EP2349783A1 - Module a diodes electroluminescentes pour vehicule, support a diodes - Google Patents

Module a diodes electroluminescentes pour vehicule, support a diodes

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Publication number
EP2349783A1
EP2349783A1 EP09760222A EP09760222A EP2349783A1 EP 2349783 A1 EP2349783 A1 EP 2349783A1 EP 09760222 A EP09760222 A EP 09760222A EP 09760222 A EP09760222 A EP 09760222A EP 2349783 A1 EP2349783 A1 EP 2349783A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
diodes
diode
glazing
sheet
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Withdrawn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
EP09760222A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Adèle VERRAT-DEBAILLEUL
Béatrice MOTTELET
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 EP2349783A1 publication Critical patent/EP2349783A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to vehicle glazings, and in particular to light-emitting diode glazings.
  • LEDs in English or LEDs in French More and more vehicles use light emitting diodes (LEDs in English or LEDs in French).
  • WO2006128941 proposes for example a panoramic roof with homogeneous illumination on the surface by diode (s) electroluminescent (s).
  • This roof has a laminated structure which is composed of an outer sheet extracting light, a transparent central light guiding sheet, and an inner sheet of light diffusion.
  • a support of a light guide is a C-section profile on the perimeter of the laminated structure, the light guide being connected to a diode at its end.
  • This structure is complex and lacks compactness.
  • the light-emitting diodes are mounted on a lateral support which is a section of rectangular section fixed to the edge of the inner and outer leaves while a hole is made in the central sheet to house the diodes.
  • the invention proposes to design an alternating light emitting diode module which is reliable, at least with a controlled light injection, which is robust and compact while remaining simple to achieve and mount.
  • the present invention also aims a diode module satisfying the industrial requirements (in terms of efficiency, so cost, cadence, automation %), thus making a production "low cost” without sacrificing performance.
  • the present invention proposes a light-emitting diode module for a vehicle comprising:
  • a glazing unit with main faces comprising at least a first curved transparent sheet having a first main face and a second main face and a wafer, light-emitting diodes each comprising an emitter chip capable of emitting one or more visible and guided radiation (s) in the first sheet after injection by the wafer (perforated or not) or by the lateral face opposite hole (s) in one of the first or second main faces and housing the diodes, guidance before extraction via at least one of the first and / or second faces,
  • a support section for the diodes at the edge of the glazing unit comprising a glass fixing clip with a so-called median part, a first discontinuous wing and a second discontinuous wing,
  • the first wing having a first series of tabs for fixing and / or centering the clip spaced apart from each other
  • the second wing having a second series of tabs for fixing the clip (or even centering as well) spaced apart from one another, the first and / or second series of tabs thus forming means for holding the diodes in vertical positions (ie position according to FIG. vertical axis at the mean plane of the glazing) predetermined with respect to the first sheet, this independently of the curve and any curve variations.
  • the injection of the light emitted by all the diodes is perfectly controlled thanks to the adapted mounting bracket.
  • the chips are not necessarily aligned with each other. It suffices (at least) that they remain in front of the optical coupling zone with the first sheet, which is therefore the slice or the lateral face of hole (s).
  • the radii of curvature can be very varied. For roofs, they vary for example between 2000 and 6000 mm. For glasses, they can be very variable, for example from 200 to 6000 mm. On smaller panes of the quarter panel type, the radius of curvature can vary from 150 mm locally to 2000 mm.
  • the radii of curvature may be of the same order or less than the radii of curvature of the mineral glass.
  • the radius of curvature is for example of the order of 100 mm with abrupt variations of radii of curvature.
  • Shape tolerances vary depending on the size and manufacturing process of the glazing. For example, on a side glass of mineral glass, the curve tolerances at 5 mm from the edge of the glass are generally of the order of +/- 0.5 to +/- 1.5 mm. In the case of roofs, the tolerances oscillate between +/- 0.5 and +/- 2.5 mm depending on size and process.
  • the curve tolerances may be of the same order as the mineral glass or slightly lower depending on glazing control methods taking into account the flexibility of the plastic (depending on the number of reference points and / or clamping, the vertical or horizontal orientation of the glazing during the inspection, ..)
  • the number and position of the legs of the first series and / or the second series will depend on the number of diodes, the space between each diode and the curve.
  • At least one fixing lug and / or centering is in a plane transverse to the glazing, in particular, as a function of the mounting of the diodes, transverse plane to the mean plane of the glazing or the edge of the glazing and / or to the lateral face facing said housing hole of the diodes, said plane passing through said diode or the diode group, in particular by a diode of said group (center of the group for example).
  • the total number of diodes is defined by the size and location of the areas to be illuminated, by the desired light intensity and the required light homogeneity.
  • the spacing between the legs of the same series is a function of the number and size of diodes and the curve and the fact that the legs of the two series are opposite or offset (larger spacing then possible). It can therefore vary typically between 20 mm and 250 mm.
  • the length of the fixing and / or centering lugs may vary from 3 to 30 mm.
  • the width of the fixing and / or centering lugs may vary from 2 to 30 mm.
  • the legs of the same series can be identical.
  • the legs of the same series can be aligned with each other.
  • the legs of the two series may be identical.
  • the legs of two series can be opposite or staggered.
  • the cross section of the fastening clip is variable and for example:
  • the fixing lugs have, preferably at their ends, clipping portions.
  • the longitudinal section of the clipping ends can be relatively free: for example rectangular, trapezoidal, triangular, T ...
  • the cross section of the clipping ends can be preferably curved.
  • the module comprises a polymeric encapsulation, particularly thick from 0.5 mm to several cm, located at the edge of the glazing and covering all or part of the diode support profile, and preferably sealing means to the material. liquid encapsulation injected at a given temperature and pressure.
  • the encapsulating material is black or colored (for aesthetic and / or masking purposes). Since the material is not sufficiently transparent to the visible radiation (s), sealing is necessary to ensure a good injection of light into the first sheet.
  • the encapsulation may be polyurethane, especially PU-RIM (reaction in mold in English), the crosslinking of the two-component PU operating in the mold, once the two components injected simultaneously.
  • This material is typically injected up to 130 0 C and a few tens of bars.
  • encapsulating materials are: preferably thermoplastic elastomeric thermoplastic (TPE), polyvinyl chlorine (PVC), ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), typically injected between 160 ° C. and 240 ° C. and at 100 bars,
  • TPE thermoplastic elastomeric thermoplastic
  • PVC polyvinyl chlorine
  • EPDM ethylene-propylene-diene terpolymer
  • PC polycarbonate
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PA66 polyamide
  • ABSPC acrylonitrile butadiene styrene
  • PU internal or external
  • silicone silicone
  • acrylic acrylic
  • thermoplastic resin PVB, EVA ... (internal or external).
  • the encapsulation may form additional sealing means, for example more effective in the long term possibly via a layer of primer, mono, bi or tri-components, for example based on polyurethane, polyester, polyvinyl acetate, isocyanate
  • silicone adhesives in the case of encapsulation on mineral glass, it may be preferable to prohibit silicone adhesives as an external adhesive, because they adhere very well to the glass but will prevent the adhesion of the encapsulated material to the glass.
  • Encapsulation also brings a good aesthetic finish and allows to integrate other elements or functions:
  • the encapsulation can be of any form, with or without lip, biface, triface.
  • a tubing in other words a closed cell sealing profile, can also be attached to the encapsulation.
  • Sealing means can be useful at several levels: o at the time of manufacture of the module, as described previously o in the long term, for example 5 years, especially for a protection against the humidity of chips (liquid water, steam), to avoid pollution of space emitted radiation
  • the standard D47 1165-H7 used in the automobile describes the test of wet poultice H7.
  • This test involves drowning the test piece in cotton soaked in demineralised water and enclosing it in an airtight bag, then placing it in an oven at 65 ° C for 7 days. Then the pieces are removed, stripped cotton soaked and placed at 20 0 C for 2 hours. Parts can finally be observed and tested mechanically or functionally to evaluate the effect of moisture on the system.
  • This test corresponds to several years of natural aging in a humid and hot environment.
  • a high-pressure water jet cleaning test such as the washing resistance test using a D25 5376 high pressure washer used in the automobile: pressure up to 100 bar with a nozzle / box distance up to 100 mm.
  • Sealing means for the fluid (s) may be chosen from: an adhesive, said external placed on the surface of the support of the diodes, opposite the surface facing the glazing, and protruding on the periphery of the glazing, possibly forming all or part of the means for fixing the support to the glazing,
  • Adhesive tape optionally an enveloping strip with a covering portion on the support extended by the projecting parts
  • an adhesive material for filling the radiation space emitted transparent to said radiation preferably an adhesive, a thermoplastic resin, a double-sided adhesive,
  • the external adhesive may be an adhesive tape: - monolithic, common to all the diodes, - or in pieces, by diodes or group (s) of diodes.
  • the strip is fixed at the periphery of the glazing, by the edge of the glazing and / or by one or more main faces of the glazing.
  • the so-called band then enveloping, can completely cover the support by lower and upper parts and side parts.
  • the band is of dimensions (width and length) greater than the dimensions of the emergent portion of the diode support.
  • the strip may also cover only the support with lower and upper parts and not the side parts (or sides) of the support profile. To facilitate the passage of the connectors, we can make through holes in the band.
  • the lateral parts (or sides) of the support profile are sealed to the (s) (encapsulation and / or long-term) fluid (s) by "localized” adhesive means such as those already described. : glue, resin etc.
  • connection passes between the support and the glazing, we can make through holes in the adhesive.
  • the adhesive strip may comprise a rigid core (metal %) protruding from the edge of the strip and not covered, to facilitate tearing the tape at the time of repairing the vehicle or changing diodes ...
  • the adhesive material for protecting the chips transparent to said radiation (s) is identical to the filling material and is chosen from:
  • the space of the emitted radiation varies naturally according to the radiation pattern of the chips, defined by a main direction of emission and a cone of emission.
  • the complete space between the wafer and the chips (pre-encapsulated or not), and possibly bounded by one or more wings of the support, is filled by the adhesive material.
  • the module comprises a pre-assembled polymeric seal, for example made of elastomer, especially TPE (for thermoplastic elastomer), or EPDM, a few mm thick (typically between 2 and 15 mm).
  • the seal may possibly form the mounting support section to the glazing (the diodes may be on a base added and fixed to the support, for example of rectangular cross section), or the seal covering all or part of the support profile of the diodes.
  • the seal can be adhesive for its maintenance.
  • the U-shaped seal can more preferably simply hold by pinching or donning the two main faces of the glazing.
  • the seal can be of any form: in L, in U ...
  • the seal can carry the diodes and the base or strip carrying the diodes (of rectangular section for example).
  • the seal (associated with the base) can form here the mounting bracket to the glazing.
  • the seal may comprise a metal core.
  • the seal can be dismountable at any time. It can nevertheless form additional sealing means, for example (more) effective in the long term possibly by one or more of the lips of the elastomer seal stressed after fixing.
  • the elastomer in particular EPDM, has a sealing function and good properties of compression remanence.
  • the sealing means used are preferably between the seal and the periphery of the glazing.
  • the support can be attached to the glazing before mounting the seal, the seal is then mounted by all existing means (clamping the U-shaped support, gluing by means of a double-sided adhesive ).
  • the seal with the diodes can be preferably mounted in an assembly operation, with a single translational movement (by pinching, shoes ).
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • PVB polyvinyl butyral
  • a double-sided adhesive transparent internally
  • single-sided externally
  • an adhesive transparent if in-house
  • the middle part is extended on either side by the first and second wings which are on the side of the second main face, the profile comprising a carrier portion of the diodes separate and secured to the fastening clip, the second face is coated (at least) at the edge of a so-called holding layer with at least one recess for fixing and / or centering the fastening clip.
  • the holding layer preferably rigid or semi-rigid (for better centering and / or fixing accuracy) can be:
  • a masking layer black or colored, for example a polymeric layer, in particular a polycarbonate layer on a first polycarbonate sheet, an overmolded layer, for example a layer of encapsulation material (such as that already described above, and possibly incorporating one or more module attachment inserts and / or reinforcement as already described above).
  • the retaining layer may be of minimum thickness equal to 1 mm to 20 mm.
  • the retaining layer may be bonded to the first sheet by an adhesive.
