FR3055949B1 - THERMAL CONNECTION FOR LUMINOUS MODULE - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte notamment à un module lumineux qui comprend une source lumineuse, un substrat sur une première face duquel repose la source lumineuse, un dissipateur thermique ayant une surface de contact avec une deuxième face du substrat, ledit dissipateur comprenant du graphite. L'invention améliore le montage et/ou démontage de la source lumineuse du module lumineux.The invention relates in particular to a light module which comprises a light source, a substrate on a first face which rests the light source, a heat sink having a contact surface with a second face of the substrate, said dissipator comprising graphite. The invention improves the assembly and / or disassembly of the light source of the light module.
Description
CONNEXION THERMIQUE POUR MODULE LUMINEUXTHERMAL CONNECTION FOR LUMINOUS MODULE
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 terrestrial vehicle light modules, that is to say modules that can be integrated into a light device of the vehicle and, during use of the vehicle, to project light illuminating the vehicle. road or the cockpit and / or allowing the vehicle to make itself more visible. Examples of such luminous devices are the sidelights or the dipped beam and / or road (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). Par ailleurs, dans ces modules lumineux de véhicules terrestres, les sources de lumière sont de plus en plus fréquemment constituées par des diodes électroluminescentes ou LEDs (acronyme anglosaxon pour « Light Emitting Diode »), notamment pour des avantages d'encombrement et de durée de vie par rapport à des sources de lumière classiques.A land vehicle is equipped with light devices, including lighting and / or signaling, such as headlights or taillights, intended to illuminate the road in front of the vehicle, at night or in case of reduced brightness. They can also be used to illuminate the cabin of the vehicle. These light devices may comprise one or more light modules. Each lighting function can be provided by one or more modules. Moreover, in these light modules of land vehicles, the light sources are more frequently constituted by light emitting diodes or LEDs (acronym for "Light Emitting Diode"), in particular for the advantages of space and duration of light. life compared to conventional light sources.
Les sources de lumières génèrent cependant de la chaleur qu'il convient d'évacuer afin que la source de lumière ne se détériore pas sous l'action de la chaleur. Cette problématique est d'autant plus importante pour la technologie LED car mes composants génèrent un fort dégagement de chaleur qui entraîne une élévation de la température au niveau des composants qui peut dégrader les composants et/ou en empêcher une utilisation optimale.Light sources, however, generate heat that must be evacuated so that the light source does not deteriorate under the action of heat. This problem is even more important for LED technology because my components generate a lot of heat that causes a rise in temperature in the components that can degrade components and / or prevent optimal use.
Les solutions existantes pour gérer cette chaleur reposent sur l'utilisation d'un radiateur qui est en contact avec le substrat sur lequel est placée la source lumineuse. La chaleur est transmise au radiateur qui l'évacue en dehors du module lumineux qui comprend la source lumineuse.Existing solutions for managing this heat rely on the use of a radiator that is in contact with the substrate on which the light source is placed. The heat is transmitted to the radiator which evacuates it outside the light module which includes the light source.
Le contact entre la source lumineuse et le dissipateur de chaleur peut comprendre une interface qui favorise le transfert de chaleur vers le radiateur.The contact between the light source and the heat sink may include an interface that promotes heat transfer to the heatsink.
L'interface peut être par exemple une plaque de cuivre qui est un matériau conducteur; mais ce matériau est coûteux et son utilisation complexifie le processus de fabrication du module lumineux.The interface may be for example a copper plate which is a conductive material; but this material is expensive and its use complicates the manufacturing process of the light module.
On connaît également l'utilisation de pâte thermique comme interface. Cependant, l'utilisation de pâte thermique complexifie la fabrication et la maintenance du module lumineux. Tout d'abord, la gestion des stocks de pâte thermique dans le processus de fabrication doit être prise en compte de sorte que la fabrication d'une série de modules lumineux ne conduise pas devoir éliminer une quantité trop importante de pâte thermique inutilisée qui ne se conserve pas. De plus, lors de la fabrication du module lumineux, il faut déposer avec soin une quantité précise de pâte thermique. S'il est nécessaire de procéder à des reprises durant la fabrication, la pâte thermique doit être retirée et une nouvelle quantité précise de pâte à nouveau déposée. Similairement, le démontage et le remontage du module lumineux est rendu complexe du fait de l'utilisation de pâte thermique. Ainsi, la fabrication/réparation est allongée, compliquée, et/ou coûteuse.It is also known to use thermal paste as an interface. However, the use of thermal paste complicates the manufacture and maintenance of the light module. First of all, the management of the stocks of thermal paste in the manufacturing process must be taken into account so that the manufacture of a series of light modules does not lead to the need to eliminate an excessive amount of unused thermal paste which does not occur. not keep. In addition, during the manufacture of the light module, it is necessary to carefully deposit a precise quantity of thermal paste. If it is necessary to rework during the manufacturing process, the thermal paste must be removed and a new precise quantity of pulp re-deposited. Similarly, the disassembly and reassembly of the light module is made complex due to the use of thermal paste. Thus, manufacture / repair is elongated, complicated, and / or expensive.
