WO2025196103A1 - Module lumineux pour un dispositif de signalisation d'un vehicule automobile et son procédé de fabrication - Google Patents

Module lumineux pour un dispositif de signalisation d'un vehicule automobile et son procédé de fabrication

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WO2025196103A1
WO2025196103A1 PCT/EP2025/057465 EP2025057465W WO2025196103A1 WO 2025196103 A1 WO2025196103 A1 WO 2025196103A1 EP 2025057465 W EP2025057465 W EP 2025057465W WO 2025196103 A1 WO2025196103 A1 WO 2025196103A1
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light
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transparent material
wall
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Antoine De Lamberterie
Alexandre Val
Vanesa Sanchez
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Valeo Vision SAS
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Publication date
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    • F21S43/2641—Refractors or refracting portions characterised by their relative arrangement, e.g. parallel refractors
    • F21S43/26411—Two or more successive refractors

Definitions

  • the invention relates to the field of automotive lighting and light signaling. More specifically, the invention relates to the field of screens integrated into light modules for lighting or light signaling of motor vehicles.
  • the plurality of light sources is generally selectively controllable and comprises dimensions sufficiently small to be able to display information on said screens, which may be in the form of a message or even a pictogram, with an acceptable resolution.
  • the information provided by the screens makes it possible to improve the signaling of the motor vehicle, by contextualizing or even accompanying a given signaling function with a message.
  • reducing the pitch between neighboring light sources combined with diffusion of the light emitted by the light sources can create parasitic effects between the different light sources, particularly neighboring light sources. Indeed, the light emitted by a light source can, if the pitch separating them is reduced, spill over onto the pixel produced by a neighboring light source.
  • the present invention is placed in this context and aims to meet this need.
  • the invention relates to a light module for a signaling device of a motor vehicle, comprising a plurality of selectively controllable light sources.
  • all of the light sources are mounted on the same common support and are encapsulated on this support in a layer of transparent material, and said layer of transparent material comprises, between each pair of neighboring light sources, a first groove filled with at least a first opaque material forming a first wall separating the light sources of said pair.
  • the invention thus proposes to form a first wall separating the light sources, so as to form a grid directly on the support of the light sources or on a substrate extending from this common support.
  • the layer of transparent material is a transparent silicone resin, or transparent silicone.
  • the layer of transparent material has a thickness of less than 1 millimeter, or even 0.20 millimeters.
  • the first grooves comprise dimensions ranging from 300 to 500 micrometers in width.
  • PCB printed circuit Board
  • the printed circuit board or PCB, has a first side and a second side opposite the first side.
  • the light sources are mounted on the first side of the PCB, which faces the outside of the signaling device in which the light module is integrated.
  • the light sources may be arranged on the common support so as to be spaced apart from each other by a distance of less than 1000 micrometers, or even less than 200 micrometers.
  • distance between two light sources means the distance separating one edge of a light source from the other edge facing it of another light source.
  • the light module is arranged so that the fill factor of the screen pixels, also called in English "fill factor", is greater than 50%, preferably greater than 70%, or even greater than 80%.
  • Frill factor means the ratio between the area of the pixel for which the luminance is greater than a given percentage, in particular 10%, of the maximum luminance of the pixel and the total area of the pixel
  • each first wall is in contact with the layer of transparent material.
  • the invention therefore proposes to form first grooves filled with opaque material framing the light sources in order to reduce the interference effect from one light source to another by intercepting the light emitted by one light source towards a neighboring light source.
  • the wall reduces the effects of interference or cross-talk and increases the efficiency of the light module.
  • the dimensions of the light sources can be reduced, which allows a reduction in the albedo of the light sources but also a reduction in the spacing separating neighboring light sources.
  • the fill area can be increased and the pitch decreased in order to reduce the "doty effect", i.e. the fact that the pitch separating two neighboring light sources is visible when the screen is on.
  • the light sources may be light-emitting semiconductor chips.
  • the semiconductor may be a gallium nitride, or GaN, capable of emitting, by electroluminescence and in response to an electric current passing through it, rays of blue light.
  • the photoluminescent element may, for example, be in the form of a resin comprising a cerium-doped yttrium aluminum garnet, or CE:YAG, capable of absorbing blue light and, by photoluminescence and in response to the excitation produced by this light, of emitting rays of white light for example.
  • the photoluminescent element is arranged on the generator so that a portion of the blue light rays excites this element so that it emits, by photoluminescence, rays of white light. The other portion of the blue light rays passes through this element.
  • the light source simultaneously emits, when electrically powered, rays of wavelength in the blue and white spectrum, the light thus formed appearing white to the human eye.
  • all of the first grooves of the layer of transparent material are arranged so that all of the first walls, formed by the first opaque material filling said first grooves, form a grid, each light source of said plurality of light sources being arranged in a cell of this grid.
  • each first groove extends in the layer of transparent material so that the first wall formed by the first opaque material filling said first groove extends substantially to the common support.
  • the layer of transparent material extends above the upper surfaces of the light sources and wherein each first wall formed by the first opaque material filling each first groove extends substantially to the upper surface of said layer of transparent material.
  • the first opaque material is a white-colored material.
  • the white-colored material may be a dielectric material, having a reflection coefficient of between 60 and 99%, in particular substantially equal to 90%. It may, for example, be a silicone resin enriched with titanium dioxide (TiO2). Where appropriate, each wall made of the white-colored material may have a thickness of at most 100 ⁇ m.
  • the white walls come into contact with the light sources to completely frame them. These walls allow, on the one hand, the interception of light emitted by the light source and which would be likely to reach another light source of the light module. Due to their white color, this light is reflected in the enclosure defined by the first walls and in which the light source is located.
  • These walls therefore significantly reduce the effects of interference or cross-talk and increase the efficiency of the light module. It is therefore possible to reduce the dimensions of the light sources to reduce the albedo of the light source.
  • the edges, or thicknesses, of these white walls contribute to the visible appearance of the light module when switched off and therefore reduce the influence of the color of the photoluminescent element on this appearance when switched off.
  • the first opaque material is a dark-colored material, such as black or gray.
  • Such a color of the first opaque material makes it possible to improve the extinguished appearance of the luminous device.
  • the first opaque material is a colored material.
  • the first opaque material comprises at least two different colors.
  • each first wall comprises at least one second groove filled with at least one second opaque material, of a color distinct from the first opaque material, forming a second wall.
  • the second grooves of the first wall comprise dimensions ranging from 200 to 500 micrometers in width and a thickness of less than 1 millimeter, or even 0.2 millimeters.
  • a ratio of 1 is applied at least between the width of the groove and its depth.
  • each second wall are in contact with the material of the first wall.
  • all of the second grooves of all of the first walls are arranged so that all of the second walls formed by the second opaque material filling said second grooves form a grid, each light source of said plurality of light sources being arranged in a cell of this grid.
  • each second groove of the first wall extends into the layer of transparent material so that the second wall formed by the second opaque material filling said second groove extends substantially to the common support.
  • the layer of transparent material extends above the upper surfaces of the light sources and wherein each second wall formed by the second opaque material filling each second groove extends substantially to the upper surface of said layer of transparent material.
  • the second opaque material is dark in color.
  • This layer of dark-colored material thus extends between two neighboring light sources, coming into contact with the external lateral surfaces of the white walls. Given its opacity and color, it thus makes it possible to further limit the effects of interference or cross-talk which could persist, despite the presence of the white walls, to improve the extinguished appearance of the light module and to reduce its albedo.
  • the dark-colored material may be black or gray and have a mass transmission coefficient of between 50% and 95% over a thickness of 1 millimeter.
  • It may, for example, be a polymer, in particular a resin from the epoxy or silicone family, enriched with carbon particles or black pigments.
  • concentration of carbon particles namely the mass of carbon relative to the mass of the polymer, is less than 0.05%. This characteristic is particularly suitable when the light module is intended to perform a regulatory signaling function. Otherwise, it may be possible to envisage that the concentration of carbon particles is greater than 0.05%, in particular to improve the contrast and the off-light appearance of the screen.
  • the light module comprises an additional diffusing layer extending above the layer of transparent material.
  • the additional diffusing layer comprises a thickness substantially less than the thickness of the layer of transparent material.
