La présente demande de brevet revendique la priorité de la demande de brevet français FR15/63433 qui sera considérée comme faisant partie intégrante de la présente description.

Domaine

La présente description concerne un circuit opto ^¬ électronique, notamment un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes.

Exposé de 1 ' art antérieur

Pour certaines applications, il est connu d'activer successivement des ensembles de diodes électroluminescentes d'un circuit optoélectronique. Un exemple concerne l'alimentation d'un circuit optoélectronique comprenant des diodes électro ^¬ luminescentes avec une tension alternative, notamment une tension sinusoïdale, par exemple la tension du secteur.

La figure 1 représente un exemple de circuit optoélectronique 10 comprenant des bornes d'entrée IN _] _ et I¾ entre lesquelles est appliquée une tension alternative V _j ^. Le circuit optoélectronique 10 comprend, en outre, un circuit redresseur 12 comportant un pont de diodes 14, recevant la tension VJ et fournissant une tension V^LIM redressée qui alimente N ensembles de diodes électroluminescentes élémentaires, appelés diodes électroluminescentes globales Dj_, où i est un nombre entier variant de 1 à N. Les diodes électroluminescentes élémentaires de chaque diode électroluminescente globale D-j_ sont de préférence en série .

Le circuit optoélectronique 10 comprend une source de courant 22 dont une borne est reliée au noeud A2 et dont l'autre borne est reliée à un noeud A3 . Le circuit 10 comprend un dispositif 24 de commutation des diodes électroluminescentes globales D-j_, i variant de 1 à N. Le dispositif de commutation 24 permet d'augmenter progressivement le nombre de diodes électroluminescentes globales recevant la tension d'alimentation V ^" ALIM lors d'une phase croissante de la tension d'alimentation V ^" ALIM et de diminuer progressivement le nombre de diodes électroluminescentes globales recevant la tension d'alimentation V ^" ALIM lors d'une phase décroissante de la tension d'alimentation VRLIM _' Ceci permet de réduire la durée pendant laquelle aucune lumière n'est émise par le circuit optoélectronique 10. A titre d'exemple, le dispositif 24 comprend N interrupteurs commandables SW _] _ à Sl%. Chaque interrupteur SW-j_, i variant de 1 à N, est monté entre le noeud A3 et la cathode de la diode électroluminescente globale D-j_ et est commandé par un module de commande 26 en fonction de signaux fournis par un capteur 28.

L'ordre de fermeture et d'ouverture des interrupteurs SW-j_ est fixé par la structure du circuit optoélectronique 10 et se répète pour chaque cycle de la tension d'alimentation VALIM - La figure 2 est un chronogramme de la tension d'alimentation V^J dans le cas où la tension alternative V _j ^ correspond à une tension sinusoïdale et pour un exemple dans lequel le circuit optoélectronique 10 comprend quatre diodes électroluminescentes globales D _] _, D2 , D3 et D4. En figure 2, on a représenté, de façon schématique, les phases d'émission P _] _, P2 , P3 et P4 respectives des diodes électroluminescentes globales D _] _, D2 , D3 et D4. Ainsi la durée de conduction de la diode électroluminescente globale D4 est beaucoup plus courte que celle de la diode électroluminescente globale D _] _ . Un inconvénient du circuit optoélectronique 10 est que, selon la configuration du circuit optoélectronique 10, un observateur peut percevoir une inhomogénéité de la puissance lumineuse émise par le circuit optoélectronique 10, notamment lorsque les diodes électroluminescentes globales sont éloignées les unes des autres.

La figure 3 représente, de façon partielle et schématique, une vue de dessus du circuit optoélectronique 10 comprenant une zone 30 dans laquelle sont réalisées les diodes électroluminescentes globales D _] _ à D4 et une zone 32 dans laquelle sont réalisés les autres éléments du circuit optoélectronique 10. A titre d'exemple, les diodes électroluminescentes globales D _] _ à D4 sont sensiblement alignées et disposées à côté les unes des autres. Dans cet exemple d'agencement, un observateur peut percevoir, en particulier lorsque les diodes électroluminescentes globales sont de grandes dimensions ou espacées, une puissance lumineuse émise par la zone 30 du circuit optoélectronique 10 qui est plus importante du côté de la diode électroluminescente globale D _] _, dont la durée d'émission de lumière est la plus grande, que du côté de la diode électroluminescente globale D4, dont la durée d'émission de lumière est la plus faible.

