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EP1954489A1 - Assemblage feuilleté avec diodes luminescentes - Google Patents

Assemblage feuilleté avec diodes luminescentes

Info

Publication number
EP1954489A1
EP1954489A1 EP06830044A EP06830044A EP1954489A1 EP 1954489 A1 EP1954489 A1 EP 1954489A1 EP 06830044 A EP06830044 A EP 06830044A EP 06830044 A EP06830044 A EP 06830044A EP 1954489 A1 EP1954489 A1 EP 1954489A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sheet
diodes
sheets
rigid
assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06830044A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Hugues Lefevre
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Glass Europe SA
Original Assignee
AGC Glass Europe SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AGC Glass Europe SA filed Critical AGC Glass Europe SA
Priority to EP06830044A priority Critical patent/EP1954489A1/fr
Publication of EP1954489A1 publication Critical patent/EP1954489A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
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    • H05K3/284—Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components

Definitions

  • the present invention relates to laminated assemblies incorporating light emitting diodes.
  • light-emitting diodes as a light source has so far been limited to a few embodiments while these same diodes have important uses in the field of display.
  • the diodes are currently mainly used in the automotive field for the construction of brake light or for traffic lights. In these applications their own qualities of economic and monochromatic sources are particularly welcome.
  • the invention proposes to produce assemblies constituting light sources comprising diodes in number, under economic industrial conditions.
  • the invention also proposes to provide intermediate basic products that can lead to a wide variety of finished products.
  • the invention proposes to make assemblies that are capable of being split into smaller units of variable dimensions and having a desired number of diodes, thus providing lighting characteristics determined according to the use projected.
  • the inventors have sought the conditions for producing large laminated assemblies.
  • a supposed difficulty for this approach lay in the ability to produce these laminated assemblies incorporating solid elements inside the laminate without introducing defects and without risk of modifying in a negative way the essential qualities of these laminates, in particular the qualities of mechanical resistance. . If in small size, and using techniques that are not very automated, the production is relatively easy to produce, the production of large volumes raised a priori certain difficulties.
  • the incorporation of a multiplicity of elements of much greater thickness should appear particularly delicate.
  • the luminescent diodes available in quantity have dimensions of the order of a few millimeters and their thickness is for the smallest of a few tenths of millimeters.
  • laminated glazing systematically comprises at least one sheet of a rigid transparent material, such as a glass sheet or a sheet of an organic glass type material such as polyacrylates or polycarbonates. In this or these sheets, is associated with a sheet that gives all of the properties of impact resistance.
  • the additional sheet called interlayer is of the thermoplastic type. It generally consists of materials such as polyvinyl acetals, especially polyvinyl butyras, which is widely used in laminated safety glass, but also polyvinyl chlorides, polyolefins, and the like.
  • LAMLITE (bilayer)
  • it is associated with a polyurethane material offering a certain resistance to scratches despite a substantially less hardness than that of glass sheets or organic glass.
  • the lamination is carried out either on elements with the final dimensions of the product, or on intermediate products.
  • the formation of laminated automotive glazing is part of the first category, that of architectural glazing is usually in the second category.
  • foliation occurs most often on the volumes produced directly on the flat glass production lines.
  • the traditional dimensions for the largest volumes are of the order of 3x6m or even more. After laminating these volumes are cut to the dimensions required by the building companies customers.
  • the modes of assembly may differ substantially depending in particular on the dimensions of the parts considered, but also the nature of the intermediate sheet. All techniques, however, involve the use of temperature and pressure. These two conditions have the effect of making the thermoplastic material more malleable, and to impose a contact of this material with the rigid substrate to obtain good adhesion.
  • the pressure exerted during the assembly can result from the evacuation of the assembled products, which has the additional function of eliminating the air present between the joined sheets, ie the mechanical compression of the constituent sheets, compression which can be associated with a more or less important vacuum.
  • the only practical possibility is for the application of the pressure, to subject the sheets to one or more calendering operations, preferably under a temperature favoring the moderate softening of the thermoplastic sheet.
  • the diodes When the diodes are incorporated in a laminated assembly, they are necessarily located in the thermoplastic type material. For this reason the thickness of the introduced diodes can not be greater than that of this material or this sheet. To provide a minimum of security, vis-à-vis a possible crushing of the diodes on the rigid substrate, it appears necessary to maintain a difference between the natural thickness of the diodes and that of the sheet in which these diodes are incorporated.
  • the tests conducted by the inventors have shown that in order to guarantee a good incorporation of the diodes and simultaneously to avoid subjecting them to mechanical stresses liable to damage them, it is preferable to have a slightly thicker material than the diodes, but this thickness additional is kept as low as possible especially for cost reasons, and by that it is generally better to have thin sets.
  • the thickness of the material in which the diodes are incorporated is preferably not more than 50% greater than that of the diodes. More preferably this thickness is not more than 20% greater than that of the diodes, and preferably not more than 10%.
  • the sheet of material is subjected to embossing in the pattern corresponding to the subsequent implantation of the diodes. This arrangement appears useful when the density of the diodes is very high and the pressure necessary to make them penetrate into the plastic material becomes too great.
  • the envelope of the diodes preferably has a shape that allows good penetration into the thermoplastic material.
  • thermoplastic material it is also possible to coat them in a film of the material constituting the thermoplastic sheet. Fusion then leads to perfect homogeneity.
  • the invention can also be implemented by using a plurality of interlayer sheets. This arrangement is particularly necessary when the thickness of the interlayer sheet is not commercially available.
