WO2012066378A1 - Dispositif d'eclairage - Google Patents

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WO2012066378A1
WO2012066378A1 PCT/IB2010/003288 IB2010003288W WO2012066378A1 WO 2012066378 A1 WO2012066378 A1 WO 2012066378A1 IB 2010003288 W IB2010003288 W IB 2010003288W WO 2012066378 A1 WO2012066378 A1 WO 2012066378A1
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light
light guide
lighting device
electroconductive layer
substrate
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PCT/IB2010/003288
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Fabrizio Maseri
Nauwfel Amimi
Eric Beeckman
Carl Emmerechts
Denis Vandormael
Original Assignee
Arcelormittal Investigación Y Desarrollo Sl
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Publication date
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    • G09F13/0418—Constructional details
    • G09F2013/05—Constructional details indicating exit way or orientation

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device, in particular a surface lighting device.
  • This type of lighting device is distinguished from point light sources in that its thickness is small in comparison with its other dimensions and all or part of its surface is a plane light source.
  • the surface lighting devices according to this invention may have various applications, but the present invention may be particularly advantageous in safety lighting systems, to indicate emergency exits, for example.
  • Other applications may be, for example, in road signs or buildings (road signs indicating prohibitions or dangers, signs in buildings indicating no smoking or directions), in advertising signs ( light panels at the entrance of shops or along roads) or in decorative lighting (ceiling or light partitions), a surface source that can create a particular atmosphere in a room.
  • the light guide is made of a light-transmitting material (eg acrylic or epoxy) and adjoins at least one light-emitting diode (LED) near at least one of its ends, directed towards another end of the light guide.
  • a portion of the outer surface of the light guide is translucent to allow light to exit the guide.
  • the light guide and the diodes are mounted on a printed circuit board.
  • a plate, on which the message appears, covers the whole, so as to form a box, closed by a frame.
  • This device is of relatively complex construction, comprising inter alia the following steps: drilling the end of a cylinder, epoxy for example, acting as a light pipe, for insertion of the light emitting diode, fixing on printed circuit, manufacturing a plate "cover", assembly with a frame.
  • the invention aims, among other things, to provide a surface lighting device having a better light output than previous devices and easier to manufacture.
  • the invention firstly relates to a surface lighting device comprising at least one light-emitting diode and a substrate at least partially covered with at least one electroconductive layer and at least one light guide, the diode being embedded in the light guide and emitting a luminous flux injected into the light guide such that the average direction of the luminous flux is approximately parallel to the substrate, the device having no discontinuity at the interface between the diode and the guide from light.
  • the surface lighting device according to the invention may also comprise the following optional characteristics, taken separately or in combination:
  • the substrate is a metal substrate
  • the electroconductive layer has an average reflectivity over the range 250-2500 nm greater than 90%, -
  • the device further comprises a filter at least partially covering the light guide, the filter having an average reflectivity over the 250-2500nm range greater than 90%,
  • the device further comprises a reflector positioned on all or part of the slices of the light guide,
  • the reflector is formed of the substrate coated with the electroconductive layer and folded over all or part of the slices of the light guide,
  • the electroconductive layer has at least one light extraction pixel locally modifying the reflection of the light flux and thus optimizing the extraction of light from the device.
  • the light guide contains inclusions with a low refractive index locally modifying the ratio of diffuse reflection / specular reflection and thus optimizing the extraction of light out of the device.
  • the light guide has on its surface a texturing homogenizing the light flow and thus optimizing the extraction of light out of the device,
  • the device comprises at least two light guides superimposed on the electroconductive layer.
  • a second subject of the invention consists of a method of manufacturing a surface lighting device according to the invention, comprising the steps according to which:
  • the electroconductive layer is deposited on the substrate by means of a continuous vacuum deposition technique
  • At least one electroluminescent diode is placed in contact with the electroconductive layer
  • the electroluminescent diode and the electroconductive layer are covered with a light guide.
  • the method of manufacturing the surface lighting device according to the invention may also include the following optional features, taken alone or in combination:
  • the light guide is a film which has been colaminated and pressed onto the light-emitting diode and the electroconductive layer,
  • the light guide is a polymer mixture deposited in the liquid state and then crosslinked
  • the method further comprises a step according to which interruptions in the electroconductive layer are created by means of a subtractive method
  • the method further comprises a step according to which a light extraction pixel is formed on the surface of the electroconductive layer so as to locally modify the reflection of the luminous flux and thus optimize the extraction of light from the device.
  • a light guide is a type of waveguide, that is, a system for guiding electromagnetic waves, including light emitted by a light emitting diode.
  • the light emitting diode emits in the visible part of the spectrum.
  • it may emit in the UV and phosphors may be present, for example in the light guide, to obtain a white light.
  • the luminous flux emitted by a light-emitting diode is not unidirectional. Any light-emitting diode has what is commonly referred to as an emission lobe. In this lobe, an emission axis of symmetry is defined which indicates the mean direction of the luminous flux at the output of the light emitting diode. In the context of the invention, the orientation of the light-emitting diode will preferably be adjusted so as to have its axis of emission symmetry parallel to the substrate.
  • the axis of emission symmetry is not parallel to the substrate, it is necessary to provide means for deflecting the luminous flux of the diode electroluminescent so that it is injected into the light guide so that the mean direction of the luminous flux is approximately parallel to the substrate.
  • the luminous flux Once the luminous flux has been injected into the light guide, it is guided so as, on the one hand, to propagate throughout the guide and, on the other hand, to be extracted from the lighting device so as to ensure the desired lighting on the surface of the device.
  • the average direction of the luminous flux is approximately parallel to the substrate, the luminous flux emitted by the light-emitting diode is multi-directional and certain light rays will thus reach the edges of the light guide. If the angle of incidence of the ray is less than a critical angle, characteristic of the material used and its environment, the ray of light is transmitted out of the light guide, that is to say it is extracted.
  • the ray of light is reflected in the form of diffuse reflection (Rd) and specular reflection (Rs).
  • Rd diffuse reflection
  • Rs specular reflection
  • substrates may be suitable for a device according to the invention.
  • the substrate may be in the form of a plate or sheet made of a single material or a composite assembly.
  • the substrate is a superposition of several layers of the same material or different materials, this superposition can be achieved, for example, by gluing, welding, hot-dip galvanizing, electrogalvanization, vacuum deposition.
  • the substrate may be insulating, and as such be glass or a plastic material. He can also be a driver.
  • the substrate will comprise at least one metal sheet and will be referred to as a metal substrate.
  • a metal substrate it will first be covered at least partially with a succession of surface preparation layers.
  • This succession comprises at least one dielectric insulation layer providing insulation between the conductive substrate and the organic electroluminescent composite.
  • This dielectric insulation layer can further act as a smoothing layer to reduce the roughness of the substrate.
  • Such a layer may consist of, for example, a polymeric material such as polyimides or an inorganic polymer material obtained by a sol-gel process.
  • the succession of layers may further include:
  • a primary dielectric layer improving adhesion to the substrate comprising, for example, one or more metal oxides such as SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 .
