EP4710719A1 - Ensemble comprenant un masque et un film électroluminescent mince, flexible et lumineux - Google Patents

Ensemble comprenant un masque et un film électroluminescent mince, flexible et lumineux

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Publication number
EP4710719A1
EP4710719A1 EP24723911.4A EP24723911A EP4710719A1 EP 4710719 A1 EP4710719 A1 EP 4710719A1 EP 24723911 A EP24723911 A EP 24723911A EP 4710719 A1 EP4710719 A1 EP 4710719A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
assembly
mask
flexible
transparent
Prior art date
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Pending
Application number
EP24723911.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Eduardo ALVEAR
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Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
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Publication date
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Publication of EP4710719A1 publication Critical patent/EP4710719A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces
    • H05B33/22—Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers

Definitions

  • At least one part of the mask 10 can for example be formed from a layer of opaque material, forming the opaque parts 12, in which through-holes are cut out in order to form the transparent parts 13. It is also possible to envisage filling these through-holes with a transparent material.
  • at least one part of the mask 10 can for example be formed from a layer of transparent material 16, on which are deposited one or more layers of opaque material forming opaque parts 12 delimiting between them the transparent parts 13.
  • At least one part of the mask 10 may for example be formed by one or more layers of opaque material forming one or more opaque parts 12 delimiting between them the transparent parts 13. These layers of opaque material may be covered with a layer of transparent material 16, for example in order to be protected, this layer of transparent material 16 forming an integral part of the mask 10. As shown in [Fig. 7], the layer of transparent material 16 may be flat, or occupy at least partially the empty spaces which are located between the opaque parts 12 and which form the transparent parts 13.
  • the assembly 11 according to the invention is preferably intended to decorate the interior or exterior of a vehicle, but its applications are innumerable. It can for example be used indoors or outdoors, to decorate a building, furniture, accessories, architectural pieces, clothing, etc.
  • the invention also relates to a vehicle element at least partially covered by an assembly 11 according to the invention, this element being for example a bodywork part, a dashboard, a decorative part, a grille, a logo, an optic or any other part of a vehicle.
  • the invention also relates to a method of manufacturing an assembly 11 according to the invention comprising the following successive steps: providing a flexible support layer 2; depositing a first flexible electrode layer 3 made of conductive material on the flexible support layer 2; depositing a flexible electrically insulating layer 4 made of dielectric material on the first electrode layer 3; - depositing a flexible electroluminescent layer 5 comprising a phosphor layer 6 on the electrically insulating layer 4; depositing a second flexible and transparent electrode layer 8 made of conductive material on the electroluminescent layer 5; depositing a flexible and transparent protective layer 9 on the second electrode layer 8; and positioning a mask 10 on the upper face 12 of the film 1, said mask 10 comprising at least one opaque part 13 and at least one transparent part 14 through which the electroluminescent layer 5 is visible.

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

L'ensemble (11) flexible comprend un masque (10) et un film (1) électroluminescent comprenant successivement : une couche de support (2) flexible; une première couche délectrode (3) flexible en matériau conducteur; une couche électriquement isolante (4) flexible en matériau diélectrique; une couche électroluminescente (5) flexible, comprenant une couche de luminophore (6) présentant un indice de réfraction nium et des éléments d'adaptation (7) de l'indice de réfraction présentant un indice de réfraction nng; une seconde couche d'électrode (8) flexible et transparente en matériau conducteur présentant un indice de réfraction nélec; une couche de protection (9) flexible et transparente; où nlum > nng > nélec; et oú le masque est positionné au-dessus du film et comprend au moins une partie opaque (13) et au moins une partie transparente (14) à travers laquelle la couche électroluminescente est visible.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Ensemble comprenant un masque et un film électroluminescent mince, flexible et lumineux
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
[0001] Le domaine technique de l’invention est celui des ensembles décoratifs ou de signalisation comportant un ou plusieurs motifs lumineux.
[0002] La présente invention concerne de tels ensembles décoratifs ou de signalisation aptes à être utilisés pour la décoration ou la signalisation intérieure ou extérieure des véhicules, notamment automobiles.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
[0003] Notamment dans le domaine de l’automobile, la tendance actuelle est de décorer l’intérieur et/ou l’extérieur des véhicules et d’y intégrer de nombreux éléments de signalisation. Parmi ces décorations et éléments de signalisation, les préférés sont ceux qui sont lumineux, notamment en ce qu’ils sont toujours visibles, même de nuit.
[0004] Ces décorations et éléments de signalisation sont parfois à base de diodes électroluminescentes (LED) ou de matrice de microLED, et sont généralement sous la forme de bandeaux ou de fils lumineux, dont la flexibilité permet de recouvrir des pièces d’habitacle et de carrosserie très diverses présentant des formes concaves et/ou convexes, parfois complexes.
[0005] Ces éléments à base de LED présentent cependant de nombreux désavantages.
[0006] Tout d’abord, les LED sont onéreuses, aussi sont-elles plus généralement utilisées pour l’éclairage que pour la décoration ou la signalisation.
[0007] De plus, les LED ont tendance à chauffer. Leur utilisation en grand nombre nécessite donc l’utilisation d’un dispositif de refroidissement, ce qui génère un encombrement et une épaisseur supplémentaire dans les surfaces de LED. En conséquence, les surfaces présentant une grande densité de LED ne sont pas minces, ni suffisamment souples pour pouvoir épouser des forme concaves et/ou convexes complexes.
[0008] Enfin, les LED sont peu efficaces sur le plan énergétique, avec un rendement d’environ 1 %, et elles sont donc gourmandes en électricité. [0009] Il en résulte que les décorations à base de LED ne représentent pas une solution financièrement avantageuse, ni pour leur fabrication, ni pour leur utilisation et qu’elles sont peu susceptibles d’être suffisamment souples pour habiller des formes concaves et/ou convexes.
