FR3000783A1 - Structure photo-active, procede de fabrication d'une telle structure et systeme d'eclairage - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une structure (100) photo-active destinée à recevoir de la lumière issue d'une source (200) de lumière et à émettre de la lumière dans un milieu (300) d'indice de réfraction n0. La structure (100) comporte un substrat (110) d'indice de réfraction n1, le substrat (110) s'étendant avec au moins une première face (111) longitudinale et un côté latéral (113), et une couche photo-active (150) destinée à réagir avec la lumière émise par la source en émettant de la lumière. La couche photoactive (150) présente un indice de réfraction n2. La couche s'étend le long de la première face du substrat (111), et le substrat comporte une portion de surface (115) de réception destinée à recevoir la lumière issue de la source de lumière selon une direction sensiblement perpendiculaire à la portion de surface (115), la portion de surface (115) s'étendant de manière à former un angle aigu α avec la première face (111) respectant sin-1(n0/n1) < α < sin -1(n2/n1). L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une telle structure (100) et un système d'éclairage.

Description

STRUCTURE PHOTO-ACTIVE, PROCEDE DE FABRICATION D'UNE TELLE STRUCTURE ET SYSTEME D'ECLAIRAGE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine des surfaces d'éclairage telles qu'utilisées dans l'affichage publicitaire urbain et le rétro-éclairage d'écrans. Le développement de surfaces d'éclairage touche de nombreux domaines dont, par exemple, celui de l'affichage publicitaire dans les équipements urbains, celui du rétro-éclairage des écrans à cristaux liquides, ou encore celui des panneaux d'éclairage décoratifs.

Quelles que soit les destinations de telles surfaces d'éclairage, de telles surfaces doivent répondre à la fois à des contraintes de compacité et d'homogénéité. C'est pour répondre à ces deux contraintes que les structures photo-actives ont été développées. L'invention concerne donc plus précisément une structure photo-active, un procédé de fabrication d'une telle structure et un système d'éclairage, ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les structures photo-actives adaptées pour fournir des surfaces d'éclairage sont notamment connues par le document US2011/0205727. Une telle structure est destinée recevoir de la lumière issue d'au moins une source de lumière et à émettre de la lumière dans un milieu tel que de l'air ou une matrice à cristaux liquides. La structure photo-active comporte notamment : - une couche photo-active qui est destinée à émettre de la lumière lorsqu'elle soumise à la lumière de la source de lumière, - un substrat au moins partiellement transparent, le substrat s'étendant longitudinalement avec au moins une première face longitudinale en direction du milieu et un côté latéral par lequel il est destiné à recevoir la lumière émise par la couche photo-active et une partie de la lumière à laquelle la couche photo-active est soumise, le substrat comportant une deuxième face qui est opposée à la première face du substrat et qui est adaptée pour réfléchir la lumière reçue par le côté latéral, une couche de diffusion agencée sur la première face du substrat et qui est adaptée pour diffuser la lumière dans le milieu lorsqu'elle est reçue sur la première face du substrat. Lorsqu'une telle structure est en place, la couche photo-active s'étend le long du côté latéral du substrat. Ainsi, avec une source de lumière qui est agencée pour que la lumière qui en est issue soit transmise dans le substrat en traversant la couche photo-active, le substrat reçoit à la fois une partie de la lumière issue de la source de lumière et celle émise par la couche photo-active en réponse à la lumière qui la traverse. Cette lumière qui est à la fois issue de la source de lumière et de la couche photo-active transite dans le substrat et est réfléchie en direction de la première face par la deuxième face. La couche de diffusion permet alors de diffuser la lumière en direction du milieu et d'obtenir un rayonnement homogène sur toute la surface. Néanmoins, si une telle structure permet de fournir une surface d'éclairage homogène, ceci avec une épaisseur réduite, la ou les sources de lumière étant déportées sur le côté latéral, elle présente un certain nombre d'inconvénients. En effet, une telle structure reste complexe à fabriquer avec la nécessité d'un nombre important d'éléments, dont notamment une couche de diffusion pour obtenir un éclairage homogène. De plus, avec une telle structure ce sont à la fois la lumière issue de la source de lumière et celle émise par la couche photo-active qui sont transmises dans le milieu. Ceci peut être problématique dans le cas où la lumière issue de la source de lumière possède une longueur d'onde dans la gamme de longueurs d'onde des ultra-violets, une telle lumière pouvant être nuisible pour les personnes qui y seraient soumises. De plus, une telle structure photo-active est nécessairement opaque à la lumière émise par la couche photo-active, le substrat présentant nécessairement une première face réfléchissante. Ainsi, cela réduit les possibilités offertes par une telle structure lors de son application à l'éclairage, cette dernière ne permettant pas de fournir une surface d'éclairage au moins partiellement transparente.

EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Ainsi, l'invention a pour objet de fournir une structure photo-active comportant un nombre d'éléments réduit vis-à-vis d'une structure photo-active de l'art antérieur sans que cela n'affecte significativement l'homogénéité de l'éclairage le long de la surface de la structure. L'invention a également pour objet de fournir une structure photo- active qui, contrairement aux structures photo-actives de l'art antérieur, puisse être au moins partiellement transparente à la longueur d'onde d'émission de la couche photo- active ou à celle de la source de lumière. L'invention a également pour objet de fournir une structure photo-active adaptée pour que la lumière issue d'une source de lumière agencée de manière à exciter la structure ne soit pas transmise dans le milieu avec celle issue de la structure en elle-même.

A cet effet, l'invention concerne une structure photo-active destinée à recevoir de la lumière issue d'au moins une source de lumière et à émettre de la lumière dans un milieu d'indice de réfraction no, ladite structure comportant : -un substrat au moins partiellement transparent d'indice de réfraction n1, le substrat s'étendant longitudinalement avec au moins une première face longitudinale en direction du milieu et un côté latéral par lequel le substrat est destiné à recevoir la lumière émise par la source, -une couche photo-active destinée à réagir avec la lumière émise par la source de lumière en émettant de la lumière, la couche photo-active présentant un indice de réfraction n2, la couche s'étendant le long de la première face du substrat, et le substrat comportant une portion de surface de réception destinée à recevoir la lumière issue de la source de lumière selon une direction sensiblement perpendiculaire à la portion de surface de réception, la portion de surface de réception formant un angle aigu a avec la surface de la première face qui respecte les inégalités suivantes : sin-1(no/n1) <a < sin-1(n2/n1). On entend ci-dessus par substrat au moins partiellement transparent que le matériau dans lequel est formé le substrat est adapté pour qu'au moins une partie du rayonnement issu de la source de lumière traverse le substrat.

Les indices de réfraction no, n1 et n2 ci-dessus sont les indices de réfraction de respectivement, le milieu, le substrat et la couche photo-active à la longueur d'onde de la lumière émise par la source de lumière. On peut noter que dans une configuration dans laquelle le milieu est l'air, l'indice de réfraction no est forcément inférieur à celui du substrat et celui de la couche photo-active ni., n2. Une telle structure ne nécessite pas l'aménagement d'une couche de diffusion puisque la lumière est directement émise en direction du milieu par la couche active qui s'étend sur l'une des faces du substrat. Il en résulte donc une conception simplifiée par rapport à une structure de l'art antérieur nécessitant une couche de diffusion. De plus, une telle structure permet, lorsqu'elle est éclairée par une source de lumière selon une direction sensiblement perpendiculaire à la portion de surface de réception, d'obtenir une excitation de la couche photo-active optimisée. En effet, avec une telle configuration, une partie de la lumière issue de la source excitatrice peut pénétrer dans la couche photo-active sans subir de réflexion à l'interface entre le substrat et la couche photo-active tout en étant réfléchie à l'interface entre la couche photo-active et le milieu. La partie de la lumière de la source ainsi réfléchie par l'interface couche photo-active/milieu, qui n'a pas encore excité la couche photo-active, en restant dans la structure, peut exciter la couche photo-active. Il en résulte donc une amélioration du rendement de la structure, puisqu'une part importante de la lumière issue de la source de lumière et qui est injectée dans la structure est susceptible d'exciter la couche photo-active. De plus, la lumière issue de la source de lumière étant totalement réfléchie à l'interface entre la couche photo-active et le milieu, elle ne pénètre pas dans le milieu. Ainsi, une telle structure ne présente aucune nuisance d'utilisation quelle que soit la longueur d'onde de la lumière issue de la source de lumière.