  • a dielectric finishing layer improving the wettability of the dielectric coating to ensure better adhesion of the conductive layer comprising for example one or more metal oxides such as S1O2, ⁇ 2, Al 2 0 3 .
  • the substrate is then at least partially covered with an electroconductive layer.
  • the primary function of this layer is to allow the power supply of the light-emitting diode.
  • This layer can comprise one or more metals or metal alloys and / or one or more naturally conducting or conductive oxide or nitrides or carbides made by adding conductive elements such as graphite, for example. It may comprise, for example, an element selected from the group consisting of Ag, Al, Au, Mo and Cr.
  • the electroconductive layer reflects light, especially in the visible. It has, preferably, an average reflectivity over the range 250-2500nm of more than 80%, more preferably, of more than 90%. This makes it possible to increase the efficiency of the device according to the invention by promoting the extraction of the luminous flux out of the waveguide.
  • the substrate is initially completely covered with the electroconductive layer.
  • interruptions in the continuity of the electroconductive layer may be performed so as to delimit several independent zones that can be used independently. These interrupts can be performed using a subtractive method, for example, using a stylus, chemical etching, laser beam ablation or particle beam.
  • the successive layers described above can be applied at least partially to the substrate by means of any known thin-film deposition method, among which, by way of example, vacuum deposition techniques can be cited (Physical Vapor Sputtering-magnetron deposition). , Ion Beam Assisted Deposition, Sputter Ion Plating, Jet Vapor Deposition, Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition), photolithography, screen printing, inkjet printing, liquid phase deposition.
  • each light-emitting diode emits a luminous flux injected into the light guide so that the average direction of the luminous flux is approximately parallel to the substrate.
  • Several light-emitting diodes can be associated with the same light guide, for example one at each end of the guide.
  • the light-emitting diodes used are electroluminescent diodes emitting on the side, commonly referred to as "side-emitting LED". This allows easy and fast attachment of the light-emitting diodes to the electroconductive layer, while directly ensuring the injection of light into the light guide parallel to the substrate.
  • top-emitting light-emitting diodes commonly referred to as “top-emitting LEDs”, whose luminous flux is then deflected, for example by a reflector, so as to be injected in the light guide parallel to the substrate.
  • Top-emitting light emitting diodes generally have the advantage of being more powerful than side-emitting light-emitting diodes.
  • use will be made of light emitting diodes less than 1mm thick so as to limit the thickness of the device.
  • the light-emitting diodes are glued to the electroconductive layer, on either side of an interruption, by means of an electroconductive glue.
  • This type of assembly offers several advantages: it makes it possible to avoid the electrical wiring of the light-emitting diodes, it is very simple to implement and can be carried out continuously on a moving substrate.
  • the light guide used in the context of the invention is a transparent or translucent polymer, having a refractive index higher than air, in which the associated light emitting diode (s) are coated.
  • Such a configuration significantly improves the injection of light into the guide, compared to devices according to the prior art for which there is a discontinuity between the light emitting diode and the guide.
  • the light guide can be applied in liquid form before drying and / or crosslinking. It can then be a polymeric mixture, for example a thermoplastic resin. Alternatively, the light guide is a colaminated film pressed on the assembly consisting of the electroconductive layer and the diodes emitting. These two techniques are compatible with the continuous manufacture of the device according to the invention.
  • the light guide may be attached to the electroconductive layer by means of a tie layer so as to improve the adhesion of the guide to the electroconductive layer.
  • This bonding layer may be, for example, a layer of a material initially deposited in the liquid state and then crosslinked or a colaminated film. It may be for example EVA, PVB, silicones, thermoplastic resins.
  • the colaminated film has the advantage of being a simple and dry solution, reducing the risk of appearance of air bubbles, harmful to light extraction.
  • the device according to the invention may include a plurality of light guides in parallel on the substrate, each having one or more associated light emitting diodes. This can illuminate selected areas of the device, without illuminating others, or illuminate various areas with different colors.
  • a security light may, for example, include a first light guide for illuminating an area for displaying the "OUT" message, a second light guide for illuminating an arrow-shaped area indicating an exit from the building, and finally a third light guide for illuminating an arrow-shaped area indicating another exit of the building.
  • the first light guide is used to illuminate the "OUT" symbol and, depending on where the fire was detected, the second or third light guide is used to illuminate the arrow indicating the most near exit, without the other being.
  • the light-emitting diodes can be interrupted to give a flashing effect to the illumination.
  • the device according to the invention can include several superimposed light guides on the substrate.
  • This superposition can make it possible to obtain multicolour devices in which each guide incorporates diodes of different colors, each emitted colored light flux being extracted in a specific manner.
  • This superposition also makes it possible to combine on several levels the different ways to extract the luminous flux from the waveguide. It will also be possible to insert, between the guides, layers having reflection indices different from that of the light guide. It is in this respect possible to promote the propagation of the luminous flux in each of the guides by at least partially isolating the guides from each other by means of a layer having a reflection index lower than that of the light guide.
  • the waveguides may be covered with one or more filters for, for example, creating messages or creating areas of different colors.
  • the filter may be a sheet or a layer of a transparent material, optionally colored.
  • the filter may be alternately a sheet or a layer of a metal, pierced according to a predefined scheme to allow the extraction of light through these pierced areas.
  • the filter has, in this case, a mean reflectivity over the 250-2500nm range of more than 80%, and more preferably, more than 90%. This increases the efficiency of the device according to the invention.
  • the filter will be included directly in the light guide.
  • a reflector may be positioned on all or part of the slices of the light guide, in particular by gluing.
  • the reflector may consist of the substrate itself, coated with the electroconductive layer.
  • the coated substrate is in this case folded on the wafer so as to come against the end of the light guide where a reflector is desired, the electroconductive layer then acting as a reflector.
  • the fold on the edge of the coated substrate may possibly overflow on a restricted portion of the upper face of the waveguide.
  • instead of using side-emitting light-emitting diodes it is possible to use one or more light-emitting diodes emitting from the top.
  • the luminous flux emitted by the light-emitting diode is then reflected by the electroconductive layer present on the restricted part of the upper face of the waveguide and on the wafer and is thus injected parallel to the substrate in the waveguide.
  • the extraction of the light from the device, and in particular from the light guide can be optimized by intervening at one or more different levels, by means of locally modifying elements the flow of light flowing in the light guide.
  • a first level is at the interface between the electroconductive layer and the light guide.
  • the electroconductive layer preferably has a high reflectivity.
  • the reflection of the light flux at the interface between the electroconductive layer and the light guide may, however, be modified at least locally to optimize the light extraction, for example by playing on the surface of the electroconductive layer in contact with the light guide. light.
  • This surface may for example be at least locally rough, embossed, have facets or etched areas in which a portion of the electroconductive layer has been removed.
  • the surface of the electroconductive layer may also be at least locally covered with elements that locally modify the ratio of diffuse reflection / specular reflection. These may be ink applied at least locally on the electroconductive layer, son, grids or films glued or laminated to the electroconductive layer.
