Brevet FR3066349A1 — publié le 20181116

REVETEMENT CONDUCTEUR AVEC PARTICULES D'ARGENT POUR GLACE DE PROJECTEUR AVEC FONCTION DEGIVRAGE L'invention a trait au domaine de l'éclairage et de la signalisation lumineuse, notamment pour véhicules automobiles. Plus particulièrement, l'invention a trait à la réalisation d'une fonction de dégivrage sur une glace de dispositif lumineux. L'utilisation de sources lumineuses du type diode à électroluminescence (LED) est de plus en plus courante, essentiellement en raison d'une meilleure efficacité énergétique. Cela signifie que la ou les sources lumineuses disposées dans un dispositif lumineux produisent sensiblement moins de chaleur en comparaison avec des sources lumineuses plus classiques comme les sources lumineuses à décharge et celles à incandescence. Cela signifie également qu'en cas de formation de givre sur la glace d'un projecteur équipé de source(s) lumineuse(s) du type LED, la chaleur produite par ladite ou lesdites sources est susceptible de ne pas suffire pour faire fondre et disparaitre le givre. Il est alors nécessaire de prévoir un dispositif spécifique de dégivrage. Un tel dispositif est connu en soi pour d'autres applications, comme celle d'un pare-brise ou d'une lunette arrière de véhicule automobile. Il comprend essentiellement un revêtement résistif constitué de fils métalliques disposés sur la face intérieure de la glace et des connecteurs reliant les fils métalliques, à leurs extrémités opposées, à une source de tension ou de courant électrique. La circulation de courant électrique dans les fils métallique provoque un échauffement apte à faire fondre et disparaitre le givre. Ce dispositif de dégivrage n'est pas ou peu applicable à un dispositif lumineux, comme notamment un projecteur, car il est visible et inhomogène. Il influence alors négativement la photométrie du dispositif lumineux. L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'art antérieur susmentionné. Plus spécifiquement, l'invention a pour objectif de proposer un dispositif de dégivrage de glace, notamment de dispositif lumineux de véhicule automobile, qui soit optiquement plus efficace. L'invention a pour objet une glace de dispositif lumineux pour véhicule automobile, avec une face extérieure et une face intérieure, remarquable en ce qu'elle 3066349 2 comprend, sur une zone centrale de la face intérieure, un revêtement conducteur électriquement formant une zone centrale de chauffe en vue du dégivrage de ladite glace, ledit revêtement comprenant des particules d'argent assurant la conductivité électrique. 5 Selon un mode avantageux de l'invention, le revêtement est transparent avec un taux de transmission de lumière visible et/ou infrarouge supérieur à 80%, préférentiellement supérieur à 90%. Selon un mode avantageux de l'invention, le revêtement s'étend sur plus de 50% de la face intérieure de la glace et est un revêtement résistif avec une résistance de 10 feuille pour un carré de 1m par 1m comprise entre 20 et 1200. Selon un mode avantageux de l'invention, le revêtement présente une épaisseur comprise entre 0.3 pm et 10 pm. Selon un mode avantageux de l'invention, ladite glace comprend, en outre, des électrodes sur la face intérieure, en contact électrique avec, et à la périphérie de, la 15 zone centrale de chauffe. Au moins deux pistes électriques de connexion reliant à la périphérie de la glace au moins deux électrodes peuvent être prévues. Selon un mode avantageux de l'invention, les électrodes sont formées par une encre comprenant des particules d'argent assurant une conductivité électrique. Selon un mode avantageux de l'invention, les particules d'argent comprennent des 20 nano fils d'argent. Selon un mode avantageux de l'invention, les nano fils d'argent présentent un diamètre moyen supérieur à 50 nm et/ou inférieur à 800 nm. Selon un mode avantageux de l'invention, les nano fils d'argent présentent une longueur moyenne supérieure à 1 nm et/ou inférieure à 100 nm. 25 Selon un mode avantageux de l'invention, la glace est en matériau organique, avantageusement en PC ou PMMA. L'invention a également pour objet un dispositif lumineux, tel qu'un projecteur, pour véhicule automobile, comprenant un boîtier avec une ouverture et une glace 3066349 3 refermant ledit boîtier au niveau de l'ouverture, remarquable en ce que la glace est conforme à l'invention. L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'une fonction de dégivrage sur une glace d'un dispositif lumineux pour véhicule automobile ; 5 remarquable en ce que la glace est selon l'invention, et ledit procédé comprend les étapes suivantes : dépôt, sur une zone centrale de la face intérieure de la glace, d'une matière formant le revêtement transparent et conducteur électriquement de manière à former la zone centrale de chauffe ; polymérisation et/ou séchage de la matière formant le revêtement. 