De plus, avec une telle configuration le substrat ne nécessite pas de deuxième face réfléchissante et la structure peut donc être au moins partiellement transparente aussi bien à la lumière issue de l'au moins une source de lumière qu'a celle émise par la couche photo-active. Ainsi sans être perturbé par des phénomènes de diffusion, si le substrat est transparent, un rayonnement est susceptible de traverser le substrat de façon perpendiculaire à son axe longitudinal tout en n'étant pas ou peu diffusé. Ceci permet à la structure photo-active de conserver une transparence pour un utilisateur qui peut ainsi, par exemple, voir au travers de la structure. De préférence, le substrat est au moins partiellement transparent à la lumière issue de l'au moins une source de lumière et à celle émise par la couche photo- active, et avantageusement totalement transparent. L'angle aigu a peut être légèrement supérieur à sin-1(no/n1), l'angle aigu a présentant préférentiellement une différence avec sin-1(no/n1) inférieure à 10 et de manière encore plus préférentielle inférieure à 0,50 On obtient avec un tel angle une excitation optimisée de la couche photo-active et donc un meilleur rendement d'émission de lumière en direction du milieu. La valeur de l'indice de réfraction n2 de la couche photo-active présente une différence avec celle de l'indice de réfraction no du milieu qui est inférieure ou égale à 0,2 et préférentiellement inférieure ou égale à 0,1. Une telle valeur d'indice de réfraction de la couche photo-active permet à la couche photo-active de présenter un cône d'extraction de la lumière émise par la couche photo-active qui est plus important que celui d'une structure présentant une différence plus importante d'indice de réfraction avec le milieu. On peut noter que la couche photo-active, de par un tel indice de réfraction, peut être qualifiée de « couche bas-indice ». La couche photo-active peut comporter une matrice dans laquelle sont réparties des molécules charges photo-luminescentes. Les molécules charges peuvent comporter au moins deux types de molécules charges configurés pour émettre chacun de la lumière à une longueur d'onde différente de celle de l'autre type de molécules charges, lesdites molécules charges étant agencées sur la surface de manière à former un motif d'émission coloré. Ainsi il est possible de former une structure photo-active avec un motif d'émission de lumière prédéfini, tel que celui d'une affiche publicitaire.

La portion de surface peut s'étendre sur toute la largeur du côté latéral. Avec une telle portion de surface il est possible d'exciter la couche photo-active sur toute la largeur du substrat et donc d'obtenir une émission de lumière en direction du milieu qui est améliorée. La structure peut comporter au moins deux portions de surface de réception s'étendant chacune sur un côté latéral différent du substrat. Le substrat peut être en verre ou en polymère transparent, tel qu'en polyméthacrylate de méthyle ou en polytéréphtalate d'éthylène. Le polyméthacylate de méthyle et le polytéréphtalate d'éthylène sont plus connus sous leur sigle anglais respectif PMMA et PET.

La source de lumière peut comporter une diode électroluminescente et un dispositif concentrateur de lumière adapté pour rediriger au moins une partie du rayonnement émis par la diode dans une direction sensiblement perpendiculaire à la portion de surface de réception. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une structure selon l'invention comportant les étapes de : - fourniture d'un substrat au moins partiellement transparent d'indice de réfraction n1, le substrat s'étendant longitudinalement avec au moins une première face longitudinale en direction du milieu et un côté latéral par lequel il est destiné à recevoir la lumière émise par la source, formation d'une couche photo-active destinée à réagir avec la lumière émise par une source de lumière, la couche photo-active présentant un indice de réfraction n2, aménagement d'une portion de surface de réception sur le substrat destinée à recevoir la lumière issue de la source de lumière selon une direction sensiblement perpendiculaire à la portion de surface de réception, la portion de surface de réception formant un angle aigu a avec la surface de la première face qui respecte les inégalités selon lesquelles sin-1(n0/n1) < a < sin-1(n2in1). Un tel procédé permet la fourniture d'une structure simplifiée vis-à-vis d'une structure de l'art antérieur qui nécessite une couche de diffusion.

