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FR3055944A1 - LUMINOUS CONVERSION FOR A HIGH RESOLUTION LIGHT SOURCE - Google Patents

LUMINOUS CONVERSION FOR A HIGH RESOLUTION LIGHT SOURCE Download PDF

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FR3055944A1
FR3055944A1 FR1658661A FR1658661A FR3055944A1 FR 3055944 A1 FR3055944 A1 FR 3055944A1 FR 1658661 A FR1658661 A FR 1658661A FR 1658661 A FR1658661 A FR 1658661A FR 3055944 A1 FR3055944 A1 FR 3055944A1
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light
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semiconductor material
electroluminescent
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FR1658661A
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Guillaume THIN
Antoine De Lamberterie
Nicolas Lefaudeux
Samira MBATA
Thomas Canonne
Van-Thai HOANG
Francois-Xavier AMIEL
Vincent DuBois
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Valeo Vision SAS
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Valeo Vision SAS
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/10Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
    • H10H29/14Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00 comprising multiple light-emitting semiconductor components
    • H10H29/142Two-dimensional arrangements, e.g. asymmetric LED layout
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
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    • H10H20/85Packages
    • H10H20/851Wavelength conversion means

Landscapes

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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

L'invention se rapporte notamment à module lumineux comprenant un matériau semi-conducteur servant de source électroluminescente, une couche recouvrant le matériau semi-conducteur qui modifie le spectre de la lumière émise par le matériau semi-conducteur, la couche ayant une épaisseur inférieure à 100 µm.In particular, the invention relates to a light module comprising a semiconductor material serving as an electroluminescent source, a layer covering the semiconductor material that modifies the spectrum of the light emitted by the semiconductor material, the layer having a thickness less than 100 μm.

Description

DOMAINE DE L'INVENTIONFIELD OF THE INVENTION

L'invention se rapporte au domaine des modules lumineux de véhicule terrestre, c'est-à-dire des modules pouvant être intégrés à un dispositif lumineux du véhicule et permettant, lors de l'utilisation du véhicule, de projeter de la lumière éclairant la route ou l'habitacle et/ou permettant au véhicule de se rendre plus visible. Des exemples de tels dispositifs lumineux sont les feux de position ou les feux de croisement et/ou route (communément appelés « phares »).The invention relates to the field of land vehicle light modules, that is to say modules which can be integrated into a vehicle light device and which make it possible, when the vehicle is in use, to project light illuminating the road or interior and / or allowing the vehicle to make itself more visible. Examples of such luminous devices are the position lights or the dipped beam and / or main beam headlights (commonly called “headlights”).

ARRIERE-PLANBACKGROUND

Un véhicule terrestre est équipé de dispositifs lumineux, notamment d'éclairage et/ou de signalisation, tels que des projecteurs avants ou feux arrières, destinés à illuminer la route devant le véhicule, la nuit ou en cas de luminosité réduite. Ils peuvent aussi servir à éclairer l'habitacle du véhicule. Ces dispositifs lumineux peuvent comprendre un ou plusieurs modules lumineux. Chaque fonction d'éclairage peut être assurée par un ou des module(s).A land vehicle is fitted with light devices, in particular lighting and / or signaling devices, such as front headlights or rear lights, intended to illuminate the road in front of the vehicle, at night or in the event of reduced light. They can also be used to illuminate the passenger compartment of the vehicle. These light devices can include one or more light modules. Each lighting function can be provided by one or more modules.

Dans ces modules lumineux de véhicules terrestres, des sources de lumières électroluminescentes sont de plus en plus fréquemment utilisées. Ces sources lumineuses peuvent être constituées par des diodes électroluminescentes ou LEDs (acronyme anglais pour « Light Emitting Diode »), par des diodes électroluminescentes organiques ou OLEDs (acronymes anglais pour « organic lightemitting diodes », ou encore par des diodes électroluminescentes polymériques ou PLED (acronymes anglais pour « polymer light-emitting diodes »).In these light modules of land vehicles, electroluminescent light sources are increasingly used. These light sources can be constituted by light-emitting diodes or LEDs (acronym for “Light Emitting Diode”), by organic light-emitting diodes or OLEDs (acronyms for “organic lightemitting diodes”, or by polymeric light-emitting diodes or PLED ( English acronyms for "polymer light-emitting diodes").

On connaît depuis peu des sources de lumière électroluminescentes monolithique; par exemple une source lumineuse monolithique à état solide (également connues sous le nom de « matrice monolithique de LEDs », traduction de l'expression anglaise « monolithic array of LEDs »). Une source de lumière monolithique comprend des centaines ou des milliers de DELs qui sont situées sur un même substrat, les DELs étant séparées des autres par des lignes (ou encore « lanes » en anglais) ou des rues (ou encore « streets » en anglais). Dans ce contexte, les DELs sont également appelées pixels. Ces sources de lumière sont dites à haute densité de DELs parce que le nombre de pixels est important, par plusieurs centaines de DELs par cm2. Chacune des DELs est indépendante électriquement des autres et éclaire donc de manière autonome des autres DEL de la matrice. Ainsi, chaque DEL de la matrice est commandée individuellement par le circuit électronique qui gère son alimentation électrique (circuit appelé « driver » en anglais).Monolithic electroluminescent light sources have recently become known; for example a solid state monolithic light source (also known as a "monolithic array of LEDs", translation of the English expression "monolithic array of LEDs"). A monolithic light source comprises hundreds or thousands of LEDs which are located on the same substrate, the LEDs being separated from the others by lines (or “lanes” in English) or streets (or “streets” in English ). In this context, LEDs are also called pixels. These light sources are said to have a high density of LEDs because the number of pixels is large, by several hundred LEDs per cm 2 . Each of the LEDs is electrically independent of the others and therefore lights up autonomously from the other LEDs in the array. Thus, each LED of the matrix is controlled individually by the electronic circuit which manages its electrical supply (circuit called "driver" in English).

Dans ces modules lumineux de véhicules terrestres, une substance luminophore est présente sous la forme d'une couche déposée sur la surface de la source de lumière. Le but de cette couche est de convertir la longueur d'onde de la lumière émise, par exemple la lumière bleue (avec une longueur d'onde comprise entre 400 et 480 nanomètre (nm) émise par les DELs est transformée en lumière blanche. La couche déposée peut être une couche luminophore.In these light modules of land vehicles, a phosphor substance is present in the form of a layer deposited on the surface of the light source. The purpose of this layer is to convert the wavelength of the light emitted, for example blue light (with a wavelength between 400 and 480 nanometer (nm) emitted by the LEDs is transformed into white light. deposited layer can be a phosphor layer.

Cependant, les matériaux utilisés aujourd'hui pour la conversion de la lumière émise par la source lumineuse de ne sont pas adaptés pour les sources de lumière monolithiques. En effet, les dimensions DELs de ces sources monolithiques sont très nettement réduites afin de pouvoir loger un nombre très important de DELs par unité de surface, et la réduction des dimensions des DELs rend les matériaux de conversion utilisés inopérants. En outre, le nombre important de DELs cause un phénomène de diaphonie (appelé en anglais « cross talk ») qui perturbe l'émission de la lumière : la lumière émise par un élément électroluminescent interfère avec au moins la lumière émise par les éléments électroluminescents de son voisinage. En d'autres termes, les luminophores utilisés aujourd'hui ne permettent pas de convertir convenablement la lumière émise tout en conservant la pixellisation du faisceau lumineux créé par une source monolithique.However, the materials used today for the conversion of the light emitted by the light source are not suitable for monolithic light sources. Indeed, the LED dimensions of these monolithic sources are very significantly reduced in order to accommodate a very large number of LEDs per unit area, and the reduction in the dimensions of the LEDs makes the conversion materials used inoperative. In addition, the large number of LEDs causes a phenomenon of crosstalk (called in English “cross talk”) which disturbs the emission of light: the light emitted by an electroluminescent element interferes with at least the light emitted by the electroluminescent elements of its neighborhood. In other words, the phosphors used today do not allow the light emitted to be properly converted while retaining the pixelation of the light beam created by a monolithic source.