  • the additional diffusing layer comprises a height of between 50 and 400 micrometers, preferably less than 200 micrometers.
  • the additional diffusing layer is made of a diffusing material and/or comprising diffusing optical structures, which can be, for example, glued to the layer of transparent material or even be in one piece with the layer of transparent material.
  • the layer of transparent material comprises, for example, at its upper surface a plurality of diffusing optical structures.
  • the additional diffusing layer diffuses the light in a direction substantially perpendicular to the layer of transparent material.
  • the additional diffusing layer diffuses the light in a predetermined direction in order to be able to correct the direction of diffusion of the light from the light module.
  • each of the light sources comprises at least one light-emitting semiconductor chip whose dimensions are between 50 micrometers and 1 millimeter, preferably between 100 micrometers and 400 micrometers.
  • Such a chip is known as a mini-LED.
  • the light sources can be arranged on the same common support so that they are less than 1 millimeter apart.
  • each of the light sources comprises at least one light-emitting semiconductor chip whose dimensions are between 5 micrometers and 30 micrometers.
  • Such a chip is known as a microLED.
  • the light sources can be arranged on the same common support so that they are separated from each other by a distance of between 200 and 400 ⁇ m, or even less than or equal to 100 ⁇ m.
  • dimensions means the length of the light-emitting semiconductor chip whose length is the largest dimension of a rectangle.
  • the light module comprises a connector for receiving a control instruction from said plurality of light sources and at least one controller capable of selectively controlling light sources, in which the plurality of light sources forms a passive matrix and in which the controller is arranged to control said passive matrix according to the control instruction received by the connector.
  • the light module comprises a connector for receiving a control instruction from said plurality of light sources and at least one controller capable of selectively controlling light sources.
  • the plurality of light sources forms a passive matrix and the controller is arranged to control said passive matrix as a function of the control instruction received by the connector.
  • the light module may comprise a plurality of devices for controlling the electrical power supplied to the light sources, each control device being mounted on a first face of the printed circuit board, in line with a light source, to control the electrical power supplied to the light source, in particular as a function of an instruction received from the controller intended for it.
  • the light module comprises at least 500 light sources, in particular distributed in a matrix manner, the controller being arranged to selectively control each of these light sources.
  • the light module comprises an interconnection system connected to the controller and arranged to interconnect the controller to the plurality of light sources.
  • the interconnection system may be integrated into the printed circuit board or be an independent element mounted on this printed circuit board.
  • the interconnection system may comprise a matrix of connectors, such as a ball grid array (BGA) or a pad matrix (LGA), or a component with pins suitable for surface mounting.
  • BGA ball grid array
  • LGA pad matrix
  • the plurality of light sources forms a passive matrix where each row and each column of light sources is associated with a control device mounted on the PCB at the right of this row or this column to control the electrical power supplied to the light sources of this row or this column.
  • the controller is thus arranged to control each of the sources of said passive matrix according to the control instruction received by the connector, by successively scanning the rows then the columns of the matrix to control the electrical power supplied to each of the light sources.
  • the invention also relates to a signaling device for a motor vehicle, characterized in that it comprises a light module according to the invention, said plurality of light sources forming a light screen of said signaling device.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a light module according to the invention, the method comprising the following steps:
  • each first groove Filling each first groove with a first opaque material to form first walls, each first wall separating two neighboring light sources.
  • the step of depositing a layer of transparent material on the common support to encapsulate said plurality of light sources is carried out by deposition by molding, in particular by compression molding of the different opaque and transparent materials.
  • the manufacturing method comprises the following additional steps:
  • each second groove formed in each first wall with a second opaque material of a color distinct from the first opaque material, to form a second wall extending into said first wall.
  • the manufacturing method also comprises a step of polishing the upper surfaces of the layer of transparent material, the first walls and, where appropriate, the second walls.
  • the manufacturing method comprises a step of depositing an additional diffusing layer on the upper surfaces of the layer of transparent material, of the first walls and, where appropriate, of the second walls.
  • the additional diffusing layer is a diffusing film bonded to the upper surfaces of the transparent material layer.
  • the method comprises a step of depositing a second layer of transparent material, followed by a step of abrading the upper surface of the second layer of transparent material.
  • the layer of transparent materials directly undergoes a step of abrasion of its upper surface.
  • FIG. 1 represents, schematically and partially, a front view of a light module according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 1 represents, schematically and partially, a sectional view of a light module according to a particular embodiment
  • this light module 1 is intended to be integrated into a front or rear light of a motor vehicle, the light module 1 forming a screen.
  • the light module 1 comprises a plurality of light sources 2 mounted on the same common support 3 formed in the example described by a printed circuit board.
  • the light module 1 comprises more than 20,000 light sources 2, arranged so as to create a passive matrix, on 256 columns and 80 rows.
  • the light sources 2 are mini-LEDs, the dimensions of which are between 100 ⁇ m and 400 ⁇ m.
  • the light sources 2 are separated from each other by a distance less than or equal to 1 millimeter. It should be noted that other dimensions of the light sources 2, other distances between the light sources 2, other numbers of light sources 2 or even other distributions of the light sources 2 could be envisaged, without departing from the scope of the present invention.
  • All of the light sources 2 are mounted on the same common support 3 and are encapsulated on this support 3 in a layer of transparent material 4, and said layer of transparent material 4 comprises, between each pair of neighboring light sources 2, a first groove 5 filled with at least a first opaque material 51 forming a first wall 52 separating the light sources 2 of said pair.
  • the printed circuit board or PCB, has a first face and a second face opposite the first face.
  • the light sources 2 are mounted on the first face of the PCB, which faces the outside of the signaling device in which the light module 1 is integrated.
  • the printed circuit board is a so-called multi-layer PCB, comprising a stack of layers, between the first and second faces.
  • These layers are in particular intended for the interconnection of the components mounted on the PCB, and may each comprise a plurality of through-hole, blind or buried vias, arranged in the PCB to be connected to the different interconnection layers. These vias open onto the first face or the second face of the PCB at the level of metal pads to which they are connected.
  • the light module 1 comprises a connector (not shown) for receiving a control instruction from said plurality of light sources 2 and at least one controller 9 capable of selectively controlling light sources 2.
  • the plurality of light sources 2 forms a passive matrix and the controller 9 is arranged to control said passive matrix as a function of the control instruction received by the connector.
  • the light module 1 may comprise a plurality of devices for controlling the electrical power supplied to the light sources 2, each control device being mounted on a first face of the printed circuit board, in line with a light source, to control the electrical power supplied to the light source, in particular as a function of an instruction received from the controller 9 intended for it.
  • controller 9 controls all of the light sources 2 mounted on the PCB or that a plurality of controllers 9 are provided, each selectively controlling a matrix, for example 64x64, or 4096, light sources 2.
  • the instruction may, for example, be an instruction issued by a computer of the motor vehicle or the signaling device for the display of a logo, a message, a pattern or a pictogram.
  • the plurality of light sources 2 therefore forms a passive matrix where each row and each column of light sources 2 are associated with a control device (not shown) mounted on the PCB at the right of this row or this column to control the electrical power supplied to the light sources 2 of this row or this column.
  • the controller 9 is thus arranged to control each of the sources of said passive matrix according to the control instruction received by the connector, by successively scanning the rows then the columns of the matrix to control the electrical power supplied to each of the light sources 2.
  • the controller 9 is mounted on the second side of the PCB and is electrically interconnected to the metal pads provided on this second side.
  • This interconnection can be achieved for example via a matrix of connectors (not shown, such as a matrix of balls, also called BGA (from the English “ball grid array”).
  • Each light source 2 comprises a light-emitting semiconductor chip 21, forming an elementary light generator.
  • the semiconductor may, for example, be a gallium nitride, or GaN, capable of emitting, by electroluminescence and in response to an electric current passing through it, rays of blue light, for example the spectrum of which has a peak centered on a wavelength between 410 nm and 480 nm.
  • All of the first grooves 5 of the layer of transparent material 4 are arranged so that all of the first walls 52 formed by the first opaque material 51, filling said first grooves 5, form a grid, each light source of said plurality of light sources 2 being arranged in a cell 6 of this grid.