  • a bonding layer when it is present, it may not be present on the entire surface of the electroconductive layer, leaving spaces filled with air, between the electroconductive layer and the light guide, these spaces. locally modifying the ratio of diffuse reflection / specular reflection. All these modifications, at the electroconductive layer surface, intended to optimize the light extraction, are designated by the term light extraction pixels. These light extraction pixels may be punctual or on the contrary repeated over the entire surface of the electroconductive layer, so as to form a predetermined geometric pattern for the control of the Rd / Rs ratio. The effect of the luminous extraction pixels on the ratio Rd / Rs will be better understood later on the support of the figures.
  • a second level is in the light guide itself. It is possible, for example, to make it diffusing by incorporating defects, by for example, inclusions with a low refractive index (air bubbles, hollow spheres, various fillers).
  • a third level is on the surface of the light guide.
  • This surface may have texturing, to homogenize the light flow over the entire surface of the device.
  • This texturing may consist, for example, in etched areas, in a surface roughness or in a diffusing layer, for example in glass or plastic, covering the surface of the light guide.
  • This diffusing layer also has the advantage of providing increased mechanical protection.
  • Figures 1 and 2 are schematic sectional views of lighting devices according to the invention.
  • Figures 3 and 5-8 are schematic sectional views of portions of lighting devices according to the invention.
  • Figure 4 is a schematic elevation of a lighting device according to the invention.
  • Fig. 9 is a plan view of light extraction pixels at the surface of the electroconductive layer.
  • Figure 10 is a schematic plan view of a non-homogeneous illumination device according to the invention.
  • FIG. 1 represents a lighting device according to the invention comprising a substrate 1, a dielectric insulation layer 5, a dielectric finishing layer 6, an electroconductive layer 2, light-emitting diodes 3, light guides 4, a diffusing layer 7 and a filter 8.
  • Figure 2 shows the same stack 2-8, on both sides of the substrate 1: it is a two-sided lighting device.
  • Figure 3 shows 3 embodiments of the invention.
  • the light guide is not represented.
  • a light emitting diode emitting on the side is used.
  • a top-emitting light emitting diode is used: the substrate coated with the electroconductive layer is folded over the edge. These two configurations provide direct injection of light parallel to the substrate in the light guide.
  • a top-emitting light emitting diode is used: the substrate coated with the electroconductive layer is folded over the edge, so as to return above the light-emitting diode.
  • the electroconductive layer is used as a reflector to deflect the luminous flux emitted by the light-emitting diode and to provide light injection parallel to the substrate in the light guide.
  • FIG. 4 represents a lighting device according to the invention, with its connectors.
  • the electroconductive layer is divided into several independent zones, by means of interrupts 9 made for example by laser.
  • Drilling holes 10 are provided through the device, in which an electrical insulating sheath 11 is placed, and a connector 12 threaded. This allows a postponement of the connector on the rear face so as to have an open front.
  • FIG. 5 shows various embodiments of the invention, showing different ways of extracting the luminous flux of the device by means of light extraction pixels.
  • the total reflection (Rt) of the electroconductive layer 2 is high and is attenuated locally by creating a light extraction pixel formed of an etched area in the layer (Rt> Rt2).
  • the total reflection of the electroconductive layer is high and the ratio Rd / Rs is locally modified.
  • a light extraction pixel 14 formed of a rough printed area on the surface of the smooth electroconductive layer allows diffuse reflection (Rd) while the smooth surface of the electroconductive layer offers only one reflection specular (Rs).
  • a smooth printed area on the surface of the rough electroconductive layer provides only specular reflection (Rs) while the rough surface of the electroconductive layer provides diffuse reflection (Rd).
  • Rs specular reflection
  • Rd diffuse reflection
  • discontinuities in the connection layer 13 present between the electroconductive layer and the light guide locally modify the ratio Rd / Rs.
  • FIG. 9 is a plan view of light extraction pixels locally modifying the Rd / Rs ratio at the surface of the electroconductive layer, according to the principles described in FIGS. 5 to 8.
  • the lighting device according to the invention based on these light extraction pixels have a uniform illumination. This effect is obtained by arranging more diffusing luminous extraction pixels, represented by the hatched areas, becoming wider as one moves away from the light emitting diodes (not shown in the figure), placed on the right side of the figure.
  • FIG. 10 is a plan view of light extraction pixels locally modifying the ratio Rd / Rs at the surface of the electroconductive layer, according to the principles described in FIGS. 5 to 8.
  • the lighting device according to the invention based on these geometric patterns have uneven illumination, in the form of a gradient (left part of the figure). This effect is obtained by arranging more diffusive luminous extraction pixels 14 in a pattern varying the distance between these pixels as a function of their position on the surface of the device (right part of the figure). The lighting is all the more intense as the pixels are tight against each other.
  • a low thickness generally less than 10 mm
  • the lighting device according to the invention being produced for the most part by the application of successive elements on the substrate, in a thin-film deposition process which can be continuous,
  • the device is flexible and adapts to curved support surfaces when the substrate is metallic
  • the amount of organic material it could include is less, compared for example to thick polycarbonate panels according to the prior art. It can therefore have an improved reaction and / or fire resistance. Moreover, the organic material may be protected by materials more resistant to fire than him (metal or glass for example) to improve the reaction to fire of the device.
  • the device according to the invention can be of the single-sided type (the extraction of light is done only on one side of the device) or two-sided (the extraction of light is done by two sides of the device).
  • the same metal substrate can carry on both sides a stack of layers and elements according to the invention as described above.
  • a biface device on a transparent substrate covered with a transparent electroconductive layer such as ITO (Indium-Tin Oxide)
  • the light can be extracted both from the upper face and the lower face of the guide. light.
  • Fixing such a device can be done easily, for example from the rear, with the help of a mounting base incorporating the device. Magnetic fixation is also possible: the substrate of the device can be directly magnetized when it is metallic or be provided, on its rear face, with a magnetic treatment such as a paint.
  • the device according to the invention can, moreover, include electronic components of the sensor type, thin surface-mounted components or interdigitated combs, for example. These may be present on the front face; it can be for example an infra-red sensor for a remote control to test the lighting device, or a battery state of charge indicator. feeding the device. Alternatively, they may be present at the rear of the device; it may be for example a smoke sensor or a temperature indicator. The data transmitted by these sensors can directly enable activation of the illumination of the lighting device, if necessary.

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Abstract

L'invention concerne principalement un dispositif d'éclairage surfacique comprenant au moins une diode électroluminescente ( 3 ) et un substrat ( 1 ) recouvert au moins partiellement d'au moins une couche électroconductrice ( 2 ) et d'au moins un guide de lumière ( 4 ), la diode étant enrobée dans le guide de lumière et émettant un flux lumineux injecté dans le guide de lumière de telle sorte que la direction moyenne du flux lumineux soit approximativement parallèle au substrat, le dispositif ne présentant pas de discontinuité à l'interface entre la diode et le guide de lumière. L'invention concerne également un procédé de fabrication de ce dispositif d'éclairage.