RESUME DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION

On propose pour cela un module lumineux comprenant un matériau semiconducteur servant de source électroluminescente, une couche recouvrant le matériau semi-conducteur qui modifie le spectre de la lumière émise par le matériau semi-conducteur, la couche ayant une épaisseur inférieure à 100 pm.For this, a light module is proposed comprising a semiconductor material serving as an electroluminescent source, a layer covering the semiconductor material which modifies the spectrum of the light emitted by the semiconductor material, the layer having a thickness of less than 100 μm.

Selon différents modes de réalisation, le module lumineux peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes combinées entre elles :According to different embodiments, the light module can comprise one or more of the following characteristics combined together:

- la couche recouvrant le matériau semi-conducteur comprend des particules qui modifient le spectre de la lumière émise par le matériau semi-conducteur ;the layer covering the semiconductor material comprises particles which modify the spectrum of the light emitted by the semiconductor material;

- les particules ont un diamètre qui est inférieur à une valeur comprise entre 1 et 5 pm ;- The particles have a diameter which is less than a value between 1 and 5 μm;

- la couche recouvrant le matériau semi-conducteur a une épaisseur comprise entre 5 et 20 pm ;the layer covering the semiconductor material has a thickness of between 5 and 20 μm;

- les particules sont des particules luminophores ;- the particles are luminophoric particles;

- les particules sont des points quantiques ;- particles are quantum dots;

- la couche est un crystal de grenat d'ytrium et d'aluminium ;- the layer is a yeast and aluminum garnet crystal;

- le matériau semi-conducteur servant de source électroluminescente est une matrice monolithique d'éléments électroluminescents ;- the semiconductor material serving as an electroluminescent source is a monolithic matrix of electroluminescent elements;

- les éléments électroluminescents sont des diodes électroluminescentes ;- the light-emitting elements are light-emitting diodes;

- la densité d'éléments électroluminescents est égale ou supérieure à 2500 éléments électroluminescents par cm2 ;- the density of electroluminescent elements is equal to or greater than 2500 electroluminescent elements per cm 2 ;

- le spectre de la lumière émise par le matériau semi-conducteur est modifié pour produire de la lumière blanche.- the spectrum of the light emitted by the semiconductor material is modified to produce white light.

On propose également un dispositif lumineux, notamment d'éclairage et/ou de signalisation de préférence de véhicule terrestre, comprenant le module lumineux ci-dessus.A light device, in particular for lighting and / or signaling, preferably for a land vehicle, is also proposed, comprising the above light module.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Différents modes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits, à titre d'exemples nullement limitatifs, en se référant aux dessins annexés dans lesquels :Different embodiments of the invention will now be described, by way of non-limiting examples, with reference to the appended drawings in which:

La figure 1 montre schématiquement un exemple de source monolithique électroluminescente à haute densité de pixels ;FIG. 1 schematically shows an example of a monolithic electroluminescent source with high pixel density;

Les figures 2 à 4 montre schématiquement des exemples de modules lumineux ; etFigures 2 to 4 schematically shows examples of light modules; and

La figure 5 montre un exemple de couche pouvant recouvrir une source lumineuse ;FIG. 5 shows an example of a layer capable of covering a light source;

Les figures 6 et 7 montrent schématiquement d'autres exemple modules lumineux.Figures 6 and 7 schematically show other example light modules.

DESCRIPTION DETAILLEEDETAILED DESCRIPTION

Le module lumineux comprend un matériau semi-conducteur servant de source électroluminescente. Le module lumineux comprend donc une source de lumière électroluminescente. La source électroluminescente comprend des éléments électroluminescents, qui peuvent avoir des dimensions millimétriques, voire submillimétriques. La source comprend en outre un substrat sur lequel sont épitaxiés les éléments électroluminescents. Les éléments électroluminescents utilisent l'électroluminescence pour émettre de la lumière. L'électroluminescence est un phénomène optique et électrique durant lequel un matériau émet de la lumière en réponse à un courant électrique qui le traverse, ou à un fort champ électrique. Cela est à distinguer de l'émission de lumière en raison de la température (incandescence) ou de l'action des produits chimiques (chimiluminescence).The light module comprises a semiconductor material serving as an electroluminescent source. The light module therefore comprises an electroluminescent light source. The light-emitting source comprises light-emitting elements, which can have millimeter or even submillimeter dimensions. The source further comprises a substrate on which the electroluminescent elements are epitaxied. The electroluminescent elements use electroluminescence to emit light. Electroluminescence is an optical and electrical phenomenon during which a material emits light in response to an electric current passing through it, or to a strong electric field. This is to be distinguished from the emission of light due to the temperature (incandescence) or the action of chemicals (chemiluminescence).

La source électroluminescente peut être une source électroluminescente monolithique qui est une source de lumière électroluminescente comprenant en général un nombre élevé d'éléments électroluminescents. Un exemple de source électroluminescente monolithique est une matrice monolithique de DELs (traduction de l'expression anglaise « monolithic array of LEDs »). Les éléments électroluminescents sont situés sur un même substrat, et de préférence sur une même face du substrat qui peut être par exemple du saphir. Les éléments électroluminescents sont déposés sur ou s'étendant à partir d'au moins une face du substrat. Les éléments électroluminescents de la matrice monolithique sont séparées les uns des autres par des lignes (nommée « lanes » en anglais ou des rues (nommées « streets » en anglais). Ces lignes ou rues sont des espaces, en principe vides de matière, séparant les éléments électroluminescents. La source électroluminescente monolithique forme une grille d'éléments électroluminescents ou encore une matrice d'éléments électroluminescents. Chacun des éléments électroluminescents de la source électroluminescente monolithique est indépendant électriquement des autres et émet ou non de la lumière indépendamment des autres éléments de la matrice. Chaque élément de la matrice est commandé individuellement par un circuit électronique appelé «driver» en anglais. Le driver gère l'alimentation électrique de la matrice monolithique, ce qui revient à dire qu'il gère individuellement l'alimentation électrique de chaque élément électroluminescent. Alternativement, des éléments électroluminescents peuvent être regroupés électriquement, par exemple en les alimentant électriquement à l'aide d'un montage en parallèle ou en série, afin de diminuer le nombre d'éléments à gérer. Par exemple, les groupes peuvent comprendre entre deux et quatre éléments électroluminescents, ce nombre permettant de conserver un faisceau lumineux suffisamment pixélisé. Le driver est donc un dispositif électronique qui est apte à commander les éléments d'une matrice monolithique d'éléments électroluminescents. Plusieurs drivers peuvent être utilisés pour piloter les éléments électroluminescents de la matrice.The electroluminescent source can be a monolithic electroluminescent source which is a light emitting light source generally comprising a high number of electroluminescent elements. An example of a monolithic electroluminescent source is a monolithic array of LEDs (translation of the English expression "monolithic array of LEDs"). The electroluminescent elements are located on the same substrate, and preferably on the same face of the substrate which may for example be sapphire. The electroluminescent elements are deposited on or extending from at least one face of the substrate. The electroluminescent elements of the monolithic matrix are separated from each other by lines (called "lanes" in English or streets (called "streets" in English). These lines or streets are spaces, in principle empty of matter, separating the electroluminescent elements. The monolithic electroluminescent source forms a grid of electroluminescent elements or a matrix of electroluminescent elements. Each of the electroluminescent elements of the monolithic electroluminescent source is electrically independent of the others and emits or not light independently of the other elements of The matrix. Each element of the matrix is controlled individually by an electronic circuit called "driver" in English. The driver manages the power supply of the monolithic matrix, which amounts to saying that it manages the power supply of each electroluminescent element. Alternatively, electroluminescent elements can be grouped electrically, for example by supplying them electrically using a parallel or series connection, in order to reduce the number of elements to be managed. For example, the groups can comprise between two and four electroluminescent elements, this number making it possible to maintain a sufficiently pixelated light beam. The driver is therefore an electronic device which is capable of controlling the elements of a monolithic matrix of electroluminescent elements. Several drivers can be used to drive the electroluminescent elements of the matrix.