L'étape de formation de la couche photo-active peut être obtenue par une méthode d'impression, par exemple du type jet d'encre. Une telle méthode permet de fournir une couche photo-active présentant un motif d'émission de lumière, tel que celui d'une affiche publicitaire. L'invention concerne également un système d'éclairage comportant au moins une source de lumière, et comportant en outre une structure selon l'invention, la source de lumière étant adaptée pour émettre un rayonnement dans une direction sensiblement perpendiculaire à la portion de surface de réception en direction de cette même portion de surface. Un tel système d'éclairage permet de fournir une surface d'éclairage utilisable dans le domaine de la publicité ou du rétroéclairage d'écrans qui est simplifiée vis-à-vis d'un système d'éclairage de l'art antérieur qui comporte une structure photo-active Par ailleurs, le système d'éclairage peut en outre être transparent. La source de lumière peut comporter une diode électroluminescente et un dispositif concentrateur de lumière adapté pour rediriger au moins une partie du rayonnement émis par la diode dans une direction sensiblement perpendiculaire à la portion de surface de réception. Une telle source de lumière autorise la fourniture d'un système d'éclairage particulièrement compact ceci alors que la source de lumière possède une émission de lumière à fort rendement énergétique.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 illustre une vue de côté d'une structure selon l'invention, la figure 2, illustre une vue en perspective de la structure illustrée sur la figure 1, la figure 3 illustre le principe de fonctionnement d'une structure selon l'invention, la figure 4 illustre graphiquement une simulation de la variation de l'émission d'une structure selon l'invention en fonction de l'indice de la couche photo-active pour différents angles entre une portion de surface de réception et une face de la structure, ces variations simulées étant comparées avec une courbe de référence correspondant à une structure dans laquelle l'injection de lumière a lieu par la tranche. Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre. Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Les figures 1 et 2 illustrent, en vue de côté et en vue de perspective, un système d'éclairage 1 comportant une structure 100 photo-active selon l'invention et une source de lumière 200, ledit système étant adapté pour émettre de la lumière, dite lumière émise, dans un milieu 300 d'indice de réfraction no. Selon une application particulière de l'invention, la source de lumière 200 est une source de lumière qui émet une lumière, dite excitatrice, dont la longueur d'onde est comprise dans les ultra-violets et la structure 100 comporte une couche photo-active adaptée pour réagir avec de la lumière dont la longueur d'onde est comprise dans la gamme de longueurs d'onde des ultra-violets. Les valeurs d'indice de réfraction et les matériaux qui sont cités ci-dessous, quand ils concernent l'application particulière, ne sont donnés qu'a titre indicatif et ne sont donc pas limitatifs. Une telle structure 100 comporte : - un substrat 110 au moins partiellement transparent d'indice de réfraction n1, le substrat 110 s'étendant longitudinalement avec au moins une première face 111 longitudinale en direction du milieu 300 et un côté latéral 113 par lequel il est destiné à recevoir la lumière émise par la source de lumière 200, - une couche photo-active 150 destinée à réagir avec la lumière excitatrice, la couche photo-active présente un indice de réfraction n2.

Les indices de réfractions no, n1 et n2 cités ci-dessus s'entendent à la longueur d'onde de la lumière excitatrice. Ainsi, pour l'application particulière, les valeurs d'indices de réfraction correspondent à celles pour un rayonnement électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise dans la gamme de longueurs d'onde des ultra-violets. On peut noter que dans la suite, pour des raisons de simplification et de la faible différence en pratique des indices de réfractions dans la gamme de longueurs d'onde des ultra-violets et dans la gamme de longueurs d'onde du visible, il ne sera pas fait de distinction pour le référencement des indices à la longueur d'onde de la lumière excitatrice et ceux à la longueur d'onde à la lumière émise. Le substrat 100 se présente sous la forme d'un panneau sensiblement plan. Le substrat 100 comporte, en outre de la première face 111, une deuxième face 112 qui est opposée à la première face 111. La première et la deuxième face sont sensiblement rectangulaires, le substrat présentant une forme parallélépipédique rectangle. Le substrat 100 s'étend longitudinalement et présente quatre côtés latéraux. Le côté latéral 113 par lequel est reçu le rayonnement électromagnétique, selon la possibilité illustrée sur la figure 1, est un côté selon une largeur du substrat 100. Le substrat 100 est réalisé dans un matériau au moins partiellement, et préférentiellement totalement, transparent à la lumière d'excitation. Par exemple, dans l'application particulière, le substrat 100 peut être réalisé dans un verre ou dans un polyméthacrylate de méthyle, dont les indices de réfraction n1 respectifs sont proches de 1,5. Le côté latéral 113 par lequel le substrat 100 reçoit la lumière excitatrice présente une portion de surface 115 de réception. La portion de surface 115 s'étend sur toute la longueur du côté latéral 113. La portion de surface 115 définit un plan de réception de la lumière excitatrice qui forme un angle aigu a avec la première face du substrat. L'angle aigu a de la portion latérale respecte les inégalités suivantes : sin-1(n0/n1) <a < sin-1(112/n1).

La couche photo-active 150 est une couche photo-luminescente adaptée pour émettre une lumière par photoluminescence sous excitation par la lumière excitatrice. La couche photo-active 150 peut être par exemple, une couche d'un polymère, qui est dite matrice, et d'au moins une molécule ou particule photo-luminescente, qui est dite molécule charge.