  • the support can be thus defined:
  • the first and second wings are longitudinal, that is to say extending substantially parallel to the mean plane of the first leaf, the first wing being closer to the second face than the second wing,
  • each leg of the second series carries a so-called clipping end (preferably rounded) housed in a recess of the free main surface, said clipping recess, wider than the width of the end clipping,
  • the length of the clipping lugs is greater than the length of the centering lugs
  • the legs of the second wing are spaced from the free surface, or housed in one or more (s) of the main free surface.
  • the clipping ends may be aligned or staggered, with each other and with the centering tabs.
  • the centering recess can be individual (specific to each leg) or common to several (all) centering tabs. This obviously centering can be:
  • the centering and / or clipping lugs may be of preferably straight cross section, in particular rectangular (excluding clipping ends).
  • the centering and / or clipping lugs may be substantially planar (excluding clipping ends).
  • the medial portion may be preferably spaced apart from the holding layer and substantially flat or curved.
  • the carrying part of the diodes can be substantially flat.
  • the profile can be of constant thickness.
  • the middle portion (and the integral carrier portion) of the diode support is preformed with a curvature substantially equal to the nominal curvature of the glazing.
  • the centering tabs can then be based on:
  • the curve is greater than the nominal curve.
  • the median part of the support (and the solidarity carrier part) is flat and flexible before mounting on the glazing and elastically deformed during its assembly, thus becoming curved according to the curve of the glazing (at least) at the level of the fixing zones by the legs.
  • the centering tabs rest on the longitudinal face of the recess furthest from the second face. On the sides of the support, the centering tabs rest on the longitudinal face of the recess closest to the second face (or even on the second face if necessary).
  • the centering (and clipping) recesses can be on the outside of the holding layer (the side farthest from the center of the glazing), the carrying part of the diodes being opposite the the first leaf.
  • the centering recesses (and clipping) are on the inner side of the holding layer (side closer to the center of the glazing).
  • at least one or each diode (chip (pre) encapsulated or not) is in a hole (a groove for all the diodes if the carrier part is continuous, or a plurality of holes), the carrier part opening into the hole or holes.
  • the centering recess (s) are preferably of depth (longitudinal dimension) less than or equal to the width of the hole (s) for the installation of the support, otherwise a groove opening is used for a mounting by the side.
  • a conventional (pre) encapsulation of the chips may suffice and the tightness of the emitted radiation space may not be essential if the risk of fouling, pollution of any kind in this area are limited.
  • the middle part being on or above the holding layer, the middle part being extended on both sides by the first and second wings which are transverse, that is to say in the plane perpendicular to the mean plane of the first sheet, the first and second series of fastening tabs used for clipping, (at least) one or each leg of the first and second series (Aligned or not) carries a so-called clipping end (preferably substantially rounded) housed in a recess of the so-called clipping layer, the carrying part of the diodes being substantially transverse and between the first and second flanges and partly in a hole or said holes for diode (s) of the holding layer.
  • the hole or holes for diode (s) are through and the carrier portion opens into one or more housing holes of the diodes in the second face.
  • the clipping recess (s) may be on the free main surface, or on the sides of the retaining layer.
  • the retaining layer may have a local extra thickness in the clipping zone.
  • the tabs adjust the vertical position of the diodes.
  • the diodes are in front of the optical coupling zone with the first element, namely the lateral face of the housing hole.
  • each diode that is to say the distance between the chip and the lateral coupling face is dictated by the centering tabs. This distance is for example of the order of 0.5 mm.
  • the hole or holes for diodes and / or housing are then preferably of slightly greater width than the cumulative width of the diode and the carrier part.
  • the carrier part of the diodes may be of constant cross section, constant, for example rectangular.
  • the carrier portion of the diodes may also be discontinuous, of local cross section (at the level of the diodes) straight, constant, for example rectangular and with recessed areas (preferably up to the middle part, between the diode areas.
  • additional longitudinal clamping tabs of length (slightly) greater than the thickness of the diode, of the holding layer, with tabs possibly against the recess in case of inclination of the receiving part, to prevent the chip from touching the side face.
  • additional horizontal centering lugs short, that is to say of length less than the thickness of the holding layer, lugs that are housed in recesses. additional layers of the holding layer.
  • the carrier part is sufficiently recessed between the diode zones, the latter can be reported on the median part and fixed by any means.
  • the middle part and the carrier part are preferably in one piece.
  • the middle portion carries diodes and legs, the local legs of the first and second series are fixing lugs for internal clipping, said lugs being longitudinal, in contact with opposite longitudinal faces of one or more holes made in the edge of the first sheet.
  • the module is compact. The tabs adjust the vertical position of the diodes
  • the spacing between the brackets of the first series and those of the second series is greater than the thickness of the hole or holes in the wafer to have a better clipping effect.
  • the median portion is preformed with a curve substantially equal to the nominal curvature of the glazing.
  • the middle part tends to be shifted vertically in one direction.
  • One of the series of legs therefore presses more on the glazing.
  • the middle part tends to be shifted vertically in the other direction.
  • the median portion is flat and flexible before mounting on the glazing and elastically deformed during its assembly, thus becoming curved according to the curve of the glazing (at least) at the fixing zones by the legs .
  • the middle part tends to be vertically offset in one direction.
  • One of the series of legs therefore presses more on the glazing.
  • the middle part tends to be vertically offset in the other direction.
  • the other series of legs therefore presses more on the glazing.
  • the middle portion carries diodes and tabs
  • the local tabs of the first and second series are fastening tabs for internal clipping, said tabs being transverse, in contact with opposite transverse faces d one or more holes made in the second main face of the first sheet.
  • diodes on a base fixed on the median and protruding part of the legs diodes with emission (s) oblique (s) in a zone without leg impeding the emission,
  • the middle part carries the diodes, facing the edge of the glazing (for example of the first sheet) and prolonged from side to side.
  • the first wing is associated with one of the main faces of the glazing
  • the second wing is associated with another of the main faces of the glazing
  • the local legs of the first and second series being legs of fastening for clipping and centering.
  • the term of clip is taken in the broad sense (fixation possible by pinching or donnage).
  • the length of the support varies according to the number of diodes and the extent of the surface to be illuminated, in particular 25 mm to the length of an edge of the glazing (for example 1 m).
  • the support can be perforated for an external adhesive glue to flood the chips and / or the optical coupling space.
  • the support may be of flexible material, dielectric or electroconductive, for example metal (aluminum etc), be composite.
  • the support can be if necessary in sealing material to the fluid (s) (injection material and / or long-term), unless this function can be performed by another external element wrapping (external adhesive, seal preassembled ).
  • the support can be monolithic or in several pieces.
  • the support can be made by folding.
  • the support may furthermore have one or the following characteristics: - be deformable,
  • - be thin (sufficiently to be deformable), in particular of thickness less than or equal to 0.2 mm, in particular of thickness less than or equal to 3 mm, for example between 0.1 and 3 mm,
  • the invention also covers the diode support profile (with the diodes preferably) for attachment to a vehicle module as described in the previous embodiments.
  • the diodes can be (pre) assembled on a base or bases (with power supply leads) preferably thin, in particular of thickness less than or equal to 1 mm, or even 0.1 mm, which are fixed to the supports (metal for example).
  • the support itself can directly carry chips and power supply tracks.
  • the distance between the carrying portion of the chips and the first sheet is preferably less than or equal to 5 mm, and preferably the distance between the chips and the first sheet is less than or equal to 2 mm. In particular one can use chips of width 1 mm, length 2.8 mm, height 1.5 mm.
  • the materials with an absorption coefficient less than or equal to 25 m -1 , even more preferably 5 m -1 .
  • an optical index closest to that of the first sheet for example a delta of index less than or equal to 0.3, or even 0.1.
  • the coupling edge or edges of the first sheet it is possible to provide rounded edges. Particularly in the case where the emitted radiation space is air, it is possible to take advantage of the refraction at the air interface / first sheet of appropriate geometry (rounded edge, or even beveled ..) allowing to focus the rays in the first sheet.
  • the coupling edge or edges of the first sheet it is preferable to provide frosted (scattering) edges. In this case, the losses by diffusion are limited thanks to internal adhesive sealing because the adhesive is integrated into the infractuosities of the frosted edge.
  • the transmission factor of the first sheet around the peak of the visible radiation of the chips is greater than or equal to 50%, even more preferably greater than or equal to 70%, and even greater than or equal to at 80%.
  • the glazing can be simple (a single sheet), the first sheet being made of glass or plastic, in particular PC, etc ...
  • the glazing can be laminated (several sheets) formed:
  • a first transparent sheet mineral glass (floated, etc.) or organic (PC, PMMA, PU, ionomer resin, polyolefin), thick or thin,
  • lamination interlayer made of laminating material
  • second sheet opaque or not, transparent, tinted, mineral glass, or organic with various features: solar control coating ..
  • thermoplastic without plasticizer such as ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), polyvinyl butyral (PVB).
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • PVB polyvinyl butyral
  • first sheet / interlayer / second sheet - mineral glass / interlayer / mineral glass
  • glass in the absence of precision, glass is understood to mean a mineral glass.
  • the edge of the first sheet (before soaking) can be cut from single or laminated glazing to house the diodes.
  • the structure may comprise a laminated glazing unit formed of the first glass sheet, a selected laminating interlayer, for example a translucent PVB for distributing the light, and a second glass sheet optionally with a diffusing main external surface.
  • a laminated glazing unit formed of the first glass sheet, a selected laminating interlayer, for example a translucent PVB for distributing the light, and a second glass sheet optionally with a diffusing main external surface.
  • the glazing is simple, or even plastic, to gain compactness and / or lightness.
  • the first and / or second sheets may be of any shape (rectangular, square, round, oval, etc.).
  • the first sheet may preferably be made of soda-lime glass, for example made of PLANILUX glass from SAINT GOBAIN GLASS.
  • the second sheet may be colored, for example, with VENUS glass from SAINT GOBAIN GLASS.
  • the glass may have optionally previously undergone a heat treatment of the type hardening, annealing, quenching, bending.
  • the extraction face of the glass can also be mate, sandblasted, screen printed, etc.
  • the module is intended to equip any vehicle: - side windows, roof, rear window, windshield of a land vehicle: automobile, commercial vehicle, truck, train,
  • the invention widens the range of illuminating roofs available. Indeed, the light emitting diode module is suitable for any roof configuration, particularly the roofs mounted from the outside to the roof of the body, fixed roofs like the sunroofs.
  • Radiation extraction (the type and / or the position of chips) is adjusted for: - ambient lighting, reading, especially visible inside the vehicle,
  • remote control detection of the vehicle in a parking lot or other, indicator of (un) locking of doors, or - safety signaling, for example as stop lamps on the rear, a substantially homogeneous illumination over the entire extraction surface (one or more extraction zones, common or distinct function).
  • the light can be: - continuous and / or intermittently,
  • Visible inside the vehicle it can have a function of night lighting or display information of any kind, such as drawing, logo, alphanumeric signage or other signs.
  • display information of any kind, such as drawing, logo, alphanumeric signage or other signs.
  • decorative patterns one can form one or more light strips, a peripheral light frame.
  • warning lights for persons outside the vehicle (example: warning lamp for activating the vehicle alarm in the side windows),
  • the module may comprise a receiving diode of control signals, in particular in the infrared, for remotely controlling the diodes.
  • the invention also relates to a vehicle incorporating the module defined above.
  • the diodes may be simple semiconductor chips for example of the order of a hundred microns or mm.
  • the diodes may, however, comprise a protective envelope (temporary or not) to protect the chip during handling or for improve compatibility between chip materials and other materials.
  • the diodes may be encapsulated, that is to say comprising a semiconductor chip and an envelope, for example epoxy resin or PMMA, encapsulating the chip and whose functions are multiple: protection of oxidation and Moisture, scattering or focusing element, wavelength conversion, ....
  • the diode may be chosen in particular from at least one of the following light-emitting diodes: a diode with electrical contacts on the opposite faces of the chip or on the same face of the chip,
  • a diode having two main directions of emission oblique with respect to the emitting face of the chip giving a bat wing shape, the two directions being for example centered on angles between 20 ° and 40 ° and between -20 ° and -40 ° with half-angles at the top of the order of 10 ° to 20 °,
  • a diode having (only) two main directions of emission oblique with respect to the emitting surface of the diode, centered for example on angles between 60 ° and 85 ° and between -60 ° and -85 ° with half-angles at the top of the order of 10 ° to
  • a diode arranged for guiding in the wafer or for emitting directly by one or both faces, or by the hole (so-called inverted diode).