Un élément électroluminescent peut être, mais n'est pas limité à, une diode électroluminescente (LED), une diode électroluminescente organique (OLED), une diode électroluminescente polymérique (PLED). La source électroluminescente est donc une lumineuse à semi-conducteur et elle comporte un substrat à partir sur lequel sont placés les éléments électroluminescents. Un élément électroluminescent est plus généralement appelé pixel. Par conséquent, la source lumineuse comprend une pluralité de pixels déposés sur ou s'étendant à partir de la première face du substrat. Les pixels (c'est-à-dire les éléments électroluminescents) émettent de la lumière lorsque le matériau semi-conducteur est alimenté en électricité. On peut donc parler de pixel allumé lorsqu'un élément électroluminescent émet de la lumière.A light emitting element may be, but is not limited to, a light emitting diode (LED), an organic light emitting diode (OLED), a polymer light emitting diode (PLED). The electroluminescent source is therefore a semiconductor light and it comprises a substrate from which the electroluminescent elements are placed. An electroluminescent element is more generally called a pixel. Consequently, the light source comprises a plurality of pixels deposited on or extending from the first face of the substrate. Pixels (i.e., electroluminescent elements) emit light when the semiconductor material is supplied with electricity. We can therefore speak of a lit pixel when an electroluminescent element emits light.

La source électroluminescente monolithique est une source lumineuse à haute densité d'éléments lumineux, c'est-à-dire qu'elle comprend un nombre très important d'éléments électroluminescents. Par nombre très élevé, il faut entendre que le substrat de la source lumineux comprend au moins 500 éléments électroluminescents sur le même substrat. Par exemple, si les pixels ont une taille inférieure à 100 pm (micromètres) et que le pitch est de 200 pm, la densité de pixels est alors de 2500 éléments électroluminescents par centimètre carré (cm2).The monolithic electroluminescent source is a light source with a high density of light elements, that is to say that it comprises a very large number of electroluminescent elements. By very high number, it is meant that the substrate of the light source comprises at least 500 electroluminescent elements on the same substrate. For example, if the pixels are less than 100 µm (micrometers) in size and the pitch is 200 µm, then the pixel density is 2,500 electroluminescent elements per square centimeter (cm 2 ).

La densité de pixels d'une source électroluminescente monolithique à haute densité est de préférence supérieure à 2500 pixels par cm2, c'est à dire que le pitch est égal ou inférieur à 200 pm.The pixel density of a high density monolithic electroluminescent source is preferably greater than 2500 pixels per cm 2 , that is to say that the pitch is equal to or less than 200 μm.

La figure 1 montre une vue de haut d'un exemple de source électroluminescente monolithique 100 à haute densité d'éléments électroluminescent. La figure 2 montre une partie de la vue de côte de l'exemple de la figure 1. Les éléments électroluminescents 102 ont été déposés sur un substrat 110, par exemple du saphir. Les éléments électroluminescents 102 sont dans ces exemples des DELs. Les DELs ont été placées de sorte qu'elles forment une grille de DELs encore appelée matrice de DELs. Les DELs sont séparées par les lignes ou rues rectilignes disposées verticalement 104a et horizontalement 104b. Le motif régulier ainsi formé est parfaitement intégré dans les processus de fabrication actuels de sources lumineuses électroluminescentes.FIG. 1 shows a top view of an example of a monolithic electroluminescent source 100 with high density of electroluminescent elements. FIG. 2 shows part of the side view of the example in FIG. 1. The electroluminescent elements 102 have been deposited on a substrate 110, for example sapphire. The electroluminescent elements 102 are in these examples LEDs. The LEDs have been placed so that they form a grid of LEDs also called an LED array. The LEDs are separated by straight lines or streets arranged vertically 104a and horizontally 104b. The regular pattern thus formed is perfectly integrated into the current manufacturing processes of electroluminescent light sources.

Toujours dans les exemples des figures 1 et 2, les DELs ont une forme (sensiblement) carré et ont une dimension de 40 pm. On comprend que toute forme peut être envisagée, par exemple les pixels ont une forme rectangulaire. Cette dimension se rapporte à l'un des côtés du carré 106. Les lignes/rues 104a, 104b ont toute largeur de 10 pm. Le pitch 108 entre les DELs est donc de 50 pm. Le pitch est la distance entre le centre d'un premier pixel et le centre d'un deuxième pixel voisin du premier ; cette distance est également appelée « pixel pitch » en anglais. Le pitch dépend donc de la dimension des pixels et de la largeur des lignes/rues. Les éléments électroluminescents 102 ont également une hauteur 109 qui dépend de la de la technologie utilisée pour leur fabrication. La hauteur d'un élément électroluminescent se mesure à partir de la surface du substrat sur laquelle l'élément électroluminescent est déposé ou s'étend. Par exemple, les DELs peuvent avoir une hauteur de 100 pm. En pratique, toutes les DELs ont des dimensions qui sont égales ou sensiblement égales ; de même pour toutes les lignes/rues.Still in the examples of FIGS. 1 and 2, the LEDs have a (substantially) square shape and have a dimension of 40 μm. It is understood that any shape can be envisaged, for example the pixels have a rectangular shape. This dimension relates to one of the sides of the square 106. The lines / streets 104a, 104b have any width of 10 μm. The pitch 108 between the LEDs is therefore 50 μm. The pitch is the distance between the center of a first pixel and the center of a second pixel near the first; this distance is also called "pixel pitch" in English. The pitch therefore depends on the size of the pixels and the width of the lines / streets. The electroluminescent elements 102 also have a height 109 which depends on the technology used for their manufacture. The height of an electroluminescent element is measured from the surface of the substrate on which the electroluminescent element is deposited or extends. For example, the LEDs can have a height of 100 µm. In practice, all LEDs have dimensions which are equal or substantially equal; the same for all lines / streets.

On comprend que les DELs peuvent avoir d'autres formes, dépendant de la technologie utilisée pour leur fabrication. Dans ce cas la définition du terme dimension peut varier. Par exemple, si les DELs ont une forme rectangulaire, on peut par convention décider que la dimension d'une DEL est la distance du côté le plus court du rectangle.It is understood that LEDs can have other shapes, depending on the technology used for their manufacture. In this case the definition of the term dimension may vary. For example, if the LEDs have a rectangular shape, we can conventionally decide that the dimension of an LED is the distance from the shortest side of the rectangle.