  • the use of several sheets is also advantageous when to introduce the diodes in the interlayer a first sheet is provided with "housings" cut in the sheet dimensions and locations for receiving the diodes. In this case the pierced sheet of these housings is advantageously completed by a uniform sheet which protects the diodes against a rigid contact with the glass sheet.
  • the interlayer sheets represent a significant part of the cost price of these products. It is therefore preferable to choose the sheets on the one hand of standard thickness, and on the other hand of thickness the smallest possible. For the necessary thickness, reference is made to what is said above.
  • the choice of the diodes is at least partly controlled by their thickness so that they best meet this need to use the less thick interlayer sheets.
  • LAMLITE - Figure la shows schematically in section, the constituent elements before an assembly according to the invention before;
  • FIG. 2 is a block diagram of a process for forming an assembly according to the invention.
  • FIG. 3a is another set of constituent elements before assembly according to the invention.
  • FIG. 4 is a variant of FIG. 3a in which an adhesive is interposed in the assembly;
  • FIG. 5 is an assembly variant according to the invention in which each of the glass sheets is coated with a conductive layer.
  • the assembly consists of two sheets of glass 1 and 2 joined by means of a spacer 3 PVB type.
  • the glass sheet 2 is coated with a conductive thin layer 4.
  • the layer in question is one of those commonly used on glazing.
  • the layer is obtained for example by pyrolysis, in particular CVD, ITO type layer, or SnO 2 doped with fluorine or antimony, or by vacuum sputtering techniques, especially those comprising one or more metal layers associated with dielectric layers.
  • the conductive thin film 4 forms a network whose pattern is obtained either directly by printing the pattern or by locally interrupting the layer initially applied uniformly.
  • This pattern can be achieved for example by the use of masks during the application or by localized ablation.
  • the elimination of the layer is obtained in the traditional way, for example by mechanical or chemical abrasion or by laser treatment.
  • the thickness of the layer must be sufficient to minimize its electrical resistance.
  • the layer 4 when the light is to be transmitted through the sheet 2, the layer 4 must not be an obstacle to transmission. In this case the thickness of the layer is necessarily limited. To satisfy these two contradictory requirements it is advisable to choose the best compromise solution taking into account that the nature of the material constituting this layer also offers a certain latitude, all layers not having the same conductivity.
  • the most conductive layers may be a few nanometers.
  • the less conductive layers may have a thickness of a few tens or even hundreds of nanometers.
  • Series of light-emitting diodes 6 are arranged on the surface of the sheet 2.
  • the diodes are connected to the conductive network formed in the layer 4.
  • the diodes are each connected to two separate conductors connected to each of the poles of the DC power supply. .
  • each diode is connected to the conductive layer for example by points 7 of conductive adhesive in a manner known per se.
  • the glue may optionally be replaced by any other similar fastening means known per se. Given the very thin thickness of the conductive layers, the adhesive is generally preferred.
  • the bonding points of the diode conductors ensure a sufficient attachment of the diodes to the substrate to support subsequent assembly operations. It is possible, however, to further glue the body of the diode 6 directly on the substrate. If an adhesive of this type is applied, it is preferably non-conductive so as not to risk disturbing the electrical circuit. As an indication, the diodes can be
  • FIGS. 3a and 3b show another method of assembly according to the invention in which the supply circuit of the diodes is disposed on a sheet 14 subsequently incorporated into the laminated assembly.
  • Sheets of this type are used for supporting layers intended for example for the protection against infra-red in glazing, particularly motor vehicles.
  • the material used most often for these sheets is both resistant and very thin. It is most commonly polyterephthalate ethylene glycol (PET).
  • the intermediate sheet 3 and the sheet leaving the electrical supply circuit are arranged separately.
  • the PET-type sheets which do not adhere to the glass by themselves, are usually introduced between two interlayers.
  • the additional sheet 15 which is advantageously of the same constituent as the sheet 3, is arranged to sandwich the sheet 14 thus ensuring good adhesion to the two sheets 1 and 2.
  • PVB interlayer sheets make it advantageous to use only one sheet in which the diodes are inserted. If a PET-type backing sheet is used, as in FIG. 3, which sheet is not likely to adhere alone to the glass sheet 2, it is possible to coat one side of either the glass sheet or the sheet 14, a thin film of adhesive 16. In Figure 4 the adhesive is shown applied to the glass sheet.
  • the adhesive may be thermoplastic in nature so that its activation is obtained at the time of assembly of the different sheets.
  • the embodiment of the invention presented in FIG. 5 differs from the previous ones in that two conductive layers constituting the two diode supply poles are supported by two distinct elements.
  • the conductive layers 17 and 18 are arranged on each of the glass sheets 1 and 2.
  • the conductors of the diodes being placed on both sides. other of the leaf. Still in this configuration it goes without saying that the fixing of the conductors of the diodes can not be performed before assembly. For this reason it is necessary to ensure the necessary contacts either during the assembly itself or by a subsequent operation.
  • the assembly according to the invention comprising the formation by calendering, it is possible due to the pressure exerted on these conductors taken between the conductive layer and the face of the intermediate sheet to ensure sufficient contact. Nevertheless it is also possible, for example, to coat the conductors of the diodes with a conductive paste melting at the temperature of the assembly so that the "bonding" takes place at the time of assembly.
  • the process comprises, after fixing the diodes on the supply circuit carried by the sheet 2 as just said, the application of an intermediate sheet 3 of thickness e sufficient to incorporate the diodes 6, and then the implementation place the second sheet 1.
  • the sheets 1 and 2 are advantageously those from the glass production lines. These sheets can have dimensions of the order of 3x6m.
