Brevet FR2979075A1 — publié le 20130222

Vitrage pour la visualisation d'informations. DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un vitrage pour la visualisation d'informations, et en particulier un pare-brise. TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans le domaine de la vie à bord dans les véhicules, on s'intéresse de plus en plus à l'affichage dit en tête haute qui permet une meilleure accessibilité à l'information pour le conducteur. Ce type d'affichage permet aux utilisateurs de réduire l'excursion du regard entre la conduite et les informations affichées. Ces informations peuvent alors être affichées via une lame partiellement réfléchissante à partir d'une source de donnée ou encore sur une partie du pare brise spécialement traitée pour assurer un rendu d'informations projetées optiquement à partir d'une source. Une solution alternative pour créer un tel type d'affichage consiste à utiliser un traitement de surface qui permet d'obtenir une image directement sur la surface du pare-brise. Ces traitements ne doivent pas perturber les performances intrinsèques d'un pare-brise qui sont notamment la transparence et la résistance mécanique. Il existe des structures à base de matériau luminescent avec par exemple l'incorporation de luminophores qui permettent d'obtenir de tels effets. Les luminophores permettent d'obtenir une émission lumineuse visible, à une longueur d'onde donnée, lorsqu'ils sont excités par un rayonnement, par exemple avec une excitation dans une longueur d'onde donnée plus petite (typiquement invisible). Un vitrage de ce type comporte une ou plusieurs couches de matériau luminescent intercalées dans l'empilement de couches transparentes, par exemple en verre. Le document W02010/139889 montre un dispositif de visualisation sur un vitrage transparent, comprenant un vitrage feuilleté qui comporte deux couches transparentes en verre séparées par un intercalaire contenant un matériau luminescent. Le dispositif comporte également une source génératrice de rayonnement laser ultraviolet dirigé vers les zones du vitrage comprenant la couche de luminophore. Le matériau luminescent réémet de la lumière visible lorsqu'il est excité par le rayonnement laser. En pilotant le point d'impact du laser sur le vitrage, on peut afficher des informations directement sur le vitrage. Le vitrage divulgué par ce document pose un problème, notamment pour un pare-brise de véhicule automobile, car tout le rayonnement laser n'est pas absorbé par la couche luminescente. Il en résulte un faible rendement du système. De plus, la partie non absorbée traverse le pare-brise et peut être dangereuse pour l'oeil d'une personne qui se trouverait dans sa trajectoire. Par ailleurs, la lumière émise par les luminophores est non seulement émise vers l'intérieur du véhicule mais aussi vers l'extérieur. Il y a une perte d'efficacité entre la source excitatrice et le rendu pour l'utilisateur. OBJECTIFS DE L'INVENTION L'invention vise à fournir un vitrage pour la visualisation d'informations permettant d'augmenter 5 le rendement du rayonnement d'excitation pour la visualisation des informations. EXPOSÉ DE L'INVENTION Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un vitrage pour la visualisation d'informations 10 comportant au moins une première couche de support transparente et une couche active dans une matière luminescente, caractérisé en ce qu'il comporte une structure réfléchissante disposée entre la couche de support et la couche active. 15 On constate qu'un tel vitrage est plus efficace que ce qui est connu de l'art antérieur. En effet, une partie du rayonnement d'excitation ou émis est réfléchie par la structure réfléchissante et augmente la quantité de lumière perçue par l'utilisateur, ce 20 qui augmente l'efficacité de l'affichage. La structure réfléchissante est une couche ou un empilement de couches permettant d'obtenir une réflexion au moins partielle des rayonnements électromagnétiques. 25 Selon un perfectionnement, la structure réfléchissante est centrée sur une longueur d'onde. Un miroir centré en longueur d'onde est par exemple un miroir de Bragg, un miroir dichroïque ou un filtre interférentiel. La transparence d'un tel vitrage est 30 peu affectée par la présence de la structure réfléchissante. On améliore ainsi l'efficacité des moyens d'affichage tout en conservant la fonction de transparence du vitrage, pour une utilisation en pare-brise par exemple. Selon un premier mode de réalisation, le miroir est centré sur une longueur d'onde correspondant à une longueur d'onde émise par la matière luminescente. Ainsi, le miroir réfléchit la lumière émise par la matière luminescente, ce qui, par