RESUME DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
On propose pour cela un module lumineux comprenant une source lumineuse, un substrat sur une première face duquel repose la source lumineuse, un dissipateur thermique ayant une surface de contact avec une deuxième face du substrat, ledit dissipateur comprenant du graphite.For this purpose, a light module is proposed comprising a light source, a substrate on a first face of which the light source rests, a heat sink having a contact surface with a second face of the substrate, said dissipator comprising graphite.
Selon différents modes de réalisation, le module lumineux peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes combinées entre elles :According to various embodiments, the light module may comprise one or more of the following characteristics combined with one another:
- le dissipateur thermique comprend au moins une feuille de graphite pyrolytique ;the heat sink comprises at least one pyrolytic graphite sheet;
- la surface de contact du dissipateur thermique avec la deuxième face du substrat est égale à la surface de la deuxième face du substrat ;the contact surface of the heat sink with the second face of the substrate is equal to the surface of the second face of the substrate;
- le graphite du dissipateur thermique forme la surface de contact du dissipateur thermique ;the graphite of the heat sink forms the contact surface of the heat sink;
- le dissipateur thermique comprend en outre un ou plusieurs radiateurs à ailettes ;the heat sink further comprises one or more finned radiators;
- les ailettes comprennent ladite au moins une feuille de graphite pyrolytique ;the fins comprise said at least one pyrolytic graphite sheet;
- un système de répartition de chaleur intégré au substrat ;a heat distribution system integrated into the substrate;
- le système de répartition de chaleur comprend un ou plusieurs microcaloducs ;the heat distribution system comprises one or more microcaloducts;
- des moyens aptes à maintenir fixé ledit dissipateur thermique contre la deuxième face du substrat ;means capable of holding said heat sink fixed against the second face of the substrate;
- les moyens comprennent au moins un parmi un ressort, un ressort à lame, une vis ;the means comprise at least one of a spring, a leaf spring, a screw;
- la source lumineuse est une source lumineuse électroluminescente ;the light source is an electroluminescent light source;
- la source lumineuse électroluminescente comprend des éléments électroluminescents ;the electroluminescent light source comprises electroluminescent elements;
- la densité d'éléments électroluminescents est égale ou supérieure à 500 éléments électroluminescents par cm2.the density of electroluminescent elements is equal to or greater than 500 electroluminescent elements per cm 2 .
On propose également un dispositif lumineux, notamment d'éclairage et/ou de signalisation de préférence de véhicule terrestre, comprenant le module lumineux ci-dessus.There is also provided a light device, including lighting and / or signaling preferably land vehicle, comprising the light module above.
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 :Various embodiments of the invention will now be described, by way of non-limiting examples, with reference to the appended drawings in which:
Les Figures 1 à 7 montrent schématiquement des exemples d'un module lumineux selon l'invention ;Figures 1 to 7 show schematically examples of a light module according to the invention;
La Figure 8 montre schématiquement un exemple de source lumineuse électroluminescente monolithique 3D.Figure 8 shows schematically an example of a 3D monolithic electroluminescent light source.
DESCRIPTION DETAILLEEDETAILED DESCRIPTION
On propose un module lumineux de véhicule terrestre, ainsi qu'un dispositif lumineux comprenant une ou plusieurs versions d'un tel module lumineux. Le dispositif lumineux peut constituer ou être intégré à un projecteur de lumière. Le dispositif lumineux peut être un projecteur avant, un feu arrière ou un appareil lumineux pour l'habitacle. On propose également un véhicule terrestre comprenant une ou plusieurs versions d'un tel dispositif lumineux (par exemple une ou plusieurs paires de versions à l'avant et/ou une ou plusieurs paires de versions à l'arrière pour un véhicule quatre roues, ou une ou plusieurs versions à l'avant et/ou une ou plusieurs versions à l'arrière pour un véhicule deux ou trois roues).A terrestrial vehicle light module is proposed, as well as a light device comprising one or more versions of such a light module. The light device may constitute or be integrated with a light projector. The light device may be a front projector, a rear light or a luminaire for the passenger compartment. There is also provided a land vehicle comprising one or more versions of such a light device (for example one or more pairs of versions at the front and / or one or more pairs of versions at the rear for a four-wheeled vehicle, or one or more versions at the front and / or one or more versions at the rear for a two or three wheel vehicle).
Le module lumineux comprend au moins une source lumineuse. La source lumineuse peut être une source lumineuse à filament, à plasma, ou encore à gaz.The light module comprises at least one light source. The light source may be a filament, plasma, or gas light source.
La source lumineuse peut être une source électroluminescente à état solide (acronyme de l'anglais « solid-state lighting ») qui comprend des éléments électroluminescents. 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.The light source may be a solid-state electroluminescent source (solid-state lighting) which includes electroluminescent elements. 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.
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.An electroluminescent element may be, but is not limited to, a light emitting diode (LED), an organic light emitting diode (OLED), a polymeric light emitting diode (PLED). The electroluminescent source is therefore a semiconductor light and has a substrate from which the electroluminescent elements are placed. An electroluminescent element is more generally called a pixel. Therefore, the light source comprises a plurality of pixels deposited on or extending from the first face of the substrate. Pixels (i.e., light-emitting elements) emit light when the semiconductor material is supplied with electricity. We can therefore speak of pixel lit when an electroluminescent element emits light.