Description

Dispositif d'éclairage
La présente invention concerne un dispositif d'éclairage, en particulier un dispositif d'éclairage surfacique. Ce type de dispositif d'éclairage se distingue des sources lumineuses ponctuelles par le fait que son épaisseur est faible en comparaison avec ses autres dimensions et que tout ou partie de sa surface constitue une source lumineuse plane.
Les dispositifs d'éclairage surfacique selon cette invention peuvent avoir diverses applications, mais la présente invention peut être particulièrement avantageuse dans des systèmes d'éclairage de sécurité, pour indiquer des issues de secours, par exemple. D'autres applications peuvent être, par exemple, dans la signalisation routière ou des bâtiments (panneaux de signalisation routiers indiquant des interdictions ou des dangers, panneaux de signalisation dans des bâtiments indiquant une interdiction de fumer ou des directions), dans la signalisation publicitaire (panneaux lumineux à l'entrée de magasins ou le long de routes) ou dans l'éclairage décoratif (plafond ou cloisons lumineux), une source surfacique pouvant créer une ambiance particulière dans une pièce.
Dans le domaine des éclairages de sécurité, il est connu, par exemple, de fabriquer un boîtier dans lequel une inscription "SORTIE" imprimée ou collée à la surface d'un support en matière plastique ou en verre est éclairée par un tube fluorescent positionné dans le boîtier, par exemple le long d'un côté du boîtier. La lumière émise par le tube fluorescent se propage dans le support en matière plastique ou en verre, qui fait office de guide de lumière, et est extraite du guide au niveau de l'inscription "SORTIE". Ces types de dispositifs ont cependant plusieurs inconvénients, le principal étant la faible efficacité de l'extraction lumineuse. Ces types de dispositifs sont également relativement épais, lourds et rigides et ne peuvent s'appliquer à toutes les configurations pouvant servir de supports dans un bâtiment. EP341817 décrit un panneau indicateur comprenant au moins un guide de lumière monté de manière à afficher un message ou un dessin prédéterminé. Le guide de lumière est fait d'une matière transmettant la lumière (par exemple acrylique ou époxy) et jouxte au moins une diode électroluminescente (LED) près d'au moins une de ses extrémités, dirigée vers une autre extrémité du guide de lumière. Une partie de la surface extérieure du guide de lumière est translucide pour permettre à la lumière de sortir du guide. Le guide de lumière et les diodes sont montés sur un circuit imprimé. Une plaque, sur laquelle le message s'affiche, recouvre le tout, de manière à former un boîtier, fermé par un cadre. Ce dispositif est de construction relativement complexe, comprenant entre autres les étapes suivantes: forage de l'extrémité d'un cylindre, en époxy par exemple, faisant office de conduit de lumière, pour insertion de la diode électroluminescente, fixation sur circuit imprimé, fabrication d'une plaque "couvercle", assemblage avec un cadre.
L'invention a pour but, entre autre, de fournir un dispositif d'éclairage surfacique présentant une meilleure extraction lumineuse que les dispositifs antérieurs et de fabrication plus aisée.
A cet effet, l'invention a pour premier objet un dispositif d'éclairage surfacique comprenant au moins une diode électroluminescente et un substrat recouvert au moins partiellement d'au moins une couche électroconductrice et d'au moins un guide de lumière, la diode étant enrobée dans le guide de lumière et émettant un flux lumineux injecté dans le guide de lumière de telle sorte que la direction moyenne du flux lumineux soit approximativement parallèle au substrat, le dispositif ne présentant pas de discontinuité à l'interface entre la diode et le guide de lumière.
Le dispositif d'éclairage surfacique selon l'invention peut également comprendre les caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison :
- Le substrat est un substrat métallique,
- La couche électroconductrice présente une réflectivité moyenne sur la gamme 250-2500nm supérieure à 90%, - Le dispositif comprend en outre un filtre recouvrant au moins partiellement le guide de lumière, le filtre présentant une réflectivité moyenne sur la gamme 250-2500nm supérieure à 90%,
- Le dispositif comprend en outre un réflecteur positionné sur tout ou partie des tranches du guide de lumière,
- Le réflecteur est formé du substrat revêtu de la couche électroconductrice et replié sur tout ou partie des tranches du guide de lumière,
- La couche électroconductrice présente au moins un pixel d'extraction lumineuse modifiant localement la réflexion du flux lumineux et optimisant ainsi l'extraction de la lumière hors du dispositif.
- Le guide de lumière contient des inclusions à bas indice de réfraction modifiant localement le ratio réflexion diffuse / réflexion spéculaire et optimisant ainsi l'extraction de la lumière hors du dispositif.
- Le guide de lumière présente à sa surface une texturation homogénéisant le flux de lumière et optimisant ainsi l'extraction de la lumière hors du dispositif,
- Le dispositif comprend au moins deux guides de lumière superposés sur la couche électroconductrice.
On comprendra donc que la solution au problème technique posé consiste à former le dispositif d'éclairage d'une succession de couches adhérentes dont l'une incorpore directement des diodes électroluminescentes.
Un second objet de l'invention est constitué par un procédé de fabrication d'un dispositif d'éclairage surfacique selon l'invention, comprenant les étapes selon lesquelles :
- On approvisionne un substrat,
- On réalise le dépôt, sur le substrat, d'une couche électroconductrice au moyen d'une technique de dépôt sous vide en continu,
- On met au moins une diode électroluminescente en contact avec la couche électroconductrice,
- On recouvre la diode électroluminescente et la couche électroconductrice d'un guide de lumière. Le procédé de fabrication du dispositif d'éclairage surfacique selon l'invention peut également comprendre les caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison :
- le guide de lumière est un film colaminé et pressé sur la diode électroluminescente et la couche électroconductrice,
- le guide de lumière est un mélange polymérique déposé à l'état liquide puis réticulé,
- le procédé comprend en outre une étape selon laquelle on crée des interruptions dans la couche électroconductrice au moyen d'une méthode soustractive,
- le procédé comprend en outre une étape selon laquelle un pixel d'extraction lumineuse est formé à la surface de la couche électroconductrice de façon à modifier localement la réflexion du flux lumineux et ainsi optimiser l'extraction de la lumière hors du dispositif.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre.
Un guide de lumière est un type de guide d'onde, c'est-à-dire un système servant à guider les ondes électromagnétiques, parmi lesquelles la lumière émise par une diode électroluminescente. Préférentiellement, la diode électroluminescente émet dans la partie visible du spectre. Alternativement, elle peut émettre dans l'UV et des phosphores peuvent être présents, par exemple dans le guide de lumière, pour obtenir une lumière blanche.
Le flux lumineux émis par une diode électroluminescente n'est pas unidirectionnel. Toute diode électroluminescente présente ce qui est communément appelé un lobe d'émission. Dans ce lobe, on définit un axe de symétrie d'émission qui indique la direction moyenne du flux lumineux à la sortie de la diode électroluminescente. Dans le cadre de l'invention, on ajustera préférentiellement l'orientation de la diode électroluminescente de façon à avoir son axe de symétrie d'émission parallèle au substrat. Alternativement, lorsque l'axe de symétrie d'émission n'est pas parallèle au substrat, il est nécessaire de prévoir des moyens permettant de dévier le flux lumineux de la diode électroluminescente pour qu'il soit injecté dans le guide de lumière de telle sorte que la direction moyenne du flux lumineux soit approximativement parallèle au substrat.