10 Avantageusement, la matière comprend un liant polymère. Selon un mode avantageux de l'invention, le dépôt de la matière est réalisé par pulvérisation. Selon un mode avantageux de l'invention, la pulvérisation de la matière est réalisée au moyen d'une tête de pulvérisation supportée par un robot. 15 Selon un mode avantageux de l'invention, le procédé comprend une étape préalable de préparation de la face intérieure de la glace par application sur ladite face d'un surfactant et/ou par traitement à la flamme et/ou par plasma de ladite face. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles procurent une glace avec une zone de chauffe présentant une grande transparence (exprimée 20 notamment par un taux de transmission) et une bonne conductivité électrique. L'effet Joule est en effet proportionnel à la résistance de la zone de chauffe et au carré du courant la parcourant. Lorsque la zone de chauffe est alimentée par une source de tension, il est alors utile de prévoir une résistance de la zone de chauffe suffisamment faible que pour faire circuler un courant suffisant pour atteindre la 25 puissance de chauffe désirée. Les mesures de l'invention sont également intéressantes en ce que le revêtement conducteur électriquement à base d'argent présente une très bonne compatibilité avec des électrodes également à base argent. L'utilisation de l'argent dans le revêtement est également intéressante en ce qu'elle réduit la formation de corrosion, 30 et assure une meilleure tenue climatique. 3066349 4 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 illustre une glace de projecteur de véhicule automobile équipé d'un dispositif de dégivrage conforme à l'invention ; 5 - La figure 2 est une vue agrandie de nano fils d'argent présents dans le revêtement conducteur électriquement sur la glace de la figure 1 ; - La figure 3 illustre de manière schématique un procédé de dépôt de matière électriquement conductrice en vue former le dispositif de dégivrage. La figure 1 illustre une glace de projecteur de véhicule automobile. La glace 2 est 10 constituée essentiellement d'un élément principal en matériau transparent, tel que du verre inorganique ou encore du verre organique, comme notamment du polycarbonate (PC). Par transparent, on entend que 80% au moins de la lumière visible et/ou infrarouge est transmisse au travers de l'élément. L'élément principal transparent présente une forme de paroi étendue et préférentiellement galbée. La 15 glace 2 comprend une face extérieure 2.1 et une face intérieure 2.2. Cette dernière est destinée à être dirigée vers l'intérieur d'un boîtier du projecteur. Sur cette face intérieure 2.2 est déposé un revêtement conducteur électriquement et transparent 4. Des électrodes 6.1, 6.2, 6.3 et 6.4 sont disposées le long des extrémités de l'étendue du revêtement 4, en contact avec ledit revêtement. Ces électrodes sont 20 destinées à assurer une alimentation électrique du revêtement conducteur électriquement de manière à générer un courant le long et sur l'ensemble du revêtement et, partant, un échauffement de celui-ci et de la matière transparente constitutive de la glace et supportant le revêtement. Cet échauffement permet de faire fondre un dépôt de glace, de givre et/ou de buée sur la glace 2. L'emplacement 25 des électrodes peut être choisi de manière à optimiser le flux de courant sur l'étendue du revêtement conducteur électriquement 4, de manière à assurer un échauffement voulu. Le revêtement conducteur électriquement et transparent 4 forme ainsi une zone de chauffe. 