La source lumineuse électroluminescente peut être 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 electroluminescent light source may be a high-density light source 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 smaller than 100 μm (micrometers) and the pitch is 200 μm, then the pixel density is 2500 electroluminescent elements per square centimeter (cm 2 ).
La densité de pixel est de préférence supérieure à 500 pixels par cm2. Elle est typiquement comprise entre 500 et 2500 pixels par cm2. On comprend que la densité de pixels d'une source lumineuse à haute densité d'éléments lumineux peut être supérieure à 2500 pixels par cm2.The pixel density is preferably greater than 500 pixels per cm 2 . It is typically between 500 and 2500 pixels per cm 2 . It is understood that the pixel density of a light source with a high density of light elements may be greater than 2500 pixels per cm 2 .
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 electroluminescent elements may be predominantly of semiconductor material. This semiconductor material may be the same as or different from the semiconductor material of the substrate. The electroluminescent elements may more generally all be made in the same material or materials. The electroluminescent elements may 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.
La source lumineuse électroluminescente peut être une source électroluminescente monolithique, c'est-à-dire que chaque élément électroluminescent est indépendant électriquement des autres et émettent 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. 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 light source may be a monolithic electroluminescent source, i.e. each electroluminescent element is electrically independent of the others and emits light independently of the other elements of the matrix. Each element of the matrix is individually controlled by an electronic circuit called "driver" in English. The driver manages the power supply of the monolithic matrix, which is to say that it individually manages the power supply of each electroluminescent element. The driver is therefore an electronic device that is able to control the elements of a monolithic matrix of electroluminescent elements. Several drivers can be used to drive the electroluminescent elements of the matrix.
Le module lumineux selon l'invention comprend également un substrat sur lequel repose la source lumineuse. Dépendant du type de source lumineuse, le substrat peut varier.The light module according to the invention also comprises a substrate on which the light source rests. Depending on the type of light source, the substrate may vary.
Dans un premier exemple, le substrat peut être le matériau sur lequel les éléments électroluminescents de la source lumineuse ont été déposés sur ou s'étendant. La source lumineuse est donc une source à état solide, par exemple une source électroluminescente monolithique à haute densité. D'autres exemples seront présentés en références aux Figures 7 et 8.In a first example, the substrate may be the material on which the electroluminescent elements of the light source have been deposited on or extending. The light source is therefore a solid state source, for example a high density monolithic electroluminescent source. Other examples will be presented in reference to Figures 7 and 8.
Le module lumineux repose sur une première face du substrat. Le substrat comprend au moins deux faces qui sont plane, ou encore sensiblement planes. Le substrat peut avoir, mais n'est pas limité à, une forme de parallélépipède ; par exemple, le substrat peut être une plaque.The light module rests on a first face of the substrate. The substrate comprises at least two faces that are flat, or substantially planar. The substrate may have, but is not limited to, a parallelepiped shape; for example, the substrate may be a plate.
Le module lumineux comprend également au moins un dissipateur thermique qui est associé au substrat sur lequel repose la source lumineuse. Le dissipateur thermique permet le transfert de la chaleur du ou des substrats sur lequel repose la source lumineuse. La source lumineuse et la coopération entre le dissipateur thermique et le substrat de ladite source de lumière permettent donc d'obtenir un module lumineux de véhicule terrestre simple à réaliser et à monter dans un dispositif lumineux de véhicule, induisant un encombrement relativement faible, compact et présentant une bonne capacité à dissiper de la chaleur.The light module also comprises at least one heat sink which is associated with the substrate on which the light source rests. The heat sink allows the heat transfer of the substrate (s) on which the light source rests. The light source and the cooperation between the heat sink and the substrate of the said light source thus make it possible to obtain a land vehicle light module that is simple to produce and to mount in a vehicle light device, inducing a relatively small, compact and having a good ability to dissipate heat.
Le dissipateur thermique permet une dissipation de chaleur via une coopération avec le substrat, c'est-à-dire que le dissipateur thermique reçoit la chaleur produite par le module lumineux et emmagasinée dans le substrat. Le dissipateur thermique est ainsi en communication de chaleur avec le substrat. Cela signifie que la deuxième face du substrat transmet la chaleur présente dans le substrat au dissipateur thermique. Le dissipateur thermique peut alors dissiper cette chaleur au moins en partie hors du module lumineux.The heat sink allows heat dissipation via cooperation with the substrate, i.e. the heat sink receives the heat produced by the light module and stored in the substrate. The heat sink is thus in heat communication with the substrate. This means that the second face of the substrate transmits the heat present in the substrate to the heat sink. The heat sink can then dissipate this heat at least partially out of the light module.
Dans un exemple, le dissipateur thermique est agencé contre la deuxième face du substrat. Le dissipateur thermique possède donc une surface de contact avec la deuxième face du substrat. De préférence, la surface de contact du dissipateur thermique est plane ; de même pour la deuxième face du substrat. La transmission peut être assurée par le fait que le dissipateur thermique est dans un exemple agencé directement contre le substrat. Cela signifie que le dissipateur thermique est en contact physique (i. e. de matériau) avec le substrat. La surface de contact du dissipateur thermique avec la deuxième face du substrat peut être égale à la surface de la deuxième face du substrat; cela permet de maximiser les échanges de chaleur entre le substrat et le dissipateur thermique.In one example, the heat sink is arranged against the second face of the substrate. The heat sink therefore has a contact surface with the second face of the substrate. Preferably, the contact surface of the heat sink is flat; the same for the second face of the substrate. The transmission can be ensured by the fact that the heat sink is in an example arranged directly against the substrate. This means that the heat sink is in physical contact (i.e., material) with the substrate. The contact surface of the heat sink with the second face of the substrate may be equal to the surface of the second face of the substrate; this maximizes heat exchanges between the substrate and the heat sink.
