EP1853786A2 - Structure lumineuse plane ou sensiblement plane - Google Patents

Structure lumineuse plane ou sensiblement plane

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Publication number
EP1853786A2
EP1853786A2 EP06726193A EP06726193A EP1853786A2 EP 1853786 A2 EP1853786 A2 EP 1853786A2 EP 06726193 A EP06726193 A EP 06726193A EP 06726193 A EP06726193 A EP 06726193A EP 1853786 A2 EP1853786 A2 EP 1853786A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
light structure
transparent
switchable element
reflecting surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06726193A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Xavier Fanton
Thomas Bertin Mourot
Guillaume Auday
Jingwei Zhang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP1853786A2 publication Critical patent/EP1853786A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/025—Associated optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/30—Vessels; Containers
    • H01J61/305—Flat vessels or containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
    • H01J65/046—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by using capacitive means around the vessel

Definitions

  • the present invention relates to a light structure, and more specifically to a light structure comprising two walls having facing main faces and delimiting an internal space, a light source disposed in the internal space and a power supply of said source, the structure having at least one substantially transparent portion or a generally transparent portion to form at least one light well, the structure being capable of illuminating by at least one light zone of at least one of said main faces, an element having a reflective surface in the visible disposed facing at least a portion of the light area.
  • flat lamps generally used for the manufacture of backlit devices. These flat lamps may consist of two sheets of glass held at a small distance from each other, generally less than a few millimeters, and hermetically sealed so as to enclose a gas under reduced pressure in which an electric discharge occurs.
  • a radiation generally in the ultraviolet range which excites a photoluminescent material, of the type commonly known as phosphors, which then emits visible light.
  • a first sheet of glass carries on the same face two serigraphed coatings, in particular silver, in the form of interpenetrating combs constituting a cathode and an anode. This so-called internal face is turned towards the space containing the plasma gas.
  • a second sheet of glass is kept at a distance from the first by means of point spacers and possibly a peripheral frame.
  • a coplanar discharge that is to say in a direction along the main surface of the glass substrate, discharge that excites the surrounding plasma gas.
  • the electrodes are protected by a dielectric coating intended by capacitive limitation of the current to prevent a loss of material of the electrodes by ion bombardment in the vicinity of the glass substrate.
  • the inner face of the second glass sheet carries a coating of photoluminescent material.
  • so-called "intelligent" glazing which can be modulated some of the properties at will.
  • the document US6679617 discloses a plane lamp that can be used as a window, that is to say capable of transmitting visible light in the off state (Off state), and of illuminating in the energized state (on state). for example a room and / or outside.
  • the coating of photoluminescent material is present only in certain areas of the inner face of the second glass sheet, thus defining light areas - for example in the form of strips - whose mutual spacing increases in one direction.
  • the second sheet of glass comprises on its outer face reflecting strips facing the light strips. Improved lighting of the room is therefore achieved at the expense of light transmission.
  • the invention relates to a light structure - flat, substantially flat or more widely elongated - capable of providing optimum illumination while maintaining a satisfactory light transmission.
  • the subject of the invention is a light structure comprising:
  • a source of light disposed in the internal space and a power supply of said source, the structure having at least a substantially transparent or globally transparent part forming a skylight and the structure being able to illuminate by at least one light zone; at least one of said main faces,
  • the switchable element associated with the light structure makes it possible to obtain the desired performances in terms of light transmission and lighting.
  • the structure can be fitted to any building window or means of locomotion (train window, boat cabin or aircraft portholes, roof windows, industrial vehicle side windows or even portions of rear window or windows). -broken).
  • the glazing the internal partitions between the rooms in a building, especially in offices, or between two zones / compartments of means of locomotion terrestrial, air or sea, or for equip showcases or any type of container.
  • the light structure can be an integral part of a double glazing to replace one of the double glazed windows or associated, for example incorporated, double glazing.
  • the invention also aims at producing illuminating architectural and decorative elements and / or with a display function, such as especially planar luminaires, luminous walls in particular suspended, luminous slabs ...