Une fois le flux lumineux injecté dans le guide de lumière, il est guidé de manière à, d'une part, se propager dans l'intégralité du guide et à, d'autre part, être extrait du dispositif d'éclairage de manière à assurer l'éclairage souhaité à la surface du dispositif. Bien que la direction moyenne du flux lumineux soit approximativement parallèle au substrat, le flux lumineux émis par la diode électroluminescente est multi-directionnel et certains rayons lumineux vont donc atteindre les bords du guide de lumière. Si l'angle d'incidence du rayon est inférieur à un angle critique, caractéristique du matériau utilisé et de son environnement, le rayon lumineux est transmis hors du guide de lumière, c'est-à- dire qu'il est extrait. Si l'angle d'incidence du rayon est supérieur à l'angle critique, le rayon lumineux est réfléchi sous la forme d'une réflexion diffuse (Rd) et d'une réflexion spéculaire (Rs). Il y a réflexion totale interne sous la forme d'un faisceau plus ou moins multi-directionnel. Si le ratio Rd/Rs est très faible, ce faisceau est quasi unidirectionnel ; il conserve donc son angle d'incidence et va être à nouveau réfléchi en atteignant le bord opposé du guide d'onde. Au contraire, si le ratio Rd/Rs est élevé, ce faisceau est fortement multi-directionnel, ce qui va entraîner une forte extraction lumineuse lorsque ce faisceau va atteindre le bord opposé du guide d'onde. Ainsi en modifiant localement le ratio entre la réflexion diffuse et la réflexion spéculaire, on ajuste l'extraction lumineuse. Les différentes façons de modifier le ratio Rd/Rs, et donc d'extraire le flux lumineux du guide d'onde, seront décrites ultérieurement.
Divers types de substrats peuvent convenir pour un dispositif selon l'invention. De préférence c'est un corps plein de forme plate, c'est-à-dire de faible épaisseur comparée à ses autres dimensions. Le substrat peut se présenter sous la forme d'une plaque ou d'une feuille constituée d'un matériau unique ou d'un assemblage composite. Dans ce dernier cas, le substrat est une superposition de plusieurs couches du même matériau ou de matériaux différents, cette superposition pouvant être réalisée, par exemple, par collage, par soudage, par galvanisation à chaud, par électrogalvanisation, par dépôt sous vide. Le substrat peut être isolant, et être à ce titre du verre ou un matériau plastique. Il peut également être conducteur. Préférentiellement, le substrat comprendra au moins une feuille métallique et sera désigné sous le terme de substrat métallique. En fonction de l'application et des performances requises, on pourra avoir recours sans que cette liste soit exhaustive à du fer noir, à de l'acier galvanisé, à des aciers recouverts d'un alliage de Zinc comprenant 5% en poids d'Aluminium (Galfan®), à des aciers recouverts d'un alliage de zinc comprenant 55% en poids d'Aluminium, environ 1 ,5% en poids de Silicium, le reste étant constitué de Zinc et d'impuretés inévitables dues à l'élaboration (Aluzinc®, Galvalume®), à des aciers recouverts d'un alliage d'Aluminium comprenant de 8 à 11% en poids de Silicium et de 2 à 4% en poids de Fer, le reste étant constitué d'Aluminium et d'impuretés inévitables dues à l'élaboration (Alusi®), à des aciers recouverts d'une couche d'Aluminium (Alupur®), à des aciers inoxydables, à de l'Aluminium, à du Cuivre.
Dans le cas d'un substrat métallique, celui-ci sera tout d'abord recouvert au moins partiellement d'une succession de couches de préparation de surface. Cette succession comporte au minimum une couche d'isolation diélectrique assurant l'isolation entre le substrat conducteur et le composite électroluminescent organique. Cette couche d'isolation diélectrique peut en outre jouer le rôle de couche de lissage permettant de diminuer la rugosité du substrat. Une telle couche peut être constituée, par exemple, d'un matériau polymère tel que les polyimides ou d'un matériau polymère inorganique obtenu par un procédé sol-gel. La succession de couches peut, en outre, comporter :
- une couche diélectrique primaire améliorant l'adhérence au substrat et comprenant par exemple un ou plusieurs oxydes métalliques tels que Si02, Ti02, Al203.
- une couche diélectrique de finition améliorant la mouillabilité du revêtement diélectrique pour assurer une meilleure adhérence de la couche conductrice et comprenant par exemple un ou plusieurs oxydes métalliques tels que S1O2, ΤΊΟ2, Al203.
Le substrat est ensuite recouvert au moins partiellement d'une couche électroconductrice. La fonction première de cette couche est de permettre l'alimentation électrique de la diode électroluminescente. Cette couche peut comprendre un ou plusieurs métaux ou alliages métalliques et/ou un ou plusieurs oxydes, nitrures ou carbures métalliques naturellement conducteurs ou rendus conducteurs par ajouts d'éléments conducteurs tels que le graphite, par exemple. Elle peut comprendre, par exemple, un élément choisi parmi le groupe constitué de Ag, Al, Au, Mo et Cr. De préférence, la couche électroconductrice réfléchit la lumière, en particulier dans le visible. Elle présente, préférentiellement, une réflectivité moyenne sur la gamme 250-2500nm de plus de 80%, plus préférentiellement, de plus de 90%. Ceci permet d'accroitre l'efficacité du dispositif selon l'invention en favorisant l'extraction du flux lumineux hors du guide d'onde.
De préférence, le substrat est initialement entièrement recouvert de la couche électroconductrice. Ceci permet une fabrication plus aisée, évitant de recourir à un circuit intégré ou de devoir configurer, tracer et réaliser les pistes conductrices permettant l'alimentation électrique de la diode électroluminescente. Dans un second temps, des interruptions dans la continuité de la couche électroconductrice peuvent être réalisées de façon à délimiter plusieurs zones indépendantes qui pourront être utilisées indépendamment. Ces interruptions peuvent être réalisées au moyen d'une méthode soustractive, par exemple, à l'aide d'un stylet, d'une attaque chimique, d'une ablation par faisceau laser ou faisceau de particules.
Les couches successives précédemment décrites peuvent être appliquées au moins partiellement sur le substrat au moyen de toute méthode connue de dépôt de couches minces, parmi lesquelles on pourra citer à titre d'exemple, les techniques de dépôt sous vide (Physical Vapour Déposition sputtering-magnetron, Ion Beam Assisted Déposition, Sputter Ion Plating, Jet Vapour Déposition, Plasma Assisted Chemical Vapor Déposition), la photolithographie, la sérigraphie, l'impression par jet d'encre, le dépôt en phase liquide.
