FR2976340A1 - Dispositif d'eclairage a diodes electroluminescentes - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif d'éclairage comportant au moins une feuille de verre (2, 2A, 2B) présentant deux faces principales opposées (20, 21) et une tranche (22), des diodes électroluminescentes (3) fournissant la fonction d'éclairage, et des moyens de diffusion (4) assurant l'extraction de la lumière sur l'une des première ou deuxième faces principales (21), les moyens de diffusion définissant une ou des zones éclairantes, les moyens de diffusion ne recouvrant pas selon une surface pleine la totalité de la première feuille de verre, caractérisé en ce que les moyens de diffusion sont un émail présentant une brillance supérieure à 15, de préférence supérieure ou égale à 20 ou à 30.

Description

DISPOSITIF D'ECLAIRAGE A DIODES ELECTROLUMINESCENTES
L'invention concerne un dispositif d'éclairage à l'aide de diodes s électroluminescentes en tant que sources d'éclairage.
Les diodes électroluminescentes ou DEL (LED en anglais) ont à l'origine été employées pour constituer des lampes témoins ou voyants lumineux d'appareils électriques et électroniques, et assurent depuis déjà quelques io années l'éclairage de dispositifs de signalisation tels que les feux de signalisation de véhicules automobiles (feux de position), ou de lampes portatives ou de balisage.
Récemment leur utilisation s'est développée pour l'éclairage notamment 15 en vue de remplacer les ampoules à incandescence halogène.
Il est ainsi connu des vitrages éclairants pourvus de DEL en tant que système d'éclairage, les DEL étant agencées sur la tranche des vitrages.
20 Afin d'extraire la lumière guidée dans le verre, le dispositif d'éclairage à DEL comporte des moyens de diffusion de la lumière procurée par un sablage ou un acidage du verre. Cependant, cette mise en oeuvre fragilise le verre, En outre les performances d'extraction ne sont pas toujours satisfaisantes ni pérennes. 25 L'invention a donc pour but de proposer un nouveau dispositif d'éclairage à base de DEL sur la tranche d'un verre qui tout en fournissant une efficacité lumineuse suffisante sans éblouir, ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur quant à ses moyens de diffusion de la 30 lumière.
Selon l'invention, le dispositif d'éclairage ou luminaire comporte au moins une première feuille de verre présentant des première et deuxième faces principales opposées et une tranche, des diodes électroluminescentes fournissant la fonction d'éclairage et avec des faces émettrices de la lumière couplées optiquement à la tranche de la première feuille de verre formant guide de lumière, et des moyens de diffusion assurant l'extraction de la lumière guidée et agencés sur l'une des première ou deuxième faces principales, les moyens de diffusion définissant une ou des zones io éclairantes, les moyens de diffusion ne recouvrant pas selon une surface pleine la totalité de la face de la première feuille de verre, et les moyens de diffusion sont un émail présentant une brillance supérieure à 15.
La brillance est mesurée de manière connue par un réflectomètre ou is brillancemètre dont les valeurs sont exprimées en unités de brillant.
Les zones éclairantes sont les zones d'où est extraite la lumière vers l'extérieur du verre, et correspondant à l'émail et à la surface de la feuille de verre en regard de l'émail, tandis que les zones adjacentes à l'émail 20 sur la même surface de la feuille de verre sont dites zones sombres.
Ainsi, la combinaison d'un éclairage au moyen de DEL, d'un éclairage de la feuille de verre par sa tranche, et de l'utilisation d'un émail adapté en tant que moyens de diffusion et formant un ou plusieurs motifs éclairants, 25 procure un éclairage lumineux, homogène et sans éblouissement.
La surface d'émail en regard de l'intérieur du verre constitue une surface de réflexion diffuse pour la lumière émise par la tranche du verre et se propageant dans l'épaisseur du verre. La lumière est ainsi réfléchie en direction de la face de la feuille de verre qui est opposée à celle pourvue de l'émail.
L'émail ne doit pas recouvrir la totalité de la surface du verre pour assurer s une homogénéité de l'éclairage. Aussi, la lumière émise par les DEL disposées sur la tranche du verre n'est pas extraite dans sa totalité par les motifs les plus proches de la tranche du verre, mais au contraire continue de se propager dans l'épaisseur du verre selon une direction parallèle aux faces principales du substrat, jusqu'aux prochains motifs éventuels qui io assureront un complément de réflexion.
De préférence, l'émail présente une brillance supérieure ou égale à 20 ou à 30.
15 Selon une caractéristique, l'émail présente une densité optique d'au moins 0,6 voire d'au moins 0,8. De manière connue, la densité optique est mesurée à l'aide d'un densitomètre.
Les valeurs de la brillance et/ou la densité optique de l'émail permettent 20 selon l'invention de fournir une surface verrière suffisamment résistante au nettoyage et aux rayures.
Le dispositif présente une luminance au moins égale à 1000 cd/m2, de préférence au moins égale à 2000 cd/m2, voire 3000 cd/m2. 25 Avantageusement, dans la ou les zones éclairantes (du coté opposé à la face émail et/ou du côté de la face avec l'émail), l'éclairage est du type lambertien (et non directionnel, suivant un axe de propagation de la lumière). Ainsi, la luminance a l'avantage d'être sensiblement égale 30 quelque soit l'angle d'observation. L'émail choisi engendre, dans la zone 15 éclairante, un écart en valeur absolue entre la luminance à la normale et la luminance aux angles compris entre 0 et 45° voire 60° qui est inférieure d'au moins 30% voire 20% ou 10%.
s Selon une caractéristique, lorsque le dispositif ne comporte qu'une seule feuille de verre, la face de la feuille de verre pourvue de l'émail constitue la face opposée à celle formant la face d'éclairage principal (voire unique) du dispositif, la luminance L2 de la face opposée étant au plus 0,8 fois la luminance L1 de la face d'éclairage principal voire au plus 0,6 fois la lo luminance L1.