  • the portion of the light well structure (respectively a surface of the switchable element) is described as substantially transparent (part of the surface).
  • the portion of the light well structure (respectively a surface of the switchable element) of a material which is capable of absorbing or reflecting a substantial fraction of the light radiation but which is distributed with respect to a certain surface of the structure (respectively of the switchable element) in a pattern such that visible light is sufficiently transmitted.
  • Such a material may be arranged in a grid or in an array of geometric patterns. This arrangement can be obtained from a coating deposited by any means known to those skilled in the art such as liquid deposits, vacuum deposits (magnetron sputtering, evaporation), by pyrolysis (powder or gas route) or by serigraphy. It is possible to use masking systems to obtain directly the desired distribution, or to burn a uniform coating by laser ablation, by chemical or mechanical etching.
  • This material may also be a functional material, for example an opaque photoluminescent material of the light source or the reflective material of the switchable element and / or a decorative material.
  • the transmission factor - or the overall transmittance in the presence of relatively absorbent and / or reflective material - around 550 nm is greater than or equal to 10%, preferably greater than or equal to at 30%, even more preferably greater than or equal to 50%, and even greater than or equal to 70%.
  • the light transmission is greater than or equal to 10%, preferably greater than or equal to 30%, even more preferably greater than or equal to 50%, and even greater than or equal to 70%.
  • a coating having a given functionality may be a coating with blocking function of infrared wavelength radiation (for example using one or more silver layers surrounded by dielectric layers, or nitride layers such as TiN or ZrN or of metal oxides or of steel or Ni-Cr alloy), with a low-emissive function (for example doped metal oxide such as SnO 2 : F or tin-doped indium oxide (ITO) or one or more silver layers), anti-fog (using a hydrophilic layer), antifouling (photocatalytic coating comprising at least partially crystallized TiO 2 in anatase form), or an antireflection stack of the type for example Si 3 N 4 ZSiO 2 ZSi 3 N 4 ZSiO 2 .
  • a coating with blocking function of infrared wavelength radiation for example using one or more silver layers surrounded by dielectric layers, or nitride layers such as TiN or ZrN or of metal oxides or of steel or Ni-Cr alloy
  • the light structure may be semi-transparent in the sense that one or more areas may be globally or substantially transparent (for example in the central area of a window) and one or more areas may be opaque or semi-opaque (for example one or window borders).
  • An opaque or generally transparent or substantially transparent area may include a decorative or display light pattern such as a logo or a mark.
  • An opaque zone can play a role of occultation, to preserve the intimacy.
  • the light structure may comprise one or two light faces, the lighting may be uniform on one or each face, or be linked to one or more areas. It is possible to create on one and the same surface one or more intense light zones and one or more sifted light zones.
  • the light structure can be of any size depending on the desired application.
  • the walls may be of any shape: a contour may be polygonal, concave or convex, in particular square or rectangular, or curved, of constant or variable radius of curvature, in particular round or oval.
  • the walls may be flat or curved, and are preferably maintained at a constant distance for example by spacers such as glass beads.
  • the walls may preferably be glass substrates, optical effect, including colored, decorated, structured, diffusing ....
  • the structure may be sealed by a mineral route with a glass frit for example.
  • the switchable element is preferably of the same shape as the walls, for example planar.
  • the structure may comprise a single switchable element serving for one or all the light areas of a given face or may comprise a plurality of switchable elements dedicated to predefined light areas of a given face or both faces.
  • the reflecting surface is disposed outside the internal space.
  • a portion or the entire switchable member may be disposed outside the inner space. In this way, it is for example possible to easily associate a conventional light structure with the switchable element.
  • the switchable element with the reflecting surface may have an external reflection factor of less than or equal to 30% around 550 nm, preferably less than or equal to 20%, even more preferably less than or equal to 10%.
  • the switchable element with the reflective surface may furthermore have an external luminous reflection Ru measured at normal incidence which is less than or equal to 30% (averaged over the wavelength range of the visible), preferably less than or equal to 20%.
  • Ru measured at normal incidence which is less than or equal to 30% (averaged over the wavelength range of the visible), preferably less than or equal to 20%. This makes it possible to control the level of reflection of the light structure, for example to comply with the anti-glare standards in force for the facades of buildings.