  • the plurality of first walls 52 is made of an opaque material, white in color.
  • the white material may be a dielectric material, having a reflection coefficient of between 60 and 99%, in particular equal to 90%, such as a silicone resin enriched with titanium dioxide (TiO2).
  • Each first groove 5 extends into the layer of transparent material 4 so that the first wall 52 formed by the first opaque material 51 of white color filling said first groove 5 extends substantially to the common support 3 and the layer of transparent material 4 extends above the upper surfaces of the light sources 2.
  • each first wall 52 formed by the first opaque material 51 filling each first groove 5 extends substantially to the upper surface of said layer of transparent material 4.
  • Each first wall 52 coming into contact with a lateral surface of the layer of transparent material 4, up to an upper surface of the layer of transparent material 4.
  • the walls thus extend against the layer of transparent material 4 until they come flush with the upper surface of the layer of transparent material 4, thus defining an enclosure framing the light sources 2.
  • these first walls 52 Given the white color of these first walls 52, light rays which would be emitted by the light sources 2 in the direction of another light source 2 are intercepted by these first walls 52 and reflected in the direction of the emitting light source 2, which thus makes it possible to avoid parasitic effects and to increase the efficiency of the light module 1.
  • the thicknesses of these white walls contribute to the visible appearance of the light module 1 when switched off.
  • the set of first walls 52 comprises a second groove 7 filled with at least one second opaque material 71 of dark color, for example black or gray, having a transmission coefficient of between 50% and 95%, over a thickness of 1 millimeter.
  • second opaque material 71 of dark color for example black or gray
  • the second grooves 7 filled with the second opaque material 71 of dark color form a second wall 72.
  • These second walls 72 thus extend between two neighboring light sources 2, coming into contact with the external lateral surfaces of the first white walls 52. Given its opacity and its color, the second walls 72 thus make it possible to further limit the interference effects, and contribute to improving the extinguished appearance of the light module 1 and reducing its albedo.
  • the light module 1 comprises an additional diffusing layer 8 extending above the layer of transparent material 4. This characteristic makes it possible to further improve the extinguished appearance of the light module 1 and to reduce its albedo.
  • each first wall 52 has a width of at most 100 ⁇ m, and that the width of the second wall 72 is between 200 ⁇ m and 500 ⁇ m.
  • FIG. 3 describes an embodiment in which the light module 1 is devoid of a second groove 7.
  • the light module 1 comprises a plurality of light sources 2 mounted on the same common support 3 formed by a printed circuit board.
  • All of the light sources 2 are mounted on the same common support 3 and are encapsulated on this support 3 in a layer of transparent material 4, and said layer of transparent material 4 comprises, between each pair of neighboring light sources 2, a first groove 5 filled with at least a first opaque material 51 forming a first wall 52 separating the light sources 2 of said pair.
  • the light module 1 comprises a connector (not shown) for receiving a control instruction from said plurality of light sources 2 and at least one controller 9 capable of selectively controlling light sources 2.
  • the plurality of light sources 2 forms a passive matrix and the controller 9 is arranged to control said passive matrix as a function of the control instruction received by the connector.
  • All of the first grooves 5 of the layer of transparent material 4 are arranged so that all of the first walls 52 formed by the first opaque material 51, filling said first grooves 5 form a grid, each light source of said plurality of light sources 2 being arranged in a cell 6 of this grid.
  • the plurality of first walls 52 is made of an opaque material, white in color.
  • Each first groove 5 extends into the layer of transparent material 4 so that the first wall 52 formed by the first opaque material 51 of white color filling said first groove 5 extends substantially to the common support 3 and the layer of transparent material 4 extends above the upper surfaces of the light sources 2.
  • each first wall 52 formed by the first opaque material 51 filling each first groove 5 extends substantially to the upper surface of said layer of transparent material 4.
  • Each first wall 52 coming into contact with a lateral surface of the layer of transparent material 4, up to an upper surface of the layer of transparent material 4.
  • the walls thus extend against the layer of transparent material 4 until they come flush with the upper surface of the layer of transparent material 4, thus defining an enclosure framing the light sources 2.
  • a plurality of light sources 2 is assembled on the same common support 3.
  • a layer of transparent material 4 is deposited on the common support 3 to encapsulate said plurality of light sources 2.
  • the layer of transparent material 4 is cut to form a plurality of first grooves 5, each first groove 5 extending between two neighboring light sources 2 and said first grooves 5 are filled with a first opaque material 51 of white color to form first walls 52, each first wall 52 separating two neighboring light sources 2.
  • the first walls 52 are cut to form a second groove 7 in said first walls 52 in order to be filled with a second opaque material 71, of a color distinct from the first opaque material 51, namely a dark-colored material, to form a second wall 72 extending into said first wall 52.
  • a second opaque material 71 of a color distinct from the first opaque material 51, namely a dark-colored material
  • the upper surfaces of the transparent material layer 4, the first 52 and second walls 72 are polished.
  • the method ends with the deposition of an additional diffusing layer 8 on the upper surfaces of the layer of transparent material 4, on the first walls 52 and the second walls 72.
  • the invention cannot be limited to the embodiments specifically described in this document, and extends in particular to any equivalent means and to any technically effective combination of these means.
  • the light sources may also be possible to provide for the light sources to form an active matrix.

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Abstract

L'invention concerne un module lumineux (1) pour un dispositif de signalisation d'un véhicule automobile comprenant une pluralité de sources lumineuses (2) contrôlables de manière sélective, l'ensemble des sources lumineuses (2) est monté sur un même support commun (3) et est encapsulé sur ce support dans une couche de matériau transparent (4), et en ce que ladite couche de matériau transparent (4) comprend, entre chaque paire de sources lumineuses (2) voisines, un premier sillon (5) rempli d'au moins un premier matériau opaque (51) formant une première paroi (52) séparant les sources lumineuses (2) de ladite paire.

Description

Module lumineux pour un dispositif de signalisation d’un véhicule automobile.
L’invention concerne le domaine de l’éclairage et de la signalisation lumineuse automobile. Plus précisément, l’invention concerne le domaine des écrans intégrés dans des modules lumineux d’éclairage ou de signalisation lumineuse de véhicules automobiles.
Dans le domaine de la signalisation automobile, il est connu d’intégrer dans des modules lumineux de véhicules automobiles, comme des feux arrière, des écrans qui peuvent être réalisés au moyen de matrices comprenant un nombre conséquent de sources lumineuses.
La pluralité de sources lumineuses est généralement contrôlable de manière sélective et comprend des dimensions suffisamment réduites afin de pouvoir afficher sur lesdits écrans des informations, qui peuvent être sous la forme de message ou encore de pictogramme, avec une résolution acceptable.
Les informations fournies par les écrans permettent d’améliorer la signalisation du véhicule automobile, en contextualisant ou encore en accompagnant une fonction de signalisation donnée avec un message.
Afin d’obtenir un aspect de l’écran homogène, et notamment d’éviter de percevoir des pixels nettement séparés les uns des autres, à savoir l’effet dit pointillé selon lequel la forme des sources lumineuses est perceptible appelé « dotty effect » en anglais, il est connu de réduire la dimension des sources lumineuses et le pas séparant deux sources lumineuses voisines, appelé « pitch ».
Au-delà de l’augmentation de la résolution de l’écran qui est ainsi générée, il est donc possible de diminuer la largeur de la zone séparant deux pixels voisins. Bien que cette zone apparaisse sombre, elle devient imperceptible à mesure que sa largeur diminue.
Il n’est toutefois pas possible de diminuer le pas de séparation en dessous d’un certain seuil, sauf à accroitre sensiblement le coût et la complexité de réalisation de l’écran.
Dans ce contexte, afin de pouvoir conserver une bonne résolution et un aspect allumé homogène de l’écran, sans « dotty effect », il est également connu d’ajouter à l’écran un élément diffusant la lumière émise par chaque source lumineuse pour former des pixels de dimensions plus larges que celles des sources lumineuses, ce qui permet alors de diminuer la largeur de la zone séparant deux pixels voisins. La diffusion doit en outre être telle que la luminance au sein de chaque pixel soit homogène, et que les qualités de netteté et de contraste de l’écran soient respectées.
