CA2598211A1 - Structure lumineuse plane ou sensiblement plane - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet une structure lumineuse et plus précisément une structure lumineuse plane ou sensiblement plane (1000) comprenant deux parois (2, 3) ayant des faces principales (21 à 32) en regard et délimitant un espace interne (10), une source de lumière (6) disposée dans l'espace interne et une alimentation électrique de ladite source, la structure ayant au moins une partie sensiblement transparente ou une partie globalement transparente pour former au moins un puits de lumière, la structure étant susceptible d'éclairer par au moins une zone lumineuse de l'une au moins desdites faces principales (21 à 32), un élément (100) ayant une surface réfléchissante (109) dans le visible disposée en regard d'au moins une partie de la zone lumineuse, caractérisé en ce que ledit élément est commutable, ladite surface réfléchissante étant susceptible de devenir une surface sensiblement transparente ou globalement transparente sur au moins une aire et vice versa.
Description
STRUCTURE LUMINEUSE PLANE OU SENSIBLEMENT PLANE
La présente invention concerne une structure lumineuse, et plus précisément une structure lumineuse comprenant deux parois ayant des faces principales en regard et délimitant un espace interne, une source de lumière disposée dans l'espace interne et une alimentation électrique de ladite source, la structure ayant au moins une partie sensiblement transparente ou une partie globalement transparente pour former au moins un puits de lumière, la structure étant susceptible d'éclairer par au moins une zone lumineuse de l'une au moins desdites faces principales, un élément ayant une surface réfléchissante dans le visible disposée en regard d'au moins une partie de la zone lumineuse.
Parmi les structures lumineuses connues figurent les lampes planes utilisées généralement pour la fabrication des dispositifs à écran rétro éclairé. Ces lampes planes peuvent être constituées de deux feuilles de verre maintenues avec un faible écartement l'une par rapport à l'autre, généralement inférieur à
quelques millimètres, et scellées hermétiquement de manière à renfermer un gaz sous pression réduite dans lequel une décharge électrique produit un rayonnement généralement dans le domaine ultraviolet qui excite un matériau photoluminescent, du type couramment dénommé phosphores, lequel émet alors de la lumière visible.
Dans une structure courante, une première feuille de verre porte sur une même face deux revêtements sérigraphiés, notamment en argent, en forme de peignes interpénétrés constituant une cathode et une anode. Cette face dite interne est tournée vers l'espace contenant le gaz à plasma. Une deuxième feuille de verre est maintenue à distance de la première par l'intermédiaire d'espaceurs ponctuels et éventuellement d'un cadre périphérique. Il se produit entre l'anode et la cathode une décharge dite coplanaire, c'est-à-dire dans une direction longeant la surface principale du substrat verrier, décharge qui excite le gaz à plasma environnant. Les électrodes sont protégées par un revêtement diélectrique destiné
par limitation capacitive du courant à éviter une perte de matière des électrodes par bombardement ionique au voisinage du substrat verrier. La face interne de la deuxième feuille de verre est porteuse d'un revêtement de matériau photoluminescent.
La présente invention concerne une structure lumineuse, et plus précisément une structure lumineuse comprenant deux parois ayant des faces principales en regard et délimitant un espace interne, une source de lumière disposée dans l'espace interne et une alimentation électrique de ladite source, la structure ayant au moins une partie sensiblement transparente ou une partie globalement transparente pour former au moins un puits de lumière, la structure étant susceptible d'éclairer par au moins une zone lumineuse de l'une au moins desdites faces principales, un élément ayant une surface réfléchissante dans le visible disposée en regard d'au moins une partie de la zone lumineuse.
Parmi les structures lumineuses connues figurent les lampes planes utilisées généralement pour la fabrication des dispositifs à écran rétro éclairé. Ces lampes planes peuvent être constituées de deux feuilles de verre maintenues avec un faible écartement l'une par rapport à l'autre, généralement inférieur à
quelques millimètres, et scellées hermétiquement de manière à renfermer un gaz sous pression réduite dans lequel une décharge électrique produit un rayonnement généralement dans le domaine ultraviolet qui excite un matériau photoluminescent, du type couramment dénommé phosphores, lequel émet alors de la lumière visible.
Dans une structure courante, une première feuille de verre porte sur une même face deux revêtements sérigraphiés, notamment en argent, en forme de peignes interpénétrés constituant une cathode et une anode. Cette face dite interne est tournée vers l'espace contenant le gaz à plasma. Une deuxième feuille de verre est maintenue à distance de la première par l'intermédiaire d'espaceurs ponctuels et éventuellement d'un cadre périphérique. Il se produit entre l'anode et la cathode une décharge dite coplanaire, c'est-à-dire dans une direction longeant la surface principale du substrat verrier, décharge qui excite le gaz à plasma environnant. Les électrodes sont protégées par un revêtement diélectrique destiné
par limitation capacitive du courant à éviter une perte de matière des électrodes par bombardement ionique au voisinage du substrat verrier. La face interne de la deuxième feuille de verre est porteuse d'un revêtement de matériau photoluminescent.
2 Par ailleurs, il existe une demande accrue pour les vitrages dits " intelligents " dont on peut moduler certaines des propriétés à volonté.
Le document US6679617 divulgue une lampe plane utilisable comme fenêtre c'est-à-dire capable de transmettre la lumière visible à l'état hors tension (état 'off'), et d'éclairer à l'état sous tension (état 'on') par exemple une pièce et/ou l'extérieur.
Pour ce faire, le revêtement de matériau photoluminescent est présent seulement dans certaines zones de la face interne de la deuxième feuille de verre, définissant ainsi des zones lumineuses - par exemple sous forme de bandes -dont l'espacement mutuel croît dans une direction.
En outre, afin d'augmenter l'éclairage de la pièce, la deuxième feuille de verre comprend sur sa face externe des bandes réfléchissantes en regard des bandes lumineuses. L'amélioration de l'éclairage de la pièce est donc réalisée au détriment de la transmission lumineuse.
L'invention a pour objet une structure lumineuse - plane, sensiblement plane ou plus largement allongée - capable de fournir un éclairage optimal tout en conservant une transmission lumineuse satisfaisante.
A cet effet, l'invention a pour objet une structure lumineuse comprenant - deux parois ayant des faces principales en regard et délimitant un espace interne, - une source de lumière disposée dans l'espace interne et une alimentation électrique de ladite source, la structure ayant au moins une partie sensiblement transparente ou globalement transparente formant un puits de lumière et la structure étant susceptible d'éclairer par au moins une zone lumineuse de l'une au moins desdites faces principales, - un élément ayant une surface réfléchissante dans le visible disposée en regard d'au moins une partie de la zone lumineuse, ledit élément étant commutable, ladite surface réfléchissante étant susceptible de devenir une surface sensiblement transparente ou globalement transparente sur au moins une aire et vice-versa.
Ainsi, l'élément commutable associé à la structure lumineuse permet d'obtenir les performances souhaitées en termes de transmission lumineuse et d'éclairage.
Le document US6679617 divulgue une lampe plane utilisable comme fenêtre c'est-à-dire capable de transmettre la lumière visible à l'état hors tension (état 'off'), et d'éclairer à l'état sous tension (état 'on') par exemple une pièce et/ou l'extérieur.
Pour ce faire, le revêtement de matériau photoluminescent est présent seulement dans certaines zones de la face interne de la deuxième feuille de verre, définissant ainsi des zones lumineuses - par exemple sous forme de bandes -dont l'espacement mutuel croît dans une direction.
En outre, afin d'augmenter l'éclairage de la pièce, la deuxième feuille de verre comprend sur sa face externe des bandes réfléchissantes en regard des bandes lumineuses. L'amélioration de l'éclairage de la pièce est donc réalisée au détriment de la transmission lumineuse.
L'invention a pour objet une structure lumineuse - plane, sensiblement plane ou plus largement allongée - capable de fournir un éclairage optimal tout en conservant une transmission lumineuse satisfaisante.
A cet effet, l'invention a pour objet une structure lumineuse comprenant - deux parois ayant des faces principales en regard et délimitant un espace interne, - une source de lumière disposée dans l'espace interne et une alimentation électrique de ladite source, la structure ayant au moins une partie sensiblement transparente ou globalement transparente formant un puits de lumière et la structure étant susceptible d'éclairer par au moins une zone lumineuse de l'une au moins desdites faces principales, - un élément ayant une surface réfléchissante dans le visible disposée en regard d'au moins une partie de la zone lumineuse, ledit élément étant commutable, ladite surface réfléchissante étant susceptible de devenir une surface sensiblement transparente ou globalement transparente sur au moins une aire et vice-versa.
Ainsi, l'élément commutable associé à la structure lumineuse permet d'obtenir les performances souhaitées en termes de transmission lumineuse et d'éclairage.
3 De manière générale, la structure peut équiper toute fenêtre de bâtiment ou de moyens de locomotion (fenêtre de train, hublots de cabine de bateau ou d'avions, de toit, de vitre latérale de véhicules industriels voire de portions de lunette arrière ou de pare-brise).
On peut aussi penser à équiper de la structure selon l'invention, les vitrages, les cloisons internes entre les pièces dans un bâtiment, notamment dans des bureaux, ou entre deux zones/compartiments de moyens de locomotion terrestres, aériens ou maritimes, ou pour équiper des vitrines ou tout type de contenants.
En outre, la structure lumineuse peut faire partie intégrante d'un double vitrage en remplacement d'un des verres du double vitrage ou en étant associée, par exemple incorporée, au double vitrage.
L'invention vise également la réalisation d'éléments architecturaux ou décoratifs éclairants et/ou à fonction d'affichage, tels que des luminaires notamment plans, des parois lumineuses notamment suspendues, des dalles lumineuses...
Dans la présente invention, on qualifie de partie (respectivement de surface) sensiblement transparente, la partie de la structure lumineuse formant puits de lumière (respectivement une surface de l'élément commutable) uniforme.
Dans la présente invention, on qualifie de partie (respectivement de surface) globalement transparente, la partie de la structure lumineuse formant puits de lumière (respectivement une surface de l'élément commutable) en un matériau qui est susceptible d'absorber ou de réfléchir une fraction substantielle du rayonnement lumineux mais qui est réparti par rapport à une certaine surface de la structure (respectivement de l'élément commutable) suivant un motif tel que la lumière visible est suffisamment transmise.
Un tel matériau peut être arrangé en grille ou en un réseau de motifs géométriques. Cet arrangement peut être obtenu à partir d'un revêtement déposé
par tous moyens connus de l'homme du métier tels que des dépôts par voie liquide, dépôts sous vide (pulvérisation magnétron, évaporation), par pyrolyse (voie poudre ou gazeuse) ou par sérigraphie. Il est possible d'employer des systèmes de masquage pour obtenir directement la répartition recherchée, ou encore, de graver un revêtement uniforme par ablation laser, par gravure chimique ou mécanique.
