[go: up one dir, main page]

FR3041148A1 - Source lumineuse led comprenant un circuit electronique - Google Patents

Source lumineuse led comprenant un circuit electronique Download PDF

Info

Publication number
FR3041148A1
FR3041148A1 FR1558543A FR1558543A FR3041148A1 FR 3041148 A1 FR3041148 A1 FR 3041148A1 FR 1558543 A FR1558543 A FR 1558543A FR 1558543 A FR1558543 A FR 1558543A FR 3041148 A1 FR3041148 A1 FR 3041148A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
light
light source
substrate
source according
emitting diodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR1558543A
Other languages
English (en)
Inventor
Lothar Seif
Zdravko Zojceski
Vanesa Sanchez
Calvez Gilles Le
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Vision SAS filed Critical Valeo Vision SAS
Priority to FR1558543A priority Critical patent/FR3041148A1/fr
Priority to CN201680053364.3A priority patent/CN108028250B/zh
Priority to EP16763862.6A priority patent/EP3350834A1/fr
Priority to JP2018513422A priority patent/JP2018530152A/ja
Priority to PCT/EP2016/071598 priority patent/WO2017046107A1/fr
Priority to US15/759,434 priority patent/US10290617B2/en
Priority to KR1020187007358A priority patent/KR20180054610A/ko
Publication of FR3041148A1 publication Critical patent/FR3041148A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H10H20/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices the devices being of types provided for in two or more different subclasses of H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices the devices being of types provided for in two or more different subclasses of H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B44/00—Circuit arrangements for operating electroluminescent light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/81—Bodies
    • H10H20/819—Bodies characterised by their shape, e.g. curved or truncated substrates
    • H10H20/821—Bodies characterised by their shape, e.g. curved or truncated substrates of the light-emitting regions, e.g. non-planar junctions
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/857—Interconnections, e.g. lead-frames, bond wires or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/10—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14—Light emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/10—Protection of lighting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
    • H10H20/018—Bonding of wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/81—Bodies
    • H10H20/817—Bodies characterised by the crystal structures or orientations, e.g. polycrystalline, amorphous or porous
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/81—Bodies
    • H10H20/822—Materials of the light-emitting regions
    • H10H20/824—Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP
    • H10H20/825—Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP containing nitrogen, e.g. GaN
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

L'invention propose une source lumineuse à électroluminescence comprenant des diodes électroluminescentes disposées sur un substrat en silicium. La source lumineuse intègre un circuit électronique réalisant une fonction nécessaire au pilotage des diodes électroluminescentes.