  • the switchable element with the reflective surface may have an internal light reflection R ⁇ 2 of greater than or equal to 50%, preferably greater than or equal to 60%, and still 70% more preferably, for a better efficiency.
  • the switchable element with the substantially transparent surface may have, in said area, a light transmission T L greater than or equal to 10%, preferably greater than or equal to 25%, even more preferably greater than or equal to 50%.
  • the switchable element with the substantially transparent surface may have in said area a light transmission T L greater than or equal to 10%, preferably greater than or equal to 25%, even more preferably greater than or equal to 50%.
  • the switchable element with the reflective surface may further have, in said area, a light transmission T L less than or equal to 10%, preferably less than or equal to 1%; still more preferably greater than or equal to 0.1%.
  • the structure may comprise means for adjusting the reflection level of the reflecting surface.
  • the lighting is asymmetrical. For example, one can choose a lighting distribution 80% -20%.
  • the switchable element and the light source may be capable of operating independently.
  • the light structure may include one or more opaque areas (light or not) and one or more areas of transparency (bright or not).
  • the structure may comprise an area at least generally opaque periphery, preferably bright and associated with the surface being reflective or transparent.
  • This opaque zone may be a continuous background or form a logo, a commercial name, a drawing, or for example be in the form of a network of opaque geometric patterns (square, round etc.) for example in gradient, the size of the pattern going decreasing towards the center of the structure, keeping for example a constant spacing between each row of pattern (s).
  • the light zone can substantially cover said main face, and preferably provide uniform illumination.
  • the intensity I may be greater than or equal to
  • the light flow L may be greater than or equal to 300 Lumen, preferably greater than or equal to 500 Lumen for a surface area of 0.4 m 2 .
  • the element with the reflective surface allows a gain in intensity greater than or equal to 20%.
  • the lighting of several light zones - distributed on the same wall or on both walls - can be differentiated.
  • the structure comprising a plurality of light zones associated with one of said faces, the coverage rate of the light areas is preferably greater than or equal to 10%, preferably greater than or equal to 50%.
  • the switchable element comprises a reversible electrochemical mirror.
  • a reversible electrochemical mirror Such an electrochemical mirror (REM in English) is for example disclosed in the article entitled “Reversible Electrochemical Mirror (REM) Smart Window", DMTench et al., Proceedings 203rd Meeting of the Electrochemical Society, April 27- May 2, 2003; p. 1294.
  • the reversible electrochemical mirror may comprise successively: a first substrate, first nucleation sites, an electrolyte, second nucleation sites, a second substrate, and between the first and second nucleation sites of the atoms of a metallic material. the first nucleation sites being sufficiently distant for the metallic material to form said transparent surface by electrodeposition, the second nucleation sites being sufficiently close together for the metallic material to form said reflective surface by electrodeposition.
  • the metallic material may be silver, copper, bismuth; and glass-type substrates. To provide the current can be used two transparent electroconductive layers associated with the substrates.
  • the switchable element may also comprise a stack comprising an active layer based on metal hydride or rare earth hydride for example based on gadolinium hydride and magnesium, yttrium, or lanthanum or else an alloy comprising nickel and magnesium, the active layer having the reflective surface capable of being transparent by means of a gas reserve or by means of electrochromic operation by monovalent ion migration, such as H +, Li +, K + - ("all solid").
  • a first type of switchable element with gas reserve is for example disclosed in the article entitled “Mg-Ni-H films as selective coatings; tunable reflectance by layered hydrogenation ", J.L.M van Michelen et al., Applied Physics Letters, Vol 84, number 18, pp 3651-3653, 27, 2004.
  • a second type of switchable element "all solid” is for example disclosed in the article entitled “Solid state gadolinium-magnesium optical switch", R Armitage et al., Applied Physics Letters, Vol 75, number 13, pp 1863- 1865,27, September 1999.
  • this stack may comprise successively: the active layer based on metal hydride or rare earths, a layer of palladium, - an electrolyte layer, such as Ta 2 O 5 or ZrO 2 , a layer of tungsten oxide.