Avantageusement, l'émail est résistant à la rayure, notamment n'est pas rayé par application d'une pointe , par exemple en carbure de tungstène de diamètre 0,75 mm, avec une force de 10 N voire de 20N. L'émail est également résistant chimiquement avec un produit de nettoyage, notamment le savon, l'alcool et l'ammoniaque, notamment sans changement de couleur après nettoyage en particulier avec un écart colorimétrique Delta E inférieur à 1,4. 20 La formule pour l'écart colorimétrique est AE (AL*2 + ~a*2 + Ab*2). Lorsque le dispositif d'éclairage est formé d'un verre monolithique, son utilisation sera plutôt destinée à un éclairage privilégié sur un côté voire 25 selon un seul côté, qui est le côté de la face opposée à celle pourvue de l'émail. En effet, la face pourvue de l'émail extraira une quantité de lumière plus faible que la face opposée, notamment environ deux fois moins. 2976340 s Dans une variante de réalisation, le dispositif d'éclairage constitue un vitrage multiple comprenant en outre une deuxième feuille de verre et un espace interne entre la première et la deuxième feuille, l'émail étant sur la face interne de la première feuille de verre.
Dans une autre variante de réalisation, le dispositif d'éclairage constitue un vitrage feuilleté comprenant la première feuille de verre, une deuxième feuille de verre et une feuille intermédiaire en matériau plastique (transparent), l'émail étant agencé à l'intérieur du feuilleté, sur la face de io la première feuille de verre qui est en regard de la feuille de matière plastique, les diodes étant par exemple centrées sur la tranche du vitrage feuilleté ou en regard de la tranche de la première feuille voire de la deuxième feuille.
15 Le dispositif d'éclairage en verre feuilleté est nécessaire dans certaines applications pour répondre à des besoins en sécurité.
Par ailleurs, cette application de dispositif d'éclairage à base de verre feuilleté peut être préférée car procurant un éclairage optimal pour une 20 extraction de lumière des deux côtés. En effet, les inventeurs ont montré que la quantité de lumière extraite est identique pour chacun des côtés du dispositif à partir de l'émail selon l'invention agencé sur l'une des faces du verre et associé à la feuille de matière plastique assurant le feuilletage.
25 La matière plastique de la feuille intermédiaire est du type connu, par exemple le polyuréthane (PU) souple, un thermoplastique sans plastifiant tel que le copolymère éthylène/acétate de vinyle (EVA), le polyvinyle de butyral (PVB), un copolymère de polyéthylène et d'acrylate par exemple vendu par la société DuPont sous le nom de Butacite® ou vendu par la 30 société Solutia. La feuille en matière plastique a par exemple une 5 épaisseur entre 0,2 mm et 1,1 mm, notamment 0,38 et 0,76 mm. D'autres matières plastiques peuvent être utilisées telles que des polyoléfines comme du polyéthylène (PE), polypropylène (PP) du PEN ou du PVC ou des résines ionomères. De préférence, la première feuille de verre revêtue d'émail présente une transmission lumineuse inférieure à 45% voire à 40% ou même à 35% mesurée à l'aide d'un appareil de mesure dit « Hazemeter » en anglais.
io L'épaisseur de l'émail est adaptée, de préférence en n'excédant pas 100 µm, afin de jouer son rôle de réflecteur pour la lumière sans trop en absorber. L'épaisseur sera de préférence comprise entre 8 pm et 40 µm, par exemple de l'ordre de 15 µm.
15 L'épaisseur de la ou des feuilles de verre est de dimension usuelle, de 3 ou 4 mm. Elle peut bien entendu être plus importante pour certaines applications, et atteindre des épaisseurs de l'ordre de 10 ou 12 mm.
L'émail s'étend, de préférence sur la totalité d'une face la première feuille 20 de verre, de manière discontinue ou selon des formes géométriques éparses aux lignes courbes et/ou droites.
Différents motifs pour l'apposition de l'émail sur la feuille de verre peuvent être imaginés. Un motif peut être unitaire et se répéter une pluralité de fois 25 pour recouvrir l'ensemble de la feuille de verre.
L'émail est par exemple à géométrie fractale.
Selon une autre caractéristique, l'émail s'étend de manière discontinue et 30 délimite des zones sombres notamment des motifs de formes géométriques éparses aux lignes courbes et/ou droites, notamment de longueur (plus grande dimension) au moins centimétrique.
Avantageusement, une zone éclairante est un aplat d'émail (donc une zone pleine par opposition à un réseau de motifs ponctuels type points millimétriques) notamment de longueur (plus grande dimension) au moins centimétrique.
La zone éclairante peut couvrir une partie de la surface, laisser ainsi au lo moins une première zone sombre, c'est-à-dire non éclairante, zone sombre qui est choisie parmi une zone transparente (clair de vitre...) ou une zone décorative par un revêtement opaque et/ou coloré, notamment ou encore une zone réfléchissante notamment miroir par exemple formée par une argenture couverte par une peinture de protection à l'oxydation,. 15 Le miroir est par exemple le produit SGG Miralite de la société SAINTGOBAIN GLASS, avec une peinture de protection à l'oxydation, l'argenture du miroir étant disposée sur la même face que l'émail ou sur une face opposée. En variante, le miroir est à base de chrome tel que le 20 produit SGG Mirastar de la société SAINT-GOBAIN GLASS, le chrome étant sur la face du verre porteuse de l'émail ou la face opposée à la face portant l'émail.
