EP2102124A1 - Panneau lumineux - Google Patents

Panneau lumineux

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Publication number
EP2102124A1
EP2102124A1 EP07857695A EP07857695A EP2102124A1 EP 2102124 A1 EP2102124 A1 EP 2102124A1 EP 07857695 A EP07857695 A EP 07857695A EP 07857695 A EP07857695 A EP 07857695A EP 2102124 A1 EP2102124 A1 EP 2102124A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
panel
glass
light
leds
panel according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07857695A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Hugues Lefevre
Antoine Luijkx
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AGC Glass Europe SA
Original Assignee
AGC Glass Europe SA
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Filing date
Publication date
Application filed by AGC Glass Europe SA filed Critical AGC Glass Europe SA
Priority to EP07857695A priority Critical patent/EP2102124A1/fr
Publication of EP2102124A1 publication Critical patent/EP2102124A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C03C17/001—General methods for coating; Devices therefor
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    • C03C17/28—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material

Definitions

  • the present invention relates to a light panel with high optical efficiency including LEDs.
  • the very pure white light emitted by the LEDs is however colored pale yellow-green when it comes out of the transparent support.
  • the invention overcomes this disadvantage by providing a light panel that preserves the pure and brilliant quality free of any coloring of the light emitted by the LEDs.
  • the invention relates to a light panel as defined in claim 1.
  • the invention relates in particular to a high-efficiency light panel comprising light-emitting diodes ("LED's") and a rigid substrate isolating the LED's from the atmosphere outside the panel, characterized in that at least a portion of the substrate is a glass selected from the extra-clear glasses comprising at most 0.025% by weight of iron relative to the weight of glass, expressed as Fe 2 O 3 and in that at least a portion of the substrate is a glass selected from the glasses extra clear including cobalt in the form of CoO, the amount of cobalt being at most 1.5 ppm by weight cobalt, expressed as CoO.
  • LED's light-emitting diodes
  • the color difference defined by the square root of the sum of the squares of the L *, a * and b * coordinate differences of the light emitted by the LED's and that leaving the surface of the panel in the CIELAB color system n ' is not greater than 3.70 and preferably not greater than 3.60.
  • the light panel in accordance with the invention also has the advantage of absorbing only a very small proportion of the light energy emitted by the LEDs, thus leading to a high optical efficiency. .
  • the high-efficiency light panel according to the invention comprises light-emitting diodes or LED's which generate the luminous flux.
  • luminous flux is meant both the radiation which belongs to the visible spectrum and those which are external to it. LEDs emitting radiation belonging to the visible spectrum are however the most used.
  • the luminous flux emitted by the LEDs is generally monochromatic in nature or composed of a mixture of several monochromatic fluxes of determined wavelengths.
  • 4389 xClearLED or instead be the result of an assembly of several sheets or plates of the same material or different materials glued or welded to each other.
  • Examples are metal plates, ceramic, wood, plastic or glass plates, as well as laminates and veneers made with one or more of these materials.
  • Plates of plywood material comprising two or more sheets in at least one of these materials comprising a core made of small waste of the same materials bonded together, optionally also with a filler, may also be used, for example wooden plywood.
  • the material of the substrate or at least a part of the substrate is transparent in the light of the visible spectrum.
  • transparent plastic material also called “organic glass”
  • Traditional inorganic glasses are preferred.
  • the invention requires that the glass substrates used be extra clear glasses. Extra-clear lenses are lenses that transmit almost all visible visible light. Generally, they have a light transmittance Tg of more than 90.8% for a thickness of 4 mm and a light source standardized by the International Commission on Illumination (CLE.) Type A.
  • the extra clear glasses preferred as Substrates are those which have a Tg of at least 91.0% under the same conditions (4 mm thick and standard light source "A"). These performances are achieved provided that the extra clear glasses used as substrate contain only very little iron in their composition. All chemical species combined, it is imperative that the extra clear glasses suitable for the substrates of the panels according to the invention do not comprise more than 0.040% of total iron, expressed in the form of Fe 2 O 3 . Preferably, it is advantageous that they contain not more than 0.025% of Fe 2 O 3 .