Description

SOURCE LUMINEUSE LED COMPRENANT UN CIRCUIT ELECTRONIQUE L’invention a trait au domaine de l’éclairage et de la signalisation lumineuse, notamment pour véhicule automobile.
Dans le domaine de l’éclairage et de la signalisation lumineuse pour véhicules automobiles, il devient de plus en plus courant d’utiliser des sources lumineuses à composants semi-conducteurs électroluminescents, par exemple des diodes électroluminescentes, LED. Un composant LED émet des rayons lumineux lorsqu’une tension d’une valeur au moins égale à une valeur seuil appelée tension directe est appliquée à ces bornes.
De manière connue, une ou plusieurs LEDs d’un module lumineux pour un véhicule automobile sont alimentées par le biais de moyens de pilotage de l’alimentation, qui comprennent des circuits convertisseurs. Les moyens de pilotage de l’alimentation sont configurés pour convertir un courant électrique d’une première intensité, par exemple fourni par une source de courant du véhicule automobile, telle qu’une batterie, en un courant de charge ayant une deuxième intensité, différente de la première. Typiquement, les moyens de pilotage sont réalisés par des composants montés en surface, SMD (« surface mounted device >>) sur un circuit imprimé, PCB (« printed circuit board >>) dédié et déporté par rapport à l’emplacement du PCB qui comprend les LEDs. La connexion électrique des moyens de pilotage aux LEDs est réalisée par un câblage approprié.
Les configurations connues impliquent par conséquent une pluralité de circuits imprimés qui engendrent un encombrement et un poids difficiles à gérer lors de la conception de modules lumineux pour véhicules automobiles. En effet, l’espace disponible pour abriter les différents composants électroniques d’un tel module est restreint, et la réduction du poids est actuellement considérée comme un objectif global dans le domaine de la conception automobile. L’invention a pour objectif de proposer une solution palliant le problème susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de proposer une source lumineuse LED qui intègre un circuit électronique implémentant une fonction nécessaire au pilotage de la source lumineuse. L’invention a pour objet une source lumineuse à semi-conducteur comprenant un premier substrat en Silicium et au moins une diode électroluminescente disposée sur le substrat. La source lumineuse est remarquable en ce que la source comprend un circuit électronique destiné à réaliser une fonction nécessaire au pilotage de la ou des diodes.
De préférence, le circuit électronique peut être implanté sur le premier substrat de la source.
La source peut de préférence comprendre un deuxième substrat en silicium, attaché au premier substrat, le circuit électronique étant implanté sur le deuxième substrat. La source peut comprendre plusieurs deuxièmes substrats en silicium, attachés au premier substrat.
De préférence, le deuxième substrat peut être attaché au premier substrat sur la face opposée à la face sur laquelle la ou les diodes sont disposées.
Les substrats peuvent de préférence être attachés l’un à l’autre par soudure, notamment par soudure or-étain.
Les deux substrats peuvent de manière préférée comprendre des vias destinés à l’interconnexion électrique des deux substrats.
De préférence, la source peut comprendre une pluralité de diodes électroluminescentes.
Les diodes électroluminescentes peuvent de préférence être en forme de bâtonnets électroluminescents de dimensions submillimétriques faisant saillie du substrat.
De préférence, les bâtonnets peuvent être agencés en matrice. La matrice peut de préférence être régulière, de façon à ce qu’il existe un espacement constant entre deux bâtonnets successifs d’un alignement donné, ou de façon à ce que les bâtonnets soient disposés en quinconce.
La hauteur d’un bâtonnet peut de préférence être comprise entre 1 et 10 micromètres.
La plus grande dimension de la face terminale peut préférentiellement être inférieure à 2 micromètres.
De préférence, la distance minimale qui sépare deux bâtonnets immédiatement adjacents peut être égale à 10 micromètres. L’aire de la surface éclairante de la source lumineuse peut de préférence être d’au plus 8 mm2.
La luminance obtenue par la pluralité de bâtonnets électroluminescents peut par exemple être d’au moins 60Cd/mm2.