[0010] Il existe ainsi un besoin pour des décorations et signalisations lumineuses qui soient minces, souples et flexibles afin de pouvoir recouvrir des pièces d’habitacle et de carrosserie concaves et/ou convexes. Ces décorations et signalisations lumineuses doivent en outre permettre une grande liberté en termes de motifs et de dimensions. Elles doivent également être très lumineuses et aptes à fournir toutes les couleurs d’éclairage du spectre visible sans être trop gourmandes en électricité.
RESUME DE L’INVENTION
[0011] L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en fournissant un ensemble comprenant un film électroluminescent mince, flexible et lumineux recouvert d’un masque présentant des parties opaques et des parties transparentes laissant apparaître le film pour générer des motifs lumineux dont la forme et la surface sont déterminées par celles desdites parties transparentes.
[0012] Le film électroluminescent mince, flexible et lumineux utilisé dans l’invention est notamment décrit de façon détaillé dans la demande de brevet FR2304675 au nom du même déposant que la présente demande.
[0013] Un aspect de l’invention concerne un ensemble flexible comprenant un masque et un film électroluminescent flexible, le film comprenant successivement : une couche de support flexible ; une première couche d’électrode flexible en matériau conducteur ; une couche électriquement isolante flexible en matériau diélectrique ; une couche électroluminescente flexible, comprenant une couche de luminophore présentant un indice de réfraction rnUm ; une seconde couche d’électrode flexible et transparente en matériau conducteur présentant un indice de réfraction Hélec J une couche de protection flexible et transparente ; et en ce que le masque est positionné au-dessus de la face supérieure du film et comprend au moins une partie opaque et au moins une partie transparente à travers laquelle la couche électroluminescente est visible.
[0014] Grâce à l’invention on fournit un ensemble, notamment décoratif, qui est avantageusement à la fois mince, léger, flexible et très lumineux, qui peut être fourni sous la forme d’une feuille de toutes les dimensions, facile à découper, et qui peut produire des motifs lumineux avec une très grande liberté de formes et de dimensions, ces motifs lumineux étant définis par les parties transparentes qui constituent des parties non opaques à travers laquelle le film électroluminescent est visible. En outre, la consommation électrique des films électroluminescents est plus de trois fois inférieure à celle des LED.
[0001 ] Selon un aspect de l’invention, la couche électroluminescente comprend également au moins un élément d’adaptation de l’indice de réfraction présentant un indice de réfraction nng tel que nium > nng > néiec. Ainsi, puisque la lumière se déplace préférentiellement dans la matière voisine présentant un indice de réfraction inférieur le plus proche, la lumière émise par la couche de luminophore traverse prioritairement la matière de l’élément d’adaptation de l’indice de réfraction, puis traverse la seconde couche d’électrode pour être émise vers le haut du film. L’indice de réfraction de l’élément d’adaptation étant intermédiaire entre celui des couches adjacentes pour lesquelles il sert d’interface, sa présence réduit avantageusement tout effet de réfraction et/ou de réflexion de la lumière provenant de la couche de luminophore en direction de la seconde couche d’électrode.
[0015] Selon un autre aspect de l’invention, la couche de luminophore comprend du sulfure de zinc dopé avec au moins un métal incluant le cuivre. En effet, ce type de luminophore est avantageusement très lumineux et peut notamment fournir toutes les couleurs d’éclairage du spectre visible.
[0016] Selon un aspect supplémentaire de l’invention, le masque est collé sur la face supérieure du film. Ainsi, le masque peut notamment être fabriqué dans n’importe quelle matière souple, et les parties transparentes peuvent par exemple être formées par découpe ou emporte-pièce, puis le masque peut être solidarisé par collage sur le film afin de former un ensemble flexible utilisable sur n’importe quel élément en vue de sa décoration. [0017] Selon un aspect de l’invention, le masque est imprimé sur la face supérieure du film. Il s’agit ainsi d’une alternative de solidarisation du masque sur le film qui permet notamment de générer des parties transparentes de toutes les formes et de toutes les tailles, par exemple à partir d’un fichier d’impression, en imprimant directement les parties opaques du masque afin de générer les parties transparentes là où les parties opaques ne sont pas imprimées.
[0018] Selon un autre aspect de l’invention, au moins une partie transparente est un orifice traversant réalisé dans une partie opaque du masque. Cela permet avantageusement de créer les parties transparentes en découpant seulement une couche de surface opaque ou toute l’épaisseur du masque si celui-ci est fabriqué dans une matière opaque, ce qui est un moyen simple et facile à mettre en oeuvre pour générer les parties transparentes du masque.
[0019] Selon un aspect supplémentaire de l’invention, les parties transparentes occupent entre 5 et 50 % de la superficie totale du masque. Il ne s’agit là que d’un rapport de surfaces préféré, car les parties transparentes peuvent avantageusement occuper n’importe quelle superficie du masque sans que cela n’altère les propriétés de souplesse, de flexibilité, de luminosité ou de résistance mécanique de l’ensemble.
[0020] Selon un aspect de l’invention, les parties transparentes sont sous la forme de points, de ronds, d’ovales, de chevrons, d’oblongs, de carrés, de rectangles, de triangles, d’étoiles, de croix, de losanges, de polygones, de nids d’abeille, de caractères alphanumériques, ou sous la forme d’une combinaison d’au moins deux de ces motifs. En effet, les parties transparentes peuvent avantageusement être de n’importe quelles formes et pas tous nécessairement identiques au sein d’un même ensemble.
[0021] Selon un autre aspect de l’invention, les parties transparentes sont disposées en lignes, et selon un aspect supplémentaire de l’invention, les parties transparentes sont réparties de manière uniforme sur la surface du masque. Cela permet notamment de fournir un ensemble où les motifs lumineux sont ordonnés et organisés de manière à donner une impression d’ensemble, avec un effet esthétique amélioré.