  • the most preferred extra clear glass substrates are those which contain not more than 0.018% total iron, expressed as Fe 2 O 3 .
  • the extra clear glasses that are suitable may also include traces of dyes in the form of colored metal oxides. Traces of cobalt oxide or small amounts of neodymium oxide may thus be present in these glasses. When cobalt oxide is present, it is imperative that it does not exceed 3 ppm by weight in the glass composition, expressed as CoO oxide. Preferably, the content of these CoO glasses does not exceed 1.5 ppm by weight. With regard to neodymium, amounts of from 0 to 500 ppm by weight, expressed as Nd 2 O 3 , are allowed in the glass composition and preferably from 0 to 300 ppm by weight. Oxides of Co and Nd can be present simultaneously.
  • One embodiment of the invention consists of a panel comprising a plastic sheet laminated with the LEDs between two rigid substrate plates, at least a portion of the substrate being an extra clear glass.
  • the two rigid substrate plates isolate the plastic and LED's from the outside atmosphere around the panel.
  • the plastic is selected from those usually used for rolled products, particularly for laminated glass.
  • the plastic may be selected from thermoplastic polyesters, for example polyvinyl butyral, copolymers of ethylene and vinyl acetate and polyethylene terephthalates.
  • the LED's have been laminated with the plastic material in such a way that they lie
  • 4389 xClearLED completely inside the sheet of this material which is chosen with a thickness of at least 10% greater than that of the diodes and up to 50% greater than that of the diodes. In case of plastic sheet of insufficient thickness, it is possible to roll together a stack of several of these sheets so as to exceed by at least 10% the thickness of the LED's. In a variation of this embodiment, the extra clear glass sheet is located on the LED side to which light is emitted.
  • a panel comprising more than two rigid substrate plates, a part being an extra clear glass, is also possible.
  • the plastic and the LEDs are laminated between the two substrate plates, at least a portion of which is an extra clear glass.
  • a variant is also to laminate the plastic between several pairs of rigid substrate plates, those which comprise a part of extra clear glass.
  • the two substrate plates, or the pairs of substrate plates comprising an extra clear glass are completely transparent to visible light.
  • all rigid substrate plates be extra clear glass sheets.
  • An interesting variant is a panel completely transparent to visible light in which at least two sheets of glass located on either side of the LEDs and the plastic are selected from the extra clear glasses.
  • the panel is opaque or translucent to visible light. This is particularly the case for a panel in which a layer of opaque or translucent material relative to visible light is located on the side of the LEDs to which there is no light emission. In this other embodiment, it is preferred that all glass sheets on the LED side to which light is emitted are transparent and selected from the extra clear glasses.
  • a layer of opaque or translucent material relative to visible light is located on the side of the LEDs to which there is no light emission.
  • all glass sheets on the LED side to which light is emitted are transparent and selected from the extra clear glasses.
  • 4389 xClearLED panel is that of a mirror, the opaque layer being a layer of reflective material.
  • This reflective layer is a silver-based layer. It is similar to that found in mirrors commonly found on the market.
  • the glass sheet on which the reflective layer is deposited is obtained by a floating process on a molten tin bath ("float" process) and the silver-based reflective layer is deposited on the face. of the sheet that has been in contact with the tin bath.
  • the silver-based reflective layer is covered with at least one layer of protective paint.
  • the paint is lead free.
  • paints suitable for the opaque or translucent panel according to the invention may comprise various basic organic resins, such as polyurethane, silicone, alkyd, polyester, phenolic, amine, epoxy, acrylic, acryl-styrene and acrylamide resins in combination with organic and / or inorganic pigments.
  • Enamels that may be suitable also include inorganic pigments associated with a glass of composition more easily fusible than that of the glass sheet on which they are deposited.
  • Another embodiment of the panel according to the invention is still that of a security panel comprising a stack of at least two structures "glass sheet - plastic" laminated together with another sheet of glass over the last layer of plastic material.
  • LED's are arranged on at least one of the plastics located between two sheets of glass.
  • at least the glass of the leaves on the LED side to which the light is emitted is selected from the extra clear glasses.