Alternativement, les diodes électroluminescentes peuvent être en forme de couche mince.
De manière préférée, les diodes peuvent être réparties en plusieurs groupes, les diodes de chaque groupe étant aptes à émettre une lumière spécifique.
Les groupes peuvent présenter des formes, des dimensions et/ou un nombre de diodes différentes les uns des autres.
Chaque groupe peut de préférence être alimenté de manière indépendante des autres groupes.
Chacun des groupes peut de préférence être apte à émettre une lumière d’intensité et/ou de couleur spécifique.
De préférence, le premier substrat peut comprendre des plots de connexion destinés à le connecter électriquement à une source du courant par pontage.
Le circuit électronique peut de préférence être à réaliser au moins une des fonctions suivantes : - stockage de l’information BIN relative aux diodes électroluminescentes ; - mesure de la température des diodes électroluminescentes ; - pilotage de l’alimentation électrique des diodes électroluminescentes ; - circuit permettant de basculer entre au moins deux fonctions lumineuses ; - circuit permettant de choisir un branchement électrique spécifique de plusieurs groupes de diodes électroluminescentes ; - protection des groupes de bâtonnets et/ou limitation du courant traversant ces groupes.
Le circuit peut notamment de préférence basculer entre un branchement en série et un branchement en parallèle de plusieurs groupes de diodes de la source lumineuse.
Le circuit électronique peut de préférence être intégré directement dans le substrat de la source, par exemple par gravure. L’invention a également pour objet un module lumineux comprenant : au moins une source lumineuse apte à émettre des rayons lumineux ; un dispositif optique apte à recevoir les rayons lumineux et à produire un faisceau lumineux ;
Le module est remarquable en ce que la ou les sources lumineuses sont conformes à l’invention.
Les mesures de l’invention sont intéressantes en ce qu’elles permettent d’obtenir un composant électronique qui regroupe une première fonction principale d’une source lumineuse, c’est-à-dire l’émission de rayons lumineux, avec au moins une deuxième fonction destinée au pilotage électrique de la source lumineuse. Par rapport à des composants connus, le gain de volume est évident puisque l’invention permet de s’affranchir de circuits imprimés dédiés au pilotage d’une source lumineuse. De même l’invention implique une réduction de poids de l’ensemble source/moyens de pilotage. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description et des dessins parmi lesquels : - la figure 1 est une représentation d’une source lumineuse telle qu’elle intervient dans un mode de réalisation préférentiel de la présente invention ; - la figure 2 est une représentation schématique d’une coupe latérale d’une source lumineuse selon un mode de réalisation préféré de l’invention ; - la figure 3 est une représentation schématique d’une coupe latérale d’une source lumineuse selon un mode de réalisation préféré de l’invention.
Dans la description qui suit, des numéros de référence similaires seront en général utilisés pour décrire des concepts similaires à travers des modes de réalisation différents de l’invention. Ainsi, les numéros 001, 101, 201 décrivent une source lumineuse selon des modes de réalisation différents conformes à l’invention.
Sauf indication spécifique du contraire, des caractéristiques techniques décrites en détail pour un mode de réalisation donné peuvent être combinées aux caractéristiques techniques décrites dans le contexte d’autres modes de réalisation décrits à titre exemplaire et non limitatif.
La figure 1 illustre une source lumineuse électroluminescente 001 selon un premier mode de réalisation de l’invention. La figure 1 illustre le principe de base de la source lumineuse. La source lumineuse 001 comprend un substrat 010 en silicium sur lequel sont disposées une série de diodes ou bâtonnets à électroluminescence sous forme de fils 020 faisant saillie du substrat. Le cœur 022 de chaque bâtonnet 020 est en matériau semi-conducteur du type n c’est-à-dire dopé en électrons, alors que l’enveloppe 024 est en matériau semi-conducteur du type p c’est-à-dire dopé en trous. Une zone de recombinaison 026 est prévue entre les matériaux semi-conducteurs du type n et du type p. Il est toutefois envisageable d’inverser les matériaux semi-conducteurs en fonction notamment de la technologie choisie.