[0022] Selon un aspect de l’invention, au moins une partie opaque du masque présente une face supérieure en cuir naturel ou synthétique. En effet, il s’agit d’une variante particulièrement adaptée aux décorations intérieures des véhicules, où l’aspect cuir pour les surfaces est très apprécié.
[0023] Selon un autre aspect de l’invention, au moins une partie opaque du masque est en matériau polymère opaque. En effet, pour être opaque, le masque peut être entièrement opaque ou seulement présenter une couche en matériau polymère opaque, qui peut par exemple être moins coûteuse que le reste du masque ou jouer un rôle protecteur pour celui-ci.
[0024] Selon un aspect supplémentaire de l’invention, le masque comporte en outre un logo, un texte, un motif géométrique ou un dessin sur sa face supérieure. Cela permet avantageusement d’associer des motifs lumineux à d’autres éléments décoratifs ou informatifs non lumineux au sein d’un même ensemble.
[0025] Selon un aspect de l’invention, la couche de protection comprend une matière transparente anti-UV, un additif anti-UV ou un revêtement transparent anti- UV. Ainsi, en plus de son rôle de protection vis-à-vis de l’environnement, la couche de protection protège aussi le film contre les effets du rayonnement ultraviolet.
[0026] Selon un autre aspect de l’invention, la couche de protection comporte une couche en matière transparente anti-UV choisie parmi une résine acrylique, un mélange de polyéthylène haute densité et d’oxyde de zinc, le polycarbonate, le polyamide-imide et le poly(fluorure de vinylidène). Ces matières présentent un effet une protection anti-UV très efficace, et elles peuvent donc être fournies selon une couche très mince participant à la flexibilité et à la transparence du film.
[0027] Un autre aspect de l’invention concerne un élément pour véhicule, lequel est au moins partiellement recouvert par un ensemble tel que décrit précédemment. Un tel élément peut ainsi être décoré par motifs lumineux présentant toutes les libertés de formes et dimensions offertes par l’invention.
[0028] Selon un aspect de l’invention, l’élément pour véhicule est une pièce de carrosserie, un tableau de bord, une pièce décorative, une calandre, un logo ou un optique. Grâce à l’invention, il est avantageusement possible de prévoir des motifs lumineux sur ces éléments, que les constructeurs automobiles cherchent habituellement à rendre visuellement attractives.
[0029] Un aspect supplémentaire de l’invention concerne un procédé de fabrication d’un ensemble selon l’invention, lequel comprend les étapes successives suivantes : fourniture d’une couche de support flexible ; dépôt d’une première couche d’électrode flexible en matériau conducteur sur la couche de support flexible ; dépôt d’une couche électriquement isolante flexible en matériau diélectrique sur la première couche d’électrode ; dépôt d’une couche électroluminescente flexible, comprenant une couche de luminophore ; dépôt d’une seconde couche d’électrode flexible et transparente en matériau conducteur sur la couche électroluminescente ; dépôt d’une couche de protection flexible et transparente sur la seconde couche d’électrode ; et positionnement d’un masque sur la face supérieure du film, ledit masque comprenant au moins une partie opaque et au moins une partie transparente à travers laquelle la couche électroluminescente est visible.
[0030] Ce procédé de fabrication est avantageux en ce qu’il peut être mis en oeuvre de façon à la fois simple et peu coûteuse. Avantageusement, il permet par exemple de fabriquer un ensemble de grandes dimensions qui peut ensuite être découpé aux dimensions voulues, par exemple pour décorer un élément pour véhicule.
[0031] L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0032] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
[0033] [Fig. 1 ] est une représentation schématique d’un ensemble flexible selon un exemple de l’invention comprenant un masque et un film électroluminescent, lequel présente des parties transparentes de forme rectangulaire.
[0034] [Fig. 2] est une vue de détail de la partie sensiblement encerclée sur [Fig. 1] dans le cas où la couche électroluminescente comprend une couche de luminophore située sur la couche électriquement isolante, et une couche d’élément d’adaptation de l’indice de réfraction située sur la couche de luminophore. [0035] [Fig. 3] est une vue de détail de la partie sensiblement encerclée sur [Fig. 1 ] dans le cas où la couche électroluminescente comprend une couche hétérogène comprenant des éléments d’adaptation de l’indice de réfraction situés sur la couche électriquement isolante et noyés dans une couche de luminophore.
[0036] [Fig. 4] est une vue schématique en perspective d’un ensemble flexible selon un exemple de l’invention présentant des parties transparentes en forme d’étoiles.
[0037] [Fig. 5] est une vue schématique en coupe d’un ensemble flexible selon un exemple de l’invention dans lequel les parties transparentes sont obtenues en découpant des orifices traversant à travers un masque en matériau opaque.
[0038] [Fig. 6] est une vue schématique en coupe d’un ensemble flexible selon un exemple de l’invention dans lequel des parties opaques sont déposées sur une couche transparente.
[0039] [Fig. 7] est une vue schématique en coupe d’un ensemble flexible selon un exemple de l’invention dans lequel une couche transparente est déposée sur des parties opaques.
[0040] Les épaisseurs des différentes couches représentées sur les figures ne sont données qu’à titre d’illustration et ne traduisent en rien la réalité.
DESCRIPTION DETAILLEE
[0041] Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.
[0042] Par convention, dans la présente demande, les termes « inférieur » et « supérieur », et « interne » et « externe » sont définis par rapport à la position du film électroluminescent tel que représenté sur [Fig. 1 ]. Ainsi, une couche externe telle que la couche de protection est représentée en partie supérieure du film sur [Fig. 1 ] tandis qu’une couche interne, telle que la couche de support, est représentée en partie inférieure du film, même si le film peut être utilisé selon une autre orientation.