  • the assembly methods comprising a degassing of the sheets by means of bags or vacuum rings, means traditionally used for the production of laminated automotive glazing and which are recommended in the earlier document, cited above, can not be conveniently implemented. It is necessary to proceed according to the degassing techniques by calendering.
  • the set of superposed sheets 8 is placed on a conveyor and sent to a furnace 9 for temperature heating, improving the malleability of the interlayer sheet and increasing its ability to adhere to the glass sheets.
  • the temperature is advantageously of the order of 40 to 70 ° C.
  • the sheets thus heated are subjected to degassing by passing through a shell 10 schematically by two rollers.
  • the pressure exerted on the calendering is advantageously of the order of 2 to 10 bar, and preferably of 3 to 8 bar.
  • Calendering by compressing the sheets causes the diodes to penetrate into the interlayer sheet which is applied to the conductive layer 4 on the one hand, and
  • the good enveloping of the diodes by the material of the interlayer sheet depends on the plasticity of this material. It also depends on the outer shape of the diodes. These shapes can vary significantly depending in particular on the dimensions of the diodes and the plasticity of the material of the interlayer. If the latter is more resistant to the penetration of the diodes it may be preferable to avoid efforts that may deteriorate the fixing of diodes to develop housing in the intermediate sheet. It is also possible alternatively to give the face of the diode which is pressed in the material of the spacer an incisive shape, for example a wedge shape.
  • the operation is renewed.
  • the leaves pass into a second oven 11 raising the temperature between about 55 and 70 0 C and undergo a second calendering at 12.
  • the homogenization of the assembly and the obtaining of the transparency are then completed by passage to the autoclave 13 at higher temperature and under pressure.
  • the bearing temperature in the autoclave is of the order of 120 to 150 ° C., and is maintained between 20 and 60 minutes.
  • the pressure is between 8 and 15 bar.
  • the assembly mode described above which comprises two calendering operations, may be limited to passage in a single oven.
  • the first calendering which leads to keeping the sheets in position relative to one another, is carried out at ambient temperature.
  • the passage in the single oven is performed at temperatures that do not seal the edges of the leaves to allow a good degassing. This temperature is in the range from 55 to 70 0 C. The sealing of the edges occurs accordingly at later stage in the autoclave.
  • PVB interlayer sheets Different thicknesses of PVB interlayer sheets are used to determine the conditions necessary to obtain good incorporation of the diodes.
  • the thicknesses in question are obtained by superposition of PVB sheets 0.38 mm thick. (0.76, 1.14, 1.52 ... mm).
  • the conductive circuit is made by laser ablation forming insulating grooves of 0.15 mm wide between the conductive zones.
  • the diodes used are sold under the name Osram type LWL283. The dimensions of the diodes are 1.7x0.8mm for different thicknesses: 0.6mm, 0.8mm and 1.2mm.
  • the conductors of the diodes are glued to the conductive layer by means of a glue that is also conductive.
  • the diodes are arranged in a regular mesh, 5 cm apart.
  • the assembly performed as indicated above, leads to a product in which the diodes are indeed well incorporated in the sheet without intervening bubble for the thicknesses of PVB greater than the thicknesses of the diodes.
  • the incorporation of the diodes is carried out without difficulty and under the conditions which are generally those used to form laminated glazings.
  • the presence of the diodes does not significantly affect the conditions necessary for this assembly.
  • the diodes and their fasteners are resistant to the pressures exerted during calendering in particular.

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Abstract

La présente invention concerne un assemblage feuilleté incorporant des diodes électroluminescentes comprenant une première feuille rigide d'un matériau diélectrique, un réseau électrique conducteur appliqué sous forme d'une couche mince soit sur la feuille rigide soit sur une feuille mince non conductrice support de ce réseau, lequel réseau alimente une multiplicité de diodes électroluminescentes, et au moins une feuille d'un un matériau plastique non-conducteur, recouvrant de manière uniforme la feuille rigide et les diodes, en enveloppant ces dernières, éventuellement une deuxième feuille rigide adhérant à la feuille de matériau plastique, comportant au moins une opération de calandrage pour fixer les feuilles entre elles, et incorporer les diodes dans la feuille de matériau plastique.

Description

Assemblage feuilleté avec diodes luminescentes
La présente invention concerne des assemblages feuilletés incorporant des diodes luminescentes.
Il a été proposé antérieurement des ensembles feuilletés comprenant des diodes. Diverses structures ont été enseignées à ce sujet en visant principalement l'organisation des différents constituants dans les produits visés. Il apparaît que les modalités pratiques de réalisation à l'échelle industrielle sont largement ignorées dans ces publications qui visent d'avantage les principes que les réalisations pratiques.
Pour ces raisons l'utilisation des diodes électroluminescentes comme source de lumière est restée jusqu'à présent limitée à quelques réalisations alors que ces mêmes diodes connaissent des utilisations importantes dans le domaine de l'affichage. Comme source lumineuse, les diodes sont à l'heure actuelle principalement utilisées dans le domaine de l'automobile pour la constitution de feu stop ou encore pour les feux de signalisation routière. Dans ces applications leurs qualités propres de sources économiques et monochromatiques, sont particulièrement bienvenues.
Les caractéristiques des diodes disponibles évoluant, leur usage se répand comme substituts aux sources lumineuses traditionnelles que sont les lampes à incandescence ou les lampes à fluorescence en raison des avantages liés à leur consommation très réduite, une forte proportion de l'énergie consommée étant convertie en lumière contrairement notamment aux lampes à incandescence.