Résumé

Un objet d'un mode de réalisation est de pallier tout ou partie des inconvénients des circuits optoélectroniques décrits précédemment comprenant des diodes électroluminescentes globales et un dispositif de commutation des diodes électroluminescentes.

Un autre objet d'un mode de réalisation est d'améliorer l'homogénéité d'émission de lumière par le circuit optoélectronique .

Un autre objet d'un mode de réalisation est que le nombre de diodes électroluminescentes élémentaires de chaque diode électroluminescente globale du circuit optoélectronique peut être modifié de façon simple.

Ainsi, un mode de réalisation prévoit un circuit optoélectronique comprenant des ensembles, montés en série, de diodes électroluminescentes et un module de commande desdits ensembles, les ensembles de diodes électroluminescentes étant disposés sur un support et étant répartis sur une succession de circuits élémentaires alignés et situés sur le support, chaque circuit élémentaire comprenant au moins une diode électro ^¬ luminescente de chaque ensemble.

Selon un mode de réalisation, chaque ensemble comprend des groupes, montés en parallèle, de diodes électroluminescentes.

Selon un mode de réalisation, pour chaque ensemble, chaque circuit élémentaire comprend les diodes électrolumi ^¬ nescentes d'au moins l'un des groupes dudit ensemble.

Selon un mode de réalisation, chaque circuit élémentaire est divisé en segments de circuit, et, pour chaque groupe, les diodes électroluminescentes dudit groupe sont réparties sur tous les segments de circuit.

Selon un mode de réalisation, les segments de circuit sont alignés.

Selon un mode de réalisation, chaque circuit élémentaire comprend, en outre, un circuit de limitation de courant.

Selon un mode de réalisation, les circuits de limitation de courant sont montés en parallèle.

Selon un mode de réalisation, chaque circuit de limitation de courant comprend une résistance.

Selon un mode de réalisation, le circuit opto- électronique comprend au moins de façon alignée sur le support successivement :

le module de commande ; et

lesdits ensembles de diodes électroluminescentes répartis sur ladite succession de circuits élémentaires.

Selon un mode de réalisation, le circuit opto ^¬ électronique comprend, en outre :

un module de commande supplémentaire ; et

des ensembles supplémentaires de diodes électro ^¬ luminescentes répartis sur une succession supplémentaire de circuits élémentaires situés sur des parties successives et alignées du support, chaque circuit élémentaire de la succession supplémentaire comprenant au moins une diode électroluminescente de chaque ensemble supplémentaire.

Un autre mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication du circuit optoélectronique comprenant les étapes suivantes :

fabriquer un circuit optoélectronique initial comprenant les ensembles de diodes électroluminescentes montés en série et le module de commande desdits ensembles et comprenant, en outre, des ensembles supplémentaires de diodes électro ^¬ luminescentes répartis sur une succession supplémentaire de circuits élémentaires alignés, situés sur le support, chaque circuit élémentaire de la succession supplémentaire comprenant au moins une diode électroluminescente de chaque ensemble supplémentaire ; et

découper le circuit optoélectronique initial pour retirer les ensembles supplémentaires.

Brève description des dessins

Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

la figure 1, décrite précédemment, est un schéma électrique d'un exemple d'un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes ;

la figure 2, décrite précédemment, est un chronogramme représentant les phases d'émission de lumière des diodes électroluminescentes du circuit optoélectronique de la figure 1 ;

la figure 3, décrite précédemment, est une vue de dessus, partielle et schématique, d'un exemple d'agencement des éléments du circuit optoélectronique de la figure 1 ;

la figure 4 est un schéma électrique d'un mode de réalisation d'un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes ; la figure 5 illustre une étape d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du circuit optoélectronique de la figure 4 ; et

les figures 6 et 7 sont des schémas électriques de modes de réalisation d'une partie du circuit optoélectronique de la figure 4.

Description détaillée

Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Dans la suite de la description, sauf indication contraire, les termes "sensiblement", "environ" et "de l'ordre de" signifient "à 10 % près". Par ailleurs, dans la présente description, on utilise le terme "connecté" pour désigner une liaison électrique directe, sans composant électronique intermédiaire, par exemple au moyen d'une piste conductrice, et le terme "couplé" ou le terme "relié", pour désigner soit une liaison électrique directe (signifiant alors "connecté") soit une liaison via un ou plusieurs composants intermédiaires (résistance, condensateur, etc.).