On peut aussi penser à équiper de la structure selon l'invention, les vitrages, les cloisons internes entre les pièces dans un bâtiment, notamment dans des bureaux, ou entre deux zones/compartiments de moyens de locomotion terrestres, aériens ou maritimes, ou pour équiper des vitrines ou tout type de contenants.
En outre, la structure lumineuse peut faire partie intégrante d'un double vitrage en remplacement d'un des verres du double vitrage ou en étant associée, par exemple incorporée, au double vitrage.
L'invention vise également la réalisation d'éléments architecturaux ou décoratifs éclairants et/ou à fonction d'affichage, tels que des luminaires notamment plans, des parois lumineuses notamment suspendues, des dalles lumineuses...
Dans la présente invention, on qualifie de partie (respectivement de surface) sensiblement transparente, la partie de la structure lumineuse formant puits de lumière (respectivement une surface de l'élément commutable) uniforme.
Dans la présente invention, on qualifie de partie (respectivement de surface) globalement transparente, la partie de la structure lumineuse formant puits de lumière (respectivement une surface de l'élément commutable) en un matériau qui est susceptible d'absorber ou de réfléchir une fraction substantielle du rayonnement lumineux mais qui est réparti par rapport à une certaine surface de la structure (respectivement de l'élément commutable) suivant un motif tel que la lumière visible est suffisamment transmise.
Un tel matériau peut être arrangé en grille ou en un réseau de motifs géométriques. Cet arrangement peut être obtenu à partir d'un revêtement déposé
par tous moyens connus de l'homme du métier tels que des dépôts par voie liquide, dépôts sous vide (pulvérisation magnétron, évaporation), par pyrolyse (voie poudre ou gazeuse) ou par sérigraphie. Il est possible d'employer des systèmes de masquage pour obtenir directement la répartition recherchée, ou encore, de graver un revêtement uniforme par ablation laser, par gravure chimique ou mécanique.
4 Ce matériau peut être en outre un matériau fonctionnel, par exemple un matériau photoluminescent opaque de la source lumineuse ou encore le matériau réfléchissant de l'élément commutable et/ou un matériau décoratif.
De préférence, au moins dans le puits de lumière, le facteur de transmission - ou le facteur de transmission global en présence de matériau relativement absorbant et/ou réfléchissant - autour de 550 nm est supérieur ou égal à 10%, de préférence supérieur ou égal à 30%, encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 50%, et même supérieur ou égal à 70%.
Plus avantageusement encore, la transmission lumineuse (globale, le cas échéant) est supérieure ou égale à 10%, de préférence supérieure ou égale à
30%, encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 50%, et même supérieure ou égale à 70%.
En outre, il peut être avantageux d'incorporer dans la structure lumineuse selon l'invention un revêtement ayant une fonctionnalité donnée. Il peut s'agir d'un revêtement à fonction de blocage des rayonnements de longueur d'onde dans l'infrarouge (utilisant par exemple une ou plusieurs couches d'argent entourées de couches en diélectrique, ou des couches en nitrures comme TiN ou ZrN ou en oxydes métalliques ou en acier ou en alliage Ni-Cr), à fonction bas-émissive (par exemple en oxyde de métal dopé comme Sn02:F ou oxyde d'indium dopé à l'étain (ITO) ou une ou plusieurs couches d'argent), anti-buée (à l'aide d'une couche hydrophile), anti-salissures (revêtement photocatalytique comprenant du Ti02 au moins partiellement cristallisé sous forme anatase), ou encore un empilement anti-reflet du type par exemple Si3N4/SiO2/Si3N4/SiO2.
La structure lumineuse peut être semi-transparente au sens où une ou plusieurs zones peuvent être globalement ou sensiblement transparentes (par exemple dans la zone centrale d'une fenêtre) et une ou plusieurs zones peuvent être opaques ou semi-opaques (par exemple une ou des bordures de fenêtre).
Une zone opaque ou globalement transparente ou encore sensiblement transparente peut comporter un motif lumineux décoratif ou d'affichage tel qu'un logo ou une marque.
Une zone opaque peut jouer un rôle d'occultation, pour préserver l'intimité.
La structure lumineuse peut comporter une ou deux faces lumineuses, l'éclairage peut être uniforme sur une ou chaque face, ou bien être lié à une ou certaines zones.
De préférence, au moins dans le puits de lumière, le facteur de transmission - ou le facteur de transmission global en présence de matériau relativement absorbant et/ou réfléchissant - autour de 550 nm est supérieur ou égal à 10%, de préférence supérieur ou égal à 30%, encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 50%, et même supérieur ou égal à 70%.
Plus avantageusement encore, la transmission lumineuse (globale, le cas échéant) est supérieure ou égale à 10%, de préférence supérieure ou égale à
30%, encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 50%, et même supérieure ou égale à 70%.
En outre, il peut être avantageux d'incorporer dans la structure lumineuse selon l'invention un revêtement ayant une fonctionnalité donnée. Il peut s'agir d'un revêtement à fonction de blocage des rayonnements de longueur d'onde dans l'infrarouge (utilisant par exemple une ou plusieurs couches d'argent entourées de couches en diélectrique, ou des couches en nitrures comme TiN ou ZrN ou en oxydes métalliques ou en acier ou en alliage Ni-Cr), à fonction bas-émissive (par exemple en oxyde de métal dopé comme Sn02:F ou oxyde d'indium dopé à l'étain (ITO) ou une ou plusieurs couches d'argent), anti-buée (à l'aide d'une couche hydrophile), anti-salissures (revêtement photocatalytique comprenant du Ti02 au moins partiellement cristallisé sous forme anatase), ou encore un empilement anti-reflet du type par exemple Si3N4/SiO2/Si3N4/SiO2.
La structure lumineuse peut être semi-transparente au sens où une ou plusieurs zones peuvent être globalement ou sensiblement transparentes (par exemple dans la zone centrale d'une fenêtre) et une ou plusieurs zones peuvent être opaques ou semi-opaques (par exemple une ou des bordures de fenêtre).
Une zone opaque ou globalement transparente ou encore sensiblement transparente peut comporter un motif lumineux décoratif ou d'affichage tel qu'un logo ou une marque.
Une zone opaque peut jouer un rôle d'occultation, pour préserver l'intimité.
La structure lumineuse peut comporter une ou deux faces lumineuses, l'éclairage peut être uniforme sur une ou chaque face, ou bien être lié à une ou certaines zones.
5 PCT/FR2006/050155 Il est possible de créer sur une même surface une ou des zones lumineuses intenses et une ou des zones lumineuses tamisées.
La structure lumineuse peut être de toute taille en fonction de l'application souhaitée.
5 Les parois peuvent être de toute forme : un contour peut être polygonal, concave ou convexe, notamment carré ou rectangulaire, ou courbe, de rayon de courbure constant ou variable, notamment rond ou ovale.
Les parois peuvent être planes ou bombées, et sont de préférences maintenues à distance constante par exemple par des espaceurs tels que des billes de verre.
Les parois peuvent être de préférence des substrats verriers, à effet optique, notamment colorés, décorés, structurés, diffusants....
La structure peut être scellée par voie minérale avec une fritte de verre par exemple.
L'élément commutable est de préférence de même forme que les parois, par exemple plan.
La structure peut comporter un seul élément commutable, servant pour une ou toutes les zones lumineuses d'une face donnée ou peut comporter une pluralité
d'éléments commutables dédiés à des zones lumineuses prédéfinies d'une face donnée ou des deux faces.
Dans un mode de réalisation avantageux, la surface réfléchissante est disposée à l'extérieur de l'espace interne.
De préférence, une partie ou l'élément commutable en entier peut être disposé à l'extérieur de l'espace interne.
De cette façon, il est par exemple possible d'associer facilement une structure lumineuse classique avec l'élément commutable.
L'élément commutable avec la surface réfléchissante peut présenter un facteur de réflexion extérieur inférieur ou égal à 30% autour de 550 nm, de préférence inférieure ou égale à 20%, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 10%.
De préférence, l'élément commutable avec la surface réfléchissante peut en outre présenter une réflexion lumineuse extérieure RL1 mesurée en incidence normale qui est inférieure ou égale à 30% (valeur moyennée sur la gamme de longueurs d'onde du visible), de préférence inférieure ou égale à 20%.
La structure lumineuse peut être de toute taille en fonction de l'application souhaitée.
5 Les parois peuvent être de toute forme : un contour peut être polygonal, concave ou convexe, notamment carré ou rectangulaire, ou courbe, de rayon de courbure constant ou variable, notamment rond ou ovale.
Les parois peuvent être planes ou bombées, et sont de préférences maintenues à distance constante par exemple par des espaceurs tels que des billes de verre.
Les parois peuvent être de préférence des substrats verriers, à effet optique, notamment colorés, décorés, structurés, diffusants....
La structure peut être scellée par voie minérale avec une fritte de verre par exemple.
L'élément commutable est de préférence de même forme que les parois, par exemple plan.
La structure peut comporter un seul élément commutable, servant pour une ou toutes les zones lumineuses d'une face donnée ou peut comporter une pluralité
d'éléments commutables dédiés à des zones lumineuses prédéfinies d'une face donnée ou des deux faces.
Dans un mode de réalisation avantageux, la surface réfléchissante est disposée à l'extérieur de l'espace interne.
De préférence, une partie ou l'élément commutable en entier peut être disposé à l'extérieur de l'espace interne.
De cette façon, il est par exemple possible d'associer facilement une structure lumineuse classique avec l'élément commutable.
L'élément commutable avec la surface réfléchissante peut présenter un facteur de réflexion extérieur inférieur ou égal à 30% autour de 550 nm, de préférence inférieure ou égale à 20%, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 10%.
De préférence, l'élément commutable avec la surface réfléchissante peut en outre présenter une réflexion lumineuse extérieure RL1 mesurée en incidence normale qui est inférieure ou égale à 30% (valeur moyennée sur la gamme de longueurs d'onde du visible), de préférence inférieure ou égale à 20%.
6 Cela permet de contrôler le niveau de réflexion de la structure lumineuse par exemple pour respecter les normes anti-éblouissement en vigueur pour les façades de bâtiments.
De préférence, l'élément commutable avec la surface réfléchissante peut présenter une réflexion lumineuse intérieure RL2 supérieure ou égale à 50%, de préférence supérieure ou égale à 60%, encore 70% plus préférentiellement, pour une meilleure efficacité.
L'élément commutable avec la surface sensiblement transparente peut présenter, dans ladite aire, une transmission lumineuse TL supérieure ou égale à
10%, de préférence supérieure ou égale à 25%, encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 50%.
De même, l'élément commutable avec la surface sensiblement transparente peut présenter dans ladite aire une transmission lumineuse TL
supérieure ou égale à 10%, de préférence supérieure ou égale à 25%, encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 50%.
L'élément commutable avec la surface réfléchissante, peut en outre présenter, dans ladite aire, une transmission lumineuse TL inférieure ou égale à
10%, de préférence inférieure ou égale à 1%; encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 0,1%.
De préférence, la structure peut comprendre des moyens de réglage du niveau de réflexion de la surface réfléchissante.