Le substrat est avantageusement en silicium et les bâtonnets ont un diamètre de moins d’un micron. En variante, le substrat comprend une couche de matériau semi-conducteur dopé en trous et les fils ont un diamètre compris entre 100 et 500 nm. Le matériau semi-conducteur dopé en électrons et en trous formant les diodes peut avantageusement être du nitrure de gallium (GaN) ou du nitrure de gallium-indium (InGaN). La hauteur d’un bâtonnet est typiquement comprise entre 1 et 10 micromètres, tandis que la plus grande dimension de la face terminale est inférieure à 2 micromètres. Selon un mode de réalisation préféré, les bâtonnets sont agencés en matrice selon une disposition régulière. La distance entre deux bâtonnets est constante et égale à au moins 10 micromètres. Les bâtonnets peuvent être disposés en quinconce. L’aire de la surface éclairante d’une telle source lumineuse est d’au plus 8 mm2. La source lumineuse est capable de réaliser une luminance d’au moins 60 Cd/mm2.
En référence à la figure 1, le substrat 010 comprend une couche principale 030, avantageusement en silicium, une première électrode ou cathode 040 disposée sur la face de la couche principale qui est opposée aux bâtonnets 020, et une deuxième électrode ou anode 050 disposée sur la face comprenant les bâtonnets 020. L’anode 050 est en contact avec le matériau semi-conducteur du type p formant les enveloppes 024 des bâtonnets 020 et s’étendant sur la face correspondante du substrat 010 de manière à former une couche conductrice entre lesdites enveloppes 024 et l’anode 050. Les coeurs ou noyaux 022 des bâtonnets sont quant à eux en contact avec la couche principale semi-conductrice 030 et ainsi en contact électrique avec la cathode 040.
Lors de l’application d’une tension électrique entre l’anode et la cathode, des électrons du matériau semi-conducteur du type n se recombinent avec des trous du matériau semi-conducteur du type p et émettent des photons. La plupart des recombinaisons sont radiatives. La face émettrice des bâtonnets est la zone p car elle est la plus radiative.
Conformément à certains modes de réalisation de l’invention, la source lumineuse 001 comprend plusieurs groupes de bâtonnets électroluminescents reliés à des anodes différentes. Chaque groupe peut ainsi être alimenté électriquement indépendamment de l’autre ou des autres. Les bâtonnets de chaque groupe sont avantageusement toutes du même type, c’est-à-dire émettant dans le même spectre et émettent à une intensité commune. Les groupes sont avantageusement identiques et représentent une tension directe commune. De préférence, chaque groupe comprend donc sensiblement le même nombre de bâtonnets électroluminescents. Alternativement, chaque groupe peut représenter une géométrie différente et les groupes peuvent avoir des tailles différentes. Selon le principe de l’invention, un circuit électronique destiné à réaliser une fonction nécessaire au pilotage des bâtonnets est intégré à une telle source lumineuse.
Une technologie alternative pour obtenir une source lumineuse à diodes électroluminescentes sur un substrat en silicium est décrite dans le document de brevet EP 2223348 A1. On dépose la couche active, par exemple en nitrure de Galium, GaN, sur un substrat en Saphir, et on transfère ensuite la couche active sur un substrat ou wafer en silicium, l’assemblage étant réalisé par exemple par une soudure de type or-étain. Les diodes résultantes sont généralement dénommées diodes électroluminescentes en couche fine (« thin film >>). Selon l’invention, une source lumineuse peut comprendre plusieurs groupes de diodes électroluminescentes de ce type, chaque groupe pouvant être alimenté de manière indépendante des autres groupes. Les diodes de chaque groupe sont avantageusement toutes du même type, c’est-à-dire émettant dans le même spectre et émettent à une intensité commune. Selon le principe de l’invention, un circuit électronique destiné à réaliser une fonction nécessaire au pilotage des diodes est intégré à une telle source lumineuse.
