FR2979075A1

FR2979075A1 - Glazing, useful as windscreen of motor vehicle for visualization of informations, comprises first and second transparent support layers, active layer in luminescent material and reflective structure placed between support and active layers

Info

Publication number: FR2979075A1
Application number: FR1157361A
Authority: FR
Inventors: Vincent Carreau
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2011-08-16
Filing date: 2011-08-16
Publication date: 2013-02-22
Anticipated expiration: 2031-08-16
Also published as: FR2979075B1

Abstract

The glazing (1) comprises a first transparent support layer (11), an active layer (14) in a luminescent material, a reflective structure (13) such as a mirror placed between the first support layer and the active layer, two mirror layers, and a second transparent support layer (12). The luminescent material is excited by an excitation wavelength. The reflective structure is centered on a wavelength corresponding to a wavelength emitted by the luminescent material and corresponding to the excitation wavelength, and is centered on an intermediate wavelength. The glazing (1) comprises a first transparent support layer (11), an active layer (14) in a luminescent material, a reflective structure (13) such as a mirror placed between the first support layer and the active layer, two mirror layers, and a second transparent support layer (12). The luminescent material is excited by an excitation wavelength. The reflective structure is centered on a wavelength corresponding to a wavelength emitted by the luminescent material and corresponding to the excitation wavelength, and is centered on an intermediate wavelength between the wavelength emitted by the luminescent material and the excitation wavelength. The excitation wavelength corresponds to an UV radiation. The first mirror layer is centered on a wavelength corresponding to the wavelength emitted by the luminescent material. The second mirror layer is centered on a wavelength corresponding to the excitation wavelength. The active layer and the reflective structure are interposed between the first and second support layers to form a laminated glazing. The first and second support layers are made of mineral glass. The reflective structure is carried out by depositing a reflective film by gluing on the first support layer and by depositing thin layers.

Description

Vitrage pour la visualisation d'informations. DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un vitrage pour la visualisation d'informations, et en particulier un pare-brise. Glazing for the visualization of information. FIELD OF THE INVENTION The invention relates to glazing for viewing information, and in particular a windshield.

TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans le domaine de la vie à bord dans les véhicules, on s'intéresse de plus en plus à l'affichage dit en tête haute qui permet une meilleure accessibilité à l'information pour le conducteur. Ce type d'affichage permet aux utilisateurs de réduire l'excursion du regard entre la conduite et les informations affichées. Ces informations peuvent alors être affichées via une lame partiellement réfléchissante à partir d'une source de donnée ou encore sur une partie du pare brise spécialement traitée pour assurer un rendu d'informations projetées optiquement à partir d'une source. Une solution alternative pour créer un tel type d'affichage consiste à utiliser un traitement de surface qui permet d'obtenir une image directement sur la surface du pare-brise. Ces traitements ne doivent pas perturber les performances intrinsèques d'un pare-brise qui sont notamment la transparence et la résistance mécanique. PRIOR ART In the field of life on board in vehicles, there is increasing interest in the so-called head-up display which allows better accessibility to information for the driver. This type of display allows users to reduce the gaze excursion between the pipe and the information displayed. This information can then be displayed via a partially reflective strip from a data source or on a portion of the specially treated windshield for rendering optically projected information from a source. An alternative solution to create such a type of display is to use a surface treatment that provides an image directly on the surface of the windshield. These treatments must not disturb the intrinsic performance of a windshield, which is in particular transparency and mechanical strength.

Il existe des structures à base de matériau luminescent avec par exemple l'incorporation de luminophores qui permettent d'obtenir de tels effets. There are structures based on luminescent material with for example the incorporation of phosphors which make it possible to obtain such effects.