On peut ainsi choisir de placer ladite surface dans un état intermédiaire, par exemple pour obtenir une réflexion lumineuse intérieure RL2 de l'ordre de 50%
et une transmission lumineuse TL de l'ordre de 30%, afin de rediriger majoritairement la lumière vers un côté, par exemple l'intérieur d'une pièce, tout en laissant une partie de la lumière éclairer l'autre côté, par exemple l'extérieur, pour procurer un éclairage d'ambiance.
Ainsi, des première et deuxième zones lumineuses étant respectivement associées aux dites faces, l'éclairage est dissymétrique. Par exemple, on peut choisir une répartition de l'éclairage 80% -20%.
Par ailleurs, l'élément commutable et la source de lumière peuvent être aptes à fonctionner indépendamment.
On peut ainsi multiplier les fonctionnalités en découplant les fonctionnements. En laissant la surface réfléchissante lorsque la source lumineuse est alimentée, on
De préférence, l'élément commutable avec la surface réfléchissante peut présenter une réflexion lumineuse intérieure RL2 supérieure ou égale à 50%, de préférence supérieure ou égale à 60%, encore 70% plus préférentiellement, pour une meilleure efficacité.
L'élément commutable avec la surface sensiblement transparente peut présenter, dans ladite aire, une transmission lumineuse TL supérieure ou égale à
10%, de préférence supérieure ou égale à 25%, encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 50%.
De même, l'élément commutable avec la surface sensiblement transparente peut présenter dans ladite aire une transmission lumineuse TL
supérieure ou égale à 10%, de préférence supérieure ou égale à 25%, encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 50%.
L'élément commutable avec la surface réfléchissante, peut en outre présenter, dans ladite aire, une transmission lumineuse TL inférieure ou égale à
10%, de préférence inférieure ou égale à 1%; encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 0,1%.
De préférence, la structure peut comprendre des moyens de réglage du niveau de réflexion de la surface réfléchissante.
On peut ainsi choisir de placer ladite surface dans un état intermédiaire, par exemple pour obtenir une réflexion lumineuse intérieure RL2 de l'ordre de 50%
et une transmission lumineuse TL de l'ordre de 30%, afin de rediriger majoritairement la lumière vers un côté, par exemple l'intérieur d'une pièce, tout en laissant une partie de la lumière éclairer l'autre côté, par exemple l'extérieur, pour procurer un éclairage d'ambiance.
Ainsi, des première et deuxième zones lumineuses étant respectivement associées aux dites faces, l'éclairage est dissymétrique. Par exemple, on peut choisir une répartition de l'éclairage 80% -20%.
Par ailleurs, l'élément commutable et la source de lumière peuvent être aptes à fonctionner indépendamment.
On peut ainsi multiplier les fonctionnalités en découplant les fonctionnements. En laissant la surface réfléchissante lorsque la source lumineuse est alimentée, on
7 favorise l'éclairage d'un coté (éclairage unidirectionnel). En laissant la surface réfléchissante lorsque la source de lumière n'est pas alimentée, on obtient des fonctions de miroir et/ou d'occultation. En laissant la surface transparente lorsque la source de lumière est alimentée, on peut obtenir un éclairage bidirectionnel. En laissant la surface transparente, lorsque la source de lumière n'est pas alimentée, on optimise la transmission de lumière.
La structure lumineuse peut comprendre une ou des zones sensiblement opaques (lumineuses ou non) et une ou des zones de transparence (lumineuses ou non).
La structure peut comprendre une zone au moins globalement opaque en périphérie, de préférence lumineuse et associée à la surface soit réfléchissante ou soit transparente.
Cette zone opaque peut être un fond continu ou former un logo, un nom commercial, un dessin, ou encore par exemple être sous forme d'un réseau de motifs géométriques opaques (carré, rond etc) par exemple en dégradé, la taille du motif allant décroissant vers le centre de la structure, en gardant par exemple un espacement constant entre chaque rangée de motif(s).
La zone lumineuse peut couvrir sensiblement ladite face principale, et de préférence fournir un éclairage uniforme.
Selon une caractéristique, l'intensité I peut être supérieure ou égale à
100 Cd/m2, de préférence supérieure ou égale à 500 Cd/m2.
Par ailleurs, le flux de lumière L peut être supérieur ou égal à 300 Lumen de préférence supérieur ou égal à 500 Lumen pour une surface de 0,4 m2.
L'élément avec la surface réfléchissante permet un gain en intensité
supérieur ou égal à 20%.
L'éclairage de plusieurs zones lumineuses - distribuées sur une même paroi ou sur les deux parois - peut être différencié.
Dans une configuration de l'invention, la structure comprenant une pluralité
de zones lumineuses associées à l'une desdites faces, le taux de couverture des zones lumineuses est préférentiellement supérieur ou égal à 10 %, de préférence supérieur ou égal à 50%.
Les limites de la zone lumineuse peuvent être nettes ou floues.
Dans un mode de réalisation avantageux, l'élément commutable comprend un miroir électrochimique réversible.
La structure lumineuse peut comprendre une ou des zones sensiblement opaques (lumineuses ou non) et une ou des zones de transparence (lumineuses ou non).
La structure peut comprendre une zone au moins globalement opaque en périphérie, de préférence lumineuse et associée à la surface soit réfléchissante ou soit transparente.
Cette zone opaque peut être un fond continu ou former un logo, un nom commercial, un dessin, ou encore par exemple être sous forme d'un réseau de motifs géométriques opaques (carré, rond etc) par exemple en dégradé, la taille du motif allant décroissant vers le centre de la structure, en gardant par exemple un espacement constant entre chaque rangée de motif(s).
La zone lumineuse peut couvrir sensiblement ladite face principale, et de préférence fournir un éclairage uniforme.
Selon une caractéristique, l'intensité I peut être supérieure ou égale à
100 Cd/m2, de préférence supérieure ou égale à 500 Cd/m2.
Par ailleurs, le flux de lumière L peut être supérieur ou égal à 300 Lumen de préférence supérieur ou égal à 500 Lumen pour une surface de 0,4 m2.
L'élément avec la surface réfléchissante permet un gain en intensité
supérieur ou égal à 20%.
L'éclairage de plusieurs zones lumineuses - distribuées sur une même paroi ou sur les deux parois - peut être différencié.
Dans une configuration de l'invention, la structure comprenant une pluralité
de zones lumineuses associées à l'une desdites faces, le taux de couverture des zones lumineuses est préférentiellement supérieur ou égal à 10 %, de préférence supérieur ou égal à 50%.
Les limites de la zone lumineuse peuvent être nettes ou floues.
Dans un mode de réalisation avantageux, l'élément commutable comprend un miroir électrochimique réversible.
8 Un tel miroir électrochimique (REM en anglais) est par exemple divulgué dans l'article intitulé Reversible Electrochemical Mirror (REM) Smart Window , D.M.Tench et autres, Proceedings 203rd Meeting of the Electrochemical Society, April 27-May 2, 2003 ; p. 1294.
Le miroir électrochimique réversible peut comporter successivement :
- un premier substrat, - des premiers sites de nucléation, - un électrolyte, - des deuxièmes sites de nucléation, - un deuxième substrat, et entre les premiers et deuxièmes sites de nucléation des atomes d'un matériau métallique, les premiers sites de nucléation étant suffisamment distants pour que le matériau métallique forme ladite surface transparente par électrodéposition, les deuxièmes sites de nucléation étant suffisamment rapprochés pour que le matériau métallique forme ladite surface réfléchissante par électrodéposition.
Le matériau métallique peut être de l'argent, du cuivre, du bismuth; et les substrats de type verrier. Pour fournir le courant on peut utiliser deux couches électroconductrices transparentes associées aux substrats.
L'élément commutable peut aussi comprendre un empilement comprenant une couche active à base d'hydrure métallique ou d'hydrure de terre rare par exemple à base d'hydrure de gadolinium et de magnésium, d'yttrium, ou de lanthanum ou encore d'alliage comportant du nickel et du magnésium, la couche active ayant la surface réfléchissante susceptible d'être transparente au moyen d'une réserve de gaz ou au moyen d'un fonctionnement de type électrochrome par migration d'ions monovalents, - tel que H+, Li+, K+ - ( tout solide ).
Un premier type d'élément commutable avec réserve de gaz est par exemple divulgué dans l'article intitulé Mg-Ni-H films as selective coatings ;
tunable reflectance by layered hydrogenation , J.L.M van Michelen et autres, Applied Physics letters, Vol 84, number 18, pp 3651-3653, 27, 2004.
Un deuxième type d'élément commutable tout solide est par exemple divulgué dans l'article intitulé Solid State gadolinium-magnesium optical switch , R Armitage et autres, Applied Physics letters, Vol 75, number 13, pp 1863-
Le miroir électrochimique réversible peut comporter successivement :
- un premier substrat, - des premiers sites de nucléation, - un électrolyte, - des deuxièmes sites de nucléation, - un deuxième substrat, et entre les premiers et deuxièmes sites de nucléation des atomes d'un matériau métallique, les premiers sites de nucléation étant suffisamment distants pour que le matériau métallique forme ladite surface transparente par électrodéposition, les deuxièmes sites de nucléation étant suffisamment rapprochés pour que le matériau métallique forme ladite surface réfléchissante par électrodéposition.
Le matériau métallique peut être de l'argent, du cuivre, du bismuth; et les substrats de type verrier. Pour fournir le courant on peut utiliser deux couches électroconductrices transparentes associées aux substrats.
L'élément commutable peut aussi comprendre un empilement comprenant une couche active à base d'hydrure métallique ou d'hydrure de terre rare par exemple à base d'hydrure de gadolinium et de magnésium, d'yttrium, ou de lanthanum ou encore d'alliage comportant du nickel et du magnésium, la couche active ayant la surface réfléchissante susceptible d'être transparente au moyen d'une réserve de gaz ou au moyen d'un fonctionnement de type électrochrome par migration d'ions monovalents, - tel que H+, Li+, K+ - ( tout solide ).
Un premier type d'élément commutable avec réserve de gaz est par exemple divulgué dans l'article intitulé Mg-Ni-H films as selective coatings ;
tunable reflectance by layered hydrogenation , J.L.M van Michelen et autres, Applied Physics letters, Vol 84, number 18, pp 3651-3653, 27, 2004.
Un deuxième type d'élément commutable tout solide est par exemple divulgué dans l'article intitulé Solid State gadolinium-magnesium optical switch , R Armitage et autres, Applied Physics letters, Vol 75, number 13, pp 1863-
9 1865,27, september 1999. Dans un fonctionnement de type tout solide, cet empilement peut comporter successivement :
- la couche active à base d'hydrure métallique ou de terres rares, - une couche de palladium, - une couche d'électrolyte, comme le Ta205 ou le Zr02, - une couche d'oxyde de tungstène.
L'ensemble est par exemple déposé par pulvérisation magnétron sur un substrat, l'ensemble peut être feuilleté avec un ou deux susbtrats ou être assemblé avec une lame de gaz dans une structure de type double vitrage.