  • the emission diagram of a source can be lambertian.
  • a collimated diode has a half-angle at the summit down to 2 or 3 °.
  • the module can thus integrate all known features in the field of glazing.
  • functionalities added to the glazing mention may be made of: hydrophobic / oleophobic, hydrophilic / oleophilic layer, photocatalytic anti-fouling, stack reflecting heat radiation (solar control) or infrared (low-emissive), antireflection.
  • the structure may advantageously comprise a mineral diffusing layer associated with one of the main faces which is a light face (by radiation extraction).
  • the diffusing layer may be composed of elements containing particles and a binder, the binder making it possible to agglomerate the particles together.
  • the particles may be metallic or metal oxides, the particle size may be between 50 nm and 1 ⁇ m, preferably the binder may be inorganic for heat resistance.
  • the diffusing layer consists of particles agglomerated in a binder, said particles having a mean diameter of between 0.3 and 2 microns, said binder being in a proportion of between 10 and 40% by volume and the aggregates forming particles having a size of 0.5 to 5 microns.
  • This preferred diffusing layer is particularly described in application WO0190787.
  • the particles may be chosen from semi-transparent particles and preferably inorganic particles such as oxides, nitrides, carbides.
  • the particles will preferably be chosen from oxides of silica, alumina, zirconia, titanium, cerium, or a mixture of at least two of these oxides.
  • a diffusing mineral layer of about 10 ⁇ m is chosen.
  • FIGS. 1A, 2, 4A, 6, 11 show diagrammatic partial diagrammatic views of the diode modules in different embodiments of the invention
  • FIGS. 1B and 1C each represent a partial diagrammatic view of the wafer of a diode module in one embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a partial diagrammatic view from below of a diode module in a diode module
  • FIGS. 4B, 5B, 7 to 10 show partial diagrammatic top or side views of diode mounting brackets in embodiments of the invention.
  • the curved glazings are represented as plans.
  • FIG. 1 represents a partial diagrammatic sectional view of a diode module 100 in a first embodiment of the invention.
  • This module 100 comprises a single glazing unit having a first curved transparent sheet 1, for example rectangular, having a first main face 11 and a second main face (12), and a wafer 10, for example a polycarbonate sheet, of equal thickness. at 5 mm.
  • the second main face 12 is coated at the edge of a black masking layer 5, made of polycarbonate, with a thickness of 3 mm.
  • the module comprises light-emitting diodes (2) each with a transmitting chip (2) able to emit one or more visible and guided radiation (s) in the first sheet after injection by the wafer (optionally perforated, for example in a corner ).
  • it is a glass sheet with a thickness of 2.1 mm, preferably not perforated, or a laminated glazing unit with a second glass sheet, possibly for a tinted solar control function. (Glass VENUS ). and / or covered with a solar control coating (the second glass sheet is laminated by a lamination interlayer, for example a 0.76 mm thick PVB).
  • a profile, support of the diodes 3, is at the edge of the glazing. It includes a fastening clip 30 to the glazing with a so-called median portion extended on either side by a first discontinuous wing 31 and a second discontinuous wing 32.
  • This support is monolithic metal (stainless steel, aluminum %), thin, deformable, with a thickness of 0.2 mm.
  • the first wing has a first series of centering tabs of the clip 31 spaced apart from one another and the second wing has a second series of tabs for fixing the clip 32 spaced apart from each other,
  • the profile comprises a diode-carrying portion 33 distinct and secured to the fixing clip opposite the perforated slice of the first sheet, and is for example of rectangular cross-section.
  • the second main face is coated at the edge of the masking layer, then forming a holding layer 5 with one of the recesses 51 to 52 for fixing and / or centering the fastening clip 30.
  • first and second wings are longitudinal 31, 32, that is to say extending substantially parallel to the mean plane of the first sheet 1, the first wing being closer to the second face 12 that the second wing,
  • each centering lug of the first series is housed in a so-called centering recess 51 on an outer side of the holding layer 5, of thickness greater than the thickness of the centering lug, for example a common groove
  • the second series of fixing lugs serves for clipping on the free main surface of the holding layer (5) via rounded clipping ends housed in clipping recesses 52.
  • the first and second series of tabs thus form means for holding the diodes 2 in predetermined vertical positions with respect to the coupling section of the first sheet.
  • At least one tab for fixing and / or centering the clip is in a transverse plane (perpendicular) to the glazing and passing through said diode or said group of diodes, as shown in Figure IC.
  • the diodes are small in size typically a few mm or less, without optics (lens) and preferably not pre-encapsulated.
  • the distance between the chip and the slice with holes is 1 to 2 mm.
  • the main direction of emission is perpendicular to the face of the semiconductor chip, for example with a quantum multiwell active layer, AIInGaP technology or other semiconductors.
  • the cone of light can be a lambertian type cone, of +/- 60 °.
  • the maximum rays are in direct striking on the faces 11 and 12 (for example part HA) of the sheet which reflect the light.
  • the extraction can be done preferably by the inside of the vehicle, by any means: sandblasting, acid attack, diffusing layer, screen printing ...
  • Each chip and the space of the emitted radiation must be protected from any pollution: water, chemical etc, this in the long term as during the manufacture of the module 100.
  • the encapsulation 9 has a lip, and is biface.
  • the encapsulation 9 is for example black polyurethane, especially PU-RIM (reaction in mold in English). This material is typically injected up to 130 0 C and a few tens of bars.
  • the black encapsulation material is not transparent to the visible radiation (s) of the diodes. To ensure a good injection of light into the first sheet, so is used sealing means to the liquid encapsulation material. It is a glue 6 embedding the chips and the space of the emitted radiation.
  • the module 100 can form, for example, a fixed panoramic roof of a land vehicle, or alternatively a boat ...
  • the roof is mounted from the outside and the module is glued to the bodywork 8 by an adhesive 7.
  • the module 100 may form for example a panoramic roof opening of a land vehicle, or alternatively a boat.
  • the roof is mounted from the outside.
  • the encapsulation of the module 100 is modified as follows:
  • the multiple lip seal profile can also be an integral part of the encapsulation.
  • the masking layer is replaced for an overmolded layer, for example identical to or compatible with the encapsulation material 9.
  • the encapsulation 9 is replaced by a pre-assembled seal, for example made of elastomer, possibly with a face with the pre-assembled support and with the adhesive 6.
  • the seal can even form the fixing support and a base is preferably inserted. for example a printed circuit board (PCB) with the diodes.
  • PCB printed circuit board
  • the first leaf is on the inside of the vehicle.
  • the extraction is preferably by the face 12.
  • the extraction can form a luminous design, for example a logo or a mark, an animated light (with music ).
  • FIG. 2 is a diagrammatic, partial sectional view of a diode module 200 in a second embodiment of the invention. This module 200 differs from the module 100 mainly by the positioning of the mounting bracket profile.
  • the centering groove 51 is on the inner side of the holding layer 5.
  • Each diode is in a hole 12 ', for example a groove common to the diodes 12' at the edge of the second main face 12.
  • the optical coupling zone is the lateral face of the groove facing the chips.
  • the carrier portion 33 opens into the diode groove of depth greater than or equal to the width of the diode groove.
  • the mounting brackets and clipping grooves are shown in Figure 3.
  • the roof is mounted from the outside and the module is glued to the body
  • FIG. 4A is a diagrammatic partial section view of a diode module 400 in an embodiment of the invention, respectively.
  • This module 400 differs from the module 200 by the geometry of the mounting bracket.
  • the middle part (30 ') is above the free main surface of the holding layer (5)
  • the first and second wings are transverse 31 ', 32', that is to say in the plane perpendicular to the mean plane of the first sheet.
  • the first and second series of fastening and centering tabs used for clipping, each leg of the first and second series have a so-called clipping end, rounded, housed in a recess of the so-called clipping layer, notch type.
  • the masking layer is oversize in the clipping area.
  • the carrier part of the diodes 33 is still substantially transverse (vertical) but between the first and second wings and partly in a single through hole 53 called diode (s) of the holding layer.
  • the carrier portion opens into a housing groove of the diodes in the second face (one hole per diode or group of diodes close). As shown in Figure 4B, the carrier portion is of uniform cross section along the length.
  • FIG. 5A represents respectively a schematic view, partial cutting of a diode module 500 in one embodiment of the invention.
  • This module 500 differs from the module 100 in particular by the geometry of the mounting bracket and its attachment.
  • the middle part carries diodes and legs.
  • the legs of the first and second series are longitudinal fastening lugs 31 ", 32" for internal clipping and centering.
  • the tabs are in contact with the longitudinal faces of one or more holes 10 'made in the edge of the first sheet
  • FIG. 6 is a diagrammatic, partial sectional view of a diode module 600 in an embodiment of the invention.
  • This module 600 differs from the module 100 in particular by the geometry of the mounting bracket and its attachment.
  • the middle portion 30 carries the diodes, facing the edge of the first sheet, and extended on both sides by the first and second wings 310, 320.
  • the first flange 310 is associated with the first main face 11 of the glazing 1
  • the second flange 320 is associated with the second main face 12 of the glazing, the legs of the first and second series being fastening for clipping and centering.
  • FIGS. 7 to 10 Various examples of this type of U-shaped or L-shaped local support are shown in FIGS. 7 to 10:
  • the first and second series of tabs are face to face (see FIGS. 7, 8, 10) and preferably aligned with each diode or group of close diodes (see FIGS.
  • the first and second series of tabs are staggered (see FIG. 9) and preferably aligned with each diode or group of close diodes,
  • the first and second series of tabs are identical in shape (trapezoidal) (see FIGS. 8, 9),
  • the first and second series of legs are of shape distinct: trapezoidal and triangular (see Figure 7), trapezoidal and U-shaped (see Figure 9).
  • the middle part can be rigid, only the fixing lugs are flexible.
  • the sectional view of the module 700 with the support of FIG. 10 is shown in FIG. 11.
  • the second series may be identical to the first variant series.
  • the modules described above are for example mounted on a side window 800 (shown in Figure 12 on the outside) with a window pane 12c or on a rear window 900 of a land vehicle (shown in Figure 13 on the outside).
  • the extraction 12a (on the inside) is covered by a black masking zone 12c (on the inside). Encapsulation 9 surrounds the side window.
  • the light is seen from the outside (means of marking the vehicle for the window or the window, stop lights for the telescope ).

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Abstract

La présente invention porte sur un module à diodes pour véhicule (100) comportant une première feuille transparente galbée (1), des diodes (2) comportant chacune une puce émettrice (2) apte à émettre un ou plusieurs rayonnements dans le visible et guidé(s) dans la première feuille après injection par la tranche ou par la face latérale de trou(s) dans l'une des faces principales de la feuille et logeant les diodes, et comportant un profilé support des diodes (3) en bordure du vitrage comportant un clip de fixation (30,) au vitrage avec une partie dite médiane, une première aile discontinue (31) ayant une première série de pattes de fixation et/ou de centrage du clip (31) espacées entre elles et une deuxième aile discontinue (32), ayant une deuxième série de pattes de fixation du clip (32) espacées entre elles, les première et/ou deuxième séries de pattes formant ainsi des moyens de maintien des diodes (2) dans des positions verticales prédéterminées par rapport à la première feuille.

Description

MODULE A DIODES ELECTROLUMINESCENTES POUR VEHICULE,
SUPPORT A DIODES
La présente invention concerne les vitrages de véhicules, et en particulier les vitrages à diodes électroluminescentes.
De plus en plus de véhicules font appel aux diodes électroluminescentes (LED en anglais ou DEL en français).
Le document WO2006128941 propose par exemple un toit panoramique à éclairage homogène sur la surface par diode(s) électroluminescente(s). Ce toit comporte une structure feuilletée qui est composée d'une feuille externe extractrice de lumière, d'une feuille centrale transparente de guidage de lumière, et d'une feuille interne de diffusion de la lumière.