Les éléments électroluminescents sont chacun semi-conducteur, c'est-à-dire qu'ils comportent chacun au moins un matériau semi-conducteur. Les éléments électroluminescents peuvent être majoritairement en matériau semi-conducteur. Ce matériau semi-conducteur peut être le même que ou différent du matériau semi-conducteur du substrat. Les éléments électroluminescents peuvent plus généralement être tous réalisés dans le ou les mêmes matériaux. Les éléments électroluminescents peuvent être de même nature, par exemple sensiblement identiques ou similaires. Tous les éléments électroluminescents peuvent être positionnés pour former un motif régulier, par exemple une grille.The electroluminescent elements are each semiconductor, that is to say that they each comprise at least one semiconductor material. The light-emitting elements can be predominantly made of semiconductor material. This semiconductor material can be the same as or different from the semiconductor material of the substrate. The electroluminescent elements can more generally be all made of the same material or materials. The electroluminescent elements can be of the same nature, for example substantially identical or similar. All the electroluminescent elements can be positioned to form a regular pattern, for example a grid.

Le module lumineux peut comprendre une ou plusieurs sources électroluminescentes monolithiques. Plusieurs modules lumineux comprenant une telle source électroluminescente monolithique peuvent être intégrés au dispositif lumineux selon l'invention. Le terme « module lumineux» désigne donc au moins une source électroluminescente monolithique.The light module can include one or more monolithic electroluminescent sources. Several light modules comprising such a monolithic electroluminescent source can be integrated into the light device according to the invention. The term “light module” therefore designates at least one monolithic electroluminescent source.

Le module lumineux comprend de plus une couche recouvrant le matériau semi-conducteur. Cette couche modifie le spectre de la lumière émise par le matériau semi-conducteur. Le spectre est défini par un continuum de longueurs d'onde, et la couche modifie donc les longueurs d'onde des rayonnements électromagnétiques formant le spectre de la lumière émise. Recouvrir signifie que la couche est agencée par rapport au matériau semi-conducteur de sorte que la lumière qu'il émet passe au travers de la couche. Cette dernière peut être en contact avec au moins la surface du matériau semi-conducteur par laquelle la lumière produite par le matériau semi-conducteur s'échappe. Alternativement, un matériau tiers peut servir d'interface entre la couche et la surface du matériau semi-conducteur par laquelle la lumière produite par le matériau semi-conducteur s'échappe ; ce matériau tiers peut être du silicone qui est un polymère. La figure 2 montre un premier exemple dans lequel chaque élément électroluminescent est individuellement recouvert par la couche 120. Plus précisément, la couche est en contact avec la surface de l'élément électroluminescent par laquelle les photons émis par le matériau semi-conducteur s'échappent. Le parcours des photons émis est représenté par les flèches en pointillés.The light module further comprises a layer covering the semiconductor material. This layer modifies the spectrum of the light emitted by the semiconductor material. The spectrum is defined by a continuum of wavelengths, and the layer therefore modifies the wavelengths of the electromagnetic radiation forming the spectrum of the emitted light. Covering means that the layer is arranged relative to the semiconductor material so that the light it emits passes through the layer. The latter can be in contact with at least the surface of the semiconductor material through which the light produced by the semiconductor material escapes. Alternatively, a third material can serve as an interface between the layer and the surface of the semiconductor material through which the light produced by the semiconductor material escapes; this third material can be silicone which is a polymer. FIG. 2 shows a first example in which each electroluminescent element is individually covered by the layer 120. More precisely, the layer is in contact with the surface of the electroluminescent element through which the photons emitted by the semiconductor material escape . The path of the emitted photons is represented by the dotted arrows.

La figure 3 montre un deuxième exemple dans lequel le recouvrement des éléments électroluminescents par la couche 120 n'est plus individuel. Plus précisément, une seule couche est en contact avec les surfaces des éléments électroluminescents par lesquelles les photons émis par le matériau semiconducteur s'échappent. Le parcours des photons est représenté par les flèches en pointillés. Dans cet exemple, la couche ne vient pas en contact avec les surfaces des éléments électroluminescents qui se situent contre les lignes/rues. Dépendant de la technologie utilisée, les lignes/rues 104a peuvent être partiellement ou totalement remplies par la couche.FIG. 3 shows a second example in which the covering of the electroluminescent elements by the layer 120 is no longer individual. More precisely, a single layer is in contact with the surfaces of the electroluminescent elements through which the photons emitted by the semiconductor material escape. The path of the photons is represented by the dotted arrows. In this example, the layer does not come into contact with the surfaces of the electroluminescent elements which lie against the lines / streets. Depending on the technology used, the lines / streets 104a can be partially or completely filled by the layer.

La figure 4 montre un troisième exemple dans lequel le recouvrement des éléments électroluminescents par la couche 120 n'est pas individuel. Il se différencie de celui de la figure 3 par le fait que la couche s'est légèrement insérée lors de son dépôt dans les lignes/rues 104a de sorte que la surface de la couche 120 présente des légers creux au niveau des lignes ou rues.FIG. 4 shows a third example in which the covering of the electroluminescent elements by the layer 120 is not individual. It differs from that of FIG. 3 by the fact that the layer was slightly inserted during its deposition in the lines / streets 104a so that the surface of the layer 120 has slight indentations at the level of the lines or streets.

La couche est sur le parcours des photons émis par les éléments électroluminescents : les photons passent au travers de la couche afin que le spectre de la lumière émise soit modifié et qu'elle produise de la lumière blanche. Le spectre de la lumière émise par le matériau semi-conducteur est défini par un continuum de longueurs d'onde qui est modifié par la couche qui produit également un continuum de longueurs d'onde. La lumière produite par la couche est une lumière blanche, c'est-à-dire que les longueurs d'onde du spectre sont sensiblement comprises entre 380 et 700 nm. La lumière blanche est obtenue par synthèse additive, ce qui sous-entend que la couche ne modifie pas certaine longueurs d'onde du spectre de la lumière émise par le matériau semi-conducteur. Ou en d'autres termes, la couche n'absorbe pas toute la lumière émise par la source lumineuse. Par exemple, la lumière bleue n'est pas convertie par la couche afin que la lumière jaune produite par la couche, en s'additionnant avec la lumière bleue, produise une lumière sensiblement blanche.The layer is on the path of the photons emitted by the electroluminescent elements: the photons pass through the layer so that the spectrum of the emitted light is modified and that it produces white light. The spectrum of the light emitted by the semiconductor material is defined by a wavelength continuum which is modified by the layer which also produces a wavelength continuum. The light produced by the layer is white light, that is to say that the wavelengths of the spectrum are substantially between 380 and 700 nm. White light is obtained by additive synthesis, which implies that the layer does not modify certain wavelengths in the spectrum of the light emitted by the semiconductor material. Or in other words, the layer does not absorb all the light emitted by the light source. For example, blue light is not converted by the layer so that the yellow light produced by the layer, when added with blue light, produces substantially white light.