Cependant, la réduction du pas entre les sources lumineuses voisines combinée à une diffusion de la lumière émise par les sources lumineuses peut créer des effets parasites entre les différentes sources lumineuses, notamment les sources lumineuses voisines. En effet, la lumière émise par une source lumineuse peut, si le pas les séparant est réduit, venir déborder sur le pixel réalisé par une source lumineuse voisine.
Cet effet, aussi appelé « cross-talk », a pour conséquence de diminuer la résolution de l’écran. En effet, les pixels générés par des sources lumineuses voisines se recouvrent partiellement et il n’est donc plus possible de gérer ses pixels indépendamment les uns des autres.
Afin de pouvoir répondre à ces différentes contraintes, il est connu d’équiper l’écran d’une grille dont les parois définissent des cellules contenant chacune une source lumineuse. Il est ainsi possible de diminuer le pas entre les sources lumineuses, de conserver l’élément diffusant et d’éviter le cross-talk, la lumière émise par une source lumineuse restant confinée par les parois de la cellule contenant cette source lumineuse de sorte qu’elle ne déborde pas sur un pixel voisin.
Se pose néanmoins la question de la conception et de l’assemblage de l’écran. En effet, la réduction des dimensions des sources lumineuses et du pas séparant deux sources lumineuses voisines rend complexe l’assemblage de la grille avec la matrice de sources lumineuses. En effet, compte tenu des tolérances de fabrication de la grille et de cette matrice de sources lumineuses ainsi que les phénomènes de dilatation différentielle en fonction de la température, il est possible que certaines sources lumineuses se retrouvent au niveau d’une paroi de la grille, voire en dehors des cellules auxquelles elles sont destinées, lors de l’assemblage de la matrice et de la grille pour former l’écran.
Ainsi, il existe également un besoin de fournir un module lumineux d’un véhicule automobile, destiné à former un écran présentant une bonne résolution, sans effet de « cross-talk », et un aspect allumé homogène, sans « dotty effect », et qui puisse être assemblé sans générer de défaut malgré la diminution des dimensions des sources lumineuses et du pas séparant deux sources lumineuses voisines.
La présente invention se place dans ce contexte et vise à répondre à ce besoin.
A ces fins, l’invention a pour objet un module lumineux pour un dispositif de signalisation d’un véhicule automobile, comprenant une pluralité de sources lumineuses contrôlable de manière sélective.
Selon l’invention, l’ensemble des sources lumineuses est monté sur un même support commun et est encapsulé sur ce support dans une couche de matériau transparent, et ladite couche de matériau transparent comprend, entre chaque paire de sources lumineuses voisines, un premier sillon rempli d’au moins un premier matériau opaque formant une première paroi séparant les sources lumineuses de ladite paire.
L’invention se propose ainsi de venir former une première paroi séparant les sources lumineuses, de sorte à former une grille directement sur le support des sources lumineuses ou sur un substrat s’étendant depuis ce support commun. Ainsi, le fait que chaque source lumineuse soit agencée entre les premières parois permet de créer une enceinte dans laquelle la lumière émise par lesdites sources lumineuses est contenue, voire réfléchie, afin de réduire le phénomène de cross-talk. On peut ainsi réduire les dimensions des sources lumineuses ainsi que le pas séparant deux sources lumineuses voisines, tout en utilisant un élément pour diffuser la lumière émise par chaque source lumineuse, afin d’éviter un « dotty effect ». En outre, la grille étant réalisée par surmoulage, on s’affranchit ainsi des contraintes de positionnement de la grille par rapport à la matrice des sources lumineuses lors de l’assemblage, qui pourraient être générées par une variation des dimensions de la grille due aux tolérances de fabrication ou à un phénomène de dilatation thermique.
Dans un mode de réalisation préféré, la couche de matériau transparent est une résine de silicone transparent, ou du silicone transparent.
De préférence, la couche de matériau transparent comprend une épaisseur inférieure à 1 millimètre, voire de 0,20 millimètre.
Dans un mode de réalisation particulier, les premiers sillons comprennent des dimensions allant de 300 à 500 micromètres de largeur.
Le même support commun est une carte de circuit imprimé, aussi appelé PCB pour « Printed Circuit Board ».
La carte de circuit imprimé, ou PCB, présente une première face et une deuxième face opposée à la première face. Les sources lumineuses sont montées sur la première face du PCB, laquelle fait face à l’extérieur du dispositif de signalisation dans lequel est intégré le module lumineux.
Dans un mode de réalisation préféré, les sources lumineuses peuvent être agencées sur le support commun de sorte à être distantes les unes des autres d’une distance inférieure à 1000 micromètres, voire inférieure à 200 micromètres. On entend ici par « distance entre deux sources lumineuses », la distance séparant un bord d’une source lumineuse à l’autre bord lui faisant face d’une autre source lumineuse.
De préférence, le module lumineux est agencé de sorte que le facteur de remplissage des pixels de l’écran, également appelé en anglais « fill factor » soit supérieur à 50%, de préférence supérieur à 70%, voire supérieur à 80%.
On entend par « facteur de remplissage », le ratio entre la surface du pixel pour laquelle la luminance est supérieure à un pourcentage donné, notamment 10%, de la luminance maximum du pixel et la surface totale du pixel
Dans un mode de réalisation particulier, les surfaces latérales de chaque première paroi sont en contact de la couche de matériau transparent.
L’invention se propose donc de former des premiers sillons remplis de matériau opaque venant encadrer les sources lumineuses afin de réduire l’effet parasitage d’une source lumineuse à une autre en interceptant la lumière émise par une source lumineuse vers une source lumineuse voisine.
Par conséquent, la paroi réduit les effets d’interférence ou de cross-talk et augmente l’efficacité du module lumineux.
De la même manière, les dimensions des sources lumineuses peuvent être réduites, ce qui permet une diminution de l’albedo des sources lumineuses mais aussi une réduction du pas séparant des sources lumineuses voisines.
Au surplus, la surface de remplissage peut être augmentée et le pas diminué afin de réduire le « doty effect », à savoir le fait que le pas séparant deux sources lumineuses voisines se voit lorsque l’écran est allumé.
Dans l’invention, les sources lumineuses pourront être des puces à semi-conducteur émettrices de lumière. Le semi-conducteur pourra être un nitrure de gallium, ou encore GaN, apte à émettre, par électroluminescence et en réponse à un courant électrique le traversant, des rayons de lumière bleue. L’élément photoluminescent pourra par exemple être sous la forme d’une résine comportant un grenat d’yttrium et d’aluminium dopé au cérium, ou CE:YAG, apte à absorber de la lumière bleue et, par photoluminescence et en réponse à l’excitation réalisée par cette lumière, à émettre des rayons de lumière blanche par exemple. L’élément photoluminescent est disposé sur le générateur de sorte qu’une partie des rayons de lumière bleue excite cet élément pour qu’il émette, par photoluminescence, des rayons de lumière blanche. L’autre partie des rayons de lumière bleue traverse cet élément. Ainsi, la source lumineuse émet simultanément, lorsqu’elle est alimentée électriquement, des rayons de longueur d’onde dans le spectre bleu et blanc, la lumière ainsi formée apparaissant blanche pour l’œil humain.
Avantageusement, l’ensemble des premiers sillons de la couche de matériau transparent sont agencés de sorte que l’ensemble des premières parois, formées par le premier matériau opaque remplissant lesdits premiers sillons, forme une grille, chaque source lumineuse de ladite pluralité de sources lumineuses étant agencée dans une cellule de cette grille.
Ainsi, le fait que l’ensemble des sources lumineuses soit agencé dans des cellules de cette grille permet de créer une enceinte dans laquelle la lumière émise par lesdites sources lumineuses est réfléchie afin de réduire le phénomène de cross-talk.
Selon l’invention, chaque premier sillon s’étend dans la couche de matériau transparent de sorte que la première paroi formée par le premier matériau opaque remplissant ledit premier sillon s’étende sensiblement jusqu’au support commun.