Dans un premier mode de réalisation, montré en figures 2et 3, un support d'un guide de lumière est un profilé de section en C sur le périmètre de la structure feuilletée, le guide de lumière étant relié à une diode à son extrémité. Cette structure est complexe et manque de compacité.
Dans un autre mode de réalisation, montré en figure 8, les diodes électroluminescentes sont montées sur un support latéral qui est un profilé de section rectangulaire fixé à la tranche des feuilles intérieure et extérieure tandis qu'un trou est pratiqué dans la feuille centrale pour loger les diodes.
Le couplage optique souhaité n'est pas garanti pour toutes les diodes avec un tel montage
Aussi, l'invention se propose de concevoir un module à diodes électroluminescentes alternatif qui soit fiable, à tout le moins avec une injection de lumière maîtrisée, qui soit robuste et compact tout en restant simple à réaliser et monter.
La présente invention vise aussi un module à diodes satisfaisant aux exigences industrielles (en termes de rendement, donc de coût, de cadence, d'automatisation...), rendant ainsi possible une production « bas coût » sans sacrifier les performances.
A cet effet, la présente invention propose un module à diodes électroluminescentes pour véhicule comportant :
- un vitrage avec des faces principales, le vitrage comportant au moins une première feuille transparente galbée présentant une première face principale 11 et une deuxième face principale 12 et une tranche, - des diodes électroluminescentes comportant chacune une puce émettrice apte à émettre un ou plusieurs rayonnements dans le visible et guidé(s) dans la première feuille après injection par la tranche (trouée ou non) ou par la face latérale en regard de trou(s) dans l'une des première ou deuxième faces principales et logeant les diodes, guidage avant extraction via l'une au moins des première et/ou deuxième faces,
- un profilé support des diodes en bordure du vitrage comportant un clip de fixation au vitrage avec une partie dite médiane, une première aile discontinue et une deuxième aile discontinue,
- la première aile ayant une première série de pattes de fixation et/ou de centrage du clip espacées entre elles,
- la deuxième aile ayant une deuxième série de pattes de fixation du clip (voire de centrage également) espacées entre elles, les première et/ou deuxième séries de pattes formant ainsi des moyens de maintien des diodes dans des positions verticales (donc position suivant l'axe vertical au plan moyen du vitrage) prédéterminées par rapport à la première feuille, ceci indépendamment du galbe et des éventuelles variations de galbe. Ainsi, l'injection de la lumière émise par l'ensemble des diodes est parfaitement maîtrisée grâce au support de fixation adapté.
Les puces ne sont pas forcément alignées entre elles. Il suffit (au minimum) qu'elles restent en face de la zone de couplage optique avec la première feuille, qui est donc la tranche ou la face latérale de trou(s). Pour le cas des vitrages automobiles en verre minéral, les rayons de courbure peuvent être très variés. Pour les toits, ils varient par exemple entre 2000 et 6000 mm. Pour les lunettes, ils peuvent être très variables également, par exemple de 200 à 6000 mm. Sur de plus petits vitrages du type custode, le rayon de courbure peut varier de 150 mm localement à 2000 mm.
Pour le cas des vitrages automobiles en plastique, les rayons de courbure peuvent être du même ordre ou inférieurs aux rayons de courbure du verre minéral. Dans les géométries complexes, le rayon de courbure est par exemple de l'ordre de 100 mm avec des variations brusques de rayons de courbure. Les tolérances de galbe varient en fonction de la taille et du procédé de fabrication du vitrage. Par exemple, sur une vitre latérale en verre minéral les tolérances de galbe à 5 mm du bord du verre, sont généralement de l'ordre de +/-0,5 à +/-1,5 mm. Pour le cas des toits, les tolérances oscillent plutôt entre +/-0,5 et +/-2,5 mm selon la taille et le procédé.
Pour les vitrages plastiques, les tolérances de galbe peuvent être du même ordre que le verre minéral ou légèrement inférieures en fonction des méthodes de contrôle des vitrages tenant compte de la souplesse du plastique (fonction du nombre de points de référence et/ou de clampage, de l'orientation verticale ou horizontale du vitrage lors du contrôle,..)
Le nombre et la position des pattes de la première série et/ou la deuxième série vont dépendre du nombre de diodes, de l'espace entre chaque diode et du galbe.
Il est préférable pour un bon alignement vertical des diodes face à la zone de couplage (c'est-à-dire un minimum de fixation et/ou de centrage) que pour (au moins) une ou chaque diode ou groupe de diodes
(suffisamment) rapprochées au moins une patte de fixation et/ou de centrage est dans un plan transversal au vitrage, notamment, en fonction du montage des diodes, plan transversal au plan moyen du vitrage ou à la tranche du vitrage et/ou à la face latérale en regard dudit trou de logement des diodes, ledit plan passant par ladite diode ou le groupe de diode, notamment par l'une diode dudit groupe (centre du groupe par exemple).
Le nombre total de diodes est défini par la taille et la localisation des zones à éclairer, par l'intensité lumineuse souhaitée et l'homogénéité de lumière requise.
L'espacement entre les pattes d'une même série est fonction du nombre et la taille de diodes et du galbe et du fait que les pattes des deux séries sont en regard ou décalées (espacement plus grand alors possible). Il peut donc varier typiquement entre 20 mm et 250 mm. La longueur des pattes de fixation et/ou de centrage peut varier de 3 à 30 mm. La largeur des pattes de fixation et/ou de centrage peut varier de 2 à 30 mm.
Les pattes d'une même série peuvent être identiques. Les pattes d'une même série peuvent être alignées entre elles. Les pattes des deux séries peuvent être identiques. Les pattes de deux séries peuvent être en regard ou décalées. La section (transversale) du clip de fixation est variable et par exemple :
- sensiblement en forme de U dans les zones avec pattes des première et deuxième séries en regard, - ou sensiblement en forme de L dans les zones avec pattes de la première seulement ou de la deuxième série seulement,
- et de la forme de la partie médiane (droite, rectangulaire, courbée..) dans les zones sans pattes.
Les pattes de fixation présentent, de préférence à leurs extrémités, des parties de clipsage. La section longitudinale des extrémités de clipsage peut être relativement libre: par exemple rectangulaire, trapézoïdale, triangulaire, en T ... La section transversale des extrémités de clipsage peut être de préférence courbe.
Dans une première configuration, le module comprend une encapsulation polymérique, notamment épaisse de 0,5 mm à plusieurs cm, située en bordure du vitrage et recouvrant tout ou partie du profilé support de diodes, et de préférence des moyens d'étanchéité à la matière d'encapsulation liquide injectée à une température et une pression donnée.
Dans les applications de véhicules, la matière d'encapsulation est noire ou colorée (pour des fins esthétiques et/ou de masquage). La matière n'étant pas suffisamment transparente au(x) rayonnement(s) visible(s), l'étanchéité est nécessaire pour assurer une bonne injection de la lumière dans la première feuille.
L'encapsulation peut être en polyuréthane, notamment en PU-RIM (reaction in mold en anglais), la réticulation du PU bicomposant opérant dans le moule, une fois les deux composants injectés simultanément. Cette matière est typiquement injectée jusqu'à 1300C et quelques dizaines de bars.
D'autres matières d'encapsulation sont : - de préférence les thermoplastiques souples : thermoplastique élastomère (TPE), polyvinyle chlore (PVC), terpolymère éthylène- propylène-diène (EPDM), typiquement injectés entre 1600C et 2400C et jusqu'à 100 bars,
- les thermoplastiques rigides : polycarbonate (PC), polyméthacrylate de méthyle (PMMA), polyéthylène (PE), polypropylène (PP), polyamide (PA66), acrylonitrile butadiène styrène (ABS), ABSPC, typiquement injectés entre 2800C et 3400C et entre 500 et 600 bars.
Pour qualifier cette étanchéité, on pourrait comparer les performances optiques avant et après encapsulation. Comme matières adhésives (externes ou internes au support) remplissant cette fonction d'étanchéité à court terme à l'encapsulation, on peut citer :
- colle réticulable aux UV (interne ou externe),
- une bande (acrylique, PU..) adhésivée avec colle acrylique (interne ou externe),
- une colle transparente (interne ou externe), PU, silicone, acrylique,
- une résine thermoplastique : PVB, EVA... (interne ou externe). L'encapsulation peut former quant à elle des moyens d'étanchéité additionnels par exemple plus efficaces à long terme éventuellement par l'intermédiaire d'une couche de primaire, mono, bi ou tri-composants, par exemple à base de polyuréthane, polyester, polyvinyle acétate, isocyanate
..., épaisse de 5 à 30 μm, en particulier pour l'adhésion à un verre minéral.
En outre, dans le cas d'une encapsulation sur verre minéral, on peut préférer proscrire les colles silicone comme adhésif externe, car elles adhèrent très bien au verre mais vont empêcher l'adhésion de la matière encapsulée sur le verre.
L'encapsulation apporte également une bonne finition esthétique et permet d'intégrer d'autres éléments ou fonctions :
- surmoulage de cadres, - inserts de renforcement ou inserts de fixation du module, notamment pour les modules ouvrants,
- profil d'étanchéité à lèvres multiples (double, triple ...), s'écrasant après montage sur le véhicule.
L'encapsulation peut être de toute forme, avec ou sans lèvre, biface, triface.
Un tubing, autrement dit un profil d'étanchéité à cellules fermées, peut aussi être accolé à l'encapsulation.
De préférence, dans le cas d'un adhésif externe, on laisse un espace libre sur la tranche du vitrage associée au support à diodes pour permettre une encapsulation flush, c'est-à-dire affleurante à une des faces du vitrage ... Des moyens d'étanchéité peuvent être utiles à plusieurs niveaux : o au moment de la fabrication du module, comme décrit précédemment o à long terme, par exemple 5 ans, en particulier pour une protection contre l'humidité des puces (l'eau liquide, vapeur), pour éviter une pollution de l'espace des rayonnements émis
(salissures, pollution organique, type moisissures ...) et de préférence aux produits de nettoyage, ou à un lavage par jet à haute pression.
Pour qualifier l'étanchéité à long terme, on peut recourir au test cataplasme humide.
Par exemple la norme D47 1165-H7 utilisée dans l'automobile décrit le test de cataplasme humide H7. Ce test consiste à noyer la pièce à tester dans du coton imbibé d'eau déminéralisée et à enfermer le tout dans un sac hermétique, puis à le placer en étuve à 65°C pendant 7 jours. Ensuite les pièces sont sorties, débarrassées du coton trempé et placées à 200C pendant 2 heures. Les pièces peuvent enfin être observées et testées mécaniquement ou fonctionnellement pour évaluer l'effet de l'humidité sur le système. Ce test correspond à plusieurs années de vieillissement naturel en milieu humide et chaud. Pour qualifier l'étanchéité à long terme on peut recourir à un test de nettoyage par jet d'eau haute pression, comme le test de résistance au lavage par nettoyeur haute pression D25 5376 utilisé dans l'automobile : pression jusqu'à 100 bars avec une distance buse/caisse jusque 100 mm.
Des moyens d'étanchéité au(x) fluide(s) peuvent être choisis parmi : - un adhésif, dit externe placé sur la surface du support des diodes, opposé à la surface en regard du vitrage, et dépassant sur la périphérie du vitrage, formant éventuellement tout ou partie des moyens de fixation du support au vitrage,
- bande(s) adhésive(s) éventuellement une bande enveloppante avec une partie couvrante sur le support prolongé par les parties débordantes,
- ruban(s) de colle, ou un ruban enveloppant,
- et/ou des moyens d'étanchéité entre le vitrage et le profilé support de diodes, choisis parmi : - une matière adhésive de remplissage de l'espace des rayonnements émis transparente au(x)dit(s) rayonnement(s), de préférence une colle, une résine thermoplastique, un adhésif double face,
- ou une matière adhésive de protection de l'espace des rayonnements émis qui est agencée au niveau des zones de contact du support au vitrage, transparente au(x)dit(s) rayonnement(s) des diodes si en partie dans l'espace de couplage, et/ou disposée pour sceller les parties libres du support à diodes (les côtés par exemple),
- et une matière de protection des puces transparente au(x)dit(s) rayonnement(s), identique à la matière de remplissage ou distincte notamment une matière de pré-encapsulation des puces.