[0043] Dans le cadre de l’invention, un matériau ou une couche de matière est dite flexible si les propriétés mécaniques et électriques du film restent inchangées même sous une contrainte importante de 2,5 % avec un rayon de courbure concave et convexe de 0,5 mm. En d’autres mots, on peut notamment considérer qu'une couche d’électrode sur la couche support est flexible si, après une déformation de 2,5 %, cette déformation n’a pas d’incidence sur la variation de la résistance électrique du film de l'électrode déposé sur la couche support. On peut évaluer la déformation (flexibilité) à l'aide de l'équation suivante :
[0044] Déformation = ( ts - tp - tf ) / 2 x rc, où : ts est l'épaisseur de la couche de support ; tp est l'épaisseur totale des couches de travail (couche luminescente + couches électriquement isolantes) tf est l'épaisseur totale des couches d’électrode rc est le rayon de courbure.
[0045] Enfin, par le terme « transparent(e) » on entend une matière optiquement transparente, c’est-à-dire présentant une transmittance supérieure à 75% dans le spectre visible.
[0046] L’ensemble 11 flexible selon l’invention comprend un masque 10 et un film 1 électroluminescent.
[0047] Le film 1 selon l’invention est un film 1 électroluminescent flexible comportant au moins six couches flexibles et superposées, où chaque couche est en contact avec la ou les couche(s) adjacente(s), à savoir une couche de support 2, une première couche d’électrode 3, une couche électriquement isolante 4, une couche électroluminescente 5, une seconde couche d’électrode 8 et couche de protection 9.
[0048] Le film 1 selon l’invention comprend une première couche, préférentiellement inférieure, qui est une couche de support 2 flexible, sur laquelle les autres couches sont déposées. Cette couche de support 2 est préférentiellement fournie sous la forme d’un film en rouleau. Elle présente par exemple une épaisseur comprise entre 0,5 et 2,0 mm, préférentiellement comprise entre 0,8 et 1 ,5 mm et plus préférentiellement égale à 1 ,1 mm.
[0049] La couche de support 2 peut être transparente, notamment lorsque l’on souhaite que la totalité du film 1 soit transparente. Elle peut aussi être opaque, par exemple lorsque le film 1 est prévu pour être appliqué sur une surface également opaque. [0050] Notamment dans le cas où cette couche est transparente, la couche de support 2 est préférentiellement en PET (polytéréphtalate d'éthylène), en Plasil (siloxane à base de monoxyde de silicium polymérisé), en PMMA (polyméthacrylate de méthyle), en PCL (polycaprolactone), en PC (polycarbonate), en COP (polymère de cyclooléfine) ou en un mélange d’au moins deux de ces produits.
[0051] Le film 1 selon l’invention comprend une deuxième couche, déposée sur la couche de support 2, à savoir une première couche d’électrode 3 flexible en matériau conducteur.
[0052] Cette première couche d’électrode 3 est préférentiellement fournie sous la forme d’un nanofilet (ou nanomesh en anglais), d’un treillis métallique (ou electrode mesh en anglais) ou d’une couche plane homogène.
[0053] Par nanofilet, on entend une nanostructure en forme de filet, formée de nanofils en contact mutuel et formant un maillage, que ces fils soient par exemple entrecroisés, superposés, soudés ou d’une seule pièce. Un nanofil est une nanostructure en forme de fil, dont le diamètre est à l’échelle nanométrique, par exemple inférieure à 100 nm, et dont la longueur est significativement supérieure.
[0054] Par treillis métallique, on entend une structure en forme de filet, formée de fils entrecroisés, superposés, soudés ou d’une seule pièce, ces fils présentant un diamètre de l’ordre du micron.
[0055] Les motifs unitaires du maillage d’un tel nanofilet ou treillis métallique peuvent par exemple être des carrés, des rectangles, des triangles, des losanges, des hexagones ou toutes autres formes et combinaisons de celles-ci.
[0056] Par couche plane homogène, on entend une couche de matière sensiblement plate, sans inégalités significatives de niveau, dont la composition et la structure sont sensiblement les mêmes en tout point, et qui s’étend selon une surface apte à former une électrode de la superficie souhaitée, par exemple sensiblement égale à la surface de la couche de support 2 où l’on souhaite former un film luminescent.
[0057] La première couche d’électrode 3, lorsqu’elle est fournie sous la forme d’un nanofilet ou d’un treillis métallique, comprend préférentiellement des nanofils d'argent (ou AgNWs pour l'anglais Ag nanowires ou des nanofils de cuivre (ou CuNWs pour l'anglais Cu nanowires). [0058] On notera que les nanofils à large bande interdite (en anglais wide bandgap) composés de nitrure de gallium (GaN) ou d'oxyde de zinc (ZnO) sont des matériaux qui peuvent également être utilisés pour les nanofils.
[0059] Lorsqu’elle est fournie sous la forme d’une couche plane, la première couche d’électrode 3 comprend préférentiellement des nanotubes de carbone, du graphène, un matériau à base d’oxyde métallique, un matériau à base de PEDOT [poly(3,4-éthylènedioxythiophène)], un matériau à base de PEDOT:PSS [poly(3,4- éthylènedioxythiophène) mélangé avec du polystyrène sulfonate) de sodium] ou un matériau à base de PEDOT :TOS [poly(3,4-éthylènedioxythiophène) mélangé avec du tosylate]. Une telle couche plane est la plus homogène possible et habituellement non structurée.
[0060] Les matériaux à base d’oxyde métallique pour la première couche d’électrode 3 comprennent préférentiellement l'ITO (oxyde d'indium-étain), le ZnO (oxyde de zinc), le ZnO:AI (oxyde de zinc dopé à l’aluminium), le TiO2 (dioxyde de titane) et le SnO2:F (dioxyde d'étain dopé au fluor, ou FTO pour l’anglais Fluorine- doped Tin Oxide).
[0061] La première couche d’électrode 3 peut être transparente ou opaque.