Avantageusement, la couche de matériau transparent s’étend au-dessus des surfaces supérieures des sources lumineuses et dans lequel chaque première paroi formée par le premier matériau opaque remplissant chaque premier sillon s’étend sensiblement jusqu’à la surface supérieure de ladite couche de matériau transparent.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le premier matériau opaque est un matériau de couleur blanche. Selon l’invention, le matériau de couleur blanche pourra être un matériau diélectrique, présentant un coefficient de réflexion compris entre 60 et 99%, notamment sensiblement égal à 90%. Il pourra par exemple s’agir d’une résine de silicone enrichie en dioxyde de titane (TiO2). Le cas échéant, chaque paroi réalisée dans le matériau de couleur blanche pourra présenter une épaisseur d’au plus 100 µm.
Ainsi, les parois de couleur blanche, viennent au contact des sources lumineuses pour l’encadrer totalement. Ces parois permettent d’une part d’intercepter de la lumière émise par la source lumineuse et qui serait susceptible d’atteindre une autre source lumineuse du module lumineux. Du fait de leur couleur blanche, cette lumière est réfléchie dans l’enceinte définie par les premières parois et dans laquelle est située la source lumineuse.
Ces parois réduisent donc sensiblement les effets d’interférence ou de cross-talk et augmentent l’efficacité du module lumineux. Il est donc possible de réduire les dimensions des sources lumineuses pour diminuer l’albedo de la source lumineuse. En outre, les tranches, ou les épaisseurs, de ces parois blanches participent à l’aspect visible éteint du module lumineux et viennent donc réduire l’influence de la couleur de l’élément photoluminescent sur cet aspect éteint.
Dans un autre mode de réalisation, le premier matériau opaque est un matériau de couleur sombre, notamment noire ou grise.
Une telle couleur du premier matériau opaque permet d’améliorer l’aspect éteint du dispositif lumineux.
Dans un autre mode de réalisation, et afin d’améliorer l’aspect éteint du dispositif lumineux, le premier matériau opaque est un matériau coloré.
Sans sortir du cadre de l’invention, il peut être imaginé que le premier matériau opaque comprenne au moins deux couleurs différentes.
Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, chaque première paroi comporte au moins un deuxième sillon rempli d’au moins un deuxième matériau opaque, de couleur distincte du premier matériau opaque, formant une deuxième paroi.
Dans un mode de réalisation particulier, les deuxièmes sillons de la première parois comprennent des dimensions allant de 200 à 500 micromètres de largeur et une épaisseur inférieure à 1 millimètre, voire à 0,2 millimètre.
Afin de permettre un remplissage optimal du deuxième matériau opaque jusqu’au fond des deuxièmes sillons, un ratio de 1 est appliqué au minimum entre la largeur du sillon et sa profondeur.
Ainsi, les surfaces latérales de chaque deuxième paroi sont au contact du matériau de la première paroi.
Avantageusement, l’ensemble des deuxièmes sillons de l’ensemble des premières parois sont agencés de sorte que l’ensemble des deuxièmes parois formées par le deuxième matériau opaque remplissant lesdits deuxièmes sillons forment une grille, chaque source lumineuse de ladite pluralité de sources lumineuses étant agencée dans une cellule de cette grille.
Ainsi, le fait que l’ensemble des sources lumineuses soit agencé dans des cellules de cette grille permet de créer une enceinte dans laquelle la lumière émise par lesdites sources lumineuses est réfléchie afin de réduire le phénomène de cross-talk.
Selon l’invention, chaque deuxième sillon de la première paroi s’étend dans la couche de matériau transparent de sorte que la deuxième paroi formée par le deuxième matériau opaque remplissant ledit deuxième sillon s’étende sensiblement jusqu’au support commun.
Avantageusement, la couche de matériau transparent s’étend au-dessus des surfaces supérieures des sources lumineuses et dans lequel chaque deuxième paroi formée par le deuxième matériau opaque remplissant chaque deuxième sillon s’étend sensiblement jusqu’à la surface supérieure de ladite couche de matériau transparent.
Avantageusement, le deuxième matériau opaque est de couleur sombre.
Cette couche de matériau de couleur sombre s’étend ainsi entre deux sources lumineuses voisines, en venant au contact des surfaces latérales externes des parois blanches. Compte tenu de son opacité et de sa couleur, elle permet ainsi de limiter encore les effets d’interférence ou de cross-talk qui pourraient subsister, malgré la présence des parois blanches, d’améliorer l’aspect éteint du module lumineux et de diminuer son albedo.
Avantageusement, le matériau de couleur sombre pourra être de couleur noire ou grise et présenter un coefficient de transmission, dans la masse, compris entre à 50% et 95% sur une épaisseur parcourue de 1 millimètre. Il pourra par exemple s’agir d’un polymère, notamment d’une résine de la famille des époxydes ou des silicones, enrichi avec des particules de carbone ou des pigments noirs. On pourra par exemple envisager que la concentration de particules de carbone, à savoir la masse de carbone rapportée à la masse du polymère, soit inférieure à 0,05%. Cette caractéristique est particulièrement adaptée lorsque le module lumineux est destiné à réaliser une fonction de signalisation réglementaire. Dans le cas contraire, on pourra envisager que la concentration de particules de carbone soit supérieure à 0,05%, notamment afin d’améliorer le contraste et l’aspect éteint de l’écran.
Avantageusement, le module lumineux comprend une couche additionnelle diffusante s’étendant au-dessus de la couche de matériau transparent.
Dans un mode de réalisation particulier, la couche additionnelle diffusante comprend une épaisseur sensiblement inférieure à l’épaisseur de la couche de matériau transparent.
Avantageusement, la couche additionnelle diffusante comprend une hauteur comprise entre 50 et 400 micromètres, de préférence inférieure à 200 micromètres.
De préférence, la couche additionnelle diffusante est réalisée dans un matériau diffusant et/ou comportant des structures optiques diffusantes, qui peuvent être, par exemple, collées sur la couche de matériau transparent ou encore être monobloc avec la couche de matériau transparent.
Ainsi, dans un autre mode de réalisation, la couche de matériau transparent comprend, par exemple, au niveau de sa surface supérieure une pluralité de structures optique diffusantes.
Dans un mode de réalisation particulier, la couche additionnelle diffusante diffuse la lumière selon une direction sensiblement perpendiculaire à la couche de matériau transparent.
Dans un autre mode de réalisation, la couche additionnelle diffusante diffuse la lumière selon une direction prédéterminée afin de pouvoir corriger la direction de diffusion de la lumière du module lumineux.
Dans un mode de réalisation préféré, chacune des sources lumineuses comporte au moins une puce à semi-conducteur émettrice de lumière dont les dimensions sont comprises entre50 micromètres et 1 millimètres, de préférence entre100 micromètres et 400 micromètres.
Une telle puce répond notamment au nom de miniled. Le cas échéant, les sources lumineuses peuvent être agencées sur le même support commun de sorte à être distantes les unes des autres d’une distance inférieure à 1 millimètre.
Dans un monde de réalisation particulier, chacune des sources lumineuses comporte au moins une puce à semi-conducteur émettrice de lumière dont les dimensions sont comprises entre 5 micromètres et 30 micromètres.
Une telle puce répond notamment au nom de microled. Le cas échéant, les sources lumineuses peuvent être agencées sur le même support commun de sorte à être distantes les unes des autres d’une distance comprise entre 200 et 400 µm, voire inférieur ou égal à 100 µm.
On entend par les termes « dimensions », définir la longueur de la puce à semi-conducteur émettrice de lumière dont la longueur est la plus grande dimension d’un rectangle.
De préférence, le module lumineux comporte un connecteur pour recevoir une instruction de contrôle de ladite pluralité de sources lumineuses et au moins un contrôleur apte à contrôler sélectivement des sources lumineuses, dans lequel la pluralité de sources lumineuses forme une matrice passive et dans lequel le contrôleur est agencé pour contrôler ladite matrice passive en fonction de l’instruction de contrôle reçue par le connecteur.
Avantageusement, le module lumineux comporte un connecteur pour recevoir une instruction de contrôle de ladite pluralité de sources lumineuses et au moins un contrôleur apte à contrôler sélectivement des sources lumineuses. Le cas échéant, la pluralité de sources lumineuses forme une matrice passive et le contrôleur est agencé pour contrôler ladite matrice passive en fonction de l’instruction de contrôle reçue par le connecteur. Par exemple, le module lumineux peut comporter une pluralité de dispositifs de pilotage de l’alimentation électrique fournie aux sources lumineuses, chaque dispositif de pilotage étant monté sur une première face de la carte de circuit imprimé, au droit d’une source lumineuse, pour piloter l’alimentation électrique fournie à la source lumineuse, notamment en fonction d’une instruction reçue du contrôleur qui lui est destinée.