Selon cette possibilité de l'invention, la matrice de la couche photo- active peut être un polymère ou un sol-gel tel que par exemple le dioxyde de silicium ou le dioxyde de titane. Selon cette même possibilité, les molécules charges présentent préférentiellement une taille maximale qui est inférieure à la longueur d'onde d'émission et encore plus préférentiellement inférieure à un dixième de la longueur d'onde d'émission ceci de manière à ne pas limiter la transparence de la couche photo-active. Ainsi les molécules charges peuvent être, par exemple des luminophores sélectionnés dans le groupe comportant les boîtes quantiques, les colorants organiques, les complexes de lanthanides, les particules nanoscopiques d'oxyde ou de sulfure dopées aux terres rares et les particules métalliques. Ainsi, des exemples de tels luminophores sont décrits dans l'article de Penard et Al. publié en 2012 dans la revue scientifique « Account on Chemical Research » n°297 des pages 680 à 688 et dans l'article de Dacanin et Al. publié en 2012 dans la revue scientifique « Journal of Materials Engineering and Performance » n°21 à la page 1511.

Selon une possibilité alternative de l'invention, la couche photo-luminescente peut elle-même être formée d'un matériau photo-luminescent tel qu'un oxyde dopé aux terres rares ou un polymère luminescent. De tels matériaux ont notamment été décrits par Rao et Al. dans un article publié en 2011 dans la revue scientifique « Materials Chemistry and Physics » n° 129 des pages 586 à 593. Selon les deux possibilités explicitées ci-dessus, il est possible d'incorporer dans la matrice des éléments permettant de diminuer l'indice de réfraction de la couche photo-active. De tels éléments peuvent être des nanoparticules d'indice différent de la matrice ou du matériau photo-luminescent. Par exemple, pour obtenir un indice faible, il est possible d'introduire de la porosité de petite taille ne perturbant pas la transparence mais permettant d'avoir un indice moyen de la couche intermédiaire entre l'indice du substrat et l'indice de l'air. Cette possibilité est notamment décrite dans les travaux de Zhang et Al. publiés sen 2011 dans la revue scientifique «Materials Chemistry and Physics » n°129 des pages 586 à 593, ainsi que dans ceux de Gu et Al. publiés en 2012 dans le revue scientifique « Journal of Solid State Chemistry » des pages 36 à 44. Ainsi, dans l'application particulière la matrice peut être un polymère transparent aux ultra-violets avec plusieurs molécules charges adaptées pour émettre par photoluminescence un rayonnement couvrant l'ensemble du spectre du visible sous l'excitation d'une lumière dans les ultra-violets. Selon cette possibilité, avec une proportion et une répartition adéquates de chacune des molécules charges, la surface de la couche photo-active sous éclairage de la lumière excitatrice forme une surface d'éclairage adaptée pour émettre une lumière blanche. Une structure 100, comportant une telle surface, forme lorsqu'elle est en combinaison avec une source de lumière 200 le système d'éclairage 1. Selon cette même possibilité et avec une proportion et une répartition adaptées de chacune des molécules, la structure 100 peut également émettre une autre couleur que celle de la lumière blanche comme par exemple, celle d'une lumière chaude tirant vers le jaune ou une lumière plus froide tirant vers le bleu. Selon une autre possibilité de l'application particulière, la couche photo- active 150 peut comporter au moins trois molécules charges émettant respectivement dans le rouge, le vert et le bleu et dont la répartition et la proportion sont variées le long de la couche photo-active 150 pour former un motif d'émission coloré prédéfini, comme celui d'une affiche publicitaire. De cette manière, lorsque la couche photo-active 150 reçoit la lumière excitatrice, la couche photo-active renvoie, par l'intermédiaire de la lumière émise, le motif. Une telle possibilité est compatible avec une formation de la couche photo-active 150 par enduction du substrat par une méthode d'impression telle que par exemple l'impression par jet d'encre. La couche photo-active 150 présente un indice de réfraction n2 à la longueur d'émission, dont la différence en valeur absolue avec l'indice de réfraction no du milieu est inférieure à 0,2 et préférentiellement inférieure à 0,1.