Des "ampoules" sont maintenant proposées qui regroupent quelques dizaines de diodes dans des assemblages qui tiennent plus de la reproduction des formes antérieures que de l'optimisation des caractéristiques propres aux diodes utilisées. Pour ces raisons la production de ces dispositifs d'éclairage reste relativement modeste en comparaison du potentiel que représente ce nouveau mode d'éclairage.
4346 LAMLITE L'invention se propose de produire des assemblages constituant des sources de lumière comprenant des diodes en nombre, dans des conditions industrielles économiques. L'invention se propose aussi de fournir des produits de base intermédiaires pouvant conduire à une grande diversité de produits finis.
Pour cela l'invention se propose de réaliser des ensembles qui sont susceptibles d'être fractionnés pour aboutir à des unités plus petites de dimensions variables et comportant un nombre souhaité de diodes, offrant ainsi des caractéristiques d'éclairage déterminées en fonction de l'utilisation projetée.
Différents types de construction ont été proposés antérieurement pour réaliser des vitrages feuilletés comprenant des diodes. La publication WO
2004/009349 est dans ce sens. Cette publication vise cependant des produits finis de dimensions limitées tels que des vitrages automobiles, les diodes étant essentiellement introduites comme moyen d'affichage. Ces produits, hors leurs dimensions, présentent la particularité de mettre en oeuvre un nombre limité de diodes, contrairement aux applications visant l'éclairage. Les conditions de réalisation sont fonction de ces particularités.
Les inventeurs ont cherché les conditions permettant de produire les assemblages feuilletés de grande dimension.
Une difficulté supposée pour cette approche résidait dans la capacité de produire ces assemblages feuilletés incorporant des éléments solides à l'intérieur du feuilleté sans introduire de défauts et sans risque de modifier de façon négative les qualités essentielles de ces feuilletés, notamment les qualités de résistance mécanique. Si en faible dimension, et suivant des techniques peu automatisées, la production est relativement facile à réaliser, la production de grands volumes soulevait a priori des difficultés certaines.
L'incorporation d'éléments solides dans les vitrages feuilletés s'est souvent heurtée à la difficulté d'éviter les défauts tels que la présence de bulles ou les "délaminations". Ces difficultés ont été éprouvées en particulier dans l'introduction
4346 LAMLITE dans les vitrages feuilletés d'éléments liés à des fonctionnalités électriques comme la mise en place de conducteurs dits "bus bars" lorsque ceux-ci sont constitués de fins rubans métalliques.
Partant de ces constatations, l'incorporation d'une multiplicité d'éléments d'épaisseur bien supérieure comme celle des diodes luminescentes, épaisseur qui est de l'ordre de celle des feuilles intercalaires généralement utilisées dans les vitrages feuilletés, devait apparaître particulièrement délicate. Les diodes luminescentes disponibles en quantité présentent des dimensions de l'ordre de quelques millimètres et leur épaisseur est pour les plus petites de quelques dixièmes de millimètres. Leur construction, y compris la partie réfléchissante utilisée pour diriger la lumière produite et l'enveloppe qui les protège, fait qu'une réduction d'épaisseur même si elle est souhaitée, ne peut être que d'ampleur limitée. Ces dimensions sont très supérieures à celles des éléments introduits dans des techniques antérieures.
En dépit des préventions qui pouvaient exister à ce type de production, les inventeurs ont montré qu'il était possible de fabriquer des feuilletés incorporant des diodes en quantité nécessaire pour constituer des ensembles développant des intensités lumineuses importantes, en utilisant des techniques industrielles traditionnelles pour la production de feuilletés n'incorporant aucun élément rapporté.
La formation de vitrage feuilleté comporte systématiquement au moins une feuille d'un matériau transparent rigide, comme une feuille de verre ou une feuille d'un matériau de type verre organique comme les polyacrylates ou les polycarbonates. A cette ou ces feuilles, est associée une feuille qui confère à l'ensemble des propriétés de résistance au choc. Lorsque deux feuilles rigides sont utilisées, la feuille additionnelle dite intercalaire est de type thermoplastique. Elle est constituée généralement de matériaux comme les polyvinylacétals, notamment les polyvinylbutyrasl très largement utilisés dans les vitrages feuilletés de sécurité, mais aussi les chlorures de polyvinyle, les polyoléfines etc. Lorsqu'une seule feuille rigide est utilisée, dans ce qui est désigné communément comme un vitrage à deux couches
4346 LAMLITE ("bilayer"), elle est associée à un matériau de type polyuréthane offrant une certaine résistance aux rayures en dépit d'une dureté sensiblement moindre que celle des feuilles de verre ou de verre organique.
Dans les assemblages traditionnels indiqués ci-dessus, le feuilletage est effectué soit sur des éléments aux dimensions finales du produit, soit sur des produits intermédiaires. La formation des vitrages automobiles feuilletés fait partie de la première catégorie, celle des vitrages architecturaux relève généralement de la seconde. Pour ces derniers, le feuilletage intervient le plus souvent sur les volumes produits directement sur les lignes d'élaboration du verre plat. Les dimensions traditionnelles pour les volumes les plus grands sont de l'ordre de 3x6m ou même d'avantage. Après feuilletage ces volumes sont découpés aux dimensions requises par les clients entreprises de bâtiment.
Les modes d'assemblages peuvent différer sensiblement en fonction notamment des dimensions des pièces considérées, mais aussi de la nature de la feuille intercalaire. Toutes les techniques comportent cependant l'usage de la température et de la pression. Ces deux conditions ont pour effet de rendre le matériau thermoplastique plus malléable, et d'imposer un contact de ce matériau avec le substrat rigide pour obtenir une bonne adhérence.