  • the assembly is for example deposited by magnetron sputtering on a substrate, the assembly can be laminated with one or two susbtrats or be assembled with a gas strip in a double glazed type structure.
  • ITO, SnO 2 : F two transparent electroconductive layers
  • the reflective surface may be disposed outside the internal space and preferably be closest to the internal space .
  • the reflective surface is closest to the light source and furthermore the switchable element has an external controlled light reflection Rn.
  • the light source may comprise a photoluminescent material and preferably at least one of the walls has an inner surface coated at least partially with said photoluminescent material.
  • Such a material is activatable under the action of uv radiation excitation.
  • All or part of the inner face of at least one of the two walls may be coated (directly or indirectly) with photoluminescent material.
  • a differentiated distribution of the photoluminescent in certain zones of the internal face makes it possible to convert the energy of the plasma into visible radiations only in the zones in question, in order to constitute zones of light ( themselves opaque or transparent depending on the nature of the photoluminescent) and permanently transparent areas juxtaposed (forming the skylight).
  • the photoluminescent material may advantageously be selected or adapted to determine the color of the illumination in a wide range of colors.
  • the light zone can be located at the edge.
  • the light zone can also form a network of geometric patterns (lines, studs, circles, squares or any other shape) and the spacings between patterns and / or the pattern sizes can be variable (uni or two-dimensional network, entanglement of several subnetworks ).
  • the patterns can be any luminescent material.
  • the photoluminescent material in order to preserve a satisfactory light transmission, when the photoluminescent material is relatively opaque, its width is limited, for example to a few tens of mm. Nevertheless, a luminous efficacy is preserved.
  • the luminescent material may be substantially transparent and preferably comprises phosphor particles dispersed in a matrix.
  • the matrix is, for example, inorganic and comprises, in a particularly preferred manner, lithium silicate.
  • the matrix comprises a polymerization / polycondensation product of silicon alkoxide such as tetraethoxysilane (TEOS), tetramethoxysilane (TMOS), methyltriethoxysilane (MTEOS) and the like.
  • TEOS tetraethoxysilane
  • TMOS tetramethoxysilane
  • MTEOS methyltriethoxysilane
  • the structure may incorporate a flat lamp with various electrode configurations: coplanar external or internal electrodes as described in US2004 / 0155571 A1 and US006034470, two electrodes respectively associated with both walls and outside the internal space, as described in WO2004 / 015739A2, an electrode on each inner face of the walls, as described in Kwak et al., IEEE Transactions on Plasma Science, Vol 31, No. 1, 2003, p. 176-179, a hybrid structure, an electrode being on an inner face, the other on an outer face.
  • the switchable element can be used to improve the lighting to the outside or that of a room.
  • the power supply may preferably comprise two electrodes outside the internal space and respectively associated with the chosen walls of the glass type.
  • One or the electrodes may for example be in the form of a conductive grid, preferably allowing the light to pass through by the nature of the conductor and / or by the fineness and pitch of the gate, for example integrated in a glass substrate ( reinforced glass) or in a plastic film, such as polyvinyl butyral (PVB), ethylene-vinyl acetate (EVA) or other, optionally inserted between two sheets of plastic.
  • a conductive grid preferably allowing the light to pass through by the nature of the conductor and / or by the fineness and pitch of the gate, for example integrated in a glass substrate ( reinforced glass) or in a plastic film, such as polyvinyl butyral (PVB), ethylene-vinyl acetate (EVA) or other, optionally inserted between two sheets of plastic.
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene-vinyl acetate
  • the electrodes may also be in the form of layers that can cover all or part of the external or internal faces. It is possible to provide only certain areas of the face of one or walls to create on the same surface predefined light areas.
  • these layers may be in the form of a network of parallel bands, with a bandwidth of between 0.1 and 15 mm, and a non-conductive space between two adjacent bands. , wider than the width of the bands. These layers can then be shifted by 180 ° so as to avoid facing each other between two opposite conductive strips of the two walls. This advantageously makes it possible to reduce the effective capacity of the glass substrates, favoring the supply of the lamp and its efficiency in lumen / W.