30 On peut observer à la figure 1 que l'électrode supérieure 6.1 s'étend le long du bord supérieur généralement horizontal de la glace 2. Elle est reliée directement à un 3066349 5 connecteur 10.1 destiné à être connecté à une alimentation électrique 12. Les électrodes inférieures 6.2 et 6.3 et l'électrode latérale 6.4 sont reliées, via des pistes de connexion 8.2, 8.3 et 8.4, à un connecteur 10.2 destiné à être relié à l'alimentation électrique. 5 Le revêtement conducteur électriquement 4 est réalisé par application d'une matière, sur une face intérieure 2.2 de la glace 2, ladite matière comprenant un liant polymère et des particules d'argent assurant la conductivité électrique, suivie d'une polymérisation. Les particules d'argent comprennent avantageusement des nano fils d'argent. Les nano fils d'argent peuvent présenter un diamètre moyen supérieur à 50 10 nm et/ou inférieur à 800 nm. Ils peuvent aussi présenter une longueur moyenne supérieure à 1 nm et/ou inférieure à 100 nm. La matière, telle que décrite ci-avant, déposée pour former le revêtement conducteur électriquement 4 est commercialement disponible parmi la série LOCTITE ECI 5000 E&C de la société Henkel® et également en développement au Commissariat à 15 l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA). La figure 2 illustre une vue fortement agrandie d'une telle matière, illustrant les nanotubes d'argent. La transmission est de l'ordre de 90%, c'est-à-dire comparable celle obtenue avec l'oxyde d'indium-étain (ITO pour l'appellation anglaise : Indium tin oxide) qui est un mélange d'oxyde d'indium(III) (In203) et d'oxyde d'étain (IV) (Sn02) 20 et connu pour être électriquement conducteur et transparent. La résistance exprimée pour une couche formant un carré de 1m sur 1m est inférieure à 100 Ohm, avantageusement inférieure à 60 Ohm, et peut même être inférieure à 20 Ohm. Il s'agit d'une résistance dite de feuille ou encore « sheet resistance ». La figure 3 illustre de manière schématique un procédé de dépôt de la matière 25 conductrice électriquement en vue de former le zone de chauffe 4. Le dépôt de la matière formant le revêtement conducteur électriquement 4 peut être réalisée par pulvérisation, notamment au moyen d'une tête de pulvérisation 12 supportée par un robot 14, balayant la zone de la glace 2 à recouvrir avec la matière. Ce type d'application est intéressant notamment en raison du fait que la surface de la glace à 30 traiter n'est habituellement pas plane voire même gauche, ce qui rend d'autres procédés comme la sérigraphie initialement adaptés pour les surfaces planes, plus difficiles à mettre en oeuvre dans ces conditions. 3066349 6 Le revêtement présente une épaisseur comprise entre 0.3 pm et 10 pm. Les électrodes 6.1, 6.2, 6.3 et 6.4 et les pistes de connexion 8.2, 8.3 et 8.4 décrites précédemment en relation avec la figure 1 peuvent également être réalisées par application d'une matière similaire ou identique à celle utilisée pour le revêtement 5 conducteur électriquement 4, à savoir une matière comprenant un liant polymère et des particules d'argent assurant la conductivité électrique. Il est par conséquent fait référence à la description ci-avant de la matière en question. L'application est suivie également d'une polymérisation et/ou séchage. La matière à déposer peut cependant différer de celle utilisée pour former la zone de chauffe 4 en présentant 10 une résistance plus faible. Les électrodes 6.1, 6.2, 6.3 et 6.4 (figure 1) sont en en contact direct avec le revêtement 4 formant la zone de chauffe, par superposition avec ledit revêtement. Les pistes 8.2, 8.3 et 8.4 assurent la connexion électrique entre certaines de ces électrodes 6.2, 6.3 et 6.4 et le connecteur 10.2. Ces électrodes 6.1, 6.2, 6.3 et 6.4 15 sont formées par dépôt de matière conductrice directement sur le revêtement 4 en question. Compte tenu du caractère allongé et étroit des électrodes et des pistes de connexion, la matière est avantageusement déposée par jet d'encre ou microdosage (ou « microdispensing » en anglais) notamment au moyen d'une tête de jet d'encre ou de microdosage supportée par un bras robotisé, tel qu'illustrés à la figure 3. De 20 telles installations sont disponibles commercialement, notamment auprès de la société Musashi Engineering Inc. De manière générale, il est possible de prévoir une étape préalable de préparation de la face intérieure de la glace par application sur la face en question d'un surfactant et/ou par traitement à la flamme et/ou par traitement plasma. 