Selon l'application particulière, le milieu étant de l'air, la couche photo- active présente un indice de réfraction inférieur à 1,2 et préférentiellement inférieur à 1,1. Une telle structure peut être fabriquée au moyen d'un procédé de fabrication comportant les étapes de : - fourniture d'un substrat au moins partiellement transparent d'indice de réfraction n1, le substrat s'étendant longitudinalement avec au moins une première face longitudinale en direction du milieu et un côté latéral par lequel il est destiné à recevoir la lumière émise par la source, - formation d'une couche photo-active destinée à réagir avec la lumière émise par une source de lumière, la couche photo-active présentant un indice de réfraction n2, - aménagement d'une portion de surface de réception sur le substrat destinée à recevoir la lumière issue de la source de lumière selon une direction sensiblement perpendiculaire à la portion de surface de réception, la portion de surface de réception s'étendant de manière à former un angle aigu a avec la surface de la première face qui respecte les inégalités selon lesquelles sin-1(no/n1) <a < sin-1(n2/n1). L'étape d'aménagement de la portion de surface 115 peut également, sans que l'on sorte du cadre de l'invention, être réalisée préalablement à l'étape de formation de la couche photo-active 150. Ainsi, il est même envisageable que cet aménagement de la portion de surface 115 soit réalisé simultanément à la fourniture du substrat, ce dernier pouvant être, par exemple, moulé avec une portion de surface 115 préformée. La structure 100 est adaptée pour être éclairée au niveau du côté latéral 113 par la source 200 de lumière avec une lumière excitatrice qui est sensiblement unidirectionnelle. La lumière excitatrice éclaire la structure selon une direction, dite direction d'excitation, qui est sensiblement perpendiculaire à la portion de surface 115. Une telle source 200 peut être fournie, par exemple, par un émetteur de lumière sensiblement ponctuel vis-à-vis de la structure, tel qu'une diode électroluminescente, et une lentille convergente. Selon cette possibilité, la diode est placée au niveau du point focal de lentille de manière à ce que la lumière émise par la diode forme, après son passage au travers de la lentille, un rayonnement unidirectionnel selon l'axe de la lentille. Ainsi, avec un placement de la lentille en regard de la portion de surface 115 de manière que son plan focal soit sensiblement parallèle à la portion de surface 115, le rayonnement émis est dirigé vers la surface de réception sensiblement perpendiculairement à la portion de surface 115. Selon cette possibilité, la lentille forme un dispositif concentrateur de lumière adapté pour rediriger au moins une partie du rayonnement émis par la diode dans une direction sensiblement perpendiculaire à la portion de surface 115. Bien entendu, pour une application pratique de l'invention, il est avantageux de prévoir une pluralité de sources 200 réparties le long de la portion de surface 115. Selon un développement possible de cette application pratique de l'invention, avec une portion de surface 115 aménagée sur chaque côté du substrat, une pluralité de sources 200 peut être envisagée sur le pourtour du susbtrat 100. La figure 3 illustre le principe de fonctionnement d'une structure selon l'invention. Ainsi la figure 3 illustre schématiquement la trajectoire d'un rayon 50 lumineux de la lumière excitatrice après qu'elle a été émise par la source 200. Le rayon 50 étant émis dans une direction sensiblement perpendiculaire à la portion de surface 115 lors de son entrée dans le substrat 110, n'est pas dévié et pénètre donc avec une direction formant un angle il avec la première face 111 qui est égal à l'angle aigu a. Lorsque le rayon rencontre l'interface entre le substrat 110 et la couche photo-active 150, au moins une partie du rayon 50 est transmise dans la couche photo-active 150 avec un angle i2 par rapport à la face de la couche photo-active qui est opposée à la première face 111. En effet, le rayon forme avec l'interface substrat 110/couche phot- active 150 un angle il égal à l'angle aigu a. il est donc inférieur à sin-1(n2/n1) et est donc, selon les lois de Snell-Descartes, au moins partiellement transmis dans la couche photo-active dans une direction formant un angle i2 égal à sin 1(ni/n2xsin(ii)), c'est-à-dire sin-1(n1/n2xsin(a)). Ainsi selon ce principe, pour un angle a inférieur à sin-1(n2/n1), une partie de la lumière excitatrice, lorsqu'elle arrive à l'interface substrat 110/ couche photo- active 150, est transmise dans la couche photo-active 110 et permet d'exciter cette dernière. De plus l'angle aigu a étant supérieur à sin-1(n0/n1), l'angle i2 respecte lui-même l'inégalité selon laquelle i2 est supérieur à sin-1(n0/n2). Le rayon 50 est donc totalement réfléchi à l'interface entre la couche photo-active 150 et le milieu 300. Ainsi, selon ce principe, la partie de la lumière transmise dans la couche photo-active 150 est réfléchie en direction du substrat 110, sans sortir