Une intégration exemplaire est montrée dans des modes de réalisation préférentiels 2 et 3. La figure 2 montre une source lumineuse 101 à électroluminescence comprenant un substrat en silicium 110 et au moins une diode électroluminescente à couche mince 120 disposée sur le substrat. Alternativement, les diodes électroluminescentes peuvent être en forme de micro- ou nano-fils tels qu’ils sont décrits en rapport avec la figure 1. La source comprend en outre un circuit électronique 130 destiné à réaliser une fonction nécessaire au pilotage de la ou des diodes 120. Le substrat 110 est en silicium, ce qui permet d’intégrer le circuit 130 directement dans le substrat 110, par exemple par gravure. L’implantation directe d’un circuit électronique 130 permet de s’affranchir de moyens d’interconnexions externes entre le circuit 130 et la diode 120. L’alimentation en courant électrique de la diode 120 et du circuit 130 est réalisée par une connexion commune au niveau de la surface du substrat 110. Dans l’exemple montré, des plots de connexion 150 (« bonding pad >>) sont reliés au circuit 130, qui est relié à la diode 120. La connexion à une source de courant du véhicule automobile est réalisée par pontage 152 via un fil métallique (« wire bonding >>), ou via un ruban métallique (« ribbon bonding >>). La configuration selon l’invention permet de regrouper une pluralité de fonctions sur le substrat 110. Par exemple, le circuit électronique 130 peut réaliser une des fonctions suivantes, l’implémentation desquelles étant à la portée de l’homme du métier : - stockage de l’information BIN relative aux diodes électroluminescentes 120; - mesure de la température des diodes électroluminescentes 120 ; - pilotage de l’alimentation électrique des diodes électroluminescentes 120; - circuit permettant de basculer entre au moins deux fonctions lumineuses 120, par exemple entre une fonction « high beam >> et une fonction « low beam >>; - circuit permettant de choisir un branchement électrique spécifique de plusieurs groupes de diodes électroluminescentes. Le circuit peut notamment basculer entre un branchement en série et un branchement en parallèle de plusieurs groupes de diodes de la source lumineuse, - protection des groupes de bâtonnets et/ou limitation du courant traversant ces groupes. D’autres fonctionnalités sont envisageables et réalisables par l’homme du métier sans pour autant sortir du cadre de la présente invention, la liste donnée n’étant pas exhaustive.
Le mode de réalisation de la figure 3 comprend une source lumineuse 201 à électroluminescence comprenant un premier substrat en silicium 210 et des bâtonnets électroluminescents de dimensions submillimétriques 220 faisant saillie du substrat. Alternativement, des diodes électroluminescentes en couche fine peuvent être disposées sur le substrat. La source lumineuse comprend en outre un deuxième substrat en silicium 240 qui abrite un circuit électronique 230 destiné à réaliser une fonction nécessaire au pilotage de la ou des diodes 220.
Le deuxième substrat 240 est attaché au premier substrat 210. Les deux substrats sont attachés l’un à l’autre à l’aide, par exemple par une soudure or-étain. Le deuxième substrat 240 est attaché au premier substrat 210 sur la face de ce dernier qui est opposée à la face sur laquelle les diodes 220 sont disposées. Le composant résultant de cet assemblage est de type « multi chip package >>, le deuxième substrat intégrant une fonction additionnelle, c’est-à-dire une fonction liée au pilotage de la source lumineuse, par rapport à la fonction primaire de la source, qui est rémission de rayons lumineux. L’alimentation en courant électrique de la diode 220 et du circuit 230 est réalisée par une connexion commune au niveau de la surface du substrat 210. Dans l’exemple montré, des plots de connexion 250 (« bonding pad >>) sont reliés au circuit 230, qui est relié à la diode 120. La connexion à une source de courant du véhicule automobile est réalisée par pontage 252 (« wire bonding >>). La connexion électrique entre les substrats 210 et 230 est réalisée par exemple par des vias 242. La technologie TVS (« Through Silicone Vias >>) permet par exemple de réaliser des trous par perçage laser des substrats. Les trous résultants sont métallisés, typiquement par un dépôt électrochimique de cuivre.