[0062] Le film 1 selon l’invention comprend une troisième couche, déposée sur la première couche d’électrode 3, à savoir une première couche électriquement isolante 4 flexible en matériau diélectrique.
[0063] Cette couche électriquement isolante 4 présente par exemple une épaisseur comprise entre 1 et 50 pm. Elle présente préférentiellement une épaisseur comprise entre 5 et 30 pm, plus préférentiellement comprise entre 8 et 15 pm, par exemple sensiblement égale à 10 pm.
[0064] Le matériau diélectrique de la couche électriquement isolante 4 comprend préférentiellement une matrice en résine époxy chargée en particules de titanate de métal alcalino-terreux, lequel métal alcalino-terreux étant choisi parmi le titanate de calcium (CaTiOa), le titanate de baryum (BaTiOa), le titanate de strontium (SrTiOa), les pérovskites mixtes de type titanate de baryum et strontium (BaxSrp-xjTiOa, avec 0 < x < 1 ) et un mélange de ces produits. Préférentiellement x est tel que 0 < x < 1 .
[0065] La couche électriquement isolante 4 peut être transparente ou opaque. [0066] Le film 1 selon l’invention comprend une quatrième couche, déposée sur la couche électriquement isolante 4, à savoir une couche électroluminescente 5 flexible.
[0067] Cette couche électroluminescente 5 comprend à la fois une matière luminophore apte à générer de la lumière, et une matière d’adaptation de l’indice de réfraction apte à diriger la lumière émise par la matière luminophore vers les couches supérieures suivantes, à savoir la seconde couche d’électrode 8 et la couche de protection 9.
[0068] Par luminophore on entend ici une matière comportant des pigments électroluminescents émettant une lumière blanche ou colorée après avoir reçus de l'énergie fournie par un champ électrique.
[0069] Ainsi, la couche électroluminescente 5 comprend une couche de luminophore 6 présentant un indice de réfraction rnUm et au moins un élément d’adaptation de l’indice de réfraction 7 présentant un indice de réfraction nng de sorte que nium > nng > néiec où néiec est l’indice de réfraction de la seconde couche d’électrode 8.
[0070] Puisque l’indice de réfraction de l’élément d’adaptation de l’indice de réfraction 7 est intermédiaire entre celui des couches adjacentes pour lesquelles il sert d’interface, sa présence réduit les effets de réfraction et/ou de réflexion de la lumière provenant de la couche de luminophore 6 en direction de la seconde couche d’électrode 8.
[0071] Des essais en laboratoire ont prouvé que l’ajout de l’élément d’adaptation de l’indice de réfraction 7 dans un film électroluminescent classique multiplie la luminance de ce dernier par une valeur comprise entre 1 ,8 et 2. Ainsi, pour un film 1 selon l’invention, pour lequel la luminance est optimisée, on obtient une luminance supérieure à 1600 cd/m2, pouvant même être supérieure à 2000 cd/m2, des valeurs qui n’ont jamais été atteintes à ce jour pour un film électroluminescent.
[0072] Selon une première variante de l’invention représentée sur [Fig. 2], la couche électroluminescente 5 comprend deux couches successives, à savoir une couche de luminophore 6 située sur la couche électriquement isolante 4, et une couche d’élément d’adaptation de l’indice de réfraction 7 située sur la couche de luminophore 6. [0073] Selon une seconde variante de l’invention représentée sur [Fig. 3], la couche électroluminescente 5 comprend une couche hétérogène comprenant des éléments d’adaptation 7 de l’indice de réfraction situés sur la couche électriquement isolante 4 et noyés dans une couche de luminophore 6. Selon, cette seconde variante de l’invention, une couche d’élément d’adaptation de l’indice de réfraction 7 peut également être située sur ladite couche hétérogène.
[0074] La couche de luminophore 6 présente un indice de réfraction rnUm dont la valeur est par exemple environ égale à 4. Dans le cadre de l’invention, chaque indice de réfraction est mesuré par la méthode A de la norme NF EN ISO 489 de mars 2022.
[0075] La couche de luminophore 6 comprend du sulfure de zinc dopé avec au moins un métal incluant le cuivre.
[0076] Par composition métallique dopée à un matériau, on entend ici une composition métallique intégrant de petites quantités (généralement de l’ordre du ppm) d’un matériau qui est introduit dans sa matrice afin de modifier ses propriétés.
[0077] Par exemple, la couche de luminophore 6 comprend du sulfure de zinc, un mélange de sulfure de zinc et de sulfure de cadmium, ou un mélange de sulfure de zinc, de sulfure de cadmium, de séléniure de zinc et de séléniure de cadmium. Préférentiellement, soit ces compositions métalliques sont dopées au cuivre uniquement, soit elles sont dopées au cuivre et avec au moins un composé choisi dans le groupe constitué par le grenat d'yttrium et d'aluminium, le manganèse, l’aluminium, l’europium et les colorants inorganiques.
[0078] Le dépôt de la couche de luminophore 6 est préférentiellement effectué par sérigraphie, par dépôt de couches minces atomiques (ou ALD, pour l'anglais Atomic Layer Deposition) ou par un procédé sol-gel.
[0079] Le dépôt par sérigraphie ou par ALD est préféré dans le cas de la première variante de l’invention, où la couche électroluminescente 5 comprend deux couches successives, tandis que le dépôt par procédé sol-gel est préféré dans le cas de la seconde variante de l’invention, où la couche électroluminescente 5 comprend des éléments d’adaptation 7 de l’indice de réfraction noyés dans une couche de luminophore 6.
[0080] Le dépôt par sérigraphie permet généralement de fournir une couche de luminophore 6 présentant par exemple une épaisseur comprise entre 25 et 30 pm car les particules de la couche de luminophore 6 présentent habituellement un diamètre inférieur ou égal à 29 pm.