La pression exercée lors de l'assemblage peut résulter de la mise sous vide des produits assemblés, ce qui a pour fonction supplémentaire l'élimination de l'air présent entre les feuilles réunies, soit la compression mécanique des feuilles constitutives, compression qui peut être associée à un vide plus ou moins important.
Pour les très grands volumes, tels que ceux indiqués ci-dessus, la seule possibilité pratique consiste pour l'application de la pression, à soumettre les feuilles à une ou plusieurs opérations de calandrage, de préférence sous une température favorisant le ramollissement modéré de la feuille thermoplastique.
De façon inattendue les inventeurs ont montré qu'il est possible de procéder à l'assemblage de feuilles portant une multiplicité de diodes luminescentes,
4346 LAMLITE par des techniques telle que celle utilisée pour les vitrages de grand volume. En particulier les inventeurs ont montré qu'il est possible de procéder à l'assemblage par les techniques comportant au moins une opération de calandrage. Selon l'invention cette opération est effectuée sur les grands volumes issus directement de la production ou, le cas échéant sur des éléments de dimensions moindres.
Lorsque les diodes sont incorporées dans un ensemble feuilleté, elles se situent nécessairement dans le matériau de type thermoplastique. Pour cette raison l'épaisseur des diodes introduites ne peut être supérieure à celle de ce matériau ou de cette feuille. Pour ménager un minimum de sécurité, vis-à-vis d'un possible écrasement des diodes sur le substrat rigide, il apparaît nécessaire de maintenir une différence entre l'épaisseur propre des diodes et celle de la feuille dans laquelle ces diodes sont incorporées.
Les essais conduits par les inventeurs ont montré que pour garantir une bonne incorporation des diodes et simultanément éviter de les soumettre à des contraintes mécaniques risquant de les endommager, il est préférable de disposer d'un matériau légèrement plus épais que les diodes, mais cette épaisseur supplémentaire est maintenue aussi faible que possible notamment pour des raisons de coût, et par ce qu'il est généralement préférable d'avoir des ensembles peu épais. L'épaisseur du matériau dans lequel les diodes sont incorporées n'est pas de préférence supérieure de plus de 50% à celle des diodes. De manière plus préférée cette épaisseur n'est pas de plus de 20% supérieure à celle des diodes, et peu avantageusement ne pas être de plus de 10%.
Le cas échéant pour éviter les pressions importantes qui s'exercent sur les diodes pour les faire pénétrer dans le matériau thermoplastique, il est possible de former des logements dans la feuille de matériau préalablement à l'assemblage. A cet effet la feuille de matériau est soumise à embossage suivant le motif correspondant à l'implantation ultérieure des diodes. Cette disposition apparaît utile lorsque la densité des diodes est très élevée et que la pression nécessaire pour les faire pénétrer dans le matériau plastique devient trop importante.
4346 LAMLITE Pour faciliter encore l'incorporation l'enveloppe des diodes présente de préférence une forme qui permet une bonne pénétration dans le matériau thermoplastique.
Toujours pour faire en sorte que les diodes soient bien au contact du matériau thermoplastique, il est possible aussi de les enrober dans une pellicule du matériau constituant la feuille thermoplastique. La fusion conduit alors à une parfaite homogénéité.
Dans ce qui précède, il est question d'un feuilleté comprenant une feuille intercalaire. L'invention peut également être mise en oeuvre en utilisant une pluralité de feuilles intercalaires. Cette disposition est en particulier nécessaire lorsque l'épaisseur de la feuille intercalaire n'est pas disponible commercialement. L'usage de plusieurs feuilles est aussi avantageux lorsque pour introduire les diodes dans l'intercalaire une première feuille est pourvue de "logements" découpés dans la feuille aux dimensions et emplacements destinés à recevoir les diodes. Dans ce cas la feuille percée de ces logements est avantageusement complétée par une feuille uniforme qui protège les diodes contre un contact rigide avec la feuille de verre.
Pour réaliser les produits destinés à une large diffusion, il est toujours préféré d'utiliser des éléments constitutifs les plus usuels disponibles sur le marché. Dans ce sens, les feuilles intercalaires représentent une part significative du prix de revient de ces produits. Il est donc préférable de choisir les feuilles d'une part d'épaisseur standard, et d'autre part d'épaisseur les plus petites possible. Pour l'épaisseur nécessaire on se reportera à ce qui est dit ci-dessus. Avantageusement le choix des diodes est en partie au moins commandé par leurs épaisseurs de telle sorte qu'elles répondent au mieux à cette nécessité d'utiliser les feuilles intercalaires les moins épaisses.
L'invention est illustrée de façon détaillée dans la suite de la description en faisant référence à la planche de dessins dans laquelle :
4346 LAMLITE - la figure la représente de façon schématique en coupe, les éléments constitutifs avant un assemblage selon l'invention avant;
- la figure Ib est la structure du produit correspondant à la figure la, après que les éléments aient été assemblés; - la figure 2 est un schéma synoptique d'un processus de formation d'un assemblage selon l'invention;
- la figure 3a est une autre ensemble d'éléments constitutifs avant assemblage selon l'invention;
- la figure 3b représente l'assemblage des éléments présentés en 3a; - la figure 4 est une variante de la figure 3a dans laquelle une colle est interposée dans l'assemblage;
- la figure 5 est une variante d'assemblage selon l'invention dans laquelle chacune des feuilles de verre est revêtue d'une couche conductrice.