Le substrat peut présenter une forme générale de plaque, présentant deux faces opposées. La source lumineuse repose sur une première face, et le dissipateur thermique peut alors être agencé contre l'autre face de la plaque le long d'une surface de contact du dissipateur thermique. Cela permet d'optimiser le nombre d'interfaces thermiques, l'espace et l'encombrement de la dissipation de chaleur, en conservant un module lumineux compact.The substrate may have a general shape of plate, having two opposite faces. The light source rests on a first face, and the heat sink can then be arranged against the other face of the plate along a contact surface of the heat sink. This makes it possible to optimize the number of thermal interfaces, the space and the space occupied by the heat dissipation, while keeping a compact light module.
Le dissipateur thermique comprend du graphite. Le graphite est une espèce minérale qui est un allotrope naturels du carbone. La présence de graphite dans le dissipateur thermique contribue à améliorer le transfert de la chaleur du ou des substrats sur lequel repose la source lumineuse.The heat sink comprises graphite. Graphite is a mineral species that is a natural allotrope of carbon. The presence of graphite in the heat sink helps to improve the heat transfer of the substrate (s) on which the light source rests.
La Figure 1 montre un premier exemple du module lumineux 10 selon l'invention qui comprend une source lumineuse 12 reposant sur un substrat 14. Le dissipateur thermique 18 comprend du graphite sous la forme d'une feuille de graphite pyrolytique. Le graphite pyrolitique est un matériau obtenu après pyrolyse de graphite. Il se présente sous forme de feuille, c'est-à-dire que le matériau se présente sous la forme d'une mince couche de matière suffisamment stable et compacte. Par exemple, une feuille de graphite pyrolytique peut avoir une épaisseur submillimétrique, par exemple de 0.025 mm (millimètre). Une feuille de graphite pyrolytique peut être souple et flexible, et elle peut donc d'adapter à des surface incurvées.Figure 1 shows a first example of the light module 10 according to the invention which comprises a light source 12 resting on a substrate 14. The heat sink 18 comprises graphite in the form of a pyrolytic graphite sheet. Pyrolitic graphite is a material obtained after pyrolysis of graphite. It is in the form of a sheet, that is to say that the material is in the form of a thin layer of sufficiently stable and compact material. For example, a pyrolytic graphite sheet may have a submillimeter thickness, for example 0.025 mm (millimeter). A pyrolytic graphite sheet can be flexible and flexible, and thus can accommodate curved surfaces.
Dans l'exemple de la Figure 1, le graphite du dissipateur thermique forme la surface de contact du dissipateur thermique 18. Dit autrement, la feuille de graphite pyrolytique 16 est agencé contre le substrat 14 est joue le rôle d'un élément intermédiaire, avec par exemple un radiateur à ailettes 180. Le graphite sous forme de feuille est particulièrement adapté pour jouer ce rôle d'intermédiaire. En effet, la feuille présente deux faces opposées, l'une agencée directement contre le substrat, l'autre directement contre le dissipateur.In the example of Figure 1, the graphite of the heat sink forms the contact surface of the heat sink 18. In other words, the pyrolytic graphite sheet 16 is arranged against the substrate 14 is played as an intermediate element, with for example a finned radiator 180. The graphite sheet form is particularly suitable for this role of intermediary. Indeed, the sheet has two opposite faces, one arranged directly against the substrate, the other directly against the dissipator.
Dans l'exemple de la Figure 1, le dissipateur thermique 18 (16, 180) est maintenue contre le substrat à l'aide de moyens 11 de fixation collant (par exemple de la colle époxy) et/ou de la glue adhésive. Par exemple, la feuille de graphite pyrolytique 16 peut comprendre sur chacune de ces faces une colle : l'élément intermédiaire sert à maintenir une des faces du substrat 14 contre le dissipateur thermique 18, tout en favorisant le transfert de la chaleur hors du substrat. L'élément intermédiaire sert de pont de matériau entre le substrat et exemple un radiateur à ailettes 180. En d'autres termes, l'élément intermédiaire est constitué de telle sorte que la chaleur du substrat est transmise au dissipateur par une conduction qui suit un chemin le long duquel du matériau est continuellement disposé. Le chemin est dépourvu de toute barrière d'air. Un tel pont thermique permet une meilleure conduction qu'en cas de présence d'une barrière d'air isolante. Cette conduction est d'autant plus efficace que l'élément intermédiaire comprend du graphite pyrolytique qui favorise la conduction de la chaleur.In the example of Figure 1, the heat sink 18 (16, 180) is held against the substrate using adhesive fixing means 11 (for example epoxy glue) and / or adhesive glue. For example, the pyrolytic graphite sheet 16 may comprise on each of these faces an adhesive: the intermediate element serves to maintain one of the faces of the substrate 14 against the heat sink 18, while promoting the transfer of heat out of the substrate. The intermediate element serves as a bridge of material between the substrate and, for example, a finned radiator 180. In other words, the intermediate element is constituted such that the heat of the substrate is transmitted to the dissipator by a conduction which follows a path along which material is continuously disposed. The path is devoid of any air barrier. Such a thermal bridge allows better conduction than in the presence of an insulating air barrier. This conduction is all the more effective as the intermediate element comprises pyrolytic graphite which promotes the conduction of heat.