L'adhésif externe peut être une bande adhésivée : - monolithique, commune à l'ensemble des diodes, - ou par morceaux, par diodes ou groupe(s) de diodes.
Par exemple, on choisit une bande d'épaisseur 0,5 mm, en acrylique. La bande (de toute forme possible) est fixée en périphérie du vitrage, par la tranche du vitrage et/ou par une ou plusieurs faces principales du vitrage. La bande dite, alors enveloppante, peut recouvrir entièrement le support par des parties inférieures et supérieures et des parties latérales. En somme, la bande est de dimensions (largeur et longueur) supérieures aux dimensions de la partie émergente du support de diode.
La bande peut aussi recouvrir uniquement le support par des parties inférieures et supérieures et non les parties latérales (ou côtés) du profilé support. Pour faciliter le passage de la connectique, on peut faire des trous traversants dans la bande.
D'une manière générale, les parties latérales (ou côtés) du profilé support sont rendues étanches au(x) fluide(s) (d'encapsulation et/ou à long terme) par des moyens « localisés » adhésifs tels que ceux déjà décrits : colle, résine etc.
Si la connectique passe entre le support et le vitrage, on peut faire des trous traversants dans l'adhésif.
La bande adhésive peut comporter une âme rigide (métallique ...) dépassant du bord de bande et non recouverte, pour faciliter l'arrachement de la bande au moment de la réparation du véhicule ou du changement des diodes ...
Dans un mode de réalisation, la matière adhésive de protection des puces transparente au(x)dit(s) rayonnement(s) est identique à la matière de remplissage et est choisie parmi :
- un adhésif, noyant les puces et fixant les puces au vitrage,
- ou un adhésif double face, collé sur les puces et le support par une face adhésive et collé au vitrage par l'autre face adhésive formant tout ou partie des moyens de fixation du support. L'espace des rayonnements émis varie naturellement en fonction du diagramme de rayonnement des puces, défini par une direction principale d'émission et un cône d'émission.
Pour une simplicité de fabrication (indépendante du diagramme de rayonnement), l'espace complet entre la tranche et les puces (pré- encapsulées ou non), et éventuellement délimité par une ou des ailes du support, est rempli par la matière adhésive.
Dans une deuxième configuration de réalisation, le module comprend un joint polymérique prémonté, par exemple en élastomère, notamment en TPE (pour thermoplastique élastomère), ou EPDM, épais de quelques mm (typiquement entre 2 et 15 mm). Le joint peut former éventuellement le profilé support de fixation au vitrage (les diodes pouvant être sur une embase ajoutée et fixée au support, par exemple de section droite rectangulaire), ou le joint recouvrant tout ou partie du profilé support des diodes. Le joint peut être adhésive pour son maintien. Le joint en U peut plus préférablement tenir simplement par pincement ou par chaussage des deux faces principales du vitrage.
Le joint peut être de toute forme : en L, en U ... Le joint peut porter les diodes et l'embase ou barrette portant les diodes (de section rectangulaire par exemple). Le joint (associé à l'embase) peut former ici le support de fixation au vitrage.
Le joint peut comprendre une âme métallique.
Le joint peut être démontable à tout moment. Il peut néanmoins former des moyens d'étanchéité additionnels par exemple (plus) efficaces à long terme éventuellement par une ou plusieurs de lèvres du joint en élastomère mises en contrainte après fixation. L'élastomère, notamment EPDM, a une fonction d'étanchéité et de bonnes propriétés de rémanence en compression.
Pour un bon positionnement du support et des diodes, les moyens d'étanchéité utilisés sont de préférence entre le joint et la périphérie du vitrage.
Le support peut être fixé au vitrage avant montage du joint, le joint est alors ensuite monté par tous les moyens existants (pincement du support en U, collage par le biais d'un adhésif double face ...).
Le joint avec les diodes peut être de préférence monté en une opération d'assemblage, avec un seul mouvement de translation (par pincement, chaussage ...).
Comme moyens d'étanchéité efficaces à long terme pour l'humidité et/ou le nettoyage :
- on évite le copolymère éthylène/acétate de vinyle (EVA), le polyvinyl butyral (PVB),
- on préfère un adhésif double face (transparent en interne), simple face (en externe), une colle (transparente si en interne).
Dans un premier mode de réalisation de l'invention impliquant une première conception du support et de sa fixation, la partie médiane est prolongée de part et d'autre par les première et deuxièmes ailes qui sont du côté de la deuxième face principale, le profilé comportant une partie porteuse des diodes distincte et solidaire du clip de fixation, la deuxième face est revêtue (au moins) en bordure d'une couche dite de maintien avec au moins un évidement pour fixer et/ou centrer le clip de fixation. La couche de maintien, de préférence rigide ou semi rigide (pour une meilleure précision de centrage et/ou de fixation) peut être :
- une couche de masquage, noire ou colorée, par exemple une couche polymérique, notamment une couche en polycarbonate sur une première feuille en polycarbonate, - une couche surmoulée, par exemple une couche en matière d'encapsulation (telle que celle déjà décrite précédemment, et éventuellement incorporant un ou plusieurs inserts de fixation de module et/ou de renforcement comme déjà décrit précédemment).
La couche de maintien peut être d'épaisseur minimale égale à 1 mm à 20 mm La couche de maintien peut être liée à la première feuille par un adhésif. Dans ce premier mode, le support peut être ainsi défini :
- les première et deuxième ailes sont longitudinales, c'est-à-dire s'étendant de manière sensiblement parallèle au plan moyen de la première feuille, la première aile étant plus proche de la deuxième face que la deuxième aile,
- (au moins) une ou chaque patte de centrage de la première série est logée dans un évidement dit de centrage d'un côté (bord latéral) de la couche de maintien, d'épaisseur supérieure à l'épaisseur de la patte de centrage, - la deuxième série de pattes de fixation sert pour le clipsage sur la surface principale libre de la couche de maintien, de préférence dans une zone de la couche pleine sans évidement(s) (de centrage) sous jacent(s). De préférence dans ce premier mode : - chaque patte de la deuxième série porte une extrémité dite de clipsage (de préférence arrondie) logée dans un évidement de la surface principale libre, dit évidement de clipsage, de largeur supérieure à la largeur de l'extrémité de clipsage,
- la longueur des pattes de clipsage est supérieure à la longueur les pattes de centrage,
- avant l'extrémité de clipsage, les pattes de la deuxième aile sont espacées de la surface libre, voire logées dans un ou des évidemment(s) de la surface principale libre.
Les extrémités de clipsage peuvent être alignées ou en quinconce, entre elles et avec les pattes de centrage.
L'évidement de centrage peut être individuel (propre à chaque patte) ou commun à plusieurs (toutes) les pattes de centrage. Cet évidemment de centrage peut être :
- de profondeur suffisante pour maintenir en position la ou les pattes de centrage associées, par exemple à partir de 2 mm,
- de largeur (autrement dit épaisseur) typiquement de 0,5 mm et 4 mm ajustée pour positionner des puces face à la zone de couplage (tranche, face d'un trou..) quel que soit le galbe et ses variations. L'évidement peut partir de la surface de la première feuille. Les pattes de centrage et/ou de clipsage peuvent être de section transversale de préférence droite, notamment rectangulaire (hors extrémités de clipsage). Les pattes de centrage et/ou de clipsage peuvent être sensiblement planes (hors extrémités de clipsage). La partie médiane peut être de préférence espacée de la couche de maintien et être sensiblement plane ou courbée.
La partie porteuse des diodes peut être sensiblement plane. Le profilé peut être d'épaisseur constante.
Dans une configuration de ce premier mode, la partie médiane (et la partie porteuse solidaire) du support de diodes est préformée avec un galbe sensiblement égal au galbe nominal du vitrage. Les pattes de centrage peuvent alors s'appuyer :
- sur la face longitudinale de l'évidement la plus proche de la deuxième face, (voire même sur la deuxième face le cas échéant) si dans cette zone du vitrage le galbe est inférieur au galbe nominal,
- sur la face longitudinale de l'évidement la plus éloignée de la deuxième face si dans cette zone du vitrage le galbe est supérieur au galbe nominal. Dans une autre configuration de ce premier mode, la partie médiane du support (et la partie porteuse solidaire) est plane et souple avant son montage sur le vitrage et déformée élastiquement lors son montage, devenant ainsi courbe suivant le galbe du vitrage (au moins) au niveau des zones de fixations par les pattes. Au milieu du support, les pattes de centrages s'appuient sur la face longitudinale de l'évidement la plus éloignée de la deuxième face. Sur les côtés du support, les pattes de centrages s'appuient sur la face longitudinale de l'évidement la plus proche de la deuxième face (voire même sur la deuxième face le cas échéant).
Dans une configuration de ce premier mode, les évidements de centrage (et de clipsage) peuvent être sur le côté extérieur de la couche de maintien (côté plus éloigné du centre du vitrage), la partie porteuse des diodes étant en regard de la tranche de la première feuille.
Par ailleurs, on peut prévoir une semelle en appui sur la tranche. Dans une configuration de ce premier mode, les évidements de centrage (et de clipsage) sont sur le côté intérieur de la couche de maintien (côté plus proche du centre du vitrage). De préférence, au moins une ou chaque diode (puce (pré)encapsulée ou non) est dans un trou (une rainure pour l'ensemble des diodes si la partie porteuse est continue, ou une pluralité de trous), la partie porteuse débouchant dans le ou les trous.
Le(s) évidement(s) de centrage sont de préférence de profondeur (dimension longitudinale) inférieure ou égale à la largeur de trou(s) pour l'installation du support, sinon on pratique une rainure débouchante pour un montage par le côté.
Dans cette conception, il n'est pas absolument nécessaire de prévoir des moyens d'étanchéité déjà décrits (pendant l'encapsulation, et/ou à long terme) si après le montage du module les puces sont à l'intérieur du véhicule, et/ou le support n'est pas encapsulé.
Dans ce cas, une (pré) encapsulation classique des puces peut suffire et l'étanchéité de l'espace des rayonnements émis peut ne pas être indispensable si les risques d'encrassement, de pollutions de toute sorte dans cette zone sont limités.
Dans un deuxième mode de réalisation, impliquant une deuxième conception du support et de sa fixation, la partie médiane étant sur ou au- dessus de la couche de maintien, la partie médiane étant prolongée de part et d'autre par les première et deuxième ailes qui sont transversales, c'est-à- dire dans le plan perpendiculaire au plan moyen de la première feuille, les première et deuxième série de pattes de fixation servant pour le clipsage, (au moins) une ou chaque patte des première et deuxième séries (alignés ou non) porte une extrémité dite de clipsage (de préférence sensiblement arrondie) logée dans un évidement de la couche dit de clipsage, la partie porteuse des diodes étant sensiblement transversale et entre les première et deuxième aile et en partie dans un trou ou des trous dits pour diode(s) de la couche de maintien.
Le ou les trous pour diode(s) sont traversants et la partie porteuse débouche dans un ou des trous de logement des diodes dans la deuxième face.
Le ou les évidements de clipsage peuvent être sur la surface principale libre, ou sur les côtés de la couche de maintien. La couche de maintien peut avoir une surépaisseur locale dans la zone de clipsage.
Dans ce deuxième mode de réalisation, les pattes règlent la position verticale des diodes. Les diodes sont en face de la zone de couplage optique avec le premier élément à savoir la face latérale du trou de logement.
La partie médiane suit le galbe et ses variations après montage et est préformé si nécessaire. La position horizontale de chaque diode c'est-à-dire la distance entre la puce et la face latérale de couplage est dictée par les pattes de centrage. Cette distance est par exemple de l'ordre de 0,5 mm.
Pour limiter les risques d'inclinaison (désorientation angulaire) de la partie porteuse, on peut choisir une taille adaptée du logement à diodes. Le ou les trous pour diodes et/ou de logement sont alors de préférence de largeur légèrement supérieure à la largeur cumulée de la diode et de la partie porteuse.
La partie porteuse des diodes peut être de section transversale droite, constante, par exemple rectangulaire. La partie porteuse des diodes peut aussi être discontinue, de section transversale locale (au niveau des diodes) droite, constante, par exemple rectangulaire et avec des zones évidées (de préférence jusqu'à la partie médiane, entre les zones à diodes.