Sur la couche électroconductrice, sont présents une ou plusieurs diodes électroluminescentes et un ou plusieurs guides de lumière. Chaque diode électroluminescente émet un flux lumineux injecté dans le guide de lumière de telle sorte que la direction moyenne du flux lumineux soit approximativement parallèle au substrat. Plusieurs diodes électroluminescentes peuvent être associées à un même guide de lumière, par exemple une à chaque extrémité du guide. Selon un mode de réalisation de l'invention, les diodes électroluminescentes utilisées sont des diodes électroluminescentes émettant sur le côté, communément désignées sous le terme de "side-emitting LED". Ceci permet une fixation facile et rapide des diodes électroluminescentes sur la couche électroconductrice, tout en assurant directement l'injection de lumière dans le guide de lumière parallèlement au substrat. De manière alternative, il est possible d'utiliser des diodes électroluminescentes émettant par le haut, communément désignées sous le terme de "top-emitting LED", dont le flux lumineux est ensuite dévié, par exemple par un réflecteur, de façon à être injecté dans le guide de lumière parallèlement au substrat. Les diodes électroluminescentes émettant par le haut présentent généralement l'avantage d'être plus puissantes que les diodes électroluminescentes émettant sur le côté. De préférence, on aura recours à des diodes électroluminescentes d'épaisseur inférieure à 1mm de façon à limiter l'épaisseur du dispositif.
De préférence, les diodes électroluminescentes sont collées sur la couche électroconductrice, de part et d'autre d'une interruption, au moyen d'une colle électroconductrice. Ce type d'assemblage offre plusieurs avantages : il permet d'éviter le câblage électrique des diodes électroluminescentes, il est très simple à mettre en œuvre et peut être réalisé en continu sur un substrat en défilement.
Le guide de lumière utilisé dans le cadre de l'invention est un polymère transparent ou translucide, présentant un indice de réfraction plus élevé que l'air, dans lequel la ou les diodes électroluminescentes associées sont enrobées. Une telle configuration améliore significativement l'injection de la lumière dans le guide, comparativement aux dispositifs selon l'art antérieur pour lesquels il existe une discontinuité entre la diode électroluminescente et le guide.
Le guide de lumière peut être appliqué sous forme liquide avant séchage et/ou réticulation. Il peut alors s'agir d'un mélange polymérique, par exemple d'une résine thermoplastique. Alternativement, le guide de lumière est un film colaminé pressé sur l'ensemble constitué de la couche électroconductrice et des diodes électroluminescentes. Ces deux techniques sont compatibles avec la fabrication en continu du dispositif selon l'invention.
Le guide de lumière peut être fixé sur la couche électroconductrice au moyen d'une couche de liaison de façon à améliorer l'adhérence du guide sur la couche électroconductrice. Cette couche de liaison peut être, par exemple, une couche d'un matériau déposé à l'origine à l'état liquide puis réticulé ou un film colaminé. Il peut s'agir par exemple d'EVA, de PVB, de silicones, de résines thermoplastiques. Le film colaminé a l'avantage d'être une solution simple et sèche, réduisant le risque d'apparition de bulles d'air, néfastes à l'extraction lumineuse.
Le dispositif selon l'invention peut inclure plusieurs guides de lumière en parallèle sur le substrat, chacun ayant une ou plusieurs diodes électroluminescentes associées. Cela peut permettre d'éclairer certaines zones choisies du dispositif, sans pour autant en éclairer d'autres, ou d'éclairer diverses zones avec des couleurs différentes. Un éclairage de sécurité peut, par exemple, comprendre un premier guide de lumière servant à éclairer une zone pour l'affichage du message "SORTIE", un deuxième guide de lumière servant à éclairer une zone en forme de flèche indiquant une sortie du bâtiment, et enfin un troisième guide de lumière servant à éclairer une zone en forme de flèche indiquant une autre sortie du bâtiment. Lors d'un incendie, le premier guide de lumière est utilisé pour illuminer le sigle "SORTIE" et, selon l'endroit où a été détecté le feu, le deuxième ou le troisième guide de lumière est utilisé pour illuminer la flèche indiquant la plus proche sortie, sans que l'autre ne le soit. Les diodes électroluminescentes peuvent être alimentées de façon interrompue, afin de donner un effet clignotant à l'éclairage.
De la même façon, le dispositif selon l'invention peut inclure plusieurs guides de lumière superposés sur le substrat. Cette superposition peut permettre d'obtenir des dispositifs polychromes dans lesquels chaque guide incorpore des diodes de couleurs différentes, chaque flux lumineux coloré émis étant extrait de façon spécifique. Cette superposition permet également de combiner sur plusieurs niveaux les différentes façons d'extraire le flux lumineux du guide d'onde. Il pourra également être inséré, entre les guides, des couches présentant des indices de réflexion différents de celui du guide de lumière. Il est à ce titre possible de favoriser la propagation du flux lumineux dans chacun des guides en isolant au moins partiellement les guides les uns des autres au moyen d'une couche présentant un indice de réflexion inférieur à celui du guide de lumière.
Les guides d'onde peuvent être recouverts d'un ou plusieurs filtres destinés, par exemple, à créer des messages ou à créer des zones de différentes couleurs. Le filtre peut être une feuille ou une couche d'un matériau transparent, éventuellement coloré. Le filtre peut être alternativement une feuille ou une couche d'un métal, percée selon un schéma prédéfini pour permettre l'extraction de la lumière à travers ces zones percées. De façon préférentielle, le filtre présente, dans ce cas précis, une réflectivité moyenne sur la gamme 250-2500nm de plus de 80%, et plus préférentiellement, de plus de 90%. Ceci permet d'accroître l'efficacité du dispositif selon l'invention. Alternativement, le filtre sera inclus directement dans le guide de lumière.
Afin de limiter les pertes de lumière sur les cotés du dispositif, un réflecteur peut être positionné sur tout ou partie des tranches du guide de lumière, notamment par collage. Dans un autre mode de réalisation, le réflecteur pourra être constitué du substrat lui-même, revêtu de la couche électroconductrice. Le substrat revêtu est dans ce cas replié sur la tranche de manière à venir contre l'extrémité du guide de lumière où l'on souhaite un réflecteur, la couche électroconductrice jouant alors le rôle de réflecteur. Le repli sur la tranche du substrat revêtu peut éventuellement déborder sur une partie restreinte de la face supérieure du guide d'onde. Dans ce dernier cas précis, au lieu d'utiliser des diodes électroluminescentes émettant sur le côté, il est possible d'utiliser une ou plusieurs diodes électroluminescentes émettant par le haut. Le flux lumineux émis par la diode électroluminescente est alors réfléchi par la couche électroconductrice présente sur la partie restreinte de la face supérieure du guide d'onde et sur la tranche et est ainsi injecté parallèlement au substrat dans le guide d'onde. L'extraction de la lumière du dispositif, et en particulier du guide de lumière, peut être optimisée en intervenant à un ou plusieurs niveaux différents, au moyen d'éléments modifiant localement le flux de lumière circulant dans le guide de lumière.