La largeur maximale, la largeur correspondant à la plus petite dimension 25 surfacique de cette zone éclairante (de toute forme possible), peut être de préférence inférieure à 200 mm voire inférieure ou égale à 100 mm, notamment pour laisser une surface de zone sombre importante. La largeur est constante ou variable.
La zone éclairante peut être une zone périphérique d'une face de la première feuille de verre, notamment le long d'au moins un bord de la surface verrière et selon par exemple au moins une bande ou un dessin, tandis que la zone sombre est davantage centrale (et plus éloignée des s diodes), et/ou le dispositif comporte une pluralité de zones éclairantes réparties sur une face de la première feuille de verre.
Dans le cas d'une zone de décor pour la zone sombre, on préfèrera que cette zone soit plus éloignée des diodes que la zone éclairante afin lo d'éviter l'absorption de la lumière.
En variante, la zone éclairante peut être dans une zone donnée du verre, qui est par exemple une zone centrale, tandis que la zone sombre peut être davantage périphérique. 15 L'émail peut être une couche continue en surface, de largeur inférieure à 200 mm, voire à 100 mm et encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 50 mm, ou être discontinue et formée d'un ensemble de motifs fins, de largeur (dimension minimale du motif) inférieure à 200 mm, voire à 20 100 mm et encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 50 mm.
Les motifs sont par exemple géométriques : bande rectiligne ou courbée, des ronds concentriques, des L. etc. Les motifs sont identiques ou distincts, parallèle entre eux ou non, avec une distance entre eux 25 identiques ou non.
Selon une autre caractéristique, l'émail est blanc en présentant une clarté L* d'au moins 50. La couleur de l'émail définie de manière connue par les paramètres L*, a* et b* est mesurée par un spectrocolorimètre. 30 25 Selon une caractéristique, l'émail présente la composition suivante - entre 20 et 60 % en poids de SiO2, - 10 à 45 % en poids de pigments réfractaires, notamment de TiO2, notamment de taille micronique s - de préférence pas plus de 20 % en poids d'alumine et/ou d'oxyde de zinc.
Dans un exemple préféré, la composition est la suivante : - entre 20 et 60 % en poids de SiO2, de préférence de l'ordre de Io 45%, - 10 à 45% en poids de TiO2, de préférence de l'ordre de 20 % - pas plus de 10 % en poids de ZnO, de préférence de l'ordre de - pas plus de 10 % en poids de Al2O3, de préférence de l'ordre de 15 3%, - jusqu'à 30 % en poids d'un ou plusieurs oxydes, tels que 5 à 25 % de Na2O, au plus 5 % de K2O et au plus 5 % de CaO
De préférence, l'émail est déposé sur la première feuille de verre par 20 sérigraphie et/ou par jet d'encre.
L'émail a subi après dépôt une cuisson dans un four entre une température entre 640 et 710 °C de sorte que la première feuille de verre atteigne une température comprise entre 630 et 700 °C. On préfère ajuster la température de cuisson pour atteindre une brillance de préférence d'au moins 15 voire 20 ou encore 30 (unités de brillant).
Avantageusement, les diodes sont disposées de manière à injecter de la 30 lumière par la tranche de la première feuille de verre selon deux côtés %, Io opposés parallèles. En variante, les diodes pourraient être disposées sur la totalité des côtés du substrat verrier, à la manière d'un cadre.
Selon une autre caractéristique du dispositif, celui-ci comprend des profilés dotés de logements pour la fixation des diodes, les profilés étant disposés en regard de la tranche et solidarisés à la feuille de verre.
Avantageusement, la première feuille de verre est à base d'un verre ayant une forte transmission lumineuse, d'au moins 85%, lorsque la mesure est Io effectuée sous illuminant D65 sur une feuille de verre à faces parallèles de 4 mm d'épaisseur. De préférence, il s'agira d'un verre dit extraclair, tel que le verre DIAMANT® ou le verre DIAMANT® solaire commercialisé par la société SAINT-GOBAIN GLASS.
is Le verre du dispositif peut être trempé notamment après dépôt de la formulation pour émail (fritte de verre, etc...) pour présenter une meilleure résistance mécanique.
L'émail pourra être réparti selon un ou plusieurs motifs dessinés pour 20 procurer un effet esthétique. On pourra par exemple envisager que son impression corresponde à un dessin, une écriture telle qu'un ou des mots.
Le dispositif d'éclairage de l'invention est utilisé par exemple en tant que luminaire fonctionnel et pour tout type de destination. A titre d'exemples, le 25 vitrage est destiné à : - un vitrage de bâtiment, comme une façade éclairante, une fenêtre éclairante, un plafonnier, une dalle de sol ou murale éclairante, une porte vitrée éclairante, une cloison éclairante, un plafond éclairant, une marche d'escalier, un garde-corps, une 30 balustrade, un comptoir, 25 2976340 Il - un véhicule de transport, comme une vitre latérale éclairante ou un toit vitré éclairant ou une fenêtre éclairante ou une lunette arrière, une porte vitrée éclairante, notamment de transport de particuliers, tel que automobile, camion, ou en commun, tel que 5 train, métro, tramway, bus ou de véhicule aquatique ou aérien (avion), - l'éclairage routier ou urbain, - un vitrage de mobilier urbain, comme une partie vitrée éclairante d'abribus, de balustrade, de présentoir, d'une vitrine, d'une io étagère, d'une serre, - un vitrage d'ameublement intérieur, comme une paroi éclairante de salle de bains, un miroir éclairant, une partie vitrée éclairante d'un meuble, - une partie vitrée, notamment porte, étagère vitrée, couvercle is d'équipement réfrigéré domestique ou professionnel.