  • Stacks of 2 or 3 laminated "glass-plastic" structures are preferred.
  • a panel according to any of the embodiments described above is such that the color difference of the light emitted by the LED's and that leaving the surface of the panel is very small.
  • This difference in color is defined in the standard CIELAB color system by the square root of the sum of the squares of the L *, a * and b * coordinate differences. According to the invention, it is preferred that this difference in color not be greater than 3.70. In a particularly preferred manner, this difference does not exceed 3.60.
  • the invention also relates to the use of a panel according to any of the embodiments described above as a lighting panel or as a decoration panel.

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Abstract

Panneau lumineux à rendement optique élevé comprenant des diodes électroluminescentes ("LED' s") et un substrat rigide isolant les LED' s de l'atmosphère extérieure au panneau, comprenant un substrat en verre sélectionné parmi les verres extra clairs à basse teneur en fer (<250 ppm). Utilisation du panneau comme panneau d'éclairage ou comme panneau de décoration.

Description

Panneau lumineux
La présente invention concerne un panneau lumineux à rendement optique élevé comprenant des diodes électroluminescentes (LED's).
On connaît un dispositif d'éclairage comprenant un panneau de support transparent en verre revêtu de bandes conductrices de l'électricité sur lesquelles sont montées des diodes électroluminescentes émettant leur lumière au travers du support transparent (brevet US 6,270,236 Bl).
Dans ce dispositif connu, la lumière blanche très pure émise par les LED's est cependant colorée en jaune-vert pâle lorsqu'elle sort du support transparent.
L'invention remédie à cet inconvénient en fournissant un panneau lumineux qui préserve la qualité pure et brillante exempte de toute coloration de la lumière émise par les LED's.
A cet effet, l'invention concerne un panneau lumineux tel que défini dans la revendication 1.
Ainsi, l'invention concerne notamment un panneau lumineux à rendement optique élevé comprenant des diodes électroluminescentes ("LED's") et un substrat rigide isolant les LED's de l'atmosphère extérieure au panneau, caractérisé en ce qu'au moins une partie du substrat est un verre sélectionné parmi les verres extra clairs comprenant au plus 0,025 % en poids de fer par rapport au poids de verre, exprimé sous forme de Fe2O3 et en ce qu'au moins une partie du substrat est un verre sélectionné parmi les verres extra clairs comprenant du cobalt sous la forme de CoO, la quantité de cobalt étant au plus 1,5 ppm en poids de cobalt, exprimé sous la forme de CoO.
4389 xClearLED Ainsi, la différence de couleur définie par la racine carrée de la somme des carrés des différences de coordonnées L*, a* et b* de la lumière émise par les LED's et celle quittant la surface du panneau dans le système de couleurs CIELAB n'est pas supérieure à 3,70 et préférentiellement pas supérieure à 3,60.
Les revendications dépendantes définissent d'autres formes possibles de réalisation de l'invention, dont certaines sont préférées.
Outre la préservation de la couleur blanche des LED's, le panneau lumineux conforme à l'invention présente aussi l'avantage de n'absorber qu'une très faible proportion de l'énergie lumineuse émise par les LED's, conduisant ainsi à un rendement optique élevé.
Le panneau lumineux à rendement optique élevé selon l'invention comprend des diodes électroluminescentes ou LED's qui génèrent le flux lumineux. Par flux lumineux, on entend aussi bien les radiations qui appartiennent au spectre visible que celles qui sont extérieures à celui-ci. Les LED's émettant des radiations appartenant au spectre visible sont cependant les plus employées. Le flux lumineux émis par les LED's est généralement de nature monochromatique ou composé d'un mélange de plusieurs flux monochromatiques de longueurs d'onde déterminées.
