Comment Magna a trompé les lumières LED ordinaires pour ressembler à des OLED coûteuses

L’équipementier automobile Magna présente une technologie d’éclairage LED innovante qui vise à donner aux constructeurs automobiles de nouveaux outils dans leurs offres pour un style reconnaissable pour leurs véhicules.

Les constructeurs automobiles cherchent à projeter une image de haute technologie pour leurs véhicules électriques, ainsi qu’à leur donner un aspect distinctif à un moment où les exigences aérodynamiques poussent le design extérieur vers une convergence optimisée.

L’éclairage LED a été la norme pour l’éclairage extérieur des véhicules ces dernières années, donc pour se démarquer, des marques haut de gamme comme Audi ont utilisé l’éclairage OLED pour offrir une apparence plus haut de gamme. Alors que les LED émettent de la lumière à partir de chaque diode, les appareils OLED émettent de la lumière sur toute leur surface. Cela donne un aspect uniforme contrairement à l’aspect pixelisé de nombreuses LED individuelles.

Les marques de voitures grand public comme Volkswagen veulent adopter ce style, mais ne peuvent pas se permettre le coût des OLED, rapporte Frank Hallitschke, directeur mondial de l’innovation chez Magna Lighting. La solution de Magna est un produit appelé Surface Element Lighting, qui fournit des panneaux uniformément éclairés à un coût qui n’est que de 10 à 15 % supérieur à celui des lampes à LED conventionnelles.

VW a lancé le Surface Element Lighting de Magna sur les feux arrière de son ID.4 EV, dont les panneaux projettent les surfaces d’éclairage homogènes de l’éclairage OLED plutôt que les points multiples des lumières LED. L’objectif était de fournir une apparence similaire aux feux arrière de l’Audi TT RS à une fraction du coût.

« [Design] les studios ont aimé ce langage de conception d’avoir des panneaux avec un aspect homogène qui pourraient être disposés à l’intérieur de la lampe », a noté Hallitschke. « Cependant, la technologie OLED reste très chère, donc OLED est une technologie qui s’en tient aux modèles haut de gamme et ne se dirige pas vers des modèles de production de masse à grand volume. »

Cette réalité a laissé Hallitschke et son équipe se gratter la tête. « Que pouvons-nous faire? Le client aimerait le style OLED, mais il ne peut pas se permettre le prix. La solution, nous l’avons réalisée dans l’éclairage des éléments de surface.

Le produit tire son nom du fait que la lumière rayonne sur toute la surface de chaque panneau. En règle générale, une LED est une source lumineuse ponctuelle et l’OLED est une source lumineuse de surface », a déclaré Hallitschke.

Les panneaux de Surface Element Lighting sont en acrylique polyméthacrylate de méthyle (PMMA) transparent conventionnel rempli de nanoparticules pour diffuser la lumière. Chaque panneau de l’ID.4 est éclairé par six LED alimentant le panneau depuis le bord à travers des optiques de collimation méticuleusement conçues.

Les panneaux de l’ID.4 mesurent chacun 30 mm x 60 mm et 4 mm d’épaisseur. C’est l’épaisseur minimale du matériau du diffuseur, qui doit être 1,5 à 2,0 fois l’épaisseur des LED d’éclairage pour créer l’effet souhaité.

« Vous avez une très petite zone de bord où vous vous connectez à la lumière », a déclaré Hallitschke. « Votre placement des LED doit être parfait pour utiliser au maximum la lumière. »

Magna effectue le travail de conception dans le logiciel LucidShape de Synopsys Optical Solutions, un logiciel interne et certains logiciels de rendu pour simuler les résultats. « Nous faisons beaucoup d’évolutions très différentes de la solution », a-t-il déclaré. Construire et tester des itérations serait d’une lenteur prohibitive. « Nous utiliserions des mois ou des années pour obtenir les variantes. »

Ils examinent quels changements sont bons ou mauvais pour l’homogénéité de la lumière émise sur les ordinateurs. C’est une contrainte clé pour la technologie Surface Element Lighting : les concepteurs peuvent imaginer des formes qui ne coopéreront pas avec les photons à l’intérieur des panneaux.

« Des formes folles que vous ne pouvez pas faire parce qu’elles ne s’allument pas automatiquement », a expliqué Hallitschke. « Lorsque nous avons eu les premiers designs des studios VW, ils essayaient de faire des contours fous. Il a fallu du temps avant qu’ils comprennent que cela ressemble à un OLED, mais il y a d’autres caractéristiques.

Le principal avantage est que Surface Element Lighting est moins cher, donc beaucoup plus de panneaux peuvent être inclus dans une lumière sans casser le budget. Ces panneaux supplémentaires permettent des animations plus élaborées à la lumière.

Alors que les concepteurs et les ingénieurs se disputent le style contre la physique, Hallitschke apprécie néanmoins les contributions de ses collègues. « C’est comme la musique. Il a des principes mais pas de règles », a-t-il déclaré. « Le punk rock ne suit pas les règles, mais je l’apprécie. »

Une différence importante entre l’éclairage à éléments de surface de Magna et les OLED est que la lumière s’échappe des bords du panneau éclairé et doit donc être scellée avec un cadre, tandis que les OLED sont sans cadre.

Magna Frank Hallitschke, directeur mondial de l’innovation chez Magna Lighting

Hallitschke propose qu’il s’agisse d’une opportunité de style plutôt que d’une limitation, car les concepteurs peuvent styliser les cadres pour créer une apparence de signature. « À l’origine, le cadre a été conçu pour être aussi petit que possible parce que c’était un besoin technique », a-t-il déclaré.

Mais adopter le cadre comme décoration signifie qu’il peut être chromé ou d’une autre couleur, ou qu’il peut être agrandi et embelli, a-t-il souligné.

Les développements futurs de la technologie incluent simplement la rotation du réseau de 90 degrés dans une orientation verticale pour une utilisation dans les camionnettes et les VUS. Et les progrès continus augmentent l’intensité d’éclairage qui est possible, donc les clignotants seront également possibles avec Surface Element Lighting, selon Hallitschke.

Au-delà de cela vient la possibilité pour les constructeurs automobiles d’avoir non seulement une apparence unique à partir des lumières en raison de leur conception, mais aussi grâce à des variations sur les animations qu’elles peuvent être programmées pour afficher. « L’utilisateur final apprécie l’effet [of animation], » il a dit. Parce que l’intelligence est intégrée dans les appareils, ils peuvent être reprogrammés par les revendeurs pour fournir différents affichages. Plus tard, les connexions sans fil 5G pourraient permettre des mises à jour en direct des voitures afin qu’elles fassent clignoter leurs lumières selon une variété de modèles différents. « Plusieurs équipementiers regardent dans cette direction », rapporte Hallitschke.