Les luminophores permettent d'obtenir une émission lumineuse visible, à une longueur d'onde donnée, lorsqu'ils sont excités par un rayonnement, par exemple avec une excitation dans une longueur d'onde donnée plus petite (typiquement invisible). Un vitrage de ce type comporte une ou plusieurs couches de matériau luminescent intercalées dans l'empilement de couches transparentes, par exemple en verre. Le document W02010/139889 montre un dispositif de visualisation sur un vitrage transparent, comprenant un vitrage feuilleté qui comporte deux couches transparentes en verre séparées par un intercalaire contenant un matériau luminescent. Le dispositif comporte également une source génératrice de rayonnement laser ultraviolet dirigé vers les zones du vitrage comprenant la couche de luminophore. Le matériau luminescent réémet de la lumière visible lorsqu'il est excité par le rayonnement laser. En pilotant le point d'impact du laser sur le vitrage, on peut afficher des informations directement sur le vitrage. Le vitrage divulgué par ce document pose un problème, notamment pour un pare-brise de véhicule automobile, car tout le rayonnement laser n'est pas absorbé par la couche luminescente. Il en résulte un faible rendement du système. De plus, la partie non absorbée traverse le pare-brise et peut être dangereuse pour l'oeil d'une personne qui se trouverait dans sa trajectoire. Par ailleurs, la lumière émise par les luminophores est non seulement émise vers l'intérieur du véhicule mais aussi vers l'extérieur. Il y a une perte d'efficacité entre la source excitatrice et le rendu pour l'utilisateur. OBJECTIFS DE L'INVENTION L'invention vise à fournir un vitrage pour la visualisation d'informations permettant d'augmenter 5 le rendement du rayonnement d'excitation pour la visualisation des informations. EXPOSÉ DE L'INVENTION Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un vitrage pour la visualisation d'informations 10 comportant au moins une première couche de support transparente et une couche active dans une matière luminescente, caractérisé en ce qu'il comporte une structure réfléchissante disposée entre la couche de support et la couche active. 15 On constate qu'un tel vitrage est plus efficace que ce qui est connu de l'art antérieur. En effet, une partie du rayonnement d'excitation ou émis est réfléchie par la structure réfléchissante et augmente la quantité de lumière perçue par l'utilisateur, ce 20 qui augmente l'efficacité de l'affichage. La structure réfléchissante est une couche ou un empilement de couches permettant d'obtenir une réflexion au moins partielle des rayonnements électromagnétiques. 25 Selon un perfectionnement, la structure réfléchissante est centrée sur une longueur d'onde. Un miroir centré en longueur d'onde est par exemple un miroir de Bragg, un miroir dichroïque ou un filtre interférentiel. La transparence d'un tel vitrage est 30 peu affectée par la présence de la structure réfléchissante. On améliore ainsi l'efficacité des moyens d'affichage tout en conservant la fonction de transparence du vitrage, pour une utilisation en pare-brise par exemple. The luminophores make it possible to obtain a visible light emission, at a given wavelength, when they are excited by radiation, for example with excitation in a given smaller wavelength (typically invisible). Glazing of this type comprises one or more layers of luminescent material interposed in the stack of transparent layers, for example glass. The document WO2010 / 139889 shows a display device on a transparent glazing unit, comprising a laminated glazing unit which comprises two transparent glass layers separated by an interlayer containing a luminescent material. The device also comprises a source generating ultraviolet laser radiation directed towards the areas of the glazing comprising the phosphor layer. The luminescent material re-emits visible light when excited by the laser radiation. By controlling the point of impact of the laser on the glazing, information can be displayed directly on the glazing. The glazing disclosed by this document poses a problem, especially for a windshield of a motor vehicle, because all the laser radiation is not absorbed by the luminescent layer. This results in poor system performance. In addition, the unabsorbed portion passes through the windshield and can be dangerous to the eye of a person who is in its path. Moreover, the light emitted by the luminophores is not only emitted towards the inside of the vehicle but also towards the outside. There is a loss of efficiency between the exciter source and the rendering for the user. OBJECTS OF THE INVENTION The invention aims to provide glazing for the visualization of information making it possible to increase the efficiency of the excitation radiation for the visualization of the information. PRESENTATION OF THE INVENTION With these objectives in view, the subject of the invention is a glazing unit for displaying information comprising at least a first transparent support layer and an active layer in a luminescent material, characterized in that comprises a reflective structure disposed between the support layer and the active layer. It is noted that such glazing is more efficient than is known from the prior art. Indeed, a part of the excitation or emitted radiation is reflected by the reflecting structure and increases the amount of light perceived by the user, which increases the efficiency of the display. The reflective structure is a layer or a stack of layers for obtaining an at least partial reflection of the electromagnetic radiation. According to one improvement, the reflective structure is centered on a wavelength. A wavelength centered mirror is for example a Bragg mirror, a dichroic mirror or an interference filter. The transparency of such a glazing is little affected by the presence of the reflective structure. This improves the efficiency of the display means while maintaining the transparency function of the glazing, for use in windshield, for example.

