par les premières diodes électroluminescentes). Dans un mode de réalisation particulier dans lequel les secondes diodes électroluminescentes 16 définissent une région d’affichage destinée à afficher des images couleur dynamiques, les secondes diodes électroluminescentes 16 sont associées en triplets pour définir des pixels d’image couleur, les trois secondes diodes électroluminescentes 16 de chaque triplet ayant des couleurs différentes (par exemple rouge/vert/bleu). Les premières diodes électroluminescentes 14 et les secondes diodes électroluminescentes 16 sont prévues sur le même support 12. Dans un exemple, le support 12 comprend une couche de guidage de lumière 24, les premières diodes électroluminescentes 14 et les secondes diodes électroluminescentes 16 étant recouvertes par la couche de guidage de lumière 24 et/ou intégrées dans celle-ci. La couche de guidage de lumière 24 définit par exemple la surface avant 12A du support 12. La couche de guidage de lumière 24 est transparente et assure une fonction optique de distribution de la lumière entre les diodes électroluminescentes. Des éléments d’extraction de lumière sont de préférence prévus sur la surface ou intégrés dans la couche de guidage de lumière 24. Les éléments d’extraction de lumière peuvent être réfractifs, réfléchissants ou diffusants. La couche de guidage de lumière 24 est par exemple un polymère transparent couramment utilisé pour encapsuler les dispositifs à LED, comme le silicone, le polyuréthane, l’époxy, le polycarbonate ou l’acrylique/PMMA. Les premières diodes électroluminescentes 14 et les secondes diodes électroluminescentes 16 recouvertes par la couche de guidage de lumière 24 et/ou intégrées dans celle-ci ne sont pas exposées à l’atmosphère environnante. La couche de guidage de lumière 24 est réalisée dans un matériau transmettant la lumière qui permet à la lumière générée par les premières diodes électroluminescentes 14 et les secondes diodes électroluminescentes 16 d’émaner de la couche de guidage de lumière 24 et in fine du support 12. La continuité de la couche de guidage de lumière 24 améliore l’homogénéité de la transition de la première région 20 à la seconde région 22 et parvient à fusionner les zones à densité de diodes électroluminescentes différente. Dans un exemple, le support 12 comprend une couche de base 26 sur laquelle sont fixées les premières diodes électroluminescentes 14 et les secondes diodes électroluminescentes 16, la couche de guidage de lumière 24 recouvrant la couche de base 26. Lorsque la couche de base 26 et la couche de guidage de lumière 24 sont toutes les deux transparentes, celles-ci forment un élément composite de guidage de lumière. La lumière est alors guidée entre les diodes électroluminescentes situées à l’intérieur des deux couches. Lorsque la couche de base 26 n’est pas transparente, une réflexion ou une absorption a lieu à l’interface de la couche de guidage de lumière 24 et de la couche de base 26, ce qui peut limiter l’homogénéité spécifique atteignable ou l’efficacité optique. Pour éviter ou atténuer ce phénomène, on peut éventuellement introduire un matériau à faible indice de réfraction à cette interface entre la couche de guidage de lumière 24 et la couche de base 26. Lorsque le support 12 est flexible, la couche de guidage de lumière 24 et, le cas échéant, la couche de base 26 est/sont flexible(s) de manière à conférer de la flexibilité au support 12. Avantageusement, les secondes diodes électroluminescentes 16 sont intégrées dans au moins un module lumineux 30, chaque module lumineux 30 comprenant un substrat 32 et une pluralité de secondes diodes électroluminescentes 16 supportées par le substrat 32, le substrat 32 étant fixé au support 12. Le substrat 32 de chaque module lumineux 30 est par exemple en forme de plaque, les secondes diodes électroluminescentes 16 étant réparties sur une face du substrat 32 en forme de plaque. Le substrat 32 est par exemple flexible. Alternativement, le substrat 32 est rigide. Le substrat 32 peut être une carte de circuit imprimé (PCB) fabriquée à partir d’un stratifié époxy renforcé de fibres de verre tel que le FR4, de polyimide, de polynaphtalate d’éthylène (PEN), de polytéréphtalate d’éthylène (PET) ou d’un autre matériau couramment utilisé dans l’industrie. Le substrat 32 peut supporter des circuits passifs ou actifs de diodes électroluminescentes, tels que des circuits en cuivre ou en argent ou des circuits de transistor en couches minces (ou circuits TFT), ce qui est d’usage courant dans l’industrie. Le