Pour fournir un courant électrique, on peut utiliser comme électrodes, deux couches électroconductrices transparentes (ITO, Sn02:F...).
Dans le mode de réalisation avec une couche active à base d'hydrure métallique de terre rare ou d'alliage, la surface réfléchissante peut être disposée à
l'extérieur de l'espace interne et de préférence être la plus proche de l'espace interne.
De cette façon, la surface réfléchissante est la plus proche de la source de lumière et en outre l'élément commutable présente une réflexion lumineuse extérieure RL1 contrôlée.
La source lumineuse peut comprendre un matériau photoluminescent et de préférence au moins l'une des parois présente une face interne revêtue au moins partiellement dudit matériau photoluminescent.
Un tel matériau est activable sous l'action d'une excitation par rayonnement uv.
On peut aussi envisager un matériau électroluminescent ou un gaz plasmagène émettant dans le visible ou plus généralement tout matériau luminophore activable par faisceau d'électrons, rayons X, rayonnement gamma.
Tout ou partie de la face interne de l'une au moins des deux parois peut être revêtue (directement ou indirectement) de matériau photoluminescent.
Dans le cas d'une activation par un gaz plasmagène, une distribution différenciée du photoluminescent dans certaines zones de la face interne permet de ne convertir l'énergie du plasma en rayonnements visibles que dans les zones en question, afin de constituer des zones lumineuses (elle-mêmes opaques ou transparentes en fonction de la nature du photoluminescent) et des zones en permanence transparentes juxtaposées (formant le puits de lumière).
Le matériau photoluminescent peut avantageusement être sélectionné
ou adapté pour déterminer la couleur de l'éclairage dans une large palette de couleurs.
La zone lumineuse peut être située en bordure. La zone lumineuse peut 5 aussi former un réseau des motifs géométriques (lignes, plots, ronds, carrés ou toute autre forme) et les espacements entre motifs et/ou les tailles de motifs peuvent être variables (réseau uni ou bidimensionnel, enchevêtrement de plusieurs sous réseaux). Les motifs peuvent être en tout matériau luminescent.
De préférence, afin de préserver une transmission lumineuse satisfaisante,
- la couche active à base d'hydrure métallique ou de terres rares, - une couche de palladium, - une couche d'électrolyte, comme le Ta205 ou le Zr02, - une couche d'oxyde de tungstène.
L'ensemble est par exemple déposé par pulvérisation magnétron sur un substrat, l'ensemble peut être feuilleté avec un ou deux susbtrats ou être assemblé avec une lame de gaz dans une structure de type double vitrage.
Pour fournir un courant électrique, on peut utiliser comme électrodes, deux couches électroconductrices transparentes (ITO, Sn02:F...).
Dans le mode de réalisation avec une couche active à base d'hydrure métallique de terre rare ou d'alliage, la surface réfléchissante peut être disposée à
l'extérieur de l'espace interne et de préférence être la plus proche de l'espace interne.
De cette façon, la surface réfléchissante est la plus proche de la source de lumière et en outre l'élément commutable présente une réflexion lumineuse extérieure RL1 contrôlée.
La source lumineuse peut comprendre un matériau photoluminescent et de préférence au moins l'une des parois présente une face interne revêtue au moins partiellement dudit matériau photoluminescent.
Un tel matériau est activable sous l'action d'une excitation par rayonnement uv.
On peut aussi envisager un matériau électroluminescent ou un gaz plasmagène émettant dans le visible ou plus généralement tout matériau luminophore activable par faisceau d'électrons, rayons X, rayonnement gamma.
Tout ou partie de la face interne de l'une au moins des deux parois peut être revêtue (directement ou indirectement) de matériau photoluminescent.
Dans le cas d'une activation par un gaz plasmagène, une distribution différenciée du photoluminescent dans certaines zones de la face interne permet de ne convertir l'énergie du plasma en rayonnements visibles que dans les zones en question, afin de constituer des zones lumineuses (elle-mêmes opaques ou transparentes en fonction de la nature du photoluminescent) et des zones en permanence transparentes juxtaposées (formant le puits de lumière).
Le matériau photoluminescent peut avantageusement être sélectionné
ou adapté pour déterminer la couleur de l'éclairage dans une large palette de couleurs.
La zone lumineuse peut être située en bordure. La zone lumineuse peut 5 aussi former un réseau des motifs géométriques (lignes, plots, ronds, carrés ou toute autre forme) et les espacements entre motifs et/ou les tailles de motifs peuvent être variables (réseau uni ou bidimensionnel, enchevêtrement de plusieurs sous réseaux). Les motifs peuvent être en tout matériau luminescent.
De préférence, afin de préserver une transmission lumineuse satisfaisante,
10 lorsque le matériau photoluminescent est relativement opaque, on limite sa largeur, par exemple à quelques dizaines de mm. On conserve néanmoins une efficacité lumineuse.
Une couleur rouge est obtenue par exemple avec du (Y,Gd)B03:Eu, la couleur verte avec du LaPO4:Ce,Tb et la couleur bleue avec du BaMgAI10O17:Eu.
Avantageusement, le matériau luminescent peut être sensiblement transparent et comprend de préférence des particules luminophores dispersées dans une matrice.
Une couleur rouge est obtenue avec du YVO4:Eu ou du Y203 :Eu, la couleur verte avec du LaPO4:Ce,Tb.
La matrice est par exemple inorganique et comprend, de manière particulièrement préférée, du silicate de lithium. Alternativement, la matrice comprend un produit de polymérisation/polycondensation d'alkoxyde de silicium tel que tétraéthoxysilane (TEOS), tétraméthoxysilane (TMOS), méthyltriéthoxysilane (MTEOS) et similaires. Ces précurseurs de la matrice offrent d'excellentes conditions de compatibilité avec de nombreuses particules luminophores parmi celles précitées.
La structure peut incorporer une lampe plane avec diverses configurations d'électrodes :
- électrodes coplanaires externes ou internes comme décrits dans les documents US2004/0155571 Al et US006034470, - deux électrodes respectivement associées aux deux parois et à
l'extérieur de l'espace interne, comme décrit dans le document W02004/015739A2,
Une couleur rouge est obtenue par exemple avec du (Y,Gd)B03:Eu, la couleur verte avec du LaPO4:Ce,Tb et la couleur bleue avec du BaMgAI10O17:Eu.
Avantageusement, le matériau luminescent peut être sensiblement transparent et comprend de préférence des particules luminophores dispersées dans une matrice.
Une couleur rouge est obtenue avec du YVO4:Eu ou du Y203 :Eu, la couleur verte avec du LaPO4:Ce,Tb.
La matrice est par exemple inorganique et comprend, de manière particulièrement préférée, du silicate de lithium. Alternativement, la matrice comprend un produit de polymérisation/polycondensation d'alkoxyde de silicium tel que tétraéthoxysilane (TEOS), tétraméthoxysilane (TMOS), méthyltriéthoxysilane (MTEOS) et similaires. Ces précurseurs de la matrice offrent d'excellentes conditions de compatibilité avec de nombreuses particules luminophores parmi celles précitées.
La structure peut incorporer une lampe plane avec diverses configurations d'électrodes :
- électrodes coplanaires externes ou internes comme décrits dans les documents US2004/0155571 Al et US006034470, - deux électrodes respectivement associées aux deux parois et à
l'extérieur de l'espace interne, comme décrit dans le document W02004/015739A2,
11 - une électrode sur chaque face interne des parois, comme décrit dans le document de Kwak et al., IEEE transactions on plasma science, vol 31, no 1, 2003, p. 176-179, - une structure hybride, une électrode étant sur une face interne, l'autre sur une face externe.
L'élément commutable peut servir pour améliorer l'éclairage vers l'extérieur ou celui d'une pièce.
L'alimentation électrique peut comprendre de préférence deux électrodes en dehors de l'espace interne et respectivement associées aux parois choisies de type verrier.
L'une ou les électrodes peuvent être par exemple sous forme de grille conductrice, de préférence laissant passer la lumière de par la nature du conducteur et/ou de par la finesse et le pas de la grille, par exemple intégrée dans un substrat verrier (verre armé) ou dans un film de matière plastique, tel que du polyvinyl butyral (PVB), de l'éthylène-vinyl acétate (EVA) ou autre, le cas échéant intercalé entre deux feuilles de matière plastique.
Les électrodes peuvent être aussi sous forme de couches pouvant recouvrir tout ou partie des faces externes ou internes. Il est possible de ne munir que certaines aires de la face d'une ou des parois afin de créer sur une même surface des zones lumineuses prédéfinies.
Par exemple, en technologie plan-plan (électrodes non coplanaires), ces couches peuvent être sous forme d'un réseau de bandes parallèles, de largeur de bande comprise entre 0,1 et 15 mm, et un espace non conducteur entre deux bandes voisines, de largeur supérieure à la largeur des bandes. Ces couches peuvent alors être décalées de 180 de façon à éviter le vis-à-vis entre deux bandes conductrices opposées des deux parois. Cela permet avantageusement de réduire la capacité effective des substrats verriers, favorisant l'alimentation de la lampe et son efficacité en lumen/W.
Ces couches peuvent être constituées de tout matériau conducteur susceptible d'être mis sous forme d'un élément plan qui laisse passer la lumière, notamment qui peut être déposé en couche mince sur du verre ou sur un film de matière plastique tel que du PET. On préfère former un revêtement transparent notamment à partir d'un oxyde métallique conducteur ou présentant des lacunes électroniques, tel que l'oxyde d'étain dopé au fluor ou l'oxyde mixte d'indium et
L'élément commutable peut servir pour améliorer l'éclairage vers l'extérieur ou celui d'une pièce.
L'alimentation électrique peut comprendre de préférence deux électrodes en dehors de l'espace interne et respectivement associées aux parois choisies de type verrier.
L'une ou les électrodes peuvent être par exemple sous forme de grille conductrice, de préférence laissant passer la lumière de par la nature du conducteur et/ou de par la finesse et le pas de la grille, par exemple intégrée dans un substrat verrier (verre armé) ou dans un film de matière plastique, tel que du polyvinyl butyral (PVB), de l'éthylène-vinyl acétate (EVA) ou autre, le cas échéant intercalé entre deux feuilles de matière plastique.
Les électrodes peuvent être aussi sous forme de couches pouvant recouvrir tout ou partie des faces externes ou internes. Il est possible de ne munir que certaines aires de la face d'une ou des parois afin de créer sur une même surface des zones lumineuses prédéfinies.
Par exemple, en technologie plan-plan (électrodes non coplanaires), ces couches peuvent être sous forme d'un réseau de bandes parallèles, de largeur de bande comprise entre 0,1 et 15 mm, et un espace non conducteur entre deux bandes voisines, de largeur supérieure à la largeur des bandes. Ces couches peuvent alors être décalées de 180 de façon à éviter le vis-à-vis entre deux bandes conductrices opposées des deux parois. Cela permet avantageusement de réduire la capacité effective des substrats verriers, favorisant l'alimentation de la lampe et son efficacité en lumen/W.