Dans au moins une ou chaque zones à diodes de la partie porteuse, on peut prévoir des pattes additionnelles de calage, longitudinales, de longueur (légèrement) supérieure à l'épaisseur de la diode, de la couche de maintien, pattes venant éventuellement se plaquer contre l'évidement en cas d'inclinaison de la partie réceptrice, afin d'éviter que la puce ne touche la face latérale. Entre les zones à diodes de la partie porteuse discontinue, on peut prévoir des pattes additionnelles de centrage horizontales, courtes, c'est-à- dire de longueur inférieure à l'épaisseur de la couche de maintien, pattes venant se loger dans des évidements additionnels de la couche de maintien.
Si la partie porteuse est suffisamment évidée entre les zones à diodes, cette dernière peut être rapportée sur la partie médiane et fixée par tout moyen.
Si la partie porteuse est pleine, la partie médiane et la partie porteuse sont de préférence en un seul tenant.
Dans un troisième mode de réalisation de l'invention impliquant une troisième conception du support et de sa fixation, la partie médiane est porteuse des diodes et des pattes, les pattes locales des première et deuxième séries sont des pattes de fixation pour clipsage interne, lesdites pattes étant longitudinales, en contact avec des faces longitudinales opposées d'un ou plusieurs trous pratiqués dans la tranche de la première feuille. Le module est compact. Les pattes règlent la position verticale des diodes
L'écartement entre les pattes de fixation de la première série et celles de la deuxième série est supérieur à l'épaisseur du ou des trous dans la tranche pour avoir un meilleur effet de clipsage. Dans une configuration de ce troisième mode, la partie médiane est préformée avec un galbe sensiblement égal au galbe nominal du vitrage.
Dans une zone du vitrage le galbe est inférieur au galbe nominal, la partie médiane a tendance à être décalée verticalement dans un sens. L'une des séries de pattes appuie donc davantage sur le vitrage. Dans une zone du vitrage le galbe est inférieur au galbe nominal, la partie médiane a tendance à être décalée verticalement dans l'autre sens.
L'autre des séries de pattes appuie donc davantage sur le vitrage.
Dans une autre configuration de ce troisième mode, la partie médiane est plane et souple avant son montage sur le vitrage et déformée élastiquement lors son montage, devenant ainsi courbe suivant le galbe du vitrage (au moins) au niveau des zones de fixations par les pattes. Au milieu du support, la partie médiane a tendance à être décalée verticalement dans un sens. L'une des séries de pattes appuie donc davantage sur le vitrage.
Sur les côtés du support, la partie médiane a tendance à être décalée verticalement dans l'autre sens. L'autre des séries de pattes appuie donc davantage sur le vitrage.
Dans une variante du troisième mode de réalisation, la partie médiane est porteuse des diodes et des pattes, les pattes locales des première et deuxième séries sont des pattes de fixation pour clipsage interne, lesdites pattes étant transversales, en contact avec des faces transversales opposées d'un ou plusieurs trous pratiqués dans la deuxième face principale de la première feuille.
Dans cette variante, pour un couplage optique par l'une au moins des faces transversales du trou, on peut choisir par exemple : - des diodes sur une embase fixée sur la partie médiane et dépassante des pattes, - des diodes à émission(s) oblique(s) dans une zone sans patte gênant l'émission,
- des diodes à émission(s) oblique(s) dans une zone avec une patte évidée pour laisser passer l'émission. Dans un quatrième mode de réalisation de l'invention impliquant une quatrième conception du support et de sa fixation, la partie médiane est porteuse des diodes, en regard de la tranche du vitrage (par exemple de la première feuille) et prolongée de part et d'autre par les première et deuxième ailes, la première aile est associée à l'une des faces principales du vitrage, la deuxième aile est associée à une autre des faces principales du vitrage, les pattes locales des première et deuxième séries étant des pattes de fixation pour clipsage et de centrage.
Dans cette configuration, le terme de clip est pris au sens large (fixation possible par pincement ou chaussage). La longueur du support varie en fonction du nombre de diodes et de l'étendue de la surface à éclairer, notamment de 25 mm à la longueur d'un bord du vitrage (par exemple 1 m).
Le support peut être perforé pour qu'une colle adhésive externe noie les puces et/ou l'espace de couplage optique. Le support peut être en matériau souple, diélectrique ou électroconducteur, par exemple métallique (aluminium etc), être composite.
Le support peut être si nécessaire en matériau étanche au(x) fluide(s) (matière d'injection et/ou à long terme), sauf si cette fonction peut être réalisée par un autre élément extérieur l'enveloppant (adhésif externe, joint prémonté ...).
Le support peut être monolithique ou en plusieurs pièces. Le support peut être réalisé par pliage.
Pour davantage de compacité et/ou une conception simplifiée, le support peut présenter en outre l'une ou les caractéristiques suivantes : - être déformable,
- être mince (suffisamment pour être déformable), notamment d'épaisseur inférieure ou égale à 0,2 mm, notamment d'épaisseur inférieure ou égale à 3 mm, par exemple entre 0,1 et 3 mm,
- être opaque, par exemple en cuivre ou en inox, - s'étendre tout le long d'un trou formant une rainure. L'invention couvre aussi le profilé support de diodes (avec les diodes de préférence) pour fixation sur un module de véhicule tel que décrit dans les modes de réalisations précédents.
Les diodes peuvent être (pré)assemblées sur une embase ou des embases (avec des pistes d'alimentation électrique) de préférence minces notamment d'épaisseur inférieure ou égale à 1 mm, voire 0,1 mm, lesquelles sont fixées aux supports (métalliques par exemple).
Sinon le support lui-même peut porter directement les puces et des pistes d'alimentation électrique. Pour davantage de compacité et/ou pour augmenter la zone de clair de vitre, la distance entre la partie porteuse des puces et la première feuille est de préférence inférieure ou égale à 5 mm, et de préférence la distance entre les puces et la première feuille est inférieure ou égale à 2 mm. Notamment on peut utiliser des puces de largeur 1 mm, de longueur 2,8 mm, de hauteur 1,5 mm.
On peut prévoir plusieurs supports à diodes identiques ou similaires au lieu d'un seul support notamment si les zones à éclairer sont très distantes entre elles.
On peut prévoir un support avec une taille de référence donnée multiplié en fonction de la taille du vitrage et des besoins.
Pour quantifier la transparence au(x) rayonnements(s) des moyens d'étanchéité internes, on peut de préférence choisir des matériaux avec un coefficient d'absorption inférieur ou égal à 25 m"1, encore plus préférentiellement 5 m"1. Par ailleurs, pour minimiser les pertes à l'interface avec la première feuille, on peut choisir en outre un indice optique le plus proche de celui de la première feuille, par exemple un delta d'indice inférieur ou égale à 0,3 voire à 0,1.
On peut prévoir de préférence pour le ou les bords de couplage de la première feuille des bords arrondis. En particulier dans le cas où l'espace des rayonnements émis est de l'air, il est possible de tirer partie de la réfraction au niveau de l'interface air/première feuille de géométrie appropriée (bord arrondi, voire même biseauté..) permettant ainsi de focaliser les rayons dans la première feuille. On peut prévoir de préférence pour le ou les bords de couplage de la première feuille des bords dépolis (diffusants). Dans ce cas, les pertes par diffusion sont limitées grâces au moyen d'étanchéité internes adhésifs car l'adhésif vient s'intégrer dans les infractuosités du bord dépoli.
De préférence, le facteur de transmission de la première feuille autour du pic du rayonnement dans le visible des puces (perpendiculairement aux faces principales) est supérieur ou égal à 50%, encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 70%, et même supérieur ou égal à 80%.
Le vitrage peut être simple (une seule feuille), la première feuille étant en verre ou en plastique, notamment en PC, etc ... Le vitrage peut être feuilleté (plusieurs feuilles) formé :
- d'une première feuille transparente, verre minéral (flotté etc) ou organique (PC, PMMA, PU, résine ionomère, polyoléfine), épaisse ou mince,
- d'un intercalaire de feuilletage en matériau de feuilletage donné, - d'une deuxième feuille (opaque ou non, transparente, teintée, en verre minéral, ou organique à fonctionnalités diverses : revêtement contrôle solaire..).
Comme intercalaire de feuilletage usuel, on peut citer le PU utilisé souple, un thermoplastique sans plastifiant tel que le copolymère éthylène/acétate de vinyle (EVA), le polyvinyl butyral (PVB). Ces plastiques ont par exemple une épaisseur entre 0,2 mm et 1,1 mm, notamment 0,38 et
0,76 mm.
On peut notamment choisir comme première feuille / intercalaire / deuxième feuille : - verre minéral / intercalaire / verre minéral,
- verre minéral / intercalaire / polycarbonate,
- polycarbonate (épais ou non) / intercalaire / verre minéral.
Dans la présente description, en l'absence de précision, on entend par verre, un verre minéral. On peut découper le bord de la première feuille (avant trempage) d'un vitrage simple ou feuilleté pour y loger les diodes.
La structure peut comprendre un vitrage feuilleté formé de la première feuille de verre, d'un intercalaire de feuilletage choisi diffusant, par exemple un PVB translucide pour répartir la lumière, et d'une deuxième feuille de verre éventuellement avec une face externe principale diffusante
(par texturation ou par couche additionnelle). Toutefois, de préférence, le vitrage est simple, voire en plastique, pour gagner en compacité et/ou en légèreté.
Les premières et/ou deuxièmes feuilles peuvent être de toute forme (rectangulaire, carré, rond, ovale, ...) La première feuille peut être préférentiellement en verre sodocalcique, par exemple en verre PLANILUX de la société SAINT GOBAIN GLASS.
La deuxième feuille peut être colorée par exemple en verre VENUS de la société SAINT GOBAIN GLASS. Le verre peut avoir éventuellement préalablement subi un traitement thermique du type durcissement, recuit, trempe, bombage.
La face d'extraction du verre peut aussi être matée, sablée, sérigraphiée etc.
Le module est destiné à équiper tout véhicule : - vitres latérales, toit, lunette arrière, pare-brise d'un véhicule terrestre : automobile, véhicule utilitaire, camion, train,
- hublot, pare brise d'un véhicule aérien (avion..),
- vitres de fenêtre, toit, d'un véhicule aquatique (bateau, sous- marin). Le toit panoramique de l'art antérieur WO2006128941 est fixé par collage des bords périphériques de la feuille externe à la carrosserie du toit. Les diodes et la zone de collage périphérique sont masquées par la garniture interne.
L'invention élargit la gamme des toits éclairants disponibles. En effet, le module à diodes électroluminescentes convient pour toute configuration de toit, en particulièrement les toits montés par l'extérieur au toit de carrosserie, toits fixes comme les toits ouvrants.
On ajuste l'extraction des rayonnements (le type et/ou la position de puces) pour : - un éclairage d'ambiance, de lecture, notamment visible à l'intérieur du véhicule,
- une signalisation lumineuse notamment visible à l'extérieur :
- par activation de télécommande : détection du véhicule dans un parking ou autre, indicateur de (dé)verrouillage de portes, ou - signalisation de sécurité, par exemple comme feux stop sur l'arrière, - un éclairage sensiblement homogène sur toute la surface d'extraction (une ou plusieurs zones d'extraction, fonction commune ou distincte).
La lumière peut être : - continue et/ou par intermittence,
- monochromatique et/ou plurichromatique, blanche.
Visible à l'intérieur du véhicule, elle peut ainsi avoir une fonction d'éclairage de nuit ou d'affichage d'informations de toutes natures, de type dessin, logo, signalisation alphanumérique ou autres signalétiques. Comme motifs décoratifs, on peut former une ou des bandes lumineuses, un cadre lumineux périphérique.
On peut réaliser une seule face d'extraction (interne au véhicule ou externe), l'autre côté étant absorbant ou de préférence réfléchissant.
L'insertion de diodes dans ces vitrages permet d'autres fonctionnalités de signalisation suivantes :
- affichage de témoins lumineux de signalisation destinés au chauffeur du véhicule ou aux passagers (exemple : témoin d'alarme de température du moteur dans le pare-brise automobile, témoin de mise en fonctionnement du système de dégivrage électrique, des vitres ...),
- affichage de témoins lumineux de signalisation destinés aux personnes à l'extérieur du véhicule (exemple : témoin de mise en fonctionnement de l'alarme du véhicule dans les vitres latérales),
- affichage lumineux sur les vitrages des véhicules (par exemple affichage lumineux clignotant sur les véhicules de secours, affichage de sécurité avec faible consommation électrique signalant la présence d'un véhicule en danger).