dispositif lumineux 10 comprend avantageusement une pluralité de modules lumineux 30 fixés sur le support 12. De préférence, dans chaque module lumineux 30, les secondes diodes électroluminescentes 16 sont réparties en matrice sur le substrat 32. Comme l’illustre la , chaque module lumineux 30 comprend des secondes diodes électroluminescentes 16 généralement disposées selon une matrice nxm, n et m étant des entiers de préférence supérieurs ou égaux à 8. N et m sont égaux ou différents. Une pluralité de modules lumineux 30, en particulier des modules lumineux 30 identiques, peuvent être placés côte à côte sur le support 12 pour former une région d’éclairage ou une région d’affichage de plus grande superficie que celle de chaque module lumineux 30. Dans un exemple dans lequel les secondes diodes électroluminescentes 16 définissent une région d’affichage d’image, le dispositif lumineux 10 comprend une pluralité de modules lumineux 30, notamment des modules lumineux 30 identiques, placés côte à côte sur le support 12 pour former une région d’affichage de plus grande superficie que la superficie de chaque module lumineux 30. Dans un exemple, le dispositif lumineux 10 comprend plusieurs modules lumineux répartis sur le support 12 en matrice, notamment pour définir une région d’affichage, de préférence une région d’affichage haute résolution. Comme l’illustre la , le dispositif lumineux 10 comprend une pluralité de modules lumineux 30 disposés selon une matrice pxq, p et q étant des entiers de préférence supérieurs ou égaux à 2. P et q sont égaux ou différents. Dans un exemple, une pluralité de modules lumineux 30 placés côte à côte, en particulier en matrice, sont réunis. Cette configuration est préférable lorsque la pluralité de modules lumineux 30 définit une région d’affichage d’images dynamiques. Les premières diodes électroluminescentes 14 de taille supérieure aux secondes diodes électroluminescentes 16 sont par exemple disposées individuellement et fixées individuellement au support 12. Alternativement, les premières diodes électroluminescentes 14 peuvent être intégrées dans un ou plusieurs module(s) lumineux de manière similaire aux secondes diodes électroluminescentes 16. Comme l’illustre la , un procédé de fabrication du dispositif lumineux 10 pourvu d’un support 12 comprenant une couche de base 26 et une couche de guidage de lumière 24, des premières diodes électroluminescentes 14 et un ou plusieurs module(s) lumineux 30 intégrant les secondes diodes électroluminescentes 16, comprend les étapes consistant à obtenir la couche de base 26, obtenir les modules lumineux 30 et les premières diodes électroluminescentes 14, fixer les modules lumineux 30 et les premières diodes électroluminescentes 14 à la couche de base 26 ( ) puis disposer la couche de guidage de lumière 24 sur la couche de base 26 en recouvrant et/ou en intégrant les modules lumineux 30 et les premières diodes électroluminescentes 14 ( ). La couche de guidage de lumière 24 peut être obtenue séparément puis appliquée sur la couche de base 26 ou encore être surmoulée ou coulée sur la couche de base 26. Comme l’illustre la , le dispositif lumineux 10 peut être intégré dans un système lumineux 34 comprenant un ou plusieurs dispositif(s) lumineux 10, notamment plusieurs dispositifs lumineux 10 assemblés entre eux. Le système lumineux 34 a par exemple une structure modulaire, chaque dispositif lumineux 10 définissant un module respectif du système lumineux 34. Dans un exemple, le système lumineux 34 est intégré dans un composant 36, en particulier un composant de véhicule, par exemple un véhicule automobile. Le composant 36 est par exemple une garniture intérieure de véhicule, par exemple un tableau de bord, un panneau de porte ou un plafond. Le composant 36 peut également être un écran d’affichage numérique qui comporte le système lumineux 34 comme élément de rétroéclairage, cet écran d’affichage numérique pouvant être intégré dans un véhicule, ou dans tout autre appareil, par exemple dans un smartphone ou un téléviseur. Le composant 36 peut également être un composant d’un écran d’affichage numérique destiné à afficher des images numériques, tel qu’un écran d’affichage de smartphone, un téléviseur, un moniteur d’ordinateur personnel, un ordinateur portable, un écran d’affichage d’habitacle de véhicule ou un écran d’affichage d’un système d’infodivertissement de véhicule. L’invention permet de fournir un dispositif lumineux 10 polyvalent et dont la conception peut inclure différentes régions d’éclairage