Pour un éclairage de cloison, d'étagère, de vitrine de magasin ou de locaux d'une société, la forme géométrique de la combinaison de l'émail et de la surface vitrée transparente correspondra avantageusement au logo 20 de la société.
L'émail selon l'invention présente l'avantage d'être pérenne, résistant à la rayure et aux produits chimiques. Le dispositif d'éclairage ainsi conçu est adapté pour des applications aussi bien en intérieur qu'en extérieur. La présente invention est maintenant décrite à l'aide d'exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l'invention, et à partir des illustrations ci-jointes, dans lesquelles : Les figures 1 à 3 représentent des vues schématiques en coupe du dispositif de l'invention selon une application, respectivement de verre monolithique, de verre feuilleté, et de double vitrage ; Les figures 4a à 4d illustrent des vues schématiques de dessus de variantes respectives pour l'agencement de l'émail ; Les figures 5a à 5f sont des vues de dessus du dispositif de l'invention montrant des exemples de motifs distincts pour la couche d'émail ; La figure 6 illustre des courbes de luminance pour un exemple de lo l'invention et deux exemples comparatifs.
Les figures 1 à 3 illustrent des vues schématiques du dispositif d'éclairage ou luminaire 1 de l'invention comportant au moins une feuille ou substrat en verre 2, des diodes électroluminescentes (DEL) 3 constituant les is sources lumineuses et agencées en regard de la tranche du verre, et des moyens de diffusion de la lumière 4 constitué par de l'émail.
Le dispositif d'éclairage de la figure 1 comprend un verre monolithique tandis que le dispositif feuilleté de la figure 2 comprend deux substrats 20 verriers 2A et 2B assemblés par une couche intermédiaire 6 de matériau plastique, telle qu'une feuille de PVB.
Le dispositif de la figure 3, en tant que double vitrage ou vitrage isolant, comprend deux substrats verriers 2A et 2B séparés par une lame de gaz 25 7, l'écartement étant réalisé par des espaceurs 8.
Chaque substrat verrier 2, 2A ou 2B présente deux faces générales opposées 20 et 21 et une tranche 22. 20 Les DEL 3 sont disposées selon l'invention de façon à injecter leur lumière en direction de la tranche du verre selon les flèches F illustrées sur la figure 1, de préférence selon deux côtés parallèles opposés.
s Les DEL sont logées dans des profilés 5, ici au nombre de deux, chacun étant associé à l'un des côtés du substrat, et présentant une section transversale en U tourné vers les substrats verriers.
La solidarisation des profilés 5 au(x) substrat(s) verrier(s) est réalisée de 10 manière connue. Ici, le U de chaque profilé chevauche la feuille de verre correspondante.
Les dimensions (longueur et largeur) du vitrage éclairant sont adaptées à l'utilisation qui en est faite, et le nombre de diodes est alors fonction de 15 ces dimensions.
Le vitrage éclairant peut recouvrir toute forme géométrique s'adaptant au design souhaité, donc pas nécessairement à base rectangulaire ou carrée. Les DEL 3 sont disposées sur un support 30 constitué par des barrettes, ou sur une plaque de circuit imprimé. Le support, qu'il soit sous forme d'une plaque ou de barrettes, est nommé de manière connue en anglais PCB pour Printed Circuit Board. 25 Chaque profilé 5 comprend un logement 50 dans lequel est fixé le support 30 des DEL, grâce à des moyens de solidarisation qui sont fonction du type de support utilisé.
Chaque diode 3 est en regard de la tranche 22 du verre et est de préférence à proximité immédiate, telle qu'une distance de séparation de 1 mm.
Les moyens de diffusion 4 sont selon l'invention apposés contre l'une des faces du verre 2, ou de l'un des verres 2A du dispositif feuilleté.
Pour le verre monolithique, les moyens de diffusion 4 sont agencés sur la face 21, opposée à celle 20 depuis laquelle la lumière est extraite selon une diffusion avantageusement du type lambertien (symbolisée par les sphères G sur la figure 1, l'observateur étant en regard de la face 20). .
En effet, selon l'invention, l'émail choisi permet par ses caractéristiques intrinsèques, en particulier sa brillance, une diffusion de la lumière du type 1s lambertien ne privilégiant aucune direction spécifique mais au contraire diffusant dans toutes les directions de l'espace quelque soit l'angle d'observation, procurant à l'observateur un éclairage homogène dans l'espace.
20 L'émail par sa surface 40 en regard de la face 21 du verre constitue d'une part une surface de réflexion diffuse pour une partie de la lumière qui est réfléchie dans la direction opposée, vers la face 20, et d'autre part une surface de transmission diffuse pour une autre partie de la lumière qui ressort de l'émail vers l'extérieur du verre. 25 Pour le dispositif feuilleté, les moyens de diffusion 4 sont agencés indifféremment sur le substrat verrier 2A ou 2B, en étant toutefois disposés sur la face 21 destinée à être associée au PVB, c'est-à-dire sur l'une des faces du verre interne au dispositif d'éclairage et non en regard 30 de l'extérieur. 10 Les moyens de diffusion n'ont pas besoin d'être à la fois sur la face 21 du premier substrat 2A et sur celle 21 du second substrat 2B. Les inventeurs ont montré de manière inattendue que l'éclairage n'en était pas plus important.