Ces couches peuvent être constituées de tout matériau conducteur susceptible d'être mis sous forme d'un élément plan qui laisse passer la lumière, notamment qui peut être déposé en couche mince sur du verre ou sur un film de matière plastique tel que du PET. On préfère former un revêtement transparent notamment à partir d'un oxyde métallique conducteur ou présentant des lacunes électroniques, tel que l'oxyde d'étain dopé au fluor ou l'oxyde mixte d'indium et
12 d'étain, de type ITO.
La structure peut comprendre au moins un élément transparent recouvrant l'une des électrodes et choisi parmi un substrat verrier et/ou un film plastique.
L'élément transparent peut être revêtu sur sa face externe d'une couche basse émissive ou de contrôle solaire.
Plus généralement, la structure peut comprendre une couche basse émissive ou de contrôle solaire.
L'espace entre les parois peut être maintenu constant et de préférence la structure est plane.
Pour un gain en épaisseur et en intégration, la structure peut être en outre hybride au sens où au moins un élément est commun entre la partie incluant la source lumineuse et l'élément commutable.
L'invention propose en outre un ensemble ou kit prêt à l'emploi, qui comprend au moins une structure lumineuse, et/ou ses éléments constitutifs à
combiner tels que décrits précédemment.
L'invention propose aussi l'utilisation de la structure lumineuse telle que décrite précédemment comme vitrage d'un véhicule, comme fenêtre d'un bâtiment.
L'invention propose enfin un double vitrage incorporant au moins une structure lumineuse telle que décrite précédemment.
L'invention sera détaillée ci-après à l'aide d'exemples non limitatifs illustrés par les figures suivantes :
o figure 1 : vue de coupe transversale d'une structure lumineuse plane à élément commutable dans un premier mode de réalisation de l'invention ;
o figure 2: vue de face d'un premier arrangement du matériau photoluminescent de la structure lumineuse dans une première variante du premier mode de réalisation de l'invention ;
o figure 3: vue de face d'un deuxième arrangement du matériau photoluminescent de la structure lumineuse dans une deuxième variante du premier mode de réalisation de l'invention ;
o figure 4: vue de face d'un troisième arrangement du matériau photoluminescent de la structure lumineuse dans une troisième variante du premier mode de réalisation de l'invention ;
La structure peut comprendre au moins un élément transparent recouvrant l'une des électrodes et choisi parmi un substrat verrier et/ou un film plastique.
L'élément transparent peut être revêtu sur sa face externe d'une couche basse émissive ou de contrôle solaire.
Plus généralement, la structure peut comprendre une couche basse émissive ou de contrôle solaire.
L'espace entre les parois peut être maintenu constant et de préférence la structure est plane.
Pour un gain en épaisseur et en intégration, la structure peut être en outre hybride au sens où au moins un élément est commun entre la partie incluant la source lumineuse et l'élément commutable.
L'invention propose en outre un ensemble ou kit prêt à l'emploi, qui comprend au moins une structure lumineuse, et/ou ses éléments constitutifs à
combiner tels que décrits précédemment.
L'invention propose aussi l'utilisation de la structure lumineuse telle que décrite précédemment comme vitrage d'un véhicule, comme fenêtre d'un bâtiment.
L'invention propose enfin un double vitrage incorporant au moins une structure lumineuse telle que décrite précédemment.
L'invention sera détaillée ci-après à l'aide d'exemples non limitatifs illustrés par les figures suivantes :
o figure 1 : vue de coupe transversale d'une structure lumineuse plane à élément commutable dans un premier mode de réalisation de l'invention ;
o figure 2: vue de face d'un premier arrangement du matériau photoluminescent de la structure lumineuse dans une première variante du premier mode de réalisation de l'invention ;
o figure 3: vue de face d'un deuxième arrangement du matériau photoluminescent de la structure lumineuse dans une deuxième variante du premier mode de réalisation de l'invention ;
o figure 4: vue de face d'un troisième arrangement du matériau photoluminescent de la structure lumineuse dans une troisième variante du premier mode de réalisation de l'invention ;
13 o figure 5: vue de face d'un quatrième arrangement du matériau photoluminescent de la structure lumineuse dans une quatrième variante du premier mode de réalisation de l'invention ;
o figure 6: vue en coupe transversale d'une structure lumineuse plane à élément commutable dans un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
o figure 7 : arrangement du matériau photoluminescent de la structure lumineuse dans une variante du deuxième mode de réalisation de l'invention;
o figures 8 et 9 : vues de face de systèmes intégrant une à plusieurs structures lumineuses à élément commutable conformes à l'invention ;
o figure 10 : vue de profil d'un double vitrage éclairant conforme à
l'invention On précise que par un souci de clarté les différents éléments des objets représentés ne sont pas nécessairement reproduits à l'échelle.
Celui-ci se rapporte au vitrage représenté de façon schématique à la figure 1 (sans respect des échelles entre les différents matériaux représentés pour en faciliter la lecture).
La figure 1 présente une structure 1000 comportant - une lampe plane 1 constituée principalement par deux substrats faits de première et deuxième feuilles de verre 2, 3 délimitant un espace interne 10 présentant une face externe 21, 31, - un élément commutable 100 ayant une surface réfléchissante ou sensiblement transparente dans le visible, disposée en regard de la face externe 31.
La face interne 22, 32 des première et deuxième feuilles de verre 2, 3 porte un revêtement de matériau photoluminescent transparent 6, 7 émettant par exemple une lumière blanche.
Sur les faces externes 21, 31 sont directement déposés des revêtements conducteurs continus et homogènes 4, 5 constituant des première et deuxième électrodes, de préférence transparentes, par exemple en Sn02 :F ou ITO.
Les électrodes 4, 5 sont reliées à une source d'alimentation électrique
o figure 6: vue en coupe transversale d'une structure lumineuse plane à élément commutable dans un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
o figure 7 : arrangement du matériau photoluminescent de la structure lumineuse dans une variante du deuxième mode de réalisation de l'invention;
o figures 8 et 9 : vues de face de systèmes intégrant une à plusieurs structures lumineuses à élément commutable conformes à l'invention ;
o figure 10 : vue de profil d'un double vitrage éclairant conforme à
l'invention On précise que par un souci de clarté les différents éléments des objets représentés ne sont pas nécessairement reproduits à l'échelle.
Celui-ci se rapporte au vitrage représenté de façon schématique à la figure 1 (sans respect des échelles entre les différents matériaux représentés pour en faciliter la lecture).
La figure 1 présente une structure 1000 comportant - une lampe plane 1 constituée principalement par deux substrats faits de première et deuxième feuilles de verre 2, 3 délimitant un espace interne 10 présentant une face externe 21, 31, - un élément commutable 100 ayant une surface réfléchissante ou sensiblement transparente dans le visible, disposée en regard de la face externe 31.
La face interne 22, 32 des première et deuxième feuilles de verre 2, 3 porte un revêtement de matériau photoluminescent transparent 6, 7 émettant par exemple une lumière blanche.
Sur les faces externes 21, 31 sont directement déposés des revêtements conducteurs continus et homogènes 4, 5 constituant des première et deuxième électrodes, de préférence transparentes, par exemple en Sn02 :F ou ITO.
Les électrodes 4, 5 sont reliées à une source d'alimentation électrique
14 haute fréquence par des clinquants souples 11 a, 11 b.
L'élément commutable 100 comprend également des électrodes 102, 106 de préférence sous forme de couches transparentes, par exemple en Sn02 dopé
fluor. On applique une différence de potentiel comprise typiquement entre - 1 V et +1V.
Du côté de la face externe 21 on place un film plastique transparent de type du polyvinyl butyral (PVB), 14 qui sert d'intercalaire de feuilletage avec une feuille de verre 16. On peut aussi utiliser une résine adhésive.
En variante de structures à électrodes non coplanaires, le film plastique 14 peut incorporer l'électrode 4 - sous forme d'une grille métallique - tel que du polyvinyl butyral (PVB) ou de l'éthylène-vinyl acétate (EVA) - ou encore être revêtue sur sa face interne de l'électrode 4. L'électrode 4 peut aussi être sur la face interne de la feuille de verre 16 ou dans la feuille de verre 16 (verre armé).
Cette feuille de verre 16 est de préférence revêtue sur sa face externe d'une couche (monocouche ou multicouche) transparente 17 basse émissive ou de contrôle solaire.
On peut aussi, dans une autre variante, placer un film plastique transparent souple ou rigide 14 - PET, résine ionomère etc - qui peut servir de substrat protecteur de la première électrode 4.
On peut aussi prévoir, dans une nouvelle variante, une feuille plastique transparente telle qu'un polycarbonate et un intercalaire tel que du polyuréthane.
Du côté de la face externe 31, on place un film plastique transparent 15, par exemple EVA, ou une résine appropriée qui sert d'intercalaire de feuilletage avec un substrat verrier 101 faisant partie de l'élément commutable 100.
En variante, le film plastique 15 peut incorporer l'électrode 5- sous forme d'une grille - ou comprendre sur sa face interne l'électrode 5. L'électrode peut aussi être sur le substrat verrier 101.
On peut aussi utiliser tout type d'adhésif susceptible de faire adhérer entre elles les feuilles de verre 3, 101.
Les feuilles 2, 3 sont associées avec mise en regard de leurs deuxièmes faces 22, 32 portant le matériau photoluminescent transparent 6, 7 et sont assemblées par exemple par l'intermédiaire d'une fritte de scellage 8, l'écartement entre les feuilles de verre étant imposé (à une valeur généralement inférieure à 5 mm) par des espaceurs 9 en verre disposés entre les feuilles. Ici, l'écartement est de l'ordre de 0,3 à 5 mm, par exemple de 0,4 à 2 mm.
Les espaceurs 9 peuvent avoir une forme sphérique. Les espaceurs peuvent être revêtus, au moins sur leur surface latérale exposée à
l'atmosphère de gaz à plasma, d'un identique ou différent du matériau photoluminescent 5 transparent 6, 7.
Dans l'espace 10 entre les feuilles de verre 2, 3 règne une pression réduite, en général de l'ordre du dixième d'atmosphère, de gaz rare tel que le xénon, éventuellement en mélange avec du néon ou de l'hélium.
Une feuille de verre 2 présente à proximité de la périphérie un trou 12 percé
10 dans son épaisseur, dont l'orifice externe est obstrué par une pastille de scellement 13 notamment en cuivre soudée sur la face externe de la feuille portant l'électrode 4.
Le procédé de fabrication de la partie 1 avec la source lumineuse est décrit dans la demande W02004/015739 A2.
L'élément commutable 100 comprend également des électrodes 102, 106 de préférence sous forme de couches transparentes, par exemple en Sn02 dopé
fluor. On applique une différence de potentiel comprise typiquement entre - 1 V et +1V.
Du côté de la face externe 21 on place un film plastique transparent de type du polyvinyl butyral (PVB), 14 qui sert d'intercalaire de feuilletage avec une feuille de verre 16. On peut aussi utiliser une résine adhésive.