  • These layers may consist of any conductive material capable of being formed into a plane element which allows light to pass, in particular which can be deposited in a thin layer on glass or on a film of plastics material such as PET. It is preferred to form a transparent coating, especially from a conductive metal oxide or having electronic gaps, such as fluorine-doped tin oxide or mixed indium oxide and tin, ITO type.
  • the structure may comprise at least one transparent element covering one of the electrodes and chosen from a glass substrate and / or a plastic film.
  • the transparent element may be coated on its outer face with a low emissive or solar control layer.
  • the structure may comprise a low emissivity or solar control layer.
  • the space between the walls can be kept constant and preferably the structure is flat.
  • the structure may be further hybrid in the sense that at least one element is common between the part including the light source and the switchable element.
  • the invention further provides a set or kit ready for use, which comprises at least one light structure, and / or its constituent elements to combine as described above.
  • the invention also proposes the use of the light structure as previously described as glazing of a vehicle, as a building window.
  • the invention finally proposes a double glazing incorporating at least one light structure as described above.
  • FIG. 1 cross-sectional view of a plane luminous structure with switchable element in a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 front view of a first arrangement of the photoluminescent material of the light structure in a first variant of the first embodiment of the invention
  • Figure 3 front view of a second arrangement of the photoluminescent material of the light structure in a second variant of the first embodiment of the invention
  • FIG. 4 front view of a third arrangement of the photoluminescent material of the light structure in a third variant of the first embodiment of the invention
  • FIG. 5 front view of a fourth arrangement of the photoluminescent material of the light structure in a fourth variant of the first embodiment of the invention
  • FIG. 1 cross-sectional view of a plane luminous structure with switchable element in a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 front view of a first arrangement of the photoluminescent material of the light structure in a first variant of the first embodiment of the invention
  • Figure 3 front view of a second arrangement of the photoluminescent material of the light structure in
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a plane luminous structure with a switchable element in a second embodiment of the invention
  • o Figure 7 Arrangement of the photoluminescent material of the light structure in a variant of the second embodiment of the invention
  • o Figures 8 and 9 front views of systems incorporating one to more switchable element light structures according to the invention
  • o figure 10 side view of an illuminating double glazing according to the invention
  • FIG. 1 shows a structure 1000 comprising: - a plane lamp 1 consisting mainly of two substrates made of first and second glass sheets 2, 3 delimiting an internal space 10 having an outer face 21, 31, - a switchable element 100 having a reflective surface or substantially transparent in the visible, arranged opposite the outer face 31.
  • the inner face 22, 32 of the first and second glass sheets 2, 3 carries a coating of transparent photoluminescent material 6, 7 emitting for example a white light.
  • first and second electrodes On the outer faces 21, 31 are directly deposited conductive and continuous conductive coatings 4, 5 constituting first and second electrodes, preferably transparent, for example SnO 2 : F or ITO.
  • the electrodes 4, 5 are connected to a power source high frequency by soft foils 1 1 a, 1 1 b.
  • the switchable element 100 also comprises electrodes 102, 106 preferably in the form of transparent layers, for example fluorinated doped SnO 2 .
  • a potential difference of typically between-1 V and + 1 V is applied.
  • a transparent plastic film of polyvinyl butyral (PVB) type, 14 which serves as laminating interlayer with a glass sheet 16. It is also possible to use an adhesive resin.
  • PVB polyvinyl butyral
  • the plastic film 14 may incorporate the electrode 4 - in the form of a metal grid - such as polyvinyl butyral (PVB) or ethylene-vinyl acetate (EVA) - or the electrode 4 may also be on the inner face of the glass sheet 16 or in the glass sheet 16 (reinforced glass).
  • a metal grid - such as polyvinyl butyral (PVB) or ethylene-vinyl acetate (EVA) -
  • the electrode 4 may also be on the inner face of the glass sheet 16 or in the glass sheet 16 (reinforced glass).
  • This glass sheet 16 is preferably coated on its outer face with a layer (monolayer or multilayer) transparent 17 low emissive or solar control.