25 De manière générale, il est possible de prévoir le dépôt d'un vernis isolant électriquement sur la face intérieure de la glace, après application de la matière formant la zone de chauffe et de la matière formant les électrodes et éventuellement les pistes de connexion électrique. L'utilisation d'une encre conductrice à base de particules d'argent présente des 30 avantages de performance, de tenue dans le temps et de mise en oeuvre. En effet, une telle entre encre présente des avantages de conductivité électrique et de mise 3066349 7 en oeuvre. De plus, les nano tubes d'argent présentent une grande stabilité dans le temps et la mise en oeuvre d'une telle encore par pulvérisation, notamment avec une tête du type jet d'encre ou microdosage sur bras de robot, est particulièrement aisée sur une surface du type de celle d'un glace de dispositif lumineux. 5 REVENDICATIONS1. Glace (2) de dispositif lumineux pour véhicule automobile, avec une face extérieure (2.1) et une face intérieure (2.2), caractérisée en ce qu'elle comprend, sur une zone centrale de la face intérieure (2.2), un revêtement conducteur électriquement (4) formant une zone centrale de chauffe en vue du dégivrage de ladite glace, ledit revêtement comprenant des particules d'argent assurant la conductivité électrique. 2. Glace (2) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le revêtement conducteur électriquement (4) est transparent avec un taux de transmission de lumière visible et/ou infrarouge supérieur à 80%, préférentiellement supérieur à 90%. 3. Glace (2) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le revêtement conducteur électriquement (4) s'étend sur plus de 50% de la face intérieure (2.2) et est un revêtement résistif avec une résistance de feuille pour un carré de lm par lm comprise entre 20 et 120 O. 4. Glace (2) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le revêtement conducteur électriquement (4) présente une épaisseur comprise entre 0.3 pm et 10 pm. 5. Glace (2) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite glace comprend, en outre, des électrodes (6.1, 6.2, 6.3, 6.4) sur la face intérieure (2.2), en contact électrique avec, et à la périphérie de, la zone centrale de chauffe (4). 6. Glace (2) selon la revendication 5, caractérisée en ce que les électrodes (6.1, 6.2, 6.3, 6.4) sont formées par une encre comprenant des particules d'argent assurant la conductivité électrique. 7. Glace (2) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les particules d'argent comprennent des nano fils d'argent. 8. Glace (2) selon la revendication 7, caractérisée en ce que les nano fils d'argent présentent un diamètre moyen supérieur à 50 nm et/ou inférieur à 800 nm. 3066349 9 9. Glace (2) selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que les nano fils d'argent présentent une longueur moyenne supérieure à 1 nm et/ou inférieure à 100 nm. 10. Glace (2) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la 5 glace (2) est en PC ou PMMA. 11. Dispositif lumineux, tel qu'un projecteur, pour véhicule automobile, comprenant un boîtier avec une ouverture et une glace (2) refermant ledit boîtier au niveau de l'ouverture, caractérisé en ce que la glace est conforme à l'une des revendications 1 à 10. 10 12. Procédé de réalisation d'une fonction de dégivrage sur une glace (2) d'un dispositif lumineux pour véhicule automobile ; caractérisé en ce que la glace (2) est selon l'une des revendications 1 à 10, et le procédé comprend les étapes suivantes : - dépôt, sur une zone centrale de la face intérieure (2.2) de la glace (2), 15 d'une matière formant le revêtement transparent et conducteur électriquement (4) de manière à former la zone centrale de chauffe ; - polymérisation et/ou séchage de la matière formant le revêtement. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dépôt de la matière est réalisé par pulvérisation. 20 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la pulvérisation de la matière est réalisée au moyen d'une tête de pulvérisation (12) supportée par un robot (14). 15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que ledit procédé comprend une étape préalable de préparation de la face intérieure 25 (2.2) de la glace (2) par application sur ladite face d'un surfactant et/ou par traitement à la flamme et/ou au plasma de ladite face.