Dans l'exemple de la Figure 2, les moyens aptes à maintenir fixé le dissipateur thermique 18 contre la deuxième face du substrat 14 ne sont pas identiques à ceux de la Figure 1. Dans cet exemple, les moyens de fixation appliquent une force mécanique sur le substrat et le dissipateur thermique de sorte que la feuille de graphite pyrolytique 16 joue uniquement son rôle d'élément favorisant la conduction de la chaleur. En d'autre terme, la feuille de graphite pyrolytique 16 ne participe pas au maintien du dissipateur thermique 18 (16, 180) contre le substrat. L'assemblage ou le réassemblage du module lumineux est ainsi facilité puisque l'élément intermédiaire 16 du dissipateur thermique peut être facilement placé, retiré, replacé, découpé aux bonnes dimensions sans précaution particulière ; contrairement aux interfaces thermiques qui utilisent de la pâte thermique comme connu dans l'état de la technique.In the example of FIG. 2, the means capable of holding the heat sink 18 fixed against the second face of the substrate 14 are not identical to those of FIG. 1. In this example, the fixing means apply a mechanical force to the substrate and the heat sink so that the pyrolytic graphite sheet 16 only plays its role as a heat conduction promoting element. In other words, the pyrolytic graphite sheet 16 does not participate in maintaining the heat sink 18 (16, 180) against the substrate. The assembly or reassembly of the light module is thus facilitated since the intermediate element 16 of the heat sink can be easily placed, removed, replaced, cut to the right dimensions without particular precautions; unlike thermal interfaces that use thermal paste as known in the state of the art.
Les moyens aptes à maintenir fixé dissipateur thermique contre la deuxième face du substrat peuvent être un ressort à lame, comme illustré sur la Figure 2. Une première partie est fixée sur le radiateur, par exemple à l'aide d'une colle ou bien encore par soudure, et une deuxième partie du ressort vient en appuie sur le substrat : ce dernier est donc maintenu contre le dissipateur thermique. L'utilisation d'un ressort à lame facilite la fabrication, ainsi que le démontage/remontage du module lumineux. D'autres moyens de fixation peuvent être envisagés, par exemple une bague de cerclage, une lame, ou une vis.The means capable of holding the heatsink fixed against the second face of the substrate may be a leaf spring, as illustrated in FIG. 2. A first part is fixed on the radiator, for example by means of an adhesive or else by welding, and a second portion of the spring bears against the substrate: the latter is therefore held against the heat sink. The use of a leaf spring facilitates the manufacture as well as the disassembly / reassembly of the light module. Other fastening means may be envisaged, for example a strapping ring, a blade, or a screw.
Dans les exemples présentés sur les Figures 1 et 2, la surface de la feuille de graphite pyrolytique 16 a des dimensions supérieures à la surface de la deuxième face du substrat. Ceci permet d'assurer que la surface de contact du dissipateur thermique recouvre toute la surface de la deuxième face du substrat ; les échanges de chaleur entre le substrat et le dissipateur thermique sont ainsi maximisés. De plus, cela facilite l'assemblage ou le réassemblage du module lumineux car moins de précision est requise ; c'est notamment le cas pour des opérations de réparation, par exemple lorsqu'on remplace une source lumineuse défaillante.In the examples shown in Figures 1 and 2, the surface of the pyrolytic graphite sheet 16 has dimensions greater than the surface of the second face of the substrate. This ensures that the contact surface of the heat sink covers the entire surface of the second face of the substrate; the heat exchanges between the substrate and the heat sink are thus maximized. In addition, this facilitates assembly or reassembly of the light module because less precision is required; this is particularly the case for repair operations, for example when replacing a faulty light source.
La Figure 3 montre un autre exemple de module lumineux selon l'invention semblable à ceux des Figures 1 et 2. Dans cet exemple, la feuille de graphite pyrolytique a des dimensions supérieures à celles du substrat pour au moins un des côtés du substrat de sorte que la feuille déborde du substrat. En particulier, les dimensions de la feuille sont choisies telles que le débordement de la feuille autorise un pliage de cette dernière le long de plis 160a, 160b. Sur la Figure 3, les dimensions ont été choisies de sorte que la feuille de graphite déborde sur deux côtés du substrat, mais également du radiateur. Le débordement est suffisant pour que la partie pliée de la feuille recouvre, au moins partiellement, le radiateur. II n'y a de préférence pas de contact entre les parties pliées 180a, 180b et les ailettes 180. Les deux parties pliées de la feuille de graphite pyrolytique agissent comme des ailettes 180a, 180b de radiateur et contribuent à une meilleure évacuation de la chaleur de la source lumineuse. Ainsi, le dissipateur thermique comprend du graphite, par exemple sous la forme d'au moins une feuille de graphite pyrolytique, qui forme la surface de contact du dissipateur avec le substrat et qui forme également au moins un radiateur à ailette du dissipateur.Figure 3 shows another example of a light module according to the invention similar to those of Figures 1 and 2. In this example, the pyrolytic graphite sheet has dimensions greater than those of the substrate for at least one of the sides of the substrate so that the sheet overflows the substrate. In particular, the dimensions of the sheet are chosen such that the overflow of the sheet allows a folding of the sheet along folds 160a, 160b. In Figure 3, the dimensions have been chosen so that the graphite sheet overflows on both sides of the substrate, but also the radiator. The overflow is sufficient so that the folded portion of the sheet covers, at least partially, the radiator. There is preferably no contact between the folded portions 180a, 180b and the fins 180. The two folded portions of the pyrolytic graphite sheet act as radiator fins 180a, 180b and contribute to better heat dissipation. of the light source. Thus, the heat sink comprises graphite, for example in the form of at least one pyrolytic graphite sheet, which forms the contact surface of the dissipator with the substrate and which also forms at least one finned radiator of the dissipator.