La couche recouvrant le matériau semi-conducteur a une épaisseur 122 qui est inférieure à 100 pm. L'épaisseur de la couche est sensiblement la même pour les éléments électroluminescents; des variations de l'épaisseur peuvent localement intervenir, pour des raisons structurelles comme par exemple expliqué sur la figure 4 ou encore pour des raisons de procédé de fabrication. Dans tous les cas, l'épaisseur n'est pas supérieure à 100 pm. Une épaisseur inférieure à 100 pm donne à la couche un facteur de forme qui est favorable pour extraire la lumière et transformer le spectre lumineux d'une source lumineuse à haute densité d'éléments électroluminescents, et notamment lorsque la densité de d'éléments électroluminescents par unité de surface est égale ou supérieur à 2500 pixels par cm2. Le facteur de forme pouvant être considéré est le ratio entre l'épaisseur 122 de la couche et le pitch 108 de ces derniers. Ce ratio est de préférence inférieure ou égale à 1, c'est-à-dire l'épaisseur de la couche est inférieure ou égale au pitch du pixel.The layer covering the semiconductor material has a thickness 122 which is less than 100 µm. The thickness of the layer is substantially the same for the electroluminescent elements; variations in thickness may locally occur, for structural reasons as for example explained in FIG. 4 or also for reasons of the manufacturing process. In all cases, the thickness is not more than 100 µm. A thickness of less than 100 μm gives the layer a form factor which is favorable for extracting light and transforming the light spectrum of a light source with a high density of electroluminescent elements, and in particular when the density of electroluminescent elements by surface unit is equal to or greater than 2500 pixels per cm 2 . The form factor that can be considered is the ratio between the thickness 122 of the layer and the pitch 108 of the latter. This ratio is preferably less than or equal to 1, that is to say the thickness of the layer is less than or equal to the pitch of the pixel.

La couche recouvrant le matériau semi-conducteur peut comprendre des particules qui modifient le spectre de la lumière émise par le matériau semiconducteur. Dans ce cas, la couche comprend lesdites particules et un liant qui permet d'agglomérer les éléments électroluminescents sur le matériau semiconducteur. De préférence, le liant sélectionné doit avoir des caractéristiques physico-chimiques lui permettant de résister à l'énergie transmise sous forme de chaleur émise par les éléments électroluminescents, à l'irradiation produite par les photons de la lumière émise sur une plage de longueurs d'onde qui couvre tout ou partie les ultraviolets et/ou la lumière visible et/ou l'infrarouge. En outre, les caractéristiques physico-chimiques du liant doivent favoriser le passage de la lumière, c'est à dire favoriser le passage du flux lumineux. La composition du liant peut être, mais n'est pas limitée à, une résine de silicone, une résine fluorée, de l'époxy...The layer covering the semiconductor material may comprise particles which modify the spectrum of the light emitted by the semiconductor material. In this case, the layer comprises said particles and a binder which makes it possible to agglomerate the electroluminescent elements on the semiconductor material. Preferably, the selected binder must have physicochemical characteristics enabling it to resist the energy transmitted in the form of heat emitted by the electroluminescent elements, the irradiation produced by the photons of the light emitted over a range of lengths d wave which covers all or part of the ultraviolet and / or visible light and / or infrared. In addition, the physico-chemical characteristics of the binder must favor the passage of light, that is to say favor the passage of light flux. The composition of the binder can be, but is not limited to, a silicone resin, a fluorinated resin, epoxy, etc.

Le liant n'affecte pas, dans la mesure du possible, le passage de la lumière et ce sont les particules qui modifient les longueurs d'onde du spectre de la lumière émise. Les dimensions des particules ont un diamètre qui est inférieur à 30 pm. De cette manière, il est possible de d'assurer que la couche d'une épaisseur de 100 pm ίο puisse comprendre au moins trois sous-couches de particules, lesdites au moins trois sous-couches étant disposées les unes sur les autres. Le terme sous-couche définit des particules disposées les unes contre les autres sur un plan de l'espace (par exemple le plan déterminé par les surfaces émissives des éléments électroluminescents), ou encore voisines les unes entre les autres avec une distance les séparant inférieure à leur diamètre. Une telle configuration permet de maximiser la quantité de lumière dont le spectre est modifié. Les particules ont de préférence une forme générale sphérique, étant entendu que toute autre forme peut être envisagée. Dans ce dernier cas, la distance maximale bord à bord est de 100 pm.The binder does not affect, as far as possible, the passage of light and it is the particles which modify the wavelengths of the spectrum of the emitted light. The particle sizes have a diameter which is less than 30 µm. In this way, it is possible to ensure that the layer with a thickness of 100 μm puisseο can comprise at least three sublayers of particles, said at least three sublayers being arranged one on the other. The term sublayer defines particles arranged one against the other on a plane of space (for example the plane determined by the emissive surfaces of the electroluminescent elements), or else adjacent to one another with a distance separating them less than to their diameter. Such a configuration makes it possible to maximize the amount of light whose spectrum is modified. The particles preferably have a general spherical shape, it being understood that any other shape can be envisaged. In the latter case, the maximum edge-to-edge distance is 100 µm.

Les particules ont de préférence un diamètre qui est inférieur à une valeur comprise entre 1 et 5 micromètres (pm), bornes inclues. Ce dimensionnement des particules est particulièrement adapté aux sources lumineuses à haute densité d'éléments électroluminescents qui ont des dimensions inférieures ou égales à 200 pm. En effet, on obtient ainsi une densité suffisante de particules dans la couche recouvrant le matériau semi-conducteur pour modifier le spectre de la lumière émise, tout en diminuant l'épaisseur totale de la couche. Ainsi, l'épaisseur de la couche peut être comprise entre 5 et 20 pm, offrant un facteur de forme qui est favorable pour transformer le spectre de la lumière émise.The particles preferably have a diameter which is less than a value between 1 and 5 micrometers (pm), limits included. This particle size is particularly suitable for high density light sources of electroluminescent elements which have dimensions less than or equal to 200 μm. Indeed, a sufficient density of particles is thus obtained in the layer covering the semiconductor material to modify the spectrum of the light emitted, while reducing the total thickness of the layer. Thus, the thickness of the layer can be between 5 and 20 μm, providing a form factor which is favorable for transforming the spectrum of the light emitted.

On comprend que le diamètre des particules peut être inférieur à 1 pm, et que l'épaisseur de la couche peut être inférieure et comprise entre lOOnm et lOpm.It is understood that the diameter of the particles can be less than 1 μm, and that the thickness of the layer can be less and between lOOnm and lOpm.

La figure 5 illustre un exemple d'une couche recouvrant le matériau semiconducteur (non représenté) qui comprend trois sous-couches de particules disposées une sur l'autre.FIG. 5 illustrates an example of a layer covering the semiconductor material (not shown) which comprises three sublayers of particles arranged one on the other.

La couche peut comprendre tout matériau permettant de transformer le spectre de la lumière. Par exemple, la couche peut être un mono-crystal de grenat d'ytrium et d'aluminium (« Single crystal YAG » en anglais) qui est un luminophore particulièrement adapté pour transformer le spectre lumineux des DELs en InGaN qui émettent de la lumière bleue.The layer can comprise any material making it possible to transform the spectrum of light. For example, the layer can be a single crystal of ytrium garnet and aluminum (“Single crystal YAG” in English) which is a luminophore particularly suitable for transforming the light spectrum of LEDs into InGaN which emit blue light .

La couche peut comprendre des particules sélectionnées parmi des particules luminophores qui peuvent être par exemple des nano particules des grenats d'Yttrium Aluminium, des points quantiques. De manière intéressante, les points quantiques permettent d'optimiser des paramètres tels que le spectre d'absorption et/ou d'émission de la lumière. Leur taille est de préférence comprise entre 1 et 10 nm, bornes incluses, pour émettre de la lumière blanche.The layer can comprise particles selected from luminophoric particles which can be, for example, nanoparticles from Yttrium Aluminum garnets, quantum dots. Interestingly, the quantum dots make it possible to optimize parameters such as the absorption and / or emission spectrum of light. Their size is preferably between 1 and 10 nm, limits included, for emitting white light.