de la structure 100, et peut exciter la couche photo-active 150. On évite donc une transmission de la lumière excitatrice en direction du milieu 300 et on optimise l'excitation de la couche photo-active 150. On peut également noter, en ce qui concerne la lumière émise par la couche photo-active 150, que la portion de surface 115 autorise une injection de lumière efficace dans la couche photo-active 150 par le côté latéral 113 du substrat 110 ceci sans contrainte vis-à-vis de l'indice de réfraction n2 de la couche photo-active 150. Il est donc possible d'utiliser une couche photo-active 150 présentant un indice de réfraction n2 proche de celui du milieu. Ceci permet d'augmenter la proportion du rayonnement émis par la couche photo-active 150 qui est émise en direction du milieu et ne reste pas piégée dans la couche photo-active. En effet, le cône d'extration de la lumière émise par la couche photo-active 150 est directement relié à la différence d'indice de réfraction entre le milieu 300 et la couche photo-active 150. Ainsi, par exemple, dans l'application particulière dans laquelle le milieu 300 est l'air, le passage d'un indice de réfration n2 de la couche photo-active 150 égale à 1,5 à un indice de réfraction n2 de 1,2 entraîne une augmentation de plus de 80% du cône d'extraction. La figure 4 illustre graphiquement des simulations qui démontrent l'effet de l'application du principe de l'invention sur une structure 100. Ainsi, la figure 4 illustre la simulation de la variation de l'émission d'une structure 100 selon l'invention en fonction de l'indice de réfraction n2 de la couche photo-active 150 pour des angles de 41°, 42° et 45° entre la portion de surface 115 et la première face 111 du substrat 110, ces variations simulées étant comparées avec une courbe de référence 401 correspondant à une structure 100 ne présentant pas de portion de surface de réception selon l'invention et dans laquelle l'injection de lumière à lieu par la tranche au moyen d'une diode électroluminescente. Dans ces simulations, les indices de réfraction no et n1 sont respectivement fixés à 1 et à 1,5, et la couche photo-active 150 présente une épaisseur de 100 um. Pour la courbe de référence 401, l'émission augmente significativement avec l'augmentation de l'indice de réfraction n2 de la couche photo-active. Cette augmentation peut être principalement attribuée à une amélioration de la transmission de la lumière excitatrice en direction de la couche photo-active, la lumière excitatrice restant, pour les couches de faible indice de réfraction, piégée dans le substrat. Ainsi, avec l'augmentation de l'indice de réfraction n2 de la couche photo-active, l'excitation de cette dernière s'en trouve améliorée et l'émission de lumière en direction du milieu augmente. En ce qui concerne la courbe 402, celle-ci correspond à un angle entre la portion de surface de réception et la première face 111 du substrat 110 égal 41°, la structure 100 ne présente pas d'émission significative. En effet, un tel angle a ne respecte pas l'inégalité selon laquelle a> sin-1(no/n1) et donc la lumière excitatrice est totalement réfléchie à l'interface entre la couche photo-active 150 et le substrat 110 sans excitation significative de la couche photo-active 150. Il n'y a donc pas d'émission de lumière par la couche photo-active 150 en direction du milieu 300. La courbe 403 correspond à un angle entre la portion de surface de réception et la première face 111 du substrat 110 égal 42° qui respecte donc les deux inégalités selon lesquelles sin-1(n0/n1) <a < sin-1(n2/n1). On observe ainsi qu'avec une telle portion d'injection la structure émet significativement plus de lumière que la structure ne comportant pas de portion de surface de réception, ceci quel que soit l'indice de réfraction de la couche photo-active 150. En effet, selon le principe de l'invention, la majorité de la lumière excitatrice injectée par la portion de surface 115 est transmise dans la couche photo-active 150 et permet donc d'exciter la couche photo-active 150. On remarque également que l'émission est plus importante pour les faibles indices de réfraction n2 de la couche photo-active 150 qui est liée à une augmentation du cône d'extraction en direction du milieu 300 de la lumière émise par la couche photo-active 150. La courbe 404 correspond à un angle entre la portion de surface de réception et la première face 111 du substrat 110 égal à 45° qui respecte également les deux inégalités selon l'invention. On remarque que pour un tel angle, l'émission de la structure reste significativement plus importante que celle de la structure ne comportant pas de portion de surface de réception. On peut également noter que l'intensité est réduite vis-à-vis de la courbe 403. Une telle différence d'intensité peut être attribuée au fait que pour la courbe 403, l'angle entre la portion de surface de réception et la première face 111 du substrat 110 est légèrement supérieur à sin-1(n0/n1) et donc d'une injection de lumière dans la couche photo-active 150 optimisée.