Avantageusement, le module lumineux comporte au moins 500 sources lumineuses, notamment réparties de façon matricielle, le contrôleur étant agencé pour contrôler sélectivement chacune de ces sources lumineuses.
Avantageusement, le module lumineux comporte un système d’interconnexion relié au contrôleur et agencé pour interconnecter le contrôleur à la pluralité de sources lumineuses. Le système d’interconnexion pourra être intégré à la carte de circuit imprimé ou être un élément indépendant monté sur cette carte de circuit imprimé. Le système d’interconnexion pourra comporter une matrice de connecteurs, comme une matrice de billes, également nommée BGA (de l’anglais « ball grid array ») ou une matrice de pastilles, également nommée LGA (de l’anglais « land grid array »), ou encore un composant avec des broches adaptées au montage en surface.
La pluralité de sources lumineuses forme une matrice passive où chaque ligne et chaque colonne de sources lumineuses est associée à un dispositif de pilotage monté sur le PCB au droit de cette ligne ou de cette colonne pour piloter l’alimentation électrique fournie aux sources lumineuses de cette ligne ou de cette colonne. Le contrôleur est ainsi agencé pour contrôler chacune des sources de ladite matrice passive en fonction de l’instruction de contrôle reçue par le connecteur, en balayant successivement les lignes puis les colonnes de la matrice pour contrôler l’alimentation électrique fournie à chacune des sources lumineuses.
L’invention a également pour objet un dispositif de signalisation d’un véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte un module lumineux selon l’invention, ladite pluralité de sources lumineuses formant un écran lumineux dudit dispositif de signalisation.
L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un module lumineux selon l’invention, le procédé comporte les étapes suivantes :
Assemblage d’une pluralité de sources lumineuses sur un même support commun ;
Dépôt d’une couche de matériau transparent sur le support commun pour encapsuler ladite pluralité de sources lumineuses ;
Découpe de ladite couche de matériau transparent pour former une pluralité de premiers sillons, chaque premier sillon s’étendant entre deux sources lumineuses voisines ;
Remplissage de chaque premier sillon par un premier matériau opaque pour former des premières parois, chaque première paroi séparant deux sources lumineuses voisines.
De préférence, l’étape de dépôt d’une couche de matériau transparent sur le support commun pour encapsuler ladite pluralité de sources lumineuses, est réalisée par un dépôt par moulage, notamment par moulage par compression des différents matériaux opaques et transparents.
Dans un mode de réalisation particulier, le procédé de fabrication comprend des étapes supplémentaires suivantes :
Découpe de chaque première paroi pour former un deuxième sillon dans ladite paroi ;
Remplissage de chaque deuxième sillon formé dans chaque première paroi par un deuxième matériau opaque de couleur distincte du premier matériau opaque, pour former une deuxième paroi s’étendant dans ladite première paroi.
De préférence, le procédé de fabrication comprend également une étape de polissage des surfaces supérieures de la couche de matériau transparent, des premières parois et, le cas échéant, des deuxièmes parois.
Dans un mode de réalisation particulier, le procédé de fabrication comporte une étape de dépôt d’une couche additionnelle diffusante sur les surfaces supérieures de la couche de matériau transparent, des premières parois et, le cas échéant, des deuxièmes parois.
Dans un mode de réalisation préféré, la couche additionnelle diffusante est un film diffusant collé sur les surfaces supérieures de la couche de matériau transparent.
Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend une étape de dépôt d’une deuxième couche matériau transparent, suivie d’une étape d’abrasion de la surface supérieure de la deuxième couche de matériau transparent.
Dans encore un autre mode de réalisation, la couche de matériaux transparents subit directement une étape d’abrasion de sa surface supérieure.
La présente invention est maintenant décrite à l’aide d’exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l’invention, et à partir des dessins annexés, dessins sur lesquels les différentes figures représentent :
représente, schématiquement et partiellement, une vue de face d’un module lumineux selon un mode de réalisation de l’invention ;
représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe du module lumineux de la  ;
1représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d’un module lumineux selon un mode de réalisation particulier ;
Dans la description qui suit, les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.
On a décrit en une vue de face d’un module lumineux 1 selon un mode de réalisation de l’invention. Dans l’exemple décrit, ce module lumineux 1 est destiné à être intégré dans un feu avant ou arrière d’un véhicule automobile, le module lumineux 1 formant un écran. La décrit une vue de coupe de ce module lumineux 1.
Le module lumineux 1 comprend une pluralité de sources lumineuses 2 montées sur un même support commun 3 formé dans l’exemple décrit par une carte de circuit imprimé.
Dans l’exemple décrit, le module lumineux 1 comporte plus de 20000 sources lumineuses 2, agencées de façon à créer une matrice passive, sur 256 colonnes et 80 lignes. Les sources lumineuses 2 sont des minileds, dont les dimensions sont comprises entre 100 µm et 400 µm. Les sources lumineuses 2 étant distantes les unes des autres d’une distance inférieure ou égale à 1 millimètre. Il est à noter qu’on pourra envisager d’autres dimensions des sources lumineuses 2, d’autres distances entre les sources lumineuses 2, d’autres nombres de sources lumineuses 2 ou encore d’autres répartitions des sources lumineuses 2, sans sortir du cadre de la présente invention.
L’ensemble des sources lumineuses 2 est monté sur un même support commun 3 et est encapsulé sur ce support 3 dans une couche de matériau transparent 4, et ladite couche de matériau transparent 4 comprend, entre chaque paire de sources lumineuses 2 voisines, un premier sillon 5 rempli d’au moins un premier matériau opaque 51 formant une première paroi 52 séparant les sources lumineuses 2 de ladite paire.
La carte de circuit imprimé, ou PCB, présente une première face et une deuxième face opposée à la première face. Les sources lumineuses 2 sont montées sur la première face du PCB, laquelle fait face à l’extérieur du dispositif de signalisation dans lequel est intégré le module lumineux 1.
Il est à noter que, dans l’exemple décrit, la carte de circuit imprimé est un PCB dit multicouche, comportant un empilement de couches, entre les première et deuxième faces. Ces couches sont notamment destinées à l’interconnexion des composants montés sur le PCB, et peuvent comporter chacune une pluralité de vias traversants, borgnes ou enterrés, agencés dans le PCB pour être connectés aux différentes couches d’interconnexion. Ces vias débouchent sur la première face ou la deuxième face du PCB au niveau de pastilles métalliques auxquelles ils sont reliés.
Avantageusement, le module lumineux 1 comporte un connecteur (non représenté) pour recevoir une instruction de contrôle de ladite pluralité de sources lumineuses 2 et au moins un contrôleur 9 apte à contrôler sélectivement des sources lumineuses 2. Le cas échéant, la pluralité de sources lumineuses 2 forme une matrice passive et le contrôleur 9 est agencé pour contrôler ladite matrice passive en fonction de l’instruction de contrôle reçue par le connecteur. Par exemple, le module lumineux 1 peut comporter une pluralité de dispositifs de pilotage de l’alimentation électrique fournie aux sources lumineuses 2, chaque dispositif de pilotage étant monté sur une première face de la carte de circuit imprimé, au droit d’une source lumineuse, pour piloter l’alimentation électrique fournie à la source lumineuse, notamment en fonction d’une instruction reçue du contrôleur 9 qui lui est destinée.
On pourra envisager qu’un seul contrôleur 9 contrôle l’ensemble des sources lumineuses 2 montées sur le PCB ou qu’il soit prévu une pluralité de contrôleur 9 contrôlant chacun sélectivement une matrice, par exemple de 64x64, soit 4096, sources lumineuses 2.
L’instruction peut par exemple, s’agir d’une instruction émise par un calculateur du véhicule automobile ou du dispositif de signalisation pour l’affichage d’un logo, d’un message, d’un motif ou d’un pictogramme.