Selon un mode de réalisation, les diodes électroluminescentes globales sont réalisées de façon modulaire et sont réparties selon plusieurs modules de diodes électroluminescentes, appelés modules optiques ou circuits optiques par la suite, reliés les uns aux autres. Selon un mode de réalisation, les diodes électroluminescentes élémentaires de chaque diode électro ^¬ luminescente globale sont réparties sur chaque module optique. Selon un mode de réalisation, les modules optiques ont tous la même structure. Ceci permet de façon avantageuse d'ajouter facilement un module optique au circuit optoélectronique ou de retirer facilement un module optique du circuit optoélectronique.

Les diodes électroluminescentes élémentaires sont, par exemple, des diodes électroluminescentes planes, comprenant chacune un empilement de couches reposant sur une face plane, dont au moins une couche active adaptée à émettre de la lumière. Les diodes électroluminescentes élémentaires sont, par exemple, des diodes électroluminescentes formées à partir d'éléments semiconducteurs tridimensionnels, notamment des microfils, des nanofils ou des pyramides, comprenant, par exemple, un matériau semiconducteur à base d'un composé comportant majoritairement au moins un élément du groupe III et un élément du groupe V (par exemple du nitrure de gallium GaN) , appelé par la suite composé III-V, ou comportant majoritairement au moins un élément du groupe II et un élément du groupe VI (par exemple de l'oxyde de zinc ZnO) , appelé par la suite composé II-VI. Chaque élément semiconducteur tridimensionnel est recouvert d'au moins une couche active adaptée à émettre de la lumière.

La figure 4 représente un mode de réalisation d'un circuit optoélectronique 40. Les éléments communs avec le circuit optoélectronique 10 sont désignés par les mêmes références. En particulier, le circuit optoélectronique 40 comprend le circuit redresseur 12, la source de courant 22, le module de commande 26, le capteur 28 et les interrupteurs SW _] _ à Sl% qui sont répartis dans un module _Q , appelé module de commande par la suite. Les diodes électroluminescentes élémentaires qui forment chaque diode électroluminescente globale D-j_, i variant de 1 à N, sont réparties sur K modules optiques, K étant un nombre entier supérieur ou égal à 2, par exemple compris entre 2 et 100. En figure 4, quatre modules optiques Module^, Module2, Module3 et Module4 sont représentés. Plus précisément, les diodes électroluminescentes élémentaires de chaque diode électroluminescente globale D-j_ sont réparties en K groupes ¾,j de diodes électroluminescentes élémentaires, j étant un nombre entier variant de 1 à K, chaque groupe Di,j appartenant au module optique Modulej . Selon un mode de réalisation, les groupes D-j^j, j variant de 1 à K, sont montés en parallèle pour chaque diode électroluminescente globale D-j_.

Selon un mode de réalisation, les diodes électroluminescentes élémentaires de chaque groupe D-j_^ sont montées en série.

Chaque module optique Modulej comprend des noeuds d'entrée IN-j^j et des noeuds de sortie OUT-j^j où i est un nombre entier variant de 1 à N+3 dans le présent mode de réalisation, par exemple de 4 à 103. De préférence, les modules optiques Modulej ont tous le même nombre de noeuds d'entrée IN-j _^ j et, pour chaque module optique Modulej, le nombre de noeuds d'entrée IN-j _^ j est égal au nombre de noeuds de sortie OUT-j _^ j. Les noeuds IN-j _^ j et OUT-j _^ j sont connectés à l'anode du groupe D-j _^ j, pour i variant de 1 à N. Les noeuds I ^+^ _^ j et θυ¾ ₊ ]_^ sont connectés à la cathode du groupe ¾,j- Le module de commande Module _Q comprend, en outre, des noeuds de sortie OUT-^ _Q , i variant de 1 à N+3 dans le présent mode de réalisation. Le noeud de sortie OUT]_ g est connecté au noeud A]_ et le noeud de sortie OUTN+3 g est connecté au noeud A2.

Selon un mode de réalisation, les modules optiques Module^ à Module^ sont identiques. Les modules sont connectés successivement les uns aux autres. Les noeuds d'entrée IN-j_ 1 du premier module optique Module^ de la succession de modules optiques sont connectés aux noeuds de sortie OUT-j_ g du module de commande Module _Q et les noeuds de sortie OUT-j _^ j de chaque module optique Modulej , j variant de 1 à K, sont connectés aux noeuds d'entrée IN-j _^ j+^ du module optique suivant Modulej+]_ · L'ajout d'un module optique supplémentaire à la succession de modules optiques peut, de façon avantageuse, être réalisé de façon simple.