[0081] Dans le cas où le dépôt de la couche de luminophore 6 est effectué par sérigraphie, les pigments électroluminescents sont préférentiellement liés dans une matrice de résine époxy.
[0082] L’élément d’adaptation de l’indice de réfraction 7 est transparent et, lorsqu’il est sous la forme d’une couche, celle-ci est flexible.
[0083] L’élément d’adaptation de l’indice de réfraction 7 a pour rôle de diriger la lumière émise vers la couche de luminophore 6 vers la seconde couche d’électrode 8 située au-dessus de celle-ci, de sorte qu’une plus grande partie de la lumière émise par la couche de luminophore 6 traverse la seconde couche d’électrode 8, pour une plus grande luminosité du film 1 .
[0084] Ainsi, l’élément d’adaptation de l’indice de réfraction 7 présente un indice de réfraction nng dont la valeur est choisie de sorte d’être comprise entre celle des deux couches adjacentes, à savoir la couche de luminophore 6 et la seconde couche d’électrode 8, de sorte de former une couche intermédiaire réduisant les effets de réfraction et/ou de réflexion de la lumière. L’indice de réfraction nng de l’élément d’adaptation de l’indice de réfraction est par exemple compris entre 2 et 3,5.
[0085] L’élément d’adaptation de l’indice de réfraction 7 comprend préférentiellement des nano-antennes 17, également connues sous le nom de nanocapteurs de la lumière, ou nano-antennas en anglais
[0086] Ces nano-antennes 17 comprennent préférentiellement des nano-objets, préférentiellement métalliques, qui favorisent le déplacement de la lumière depuis la couche de luminophore 6 vers la seconde couche d’électrode 8, à une échelle inférieure à la longueur d'onde, afin que l’élément d’adaptation de l’indice de réfraction 7 soit en outre très fin et transparent.
[0087] Selon une variante de l’invention, les nano-objets peuvent être des nanoparticules colloïdales, préférentiellement des nano-cubes. Ils peuvent également être des éléments tridimensionnels à section ronde, ovale, triangulaire, carrée, rectangulaire, en losange, polygonale, etc. ou d’autres éléments tridimensionnels polygonaux, tels que des tétraèdres, octaèdres, dodécaèdres, icosaèdres, etc. [0088] Une nanoparticule est un nano-objet dont les trois dimensions sont à l'échelle nanométrique, c'est-à-dire une particule dont le diamètre nominal est inférieur à 100 nm environ.
[0089] Les nanoparticules colloïdales sont préférentiellement à base d’argent, d’or, de platine ou de leur mélange.
[0090] Dans le cas de la seconde variante de l’invention, où la couche électroluminescente 5 comprend des éléments d’adaptation 7 de l’indice de réfraction noyés dans une couche de luminophore 6, les nanoparticules sont préférentiellement déposées sur la couche électriquement isolante 4 par un procédé de dépôt à la goutte, par exemple de façon aléatoire, mais de sorte que les nanoparticules soient bien dispersées, sans agrégats et avec une densité la plus homogène possible sur la couche de luminophore 6.
[0091] Dans le cas de la première variante de l’invention, où la couche électroluminescente 5 comprend deux couches successives, les nanoparticules colloïdales sont préférentiellement noyées dans une matrice, par exemple en polyvinylpyrrolidone (PVP), ou recouvertes d’une couche de PVP. Cette matrice ou cette couche de PVP présente par exemple une épaisseur d’environ 1 à 10 nm, préférentiellement d’environ 3 nm.
[0092] Selon une autre variante de l’invention, les nano-objets peuvent être des nanofibres, des nanotubes, des nanofilaments, des nanofils, des nanotiges, des nanobâtonnets ou un mélange de ces nano-objets.
[0093] Les nanofibres, nanotubes, nanofilaments, nanotiges et nanobâtonnets sont des nano-objets dont deux dimensions externes similaires sont à l’échelle nanométrique, inférieures à 100 nm environ, et dont la troisième dimension est significativement supérieure.
[0094] Ces nano-objets sont préférentiellement à base d’oxyde de zinc. On les fait par exemple croître par synthèse hydrothermale à partir d'une couche de semences de ZnO directement déposée sur la couche de luminophore 6 (première variante de l’invention) ou sur la couche électriquement isolante 4 (seconde variante de l’invention).
[0095] Ces nano-objets sont préférentiellement disposés sous la forme d’un réseau très dense de nanofils (NWs), nanofibres, nanotubes, nanofilaments, nanotiges et/ou nanobâtonnets alignés verticalement. Ils présentent préférentiellement un diamètre compris entre 30 et 50 nm et une longueur comprise entre 400 et 500 nm.
[0096] Dans le cas de la seconde variante de l’invention, où la couche électroluminescente 5 comprend des éléments d’adaptation 7 de l’indice de réfraction noyés dans une couche de luminophore 6, les nanoparticules et nano-objets peuvent par exemple être déposées sous la forme d’îlots, c’est à dire sous la forme de petits groupes de nanoparticules et nano-objets isolés les uns des autres, ou sous la forme de lignes, notamment parallèles et/ou qui se croisent pour former un réseau.
[0097] Les éléments d’adaptation 7 de l’indice de réfraction, qu’ils soient noyés dans la couche de luminophore 6 ou sous la forme d’une couche distincte, peuvent présenter une hauteur (ou épaisseur dans le cas d’une couche) très faible, notamment inférieure à 1 pm.
[0098] Notamment selon son épaisseur, la couche de luminophore 6 peut être transparente, translucide ou opaque.
[0099] Le film 1 selon l’invention comprend une cinquième couche, déposée sur la couche électroluminescente 5, à savoir une seconde couche d’électrode 8 flexible et transparente en matériau conducteur.
[00100] Cette seconde couche d’électrode 8 peut présenter les mêmes caractéristiques que la première couche d’électrode 3.
[00101] Elle présente un indice de réfraction néiec dont la valeur est par exemple environ égale à 1 ,5.