La figure 6 montre schématiquement un exemple d'un module lumineux de véhicule automobile. Le module lumineux 10 comprend une source électroluminescente monolithique 12 à haute densité sur laquelle une couche déposée sur le matériau semi-conducteur comme celle discutée par exemple en référence aux figures 1 à 5, un PCB 14 qui supporte la source 12 et un dispositif 19 qui commande les éléments électroluminescents de la source lumineuse monolithique 12. Tout autre support qu'un PCB peut être envisagé. Le module lumineux peut en outre comprendre au moins un dissipateur thermique 18 qui est peut être agencé directement ou indirectement sur la source 12. Dans cet exemple, le dissipateur thermique 18 est agencé indirectement sur la source puisque le PCB 14 et une interface thermique 16 sont situés entre le dissipateur thermique 18 et la source 12. Le dissipateur thermique permet le transfert de la chaleur de la source électroluminescente que cette dernière transmet au PCB lors de l'utilisation d'un module lumineux. Le dissipateur thermique permet une dissipation de chaleur via une coopération avec le support 14 de la source électroluminescente monolithique, c'est-à-dire que le dissipateur thermique reçoit la chaleur produite par la source électroluminescente. Le dissipateur thermique 18 est ainsi en communication de chaleur avec le PCB 14 qui est lui-même en communication de chaleur la source 12. La transmission peut être assurée par le fait que le dissipateur thermique est dans un exemple agencé directement contre le PCB 14. Cela signifie que le dissipateur thermique est en contact physique (i. e. de matériau) avec l'interposeur. Le dissipateur thermique 18 peut toutefois être alternativement agencé sur l'interposeur via un élément intermédiaire qui améliore le transfert thermique. Cet élément intermédiaire est aussi appelé interface thermique 16. L'élément intermédiaire 16 peut comprendre par exemple de la pâte thermique ou un matériau à changement de phase. L'élément intermédiaire peut comprendre du cuivre, par exemple l'interface thermique 16 est une plaque de cuivre.FIG. 6 schematically shows an example of a light module of a motor vehicle. The light module 10 comprises a high density monolithic electroluminescent source 12 on which a layer deposited on the semiconductor material like that discussed for example with reference to FIGS. 1 to 5, a PCB 14 which supports the source 12 and a device 19 which controls the electroluminescent elements of the monolithic light source 12. Any support other than a PCB can be envisaged. The light module can also comprise at least one heat sink 18 which can be arranged directly or indirectly on the source 12. In this example, the heat sink 18 is arranged indirectly on the source since the PCB 14 and a thermal interface 16 are located between the heat sink 18 and the source 12. The heat sink allows the transfer of heat from the light emitting source that the latter transmits to the PCB when using a light module. The heat sink allows heat dissipation via cooperation with the support 14 of the monolithic electroluminescent source, that is to say that the heat sink receives the heat produced by the electroluminescent source. The heat sink 18 is thus in heat communication with the PCB 14 which is itself in heat communication with the source 12. The transmission can be ensured by the fact that the heat sink is in one example arranged directly against the PCB 14. This means that the heat sink is in physical contact (ie material) with the interposer. The heat sink 18 can however be alternately arranged on the interposer via an intermediate element which improves the heat transfer. This intermediate element is also called the thermal interface 16. The intermediate element 16 may for example include thermal paste or a phase change material. The intermediate element may include copper, for example the thermal interface 16 is a copper plate.

Le module selon l'invention peut comprendre une source électroluminescente monolithique à haute densité d'éléments électroluminescents appelée source électroluminescente « 3D », c'est-à-dire que les éléments électroluminescents ne sont pas uniquement déposés sur le substrat de la source : ils s'étendent à partir du substrat de la source. Les éléments peuvent être regroupés en un ou plusieurs ensembles. Chaque ensemble est constitué de plusieurs éléments s'étendant à partir d'une portion respective de la première face du substrat. Les éléments électroluminescents peuvent donc être répartis dans différentes zones d'émission lumineuse. Dans un exemple, ces différentes zones peuvent être activables sélectivement. Les éléments peuvent présenter une forme générale de bâtonnet et être ainsi appelés « bâtonnets ». Les éléments électroluminescents peuvent être alimentés en électricité via le substrat d'un côté (e. g. le substrat formant par exemple la cathode) et via une couche de matériau électriquement conducteur qui lie électriquement les éléments électroluminescents entre eux de l'autre côté (e. g. la couche de matériau électriquement conducteur formant par exemple l'anode). Le contact entre le matériau semi-conducteur de chaque élément électroluminescent et le matériau semi-conducteur du substrat peut donc être adapté à une conduction électrique. La couche de matériau électriquement conducteur peut recouvrir les éléments électroluminescents. La couche de matériau électriquement conducteur peut également recouvrir chaque portion de surface du substrat à partir de laquelle les éléments électroluminescents s'étendent, ou toute une surface ou face du substrat à partir de laquelle les ensembles d'éléments électroluminescents s'étendent. La couche de matériau électriquement conducteur peut être isolée électriquement du matériau semi-conducteur du substrat par tout moyen. Cela permet d'alimenter les éléments électroluminescents en électricité par le substrat. Ainsi, on peut alimenter les éléments électroluminescents en électricité simplement, c'est-à-dire en alimentant le matériau conducteur du substrat avec une polarité et la couche de matériau électriquement conducteur avec l'autre polarité.The module according to the invention can comprise a high density monolithic electroluminescent source of electroluminescent elements called “3D” electroluminescent source, that is to say that the electroluminescent elements are not only deposited on the substrate of the source: they extend from the source substrate. Items can be grouped into one or more sets. Each assembly consists of several elements extending from a respective portion of the first face of the substrate. The electroluminescent elements can therefore be distributed in different light emission zones. In one example, these different zones can be selectively activatable. The elements may have a general shape of a stick and thus be called “sticks”. The electroluminescent elements can be supplied with electricity via the substrate on one side (eg the substrate forming for example the cathode) and via a layer of electrically conductive material which electrically binds the electroluminescent elements together on the other side (eg the layer of electrically conductive material forming for example the anode). The contact between the semiconductor material of each electroluminescent element and the semiconductor material of the substrate can therefore be adapted to an electrical conduction. The layer of electrically conductive material can cover the electroluminescent elements. The layer of electrically conductive material can also cover each surface portion of the substrate from which the light emitting elements extend, or an entire surface or face of the substrate from which the sets of light emitting elements extend. The layer of electrically conductive material can be electrically isolated from the semiconductor material of the substrate by any means. This allows the electroluminescent elements to be supplied with electricity by the substrate. Thus, the electroluminescent elements can be supplied with electricity simply, that is to say by supplying the conductive material of the substrate with one polarity and the layer of electrically conductive material with the other polarity.

La source électroluminescente « 3D » peut être fabriquée par un procédé comprenant au moins une étape de fourniture du substrat, puis une étape de formation intégrale des bâtonnets avec le substrat, par croissance à partir du substrat. La couche de matériau électriquement conducteur peut être réalisée par une étape de dépose d'une finition métal, par exemple de cuivre pour assurer le pilotage des bâtonnets. Cette étape peut également comprendre la création de pads en aluminium ou cuivre sur une face du substrat, aptes à du câblage par fil entre la source et le composant de pilotage. Le câblage par fil ou « pontage » (également appelé « wirebonding » ou « wire bonding » de l'anglais ou encore ribbon bonding...) est une des techniques utilisées pour effectuer les connexions électriques entre la source électroluminescente et le dispositif d'alimentation de la source. Le câblage est simplement réalisé par un fil (ou pont) soudé entre les deux plots de connexion prévus à cet usage sur chacun des éléments. La soudure peut être réalisée par ultrasons. Le matériau du fil peut être de l'aluminium, de l'or ou du cuivre. Le diamètre du fil peut être de l'ordre de 20 pm. Un fil de section rectangulaire peut aussi être utilisé.The “3D” light-emitting source can be manufactured by a method comprising at least one step of supplying the substrate, then a step of integrally forming the rods with the substrate, by growth from the substrate. The layer of electrically conductive material can be produced by a step of depositing a metal finish, for example copper, to ensure the control of the rods. This step can also include the creation of aluminum or copper pads on one face of the substrate, suitable for wire wiring between the source and the control component. Wiring by wire or "bridging" (also called "wirebonding" or "wire bonding" in English or ribbon bonding ...) is one of the techniques used to make the electrical connections between the electroluminescent source and the device. source feed. The wiring is simply carried out by a wire (or bridge) welded between the two connection pads provided for this purpose on each of the elements. Welding can be carried out by ultrasound. The wire material can be aluminum, gold or copper. The wire diameter can be of the order of 20 µm. A wire of rectangular section can also be used.