comprenant une première région d’éclairage pourvue de premières diodes électroluminescentes 14 de plus grande taille et une seconde région d’éclairage pourvue de secondes diodes électroluminescentes 16 de plus petite taille. La première région d’éclairage peut servir d’éclairage ambiant ou d’affichage basse définition et la seconde région d’éclairage peut servir d’éclairage ambiant ou d’affichage haute définition. Le dispositif lumineux 10 peut être obtenu facilement et à faible coût, notamment en utilisant un ou plusieurs module(s) lumineux 30 comportant une pluralité de secondes diodes électroluminescentes 16 fixées sur un substrat 32, notamment un ou plusieurs module(s) lumineux 30 comportant chacun une pluralité de secondes diodes électroluminescentes 16 sous forme de µLED. Dispositif lumineux comprenant un support (12) supportant des premières diodes électroluminescentes (14) et des secondes diodes électroluminescentes (16) ayant chacune une surface électroluminescente (14A, 16A), dans lequel la surface électroluminescente (14A) de chaque première diode électroluminescente (14) a une première superficie (A1) et la surface électroluminescente (16A) de chaque seconde diode électroluminescente (16A) a une seconde superficie (A2), la seconde superficie (A2) étant strictement inférieure à la première superficie (A1). Dispositif lumineux selon la revendication 1, dans lequel le support (12) présente une première région d’éclairage (20) dans laquelle sont prévues les premières diodes électroluminescentes (14) et une seconde région d’éclairage (22) dans laquelle sont prévues les secondes diodes électroluminescentes (16), la première région d’éclairage (20) et la seconde région d’éclairage (22) étant distinctes. Dispositif lumineux selon la revendication 2, dans lequel les premières diodes électroluminescentes (14) sont prévues dans la première région d’éclairage (20) selon une première densité (D1) et les secondes diodes électroluminescentes (16) sont prévues dans la seconde région d’éclairage (22) selon une seconde densité (D2) strictement supérieure à la première densité (D1). Dispositif lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les secondes diodes électroluminescentes (16) définissent une région d’affichage conçue pour afficher des images, en particulier des images dynamiques. Dispositif lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les premières diodes électroluminescentes (14) définissent une région d’affichage basse définition et les secondes diodes électroluminescentes définissent une région d’affichage haute résolution. Dispositif lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support (12) comprend une couche de guidage de lumière (24), les premières diodes électroluminescentes (14) et les secondes diodes électroluminescentes (16) étant recouvertes par la couche de guidage de lumière (24) et/ou intégrées dans celle-ci. Dispositif lumineux selon la revendication 6, dans lequel le support comprend une couche de base (26) supportant les premières diodes électroluminescentes (14) et les secondes diodes électroluminescentes (16), la couche de guidage de lumière (24) recouvrant la couche de base (26). Dispositif lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support (12) est flexible. Dispositif lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support (12) a la forme d’une plaque. Dispositif lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les secondes diodes électroluminescentes (16) sont intégrées dans un ou plusieurs module(s) lumineux (30), chaque module lumineux (30) comprenant un substrat (32) et une pluralité de secondes diodes électroluminescentes (16) supportées par le substrat (32), le substrat (32) étant fixé au support (12). Dispositif lumineux selon la revendication 9, dans lequel les secondes diodes électroluminescentes (16) de chaque module lumineux (30) sont réparties en matrice sur le substrat (32). Dispositif lumineux selon la revendication 9 ou 10, comprenant plusieurs modules lumineux (30) répartis en matrice sur le support (12). Système lumineux comprenant un ou plusieurs dispositif(s) lumineux (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Écran d’affichage numérique comprenant un ou plusieurs dispositif(s) lumineux (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12 et/ou un système lumineux selon la revendication 13. Composant de véhicule comprenant un ou plusieurs dispositif(s) lumineux (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12 et/ou un système lumineux selon la revendication 13.