En variante de structures à électrodes non coplanaires, le film plastique 14 peut incorporer l'électrode 4 - sous forme d'une grille métallique - tel que du polyvinyl butyral (PVB) ou de l'éthylène-vinyl acétate (EVA) - ou encore être revêtue sur sa face interne de l'électrode 4. L'électrode 4 peut aussi être sur la face interne de la feuille de verre 16 ou dans la feuille de verre 16 (verre armé).
Cette feuille de verre 16 est de préférence revêtue sur sa face externe d'une couche (monocouche ou multicouche) transparente 17 basse émissive ou de contrôle solaire.
On peut aussi, dans une autre variante, placer un film plastique transparent souple ou rigide 14 - PET, résine ionomère etc - qui peut servir de substrat protecteur de la première électrode 4.
On peut aussi prévoir, dans une nouvelle variante, une feuille plastique transparente telle qu'un polycarbonate et un intercalaire tel que du polyuréthane.
Du côté de la face externe 31, on place un film plastique transparent 15, par exemple EVA, ou une résine appropriée qui sert d'intercalaire de feuilletage avec un substrat verrier 101 faisant partie de l'élément commutable 100.
En variante, le film plastique 15 peut incorporer l'électrode 5- sous forme d'une grille - ou comprendre sur sa face interne l'électrode 5. L'électrode peut aussi être sur le substrat verrier 101.
On peut aussi utiliser tout type d'adhésif susceptible de faire adhérer entre elles les feuilles de verre 3, 101.
Les feuilles 2, 3 sont associées avec mise en regard de leurs deuxièmes faces 22, 32 portant le matériau photoluminescent transparent 6, 7 et sont assemblées par exemple par l'intermédiaire d'une fritte de scellage 8, l'écartement entre les feuilles de verre étant imposé (à une valeur généralement inférieure à 5 mm) par des espaceurs 9 en verre disposés entre les feuilles. Ici, l'écartement est de l'ordre de 0,3 à 5 mm, par exemple de 0,4 à 2 mm.
Les espaceurs 9 peuvent avoir une forme sphérique. Les espaceurs peuvent être revêtus, au moins sur leur surface latérale exposée à
l'atmosphère de gaz à plasma, d'un identique ou différent du matériau photoluminescent 5 transparent 6, 7.
Dans l'espace 10 entre les feuilles de verre 2, 3 règne une pression réduite, en général de l'ordre du dixième d'atmosphère, de gaz rare tel que le xénon, éventuellement en mélange avec du néon ou de l'hélium.
Une feuille de verre 2 présente à proximité de la périphérie un trou 12 percé
10 dans son épaisseur, dont l'orifice externe est obstrué par une pastille de scellement 13 notamment en cuivre soudée sur la face externe de la feuille portant l'électrode 4.
Le procédé de fabrication de la partie 1 avec la source lumineuse est décrit dans la demande W02004/015739 A2.
15 L'élément commutable 100 est un miroir électrochimique réversible comportant successivement :
- le substrat verrier 101, ou en variante un substrat plastique transparent, tel qu'un matériau à base de PET ou tout substrat composite, - la première électrode 102, - des premiers sites de nucléation 103, par exemple en platine, - un électrolyte 104, par exemple mélange d'Agl et de LiBr dans un solvant gamma-butyrolactone, - des deuxièmes sites de nucléation 105, par exemple en platine, - la deuxième électrode 106, - un substrat transparent, de préférence une feuille de verre 107, ou en variante un substrat plastique transparent ou tout substrat composite, souple ou rigide, - optionnellement une couche basse émissive ou de contrôle solaire 108.
Les premiers sites de nucléation 103 sont rapprochés les uns des autres tandis que les deuxièmes sites de nucléation 105 sont éloignés les uns des autres.
Des atomes M+ d'un matériau métallique, de préférence de l'argent, sont susceptibles de former par électrodéposition une surface réfléchissante 109 ou semi réfléchissante (état intermédiaire) sur les premiers sites 103, ou une surface
- le substrat verrier 101, ou en variante un substrat plastique transparent, tel qu'un matériau à base de PET ou tout substrat composite, - la première électrode 102, - des premiers sites de nucléation 103, par exemple en platine, - un électrolyte 104, par exemple mélange d'Agl et de LiBr dans un solvant gamma-butyrolactone, - des deuxièmes sites de nucléation 105, par exemple en platine, - la deuxième électrode 106, - un substrat transparent, de préférence une feuille de verre 107, ou en variante un substrat plastique transparent ou tout substrat composite, souple ou rigide, - optionnellement une couche basse émissive ou de contrôle solaire 108.
Les premiers sites de nucléation 103 sont rapprochés les uns des autres tandis que les deuxièmes sites de nucléation 105 sont éloignés les uns des autres.
Des atomes M+ d'un matériau métallique, de préférence de l'argent, sont susceptibles de former par électrodéposition une surface réfléchissante 109 ou semi réfléchissante (état intermédiaire) sur les premiers sites 103, ou une surface
16 sensiblement transparente (non représentée), sous forme d'îlots conducteurs, sur les deuxièmes sites 105 .
On prévoit des moyens de réglage (non représentés) du niveau de réflexion de la surface réfléchissante, en ajustant la tension, en mesurant la quantité
de courant ou par des mesures de résistance électrique.
L'élément commutable 100 et la lampe plane 1 sont aptes à fonctionner indépendamment. La structure 1000 présente une transmission lumineuse TL
supérieure ou égale à 30%.
De préférence, la structure 1000 est utilisée comme vitrage éclairant. On oriente par exemple le côté de la structure avec l'élément commutable vers l'extérieur d'un bâtiment ou d'un véhicule. On favorise l'éclairage de l'espace clos.
Avec la surface réfléchissante 109, l'intensité I de l'éclairage du côté de la face 31 est au moins de 500 Cd/m2, soit un gain estimé d'environ 30% par rapport à une structure lumineuse classique. Le flux de lumière L est au moins de 500 Lumen pour une surface de 0,4 m2 soit un gain estimé d'environ 30%.
La surface réfléchissante 109 a en outre la propriété de contrôle solaire.
En laissant la surface réfléchissante, lorsque la lampe plane est éteinte, on obtient des fonctions de miroir et/ou d'occultation. En laissant la surface transparente lorsque la lampe est allumée, on obtient un éclairage bidirectionnel.
En laissant la surface transparente, lorsque la lampe est éteinte, on réalise un fenêtre classique avec une transmission lumineuse TL maximum.
Dans une variante de ce mode, la surface réfléchissante couvre une superficie inférieure à celle de la face externe, par exemple en disposant un élément plus petit ou en limitant par les premiers et deuxièmes sites de nucléation à une ou plusieurs zones.
Les matériaux photoluminescents transparents 6 couvrant entièrement les faces internes, l'éclairage est uniformément réparti.
Dans une première variante, montrée en figure 2, les matériaux photoluminescents 6 couvrent uniformément une zone centrale des faces internes puis forment des cadres régulièrement espacés entre eux (distance constante) et de largeur décroissante vers les bords de la structure. Le pourcentage de zones lumineuses est de 50 %. La TL transmission lumineuse dans la zone centrale est de30%
Dans une deuxième variante, montrée en figure 3, les matériaux
On prévoit des moyens de réglage (non représentés) du niveau de réflexion de la surface réfléchissante, en ajustant la tension, en mesurant la quantité
de courant ou par des mesures de résistance électrique.
L'élément commutable 100 et la lampe plane 1 sont aptes à fonctionner indépendamment. La structure 1000 présente une transmission lumineuse TL
supérieure ou égale à 30%.
De préférence, la structure 1000 est utilisée comme vitrage éclairant. On oriente par exemple le côté de la structure avec l'élément commutable vers l'extérieur d'un bâtiment ou d'un véhicule. On favorise l'éclairage de l'espace clos.
Avec la surface réfléchissante 109, l'intensité I de l'éclairage du côté de la face 31 est au moins de 500 Cd/m2, soit un gain estimé d'environ 30% par rapport à une structure lumineuse classique. Le flux de lumière L est au moins de 500 Lumen pour une surface de 0,4 m2 soit un gain estimé d'environ 30%.
La surface réfléchissante 109 a en outre la propriété de contrôle solaire.
En laissant la surface réfléchissante, lorsque la lampe plane est éteinte, on obtient des fonctions de miroir et/ou d'occultation. En laissant la surface transparente lorsque la lampe est allumée, on obtient un éclairage bidirectionnel.
En laissant la surface transparente, lorsque la lampe est éteinte, on réalise un fenêtre classique avec une transmission lumineuse TL maximum.
Dans une variante de ce mode, la surface réfléchissante couvre une superficie inférieure à celle de la face externe, par exemple en disposant un élément plus petit ou en limitant par les premiers et deuxièmes sites de nucléation à une ou plusieurs zones.
Les matériaux photoluminescents transparents 6 couvrant entièrement les faces internes, l'éclairage est uniformément réparti.
Dans une première variante, montrée en figure 2, les matériaux photoluminescents 6 couvrent uniformément une zone centrale des faces internes puis forment des cadres régulièrement espacés entre eux (distance constante) et de largeur décroissante vers les bords de la structure. Le pourcentage de zones lumineuses est de 50 %. La TL transmission lumineuse dans la zone centrale est de30%
Dans une deuxième variante, montrée en figure 3, les matériaux
17 photoluminescents 6 sont opaques et arrangés en un réseau de motifs géométriques carrés. Le pourcentage de zones lumineuses est par exemple de 75%. La transmission lumineuse TL globale est de 20 %.
Dans une troisième variante, montrée en figure 4, les matériaux photoluminescents 6 sont arrangés pour former une importante zone lumineuse centrale avec des limites floues.
Dans une quatrième variante, montrée en figure 5, les matériaux photoluminescents 6 forment un logo lumineux.
Chaque zone lumineuse peut être en matériau différent pour fournir par exemple un éclairage multicolore.
Celui-ci se rapporte au vitrage représenté de façon schématique à la figure 6 (sans respect des échelles entre les différents matériaux représentés pour en faciliter la lecture).
La figure 6 présente une structure 2000 comportant - une lampe plane 1' constituée principalement par deux substrats faits de première et deuxième feuilles de verre 2, 3 délimitant un espace interne 10 rempli d'un gaz plasmagène et présentant une face externe 21, 31, - un élément commutable 200 ayant une surface réfléchissante ou sensiblement transparente dans le visible, disposée en regard de la face externe 31.
La face interne 22, 32 des première et deuxième feuilles de verre 2, 3 porte un revêtement de matériau photoluminescent opaque 6', 7'. Le matériau 6', 7' est disposé en périphérie pour dégager une zone de transparence maximum.
Sur la face externe 21 est directement déposée un revêtement conducteur continu et homogène 4 constituant un première électrode, de préférence, transparentes, par exemple en Sn02 dopé fluor.
Une deuxième électrode 5 est associée à la face externe 31.
Les électrodes 4, 5 sont reliées à une source d'alimentation électrique haute fréquence par des clinquants souples 11 a, 11 b.