Les moyens de fixations du substrat avec le dissipateur thermique ne sont pas représentés sur la Figure 3. Ils peuvent être semblables à ceux discutés précédemment. Dans cet exemple, les plis forment un angle 40 avec la surface de contact sensiblement égal à 90°. De préférence, l'angle est compris entre 0° et 90°.The means for fixing the substrate with the heat sink are not shown in FIG. 3. They may be similar to those discussed above. In this example, the folds form an angle 40 with the contact surface substantially equal to 90 °. Preferably, the angle is between 0 ° and 90 °.
Dans les exemples des Figures 1 à 3, une seule feuille est en contact avec le substrat. D'autres exemples peuvent être envisagés dans lesquels au moins deux feuilles de graphites sont en contact avec le substrat, chaque feuille appartenant à un dissipateur thermique.In the examples of Figures 1 to 3, a single sheet is in contact with the substrate. Other examples may be envisaged in which at least two sheets of graphite are in contact with the substrate, each sheet belonging to a heat sink.
La Figure 4 montre un autre exemple de module lumineux selon l'invention semblable à celui de la Figure 3, excepté que le dissipateur thermique 18 ne comprend qu'un radiateur à ailette 180 formé par la surface de contact du dissipateur thermique en graphite. Dans cet exemple aussi, l'angle formé est de 90°.Figure 4 shows another example of a light module according to the invention similar to that of Figure 3, except that the heat sink 18 includes only a finned radiator 180 formed by the contact surface of the graphite heat sink. In this example too, the angle formed is 90 °.
La Figure 5 montre un autre exemple de module lumineux selon l'invention semblable à celui de la Figure 4, et dans lequel le dissipateur thermique 18 comprend plusieurs feuilles de graphite 16a, 16b, 16c, 16d, 16e qui sont superposées les unes sur les autres, chacune ayant deux parties pliées. Chaque partie pliée forme une ailette dissipant la chaleur du substrat. La feuille 16a est l'unique feuille en contact avec le substrat. Elle est donc à la fois la surface de contact du dissipateur thermique avec le substrat et un radiateur à ailette du dissipateur thermique. Les autres feuilles 16b-16e servent à évacuer la chaleur et forment des radiateurs à ailette.FIG. 5 shows another example of a light module according to the invention similar to that of FIG. 4, and in which the heat sink 18 comprises several graphite sheets 16a, 16b, 16c, 16d, 16e which are superimposed on each other. others, each having two folded parts. Each folded part forms a fin dissipating the heat of the substrate. The sheet 16a is the single sheet in contact with the substrate. It is therefore both the contact surface of the heat sink with the substrate and a finned radiator of the heat sink. The other sheets 16b-16e serve to evacuate the heat and form finned radiators.
Les zones de pliure et/ou les angles formés par les pliures de chaque feuille sont choisis de sorte que les ailettes ne sont pas en contact afin d'augmenter la surface de contact avec l'air de chaque ailette. Dans cet exemple, chaque feuille comprend une portion centrale délimitée par les deux zones de pliure dont la longueur diminue au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la surface de contact avec le substrat. Dans cet exemple de configuration, il est possible d'emboiter les feuilles l'une dans l'autre. Cela permet d'optimiser le nombre d'ailettes, l'espace et l'encombrement de la dissipation de chaleur, en conservant un module lumineux compact. Toujours dans cet exemple l'angle formé par chaque pli est de 90°, et toutes les ailettes sont parallèles les unes aux autres.The fold zones and / or the angles formed by the folds of each sheet are chosen so that the fins are not in contact in order to increase the air contact area of each fin. In this example, each sheet comprises a central portion delimited by the two fold zones whose length decreases as one moves away from the contact surface with the substrate. In this configuration example, it is possible to nest the sheets into one another. This makes it possible to optimize the number of fins, the space and the bulk of the heat dissipation, while keeping a compact light module. Still in this example the angle formed by each fold is 90 °, and all the fins are parallel to each other.
La Figure 6 montre un exemple similaire à celui de la Figure 5, dans lequel la feuille 16a n'est pas pliée. Elle étend la surface contre laquelle il est possible de venir fixer des radiateurs à ailettes 16b-16h, permettant d'accroître la quantité de chaleur évacuée.Figure 6 shows an example similar to that of Figure 5, in which the sheet 16a is not folded. It extends the surface against which it is possible to come attach 16b-16h fin radiators, to increase the amount of heat evacuated.