Encore à titre d’exemple, il pourra s’agir d’une instruction d’affichage d’un pictogramme destiné à informer un observateur extérieur de l’ouverture d’une portière du véhicule automobile, d’un pictogramme destiné à informer un automobiliste suivant le véhicule automobile de la présence de verglas sur la route ou encore d’une information relative au trafic automobile.
La pluralité de sources lumineuses 2 forme donc une matrice passive où chaque ligne et chaque colonne de sources lumineuses 2 sont associées à un dispositif de pilotage (non représenté) monté sur le PCB au droit de cette ligne ou de cette colonne pour piloter l’alimentation électrique fournie aux sources lumineuses 2 de cette ligne ou de cette colonne. Le contrôleur 9 est ainsi agencé pour contrôler chacune des sources de ladite matrice passive en fonction de l’instruction de contrôle reçue par le connecteur, en balayant successivement les lignes puis les colonnes de la matrice pour contrôler l’alimentation électrique fournie à chacune des sources lumineuses 2.
Dans l’exemple décrit, le contrôleur 9 est monté sur la deuxième face du PCB et est interconnecté électriquement aux pastilles métalliques prévues sur cette deuxième face. Cette interconnexion peut être réalisée par exemple via une matrice de connecteurs (non représentée, comme une matrice de billes, également nommée BGA (de l’anglais « ball grid array »).
Chaque source lumineuse 2 comporte une puce à semi-conducteur 21 émettrice de lumière, formant un générateur élémentaire de lumière. Le semi-conducteur pourra par exemple être un nitrure de gallium, ou encore GaN, apte à émettre, par électroluminescence et en réponse à un courant électrique le traversant, des rayons de lumière bleue, par exemple dont le spectre présente un pic centré sur une longueur d’onde comprise entre 410 nm et 480 nm.
L’ensemble des premiers sillons 5 de la couche de matériau transparent 4 sont agencés de sorte que l’ensemble des premières parois 52 formées par le premier matériau opaque 51, remplissant lesdits premiers sillons 5 forment une grille, chaque source lumineuse de ladite pluralité de sources lumineuses 2 étant agencées dans une cellule 6 de cette grille.
La pluralité de premières parois 52 est réalisée dans un matériau opaque, de couleur blanche. Le matériau de couleur blanche pourra être un matériau diélectrique, présentant un coefficient de réflexion compris entre 60 et 99%, notamment égal à 90%, comme une résine de silicone enrichie en dioxyde de titane (TiO2).
Chaque premier sillon 5 s’étend dans la couche de matériau transparent 4 de sorte que la première paroi 52 formée par le premier matériau opaque 51 de couleur blanche remplissant ledit premier sillon 5 s’étende sensiblement jusqu’au support commun 3 et la couche de matériau transparent 4 s’étend au-dessus des surfaces supérieures des sources lumineuses 2.
Ainsi, chaque première paroi 52 formée par le premier matériau opaque 51 remplissant chaque premier sillon 5 s’étend sensiblement jusqu’à la surface supérieure de ladite couche de matériau transparent 4.
Chaque première paroi 52, venant au contact d’une surface latérale de la couche de matériau transparent 4, jusqu’à une surface supérieure de la couche de matériau transparent 4. Les parois s’étendent ainsi contre la couche de matériau transparent 4 jusqu’à venir au ras de la surface supérieure de la couche de matériau transparent 4, définissant ainsi une enceinte encadrant les sources lumineuses 2.
Compte tenu de la couleur blanche de ces premières parois 52, des rayons de lumière qui seraient émis par les sources lumineuses 2 en direction d’une autre source lumineuse 2 sont interceptés par ces premières parois 52 et réfléchis en direction de la source lumineuse 2 émettrice, ce qui permet ainsi d’éviter des effets de parasites et d’augmenter l’efficacité du module lumineux 1. En outre, les épaisseurs, de ces parois blanches, participent à l’aspect visible éteint du module lumineux 1.
L’ensemble des premières parois 52comporte un deuxième sillon 7 rempli d’au moins un deuxième matériau opaque 71 de couleur sombre, par exemple noire ou grise, présentant un coefficient de transmission compris entre 50% et 95%, sur une épaisseur parcourue de 1 millimètre. Il pourra par exemple s’agir d’un polymère, notamment d’un silicone enrichi avec des particules de carbone, la concentration de particules de carbone étant inférieure à 0,05%, les deuxièmes sillons 7 remplis du deuxième matériau opaque 71 de couleur sombre forment une deuxième paroi 72.
Ces deuxièmes parois 72 s’étendent ainsi entre deux sources lumineuses 2 voisines, en venant au contact des surfaces latérales externes des premières parois 52 de couleur blanche. Compte tenu de son opacité et de sa couleur, les deuxièmes parois 72 permettent ainsi de limiter encore les effets d’interférence, et participent à l’amélioration de l’aspect éteint du module lumineux 1 et à la diminution de son albedo.
En outre, le module lumineux 1 comprend une couche additionnelle diffusante 8 s’étendant au-dessus de la couche de matériau transparent 4. Cette caractéristique permet d’améliorer encore l’aspect éteint du module lumineux 1 et de diminuer son albedo.
A titre d’exemple, on pourra prévoir que chaque première paroi 52 présente une largeur d’au plus 100 µm, et que largeur de la deuxième paroi 72 soit comprise entre 200 µm et 500 µm.
La [Fig .3] décrit quant à elle, un mode de réalisation dans lequel le module lumineux 1 est dépourvu de deuxième sillon 7.
Ainsi, le module lumineux 1 comprend une pluralité de sources lumineuses 2 montées sur un même support commun 3 formé par une carte de circuit imprimé.
L’ensemble des sources lumineuses 2 est monté sur un même support commun 3 et est encapsulé sur ce support 3 dans une couche de matériau transparent 4, et ladite couche de matériau transparent 4 comprend, entre chaque paire de sources lumineuses 2 voisines, un premier sillon 5 rempli d’au moins un premier matériau opaque 51 formant une première paroi 52 séparant les sources lumineuses 2 de ladite paire.
Le module lumineux 1 comporte un connecteur (non représenté) pour recevoir une instruction de contrôle de ladite pluralité de sources lumineuses 2 et au moins un contrôleur 9 apte à contrôler sélectivement des sources lumineuses 2. Le cas échéant, la pluralité de sources lumineuses 2 forme une matrice passive et le contrôleur 9 est agencé pour contrôler ladite matrice passive en fonction de l’instruction de contrôle reçue par le connecteur.
L’ensemble des premiers sillons 5 de la couche de matériau transparent 4 sont agencés de sorte que l’ensemble des premières parois 52 formées par le premier matériau opaque 51, remplissant lesdits premiers sillons 5 forment une grille, chaque source lumineuse de ladite pluralité de sources lumineuses 2 étant agencées dans une cellule 6 de cette grille. La pluralité de premières parois 52 est réalisée dans un matériau opaque, de couleur blanche.
Chaque premier sillon 5 s’étend dans la couche de matériau transparent 4 de sorte que la première paroi 52 formée par le premier matériau opaque 51 de couleur blanche remplissant ledit premier sillon 5 s’étende sensiblement jusqu’au support commun 3 et la couche de matériau transparent 4 s’étend au-dessus des surfaces supérieures des sources lumineuses 2.
Ainsi, chaque première paroi 52 formée par le premier matériau opaque 51 remplissant chaque premier sillon 5 s’étend sensiblement jusqu’à la surface supérieure de ladite couche de matériau transparent 4.
Chaque première paroi 52, venant au contact d’une surface latérale de la couche de matériau transparent 4, jusqu’à une surface supérieure de la couche de matériau transparent 4. Les parois s’étendent ainsi contre la couche de matériau transparent 4 jusqu’à venir au ras de la surface supérieure de la couche de matériau transparent 4, définissant ainsi une enceinte encadrant les sources lumineuses 2.
Compte tenu de la couleur blanche de ces premières parois 52, des rayons de lumière qui seraient émis par les sources lumineuses 2 en direction d’une autre source lumineuse 2 sont interceptés par ces premières parois 52 et réfléchis en direction de la source lumineuse 2 émettrice, ce qui permet ainsi d’éviter des effets de parasites et d’augmenter l’efficacité du module lumineux 1.