Le module peut comprendre une diode réceptrice de signaux de commande, notamment dans l'infrarouge, pour télécommander les diodes. Naturellement l'invention porte aussi sur un véhicule incorporant le module défini précédemment.
Les diodes peuvent être de simples puces semi-conductrices par exemple de taille de l'ordre de la centaine de μm ou du mm.
Les diodes peuvent toutefois comprendre une enveloppe protectrice (provisoire ou non) pour protéger la puce lors de manipulations ou pour améliorer la compatibilité entre les matériaux de la puce et d'autres matériaux.
Les diodes peuvent être encapsulées, c'est-à-dire comprenant une puce semi-conductrice et une enveloppe, par exemple en résine type époxy ou en PMMA, encapsulant la puce et dont les fonctions sont multiples : protection de l'oxydation et de l'humidité, élément diffusant ou de focalisation, conversion de longueur d'onde, ....
La diode peut être choisie notamment parmi au moins l'une des diodes électroluminescentes suivantes : - une diode avec des contacts électriques sur les faces opposées de la puce ou sur une même face de la puce,
- une diode à émission parallèle aux (faces de) contacts électriques,
- une diode dont la direction principale d'émission est perpendiculaire ou oblique par rapport la face émettrice de la puce,
- une diode présentant deux directions principales d'émission obliques par rapport à la face émettrice de la puce donnant une forme d'aile de chauve-souris (« batwing » en anglais), les deux directions étant par exemple centrées sur des angles entre 20° et 40° et entre -20° et -40° avec des demi-angles au sommet de l'ordre de 10° à 20°,
- une diode présentant (uniquement) deux directions principales d'émission obliques par rapport à la surface émettrice de la diode, centrées par exemple sur des angles entre 60° et 85° et entre - 60° et -85° avec des demi-angles au sommet de l'ordre de 10° à
30°,
- une diode disposée pour un guidage dans la tranche ou pour émettre directement par l'une ou les faces, ou par le trou (diode alors dite inversée). Le diagramme d'émission d'une source peut être lambertien.
Typiquement, une diode collimatée présente un demi-angle au sommet pouvant descendre jusqu'à 2 ou 3°.
Le module peut ainsi intégrer toutes fonctionnalités connues dans le domaine du vitrage. Parmi les fonctionnalités rajoutées sur le vitrage, on peut citer : couche hydrophobe/oléophobe, hydrophile/oléophile, photocatalytique antisalissure, empilement réfléchissant le rayonnement thermique (contrôle solaire) ou infra rouge (bas-émissif), antireflet.
La structure peut comprendre avantageusement une couche diffusante minérale associée à l'une des faces principales qui est une face lumineuse (par extraction du rayonnement).
La couche diffusante peut être composée d'éléments contenant des particules et un liant, le liant permettant d'agglomérer entre elles les particules.
Les particules peuvent être métalliques ou des oxydes métalliques, la taille des particules peut être comprise entre 50 nm et 1 μm, de préférence le liant peut être minéral pour une résistance à la chaleur.
Dans un mode de réalisation préféré, la couche diffusante est constituée de particules agglomérées dans un liant, lesdites particules présentant un diamètre moyen compris entre 0,3 et 2 microns, ledit liant étant dans une proportion comprise entre 10 et 40% en volume et les particules formant des agrégats dont la dimension est comprise entre 0,5 et 5 microns. Cette couche diffusante préférée est particulièrement décrite dans la demande WO0190787.
Les particules peuvent être choisies parmi des particules semi- transparentes et de préférence des particules minérales telles que des oxydes, des nitrures, des carbures. Les particules seront de préférence choisies parmi les oxydes de silice, d'alumine, de zircone, de titane, de cérium, ou d'un mélange d'au moins deux de ces oxydes.
Par exemple, on choisit une couche minérale diffusante d'environ 10 μm.
D'autres détails et caractéristiques avantageuses de l'invention apparaissent à la lecture des exemples de modules selon l'invention illustrés par les figures suivantes :
- Les figures IA, 2, 4A, 6, 11 représentent des vues schématiques partielles de coupe des modules à diodes dans différents modes de réalisation de l'invention,
- Les figures IB et IC représentent chacune une vue schématique partielle de la tranche d'un module à diode dans un mode de réalisation de l'invention, - La figure 3 représente une vue schématique partielle de dessous d'un module à diode dans un mode de réalisation de l'invention, - Les figures 4B, 5B, 7 à 10 représentent des vues schématiques partielles de dessus ou de côté de supports de fixation à diodes dans des modes de réalisation de l'invention.
On précise que par un souci de clarté les différents éléments des objets représentés ne sont pas nécessairement reproduits à l'échelle.
Par ailleurs, par simplification, les vitrages galbés sont représentés comme plans.
La figure 1 représente une vue schématique partielle de coupe d'un module à diodes 100 dans un premier mode de réalisation de l'invention. Ce module 100 comprend un vitrage simple présentant une première feuille transparente galbée 1, par exemple rectangulaire, présentant une première face principale 11 et une deuxième face principale (12), et une tranche 10, par exemple une feuille de polycarbonate, d'épaisseur égale à 5 mm. La deuxième face principale 12 est revêtue en bordure d'une couche noire de masquage 5, en polycarbonate, d'épaisseur égale à 3 mm.
Le module comporte des diodes électroluminescentes (2) avec chacune une puce émettrice (2) apte à émettre un ou plusieurs rayonnements dans le visible et guidé(s) dans la première feuille après injection par la tranche (éventuellement trouée, par exemple dans un coin).
En variante, il s'agit d'une feuille de verre, d'épaisseur égale à 2,1 mm, de préférence non trouée, ou d'un vitrage feuilleté avec une deuxième feuille de verre, éventuellement pour une fonction de contrôle solaire teintée (verre VENUS ...) et/ou recouvert d'un revêtement de contrôle solaire (la deuxième feuille de verre est feuilletée par un intercalaire de feuilletage, par exemple un PVB d'épaisseur 0,76 mm).
Un profilé, support des diodes 3, est en bordure du vitrage. Il comporte un clip de fixation 30 au vitrage avec une partie dite médiane prolongée de part et d'autre par une première aile discontinue 31 et une deuxième aile discontinue 32. Ce support est monolithique métallique (inox, aluminium ...), mince, déformable, d'épaisseur égale à 0,2 mm.
Comme montré en figure IB, la première aile a une première série de pattes de centrage du clip 31 espacées entre elles et la deuxième aile a une deuxième série de pattes de fixation du clip 32 espacées entre elles, Le profilé comporte une partie porteuse des diodes 33 distincte et solidaire du clip de fixation en regard de la tranche trouée de la première feuille, et est par exemple de section droite, rectangulaire.
La deuxième face principale est revêtue en bordure de la couche de masquage, formant alors couche de maintien 5 avec un des évidements 51 à 52 pour fixer et/ou centrer le clip de fixation 30.
Plus précisément, les première et deuxième ailes sont longitudinales 31, 32, c'est-à-dire s'étendant de manière sensiblement parallèle au plan moyen de la première feuille 1, la première aile étant plus proche de la deuxième face 12 que la deuxième aile,
- chaque patte de centrage de la première série est logée dans un évidemment dit de centrage 51 d'un côté extérieur de la couche de maintien 5, d'épaisseur supérieure à l'épaisseur de la patte de centrage, par exemple une rainure commune, - la deuxième série de pattes de fixation sert pour le clipsage sur la surface principale libre de la couche de maintien (5) via des extrémités de clipsage arrondies logées dans des évidements de clipsage 52.
Les première et deuxième séries de pattes forment ainsi des moyens de maintien des diodes 2 dans des positions verticales prédéterminées par rapport à la tranche de couplage de la première feuille.
Pour chaque diode ou groupe de diodes en particulier
(suffisamment) rapprochées, au moins une patte de fixation et/ou de centrage du clip est dans un plan transversal (perpendiculaire) au vitrage et passant par ladite diode ou ledit groupe de diodes, comme montré en figure IC.
Les diodes sont de petites tailles typiquement quelques mm ou moins, sans optique (lentille) et de préférence non pré-encapsulées.
On réduit au maximum la distance entre la partie porteuse des diodes 33 et la tranche 10, par exemple de 5 mm. La distance entre la puce et la tranche trouée est de 1 à 2 mm.
La direction principale d'émission est perpendiculaire à la face de la puce semi-conductrice, par exemple avec une couche active à multi puits quantique, de technologie AIInGaP ou autres semi-conducteurs. Le cône de lumière peut être un cône de type lambertien, de +/-60°. Les rayons maximum sont en frappe directe sur les faces 11 et 12 (par exemple partie HA) de la feuille qui réfléchissent la lumière.
L'extraction (non représentée ici) peut se faire de préférence par la face intérieure au véhicule, par tout moyen : sablage, attaque acide, couche diffusante, sérigraphie ...
On définit donc un espace des rayonnements émis entre chaque puce et la tranche de la première feuille.
Chaque puce et l'espace des rayonnements émis doivent être protégés de toute pollution : eau, chimique etc, ceci à long terme comme pendant la fabrication du module 100.
En particulier, il est utile de pouvoir le module d'une encapsulation polymérique 9, épaisse de 2,5 mm environ, en bordure du vitrage et. Cette encapsulation en recouvrant le support à diodes assure une étanchéité à long terme (eau, produit de nettoyage ...). L'encapsulation apporte aussi une bonne finition esthétique et permet d'intégrer d'autres éléments ou fonctions (inserts de renforcement...).
L'encapsulation 9 présente une lèvre, et est biface. L'encapsulation 9 est par exemple en polyuréthane noir, notamment en PU-RIM (reaction in mold en anglais). Cette matière est typiquement injectée jusqu'à 1300C et quelques dizaines de bars.
La matière d'encapsulation noire n'est pas transparente au(x) rayonnement(s) visible(s) des diodes. Pour assurer une bonne injection de la lumière dans la première feuille, on utilise donc des moyens d'étanchéité à la matière d'encapsulation liquide. Il s'agit d'une colle 6 noyant les puces et l'espace des rayonnements émis.
Pour une encapsulation de type Flush, on préfère laisser une partie supérieure de la tranche 1 libre.
Le module 100 peut former par exemple un toit panoramique fixe de véhicule terrestre, ou en variante de bateau ... Le toit est monté par l'extérieur et on colle le module à la carrosserie 8 par un adhésif 7.
Le module 100 peut former par exemple un toit panoramique ouvrant de véhicule terrestre, ou en variante de bateau. Le toit est monté par l'extérieur.
En variante, on modifie l'encapsulation du module 100 de la manière suivante :
- on supprime la lèvre, - on ajoute des inserts de fixation du module pour l'ouverture,
- on rajoute contre l'encapsulation un tubing en EPDM, autrement dit, ou un profil d'étanchéité à cellules fermées ou alors par un profil d'étanchéité à lèvres multiples, s'écrasant après montage sur le véhicule.
Le profil d'étanchéité à lèvres multiples peut aussi faire partie intégrante de l'encapsulation.
Dans une autre variante, on remplace la couche de masquage pour une couche surmoulée par exemple identique ou compatible avec la matière d'encapsulation 9.
Dans une autre variante, on remplace l'encapsulation 9 par un joint prémonté par exemple en élastomère avec éventuellement une face avec le support prémonté et avec l'adhésif 6. Le joint peut même former le support de fixation et on insère de préférence une embase par exemple une carte de circuit imprimé (PCB en anglais) avec les diodes.
La première feuille est du côté intérieur du véhicule. L'extraction est de préférence par la face 12.
On peut choisir des diodes émettant en lumière blanche pour un éclairage d'ambiance, de lecture ... On peut bien sur prévoir plusieurs supports sur un même bord ou des bords distincts, avec des fonctions identiques ou distinctes (choix adapté de la puissance, de la lumière émise, de la position et de l'étendue des zones extraction).
L'extraction peut former un dessin lumineux, par exemple un logo ou une marque, une lumière animée (avec musique...).