L'élément commutable 200 comprend également des électrodes 202, 206 de préférence sous forme de couches transparentes en Sn02 dopé fluor ou en ITO, l'une à la masse et l'autre avec une différence de potentiel continue ajustable
Dans une troisième variante, montrée en figure 4, les matériaux photoluminescents 6 sont arrangés pour former une importante zone lumineuse centrale avec des limites floues.
Dans une quatrième variante, montrée en figure 5, les matériaux photoluminescents 6 forment un logo lumineux.
Chaque zone lumineuse peut être en matériau différent pour fournir par exemple un éclairage multicolore.
Celui-ci se rapporte au vitrage représenté de façon schématique à la figure 6 (sans respect des échelles entre les différents matériaux représentés pour en faciliter la lecture).
La figure 6 présente une structure 2000 comportant - une lampe plane 1' constituée principalement par deux substrats faits de première et deuxième feuilles de verre 2, 3 délimitant un espace interne 10 rempli d'un gaz plasmagène et présentant une face externe 21, 31, - un élément commutable 200 ayant une surface réfléchissante ou sensiblement transparente dans le visible, disposée en regard de la face externe 31.
La face interne 22, 32 des première et deuxième feuilles de verre 2, 3 porte un revêtement de matériau photoluminescent opaque 6', 7'. Le matériau 6', 7' est disposé en périphérie pour dégager une zone de transparence maximum.
Sur la face externe 21 est directement déposée un revêtement conducteur continu et homogène 4 constituant un première électrode, de préférence, transparentes, par exemple en Sn02 dopé fluor.
Une deuxième électrode 5 est associée à la face externe 31.
Les électrodes 4, 5 sont reliées à une source d'alimentation électrique haute fréquence par des clinquants souples 11 a, 11 b.
L'élément commutable 200 comprend également des électrodes 202, 206 de préférence sous forme de couches transparentes en Sn02 dopé fluor ou en ITO, l'une à la masse et l'autre avec une différence de potentiel continue ajustable
18 typiquement entre -3 V et + 3 V.
Du côté de la face externe 21, on place un film plastique par exemple de type EVA ou PVB 14 qui sert d'intercalaire de feuilletage avec un substrat verrier par exemple une feuille de verre 16.
En variante, le film 14 peut incorporer l'électrode 4 - sous forme d'une grille- ou comprendre sur sa face interne l'électrode 4 ou encore l'électrode 4 peut être sur la feuille de verre 16.
Cette feuille de verre 16 est de préférence revêtue sur sa face externe d'une couche (monocouche ou multicouche) transparente 17 basse émissive ou de contrôle solaire dans des utilisations de la structure comme fenêtre.
Du côté de la face externe 31, on place un film plastique de type EVA ou PVB 15 qui sert d'intercalaire de feuilletage avec un substrat verrier 201 faisant partie de l'élément commutable 200. L'électrode 5 est disposée sur la face interne (côté espace interne) de ce substrat verrier 201.
En variante, le film plastique 15 peut incorporer l'électrode 5 - sous forme d'une grille - ou comprendre sur sa face interne l'électrode 5 ou encore l'électrode peut être sur la face externe 31.
L'élément commutable 200 comprend un premier substrat 201, par exemple une feuille de verre, revêtu par :
- la première électrode 202, - une couche active 203 à base d'hydrure métallique, cette couche donnant une surface réfléchissante ou transparente en fonction de son taux d'hydrogène, - une couche de palladium 204, - une couche d'électrolyte 204', par exemple solide et inorganique, par exemple à base de Ta205 ou Zr02, - une couche d'oxyde de tungstène 205 formant la réserve d'hydrogène, - la deuxième électrode 206.
L'élément commutable 200 comprend en outre un élément protecteur transparent de préférence composé :
- d'un intercalaire de feuilletage 207, par exemple film plastique de type PVB ou EVA, polyuréthane, avec éventuellement une feuille de type PET, - d'une feuille de verre 208,
Du côté de la face externe 21, on place un film plastique par exemple de type EVA ou PVB 14 qui sert d'intercalaire de feuilletage avec un substrat verrier par exemple une feuille de verre 16.
En variante, le film 14 peut incorporer l'électrode 4 - sous forme d'une grille- ou comprendre sur sa face interne l'électrode 4 ou encore l'électrode 4 peut être sur la feuille de verre 16.
Cette feuille de verre 16 est de préférence revêtue sur sa face externe d'une couche (monocouche ou multicouche) transparente 17 basse émissive ou de contrôle solaire dans des utilisations de la structure comme fenêtre.
Du côté de la face externe 31, on place un film plastique de type EVA ou PVB 15 qui sert d'intercalaire de feuilletage avec un substrat verrier 201 faisant partie de l'élément commutable 200. L'électrode 5 est disposée sur la face interne (côté espace interne) de ce substrat verrier 201.
En variante, le film plastique 15 peut incorporer l'électrode 5 - sous forme d'une grille - ou comprendre sur sa face interne l'électrode 5 ou encore l'électrode peut être sur la face externe 31.
L'élément commutable 200 comprend un premier substrat 201, par exemple une feuille de verre, revêtu par :
- la première électrode 202, - une couche active 203 à base d'hydrure métallique, cette couche donnant une surface réfléchissante ou transparente en fonction de son taux d'hydrogène, - une couche de palladium 204, - une couche d'électrolyte 204', par exemple solide et inorganique, par exemple à base de Ta205 ou Zr02, - une couche d'oxyde de tungstène 205 formant la réserve d'hydrogène, - la deuxième électrode 206.
L'élément commutable 200 comprend en outre un élément protecteur transparent de préférence composé :
- d'un intercalaire de feuilletage 207, par exemple film plastique de type PVB ou EVA, polyuréthane, avec éventuellement une feuille de type PET, - d'une feuille de verre 208,
19 - et optionnellement d'une couche basse émissive ou de contrôle solaire 209.
Dans une première variante, le substrat protecteur est un simple film plastique souple ou rigide collé sur l'électrode 206. Le substrat protecteur peut en outre être inutile par exemple si la structure remplace la première des feuilles de verres d'un double vitrage et que l'électrode 206 est en regard de la deuxième feuille de verre de ce double vitrage.
Dans une deuxième variante, le substrat revêtu des éléments 202 à 206 devient le substrat le plus à l'extérieur et dans ce cas, c'est l'électrode 206 qui est en contact avec ce substrat, puis successivement la couche 205, l'électrolyte 204', la couche 204 et la couche active 203. Dans cette configuration, le substrat le plus à intérieur sert pour l'assemblage, il peut s'agir d'un verre ou d'un film plastique transparent.
On prévoit des moyens de réglage (non représentés) du niveau de réflexion de la surface réfléchissante, en ajustant la valeur de la différence de potentiel.
L'élément commutable 200 et la partie formant lampe plane 1' sont aptes à
fonctionner indépendamment.
Lorsque la couche 203 est dans l'état réfléchissant, l'élément commutable 200 présente du côté externe (opposé à l'espace 10) une réflexion lumineuse externe RL1 inférieure à 20%.
Au centre, la structure 2000 présente une transmission lumineuse TL de l'ordre de 20%.
De préférence, la structure 2000 est utilisée comme vitrage éclairant. On oriente par exemple le côté de la structure avec l'élément commutable vers l'extérieur d'un bâtiment ou d'un véhicule. On favorise l'éclairage de l'espace clos.
Lorsque la couche 203 est dans l'état réfléchissant, l'intensité I de l'éclairage de bordure du côté de la face 31 est au moins de 500 Cd/m2 , soit un gain estimé de 30%. Le flux de lumière L est au moins de 500 Lumen pour une surface de 0,4 m2 soit un gain estimé de 30%.
La couche 203 à l'état réfléchissant a en outre la propriété de contrôle solaire.
Dans une variante de ce deuxième exemple, la surface réfléchissante couvre une superficie inférieure à celle de la face externe, par exemple en disposant un élément commutable de plus petite taille ou gravant uniquement l'électrode ou l'empilement formé par les couches 202 à 206.
Dans une autre variante, montrée en figure 7, les matériaux photoluminescents 6 forment un réseau de motifs géométriques 60 par exemple des ronds, dont la taille décroît en direction du centre du substrat 2.
L'élément 5 commutable sert à augmenter l'éclairage et, à l'état transparent, permet de conserver l'esthétique.
La figure 8 est une vue de face d'une fenêtre éclairante 3000 intégrant une structure lumineuse à élément commutable conforme à l'invention.
Cette fenêtre est dotée d'une structure lumineuse, par exemple la structure 10 lumineuse 1000 de la figure 1, formant une imposte. Dans la partie inférieure est disposé un vitrage isolant classique 41.
La figure 9 est une vue de face d'une fenêtre 4000 intégrant deux structures lumineuses planes à élément commutable conformes à l'invention.
La fenêtre 4000 est une fenêtre dotée, dans la partie supérieure gauche et 15 la partie inférieure droite, par exemple de la structure lumineuse 2000 de la figure 2. Deux vitrages isolants classiques 51 sont disposés dans la partie supérieure droite et la partie inférieure gauche.
La figure 10 est une vue de profil d'un double vitrage éclairant 5000.
Le système 5000 est un double vitrage éclairant comprenant
Dans une première variante, le substrat protecteur est un simple film plastique souple ou rigide collé sur l'électrode 206. Le substrat protecteur peut en outre être inutile par exemple si la structure remplace la première des feuilles de verres d'un double vitrage et que l'électrode 206 est en regard de la deuxième feuille de verre de ce double vitrage.
Dans une deuxième variante, le substrat revêtu des éléments 202 à 206 devient le substrat le plus à l'extérieur et dans ce cas, c'est l'électrode 206 qui est en contact avec ce substrat, puis successivement la couche 205, l'électrolyte 204', la couche 204 et la couche active 203. Dans cette configuration, le substrat le plus à intérieur sert pour l'assemblage, il peut s'agir d'un verre ou d'un film plastique transparent.
On prévoit des moyens de réglage (non représentés) du niveau de réflexion de la surface réfléchissante, en ajustant la valeur de la différence de potentiel.
L'élément commutable 200 et la partie formant lampe plane 1' sont aptes à
fonctionner indépendamment.
Lorsque la couche 203 est dans l'état réfléchissant, l'élément commutable 200 présente du côté externe (opposé à l'espace 10) une réflexion lumineuse externe RL1 inférieure à 20%.
Au centre, la structure 2000 présente une transmission lumineuse TL de l'ordre de 20%.
De préférence, la structure 2000 est utilisée comme vitrage éclairant. On oriente par exemple le côté de la structure avec l'élément commutable vers l'extérieur d'un bâtiment ou d'un véhicule. On favorise l'éclairage de l'espace clos.
Lorsque la couche 203 est dans l'état réfléchissant, l'intensité I de l'éclairage de bordure du côté de la face 31 est au moins de 500 Cd/m2 , soit un gain estimé de 30%. Le flux de lumière L est au moins de 500 Lumen pour une surface de 0,4 m2 soit un gain estimé de 30%.