Selon un premier mode de réalisation, le miroir est centré sur une longueur d'onde correspondant à une longueur d'onde émise par la matière luminescente. Ainsi, le miroir réfléchit la lumière émise par la matière luminescente, ce qui, par un choix adapté de la position relative de la structure réfléchissante et de la couche active, permet de renvoyer la lumière émise du côté de l'utilisateur. Pour une puissance d'excitation déterminée, la luminosité perçue par l'utilisateur sera plus importante que selon l'art antérieur. On pourra aussi abaisser la puissance d'excitation afin d'obtenir un effet lumineux prédéterminé. Selon un deuxième mode de réalisation, la matière luminescente est susceptible d'être excitée par une longueur d'onde d'excitation, le miroir est centré sur une longueur d'onde correspondant à la longueur d'onde d'excitation. Dans ce mode de réalisation, en éclairant la matière luminescente avec le rayonnement d'excitation de manière à ce que la structure réfléchissante soit derrière la couche active, le rayonnement d'excitation est réfléchi sur la structure réfléchissante et traverse à nouveau la couche active, ce qui augmente de manière significative la quantité d'énergie reçue par la couche active. Selon un perfectionnement, les deux modes de réalisation précédents sont combinés. Ainsi, à la fois la lumière émise par la couche luminescente et le rayonnement d'excitation sont réfléchis, ce qui cumule les effets des couches de miroir. De manière particulière, la longueur d'onde d'excitation correspond à un rayonnement ultraviolet. La longueur d'onde réfléchie correspondante n'est ainsi pas dans le domaine visible. La lumière visible n'est donc pas affectée par la réflectivité de la structure réfléchissante. According to a first embodiment, the mirror is centered on a wavelength corresponding to a wavelength emitted by the phosphor. Thus, the mirror reflects the light emitted by the phosphor, which, by a suitable choice of the relative position of the reflective structure and the active layer, to return the light emitted from the side of the user. For a given excitation power, the brightness perceived by the user will be greater than in the prior art. It will also be possible to lower the excitation power in order to obtain a predetermined luminous effect. According to a second embodiment, the phosphor may be excited by an excitation wavelength, the mirror is centered on a wavelength corresponding to the excitation wavelength. In this embodiment, by illuminating the phosphor with the excitation radiation so that the reflective structure is behind the active layer, the excitation radiation is reflected on the reflecting structure and passes through the active layer again, which significantly increases the amount of energy received by the active layer. According to an improvement, the two previous embodiments are combined. Thus, both the light emitted by the luminescent layer and the excitation radiation are reflected, which cumulates the effects of the mirror layers. In particular, the excitation wavelength corresponds to ultraviolet radiation. The corresponding reflected wavelength is thus not in the visible range. Visible light is therefore not affected by the reflectivity of the reflective structure.

De manière complémentaire, le vitrage comporte en outre une deuxième couche de support transparente, la couche active et la structure réfléchissante étant interposées entre la première et la deuxième couche de support pour former un vitrage feuilleté. La couche active et la structure réfléchissante sont ainsi protégées des agressions mécaniques. De plus, leur application peut être combinée à celle de la couche intercalaire, en général en PVB, qui permet la réalisation de vitrages feuilletés. De manière avantageuse, la couche intercalaire est confondue avec la couche active, la matière luminescente étant incorporée au PVB de la couche intercalaire. La ou les couches de support sont par exemple en verre minéral. Additionally, the glazing further comprises a second transparent support layer, the active layer and the reflective structure being interposed between the first and the second support layer to form a laminated glazing. The active layer and the reflective structure are thus protected from mechanical aggression. In addition, their application can be combined with that of the interlayer, usually PVB, which allows the production of laminated glazing. Advantageously, the interlayer is merged with the active layer, the phosphor being incorporated in the PVB of the interlayer. The support layer or layers are for example made of mineral glass.

Selon une technique de réalisation, la structure réfléchissante est réalisée par collage d'un film réfléchissant sur la première couche de support. Le film réfléchissant comporte déjà les couches qui constituent la structure réfléchissante et est rapporté sur le support. According to one embodiment, the reflecting structure is made by gluing a reflective film on the first support layer. The reflective film already has the layers that constitute the reflective structure and is attached to the support.