Un exemple de procédé de fabrication d’un module lumineux 1 selon le mode de réalisation des à va maintenant être décrit.
Dans une première étape, une pluralité de sources lumineuses 2 est assemblée sur un même support commun 3. Une couche de matériau transparent 4 est déposée sur le support commun 3 pour encapsuler ladite pluralité de sources lumineuses 2.
Dans un second temps, la couche de matériau transparent 4 est découpée pour former une pluralité de premiers sillons 5, chaque premier sillon 5 s’étendant entre deux sources lumineuses 2 voisines et lesdits premiers sillons 5 sont remplis par un premier matériau opaque 51 de couleur blanche pour former des premières parois 52, chaque première paroi 52 séparant deux sources lumineuses 2 voisines.
Ensuite, de manière facultative, les premières parois 52 sont découpées pour former un deuxième sillon 7 dans lesdites premières parois 52 afin d’être remplies par un deuxième matériau opaque 71, de couleur distincte du premier matériau opaque 51, à savoir un matériau de couleur sombre, pour former une deuxième paroi 72 s’étendant dans ladite première paroi 52.
Puis, les surfaces supérieures de la couche de matériau transparent 4, des premières 52 et deuxièmes parois 72 sont polies.
Enfin, le procédé se finit par le dépôt d’une couche additionnelle diffusante 8 sur les surfaces supérieures de la couche de matériau transparent 4, sur les premières parois 52 et les deuxièmes parois 72.
La description qui précède explique clairement comment l'invention permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixée, à savoir proposer un module lumineux capable de former un écran présentant une bonne résolution, sans effet de « cross-talk », et un aspect allumé homogène, sans « dotty effect », et qui puisse être assemblé sans générer de défaut malgré la diminution des dimensions des sources lumineuses et du pas séparant deux sources lumineuses voisines.
On comprend ainsi que ces objectifs sont notamment atteints en formant, directement sur le support des sources lumineuses ou sur un substrat s’étendant sur ce support, une première paroi séparant les sources lumineuses, de sorte à former une grille opaque définissant des cellules contenant chacune une source lumineuse et permettant chacune d’intercepter des rayons lumineux susceptibles de parasiter un pixel formé par une source lumineuse voisine. Cette grille peut ainsi limiter l’effet de « cross-talk » et permet donc de réduire les dimensions des sources lumineuses ainsi que le pas séparant deux sources lumineuses voisines, tout en utilisant un élément pour diffuser la lumière émise par chaque source lumineuse, afin d’éviter un « dotty effect ». En outre, la grille étant réalisée par surmoulage, on s’affranchit ainsi des contraintes de positionnement de la grille par rapport à la matrice des sources lumineuses lors de l’assemblage, qui pourraient être générées par une variation des dimensions de la grille due aux tolérances de fabrication ou à un phénomène de dilatation thermique.
En tout état de cause, l'invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation spécifiquement décrits dans ce document, et s'étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens. En particulier, on pourra prévoir de remplacer la carte de circuit imprimé par un autre support, comme un substrat en céramique ou en verre, rigide ou flexible, droit ou courbé. On pourra encore prévoir que les sources lumineuses forment une matrice active. On pourra également prévoir d’autres types de sources lumineuses que celle décrite, et notamment des sources lumineuses de dimensions inférieures, par exemple comprise entre 5µm et 150µm, comme des microleds. On pourra également envisager d’autres matériaux que ceux décrits, ou encore d’échanger les différents matériaux des modes de réalisation qui ont été décrits, notamment pour réaliser indifféremment des parois de couleur grise, blanche ou noire, voire de réaliser des alternances ou des variations de teinte des parois dans un même mode de réalisation.

Claims (16)

  1. Module lumineux (1) pour un dispositif de signalisation d’un véhicule automobile, comprenant une pluralité de sources lumineuses (2) contrôlables de manière sélective, caractérisé en ce que l’ensemble des sources lumineuses (2) est monté sur un même support commun (3) et est encapsulé sur ce support dans une couche de matériau transparent (4), et en ce que ladite couche de matériau transparent (4) comprend, entre chaque paire de sources lumineuses (2) voisines, un premier sillon (5) rempli d’au moins un premier matériau opaque (51) formant une première paroi (52) séparant les sources lumineuses (2) de ladite paire.
  2. Module lumineux (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’ensemble des premiers sillons (5) de la couche de matériau transparent (4) sont agencés de sorte que l’ensemble des premières parois (52), formées par le premier matériau opaque (51) remplissant lesdits premiers sillons (5), forme une grille, chaque source lumineuse (2) de ladite pluralité de sources lumineuses (2) étant agencées dans une cellule (6) de cette grille.
  3. Module lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque premier sillon (5) s’étend dans la couche de matériau transparent (4) de sorte que la première paroi (52) formée par le premier matériau opaque (51) remplissant ledit premier sillon (5) s’étende sensiblement jusqu’au support commun (3).
  4. Module lumineux (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couche de matériau transparent (4) s’étend au-dessus des surfaces supérieures des sources lumineuses (2) et dans lequel chaque première paroi (52) formée par le premier matériau opaque (51) remplissant chaque premier sillon (5) s’étend sensiblement jusqu’à la surface supérieure de ladite couche de matériau transparent (4).
  5. Module lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier matériau opaque (51) est un matériau de couleur blanche.
  6. Module lumineux (1) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier matériau opaque (51) est un matériau de couleur sombre.
  7. Module lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque première paroi (52) comporte au moins un deuxième sillon (7) rempli d’au moins un deuxième matériau opaque (71), de couleur distincte du premier matériau opaque (51), formant une deuxième paroi (72).
  8. Module lumineux (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le deuxième matériau opaque (71) est de couleur sombre.
  9. Module lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une couche additionnelle diffusante (8) s’étendant au-dessus de la couche de matériau transparent (4).
  10. Module lumineux (1) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chacune des sources lumineuses (2) comporte au moins une puce à semi-conducteur (21) émettrice de lumière dont les dimensions sont comprises entre 50 micromètres et 1 millimètres, de préférence entre 100 micromètres et 400 micromètres.
  11. Module lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacune des sources lumineuses (2) comporte au moins une puce à semi-conducteur (21) émettrice de lumière dont les dimensions sont comprises entre 5 μm et 30 μm.
  12. Module lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un connecteur pour recevoir une instruction de contrôle de ladite pluralité de sources lumineuses (2) et au moins un contrôleur (9) apte à contrôler sélectivement des sources lumineuses (2), dans lequel la pluralité de sources lumineuses (2) forme une matrice passive et dans lequel le contrôleur (9) est agencé pour contrôler ladite matrice passive en fonction de l’instruction de contrôle reçue par le connecteur.
  13. Procédé de fabrication d’un module lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
    1. Assemblage d’une pluralité de sources lumineuses (2) sur un même support commun (3) ;
    2. Dépôt d’une couche de matériau transparent (4) sur le support commun (3) pour encapsuler ladite pluralité de sources lumineuses (2) ;
    3. Découpe de ladite couche de matériau transparent (4) pour former une pluralité de premiers sillons (5), chaque premier sillon (5) s’étendant entre deux sources lumineuses (2) voisines ;
    4. Remplissage de chaque premier sillon (5) par un premier matériau opaque (51) pour former des premières parois (52), chaque première paroi (52) séparant deux sources lumineuses (2) voisines.
  14. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
    1. Découpe de chaque première paroi (52) pour former au moins un deuxième sillon (7) dans ladite paroi ;
    2. Remplissage de chaque deuxième sillon (7) formé dans chaque première paroi (52) par un deuxième matériau opaque (71) de couleur distincte du premier matériau opaque (51), pour former une deuxième paroi (72) s’étendant dans ladite première paroi (52).
  15. Procédé selon l’une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce qu’il comporte une étape de polissage des surfaces supérieures de la couche de matériau transparent (4), des premières parois (52) et, le cas échéant, des deuxièmes parois (72).
  16. Procédé selon l’une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu’il comporte une étape de dépôt d’une couche additionnelle diffusante (8) sur les surfaces supérieures de la couche de matériau transparent (4), des premières parois (52) et, le cas échéant, des deuxièmes parois (72).
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