Dans la représentation de la figure 1, l'assemblage est constitué de deux feuilles de verre 1 et 2 réunies au moyen d'un intercalaire 3 de type PVB.
La feuille de verre 2 est revêtue d'une couche mince conductrice 4. La couche en question est l'une de celles communément utilisées sur des vitrages. La couche est obtenue par exemple par pyrolyse, notamment CVD, couche de type ITO, ou SnO2 dopé au fluor ou à l'antimoine ou par des techniques de pulvérisation sous vide, notamment celles comprenant une ou plusieurs couches métalliques associées à des couches diélectriques protectrices et "déréfléchissantes", ou encore, est une couche formée à partir d'encre ou pâte conductrice appliquée par des moyens d'impression ou de sérigraphie.
La couche mince conductrice 4 forme un réseau dont le motif est obtenu soit directement par impression du motif soit par interruption localement de la couche appliquée initialement de manière uniforme. Ce motif peut être réalisé par exemple par l'utilisation de masques lors de l'application ou par ablation localisée. L'élimination de la couche est obtenue de manière traditionnelle, par exemple par abrasion mécanique ou chimique ou encore par traitement laser.
4346 LAMLITE L'épaisseur de la couche doit être suffisante pour minimiser sa résistance électrique. Mais par ailleurs, lorsque la lumière doit être transmise à travers la feuille 2, la couche 4 ne doit pas constituer un obstacle à la transmission. Dans ce cas l'épaisseur de la couche est nécessairement limitée. Pour satisfaire à ces deux exigences contradictoires il convient de choisir la solution de compromis la mieux adaptée en tenant compte du fait que la nature du matériau constituant cette couche offre aussi une certaine latitude, toutes les couches ne présentant pas la même conductivité.
Typiquement les couches les plus conductrices, celles notamment à base d'argent, peuvent être de quelques nanomètres. Les couches moins conductrices peuvent présenter une épaisseur de quelques dizaines ou même centaines de nanomètres.
Des séries de diodes électroluminescentes 6 sont disposées sur la surface de la feuille 2. Les diodes sont connectées au réseau conducteur formé dans la couche 4. Les diodes sont connectées chacune à deux conducteurs distincts reliés à chacun des pôles de l'alimentation en courant continu.
Les conducteurs de chaque diode sont reliés à la couche conductrice par exemple par des points 7 de colle conductrice de manière connue en soi. La colle peut le cas échéant être remplacée par tout autre moyen de fixation analogue connu en soi. Compte tenu de l'épaisseur très mince des couches conductrices, la colle est généralement préférée.
En pratique, le plus souvent les points de collage des conducteurs des diodes assurent une fixation suffisante des diodes au substrat pour supporter les opérations d'assemblage ultérieures. Il est possible cependant de procéder à un collage supplémentaire du corps de la diode 6 directement sur le substrat. Si une colle de ce type est appliquée, elle est de préférence non-conductrice pour ne pas risquer de perturber le circuit électrique. A titre indicatif les diodes peuvent être
4346 LAMLITE prisse dans une enveloppe de matériau identique ou compatible avec celui de la feuille intercalaire dans laquelle elles doivent être incorporées.
Le modèle représenté à la figure 1 sur lequel les deux pôles du circuit d'alimentation sont disposés sur la même feuille est préféré dans la mesure où la mise en place et la fixation des diodes sont effectuées avant assemblage ce qui permet de garantir une fixation efficace et précise de ces diodes. Il est possible néanmoins le cas échéant de disposer chacun des éléments conducteurs d'alimentation respectivement sur les deux feuilles comme indiqué ci-après à propos de la figure 5.
Les figures 3a et 3b présentent un autre mode d'assemblage selon l'invention dans lequel le circuit d'alimentation des diodes est disposé sur une feuille 14 incorporée ensuite dans l'ensemble feuilleté.
Les feuilles de ce type sont utilisées pour support de couches destinées par exemple à la protection contre les infrarouges dans les vitrages notamment automobiles. Le matériau utilisé le plus souvent pour ces feuilles est à la fois résistant et d'épaisseur très faible. Il s'agit le plus couramment de polytéréphtalate d'éthylène glycol (PET).
Dans la présentation des éléments constitutifs, on a disposé séparément la feuille intercalaire 3 et la feuille partant le circuit d'alimentation électrique.
De plus les feuille de type PET, n'adhérant pas au verre par elles- mêmes, elles sont habituellement introduites entre deux feuilles intercalaires. La feuille supplémentaire 15 qui est avantageusement du même constituant que la feuille 3, est disposée de manière à prendre en sandwich la feuille 14 assurant ainsi une bonne adhérence aux deux feuilles 1 et 2.
Les différentes feuilles sont présentées séparées, néanmoins pour la commodité de l'assemblage il peut être préférable de procéder à la formation préalable d'un sous-ensemble comprenant la feuille 14 munie du circuit d'alimentation 4, et au moins l'une des feuilles intercalaires 15 ou 3.
4346 LAMLITE Lorsque les feuilles sont ainsi rassemblées, le mode d'assemblage décrit ci-après par référence aux structures du type présenté aux figures la et Ib, s'applique de la même manière pour les structures des figures 3a et 3b.
Le coût des feuilles intercalaires de type PVB, fait qu'il est avantageux de n'utiliser qu'une feuille dans laquelle les diodes sont insérées. Si on utilise une feuille support de type PET, comme aux figures 3, feuille qui n'est pas de nature à adhérer seule à la feuille de verre 2, il est possible de revêtir une face soit de la feuille de verre soit de la feuille support 14, d'un film mince d'adhésif 16. A la figure 4 l'adhésif est représenté appliqué sur la feuille de verre.