Bien entendu, si dans le mode de réalisation décrit ci-dessus le substrat présente une forme sensiblement plane, le substrat peut s'étendre selon un plan curviligne qui n'affecte significativement pas sa fonction guide d'onde, ceci sans que l'on sorte du cadre de l'invention.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Structure (100) photo-active destinée à recevoir de la lumière issue d'au moins une source (200) de lumière et à émettre de la lumière dans un milieu (300) d'indice de réfraction no, ladite structure (100) comportant : - un substrat (110) au moins partiellement transparent d'indice de réfraction n1, le substrat (110) s'étendant longitudinalement avec au moins une première face (111) longitudinale en direction du milieu (300) et un côté latéral (113) par lequel le substrat (110) est destiné à recevoir la lumière émise par la source (200), - une couche photo-active (150) destinée à réagir avec la lumière émise par la source (200) de lumière en émettant de la lumière, la couche photo-active (150) présentant un indice de réfraction n2, La structure (100) étant caractérisée en ce que la couche s'étend le long de la première face du substrat (110), et en ce que le substrat comporte une portion de surface (115) de réception destinée à recevoir la lumière issue de la source (200) de lumière selon une direction sensiblement perpendiculaire à la portion de surface (115) de réception, la portion de surface (115) de réception formant un angle aigu a avec la surface de la première face (111) qui respecte les inégalités suivantes : sin-1(no/n1) <a < sin-1(112/n1).
2. 2. Structure (100) selon la revendication 1, dans laquelle l'angle aigu a est légèrement supérieur à sin-1(no/n1), l'angle aigu a présentant préférentiellement une différence avec sin-1(no/n1) inférieure à 10 et de manière encore plus préférentielle inférieure à 0,50 .
3. 3. Structure (100) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la valeur de l'indice de réfraction n2 de la couche photo-active (150) présente une différence avec celle de l'indice de réfraction no du milieu (300) qui est inférieure ou égale à 0,2 et préférentiellement inférieure ou égale à 0,1.
4. 4. Structure (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la couche photo-active (115) comporte une matrice dans laquelle sont réparties des molécules charges photo-luminescentes.
5. 5. Structure (100) selon la revendication précédente, dans laquelle les molécules charges comportent au moins deux types de molécules charges configurés pour émettre chacun de la lumière à une longueur d'onde différente de celle de l'autre type de molécules charges, lesdites molécules charges étant agencées sur la surface de manière à former un motif d'émission coloré.
6. 6. Structure (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la portion de surface (115) s'étend sur toute la largeur du côté latéral (113).
7. 7. Structure (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le substrat (110) est en verre ou en polymère transparent, tel qu'en polyméthacrylate de méthyle ou en polytéréphtalate d'éthylène.
8. 8. Procédé de fabrication d'une structure (100) selon l'une quelconque des précédentes revendications comportant les étapes de : - fourniture d'un substrat (110) au moins partiellement transparent d'indice de réfraction n1, le substrat (110) s'étendant longitudinalement avec au moins une première face (111) longitudinale en direction du milieu (300) et un côté latéral (113) par lequel il est destiné à recevoir la lumière émise par la source (200), formation d'une couche photo-active (150) destinée à réagir avec la lumière émise par une source (200) de lumière, la couche photo-active (150) présentant un indice de réfraction n2, aménagement d'une portion de surface (115) de réception sur le substrat (111) destinée à recevoir la lumière issue de la source (200) de lumière selon une direction sensiblement perpendiculaire à la portion de surface (115) deréception, la portion de surface (115) de réception formant un angle aigu a avec la surface de la première face (111) qui respecte les inégalités selon lesquelles sin-1(n0/n1) 5 a É sin-1(h2/n1),
9. 9. Procédé de fabrication selon la revendicatiôn précédente dans lequel l'étape de formation de la couche photo-active (150) est obtenue par une méthode d'impression, par exemple du type jet d'encre.
10. 10. Système d'éclairage (1) comportant au moins une source (200) de lumière caractérisé en ce que qu'il comporte en outre une structure (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 et en ce que la source (200) de lumière est adaptée pour émettre un rayonnement dans une direction sensiblement perpendiculaire à la portion de surface (115) de réception en direction de cette même portion de surface (115). 5
11. 11. Système d'éclairage (1) selon la revendication précédente dans lequel la source (200) de lumière comporte une diode électroluminescente et un dispositif concentrateur de lumière adapté pour rediriger au moins une partie du rayonnement émis par la diode dans une direction sensiblement perpendiculaire à la 20 portion de surface (115) de réception.