  • a flexible or rigid transparent plastic film 14 - PET, ionomer resin, etc. - which can serve as a protective substrate for the first electrode 4. It is also possible, in a new variant, to provide a plastic sheet. transparent such as a polycarbonate and a spacer such as polyurethane.
  • a transparent plastic film 15 for example EVA, or a suitable resin which serves as a lamination interlayer with a glass substrate 101 forming part of the switchable element 100.
  • the film plastic 15 may incorporate the electrode 5 - in the form of a grid - or comprise on its internal face the electrode 5.
  • the electrode may also be on the glass substrate 101.
  • any type of adhesive capable of adhering the sheets of glass 3, 101 to one another.
  • the sheets 2, 3 are associated with facing their second faces 22, 32 carrying the transparent photoluminescent material 6, 7 and are assembled for example by means of a sealing frit 8, the spacing between the glass sheets being imposed (at a value generally less than 5 mm) by spacers 9 glass arranged between the sheets.
  • the gap is on the order of 0.3 to 5 mm, for example 0.4 to 2 mm.
  • the spacers 9 may have a spherical shape.
  • the spacers may be coated, at least on their side surface exposed to the plasma gas atmosphere, of the same or different from the transparent photoluminescent material 6, 7.
  • a reduced pressure generally of the order of one-tenth of an atmosphere, of rare gas such as xenon, optionally mixed with neon or helium.
  • a glass sheet 2 has, close to the periphery, a hole 12 pierced in its thickness, the external orifice of which is obstructed by a sealing pellet 13, in particular made of copper welded to the outer face of the sheet carrying the electrode 4.
  • the manufacturing method of part 1 with the light source is described in WO2004 / 015739 A2.
  • the switchable element 100 is a reversible electrochemical mirror successively comprising:
  • the glass substrate 101 or alternatively a transparent plastic substrate, such as a PET-based material or any composite substrate,
  • the first electrode 102 for example platinum,
  • an electrolyte 104 for example a mixture of AgI and LiBr in a gamma-butyrolactone solvent,
  • second nucleation sites 105 for example platinum
  • the second electrode 106 a transparent substrate, preferably a glass sheet 107, or alternatively a transparent plastic substrate or any composite, flexible or rigid substrate,
  • a low emissive or solar control layer 108 Optionally a low emissive or solar control layer 108.
  • the first nucleation sites 103 are close to each other while the second nucleation sites 105 are distant from each other.
  • M + atoms of a metallic material, preferably silver, are capable of forming by electroplating a reflective surface 109 or semi-reflective (intermediate state) on the first sites 103, or a surface substantially transparent (not shown), in the form of conductive islands, on the second sites 105.
  • Means (not shown) for adjusting the reflection level of the reflective surface are provided by adjusting the voltage, measuring the amount of current, or by electrical resistance measurements.
  • the switchable element 100 and the plane lamp 1 are capable of operating independently.
  • the structure 1000 has a light transmission T L greater than or equal to 30%.
  • the structure 1000 is used as illuminating glazing.
  • the side of the structure is oriented with the switchable element towards the outside of a building or a vehicle. We promote the lighting of the enclosed space.
  • the intensity I of the lighting on the side of the face 31 is at least 500 Cd / m 2 , an estimated gain of about 30% compared to a conventional light structure.
  • the light flux L is at least 500 Lumen for an area of 0.4 m 2 , an estimated gain of about 30%.
  • the reflecting surface 109 further has the solar control property.
  • the reflecting surface covers an area smaller than that of the outer face, for example by arranging a smaller element or by limiting the first and second nucleation sites to one or more zones.
  • the transparent photoluminescent materials 6 completely covering the internal faces, the lighting is uniformly distributed.
  • the photoluminescent materials 6 uniformly cover a central zone of the internal faces and then form frames that are regularly spaced apart (constant distance) and of decreasing width towards the edges of the structure.
  • the percentage of bright areas is 50%.
  • the T L light transmission in the central zone is 30%
  • Photoluminescents 6 are opaque and arranged in a network of square geometric patterns.
  • the percentage of light areas is, for example, 75%.