Le panneau lumineux selon l'invention comprend aussi un substrat rigide isolant les LED's de l'atmosphère extérieure au panneau. Par substrat rigide on entend ici un corps plein de forme plate, c'est-à-dire de faible épaisseur comparée à ses autres dimensions et de résistance mécanique aux sollicitations de flexion et de torsion suffisante pour ne pas se déformer sous l'action de sollicitations extérieures que l'on rencontre couramment dans le milieu ambiant dans lequel on utilise généralement le panneau. En particulier, les substrats rigides utilisés résistent généralement bien au vent, et aux intempéries en général, que l'on rencontre dans les milieux d'utilisation de ces panneaux, y compris la glace et la neige. Le substrat peut se présenter sous la forme d'une plaque rigide constituée d'un matériau unique
4389 xClearLED ou au contraire être le résultat d'un assemblage de plusieurs feuilles ou plaques du même matériau ou de matériaux différents collés ou soudés les uns aux autres. Des exemples sont des plaques métalliques, des plaques en céramique, en bois, en matière plastique ou en verre, ainsi que les laminés et placages réalisés avec un ou plusieurs de ces matériaux. Des plaques de matériau contre-plaqué comprenant deux feuilles ou plus en au moins un de ces matériaux comprenant une âme réalisée en déchets de petites dimensions des mêmes matériaux collés entre eux, éventuellement aussi avec une matière de charge, peuvent aussi être utilisées, par exemple les contre-plaqués en bois.
Selon l'invention, le matériau du substrat ou tout au moins, une partie du substrat, par exemple une ou plusieurs des plaques qui le constitue, est transparent à la lumière du spectre visible. C'est le cas, notamment des substrats en verre ainsi qu'en matière plastique transparente (encore appelée "verre organique"). Les verres inorganiques traditionnels sont préférés. Afin d'atteindre un rendement optique élevé, l'invention requiert que les substrats en verre utilisés soient des verres de type extra clairs. Les verres extra clairs sont des verres qui transmettent quasi toute la lumière visible incidente. Généralement, ils présentent un coefficient Tv de transmission lumineuse de plus de 90,8 % pour une épaisseur de 4 mm et une source lumineuse normalisée par la Commission Internationale de l'Eclairage (CLE.) de type A. Les verres extra clairs préférés comme substrat sont ceux qui présentent une Tv d'au moins 91,0 % dans les mêmes conditions (4 mm d'épaisseur et source lumineuse standard "A"). Ces performances sont atteintes à condition que les verres extra clairs utilisés comme substrat ne contiennent que très peu de fer dans leur composition. Toutes espèces chimiques confondues, il est impératif que les verres extra clairs convenant pour les substrats des panneaux conformes à l'invention ne comprennent pas plus de 0,040 % de fer total, exprimé sous la forme de Fe2O3. De préférence, il est avantageux qu'ils ne contiennent pas plus de 0,025 % de Fe2O3. Les substrats en verre extra clairs les plus préférés sont ceux qui ne contiennent pas plus de 0,018 % de fer total, exprimé en Fe2O3.
4389 xClearLED Ces verres extra clairs présentent une teinte neutre brillante, parfois très légèrement colorée, en particulier lorsqu'examinée sous une grande épaisseur sur la tranche du verre, par exemple. Lorsque la coloration légère apparaît plutôt légèrement bleuâtre plutôt que verdâtre ou jaunâtre, l'aspect brillant du verre en paraît encore renforcé. On admet généralement qu'à cette fin, la mesure de longueur d'onde dominante en transmission d'un verre de 4 mm d'épaisseur illuminé en lumière normalisée de type "C" par la CLE. ne doit pas dépasser 495 nm. Par ailleurs, la couleur bleue ne doit pas non plus tirer vers les teintes pourpres. Il est pour cela souhaitable que la longueur d'onde dominante d'un tel verre mesurée dans les mêmes conditions soit d'au moins 460 nm et, de préférence 470 nm. Afin de parvenir à la teinte adéquate, les verres extra clairs qui conviennent peuvent aussi comprendre des traces de colorants sous forme d'oxydes de métaux colorés. Des traces d'oxyde de cobalt ou de petites quantités d'oxyde de néodyme peuvent ainsi être présentes dans ces verres. Lorsque l'oxyde de cobalt est présent, il est impératif qu'il ne dépasse pas 3 ppm en poids dans la composition du verre, exprimé sous forme d'oxyde CoO. De préférence, la teneur de ces verres en CoO ne dépasse pas 1,5 ppm en poids. En ce qui concerne le néodyme, on admet des quantités de 0 à 500 ppm poids, exprimées en Nd2O3, dans la composition du verre et de préférence de 0 à 300 ppm poids. Des oxydes de Co et de Nd peuvent être présents simultanément.