Comme les diodes électroluminescentes élémentaires de chaque diode électroluminescente globale D-j_ sont distribuées sur chaque module Modulej, l'ajout d'un module optique supplémentaire au circuit optoélectronique 40 entraîne l'ajout de diodes électroluminescentes élémentaires à chaque diode électroluminescente globale D-j_ . Au cours d'un cycle de variation de la tension d'alimentation VALJ^, lorsqu'une diode électroluminescente globale devient passante, ceci correspond à l'émission de lumière de toutes les diodes électroluminescentes élémentaires de la diode électroluminescente globale et donc de diodes électroluminescentes élémentaires appartenant au module optique supplémentaire. L'émission de lumière de chaque diode électroluminescente globale est ainsi répartie sur chaque module optique . Selon un mode de réalisation, chaque module Modulej comprend, en outre, un circuit Rj de limitation de courant. A titre d'exemple, le circuit Rj peut correspondre à une résistance. Selon un mode de réalisation, les noeuds Ι ^ ₊ 2 ^ et θυ¾ ₊ 2 ^ sont connectés à une borne du circuit de limitation de courant Rj et les noeuds Ι1% ₊ 3 ^ et OU¾ ₊ 3^j sont connectés à l'autre borne du circuit de limitation de courant Rj . Les circuits de limitation de courant R _] _ à R _j ^ sont alors montés en parallèle. Selon un mode de réalisation, la source de courant 22 peut être de nature résistive. Dans ce cas, les résistances R _] _ à R _j ^ peuvent jouer le rôle de la source de courant et être connectées en parallèle entre les noeuds A2 et A3 . Selon un autre mode de réalisation, la source de courant 22 est une source de courant active, comprenant notamment des transistors à effet de champ à grille métal-oxyde ou transistors MOS . La tension aux bornes des résistances R _] _ à R _j ^ montées en parallèle peut être utilisée par la source de courant 22 pour adapter l'intensité du courant IQS- Lorsqu'un module optique supplémentaire est ajouté, la résistance du module optique supplémentaire est montée en parallèle aux bornes des résistances des autres modules optiques. Ceci peut entraîner une modification de l'intensité du courant Içg de façon à tenir compte de la présence du module optique supplémentaire.

Selon un mode de réalisation, chaque module Module _Q à Module^ correspond à une puce de circuit intégré distincte, les puces de circuit intégré étant montées sur un circuit imprimé pour être reliées les unes aux autres. Selon un mode de réalisation, plusieurs modules optiques sont formés sur une même puce de circuit intégré. Selon un autre mode de réalisation, les modules Module _Q à Module^ sont formés sur une même puce de circuit intégré. Les modules sont de préférence alignés pour former une bande de modules .

La figure 5 illustre un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un circuit optoélectronique analogue au circuit optoélectronique 40. Dans ce mode de réalisation, un premier circuit optoélectronique 50 est réalisé sur un support 52 et comprend des séries de modules optiques successifs séparés par un module de commande. Les modules optiques et les modules de commande peuvent avoir les structures décrites précédemment en relation avec la figure 4. Les séries de modules optiques peuvent comprendre le même nombre de modules optiques ou comprendre des nombres différents de modules optiques .

A titre d'exemple, en haut de la figure 5, le circuit optoélectronique 50 comprend successivement, de la gauche vers la droite, un module de commande Module _Q , trois modules optiques successifs Module^, Module2, Module3, un module de commande Module ' _Q et deux modules optiques successifs Module ' ]_ et Module '2· Sur la figure 5, on a représenté de façon schématique, pour chaque module, les groupes de diodes électroluminescentes élémentaires ¾,j P ^ar ^ ^{es re} °tangles, la résistance Rj par un rectangle hachuré et les connexions entre modules par des lignes horizontales en traits pointillés.

La fréquence de répétition des modules de commande Module _Q dépend de la puissance maximale admissible par les interrupteurs du module de commande Module _Q . Selon un mode de réalisation, lorsqu'un module de commande Module _Q est situé entre deux modules optiques, les noeuds d'entrée IN]_ et I¾ de ce module de commande sont connectés respectivement aux noeuds de sortie OUT _] _ £ et OUTN+3 £ du module optique qui précède.

Selon un mode de réalisation, les modules de commande Module _Q ont la même structure qui peut être celle représentée en figure 4. Selon un autre mode de réalisation, seul l'un des modules de commande Module _Q comprend le circuit redresseur 12, les autres modules de commande Module' _Q ne comprenant pas le circuit redresseur 12 et ayant leur noeud d'entrée IN]_ directement connecté au noeud A]_ et leur noeud d'entrée I¾ directement connecté au noeud A2. Selon un autre mode de réalisation, aucun des modules de commande Module _Q ne comprend le circuit redresseur 12, le circuit redresseur étant prévu sur un circuit distinct si son utilisation est nécessaire selon l'application envisagée.