  • the overall light transmission T L is 20%.
  • the photoluminescent materials 6 are arranged to form a large central light zone with fuzzy boundaries.
  • the photoluminescent materials 6 form a luminous logo.
  • Each light zone may be of different material to provide for example a multicolored illumination.
  • FIG. 6 shows a structure 2000 comprising: - a plane lamp 1 'consisting mainly of two substrates made of first and second glass sheets 2, 3 delimiting an internal space 10 filled with a plasmagenic gas and having an outer face 21, 31 a switchable element 200 having a reflective surface or substantially transparent in the visible, disposed opposite the outer face 31.
  • the inner face 22, 32 of the first and second glass sheets 2, 3 carries a coating of opaque photoluminescent material 6 ', T.
  • the material 6', T is disposed peripherally to clear a zone of maximum transparency.
  • a continuous conductive coating and homogeneous 4 constituting a first electrode preferably transparent, for example fluorinated doped SnO 2 .
  • a second electrode 5 is associated with the outer face 31.
  • the electrodes 4, 5 are connected to a high frequency power source by flexible foils 11 a, 1 1 b.
  • the switchable element 200 also comprises electrodes 202, 206 preferably in the form of transparent layers of fluorinated doped SnO 2 or ITO, one to ground and the other to an adjustable continuous potential difference. typically between -3 V and + 3 V.
  • a plastic film is placed for example of the EVA or PVB type 14 which serves as a lamination interlayer with a glass substrate, for example a glass sheet 16.
  • the film 14 may incorporate the electrode 4 - in the form of a grid - or comprise on its inner face the electrode 4 or the electrode 4 may be on the glass sheet 16.
  • This glass sheet 16 is preferably coated on its outer face with a layer (monolayer or multilayer) transparent 17 low emissive or solar control in uses of the structure as a window.
  • PVB 15 which serves as lamination interlayer with a glass substrate 201 forming part of the switchable element 200.
  • the electrode 5 is disposed on the inner face
  • the plastic film 15 may incorporate the electrode 5 - in the form of a grid - or comprise on its inner face the electrode 5 or the electrode may be on the outer face 31.
  • the switchable element 200 comprises a first substrate 201, for example a glass sheet, coated with: the first electrode 202,
  • an active layer 203 based on metal hydride this layer giving a reflective or transparent surface as a function of its hydrogen content
  • an electrolyte layer 204 ' for example solid and inorganic, for example based on Ta 2 O 5 or ZrO 2 ,
  • the switchable element 200 further comprises a transparent protective element preferably composed of:
  • a lamination interlayer 207 for example a plastic film of the PVB or EVA type, polyurethane, optionally with a PET-type sheet,
  • a glass sheet 208 - And optionally a low emissive layer or solar control 209.
  • the protective substrate is a simple flexible or rigid plastic film bonded to the electrode 206.
  • the protective substrate may also be unnecessary, for example if the structure replaces the first of the glass sheets of a double glazing and that the electrode 206 is opposite the second glass sheet of this double glazing.
  • the substrate coated with the elements 202 to 206 becomes the outermost substrate and in this case, it is the electrode 206 which is in contact with this substrate, then successively the layer 205, the electrolyte 204 ', the layer 204 and the active layer 203.
  • the innermost substrate is used for assembly, it may be a glass or a transparent plastic film.
  • Means (not shown) for adjusting the reflection level of the reflective surface are provided by adjusting the value of the potential difference.
  • the switchable element 200 When the layer 203 is in the reflective state, the switchable element 200 has on the outer side (opposite the space 10) an external light reflection Ru less than 20%.
  • the structure 2000 has a light transmission T L of the order of 20%.
  • the structure 2000 is used as illuminating glazing.
  • the side of the structure is oriented with the switchable element towards the outside of a building or a vehicle. We promote the lighting of the enclosed space.
  • the intensity I of the edge lighting of the side of the face 31 is at least 500 Cd / m 2 , an estimated gain of 30%.
  • the light flux L is at least 500 Lumen for an area of 0.4 m 2 , an estimated gain of 30%.