Tels que disposés sur une seule face du verre et à l'intérieur du feuilleté, la quantité de lumière extraite depuis la face 20 du premier substrat 2A est identique à celle de la face 20 du second substrat 2B. Le dispositif d'éclairage feuilleté présente ainsi l'avantage d'éclairer autant depuis chacune de ses faces.
Selon l'invention, les moyens de diffusion 4 sont donc constitués par de 1s l'émail, cet émail ne recouvrant pas selon une surface pleine la totalité de la feuille de verre, étant agencé notamment de manière discontinue ou selon des formes géométriques éparses, appelés motifs d'émail.
L'épaisseur d'émail est comprise entre 10 pm et 50 µm, par exemple de 20 l'ordre de 15 µm.
L'émail est de préférence bien blanc. Sa clarté L* est de préférence d'au moins 50.
25 Dans le dispositif, la zone éclairante correspond à la couche d'émail et à la surface du verre en regard de l'émail, tandis que la zone sombre correspond aux surfaces adjacentes à l'émail, surfaces appartenant à la face du verre sur laquelle l'émail est déposé.
La zone éclairante peut couvrir une partie de la surface, laisser ainsi au moins une première zone sombre, c'est-à-dire non éclairante, zone sombre qui est choisie parmi une zone transparente (clair de vitre...) ou une zone décorative par un revêtement opaque et/ou coloré ou encore un zone miroir par exemple formée par une argenture couverte par une peinture de protection à l'oxydation, argenture déposée sur la face externe.
La ou les zones sombres ne doivent pas perturber le guidage dans le 10 verre.
La zone éclairante peut être périphérique, notamment le long d'un bord de vitrage et la zone sombre plus centrale, ou inversement.
1s La disposition ou l'emplacement de l'émail sera fonction de l'application d'éclairage visée. Sans être exhaustif et à titre d'exemples, les figures 4a à 4d montrent des agencements différents.
Sur la figure 4a, l'émail 4 (en grisé) est réparti selon un cadre 20 périphérique, la zone centrale étant sombre. La zone sombre peut être transparente et/ou un miroir ou un décor.
La figure 4b illustre l'émail 4 en zone centrale, tandis que la zone sombre est périphérique, zone transparente et/ou miroir. L'émail peut se présenter 25 sous la forme d'un logo, d'une signalétique, etc...
La figure 4c montre deux zones d'émail 4 correspondant à des bandes lumineuses éclairantes par exemple de largeur de 40 mm, tandis que le reste de la surface (zone sombre) est transparente. 30 5 i0 La figure 4d illustre une application de porte éclairante (aux dimensions usuelles de porte, 2460 mm par 960 mm), l'émail 4 étant réparti selon plusieurs cadres inscrits les uns dans les autres, chaque cadre présentant une largeur différente. Le motif procure un aspect du type moulure.
Les figures 5a à 5e montrent des exemples non limitatifs de motifs d'émail 4 réalisés sur des feuilles verres de dimensions 1200 mm x 300 mm. Les motifs d'émail 4 (zones éclairantes) correspondent aux motifs de couleur noire sur les figures 5a à 5e.
En revanche sur la figure 5f, les zones qui ne sont pas recouvertes d'émail correspondent aux motifs de couleur noire, les zones de couleur blanche correspondent à l'émail 4.
15 Les motifs présentent des lignes courbes ou droites, sont de largeur et longueur variables. Ils peuvent présenter toutes formes géométriques. Chaque feuille de verre peut comprendre un motif unitaire qui est reproduit à l'identique une pluralité de fois pour couvrir la surface verrière.
20 L'espacement entre les motifs d'émail est adapté à la dimension de la feuille de verre. Plus la feuille de verre est de grande dimension, plus il convient de ne pas trop rapprocher les motifs afin que la lumière se propage en regard de l'ensemble de la surface et atteigne successivement chacun des motifs. 25 L'émail peut s'étendre partiellement sur le verre de manière continue et pleine selon au moins un aplat, par exemple de largeur inférieure à 200 mm, voire à 100 mm et encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 50 mm. 30 15 En variante, la couche d'émail peut être discontinue en s'étendant sur tout ou partie de la surface verrière et formée d'un ensemble d'aplats formant des motifs étroits et par exemple allongés. Chaque motif s'inscrit dans une surface dont la plus petite dimension est inférieure à 200 mm, voire à 100 mm et encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 50 mm.
Les motifs sont par exemple géométriques : bande rectiligne ou courbée, ronds concentriques, formes en L, etc... Les motifs sont identiques ou distincts, parallèle entre eux ou non, avec une distance entre eux lo identiques ou non.
Les motifs peuvent être identiques en étant reproduits sur la totalité de la surface du verre avec un écartement équidistant et tels qu'illustrés sur les figures 5a et 5b. A titre d'exemple, le motif de la figure 5a s'inscrit dans une surface dont la largeur est de 29 mm et celui de la figure 5b présente une largeur 12 de 63 mm. La distance de séparation entre deux motifs adjacents dans la direction longitudinale du substrat est égale à 38 mm (dl de la figure 5a) 20 ou respectivement 72,5 mm (d2 de la figure 5b).
La figure 5c montre un autre exemple de motif formé d'arcs de cercles écartés et concentriques depuis les bords du substrat en direction du centre. Ce motif peut s'étendre sur toute la surface de verre. Dans cette 25 réalisation, les arcs de cercle présentent des largeurs (plus petite dimension) variables et leur distance de séparation l'est aussi. A titre d'exemple, en regard de la figure 5c, les dimensions référencées sont les suivantes, les largeurs des arcs de cercle et les distances de séparation diminuant en direction du centre : /3 = 19 mm, 14 = 29 mm, d3 = 84 mm, d4 = 55 mm, d5 = 10 mm.