[00102] Au sein d’un même film 1 selon l’invention, la première couche d’électrode 3 et la seconde couche d’électrode 8 peuvent être identiques, par exemple par leur nature, leur composition, leur épaisseur et/ou leur procédé de dépôt, mais elles peuvent également être différentes. Il est cependant plus pratique et moins coûteux pour la fabrication du film 1 que la première couche et la seconde couche d’électrode 3, 8 soient identiques.
[00103] La première couche et la seconde couche d’électrode 3, 8 sont prévues pour être reliées à une source de courant alternatif afin de former un champ électrostatique entre elles, apte à exciter la couche de luminophore 6 prévue entre ces deux couches 3, 8. [00104] Enfin, le film 1 selon l’invention comprend une sixième couche, préférentiellement supérieure, déposée sur la seconde couche d’électrode 8, à savoir une couche de protection 9 flexible et transparente.
[00105] Cette couche de protection 9 présente par exemple une épaisseur comprise entre 0,5 et 2,0 mm, préférentiellement comprise entre 0,8 et 1 ,5 mm et plus préférentiellement égale à 1 ,1 mm.
[00106] Elle est préférentiellement déposée par impression.
[00107] La couche de protection 9 est préférentiellement en PET (polytéréphtalate d'éthylène), en Plasil (siloxane à base de monoxyde de silicium polymérisé), en PMMA (polyméthacrylate de méthyle), en PCL (polycaprolactone), en PC (polycarbonate), en COP (polymère de cyclooléfine) ou en un mélange d’au moins deux de ces produits.
[00108] La couche de protection 9 comprend préférentiellement une matière transparente anti-UV, un additif anti-UV ou un revêtement transparent anti-UV afin de protéger le film 1 des effets nuisibles des rayonnements ultraviolets.
[00109] En effet, la protection UV peut être noyée dans la masse de la matière constituant la couche de protection 9, ou être sous la forme d’un revêtement déposé sur la couche inférieure et/ou supérieure de ladite couche de protection 9.
[00110] De même, la matière constitutive de la couche de protection 9 peut avoir naturellement un effet anti-UV, ou être modifiée de sorte de présenter un tel effet sans que cela n’affecte négativement sa flexibilité et sa transparence de manière significative.
[00111] Ainsi, la couche de protection 9 comporte par exemple une couche en matière transparente anti-UV choisie parmi une résine acrylique, un mélange de polyéthylène haute densité et d’oxyde de zinc, le polycarbonate, le polyamide-imide et le poly(fluorure de vinylidène).
[00112] Les matériaux suivants sont connus pour avoir une action anti-UV : Plasil anti-UV, PC, PCL, PMMA, PET et COP.
[00113] Le masque 10 comprend au moins une partie opaque 13, préférentiellement plusieurs, et au moins une partie transparente 14, préférentiellement plusieurs, à travers laquelle la couche électroluminescente 5 est visible. [00114] Par opaque on entend ici une matière qui ne laisse pas passer la lumière du spectre visible provenant de couche électroluminescente 5.
[00115] Lorsque la couche de luminophore 6 est excitée et devient lumineuse, les parties transparentes 13 laissent passer la lumière à travers le masque 10 et forment des motifs lumineux à l’extérieur dont la forme correspond à celles des parties transparentes 13.
[00116] L’ensemble 11 flexible selon l’invention présente un effet esthétique très satisfaisant lorsque les parties transparentes 13 occupent entre 5 et 50 % de la surface totale du masque 10. Les parties transparentes 13 peuvent cependant occuper plus ou moins de cette surface selon l’effet souhaité.
[00117] Les parties transparentes 13 peuvent présenter n’importe quelle forme. Par exemple est peuvent être sous la forme de points, de ronds, d’ovales, de chevrons, d’oblongs, de carrés, de rectangles, de triangles, d’étoiles, de croix, de losanges, de polygones, de nids d’abeille, de caractères alphanumériques, ou être sous la forme d’une combinaison d’au moins deux de ces motifs.
[00118] Afin de créer un effet esthétique organisé, les parties transparentes 13 peuvent être disposées en lignes, les motifs pouvant alors être alignés également en colonne ou être décalés. Les parties transparentes 13 sont préférentiellement réparties de manière uniforme sur la surface du masque 10. Elles peuvent également être réparties de façon progressive, avec une surface du masque progressivement occupée par de plus en plus de parties transparentes 13 ou au contraire par de moins en moins de parties transparentes 13.
[00119] Le masque 10 peut être situé à distance de la face supérieure 12 du film 1 , mais il est préférentiellement en contact de celle-ci, et plus préférentiellement solidarisé sur le film 1 , par exemple par collage ou en étant imprimé sur celui-ci.
[00120] Les parties opaques 12 peuvent par exemple être réalisées en un matériau polymère opaque.
[00121] Selon une variante de l’invention représentée sur [Fig. 5], au moins une partie du masque 10 peut par exemple être formée d’une couche de matière opaque, formant les parties opaques 12, dans laquelle des orifices traversants sont découpés afin de former les parties transparentes 13. On peut également envisager de remplir ces orifices traversants avec une matière transparente. [00122] Selon une autre variante de l’invention représentée sur [Fig. 6], au moins une partie du masque 10 peut par exemple être formée d’une couche de matière transparente 16, sur laquelle sont déposées une ou plusieurs couches de matière opaque formant des parties opaques 12 délimitant entre elles les parties transparentes 13.
[00123] Selon une variante supplémentaire de l’invention représentée sur [Fig. 7], au moins une partie du masque 10 peut par exemple être formée par une ou plusieurs couches de matière opaque formant une ou plusieurs parties opaques 12 délimitant entre elles les parties transparentes 13. Ces couches de matière opaque peuvent être recouvertes d’une couche de matière transparente 16, par exemple afin d’être protégées, cette couche de matière transparente 16 faisant partie intégrante du masque 10. Comme cela est représenté sur [Fig. 7], la couche de matière transparente 16 peut être plane, ou occuper au moins partiellement les espaces vides qui sont situés entre les parties opaques 12 et qui forment les parties transparentes 13.