Claims (14)

  1. Revendications
    1. Source lumineuse à semi-conducteur, comprenant - un premier substrat en Silicium ; - au moins une diode électroluminescente disposée sur le substrat ; caractérisée en ce que la source comprend un circuit électronique destiné à réaliser une fonction nécessaire au pilotage de la ou des diodes.
  2. 2. Source lumineuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit électronique est implanté sur le premier substrat de la source.
  3. 3. Source lumineuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la source comprend un deuxième substrat en silicium, attaché au premier substrat, le circuit électronique étant implanté sur le deuxième substrat.
  4. 4. Source lumineuse selon la revendication 3, caractérisée en ce que le deuxième substrat est attaché au premier substrat sur la face opposée à la face sur laquelle la ou les diodes sont disposées.
  5. 5. Source lumineuse selon une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que les substrats sont attachés l’un à l’autre par soudure, notamment par soudure or-étain.
  6. 6. Source lumineuse selon une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que les deux substrats comprennent des vias destinés à l’interconnexion électrique des deux substrats.
  7. 7. Source lumineuse selon une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la source comprend une pluralité de diodes électroluminescentes.
  8. 8. Source lumineuse selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les diodes électroluminescentes sont en forme de bâtonnets électroluminescents de dimensions submillimétriques faisant saillie du substrat.
  9. 9. Source lumineuse selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les diodes électroluminescentes sont en forme de couche mince.
  10. 10. Source lumineuse selon une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les diodes sont réparties en plusieurs groupes, les diodes de chaque groupe étant aptes à émettre une lumière spécifique.
  11. 11. Source lumineuse selon la revendication 10, caractérisée en ce que chacun des groupes est apte à émettre une lumière d’intensité et/ou de couleur spécifique.
  12. 12. Source lumineuse selon une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le premier substrat comprend des plots de connexion destinés à le connecter électriquement à une source du courant par pontage.
  13. 13. Source lumineuse selon une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que le circuit électronique est destiné à réaliser au moins une des fonctions suivantes : - stockage de l’information BIN relative aux diodes électroluminescentes ; - mesure de la température des diodes électroluminescentes ; - pilotage de l’alimentation électrique des diodes électroluminescentes ; - circuit permettant de basculer entre au moins deux fonctions lumineuses ; - circuit permettant de choisir un branchement électrique spécifique de plusieurs groupes de diodes électroluminescentes ; - protection des groupes de bâtonnets et/ou limitation du courant traversant ces groupes.
  14. 14. Module lumineux comprenant : au moins une source lumineuse (101, 201, 301, 401) apte à émettre des rayons lumineux ; un dispositif optique apte à recevoir les rayons lumineux et à produire un faisceau lumineux ; caractérisé en ce que la ou les sources lumineuses sont conformes à une des revendications 1 à 13.
FR1558543A 2015-09-14 2015-09-14 Source lumineuse led comprenant un circuit electronique Pending FR3041148A1 (fr)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1558543A FR3041148A1 (fr) 2015-09-14 2015-09-14 Source lumineuse led comprenant un circuit electronique
CN201680053364.3A CN108028250B (zh) 2015-09-14 2016-09-13 包含电子电路的led光源
EP16763862.6A EP3350834A1 (fr) 2015-09-14 2016-09-13 Source lumineuse led comprenant un circuit electronique
JP2018513422A JP2018530152A (ja) 2015-09-14 2016-09-13 電子回路を備えるｌｅｄ光源
PCT/EP2016/071598 WO2017046107A1 (fr) 2015-09-14 2016-09-13 Source lumineuse led comprenant un circuit electronique
US15/759,434 US10290617B2 (en) 2015-09-14 2016-09-13 LED light source comprising an electronic circuit
KR1020187007358A KR20180054610A (ko) 2015-09-14 2016-09-13 전자 회로를 포함하는 led 광원