Selon une autre technique de réalisation, la structure réfléchissante est réalisée par dépôt de couches minces. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un vitrage conforme à un premier mode de réalisation de l'invention utilisé comme afficheur tête haute ; - la figure 2 est une vue similaire à la figure d'un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est un schéma explicatif du fonctionnement d'un miroir centré sur une longueur d'onde. DESCRIPTION DETAILLÉE Selon un premier mode de réalisation de l'invention, représenté sur la figure 1, un vitrage 1 comporte une première couche de support 11, une structure réfléchissante 13, une couche intercalaire 14 et une deuxième couche de support 12. Les deux couches de support 11, 12 sont réalisées en verre minéral, mais elles pourraient aussi être réalisées dans une matière organique transparente tel que du polycarbonate ou du polyméthacrylate de méthyle. La couche intercalaire est également une couche 30 active 14 et est réalisée en PVB (polyvinyle- butyrale). Elle incorpore une matière luminescente, par exemple telle que décrite dans le document W02010/139889 précédemment cité. La structure réfléchissante 13, comme montré sur la figure 3, est réalisée par la superposition de couches minces dont les épaisseurs et les indices de réfraction sont choisis pour réaliser un miroir centré sur une longueur d'onde. A titre d'exemple de réalisation, une première couche mince 131 est réalisée en oxyde de titane avec une épaisseur de e1=40 nm, une deuxième couche mince 132 est réalisée en verre ayant un indice de réfraction de n2=1,5 pour une épaisseur de e2=66,7 nm. La première couche mince 131 a un indice de réfraction de n1=2,5. On détermine que deux empilements 13a, 13b de cette structure à deux couches 131, 132, déposés sur la première couche de support 11, constituent une structure réfléchissante 13 centrée sur une longueur d'onde de 400 nm qui a un pouvoir réfléchissant de 80% du rayonnement dans les longueurs d'onde comprises entre 335 nm et 465 nm pour une incidence normale du rayon R. Le principe du fonctionnement du miroir de Bragg n'est pas rappelé ici. Lorsque le vitrage 1 est utilisé comme pare- brise pour la visualisation d'informations, la première couche de support 11 est placée à l'extérieur du véhicule. Un projecteur 2 émet depuis l'intérieur un rayon laser R de longueur d'onde 400 nm. Le rayon R traverse la deuxième couche de support 12, et atteint la couche active 14. Il excite alors la matière luminescente de la couche active 14 qui émet de la lumière L dans une autre longueur d'onde dans toutes les directions. Une part R1 du rayonnement laser atteint la structure réfléchissante 13, lequel rayonnement R1 est alors réfléchi. Il traverse à nouveau la couche active 14 en excitant encore plus de matière luminescente. L'utilisateur perçoit alors une intensité lumineuse plus intense qu'en l'absence de la structure réfléchissante 13. Dans un deuxième mode de réalisation, représenté sur la figure 2, le vitrage 1' est constitué de la même manière, hormis que la structure réfléchissante 13' est centrée en longueur d'onde sur la longueur de la lumière émise par la couche active 14. Pour cela, les épaisseurs et/ou les indices des couches minces de la structure réfléchissante 13' sont ajustés. Lorsque le vitrage 1 est utilisé comme pare-brise pour la visualisation d'informations, le rayon laser R traverse la deuxième couche de support 12, et atteint la couche active 14. Il excite alors la matière luminescente de la couche active 14 qui émet de la lumière dans une autre longueur d'onde. Une part R2 du rayonnement laser atteint la structure réfléchissante 13 et la traverse, de même qu'il traverse la première couche de support 11. De la lumière L est émise par la couche active 14 dans toutes les directions ; une part L2 de celle-ci atteint la structure réfléchissante 13 et est réfléchie vers la deuxième couche de support 12 qu'elle traverse. L'utilisateur, placé du côté de la deuxième couche de support 12, perçoit alors une intensité augmentée de la part de lumière réfléchie L2. According to another embodiment technique, the reflective structure is produced by deposition of thin layers. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention will be better understood and other features and advantages will become apparent on reading the description which follows, the description referring to the appended drawings in which: FIG. 1 is a diagrammatic sectional view of FIG. a glazing according to a first embodiment of the invention used as a head-up display; FIG. 2 is a view similar to the figure of a second embodiment of the invention; FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of a mirror centered on a wavelength. DETAILED DESCRIPTION According to a first embodiment of the invention, shown in FIG. 1, a glazing unit 1 comprises a first support layer 11, a reflecting structure 13, an intermediate layer 14 and a second support layer 12. The two layers 11, 12 are made of mineral glass, but they could also be made of a transparent organic material such as polycarbonate or polymethyl methacrylate. The intermediate layer is also an active layer 14 and is made of PVB (polyvinylbutyral). It incorporates a luminescent material, for example as described in document WO2010 / 139889 previously cited. The reflective structure 13, as shown in FIG. 3, is produced by the superposition of thin layers whose thicknesses and refractive indices are chosen to produce a mirror centered on a wavelength. As an exemplary embodiment, a first thin layer 131 is made of titanium oxide with a thickness of e1 = 40 nm, a second thin layer 132 is made of glass having a refractive index of n2 = 1.5 for a thickness of e2 = 66.7 nm. The first thin layer 131 has a refractive index of n1 = 2.5. It is determined that two stacks 13a, 13b of this two-layer structure 131, 132, deposited on the first support layer 11, constitute a reflective structure 13 centered on a wavelength of 400 nm which has a reflectivity of 80% radiation at wavelengths between 335 nm and 465 nm for a normal incidence of radius R. The principle of operation of the Bragg mirror is not recalled here. When the glazing 1 is used as a windshield for the display of information, the first support layer 11 is placed outside the vehicle. A projector 2 emits from the inside a laser beam R of wavelength 400 nm. The ray R passes through the second support layer 12, and reaches the active layer 14. It then excites the phosphor of the active layer 14 which emits light L in another wavelength in all directions. A part R1 of the laser radiation reaches the reflecting structure 13, which radiation R1 is then reflected. It again crosses the active layer 14 by exciting even more luminescent material. The user then perceives a higher intensity of light than in the absence of the reflective structure 13. In a second embodiment, shown in FIG. 2, the glazing 1 'is constituted in the same way, except that the structure reflective 13 'is centered in wavelength on the length of the light emitted by the active layer 14. For this, the thicknesses and / or indices of the thin layers of the reflective structure 13' are adjusted. When the glazing 1 is used as a windshield for the information display, the laser beam R passes through the second support layer 12, and reaches the active layer 14. It then excites the luminescent material of the active layer 14 which emits light in another wavelength. A portion R2 of the laser radiation reaches and reflects the reflective structure 13 and passes through the first support layer 11. Light L is emitted by the active layer 14 in all directions; a part L2 of this reaches the reflecting structure 13 and is reflected towards the second support layer 12 through which it passes. The user, placed on the side of the second support layer 12, then perceives an increased intensity from the reflected light L2.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation cités à titre d'exemple. La structure réfléchissante peut être centrée en longueur d'onde sur une valeur intermédiaire entre la longueur d'onde d'excitation et la longueur d'onde émise afin que les deux longueurs soient incluses dans la gamme des ondes réfléchies par la structure réfléchissante. The invention is not limited to the embodiments given by way of example. The reflective structure may be wavelength centered on an intermediate value between the excitation wavelength and the emitted wavelength so that both lengths are included in the range of waves reflected by the reflective structure.