Des circuits optoélectroniques peuvent être fabriqués à partir du circuit optoélectronique 50 par découpage du circuit optoélectronique 50. A titre d'exemple, le circuit opto ^¬ électronique 55 représenté au milieu en figure 5 peut être obtenu en découpant le circuit optoélectronique 50 au niveau du trait vertical 56 et le circuit optoélectronique 57 représenté en bas en figure 5 peut être obtenu en découpant le circuit opto- électronique au niveau du trait vertical 58.

De façon avantageuse, les modules sont disposés l'un à la suite de l'autre sous la forme d'une bande de sorte que la découpe du circuit optoélectronique 50 est facilitée.

Les figures 6 et 7 représentent des modes de réalisation des groupes Di, j à ¾[, j de diodes électroluminescentes d'un module optique Modulej . Chaque groupe de diodes électroluminescentes élémentaires Dl,j comprend un nombre M de diodes électro ^¬ luminescentes élémentaires LED. Pour chaque module Modulej, les M*N diodes électroluminescentes élémentaires se répartissent en un nombre entier P de segments Segq^ j , où q est un nombre entier variant de 1 à P, chaque segment Segq^ j comprenant une diode électroluminescente élémentaire de chaque groupe de diodes électroluminescentes élémentaires Di^j à

Sur les figures 6 et 7, on a représenté de façon schématique chaque diode électroluminescente élémentaire par un carré LED contenant le symbole électrique d'une diode électro ^¬ luminescente. On a, en outre, représenté des pistes conductrices d'un premier niveau de métallisation par des bandes 60 à hachures simples et des pistes conductrices d'un niveau de métallisation supérieur au premier niveau par des bandes 62 à hachures doubles.

Chaque bande verticale 62 se prolonge par un cercle 64 qui correspond à la connexion (par exemple un via) reliant la piste conductrice 62 à l'une des pistes conductrices 60. A titre d'exemple, sur les figures 6 et 7, chaque module Modulej comprend quatre groupes D-j^j, et chaque groupe comprend trois diodes électroluminescentes élémentaires LED réparties sur trois segments Seg^j, Seg2 j et Seg3^j. Sur les figures 6 et 7, on a entouré par une ligne tiretée les diodes électroluminescentes élémentaires LED du groupe D]_,j et on a entouré par une ligne en pointillés les diodes électroluminescentes élémentaires LED du groupe ^2,j-

Selon un mode de réalisation, l'agencement des diodes électroluminescentes élémentaires LED est identique pour chaque segment Segq^ j . Chaque groupe D]_,j à D _j ^ j comprend au moins une diode électroluminescente élémentaire par segment Segq^ j . Selon un mode de réalisation, l'agencement des pistes conductrices 60, 62 des segments intermédiaires Segq^ j , q variant de 2 à P-l, est identique et l'agencement des pistes conductrices 60, 62 du premier segment Seg^j et du dernier segment Segp^j est différent de l'agencement des pistes conductrices 60, 62 des segments intermédiaires Seg2 j à Segp-^^j.

Sur les figures 6 et 7, les diodes électroluminescentes élémentaires LED de chaque groupe D]_,j à D^ j sont montées en série et les groupes Di,j à Dj^j sont montés en série. Dans le mode de réalisation représenté en figure 6, les diodes électroluminescentes élémentaires LED sont alignées. Pour chaque segment Seg^j à Seg3^j, la première diode électroluminescente élémentaire appartient au premier groupe D]_,j _/ la deuxième diode électroluminescente élémentaire appartient au deuxième groupe D2^j et ainsi de suite. Dans le mode de réalisation représenté en figure 7, pour chaque segment Seg^j à Seg3^j, les diodes électroluminescentes élémentaires LED sont disposées aux coins d'un carré, la diode électroluminescente élémentaire située au même coin pour chaque segment appartenant au même groupe.

Des modes de réalisation particuliers ont été décrits.

Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, bien que dans les modes de réalisation décrits précédemment, les diodes électroluminescentes élémen ^¬ taires de chaque groupe soient en série, la connexion de ces diodes électroluminescentes élémentaires peut être différente, par exemple des paires, montées en série, de diodes électro ^¬ luminescentes élémentaires montées en parallèle.