La figure 7 présente un exemple d'une telle source lumineuse électroluminescente monolithique dite « 3D ». La source lumineuse S, ici représentée en coupe, comprend un substrat 210 à partir duquel s'étendent selon une direction privilégiée des bâtonnets 211, 212. Ce substrat 210 est, notamment dans cet exemple, du silicium, ce qui représente un coût bien moindre à celui des LEDs classiques, dans lesquelles les substrats sont en saphir. Les bâtonnets 211, 212, peuvent être obtenus par croissance cristalline sur ce substrat 210.FIG. 7 shows an example of such a monolithic electroluminescent light source called "3D". The light source S, here represented in section, comprises a substrate 210 from which rods 211, 212 extend in a preferred direction. This substrate 210 is, in particular in this example, silicon, which represents a much lower cost. to that of conventional LEDs, in which the substrates are made of sapphire. The rods 211, 212 can be obtained by crystal growth on this substrate 210.

Les bâtonnets 211, 212, sont agencés de manière à former des bâtonnets en un matériau semi-conducteur électroluminescent. Les bâtonnets 211, 212, peuvent par exemple être formés essentiellement de nitrure de gallium.The rods 211, 212 are arranged so as to form rods of an electroluminescent semiconductor material. The rods 211, 212, for example can be formed essentially of gallium nitride.

Par exemple, ces bâtonnets 211, 212, comprennent une âme en matériau semi-conducteur apte à être dopé en électrons, autour de laquelle est formée une première couche en matériau semi-conducteur apte à présenter des déficits en électrons, dans ce cas on parle parfois de couche dopé en « trous » ou en charges positives. A l'interface de cette âme et de cette première couche, se forme une couche intermédiaire où se recombinent les électrons et les déficits en électrons. Ainsi, chaque bâtonnet 211, 212, est un élément semi-conducteur électroluminescent.For example, these rods 211, 212 include a core of semiconductor material capable of being doped with electrons, around which is formed a first layer of semiconductor material capable of exhibiting electron deficits, in this case we speak sometimes of layer doped in “holes” or in positive charges. At the interface of this core and this first layer, an intermediate layer is formed in which the electrons and the electron deficits are recombined. Thus, each rod 211, 212, is an electroluminescent semiconductor element.

Une couche de nucléation 219 est formée sur le substrat 210 et autour des bâtonnets 211, 212.A nucleation layer 219 is formed on the substrate 210 and around the rods 211, 212.

Les bâtonnets 211, 212, sont ici distants d'environ 30 pm et ont chacun une hauteur, prise depuis la couche de nucléation 219 jusqu'à leur sommet, de 2,5 pm. Leur diamètre est de 1,5 pm.The rods 211, 212 are here spaced about 30 μm apart and each have a height, taken from the nucleation layer 219 to their apex, of 2.5 μm. Their diameter is 1.5 µm.

La source lumineuse S comprend donc essentiellement un substrat 210 formant une plaque hérissée d'une multitude de petits bâtonnets 211, 212, électroluminescents et submillimétriques, à savoir dont la plus grande dimension est inférieure au millimètre.The light source S therefore essentially comprises a substrate 210 forming a plate bristling with a multitude of small rods 211, 212, electroluminescent and submillimetric, namely whose largest dimension is less than a millimeter.

La source lumineuse S est divisée en plusieurs zones lumineuses 201, 202 séparées par des murets 221, correspondant à une répartition de l'ensemble des bâtonnets 211, 212.The light source S is divided into several light zones 201, 202 separated by walls 221, corresponding to a distribution of all the rods 211, 212.

Entre chaque bâtonnet 211, 212 d'une même zone 201, 202 est déposée une couche électriquement conductrice, joignant électriquement ces bâtonnets, formant ainsi une anode distincte 225, 226, pour chacune des zones lumineuses 201, 202.Between each rod 211, 212 of the same zone 201, 202 is deposited an electrically conductive layer, electrically joining these rods, thus forming a separate anode 225, 226, for each of the light zones 201, 202.

Les quatre anodes 225, 226, ainsi formées sont en contact avec la couche de nucléation 219, qui elle-même est en contact avec la cathode formée par le substrat 210.The four anodes 225, 226, thus formed are in contact with the nucleation layer 219, which itself is in contact with the cathode formed by the substrate 210.

Ainsi, en connectant les anodes 225, 226 et la cathode 210 à une source d'alimentation, on peut alimenter en électricité indépendamment chacune des différentes zones lumineuses 201, 202.Thus, by connecting the anodes 225, 226 and the cathode 210 to a power source, it is possible to supply electricity independently to each of the different light zones 201, 202.

Selon une réalisation, chaque anode est connectée à une ou plusieurs bornes positives d'un moyen de connexion 220, destiné à être connectée à la borne positive d'une source d'alimentation électrique (non représentée) d'un véhicule. De même, la cathode 210 est connectée à la borne négative du moyen de connexion 220. Le moyen d'activation permet donc l'alimentation électrique de chacune de ces zones lumineuses 201, 202.According to one embodiment, each anode is connected to one or more positive terminals of a connection means 220, intended to be connected to the positive terminal of an electrical power source (not shown) of a vehicle. Likewise, the cathode 210 is connected to the negative terminal of the connection means 220. The activation means therefore allows the electrical supply of each of these light zones 201, 202.

Il est donc possible de piloter cette source lumineuse S, par activation sélective de ses zones lumineuses 201, 202, via le moyen d'activation 220.It is therefore possible to control this light source S, by selective activation of its light zones 201, 202, via the activation means 220.

Le pilotage peut être réalisé par un moyen spécifique distinct du dispositif lumineux, ou bien, comme dans cet exemple réalisé par un dispositif de pilotage 229 intégré au dispositif lumineux.Piloting can be carried out by a specific means distinct from the light device, or else, as in this example produced by a piloting device 229 integrated into the light device.

Dans cet exemple, le pilotage est réalisé directement par un dispositif de pilotage 229. Ce dernier est relié d'une part au moyen de connexion 220 et d'autre part au connecteur C. le moyen de connexion 220 est lui relié à chaque anode 225, 226, via des conducteurs électriques.In this example, the control is carried out directly by a control device 229. The latter is connected on the one hand to the connection means 220 and on the other hand to the connector C. the connection means 220 is itself connected to each anode 225 , 226, via electrical conductors.