[00124] Le masque 10 peut être décorée sur sa face supérieure 15. Des parties opaques 12 peuvent par exemple être au moins partiellement recouvertes de cuir naturel ou synthétique, tandis que le masque 10 peut être orné d’un logo, d’un texte, d’un motif géométrique, d’un dessin ou de tout autre élément décoratif ou informatif sur sa face supérieure 15. Bien entendu, la face supérieure 15 du masque 10, dans ses parties opaques 12, peut présenter n’importe quel aspect, couleur ou texture.
[00125] L’ensemble 11 selon l’invention est préférentiellement prévu pour décorer l’intérieur ou l’extérieur d’un véhicule, mais ses applications sont innombrables. Il peut par exemple être utilisé en intérieur comme en extérieur, pour décorer un bâtiment, du mobilier, des accessoires, des pièces d’architecture, des vêtements, etc.
[00126] Ainsi, l’invention concerne également un élément pour véhicule au moins partiellement recouvert par un ensemble 1 1 selon l’invention, cet élément étant par exemple une pièce de carrosserie, un tableau de bord, une pièce décorative, une calandre, un logo, un optique ou tout autre partie d’un véhicule.
[00127] Enfin, l’invention concerne aussi un procédé de fabrication d’un ensemble 11 selon l’invention comprenant les étapes successives suivantes : fourniture d’une couche de support 2 flexible ; dépôt d’une première couche d’électrode 3 flexible en matériau conducteur sur la couche de support 2 flexible ; dépôt d’une couche électriquement isolante 4 flexible en matériau diélectrique sur la première couche d’électrode 3 ; - dépôt d’une couche électroluminescente 5 flexible comprenant une couche de luminophore 6 sur la couche électriquement isolante 4 ; dépôt d’une seconde couche d’électrode 8 flexible et transparente en matériau conducteur sur la couche électroluminescente 5 ; dépôt d’une couche de protection 9 flexible et transparente sur la seconde couche d’électrode 8 ; et positionnement d’un masque 10 sur la face supérieure 12 du film 1 , ledit masque 10 comprenant au moins une partie opaque 13 et au moins une partie transparente 14 à travers laquelle la couche électroluminescente 5 est visible.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1 ] Ensemble (11 ) flexible caractérisé en ce qu’il comprend un masque (10) et un film (1 ) électroluminescent, le film (1 ) comprenant successivement :
- une couche de support (2) flexible ;
- une première couche d’électrode (3) flexible en matériau conducteur ;
- une couche électriquement isolante (4) flexible en matériau diélectrique ;
- une couche électroluminescente (5) flexible, comprenant une couche de luminophore (6) présentant un indice de réfraction rnUm ;
- une seconde couche d’électrode (8) flexible et transparente en matériau conducteur présentant un indice de réfraction Hélec J
- une couche de protection (9) flexible et transparente ; et en ce que
- le masque (10) est positionné au-dessus de la face supérieure (12) du film (1 ) et comprend au moins une partie opaque (13) et au moins une partie transparente (14) à travers laquelle la couche électroluminescente (5) est visible.
[Revendication 2] Ensemble (1 1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la couche électroluminescente (5) comprend également au moins un élément d’adaptation (7) de l’indice de réfraction présentant un indice de réfraction nng tel que nium > Ung > Hélec-
[Revendication 3] Ensemble (1 1 ) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche de luminophore (6) comprend du sulfure de zinc dopé avec au moins un métal incluant le cuivre.
[Revendication 4] Ensemble (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le masque (10) est collé sur la face supérieure (12) du film (1 ).
[Revendication 5] Ensemble (1 1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le masque (10) est imprimé sur la face supérieure (12) du film
[Revendication s] Ensemble (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins une partie transparente (14) est un orifice traversant réalisé dans une partie opaque (13) du masque (10).
[Revendication 7] Ensemble (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parties transparentes (12) occupent entre 5 et 50 % de la surface totale du masque (10).
[Revendication s] Ensemble (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parties transparentes (12) sont sous la forme de points, de ronds, d’ovales, de chevrons, d’oblongs, de carrés, de rectangles, de triangles, d’étoiles, de croix, de losanges, de polygones, de nids d’abeille, de caractères alphanumériques, ou sous la forme d’une combinaison d’au moins deux de ces motifs.
[Revendication 9] Ensemble (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parties transparentes (12) sont disposées en lignes.
[Revendication 10] Ensemble (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parties transparentes (12) sont réparties de manière uniforme sur la surface du masque (10).
[Revendication 1 1 ] Ensemble (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins une partie opaque (13) du masque (10) présente une face supérieure (13) en cuir naturel ou synthétique.
[Revendication 12] Ensemble (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins une partie opaque (13) du masque (10) est en matériau polymère opaque.
[Revendication 13] Ensemble (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le masque (10) comporte en outre un logo, un texte, un motif géométrique ou un dessin sur sa face supérieure (15).
[Revendication 14] Ensemble (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche de protection (9) comprend une matière transparente anti-UV, un additif anti-UV ou un revêtement transparent anti-UV.
[Revendication 15] Ensemble (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche de protection (9) comporte une couche en matière transparente anti-UV choisie parmi une résine acrylique, un mélange de polyéthylène haute densité et d’oxyde de zinc, le polycarbonate, le polyamide-imide et le poly(fluorure de vinylidène).
[Revendication 16] Elément pour véhicule, caractérisé en ce qu’il est au moins partiellement recouvert par un ensemble (1 1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
[Revendication 17] Elément pour véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit élément est une pièce de carrosserie, un tableau de bord, une pièce décorative, une calandre, un logo ou un optique.
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