Un mode de réalisation de l'invention consiste en un panneau comprenant une feuille de matière plastique laminée avec les LED's entre deux plaques de substrat rigide, une partie au moins du substrat étant un verre extra clair. Dans ce mode, les deux plaques de substrat rigide isolent la matière plastique et les LED's de l'atmosphère extérieure qui règne autour du panneau. La matière plastique est choisie parmi celles qui sont habituellement utilisées pour les produits laminés, en particulier pour les verres laminés. En pratique, on peut choisir la matière plastique parmi les polyesters thermoplastiques, par exemple le polyvinylbutyral, les copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle et les polyéthylènetéréphtalates. Les LED's ont été laminées avec la matière plastique de manière telle qu'elles se situent
4389 xClearLED complètement à l'intérieur de la feuille de cette matière qui est choisie avec une épaisseur d'au moins 10 % supérieure à celle des diodes et pouvant aller jusqu'à 50 % supérieure à celle des diodes. En cas de feuille de matière plastique d'épaisseur insuffisante, il est possible de laminer ensemble un empilage de plusieurs de ces feuilles de manière à dépasser d'au moins 10 % l'épaisseur des LED's. Dans une variante de ce mode de réalisation, la feuille de verre extra clair est située du côté des LED's vers lequel la lumière est émise.
Un panneau comprenant plus de deux plaques de substrat rigide, une partie étant un verre extra clair, est aussi possible. Dans ce cas, la matière plastique et les LED's sont laminées entre les deux plaques de substrat dont une partie au moins est un verre extra clair. Dans le cas où plusieurs parties de plaques de substrat différentes sont en verre extra clair, une variante est aussi de laminer la matière plastique entre plusieurs paires de plaques rigides de substrat, celles qui comprennent une partie de verre extra clair.
Dans ce mode de réalisation, il est intéressant que les deux plaques de substrat, ou les paires de plaques de substrat comprenant un verre extra clair soient complètement transparentes à la lumière visible. Dans ce mode de réalisation, on préfère que toutes les plaques de substrat rigide soient des feuilles de verre extra clair. Une variante intéressante est un panneau complètement transparent à la lumière visible dans lequel au moins deux feuilles de verre situées de part et d'autre des LED et de la matière plastique sont sélectionnées parmi les verres extra clairs.
Dans un autre mode de réalisation du panneau conforme à l'invention, le panneau est opaque ou translucide à la lumière visible. C'est le cas notamment, pour un panneau dans lequel une couche de matière opaque ou translucide par rapport à la lumière visible est située du côté des LED's vers lequel il n'y a pas d'émission de lumière. Dans cet autre mode de réalisation, on préfère que toutes les feuilles de verre situées du côté des LED's vers lequel la lumière est émise soient transparentes et sélectionnées parmi les verres extra clairs. Un cas particulier d'un
4389 xClearLED panneau selon cet autre mode de réalisation est celui d'un miroir, la couche opaque étant une couche de matière réfléchissante. Cette couche réfléchissante est une couche à base d'argent. Elle est semblable à celle rencontrée dans les miroirs couramment rencontrés sur le marché. De préférence, la feuille de verre sur le quel est déposé la couche réfléchissante est obtenue par un procédé de flottage sur un bain d'étain en fusion (procédé "float") et la couche réfléchissante à base d'argent est déposée sur la face de la feuille qui a été en contact avec le bain d'étain. La couche réfléchissante à base d'argent est recouverte d'au moins une couche de peinture protectrice. De préférence, la peinture est exempte de plomb.