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1558543A FR3041148A1 (fr) 2015-09-14 2015-09-14 Source lumineuse led comprenant un circuit electronique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3041148A1 true FR3041148A1 (fr) 2017-03-17

Family

ID=55025168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1558543A Pending FR3041148A1 (fr) 2015-09-14 2015-09-14 Source lumineuse led comprenant un circuit electronique

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10290617B2 (fr)
EP (1) EP3350834A1 (fr)
JP (1) JP2018530152A (fr)
KR (1) KR20180054610A (fr)
CN (1) CN108028250B (fr)
FR (1) FR3041148A1 (fr)
WO (1) WO2017046107A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10770440B2 (en) * 2017-03-15 2020-09-08 Globalfoundries Inc. Micro-LED display assembly

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110254034A1 (en) * 2008-07-07 2011-10-20 Glo Ab Nanostructured led
US20120032182A1 (en) * 2010-08-09 2012-02-09 Micron Technology, Inc. Solid state lights with thermal control elements
DE102011056888A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung
US20140048828A1 (en) * 2012-08-17 2014-02-20 Macroblock Inc. Led display panel and led display apparatus
DE102012109460A1 (de) * 2012-10-04 2014-04-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdioden-Displays und Leuchtdioden-Display

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6864571B2 (en) * 2003-07-07 2005-03-08 Gelcore Llc Electronic devices and methods for making same using nanotube regions to assist in thermal heat-sinking
CN100508186C (zh) * 2007-05-23 2009-07-01 广州南科集成电子有限公司 贴片式发光二极管及制造方法
JP5137059B2 (ja) * 2007-06-20 2013-02-06 新光電気工業株式会社 電子部品用パッケージ及びその製造方法と電子部品装置
DE102008026839A1 (de) 2007-12-20 2009-07-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements in Dünnschichttechnik
DE102008045653B4 (de) * 2008-09-03 2020-03-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauteil
JP5082083B2 (ja) * 2010-04-15 2012-11-28 株式会社リキッド・デザイン・システムズ Ｌｅｄ照明装置
WO2011127593A1 (fr) * 2010-04-17 2011-10-20 Powell Canada Inc. Capteur de température photo-luminescent utilisant un seul élément pour l'excitation et la photo-détection
TWI478319B (zh) * 2010-07-20 2015-03-21 晶元光電股份有限公司 整合式發光裝置及其製造方法
CN101958389A (zh) * 2010-07-30 2011-01-26 晶科电子（广州）有限公司 一种硅基板集成有功能电路的led表面贴装结构及其封装方法
CN102347325B (zh) * 2010-07-30 2016-06-15 晶元光电股份有限公司 整合式发光装置及其制造方法
DE102011102032A1 (de) * 2011-05-19 2012-11-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleitermodul und Display mit einer Mehrzahl derartiger Module
JP5766593B2 (ja) * 2011-12-09 2015-08-19 日本特殊陶業株式会社 発光素子搭載用配線基板
EP2883421B1 (fr) * 2012-08-07 2019-10-02 Lumileds Holding B.V. Circuit à diodes électroluminescentes
CN104508811B (zh) * 2012-08-07 2017-09-22 皇家飞利浦有限公司 Led封装和制造方法
JP5914826B2 (ja) * 2012-11-20 2016-05-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光モジュール、照明装置および照明器具
US9449954B2 (en) * 2013-03-14 2016-09-20 Epistar Corporation LED with IC integrated lighting module
CN203386808U (zh) * 2013-07-12 2014-01-08 广东洲明节能科技有限公司 Led三维封装结构
CN103390717B (zh) * 2013-07-30 2016-02-03 广东洲明节能科技有限公司 叠层led发光模组及制作方法
CA2923125C (fr) * 2013-09-05 2018-08-28 Tubitak (Turkiye Bilimsel Ve Teknolojik Arastirma Kurumu) Poly(thienothiophenylboranes) et poly(dithienothiophenylboranes) pour diodes emettant de la lumiere blanche
CN203433762U (zh) * 2013-09-06 2014-02-12 周鸣波 一种弧形led发光显示板
FR3011383B1 (fr) * 2013-09-30 2017-05-26 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de dispositifs optoelectroniques a diodes electroluminescentes
FR3011381B1 (fr) * 2013-09-30 2017-12-08 Aledia Dispositif optoelectronique a diodes electroluminescentes
US9367094B2 (en) * 2013-12-17 2016-06-14 Apple Inc. Display module and system applications
CN104167485A (zh) * 2014-08-21 2014-11-26 中国科学院半导体研究所 一种自支撑led阵列光源结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110254034A1 (en) * 2008-07-07 2011-10-20 Glo Ab Nanostructured led
US20120032182A1 (en) * 2010-08-09 2012-02-09 Micron Technology, Inc. Solid state lights with thermal control elements
DE102011056888A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung
US20140048828A1 (en) * 2012-08-17 2014-02-20 Macroblock Inc. Led display panel and led display apparatus
DE102012109460A1 (de) * 2012-10-04 2014-04-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdioden-Displays und Leuchtdioden-Display

Also Published As

Publication number Publication date
EP3350834A1 (fr) 2018-07-25
KR20180054610A (ko) 2018-05-24
US10290617B2 (en) 2019-05-14
CN108028250B (zh) 2022-04-15
US20180254266A1 (en) 2018-09-06
JP2018530152A (ja) 2018-10-11
WO2017046107A1 (fr) 2017-03-23
CN108028250A (zh) 2018-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3161865B1 (fr) Dispositif optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes sur un circuit de commande
CN101960602B (zh) 光电子半导体本体及其制造方法
EP3350845A1 (fr) Source lumineuse led a micro- ou nano-fils comprenant des moyens de mesure de la temperature
US20120223416A1 (en) Thin-film semiconductor component with protection diode structure and method for producing a thin-film semiconductor component
US8496353B2 (en) Light-emitting diode (LED) module with light sensor configurations for optical feedback
EP3513120B1 (fr) Câblage d'une source lumineuse de haute résolution
FR3041152A1 (fr) Dispositif electroluminescent a capteur de lumiere integre
FR3041148A1 (fr) Source lumineuse led comprenant un circuit electronique
EP3351057B1 (fr) Gestion de puissance d'une source lumineuse led a micro- ou nano-fils
FR3041204A1 (fr) Gestion de la tension directe d'une source lumineuse led a micro- ou nano-fils
FR3086724A1 (fr) Source lumineuse matricielle pilotee en tension a circuit diagnostic pour un vehicule automobile
CN110383511B (zh) 光电子器件和用于制造光电子器件的方法
US12464871B2 (en) Method for manufacturing a colour-conversion optoelectronic device, including a step of polarising an electret layer in a localised manner by means of the upper electrodes of the diodes
EP3513118B1 (fr) Procédé de montage d'un composant électroluminescent matriciel sur un support
US9320089B2 (en) Optoelectronic semiconductor chip, display comprising a semiconductor chip of this type, and use of a semiconductor chip of this type or of a display
EP3502549A1 (fr) Module lumineux à éléments électroluminescents à coupure progressive
FR3041144A1 (fr) Source lumineuse led comprenant un circuit electronique
FR3051033A1 (fr) Dispositif emetteur de lumiere
FR3055944A1 (fr) Conversion lumineuse pour une source lumineuse de haute resolution

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20170317

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5