Les figures 5d et 5f illustrent encore d'autres formes de motifs respectivement en rectangles de dimensions variables, en stries ou en carrés séparés par des croix non émaillées.
L'émail est apte à être déposé sur un substrat verrier. Sa composition est par exemple la suivante : - entre 20 et 50 % de SiO2, de préférence de l'ordre de 45 %, - 10 à 40 % de TiO2, de préférence de l'ordre de 20 - pas plus de 10 % de ZnO, de préférence de l'ordre de 5 %, - pas plus de 10 % de Al2O3, de préférence de l'ordre de 3 %, - jusqu'à 20 % d'un ou plusieurs oxydes, tels que 5 à 20 % de Na2O, au plus 5 % de K2O et au plus 5 % de CAO.
A titre d'exemple de compositions d'émail, on peut citer l'émail sous la dénomination Ferro 194002 commercialisé par l'entreprise FERRO et qui présente la composition suivante : - 43,84% de SiO2, - 23,51 % de TiO2, - 6,11 % de ZnO, - 2,81 % de Al2O3, - 18,71 % de Na2O, - 2,51 % de K2O, - 1,85 % de CaO. L'émail est associé au verre de manière usuelle en étant déposé par 30 sérigraphie et/ou par jet d'encre, et en subissant une étape de cuisson.
A titre d'exemple pour le produit Ferro 194002, les conditions de cuisson sont les suivantes : - température du four : entre 640 et 710 °C, de préférence de l'ordre 5 de 680 °C, - température du substrat verrier : entre 630 et 700 °C, de préférence de l'ordre de 660 °C, - temps de chauffe pour la trempe éventuelle du verre après cuisson : 135 s. i0 Les proportions de fritte de verre (SiO2) et de pigments réfractaires (TiO2 ou ZnO) seront avantageusement combinées pour améliorer la fusibilité de l'émail et conduire à une matière suffisamment dense (ou de faible porosité). Cette densité permet à l'émail notamment de remplir sa fonction is optimale de diffusion de la lumière vers l'extérieur.
Des tests comparatifs ont été faits pour montrer la performance de l'éclairage avec le dispositif de l'invention comprenant de l'émail Ferro 194002 vis-à-vis de dispositifs verriers distincts chacun pourvu d'un 20 émail différent (en particulier à fort taux d'alumine) qui est poreux. L'émail est réparti selon le même agencement pour l'exemple de l'invention et les exemples comparatifs.
L'exemple comparatif 1 comporte 30% de fritte de verre et 70% d'alumine. 25 L'exemple comparatif 2 comporte 60% de fritte de verre et 40% d'alumine. La viscosité de la couche est adaptée pour être déposée par sérigraphie. 10 Les substrats verriers utilisés dans les tests sont du verre Diamant de Saint-Gobain Glass de 3 mm d'épaisseur.
Le tableau I ci-dessous illustre les tests comparatifs en donnant pour un verre monolithique la mesure de la luminance moyenne en cd/m2 à 0° (à la normale au verre) pour la lumière extraite d'une part du côté de la face 20 du verre, et d'autre part du côté de la face 21 du verre pourvue de l'émail.
TABLEAU I Ferro 194002 Exemple Exemple comparatif 1 comparatif 2 Côté face 20 2 000 1 200 1 000 verre Côté face 21 1 100 1 040 900 pourvue de l'émail On constate que l'éclairage avec l'émail de l'invention est environ deux fois plus lumineux que ceux d'un émail quelconque.
1s Le tableau Il ci-dessous illustre les tests comparatifs en donnant, pour un verre feuilleté, la mesure de la luminance maximale en cd/m2 pour la lumière extraite à l'extérieur de chaque côté du dispositif feuilleté, d'une part pour le verre pourvu de l'émail, et d'autre part pour l'autre verre. TABLEAU Il 20 Ferro 194002 Exemple Exemple comparatif 1 comparatif 2 Face 20 pour le 2 070 1 600 830 verre pourvu de l'émail Face 20 pour le 1 970 1 640 820 verre nu Là encore pour un dispositif feuilleté, on constate une augmentation significative de l'éclairage, selon un facteur entre 1,2 et 2,5.
L'éclairage issu du dispositif de l'invention est ainsi particulièrement lumineux, tout en étant homogène et très peu éblouissant.
En outre, le dispositif de l'invention présente une diffusion du type lambertien, c'est-à-dire que quelque soit l'angle d'observation de la surface éclairante, la luminance est sensiblement constante. i0 Ainsi, la figure 6 illustre la luminance maximale de chaque dispositif selon l'angle d'observation entre 0 et 60°. On constate que la luminance du dispositif de l'invention est sensiblement constante, aux environs de 6000 cd/m2, tandis qu'elle augmente pour les exemples comparatifs en is fonction de la grandeur de l'angle d'observation.
Enfin, le dispositif de l'exemple de l'invention ci-dessus présente avantageusement une brillance 20 fois plus élevée que celle des exemples comparatifs ainsi qu'une plus grande densité optique, procurant 20 une plus grande résistance au nettoyage et à la rayure. Le tableau III ci-dessous résume plusieurs valeurs quant aux brillance, densité optique, compatibilité aux produits de nettoyage, « scratch » test, mesure de couleur (L*, a*, b*), pour l'exemple de l'invention et l'exemple comparatif 1.