Claims

REVENDICATIONS1. Glazing for information display comprising at least a first transparent support layer (11) and an active layer (14) in a phosphor, characterized in that it comprises at least one reflecting structure (13) arranged between the first support layer (11) and the active layer (14).

2. Glazing according to claim 1, wherein the reflecting structure (13) is centered on a wavelength.

3. Glazing according to claim 2, wherein the mirror (13) is centered on a wavelength corresponding to a wavelength emitted by the phosphor.

4. Glazing according to claim 2, wherein the phosphor is capable of being excited by an excitation wavelength, the mirror (13) is centered on a wavelength corresponding to the wavelength d 'excitation.

5. Glazing according to claim 4, wherein the excitation wavelength corresponds to ultraviolet radiation.

6. Glazing according to claims 3 and 4 taken in combination, characterized in that it comprises at least two mirror layers, the mirror of the first layer being centered on a wavelength corresponding to a wavelength emitted by the luminescent material, the mirror of the second layer being centered on a wavelength corresponding to the excitation wavelength.

7. Glazing according to claim 2, wherein the phosphor is capable of being excited by an excitation wavelength, the mirror being centered on an intermediate wavelength between a wavelength emitted by the material luminescent and the excitation wavelength. S. Glazing according to claim 1, characterized in that it further comprises a second transparent support layer (12), the active layer (14) and the reflecting structure (13) being interposed between the first and the second layer support (11, 12) for forming a laminated glazing unit. 9. Glazing according to claim 1 or 6, wherein the one or more support layers (11, 12) are made of mineral glass. 10. Glazing according to claim 1, wherein the reflecting structure (13) is made by depositing a reflective film by gluing on the first support layer (11). 11. Glazing according to claim 1, wherein the reflecting structure (13) is made by thin film deposition.