Avantageusement l'adhésif peut être de nature thermoplastique de sorte que son activation est obtenue au moment de l'assemblage des différentes feuilles.
Le mode de réalisation de l'invention présenté à la figure 5 se distingue des précédents en ce que deux couches conductrices constituant les deux pôles d'alimentation des diodes sont supportées par deux éléments distincts. Dans le cas présenté, les couches conductrices 17 et 18 sont disposées sur chacune des feuilles de verre 1 et 2. Pour procéder à l'assemblage les diodes sont préalablement disposées dans la feuille intercalaire, les conducteurs des diodes étant placés de part et d'autre de la feuille. Toujours dans cette configuration il va de soi que la fixation des conducteurs des diodes ne peut être effectuée avant l'assemblage. Pour cette raison il convient d'assurer les contacts nécessaires soit au cours de l'assemblage lui- même soit par une opération ultérieure. L'assemblage selon l'invention comprenant la formation par calandrage, il est possible du fait de la pression exercée sur ces conducteurs pris entre la couche conductrice et la face de la feuille intercalaire de garantir un contact suffisant. Néanmoins il est possible également par exemple d'enduire les conducteurs des diodes d'une pâte conductrice fondant à la température de l'assemblage de telle sorte que le "collage" s'effectue au moment de l'assemblage.
4346 LAMLITE La formation de l'assemblage feuilleté de panneaux comportant les diodes est réalisée en mettant en oeuvre des techniques de calandrage utilisées pour la réalisation des vitrages feuilletés traditionnels. Les opérations de calandrage selon l'invention sont schématisées à titre d'exemple à la figure 2.
Le processus comprend, après la fixation des diodes sur le circuit d'alimentation porté par la feuille 2 comme il vient d'être dit, l'application dune feuille intercalaire 3 d'épaisseur e suffisante pour incorporer les diodes 6, puis la mise en place la deuxième feuille 1.
Les feuilles 1 et 2 sont avantageusement celles provenant des lignes de production du verre. Ces feuilles peuvent avoir des dimensions de l'ordre de 3x6m.
Compte tenu des dimensions des feuilles les modes d'assemblage comportant un dégazage des feuilles au moyen de sacs ou d'anneaux à vide, moyens traditionnellement utilisés pour la production de vitrage feuilletés automobile et qui sont préconisés dans le document antérieur, cité plus haut, ne peuvent être mis en oeuvre de façon commode. Il est nécessaire de procéder suivant les techniques de dégazage par calandrage.
L'ensemble des feuilles superposées 8, est disposé sur un convoyeur et envoyé dans un four 9 pour un chauffage à température améliorant la malléabilité de la feuille intercalaire et accroissant son aptitude à adhérer aux feuilles de verre. Pour une feuille de PVB, la température est avantageusement de l'ordre de 40 à 700C.
Les feuilles ainsi chauffées sont soumises à un dégazage par passage dans une calandre 10 schématisée par deux rouleaux.
La pression exercée au calandrage est avantageusement de l'ordre de 2 à 10 bars, et de préférence de 3 à 8 bars.
Le calandrage en comprimant les feuilles fait pénétrer les diodes dans la feuille intercalaire qui vient s'appliquer sur la couche conductrice 4 d'une part, et
4346 LAMLITE sur la face de la deuxième feuille 1. Le calandrage évacue l'essentiel de l'air présent entre les feuilles 1 et 2 et l'intercalaire 3.
Comme indiqué le bon enveloppement des diodes par le matériau de la feuille intercalaire dépend de la plasticité de ce matériau. Il dépend aussi de la forme extérieure des diodes. Ces formes peuvent varier de façon significative en fonction notamment des dimensions des diodes et de la plasticité du matériau de l'intercalaire. Si ce dernier est plus résistant à la pénétration des diodes il peut être préférable pour éviter des efforts qui risquent de détériorer la fixation des diodes d'aménager des logements dans la feuille intercalaire. Il est aussi possible de manière alternative de donner à la face de la diode qui est pressée dans le matériau de l'intercalaire une forme incisive, par exemple une forme en coin.
A ce stade les feuilles adhèrent les unes aux autres de manière limitée.
L'opération est renouvelée. Les feuilles passent dans un deuxième four 11 élevant la température entre environ 55 et 700C et subissent un deuxième calandrage en 12.
Après ces deux calandrages, non seulement les feuilles adhèrent fermement, mais en plus les bords sont suffisamment collés pour assurer l'étanchéité de l'ensemble de telle sorte que l'air ne puisse s'introduire de nouveau entre les feuilles.
L'homogénéisation de l'ensemble et l'obtention de la transparence sont ensuite complétées par passage à l'autoclave 13 à température plus élevée et sous pression. Toujours pour une feuille intercalaire de PVB, la température de palier dans l'autoclave est de l'ordre de 120 à 1500C, et est maintenue entre 20 et 60mn. La pression est comprise entre 8 et 15 bars. Ces conditions non seulement conduisent la feuille intercalaire à bien épouser les feuilles 1 et 2 mais en plus permettent la dissolution des traces d'air restant dans l'assemblage.
4346 LAMLITE Le mode d'assemblage décrit ci-dessus, qui comporte deux opérations de calandrage, peut être limité au passage dans un seul four. Dans ce cas le premier calandrage qui conduit au maintient en position des feuilles les unes par rapport aux autres, est effectué à la température ambiante. Le passage dans le four unique est effectué aux températures qui ne scellent pas les bords des feuilles pour permettre un bon dégazage. Cette température est de l'ordre de 55 à 700C. Le scellement des bords n'intervient en conséquence qu'au stade ultérieur, au dans l'autoclave.