25 Le test de compatibilité au nettoyage permet d'apprécier la résistance chimique de l'émail à trois familles de produits ménagers : le savon (savon classique par exemple à base d'oléate de potassium), l'alcool (éthanol par exemple) et l'ammoniaque (par exemple produit Vigor). Par exemple on trempe au moins 30 min voire au moins 1H les échantillons 30 5 15 Une mesure de couleur (L*, a*, b*) du verre d'une part au niveau de la face pourvue de l'émail et d'autre part sur la face opposée est réalisée avant et après le test. La couleur de l'émail est mesurée par un spectrocolorimètre par exemple l'appareil Minolta CM600D
Le « scratch » test ou test de résistance à la rayure est réalisé à l'aide d'une pointe qui se déplace sur l'émail en y appliquant une force identique pour chacun des tests. On utilise le crayon scléromètre vendu par Elcometer avec une pointe en carbure de tungstène de diamètre 0,75mm.
La densité optique est mesurée à l'aide du densitomètre Tobias TQ. La brillance est mesurée avec le brillancemètre MICRO-TRI-GLOSS 4430 de Byk-Gardner. TABLEAU III Test Exemple de l'invention Exemple comparatif 1 Brillance 38 1,6 Densité optique 0,9 0,6 Compatibilité aux oui non produits de nettoyage Scratch test oui non L* Face du verre pourvue de Face du verre pourvue de l'émail : 78,75 l'émail: 72,58 Face opposée du verre : Face opposée du verre: 61,84 61,61 a* Face du verre pourvue de Face du verre pourvue de l'émail: -1,48 l'émail: -0,6 Face opposée du verre: Face opposée du verre : -2,04 -0,71 b* Face du verre pourvue de Face du verre pourvue de l'émail: -0,85 l'émail: -1,71 Face opposée du verre: Face opposée du verre: 1,26 -0,56 Au « scratch » test, après le passage de la pointe, aucune rayure ne doit être visible à la surface de l'émail. Or, des rayures sont visibles sur l'exemple comparatif 1 avec une force appliquée de 10 N. Aucune rayure n'est visible sur l'émail selon l'invention pour une force de 10 N et même de 20 N.
Par ailleurs, on observe visuellement la mouillabilité de l'eau sur l'émail à l'aide d'un coton imbibé d'eau distillée. L'exemple comparatif 1 a une très io mauvaise mouillabilité par rapport à l'émail, l'eau s'infiltre et laisse une tâche sur l'émail.
L'exemple de l'invention et l'exemple comparatif ont subi des tests de compatibilité aux produits de nettoyage. Il s'est avéré que le dispositif 15 avec l'émail « Ferro 194002 » (exemple de l'invention) a résisté au savon, à l'alcool et à l'ammoniaque (Delta E inférieur à 1,4), tandis que l'exemple comparatif 1 a résisté à l'alcool mais a présenté un changement d'aspect en contact du savon (Delta E = 2,6) selon une couleur virant au grisâtre, et de l'ammoniaque (Delta E = 6,3). On rappelle que le Delta E est calculé de 20 manière connue à partir des mesures de L*, a*, b* avant et après les tests de nettoyage. Si Delta E est supérieur à 1,4, un changement de couleur est visible.
D'autres exemples de composition d'émail peuvent être retenus pour le 25 dispositif de l'invention : l'émail sous la dénomination Ferro 194011 commercialisé par l'entreprise FERRO, la référence AF5000 commercialisé par la société JM, la référence VV30-244-1 commercialisé par Pemco. Le tableau IV ci-après résume les principaux composants de chaque émail. 30 Exemples AI2O3 Bi2O3 CaO CeO2 F K2O Na2O SiO2 TiO2 ZnO selon l'invention JM AF5000 2 % 17 % 390 - - 0,6% 7% 37% 33% 3% ppm Pemco - - 1% 600 - 0,9% 14% 30% 17% 4% VV30-244-1 ppm RA Ferro 3% - 2% 4°/O 0,9% 2% 16% 38% 27% 6% 194011 Comme déjà exprimé plus haut, les inventeurs ont mis en évidence que la brillance et la nature de la composition présentent toute leur importance.
Plus la brillance est faible, plus l'émail est poreux après cuisson et est donc susceptible d'absorber l'eau, le rendant plus dégradable.
Les pigments TiO2 rendent l'émail suffisamment opaque (pour visualiser l'émail à l'état off) et abaissent la TL i0 Ainsi, les exemples de l'invention (Ferro 194011, Ferro 194002 et JM AF 5000, Pemco VV30-244-1 RA) sont très blancs avec une brillance supérieure à 20 et présentent une transmission lumineuse basse, inférieure à 40 %. Les Ferro 194011, Ferro 194002 et JM AF 5000 ont une 15 transmission lumineuse TL inférieure à 35%.

Claims (26)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage comportant au moins une première feuille de verre (2, 2A, 2B) présentant des première et deuxième faces principales opposées (20, 21) et une tranche (22), des diodes électroluminescentes (3) fournissant la fonction d'éclairage et avec des faces émettrices de la lumière couplées optiquement à la tranche (22) de la première feuille de verre formant guide de lumière, et des moyens de diffusion (4) assurant l'extraction de la lumière guidée et agencés sur l'une des première ou io deuxième faces principales (21), les moyens de diffusion définissant une ou des zones éclairantes, les moyens de diffusion ne recouvrant pas selon une surface pleine la totalité de la face de la première feuille de verre, caractérisé en ce que les moyens de diffusion sont un émail présentant une brillance supérieure à 15. is
  2. 2. Dispositif d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émail présente une brillance supérieure ou égale à 20 ou à 30.