Un premier niveau se situe à l'interface entre la couche électroconductrice et le guide de lumière. Comme décrit précédemment, la couche électroconductrice présente de préférence une réflectivité élevée. La réflexion du flux de lumière à l'interface entre la couche électroconductrice et le guide de lumière peut cependant être modifiée au moins localement pour optimiser l'extraction lumineuse, par exemple en jouant sur la surface de la couche électroconductrice en contact avec le guide de lumière. Cette surface peut par exemple être au moins localement rugueuse, embossée, présenter des facettes ou des zones gravées dans lesquelles une partie de la couche électroconductrice a été éliminée. La surface de la couche électroconductrice peut également être au moins localement recouverte d'éléments modifiant localement le ratio réflexion diffuse / réflexion spéculaire. Ceux-ci peuvent être de l'encre appliquée au moins localement sur la couche électroconductrice, des fils, grilles ou films collés ou laminés sur la couche électroconductrice. En particulier, lorsqu'une couche de liaison est présente, elle peut ne pas être présente sur l'entièreté de la surface de la couche électroconductrice, laissant des espaces remplis d'air, entre la couche électroconductrice et le guide de lumière, ces espaces modifiant localement le ratio réflexion diffuse / réflexion spéculaire. Toutes ces modifications, à la surface de couche électroconductrice, destinées à optimiser l'extraction lumineuse, sont désignées sous le terme de pixels d'extraction lumineuse. Ces pixels d'extraction lumineuse peuvent être ponctuels ou au contraire répétés sur toute la surface de la couche électroconductrice, de manière à former un motif géométrique prédéterminé pour le contrôle du ratio Rd/Rs. L'effet des pixels d'extraction lumineuse sur le ratio Rd/Rs sera mieux compris ultérieurement à l'appui des figures.
Un deuxième niveau se situe dans le guide de lumière lui-même. Il est possible, par exemple, de le rendre diffusant en y incorporant des défauts, par exemple, des inclusions à bas indice de réfraction (bulles d'air, sphères creuses, charges diverses).
Un troisième niveau se situe à la surface du guide de lumière. Cette surface peut présenter une texturation, permettant d'homogénéiser le flux de lumière sur toute la surface du dispositif. Cette texturation peut consister par exemple, en des zones gravées, en une rugosité de surface ou encore en une couche diffusante, par exemple en verre ou en plastique, recouvrant la surface du guide de lumière. Cette couche diffusante a par ailleurs l'avantage d'apporter une protection mécanique accrue.
Afin d'illustrer l'invention, des dispositifs selon l'invention ont été réalisés et vont être décrits à titre d'exemples non limitatifs, notamment en référence aux figures 1 à 9.
Les figures 1 et 2 sont des vues en coupe schématiques de dispositifs d'éclairage selon l'invention.
Les figures 3 et 5-8 sont des vues en coupe schématiques de portions de dispositifs d'éclairage selon l'invention.
La figure 4 est une élévation, schématisée, d'un dispositif d'éclairage selon l'invention.
La figure 9 est une vue en plan de pixels d'extraction lumineuse à la surface de la couche électroconductrice.
La figure 10 est une vue schématique en plan d'un dispositif d'éclairage non homogène selon l'invention.
Les mêmes numéros de référence représentent les mêmes éléments dans chacune des figures.
La figure 1 représente un dispositif d'éclairage selon l'invention comprenant un substrat 1 , une couche d'isolation diélectrique 5, une couche diélectrique de finition 6, une couche électroconductrice 2, des diodes électroluminescentes 3, des guides de lumière 4, une couche diffusante 7 et un filtre 8.
La figure 2 reprend le même empilage 2-8, sur les deux faces du substrat 1 : il s'agit d'un dispositif d'éclairage biface. La figure 3 représente 3 modes de réalisation de l'invention. Le guide de lumière n'y est pas représenté. En (a), une diode électroluminescente émettant sur le côté est utilisée. En (b) une diode électroluminescente émettant par le haut est utilisée: le substrat revêtu de la couche électroconductrice est replié sur le bord. Ces deux configurations assurent une injection directe de la lumière parallèlement au substrat dans le guide de lumière. En (c) une diode électroluminescente émettant par le haut est utilisée: le substrat revêtu de la couche électroconductrice est replié sur le bord, de façon à revenir au-dessus de la diode électroluminescente. La couche électroconductrice est utilisée en tant que réflecteur pour dévier le flux lumineux émis par la diode électroluminescente et assurer une injection de la lumière parallèlement au substrat dans le guide de lumière.
La figure 4 représente un dispositif d'éclairage selon l'invention, avec sa connectique. La couche électroconductrice est divisée en plusieurs zones indépendantes, au moyen d'interruptions 9 faites par exemple au laser. Des trous de perçage 10 sont prévus au travers du dispositif, dans lesquels une gaine isolante électrique 11 est placée, et un connecteur 12 enfilé. Ceci permet un report de la connectique en face arrière de manière à avoir une face avant dégagée.
Les figures 5 à 8 représentent divers modes de réalisation de l'invention, montrant différentes façons d'extraire le flux lumineux du dispositif au moyen de pixels d'extraction lumineuse. A la figure 5, la réflexion totale (Rt) de la couche électroconductrice 2 est élevée et est atténuée localement en créant un pixel d'extraction lumineuse formé d'une zone gravée dans la couche (Rt > Rt2). Aux figures 6, 7 et 8, la réflexion totale de la couche électroconductrice est élevée et le ratio Rd/Rs est modifié localement. A la figure 6, un pixel d'extraction lumineuse 14 formé d'une zone imprimée rugueuse à la surface de la couche électroconductrice lisse permet une réflexion diffuse (Rd) tandis que la surface lisse de la couche électroconductrice n'offre qu'une réflexion spéculaire (Rs). Inversement, à la figure 7, une zone imprimée lisse à la surface de la couche électroconductrice rugueuse n'offre qu'une réflexion spéculaire (Rs) tandis que la surface rugueuse de la couche électroconductrice offre une réflexion diffuse (Rd). A la figure 8, des discontinuités dans la couche de liaison 13, présente entre la couche électroconductrice et le guide de lumière, modifient localement le ratio Rd/Rs.
La figure 9 est une vue en plan de pixels d'extraction lumineuse modifiant localement le ratio Rd/Rs à la surface de la couche électroconductrice, selon les principes décrits aux figures 5 à 8. Le dispositif d'éclairage selon l'invention basé sur ces pixels d'extraction lumineuse présente un éclairage homogène. Cet effet est obtenu en agençant des pixels d'extraction lumineuse plus diffusants, représentés par les zones hachurées, de plus en plus larges à mesure que l'on s'éloigne des diodes électroluminescentes (non représentées sur la figure), placées du côté droit de la figure.
La figure 10 est une vue en plan de pixels d'extraction lumineuse modifiant localement le ratio Rd/Rs à la surface de la couche électroconductrice, selon les principes décrits aux figures 5 à 8. Le dispositif d'éclairage selon l'invention basé sur ces motifs géométriques présente un éclairage non homogène, sous la forme d'un dégradé (partie gauche de la figure). Cet effet est obtenu en agençant des pixels d'extraction lumineuse 14 plus diffusants selon un motif faisant varier la distance entre ces pixels en fonction de leur position sur la surface du dispositif (partie droite de la figure). L'éclairage se fait d'autant plus intense que les pixels sont serrés les uns contre les autres.