un choix adapté de la position relative de la structure réfléchissante et de la couche active, permet de renvoyer la lumière émise du côté de l'utilisateur. Pour une puissance d'excitation déterminée, la luminosité perçue par l'utilisateur sera plus importante que selon l'art antérieur. On pourra aussi abaisser la puissance d'excitation afin d'obtenir un effet lumineux prédéterminé. Selon un deuxième mode de réalisation, la matière luminescente est susceptible d'être excitée par une longueur d'onde d'excitation, le miroir est centré sur une longueur d'onde correspondant à la longueur d'onde d'excitation. Dans ce mode de réalisation, en éclairant la matière luminescente avec le rayonnement d'excitation de manière à ce que la structure réfléchissante soit derrière la couche active, le rayonnement d'excitation est réfléchi sur la structure réfléchissante et traverse à nouveau la couche active, ce qui augmente de manière significative la quantité d'énergie reçue par la couche active. Selon un perfectionnement, les deux modes de réalisation précédents sont combinés. Ainsi, à la fois la lumière émise par la couche luminescente et le rayonnement d'excitation sont réfléchis, ce qui cumule les effets des couches de miroir. De manière particulière, la longueur d'onde d'excitation correspond à un rayonnement ultraviolet. La longueur d'onde réfléchie correspondante n'est ainsi pas dans le domaine visible. La lumière visible n'est donc pas affectée par la réflectivité de la structure réfléchissante. De manière complémentaire, le vitrage comporte en outre une deuxième couche de support transparente, la couche active et la structure réfléchissante étant interposées entre la première et la deuxième couche de support pour former un vitrage feuilleté. La couche active et la structure réfléchissante sont ainsi protégées des agressions mécaniques. De plus, leur application peut être combinée à celle de la couche intercalaire, en général en PVB, qui permet la réalisation de vitrages feuilletés. De manière avantageuse, la couche intercalaire est confondue avec la couche active, la matière luminescente étant incorporée au PVB de la couche intercalaire. La ou les couches de support sont par exemple en verre minéral. Selon une technique de réalisation, la structure réfléchissante est réalisée par collage d'un film réfléchissant sur la première couche de support. Le film réfléchissant comporte déjà les couches qui constituent la structure réfléchissante et est rapporté sur le support. Selon une autre technique de réalisation, la structure réfléchissante est réalisée par dépôt de couches minces. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un vitrage conforme à un premier mode de réalisation de l'invention utilisé comme afficheur tête haute ; - la figure 2 est une vue similaire à la figure d'un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est un schéma explicatif du fonctionnement d'un miroir centré sur une longueur d'onde. DESCRIPTION DETAILLÉE Selon un premier mode de réalisation de l'invention, représenté sur la figure 1, un vitrage 1 comporte une première couche de support 11, une structure réfléchissante 13, une couche intercalaire 14 et une deuxième couche de support 12. Les deux couches de support 11, 12 sont réalisées en verre minéral, mais elles pourraient aussi être réalisées dans une matière organique transparente tel que du polycarbonate ou du polyméthacrylate de méthyle. La couche intercalaire est également une couche 30 active 14 et est réalisée en PVB (polyvinyle- butyrale). Elle incorpore une matière luminescente, par exemple telle que décrite dans le document W02010/139889 précédemment cité. La structure réfléchissante 13, comme montré sur la figure 3, est réalisée par la superposition de couches minces dont les épaisseurs et les indices de réfraction sont choisis pour réaliser un miroir centré sur une longueur d'onde. A titre d'exemple de réalisation, une première couche mince 131 est réalisée en oxyde de titane avec une épaisseur de e1=40 nm, une deuxième couche mince 132 est réalisée en verre ayant un indice de réfraction de n2=1,5 pour une épaisseur de e2=66,7 nm. La première couche mince 131 a un indice de réfraction de n1=2,5. On détermine que deux empilements 13a, 13b de cette structure à deux couches 131, 132, déposés sur la première couche de support 11, constituent une structure réfléchissante 13 centrée sur une longueur d'onde de 400 nm qui a un pouvoir réfléchissant de 80% du rayonnement dans les longueurs d'onde comprises entre 335 nm et 465 nm pour une incidence normale du rayon R. Le principe du fonctionnement du miroir de Bragg n'est pas rappelé ici. Lorsque le vitrage 1 est utilisé