Les essais ont été effectués pour des ensembles constitués de feuilles de verre de 3,15mm d'épaisseur dont l'une est revêtue d'une couche d'oxyde d'étain dopé à l'antimoine.
Différentes épaisseurs de feuilles intercalaires de PVB sont utilisées pour déterminer les conditions nécessaires pour obtenir une bonne incorporation des diodes. Les épaisseurs en question sont obtenues par superposition de feuilles de PVB d'épaisseur 0,38mm. (0,76, 1,14, 1,52...mm).
Le circuit conducteur est réalisé par ablation laser en formant des rainures isolantes de 0,15mm de large entre les zones conductrices. Les diodes utilisées sont commercialisées sous le nom Osram type LWL283. Les dimensions des diodes sont de 1,7x0, 8mm pour différentes épaisseurs: 0,6mm, 0,8mm et 1,2mm.
Les conducteurs des diodes sont collés à la couche conductrice au moyen d'une colle également conductrice.
Les diodes sont disposées suivant un maillage régulier, à 5 cm les unes des autres. L'assemblage effectué comme indiqué ci-dessus, conduit à un produit dans lequel les diodes sont effectivement bien incorporées dans la feuille intercalaire sans bulle apparente pour les épaisseurs de PVB supérieures aux épaisseurs des diodes.
4346 LAMLITE II apparaît en règle générale que pour ce type d'incorporation des diodes par calandrage, il est avantageux de conserver une épaisseur de PVB d'environ 20% supérieure à l'épaisseur des diodes.
De manière particulièrement surprenante, l'incorporation des diodes s'effectue sans difficulté et ce dans les conditions qui sont globalement celles mises en oeuvre pour constituer des vitrages feuilletés. La présence des diodes n'affecte pas de manière sensible les conditions nécessaires à cet assemblage. De la même manière il est remarquable que les diodes et leurs fixations résistent bien aux pressions exercées lors du calandrage notamment.
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Claims

REVENDICATIONS
1. Assemblage feuilleté incorporant des diodes électroluminescentes comprenant une première feuille rigide d'un matériau diélectrique, au moins un réseau électrique conducteur appliqué sous forme d'une couche mince soit sur la feuille rigide soit sur une feuille mince non conductrice support de ce réseau, lequel réseau alimente une multiplicité de diodes électroluminescentes, et au moins une feuille d'un un matériau plastique non-conducteur de l'électricité, essentiellement transparent recouvrant de manière uniforme la feuille rigide et les diodes, en enveloppant ces dernières, éventuellement une deuxième feuille rigide adhérant à la feuille de matériau plastique, au moins une des feuilles rigides étant transparente à la lumière, le matériau plastique enveloppant les diodes présentant une épaisseur au moins égale à celle des diodes l'assemblage réalisé comportant au moins une opération de calandrage pour fixer les feuilles entre elles, et incorporer les diodes dans la feuille de matériau plastique.
2. Assemblage feuilleté selon la revendication 1 dans lequel le matériau enveloppant les diodes, adhère à la (aux) feuille(s) rigide(s) est appliqué sur les diodes de manière à épouser ces dernières sous l'effet de la pression et/ou de la chaleur.
3. Assemblage feuilleté selon la revendication 1 dans lequel la feuille de matériau plastique est constituée sur la première feuille rigide comportant le réseau électrique et les diodes, par réticulation ou polymérisation d'une composition liquide versée sur ladite feuille.
4. Assemblage selon la revendication 1 dans lequel la feuille de matériau plastique, préalablement à son application sur la première feuille rigide comportant le réseau conducteur et les diodes, est soumise à embossage ou découpe de logements suivant une distribution et des dimensions correspondant essentiellement à la distribution et aux dimensions des diodes, l'application de ladite feuille conduisant chaque diode dans un logement dans ladite feuille.
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5. Assemblage selon la revendication 1, dans lequel le matériau plastique est l'un de ceux du groupe comprenant, les polyvinylacétals, les polyvinyle chlorures, les polyoléfines, les polyuréthanes, les résines ionomères.
6. 6. Assemblage selon l'une des revendications précédentes dans lequel les deux feuilles rigides sont constituées par des feuilles de verre ou des feuilles de matériau à base de polyacrylates ou de polycarbonates.
7. Assemblage selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'enveloppe des diodes électroluminescentes présente une forme qui facilite un contact sans lacune avec le matériau plastique non-conducteur dans lequel elles sont enveloppées.
8. Assemblage selon la revendication 1 dans lequel le calandrage est effectué dans une enceinte sous vide partiel.
9. Assemblage selon la revendication 6 dans lequel les feuilles rigides sont deux feuilles de verre, la feuille de matériau plastique est une feuille de PVB, assemblage obtenu par calandrage des trois feuilles et passage à l'autoclave à une température et pression conduisant à l'homogénéisation et collage des différentes feuilles entre elles.
10. Assemblage selon la revendication 1 dans lequel avant application sur la première feuille rigide, les diodes et les éléments assurant le contact électrique avec le réseau conducteur sont supportés par la feuille de matériau plastique laquelle est associée à la feuille portant le circuit électrique d'alimentation.
11. Assemblage selon la revendication 10 dans lequel le matériau plastique supportant les diodes est une feuille de PVB et la feuille portant le circuit électrique est une feuille de PET.
12. Assemblage selon la revendication 1 dans lequel deux feuille rigide portent chacune une couche conductrice, les diodes étant en contacta ave chacune de ces couches.
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