La figure 2 représente respectivement une vue schématique, partielle de coupe d'un module à diodes 200 dans un deuxième mode de réalisation de l'invention. Ce module 200 diffère du module 100 principalement par la positionnement du profilé support de fixation.
La rainure de centrage 51 est sur le côté intérieur de la couche de maintien 5. Chaque diode est dans un trou 12', par exemple une rainure commune aux diodes 12' en bordure de la deuxième face principale 12. La zone de couplage optique est la face latérale de la rainure en regard des puces. La partie porteuse 33 débouche dans la rainure à diodes, de profondeur supérieure ou égale à la largeur de la rainure à diodes.
Les pattes de fixation et les rainures de clipsage sont montrées en figure 3. Le toit est monté par l'extérieur et on colle le module à la carrosserie
8 par un adhésif 7 qui est choisi étanche à long terme aux fluides et plus en bordure du vitrage que le support de fixation et les diodes.
Les puces peuvent juste être pré-encapsulées.
La figure 4A représente respectivement une vue schématique, partielle de coupe d'un module à diodes 400 dans un mode de réalisation de l'invention.
Ce module 400 diffère du module 200 par la géométrie du support de fixation. La partie médiane (30') est au-dessus de la surface principale libre de la couche de maintien (5)
Les première et deuxième ailes sont transversales 31', 32', c'est-à- dire dans le plan perpendiculaire au plan moyen de la première feuille. Les première et deuxième série de pattes de fixation et de centrage servant pour le clipsage, chaque patte des première et deuxième séries portent une extrémité dite de clipsage, arrondie, logée dans un évidement de la couche dit de clipsage, de type encoche. La couche de masquage est surépaisse dans la zone du clipsage.
La partie porteuse des diodes 33 étant encore sensiblement transversale (verticale) mais entre les première et deuxième ailes et en partie dans un seul trou traversant 53 dite pour diode(s) de la couche de maintien. La partie porteuse débouche dans une rainure de logement des diodes dans la deuxième face (un trou par diode ou groupe de diodes proches). Comme montré en figure 4B, la partie porteuse est de section droite uniforme sur la longueur.
En variante, elle est discontinue, évidée entre les zones porteuses des diodes qui sont en face des pattes de fixation 31', 32'. On peut alors avoir des évidements 53 et 12' locaux.
La figure 5A représente respectivement une vue schématique, partielle de coupe d'un module à diodes 500 dans un mode de réalisation de l'invention.
Ce module 500 diffère du module 100 notamment par la géométrie du support de fixation et sa fixation. La partie médiane est porteuse des diodes et des pattes. Comme montré en figure 5B plus en détail, les pattes des première et deuxième séries sont des pattes longitudinales de fixation 31", 32" pour clipsage interne et de centrage.
Les pattes sont en contact avec les faces longitudinales d'un ou plusieurs trous 10' pratiqués dans la tranche de la première feuille
La figure 6 représente respectivement une vue schématique, partielle de coupe d'un module à diodes 600 dans un mode de réalisation de l'invention.
Ce module 600 diffère du module 100 notamment par la géométrie du support de fixation et sa fixation.
La partie médiane 30 est porteuse des diodes, en regard de la tranche de la première feuille, et prolongée de part et d'autre par les première et deuxième ailes 310, 320.
La première aile 310 est associée à la première face principale 11 du vitrage 1, la deuxième aile 320 est associée à la deuxième face principale 12 du vitrage, les pattes des première et deuxième séries étant de fixation pour clipsage et de centrage.
Différents exemples de ce type de support de section locale en U ou en L sont montrés dans les figures 7 à 10 :
- les première et deuxième séries de pattes sont face à face (cf. figures 7, 8, 10) et de préférence alignées avec chaque diode ou groupe de diodes proches (cf. figures 7, 10),
- les première et deuxième séries de pattes sont en quinconce (cf. figure 9) et de préférence alignées avec chaque diode ou groupe de diodes proches,
- les première et deuxième séries de pattes sont de forme identiques (trapézoïdales) (cf. figures 8, 9),
- les première et deuxième séries de pattes sont de forme distinctes : trapézoïdales et triangulaires, (cf. figure 7), trapézoïdales et en U (cf. figure 9).
Si le support est prégalbé, la partie médiane peut être rigide, seules les pattes de fixation sont souples.
La vue de coupe du module 700 avec le support de la figure 10 est montrée en figure 11. La deuxième série peut être identique à la première série en variante.
Les modules décrits précédemment sont par exemple montés sur une vitre latérale 800 (montrée en figure 12 côté extérieur) avec un clair de vitre 12c ou sur une lunette arrière 900 de véhicule terrestre (montrée en figure 13 côté extérieur).
L'extraction 12a (en face intérieure) est recouverte par une zone noire de masquage 12c (en face intérieure). L'encapsulation 9 entoure la vitre latérale.
La lumière est vue de l'extérieur (moyen de repérage du véhicule pour la vitre ou la lunette, feux stop pour la lunette ...).

Claims

REVENDICATIONS
1. Module à diodes électroluminescentes pour véhicule (100, 200, 400, 500, 600, 700, 800, 900) comportant : - un vitrage avec des faces principales, le vitrage comportant au moins une première feuille transparente galbée (1) présentant une première face principale (11) et une deuxième face principale (12) et une tranche (10),
- des diodes électroluminescentes (2) comportant chacune une puce émettrice (2) apte à émettre un ou plusieurs rayonnements dans le visible et guidé(s) dans la première feuille après injection par la tranche ou par la face latérale en regard de trou(s) dans l'une des première ou deuxième faces principales et logeant les diodes,
- un profilé support des diodes (3, 3') en bordure du vitrage comportant un clip de fixation (30, 30') au vitrage avec une partie dite médiane une première aile discontinue (31 à 31", 310) et une deuxième aile discontinue (32 à 32", 320),
- la première aile ayant une première série de pattes de fixation et/ou de centrage du clip (31 à 31", 310) espacées entre elles, la deuxième aile ayant une deuxième série de pattes de fixation du clip (32 à 32",
320) espacées entre elles, les première et/ou deuxième séries de pattes formant ainsi des moyens de maintien des diodes (2) dans des positions verticales prédéterminées par rapport à la première feuille.
2. Module à diodes pour véhicule ( 100, 200, 400, 500, 600, 700, 800, 900) selon la revendication précédente caractérisé en ce que pour une ou chaque diode ou groupe de diodes rapprochées, au moins une patte de fixation et/ou de centrage du clip est dans un plan, transversal au vitrage, notamment transversal au plan moyen du vitrage ou à la tranche du vitrage, passant par ladite diode ou ledit groupe de diodes, notamment par l'une diode dudit groupe,
3. Module à diodes pour véhicule (100) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une encapsulation polymérique (9), située en bordure du vitrage et recouvrant tout ou partie du profilé support de diodes, et de préférence des moyens d'étanchéité (6) à la matière d'encapsulation liquide injectée à une température et une pression donnée.
4. Module à diodes pour véhicule selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comprend un joint polymérique situé en périphérie du vitrage, le joint formant le profilé support de fixation des diodes au vitrage ou le joint recouvrant tout ou partie du profilé support des diodes.
5. Module à diodes pour véhicule (100, 200, 400) selon la revendication 1 caractérisé en ce que, la partie médiane est prolongée de part et d'autre par les première et deuxièmes ailes qui sont du côté de la deuxième face principale (12), le profilé comportant une partie porteuse des diodes (33) distincte et solidaire du clip de fixation, la deuxième face principale est revêtue en bordure d'une couche dite de maintien (5) avec au moins un évidement (51 à 53) pour fixer et/ou centrer le clip de fixation (30, 30').
6. Module à diodes pour véhicule (100, 200, 400) selon la revendication précédente caractérisé en ce que la couche de maintien (5) est une couche de masquage, notamment en polycarbonate noire, ou une couche en une matière d'encapsulation.
7. Module à diodes (100, 200) pour véhicule selon l'une des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que :
- les première et deuxième ailes sont longitudinales (31, 32), c'est-à- dire s'étendant de manière sensiblement parallèle au plan moyen de la première feuille (1), la première aile étant plus proche de la deuxième face (12) que la deuxième aile,
- une ou chaque patte de centrage de la première série est logée dans un évidemment dit de centrage (51) d'un côté de la couche de maintien (5), d'épaisseur supérieure à l'épaisseur de la patte de centrage,
- la deuxième série de pattes de fixation sert pour le clipsage sur la surface principale libre de la couche de maintien (5).
8. Module à diodes pour véhicule (100) selon la revendication 7 caractérisé en ce que le ou les évidements de centrage (51) sont sur le côté extérieur de la couche de maintien (5), la partie porteuse des diodes étant en regard de la tranche de la première feuille.
9. Module à diodes pour véhicule (200) selon la revendication 7 caractérisé en ce que les évidements de centrage (51) sont sur le côté intérieur de la couche de maintien (5), et en que de préférence une ou chaque diode étant dans un trou (12'), la partie porteuse (33) débouchant dans le ou les trous.
10. Module à diodes pour véhicule (400) l'une des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que la partie médiane (30') étant sur ou au-dessus de la couche de maintien (5), la partie médiane est prolongée de part et d'autre par les première et deuxième aile qui sont transversales (31', 32'), c'est-à-dire dans le plan perpendiculaire au plan moyen de la première feuille, les première et deuxième série de pattes de fixation et de centrage servant pour le clipsage, une ou chaque patte des première et deuxième séries portent une extrémité dite de clipsage logée dans un évidement de la couche dit de clipsage, la partie porteuse des diodes (33) étant sensiblement transversale et entre les première et deuxième ailes et en partie dans un ou des trous dits pour diode(s) de la couche de maintien, le ou les trous pour diode(s) étant traversants et la partie porteuse débouchant dans un ou des trous de logement des diodes dans la deuxième face.
11. Module à diodes pour véhicule (500) selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la partie médiane est porteuse des diodes et des pattes, les pattes des première et deuxième séries sont des pattes longitudinales de fixation (31", 32") pour clipsage interne et de centrage, lesdites pattes étant en contact avec des faces longitudinales d'un ou plusieurs trous pratiqués dans la tranche de la première feuille.
12. Module à diodes pour véhicule selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la partie médiane est porteuse des diodes et des pattes, les pattes locales des première et deuxième séries sont des pattes de fixation pour clipsage interne, lesdites pattes étant transversales, en contact avec des faces transversales opposées d'un ou plusieurs trous pratiqués dans la deuxième face principale de la première feuille.
13. Module à diodes pour véhicule (600, 700) selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que, la partie médiane est porteuse des diodes, en regard de la tranche de la première feuille, et prolongée de part et d'autre par les première et deuxième ailes, la première aile (310) est associée à l'une des faces principales du vitrage (11), la deuxième aile (310) est associée à une autre (12) des faces principales du vitrage, les pattes des première et deuxième séries étant de fixation pour clipsage et de centrage.
14. Module à diodes pour véhicule (100, 200, 210, 400, 500, 600, 700, 800, 900) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la distance entre la partie porteuse des puces et la première feuille est de préférence inférieure ou égale à 5 mm, et/ou la distance entre les puces et la première feuille est inférieure ou égale à 2 mm.
15. Module à diodes pour véhicule (100, 200, 210, 400, 500, 600, 700, 800, 900) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que par extraction des rayonnements guidés on forme, un éclairage d'ambiance, un éclairage de lecture, un affichage lumineux de signalisation.
16. Utilisation du module à diodes (100, 200, 210, 400, 500, 600, 700, 800, 900) pour véhicule selon l'une des revendications précédentes comme : - vitres latérales, toit, lunette arrière, pare brise d'un véhicule terrestre, notamment automobile, véhicule utilitaire, camion, train,
- hublot, pare brise d'un véhicule aérien,
- vitres de fenêtre, toit, d'un véhicule aquatique, bateau, sous marin.
17. Véhicule incorporant le module (100, 200, 210, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) selon l'une des revendications précédentes.
18. Profilé support de diodes pour fixation sur vitrage galbé d'un module de véhicule défini selon des revendications 1 à 14.
EP09760222A 2008-10-27 2009-10-27 Module a diodes electroluminescentes pour vehicule, support a diodes Withdrawn EP2349783A1 (fr)

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