La couche 203 à l'état réfléchissant a en outre la propriété de contrôle solaire.
Dans une variante de ce deuxième exemple, la surface réfléchissante couvre une superficie inférieure à celle de la face externe, par exemple en disposant un élément commutable de plus petite taille ou gravant uniquement l'électrode ou l'empilement formé par les couches 202 à 206.
Dans une autre variante, montrée en figure 7, les matériaux photoluminescents 6 forment un réseau de motifs géométriques 60 par exemple des ronds, dont la taille décroît en direction du centre du substrat 2.
L'élément 5 commutable sert à augmenter l'éclairage et, à l'état transparent, permet de conserver l'esthétique.
La figure 8 est une vue de face d'une fenêtre éclairante 3000 intégrant une structure lumineuse à élément commutable conforme à l'invention.
Cette fenêtre est dotée d'une structure lumineuse, par exemple la structure 10 lumineuse 1000 de la figure 1, formant une imposte. Dans la partie inférieure est disposé un vitrage isolant classique 41.
La figure 9 est une vue de face d'une fenêtre 4000 intégrant deux structures lumineuses planes à élément commutable conformes à l'invention.
La fenêtre 4000 est une fenêtre dotée, dans la partie supérieure gauche et 15 la partie inférieure droite, par exemple de la structure lumineuse 2000 de la figure 2. Deux vitrages isolants classiques 51 sont disposés dans la partie supérieure droite et la partie inférieure gauche.
La figure 10 est une vue de profil d'un double vitrage éclairant 5000.
Le système 5000 est un double vitrage éclairant comprenant
20 - un premier substrat verrier 400, - une lame d'air 410 ou un mélange de gaz composé majoritairement d'argon entre deux éléments de scellement 420, - une structure lumineuse selon l'invention par exemple la structure lumineuse 1000 de la figure 1, avec son élément commutable 100 faisant face au premier substrat verrier 400.
On dispose de préférence la structure lumineuse 1000 du côté que l'on souhaite le plus éclairer.
Les exemples qui viennent d'être décrits ne limitent nullement l'invention.
En particulier, dans les réalisations qui viennent d'être décrites, les électrodes étaient formées de revêtements externes et couvrant toute la surface des feuilles de verre, mais il est entendu qu'au moins une des feuilles de verre peut porter un groupe d'électrodes formé de plusieurs zones chacune de surface plus ou moins étendue recouvertes chacune d'un revêtement continu.
L'une ou les électrodes peuvent aussi être dans l'espace interne, ainsi que
On dispose de préférence la structure lumineuse 1000 du côté que l'on souhaite le plus éclairer.
Les exemples qui viennent d'être décrits ne limitent nullement l'invention.
En particulier, dans les réalisations qui viennent d'être décrites, les électrodes étaient formées de revêtements externes et couvrant toute la surface des feuilles de verre, mais il est entendu qu'au moins une des feuilles de verre peut porter un groupe d'électrodes formé de plusieurs zones chacune de surface plus ou moins étendue recouvertes chacune d'un revêtement continu.
L'une ou les électrodes peuvent aussi être dans l'espace interne, ainsi que
21 l'élément commutable par exemple à couche active hydrure, la paroi servant par exemple de substrat pour l'empilement des couches 202 à 206 décrites dans l'exemple 2.
Les variantes d'assemblage des électrodes peuvent être appliquées de manière différente sur chacune des feuilles de verre 2,3 de la structure lumineuse, une feuille de verre pouvant présenter une première variante d'assemblage tandis que l'autre feuille de verre présente une autre variante d'assemblage.
De même, la source lumineuse peut être le gaz plasmagène.
Les variantes d'assemblage des électrodes peuvent être appliquées de manière différente sur chacune des feuilles de verre 2,3 de la structure lumineuse, une feuille de verre pouvant présenter une première variante d'assemblage tandis que l'autre feuille de verre présente une autre variante d'assemblage.
De même, la source lumineuse peut être le gaz plasmagène.
Claims (23)
1. Structure lumineuse (1000, 2000, 3000, 4000, 5000) comprenant :
- deux parois (2, 3) ayant des faces principales (21 à 32) en regard et délimitant un espace interne (10), - une source de lumière (6 à 7') disposée dans l'espace interne et une alimentation électrique (4, 5) de ladite source, la structure ayant au moins une partie sensiblement transparente ou une partie globalement transparente pour former au moins un puits de lumière, la structure étant susceptible d'éclairer par au moins une zone lumineuse de l'une au moins desdites faces principales (21 à 32), - un élément (100, 200) ayant une surface réfléchissante (109, 203) dans le visible disposée en regard d'au moins une partie de la zone lumineuse, caractérisée en ce que ledit élément est commutable, ladite surface réfléchissante étant susceptible de devenir une surface sensiblement transparente (203) ou globalement transparente sur au moins une aire et vice versa.
- deux parois (2, 3) ayant des faces principales (21 à 32) en regard et délimitant un espace interne (10), - une source de lumière (6 à 7') disposée dans l'espace interne et une alimentation électrique (4, 5) de ladite source, la structure ayant au moins une partie sensiblement transparente ou une partie globalement transparente pour former au moins un puits de lumière, la structure étant susceptible d'éclairer par au moins une zone lumineuse de l'une au moins desdites faces principales (21 à 32), - un élément (100, 200) ayant une surface réfléchissante (109, 203) dans le visible disposée en regard d'au moins une partie de la zone lumineuse, caractérisée en ce que ledit élément est commutable, ladite surface réfléchissante étant susceptible de devenir une surface sensiblement transparente (203) ou globalement transparente sur au moins une aire et vice versa.
2. Structure lumineuse (1000 à 5000) selon la revendication 1 caractérisée en ce que la surface réfléchissante (109, 203) est disposée à l'extérieur de l'espace interne (10).
3. Structure lumineuse (2000) selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que l'élément commutable (2000) avec la surface réfléchissante (203) présente un facteur de réflexion extérieur inférieur ou égal à
30% autour de 550 nm et de préférence une réflexion lumineuse extérieure R L1 mesurée en incidence normale qui est inférieure ou égale à 30%.
30% autour de 550 nm et de préférence une réflexion lumineuse extérieure R L1 mesurée en incidence normale qui est inférieure ou égale à 30%.
4. Structure lumineuse (1000 à 5000) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de réglage du niveau de réflexion de la surface réfléchissante.
5. Structure lumineuse (1000 à 5000) selon la revendication 4 caractérisée en ce que des première et deuxième zones lumineuses sont respectivement associées auxdites faces (21 à 32) et en ce que l'éclairage est dissymétrique.
6. Structure lumineuse (1000 à 5000) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que l'élément commutable (100, 200) et la source de lumière (6 à 7') sont aptes à fonctionner indépendamment.
7. Structure lumineuse (2000) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la structure comprend une zone au moins globalement opaque (60) en périphérie, de préférence lumineuse.
8. Structure lumineuse (1000 à 5000) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'au moins dans la partie formant puits de lumière, la structure présente une transmission lumineuse T L supérieure ou égale à 20 %.
9. Structure lumineuse (1000) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la zone lumineuse couvre sensiblement ladite face (22, 32), et de préférence fournit un éclairage uniforme.
10. Structure lumineuse (1000) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que l'élément commutable (100) comprend un miroir électrochimique réversible.
11. Structure lumineuse (1000) selon la revendication 10 caractérisée en ce que le miroir électrochimique réversible (100) comporte successivement:
- un premier substrat (107), - des premiers sites de nucléation (105), - un électrolyte (104), - des deuxièmes sites de nucléation (103), - un deuxième substrat (101), et, entre les premiers et deuxièmes sites de nucléation, des atomes d'un matériau métallique (M+), les premiers sites de nucléation étant suffisamment distants pour que le matériau métallique forme ladite surface transparente par électrodéposition, les deuxièmes sites de nucléation étant suffisamment rapprochés pour que le matériau métallique forme ladite surface réfléchissante (109) par électrodéposition.
- un premier substrat (107), - des premiers sites de nucléation (105), - un électrolyte (104), - des deuxièmes sites de nucléation (103), - un deuxième substrat (101), et, entre les premiers et deuxièmes sites de nucléation, des atomes d'un matériau métallique (M+), les premiers sites de nucléation étant suffisamment distants pour que le matériau métallique forme ladite surface transparente par électrodéposition, les deuxièmes sites de nucléation étant suffisamment rapprochés pour que le matériau métallique forme ladite surface réfléchissante (109) par électrodéposition.
12. Structure lumineuse (2000) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que l'élément commutable (200) comprend un empilement comportant une couche active (203) à base d'hydrure métallique, d'hydrure de terres rares ou encore d'alliage comportant du nickel et du magnésium, la couche active ayant ladite surface réfléchissante (203) susceptible d'être transparente au moyen d'une réserve de gaz (205) ou par migration d'ions monovalents.
13. Structure lumineuse (2000) selon la revendication 12 caractérisée en ce que l'empilement peut comporter successivement :
- la couche active à base d'hydrure métallique ou de terres rares (203), - une couche de palladium (204), - une couche d'électrolyte (204'), -une couche d'oxyde de tungstène (205).
- la couche active à base d'hydrure métallique ou de terres rares (203), - une couche de palladium (204), - une couche d'électrolyte (204'), -une couche d'oxyde de tungstène (205).
14. Structure lumineuse (2000) selon l'une des revendications 12 à 13 caractérisée en ce que la surface réfléchissante (203) est disposée à
l'extérieur de l'espace interne (10) et est la plus proche de l'espace interne.
l'extérieur de l'espace interne (10) et est la plus proche de l'espace interne.
15. Structure lumineuse (1000 à 5000) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la source lumineuse comprend un matériau photoluminescent (6 à 7').
16. Structure lumineuse (1000) selon la revendication 15 caractérisée en ce que le matériau photoluminescent (6, 7) est sensiblement transparent et comprend de préférence des particules luminophores dispersées dans une matrice.
17. Structure lumineuse (1000 à 5000) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que l'alimentation électrique comprend des première et deuxième électrodes (4, 5) en dehors de l'espace interne (10) et respectivement associées aux parois (2, 3) choisies de type verrier.
18. Structure lumineuse (1000 à 5000) selon la revendication 17, caractérisée en ce que les première et deuxième électrodes (4, 5) sont des couches électroconductrices sensiblement transparentes.
19. Structure lumineuse (1000 à 5000) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une couche basse émissive ou de contrôle solaire (17).
20. Structure lumineuse (1000 à 5000) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'espace (10) entre les parois (2, 3) est maintenu constant et de préférence la structure est plane.
21. Ensemble ou kit prêt à l'emploi, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une structure lumineuse, et/ou ses éléments constitutifs à combiner, selon l'une des revendications 1 à 20.
22. Utilisation de la structure lumineuse (1000 à 5000) selon l'une des revendications 1 à 21 comme vitrage d'un véhicule, comme fenêtre d'un bâtiment.
23. Double vitrage (5000) incorporant au moins une structure lumineuse (1000) selon l'une des revendications 1 à 20.
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