comme pare- brise pour la visualisation d'informations, la première couche de support 11 est placée à l'extérieur du véhicule. Un projecteur 2 émet depuis l'intérieur un rayon laser R de longueur d'onde 400 nm. Le rayon R traverse la deuxième couche de support 12, et atteint la couche active 14. Il excite alors la matière luminescente de la couche active 14 qui émet de la lumière L dans une autre longueur d'onde dans toutes les directions. Une part R1 du rayonnement laser atteint la structure réfléchissante 13, lequel rayonnement R1 est alors réfléchi. Il traverse à nouveau la couche active 14 en excitant encore plus de matière luminescente. L'utilisateur perçoit alors une intensité lumineuse plus intense qu'en l'absence de la structure réfléchissante 13. Dans un deuxième mode de réalisation, représenté sur la figure 2, le vitrage 1' est constitué de la même manière, hormis que la structure réfléchissante 13' est centrée en longueur d'onde sur la longueur de la lumière émise par la couche active 14. Pour cela, les épaisseurs et/ou les indices des couches minces de la structure réfléchissante 13' sont ajustés. Lorsque le vitrage 1 est utilisé comme pare-brise pour la visualisation d'informations, le rayon laser R traverse la deuxième couche de support 12, et atteint la couche active 14. Il excite alors la matière luminescente de la couche active 14 qui émet de la lumière dans une autre longueur d'onde. Une part R2 du rayonnement laser atteint la structure réfléchissante 13 et la traverse, de même qu'il traverse la première couche de support 11. De la lumière L est émise par la couche active 14 dans toutes les directions ; une part L2 de celle-ci atteint la structure réfléchissante 13 et est réfléchie vers la deuxième couche de support 12 qu'elle traverse. L'utilisateur, placé du côté de la deuxième couche de support 12, perçoit alors une intensité augmentée de la part de lumière réfléchie L2. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation cités à titre d'exemple. La structure réfléchissante peut être centrée en longueur d'onde sur une valeur intermédiaire entre la longueur d'onde d'excitation et la longueur d'onde émise afin que les deux longueurs soient incluses dans la gamme des ondes réfléchies par la structure réfléchissante. REVENDICATIONS1. Vitrage pour la visualisation d'informations comportant au moins une première couche de support (11) transparente et une couche active (14) dans une matière luminescente, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une structure réfléchissante (13) disposée entre la première couche de support (11) et la couche active (14). 2. Vitrage selon la revendication 1, dans lequel la structure réfléchissante (13) est centrée sur une longueur d'onde. 3. Vitrage selon la revendication 2, dans lequel le miroir (13) est centré sur une longueur d'onde correspondant à une longueur d'onde émise par la matière luminescente. 4. Vitrage selon la revendication 2, dans lequel la matière luminescente est susceptible d'être excitée par une longueur d'onde d'excitation, le miroir (13) est centré sur une longueur d'onde correspondant à la longueur d'onde d'excitation. 5. Vitrage selon la revendication 4, dans lequel la longueur d'onde d'excitation correspond à un rayonnement ultraviolet. 6. Vitrage selon les revendications 3 et 4 prises en combinaison, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux couches de miroir, le miroir de la première couche étant centré sur une longueurd'onde correspondant à une longueur d'onde émise par la matière luminescente, le miroir de la deuxième couche étant centré sur une longueur d'onde correspondant à la longueur d'onde d'excitation. 7. Vitrage selon la revendication 2, dans lequel la matière luminescente est susceptible d'être excitée par une longueur d'onde d'excitation, le miroir étant centré sur une longueur d'onde intermédiaire entre une longueur d'onde émise par la matière luminescente et la longueur d'onde d'excitation. S. Vitrage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une deuxième couche de support (12) transparente, la 15 couche active (14) et la structure réfléchissante (13) étant interposées entre la première et la deuxième couche de support (11, 12) pour former un vitrage feuilleté. 9. Vitrage selon la revendication 1 ou 6, 20 dans lequel la ou les couches de support (11, 12) sont en verre minéral. 10. Vitrage selon la revendication 1, dans lequel la structure réfléchissante (13) est réalisée par dépôt d'un film réfléchissant par collage sur la 25 première couche de support (11). 11. Vitrage selon la revendication 1, dans lequel la structure réfléchissante (13) est réalisée par dépôt de couches minces.