Le dispositif d'éclairage selon l'invention présente les propriétés avantageuses suivantes:
- une extraction lumineuse optimisée,
- une épaisseur faible, généralement inférieure à 10mm,
- un poids faible, proche du poids du seul substrat,
- une fabrication aisée et automatisée, le dispositif d'éclairage selon l'invention étant réalisé en majeure partie par l'application d'éléments successifs sur le substrat, dans un procédé de dépôt de couches minces qui peut être continu,
- de part cette fabrication, tous les éléments constitutifs du dispositif sont intimement liés les uns aux autres formant ainsi un dispositif monolithique. Cela permet de réduire au minimum les discontinuités aux interfaces entre éléments et d'ainsi limiter au maximum les réflexions lumineuses parasites,
- le dispositif est flexible et s'adapte à des surfaces de support courbes lorsque le substrat est métallique,
- du fait qu'il est mince, la quantité de matériau organique qu'il pourrait comprendre est moindre, par rapport par exemple à des panneaux épais en polycarbonate selon l'art antérieur. Il peut donc présenter une réaction et/ou une résistance au feu améliorée. Qui plus est, le matériau organique peut être protégé par des matériaux plus résistants au feu que lui (métal ou verre par exemple) permettant d'améliorer la réaction au feu du dispositif.
Le dispositif selon l'invention peut être du type monoface (l'extraction de lumière ne se fait que d'un seul côté du dispositif) ou biface (l'extraction de lumière se fait par deux côtés du dispositif). Dans le cas d'un dispositif biface sur substrat métallique, un même substrat métallique peut porter des deux côtés un empilage de couches et d'éléments selon l'invention tels que décrit précédemment. Dans le cas d'un dispositif biface sur substrat transparent recouvert d'une couche électroconductrice transparente telle que de l'ITO (Indium-Tin Oxide), la lumière peut être extraite à la fois par la face supérieure et la face inférieure du guide de lumière.
La fixation d'un tel dispositif peut se faire aisément, par exemple par l'arrière, avec l'aide d'un socle de fixation incorporant le dispositif. Une fixation magnétique est aussi possible: le substrat du dispositif peut être aimanté directement lorsqu'il est métallique ou être muni, sur sa face arrière, d'un traitement magnétique tel qu'une peinture.
Le dispositif selon l'invention peut, par ailleurs, inclure des composants électroniques de type capteurs, composants minces montés en surface ou peignes interdigités, par exemple. Ceux-ci peuvent être présents en face avant; il peut s'agir par exemple d'un capteur infra-rouge pour une commande à distance pour tester le dispositif d'éclairage, ou un indicateur d'état de charge d'une batterie alimentant le dispositif. De manière alternative, ils peuvent être présents à l'arrière du dispositif; il peut s'agir par exemple d'un capteur de fumée ou d'un indicateur de température. Les données transmises par ces capteurs peuvent directement permettre l'activation de l'allumage du dispositif d'éclairage, en cas de nécessité.

Claims

REVENDICATIONS
1) Dispositif d'éclairage surfacique comprenant au moins une diode électroluminescente (3) et un substrat (1) recouvert au moins partiellement d'au moins une couche électroconductrice (2) et d'au moins un guide de lumière (4), ladite diode étant enrobée dans ledit guide de lumière et émettant un flux lumineux injecté dans ledit guide de lumière de telle sorte que la direction moyenne dudit flux lumineux soit approximativement parallèle au substrat, ledit dispositif ne présentant pas de discontinuité à l'interface entre ladite diode et ledit guide de lumière.
2) Dispositif d'éclairage surfacique selon la revendication 1 pour lequel ledit substrat (1) est un substrat métallique.
3) Dispositif d'éclairage surfacique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 pour lequel ladite couche électroconductrice (2) présente une réflectivité moyenne sur la gamme 250-2500nm supérieure à 90%.
4) Dispositif d'éclairage surfacique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 comprenant en outre un filtre (8) recouvrant au moins partiellement le guide de lumière, ledit filtre (8) présentant une réflectivité moyenne sur la gamme 250-2500nm supérieure à 90%.
5) Dispositif d'éclairage surfacique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 comprenant en outre un réflecteur positionné sur tout ou partie des tranches dudit guide de lumière (4).
6) Dispositif d'éclairage surfacique selon la revendication 5 pour lequel ledit réflecteur est formé dudit substrat (1) revêtu de ladite couche électroconductrice (2) et replié sur tout ou partie des tranches dudit guide de lumière (4). 7) Dispositif d'éclairage surfacique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 pour lequel ladite couche électroconductrice (2) présente au moins un pixel d'extraction lumineuse modifiant localement la réflexion du flux lumineux et optimisant ainsi l'extraction de la lumière hors du dispositif.
8) Dispositif d'éclairage surfacique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 pour lequel ledit guide de lumière (4) contient des inclusions à bas indice de réfraction modifiant localement le ratio réflexion diffuse / réflexion spéculaire et optimisant ainsi l'extraction de la lumière hors du dispositif.
9) Dispositif d'éclairage surfacique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 pour lequel ledit guide de lumière (4) présente à sa surface une texturation homogénéisant le flux de lumière et optimisant ainsi l'extraction de la lumière hors du dispositif.
10) Dispositif d'éclairage surfacique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 comprenant au moins deux guides de lumière (4) superposés sur ladite couche électroconductrice (2).
11) Procédé de fabrication d'un dispositif d'éclairage surfacique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant les étapes selon lesquelles :
- On approvisionne un substrat (1),
- On réalise le dépôt, sur ledit substrat, d'une couche électroconductrice (2) au moyen d'une technique de dépôt sous vide en continu,
- On met au moins une diode électroluminescente (3) en contact avec ladite couche électroconductrice (2),
- On recouvre ladite au moins une diode électroluminescente (3) et ladite couche électroconductrice (2) d'un guide de lumière (4).
12) Procédé de fabrication d'un dispositif d'éclairage surfacique selon la revendication 11 pour lequel ledit guide de lumière est un film colaminé et pressé sur ladite au moins une diode électroluminescente (3) et ladite couche électroconductrice (2).
13) Procédé de fabrication d'un dispositif d'éclairage surfacique selon la revendication 11 pour lequel ledit guide de lumière est un mélange polymérique déposé à l'état liquide puis réticulé.
14) Procédé de fabrication d'un dispositif d'éclairage surfacique selon l'une quelconque des revendications 11 à 13 comprenant en outre une étape selon laquelle on crée des interruptions (9) dans ladite couche électroconductrice (2) au moyen d'une méthode soustractive.
15) Procédé de fabrication d'un dispositif d'éclairage surfacique selon l'une quelconque des revendications 11 à 14 comprenant en outre une étape selon laquelle un pixel d'extraction lumineuse est formé à la surface de ladite couche électroconductrice (2) de façon à modifier localement la réflexion du flux lumineux et ainsi optimiser l'extraction de la lumière hors du dispositif.
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