Les exemples des Figures 5 et 6 ne comprennent qu'une seule feuille de graphite en contact avec le substrat. D'autres exemples peuvent être envisagés dans lesquels au moins deux feuilles de graphites sont en contact avec le substrat, formant autant de dissipateurs qu'il y a de feuilles en contact avec le substrat.The examples of FIGS. 5 and 6 comprise only a single sheet of graphite in contact with the substrate. Other examples may be envisaged in which at least two sheets of graphite are in contact with the substrate, forming as many dissipaters as there are sheets in contact with the substrate.
Pour améliorer la dissipation de chaleur, le substrat du module lumineux peut intégrer un système de répartition de chaleur intégré au substrat. Le système de répartition de chaleur répartit la chaleur de manière sensiblement homogène dans la partie du substrat coopérant avec le dissipateur thermique. Ainsi, les capacités du dissipateur thermique sont pleinement utilisées, et la dissipation de chaleur est optimisée. Le système de répartition de chaleur peut présenter une surface égale ou supérieure à celle des zones portant les éléments électroluminescents. Le système de répartition de chaleur peut par exemple comprendre des microcaloducs. Cela permet une dissipation particulièrement efficace, en particulier dans la configuration où l'élément intermédiaire comprend un ou plusieurs dispositifs électroniques de commande.To improve the heat dissipation, the substrate of the light module can integrate a heat distribution system integrated into the substrate. The heat distribution system distributes the heat substantially homogeneously in the portion of the substrate cooperating with the heat sink. Thus, the heat sink's capabilities are fully utilized, and the heat dissipation is optimized. The heat distribution system may have an area equal to or greater than that of the electroluminescent element bearing areas. The heat distribution system may for example comprise microcalorches. This allows a particularly efficient dissipation, particularly in the configuration where the intermediate element comprises one or more electronic control devices.
Le système de répartition de chaleur peut être configuré pour bien répartir la chaleur vers le radiateur pour maximiser son efficacité en intégrant un ou plusieurs micro-caloducs dans la structure du substrat, par exemple silicium. Les microcaloducs peuvent être formés de réseaux capillaires qui permettent de drainer le liquide depuis la zone chaude de la source et de l'ASIC vers la zone froide. Un micro caloduc peut être gravé grâce aux procédés standards de réalisation des puces. Ce moyen de refroidissement intégré à la source lumineuse et à l'intelligence permet de mieux maîtriser la thermique en étalant le point chaud vers le dissipateur thermique.The heat distribution system may be configured to distribute the heat to the radiator to maximize its efficiency by integrating one or more micro-heat pipes in the substrate structure, for example silicon. The microcaloducts can be formed of capillary networks which make it possible to drain the liquid from the hot zone of the source and the ASIC towards the cold zone. A micro heat pipe can be etched using standard methods of making chips. This cooling means integrated with the light source and the intelligence makes it possible to better control the thermal by spreading the hot spot towards the heat sink.
Un micro-caloduc est constitué de réseaux de quelques millimètres dans lequel un fluide s'évapore et se transporte en phase vapeur vers la zone froide. En raison de la faible longueur (par exemple inférieure à 20cm), l'effet par capillarité permet de fonctionner sans l'aide de la gravité.A micro-heat pipe consists of networks of a few millimeters in which a fluid evaporates and is transported in the vapor phase to the cold zone. Because of the short length (for example less than 20 cm), the capillary effect makes it possible to operate without the aid of gravity.
L'intérieur du micro-caloduc peut comprendre des matériaux présentant une structure irrégulière réalisée par du frittage de poudre ou des rainures. Un microcaloduc de forme plate peut être inséré dans une préforme définie directement dans le substrat, ou alternativement dans une matière conductrice pour permettre l'étalement de la chaleur. Le micro-caloduc peut comprendre des rainures parallèles remplies de fluide.The inside of the micro-heat pipe may comprise materials having an irregular structure made by powder sintering or grooves. A flat-shaped microcaloduct may be inserted into a preform defined directly in the substrate, or alternatively in a conductive material to allow the spreading of heat. The micro-heat pipe may include parallel grooves filled with fluid.
La Figure 7 montre un exemple de module lumineux 10 qui comprend une source électroluminescente 12 et un PCB 14 qui sert de substrat. La source 12 repose sur une première face du PCB. Le module lumineux comprend en outre un dispositif 19 qui commande les éléments électroluminescents de la source électroluminescente 12. Tout autre support qu'un PCB peut être envisagé. Le module lumineux comprend 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 du dissipateur thermique 18 sont situés entre le dissipateur thermique 18 et la source 12. L'interface thermique peut être une feuille de graphite, par exemple une feuille de graphite pyrolytique. 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.Figure 7 shows an example of a light module 10 which includes a light emitting source 12 and a PCB 14 which serves as a substrate. The source 12 rests on a first face of the PCB. The light module further comprises a device 19 which controls the electroluminescent elements of the electroluminescent source 12. Any other support that a PCB can be considered. The light module comprises a 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 of the heat sink 18 are located between the heat sink 18 and the source 12. The thermal interface may be a graphite sheet, for example a pyrolytic graphite sheet. The heat sink allows the transfer of heat from the light emitting source that it transmits to the PCB when using a light module. The heat sink allows heat dissipation through cooperation with the support 14 of the monolithic electroluminescent source, i.e. the heat sink receives the heat produced by the light emitting source.