Le dispositif de pilotage 229 et la source lumineuse S sont montés sur une même carte de circuit imprimé, non représentée. Les conducteurs électriques sont formés par des pistes électroniques de cette carte de circuit imprimé. De même, d'autres pistes électroniques relient le moyen de connexion 220 au dispositif de pilotage 229.The control device 229 and the light source S are mounted on the same printed circuit board, not shown. The electrical conductors are formed by electronic tracks on this printed circuit board. Similarly, other electronic tracks connect the connection means 220 to the control device 229.

Le rendement lumineux des zones lumineuses 201, 202peut être amélioré en déposant une couche réfléchissante 217, 218, sur la couche de nucléation 219. Cette couche réfléchissante 217, 218, est par exemple déposée sur la couche de nucléation 219 avant croissance des bâtonnets, puis des trous sont ménagés dans cette couche réfléchissante 217, 218, ainsi que dans la couche de nucléation, avant croissance des bâtonnets 211, 212, 213, 214, sur le substrat 10.The light efficiency of the light zones 201, 202 can be improved by depositing a reflective layer 217, 218 on the nucleation layer 219. This reflective layer 217, 218 is for example deposited on the nucleation layer 219 before growth of the sticks, then holes are provided in this reflective layer 217, 218, as well as in the nucleation layer, before growth of the rods 211, 212, 213, 214, on the substrate 10.

Pour avoir un meilleur rendement lumineux, les bâtonnets des zones lumineuses peuvent avoir les caractéristiques ci-dessous :To have a better light output, the sticks of the light zones can have the characteristics below:

- un diamètre compris entre 1,4 pm et 1,6 pm, par exemple 1 pm,- a diameter between 1.4 pm and 1.6 pm, for example 1 pm,

- une hauteur comprise entre 2 pm et 10 pm, par exemple 8 pm,- a height of between 2 pm and 10 pm, for example 8 pm,

- une distance entre chaque bâtonnet comprise entre 3 et 10 pm.- a distance between each stick of between 3 and 10 μm.

La source lumineuse S comprend une couche 223 qui est un convertisseur de spectre lumineux agencé au-dessus des bâtonnets 211, 212. Le matériau de la couche peut par exemple être du YAG dopé au Cérium ou à l'europium. L'épaisseur de la couche est inférieure à 100 pm ; par exemple, la couche à une épaisseur de 5 pm et comprend des particules luminophores de 1 pm de diamètre.The light source S comprises a layer 223 which is a light spectrum converter arranged above the rods 211, 212. The material of the layer can for example be YAG doped with cerium or europium. The thickness of the layer is less than 100 µm; for example, the layer is 5 µm thick and includes phosphor particles 1 µm in diameter.

Claims (12)

REVENDICATIONS 1. Module lumineux comprenant :1. Light module comprising: - un matériau semi-conducteur servant de source électroluminescente ;- a semiconductor material serving as an electroluminescent source; - une couche recouvrant le matériau semi-conducteur qui modifie le spectre de la lumière émise par le matériau semi-conducteur, la couche ayant une épaisseur inférieure à 100 pm.a layer covering the semiconductor material which modifies the spectrum of the light emitted by the semiconductor material, the layer having a thickness of less than 100 μm. 2. Module lumineux selon la revendication 1, dans lequel la couche recouvrant le matériau semi-conducteur comprend des particules qui modifient le spectre de la lumière émise par le matériau semi-conducteur.2. The light module as claimed in claim 1, in which the layer covering the semiconductor material comprises particles which modify the spectrum of the light emitted by the semiconductor material. 3. Module lumineux selon la revendication 2, dans lequel les particules ont un diamètre qui est inférieur à une valeur comprise entre 1 et 5 pm.3. Light module according to claim 2, wherein the particles have a diameter which is less than a value between 1 and 5 pm. 4. Module lumineux selon la revendication 3, dans lequel la couche recouvrant le matériau semi-conducteur a une épaisseur comprise entre 5 et 20 pm.4. Light module according to claim 3, wherein the layer covering the semiconductor material has a thickness between 5 and 20 pm. 5. Module lumineux selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel les particules sont des particules luminophores.5. Light module according to one of claims 2 to 4, wherein the particles are phosphor particles. 6. Module lumineux selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel les particules sont des points quantiques.6. Light module according to one of claims 2 to 4, wherein the particles are quantum dots. 7. Module lumineux selon la revendication 1, dans lequel la couche est un crystal de grenat d'ytrium et d'aluminium.7. Light module according to claim 1, in which the layer is an ytrium aluminum garnet crystal. 8. Module lumineux selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le matériau semi-conducteur servant de source électroluminescente est une matrice monolithique d'éléments électroluminescents.8. Light module according to one of claims 1 to 7, wherein the semiconductor material serving as an electroluminescent source is a monolithic matrix of electroluminescent elements. 9. Module lumineux selon la revendication 8, dans lequel les éléments électroluminescents sont des diodes électroluminescentes.9. Light module according to claim 8, wherein the light emitting elements are light emitting diodes. 10. Module lumineux selon l'une des revendications 8 à 9, dans lequel la densité 5 d'éléments électroluminescents est égale ou supérieure à 2500 éléments électroluminescents par cm2.10. Light module according to one of claims 8 to 9, in which the density 5 of electroluminescent elements is equal to or greater than 2500 electroluminescent elements per cm 2 . 11. Module lumineux selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel le spectre de la lumière émise par le matériau semi-conducteur est modifié pour produire de11. Light module according to one of claims 1 to 10, in which the spectrum of the light emitted by the semiconductor material is modified to produce 10 la lumière blanche.10 white light. 12. Dispositif lumineux, notamment d'éclairage et/ou de signalisation de préférence de véhicule terrestre, comprenant un module lumineux selon l'une des revendications 1-11.12. A light device, in particular for lighting and / or signaling, preferably of a land vehicle, comprising a light module according to one of claims 1-11. 1/31/3 100100 122122 106106
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005022654A2 (en) * 2003-08-28 2005-03-10 Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd. Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus, display element and manufacturing method of semiconductor light emitting device
JP2009267164A (en) * 2008-04-25 2009-11-12 Kyocera Corp Light emitting device and method of manufacturing the light emitting device
US20110108862A1 (en) * 2010-06-04 2011-05-12 Ray-Hua Horng Light-emitting-diode array and method for manufacturing the same
EP2500626A2 (en) * 2011-03-14 2012-09-19 Samsung LED Co., Ltd. LED engine for illumination
WO2013124089A1 (en) * 2012-02-21 2013-08-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing an optoelectronic semiconductor component and optoelectronic semiconductor component
WO2015091754A1 (en) * 2013-12-19 2015-06-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic semiconductor component and method for producing an optoelectronic semiconductor component
EP3024030A1 (en) * 2014-11-18 2016-05-25 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Optoelectronic device with light emitting diodes and method of manufacturing the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005022654A2 (en) * 2003-08-28 2005-03-10 Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd. Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus, display element and manufacturing method of semiconductor light emitting device
JP2009267164A (en) * 2008-04-25 2009-11-12 Kyocera Corp Light emitting device and method of manufacturing the light emitting device
US20110108862A1 (en) * 2010-06-04 2011-05-12 Ray-Hua Horng Light-emitting-diode array and method for manufacturing the same
EP2500626A2 (en) * 2011-03-14 2012-09-19 Samsung LED Co., Ltd. LED engine for illumination
WO2013124089A1 (en) * 2012-02-21 2013-08-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing an optoelectronic semiconductor component and optoelectronic semiconductor component
WO2015091754A1 (en) * 2013-12-19 2015-06-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic semiconductor component and method for producing an optoelectronic semiconductor component
EP3024030A1 (en) * 2014-11-18 2016-05-25 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Optoelectronic device with light emitting diodes and method of manufacturing the same

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