Un autre cas particulier de panneau opaque ou translucide à la lumière visible est celui d'un panneau peint, la couche opaque étant une couche de peinture ou d'émail. Des peintures convenant pour le panneau opaque ou translucide selon l'invention peuvent comprendre diverses résines organiques de base, telles que les résines polyuréthane, silicone, alkyde, polyester, phénolique, aminé, époxy, acrylique, acryl-styrène et acrylamide en association avec des pigments organiques et/ou minéraux. Des émaux pouvant convenir comprennent aussi des pigments minéraux associés à un verre de composition plus facilement fusible que celle de la feuille de verre sur laquelle ils sont déposés.
Un autre mode de réalisation du panneau conforme à l'invention est encore celui d'un panneau de sécurité comprenant un empilage d'au moins deux structures "feuille de verre - matière plastique" laminées ensemble avec une autre feuille de verre par-dessus la dernière couche de matière plastique. Dans ce panneau de sécurité, des LED's sont disposées sur au moins une des matières plastiques situées entre deux feuilles de verre. De préférence, au moins le verre des feuilles situées du côté des LED's vers lequel la lumière est émise étant sélectionné parmi les verres extra clairs. Des empilages de 2 ou 3 structures "feuille de verre - matière plastique" laminées sont préférées.
4389 xClearLED D'une manière générale, un panneau selon un quelconque des modes de réalisation décrits plus haut est tel que la différence de couleur de la lumière émise par les LED's et celle quittant la surface du panneau est très peu élevée. Cette différence de couleur est définie, dans le système de couleurs normalisé CIELAB, par la racine carrée de la somme des carrés des différences de coordonnées L*, a* et b*. Selon l'invention, on préfère que cette différence de couleur ne soit pas supérieure à 3,70. De manière particulièrement préférée, cette différence n'excède pas 3,60.
L'invention concerne aussi l'utilisation d'un panneau selon une quelconque des formes de réalisation décrites plus haut comme panneau d'éclairage ou comme panneau de décoration.
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Claims

REVENDICATIONS
1. Panneau lumineux à rendement optique élevé comprenant des diodes électroluminescentes ("LED's") et un substrat rigide isolant les LED's de l'atmosphère extérieure au panneau, caractérisé en ce qu'au moins une partie du substrat est un verre sélectionné parmi les verres extra clairs comprenant au plus 0,025 % en poids de fer par rapport au poids de verre, exprimé sous forme de Fe2O3 et en ce qu'au moins une partie du substrat est un verre sélectionné parmi les verres extra clairs comprenant du cobalt sous la forme de CoO, la quantité de cobalt étant au plus 1,5 ppm en poids de cobalt, exprimé sous la forme de CoO.
2. Panneau lumineux selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une feuille de matière plastique laminée avec les
LED's entre au moins deux plaques de substrat rigide transparent isolant la matière plastique et les LED's de l'atmosphère extérieure au panneau.
3. Panneau lumineux selon la revendication 2, caractérisé en ce que la feuille de verre extra clair est située du côté des LED's vers lequel la lumière est émise.
4. Panneau selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est un panneau transparent dans lequel au moins deux feuilles de verre situées de part et d'autre des LED et de la matière plastique sont sélectionnées parmi les verres extra clairs.
5. Panneau selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est un panneau opaque ou translucide dans lequel une couche de matière opaque ou translucide par rapport à la lumière visible est située du côté des LED's vers lequel il n'y a pas d'émission de lumière et que toutes les feuilles de verre situées du côté des LED's vers lequel la lumière est émise sont transparentes et sélectionnées parmi les verres extra clairs.
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6. Panneau selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il est un miroir, la couche opaque étant une couche de matière réfléchissante.
7. Panneau selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est un panneau peint, la couche opaque étant une couche de peinture ou d'émail.
8. Panneau de sécurité selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un empilage d'au moins deux structures "feuille de verre - matière plastique" laminées ensemble avec une autre feuille de verre pardessus la dernière couche de matière plastique, des LED's étant disposées sur au moins une des matières plastiques situées entre deux feuilles de verre et au moins le verre des feuilles situées du côté des LED's vers lequel la lumière est émise étant sélectionné parmi les verres extra clairs.
9. Utilisation du panneau lumineux selon une quelconque des revendications 1 à 8 comme panneau d'éclairage ou comme panneau de décoration.
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