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'étendant 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 may comprise a monolithic electroluminescent source with a high density of electroluminescent elements called the "3D" electroluminescent source, that is to say that the electroluminescent elements are not only deposited on the substrate of the source: they extending from the source substrate. Items can be grouped into one or more sets. Each set 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 activatable selectively. 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 bonds 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 electrical conduction. The layer of electrically conductive material may cover the electroluminescent elements. The layer of electrically conductive material may also cover each surface portion of the substrate from which the electroluminescent elements extend, or an entire surface or face of the substrate from which the sets of electroluminescent elements extend. The layer of electrically conductive material may be electrically isolated from the semiconductor material of the substrate by any means. This makes it possible to supply the electroluminescent elements with electricity via the substrate. Thus, the electroluminescent elements can be supplied with electricity simply, that is to say by feeding the conductive material of the substrate with a 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" electroluminescent source may 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 may be made by a step of removing a metal finish, for example copper to control rods. This step may also include the creation of aluminum or copper pads on one side 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" of English or ribbon bonding ...) is one of the techniques used to make the electrical connections between the electroluminescent source and the device. supply of the source. The wiring is simply made by a wire (or bridge) welded between the two connection pads provided for this purpose on each of the elements. The welding can be performed by ultrasound. The wire material may be aluminum, gold or copper. The diameter of the wire may be of the order of 20 μm. A rectangular section wire can also be used.
La Figure 8 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.Figure 8 shows an example of such a monolithic electroluminescent light source called "3D". The light source S, here shown in section, comprises a substrate 210 from which extend in a preferred direction sticks 211, 212. This substrate 210 is, in this example, silicon, which represents a much lower cost to that of conventional LEDs, in which the substrates are sapphire. The rods 211, 212 may be obtained by crystalline 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 to form rods of electroluminescent semiconductor material. The rods 211, 212 may for example 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, comprise a semiconductor material core capable of being doped with electrons, around which is formed a first layer of semiconductor material capable of having electron deficits, in which case one speaks of sometimes of doped layer in "holes" or in positive charges. At the interface of this soul and this first layer, an intermediate layer is formed where 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 at a distance of about 30 μm and each has 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 thus 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 one 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 the set of 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 areas 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, each of the different light zones 201, 202 can be independently supplied with electricity.
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.In 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 a power source (not shown) of a vehicle. Similarly, the cathode 210 is connected to the negative terminal of the connection means 220. The activation means therefore allows the power supply of each of these light areas 201, 202.
II 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 areas 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.The control can be achieved by a specific means separate from the light device, or else, as in this example realized by a control device 229 integrated in 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 performed 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 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 of this printed circuit board. Likewise, 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 luminous efficiency of the light zones 201, 202 can be improved by depositing a reflective layer 217, 218, on the nucleation layer 219. This reflecting layer 217, 218, for example, is deposited on the nucleation layer 219 before growth of the rods, then holes are formed in this reflecting 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 luminous efficiency, the rods of the luminous zones can have the characteristics below:
- un diamètre compris entre 1,4 pm et 1,6 pm, par exemple 1 pm,a diameter of between 1.4 μm and 1.6 μm, for example 1 μm,
- une hauteur comprise entre 2 pm et 10 pm, par exemple 8 pm,a height of between 2 μm and 10 μm, for example 8 μm,
- une distance entre chaque bâtonnet comprise entre 3 et 10 pm.a distance between each rod of between 3 and 10 μm.
La source lumineuse S peut comprendre un convertisseur de lumière 223 agencé au-dessus des bâtonnets 211, 212. Un convertisseur de lumière comprend au moins un matériau luminescent conçu pour absorber au moins une partie d'au moins une lumière d'excitation émise par une source lumineuse et pour convertir au moins une partie de ladite lumière d'excitation absorbée en une lumière d'émission ayant une longueur d'onde différente de celle de la lumière d'excitation. Le matériau peut par exemple être du YAG dopé au Cérium ou à l'europium.The light source S may comprise a light converter 223 arranged above the rods 211, 212. A light converter comprises at least one luminescent material designed to absorb at least a portion of at least one excitation light emitted by a light emitter. light source and for converting at least a portion of said absorbed excitation light into an emission light having a wavelength different from that of the excitation light. The material may for example be YAG doped with cerium or europium.
Toujours dans l'exemple de la Figure 8, la source lumineuse comprend est une source à haute densité, c'est-à-dire qu'elle comprend un nombre très important d'ensembles d'éléments électroluminescents, au moins plusieurs centaines d'ensembles d'éléments électroluminescents. En pratique, la source comporte plus de 1000 ensembles éléments électroluminescents sur le même substrat.Still in the example of FIG. 8, the light source comprises is a high density source, that is to say that it comprises a very large number of sets of electroluminescent elements, at least several hundreds of sets of electroluminescent elements. In practice, the source has more than 1000 sets of electroluminescent elements on the same substrate.
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