  • the reflective layer 203 further has the solar control property.
  • the reflecting surface covers an area smaller than that of the outer face, for example by having a switchable element of smaller size or engraving only the electrode or the stack formed by the layers 202 to 206.
  • the photoluminescent materials 6 form an array of geometric patterns 60, for example rounds, the size of which decreases towards the center of the substrate 2.
  • the switchable element serves to increase the illumination and, in the transparent state, keeps the aesthetics.
  • Figure 8 is a front view of an illuminating window 3000 incorporating a switchable element light structure according to the invention.
  • This window has a light structure, for example the light structure 1000 of Figure 1, forming a transom.
  • a conventional insulating glazing 41 In the lower part is arranged a conventional insulating glazing 41.
  • Figure 9 is a front view of a window 4000 incorporating two flat luminous structures switchable element according to the invention.
  • the window 4000 is a window with, in the upper left and lower right, for example the light structure 2000 of Figure 2.
  • Two conventional insulating glass 51 are arranged in the upper right and the lower left.
  • Figure 10 is a side view of a double glazing illuminating 5000.
  • the system 5000 is an illuminating double glazing comprising: a first glass substrate 400,
  • a light structure according to the invention for example the light structure 1000 of FIG. 1, with its switchable element 100 facing the first glass substrate 400.
  • the light structure 1000 is preferably disposed on the side which it is desired to illuminate the most.
  • the electrodes were formed of external coatings and covering the entire surface of the glass sheets, but it is understood that at least one of the glass sheets may carry a group of electrodes formed of several zones each of more or less extensive surface each covered with a continuous coating.
  • One or the electrodes can also be in the internal space, as well as the switchable element, for example with a hydride active layer, the wall serving for example as a substrate for stacking the layers 202 to 206 described in Example 2.
  • the assembly variants of the electrodes may be applied differently to each of the glass sheets 2, 3 of the light structure, a glass sheet may have a first assembly variant while the other glass sheet has another assembly variant.
  • the light source may be the plasma gas.

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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. 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. 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. 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 SnO2: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 TiO2 au moins partiellement cristallisé sous forme anatase), ou encore un empilement antireflet du type par exemple Si3N4ZSiO2ZSi3N4ZSiO2.
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. II 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. 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 Ru 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%. 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 Rι_2 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 Rι_2 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 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. Un tel miroir électrochimique (REM en anglais) est par exemple divulgué dans l'article intitulé « Réversible 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 sélective coatings ; tunable réflectance by layered hydrogénation », 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- 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 Ta2O5 ou le ZrO2, 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, SnO2: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 Rn 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 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, 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)BO3:Eu, la couleur verte avec du LaPO4:Ce,Tb et la couleur bleue avec du BaMgAI10Oi7: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 Y2O3 :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 A1 et US006034470, deux électrodes respectivement associées aux deux parois et à l'extérieur de l'espace interne, comme décrit dans le document WO2004/015739A2, 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 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 ; 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.
EXEMPLE 1
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 SnO2 :F ou ITO.
Les électrodes 4, 5 sont reliées à une source d'alimentation électrique haute fréquence par des clinquants souples 1 1 a, 1 1 b.
L'élément commutable 100 comprend également des électrodes 102, 106 de préférence sous forme de couches transparentes, par exemple en SnO2 dopé fluor. On applique une différence de potentiel comprise typiquement entre - 1 V et + 1 V.
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 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 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 WO2004/015739 A2. 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'Agi 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 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 de 30 %
Dans une deuxième variante, montrée en figure 3, les matériaux 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.
EXEMPLE 2
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', T. Le matériau 6', T 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 SnO2 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, 1 1 b.
L'élément commutable 200 comprend également des électrodes 202, 206 de préférence sous forme de couches transparentes en SnO2 dopé fluor ou en ITO, l'une à la masse et l'autre avec une différence de potentiel continue ajustable 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 Ta2O5 ou ZrO2,
- 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, - 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 Ru 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 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 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 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 : - 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 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.

Claims

REVENDICATIONS
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.
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 Ru 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 TL 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.
1 1. 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.
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).
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.
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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