  3. 3. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'émail présente une densité optique d'au moins 0,6 voire d'au moins 0,8. 20
  4. 4. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'émail est résistant à la rayure, notamment n'est pas rayé par application d'une pointe avec une force de 10 N voire de 20N.
  5. 5. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que l'émail est résistant chimiquement avec un produit de nettoyage, notamment le savon, l'alcool et l'ammoniaque, notamment sans changement de couleur après nettoyage en particulier avec un écart colorimétrique Delta E inférieur à 1,4.
  6. 6. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif présente une luminance au moins égale à 1000 cd/m2, de préférence au moins égale à 2000 cd/m2, voire 3000 cd/m2. s
  7. 7. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'émail est tel que, dans la zone éclairante, l'écart en valeur absolue entre la luminance à la normale et la luminance aux angles compris entre 0 et 45° voire 60° est inférieure d'au moins 30% voire 20% ou 10%, procurant en particulier un éclairage du io type lambertien.
  8. 8. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il ne comporte qu'une seule feuille de verre (2), la face (21) de la feuille de verre pourvue de l'émail constitue la face opposée à celle (20) formant la face d'éclairage principal voire unique 15 du dispositif.
  9. 9. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il constitue un vitrage multiple comprenant en outre une deuxième feuille de verre et un espace interne entre la première et la deuxième feuille, l'émail étant sur la face interne de la première feuille de 20 verre.
  10. 10. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il constitue un vitrage feuilleté comprenant la première feuille de verre, une deuxième feuille de verre (2A, 2B) et une feuille intermédiaire (6) en matériau plastique, l'émail (4) étant agencé à 25 l'intérieur du feuilleté sur la face (21) de la première feuille de verre qui est en regard de la feuille de matière plastique (6), les diodes étant par exemple centrées sur la tranche du vitrage feuilleté ou ou en regard de la tranche de la première feuille voire de la deuxième feuille.
  11. 11. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première feuille de verre revêtue d'émail présente une transmission lumineuse inférieure à 45% voire à 40%.
  12. 12. Dispositif d'éclairage l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de l'émail n'excède pas 100 µm, de préférence est comprise entre 8 lm et 40 µm, en particulier de l'ordre de 15 µm.
  13. 13. Dispositif d'éclairage l'une quelconque des revendications io précédentes caractérisé en ce que l'émail s'étend, de préférence sur la totalité d'une face de la première feuille de verre, de manière discontinue notamment selon des formes géométriques éparses aux lignes courbes et/ou droites.
  14. 14. Dispositif d'éclairage l'une quelconque des revendications is précédentes, caractérisé en ce que l'émail s'étend de manière discontinue et délimite des zones sombres notamment des motifs de formes géométriques éparses aux lignes courbes et/ou droites, notamment de longueur au moins centimétrique.
  15. 15. Dispositif d'éclairage l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce qu'une zone éclairante est un aplat d'émail notamment de longueur au moins centimétrique.
  16. 16. Dispositif d'éclairage l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une zone éclairante est adjacente à une zone sombre fonctionnelle choisie parmi une zone transparente, une zone 25 réfléchissante, notamment formant miroir, et une zone décorative .
  17. 17. Dispositif d'éclairage l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une zone éclairante notamment unebande ou un dessin est dans une zone périphérique d'une face de la première feuille de verre, la zone sombre étant davantage centrale, et/ou en ce qu'il comporte une pluralité de zones éclairantes réparties sur une face de la première feuille de verre.
  18. 18. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce l'émail (4) est blanc en étant défini par une clarté L* d'au moins 50.
  19. 19. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'émail (4) présente la composition io suivante - entre 20 et 60 % en poids de SiO2, - 10 à 45 % en poids de pigments réfractaires, notamment TiO2.
  20. 20. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'émail (4) présente la composition 15 suivante - entre 20 et 60 % en poids de SiO2, de préférence de l'ordre de 45 °/0, - 10 à 45% en poids de TiO2, de préférence de l'ordre de 20 0/0 - pas plus de 10 % en poids de ZnO, de préférence de l'ordre de 20 5 %, - pas plus de 10 % en poids de Al2O3, de préférence de l'ordre de 3 °/0, - jusqu'à 30 % en poids d'un ou plusieurs oxydes, tels que 5 à 25 0/0 de Na2O, au plus 5 % de K2O et au plus 5 % de CaO. 25
  21. 21. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'émail (4) est déposé sur la première feuille de verre par sérigraphie et/ou par jet d'encre.
  22. 22. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'émail (4) a subi après dépôt une cuisson dans un four entre une température entre 640 et 710 `C de sorte que la première feuille de verre atteigne une température comprise entre 630 et 700 t.
  23. 23. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le verre notamment avec l'émail est trempé.
  24. 24. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications io précédentes, caractérisé en ce que les diodes (3) sont disposées de manière à injecter de la lumière par la tranche (22) de la première feuille de verre selon deux côtés opposés parallèles.
  25. 25. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première feuille de verre est à base 15 d'un verre ayant une forte transmission lumineuse, d'au moins 85%, lorsque la mesure est effectuée sous illuminant D65 sur une feuille de verre à faces parallèles de 4 mm d'épaisseur.
  26. 26. Utilisation du dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, en tant que luminaire fonctionnel et vitrage, 20 notamment dans un vitrage de bâtiment, un véhicule de transport, un éclairage routier ou urbain, une partie d'un meuble.
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