CH707073A2 - Ensemble d'affichage d'informations comprenant un dispositif d'affichage d'informations éclairé au moyen d'un guide de lumière. - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un ensemble d’affichage d’informations comprenant un dispositif d’affichage d’informations (20) et un guide de lumière (18), le dispositif d’affichage d’informations (20) étant éclairé par le guide de lumière (18) auquel il est fixé avec interposition d’une couche nano-poreuse, la couche nano-poreuse étant soit en contact direct avec le guide de lumière (18) et le dispositif d’affichage d’informations (20), soit en contact direct avec le guide de lumière (18) et avec au moins une couche adhésive elle-même en contact direct avec le dispositif d’affichage d’informations (20).

Description

[0001] La présente invention concerne un guide de lumière optiquement isolé au moyen d’une couche nano-poreuse. Plus précisément, la présente invention concerne l’intégration dans un dispositif de guidage de la lumière d’une couche nano-poreuse permettant le collage de films optiques sans modification des propriétés optiques de propagation de la lumière dans le dispositif de guidage de la lumière.

[0002] Depuis quelques décennies déjà, les couches nano-poreuses, aussi bien organiques qu’inorganiques, trouvent des applications dans des domaines aussi variés que les dispositifs biochimiques, électroniques, optiques ou encore photoniques. L’atout majeur des couches nano-poreuses est de présenter un indice de réfraction généralement faible et modulable. Une telle caractéristique est très intéressante en particulier dans le domaine de l’optique. En effet, la majorité des matériaux utilisés dans les dispositifs optiques sont des matériaux de type diélectrique qui présentent des indices de réfraction élevés, typiquement supérieurs à 1,3. Or, la valeur de l’indice de réfraction conditionne tous les phénomènes optiques tels que la réflexion à l’interface entre deux matériaux de natures différentes ou bien encore le transport d’un flux lumineux dans un guide de lumière.

[0003] Très succinctement résumé, une couche nano-poreuse est obtenue à partir d’un volume de matériau diélectrique d’indice de réfraction N à l’intérieur duquel sont créées des cavités de dimensions nanométriques de façon à obtenir une structure alvéolaire. Ces cavités sont remplies d’air qui possède un indice de réfraction n=1. Si la dimension des cavités est inférieure à la longueur d’onde de la lumière qui traverse le matériau nanoporeux, alors ce matériau nano-poreux se comportera vis-à-vis de cette lumière comme un milieu d’indice de réfraction moyen N1 compris entre l’indice de réfraction n de l’air et l’indice de réfraction N du matériau diélectrique. Ainsi, dans un volume de matériau nano-poreux d’échelle comparable à la longueur d’onde de la lumière, l’indice de réfraction optique dépendra des taux d’occupation respectifs de l’air et du matériau diélectrique de façon que n<N1<N. On comprend donc qu’en agissant sur le taux d’occupation des cavités nanométriques, autrement dit en agissant sur la densité ou la taille de ces cavités par unité de volume du matériau diélectrique, ou bien en agissant sur l’indice de réfraction du gaz avec lequel sont remplies les cavités nanométriques, on peut obtenir pour le matériau nano-poreux un continuum de valeurs d’indice de réfraction. Par mise en œuvre de cette technique, il est ainsi possible de créer par structuration de la matière de nouveaux matériaux pour l’optique que l’on ne trouve pas dans la nature. Les méthodes de fabrication actuelles permettent par exemple de déposer des matériaux nano-poreux en couches minces sur un substrat. En ajustant les indices de réfraction de plusieurs couches superposées, on peut entre autres réaliser des couches antireflets très performantes.

[0004] La présente invention s’intéresse à l’application des couches nano-poreuses brièvement décrites ci-dessus dans le domaine des guides de lumière utilisés pour l’éclairage d’un dispositif d’affichage tel qu’une cellule d’affichage à cristaux liquides.

[0005] Dans sa forme la plus simple, un dispositif de rétroéclairage, encore connu sous sa dénomination anglo-saxonne «backlight», se compose d’une ou de plusieurs sources de lumière qui injectent de la lumière dans un guide transparent sur la surface duquel sont structurés des extracteurs de lumière tels que des prismes ou des lentilles. Un tel dispositif de rétroéclairage a pour but d’éclairer un dispositif d’affichage d’informations par le dessous de manière aussi homogène que possible. Un film réfléchissant disposé sous le dispositif de rétroéclairage et un film diffusant disposé au-dessus du dispositif de rétroéclairage complètent l’ensemble. La lumière à l’intérieur du guide se propage par réflexion totale sur les parois intérieures du guide. L’angle de réflexion totale maximum est l’angle limite, par rapport à la normale aux surfaces du guide, au-delà duquel un rayon lumineux sort du guide. Pour un guide de lumière entouré d’air, l’angle de réflexion totale maximum est donné par la formule ci-dessous:

où n=1 est l’indice de réfraction de l’air et N est l’indice de réfraction du guide de lumière.

[0006] Pour pouvoir garantir le mécanisme de guidage de la lumière dans un dispositif de rétroéclairage, il faut toujours laisser une couche d’air entre le film réfléchissant et le guide de lumière d’une part, et entre le guide de lumière et le film diffusant d’autre part. On ne peut donc pas envisager de coller les films sur le guide. En effet, dans le cas où l’on collerait les films réfléchissant et diffusant sur le guide, la lumière serait expulsée du guide et serait, selon la nature du film, diffusée ou absorbée, ce qui induirait des pertes dans le flux lumineux. Contrairement aux pertes induites par les extracteurs de lumière, les pertes induites par les films collés sur le guide de lumière ne sont pas contrôlables quantitativement, et donc l’uniformité de l’éclairage en serait affectée.

[0007] Pour les raisons que l’on vient de décrire, la plupart des dispositifs de rétroéclairage ne sont donc pas fixés directement au dispositif d’affichage d’informations, une couche d’air séparant le dispositif de rétroéclairage du dispositif d’affichage d’informations. En outre, différents films peuvent être disposés entre le dispositif d’affichage d’informations et le dispositif de rétroéclairage. A titre d’exemple, dans l’ordre d’empilement du dispositif de rétroéclairage et du dispositif d’affichage d’informations, un film réfléchissant peut être prévu sous le dispositif de rétroéclairage, séparé de ce dernier par une couche d’air. De même, un film diffusant peut être disposé entre le dispositif de rétroéclairage et le dispositif d’affichage d’informations, le film diffusant étant entouré par l’air. On obtient donc un ensemble encombrant formé d’une multiplicité de pièces qu’il est notamment difficile d’intégrer dans une chaîne de fabrication industrielle automatisée. En outre, si l’ensemble d’affichage d’informations formé par le dispositif d’affichage d’informations et le dispositif de rétroéclairage est logé par exemple dans un boîtier, les modifications apportées à ce boîtier peuvent nécessiter de retoucher le moule d’injection du dispositif de rétroéclairage, voire de devoir réaliser un nouveau moule, ce qui est coûteux. Ceci est particulièrement vrai dans le cas où le dispositif d’affichage d’informations suit un profil courbe. Effectivement, si le dispositif d’affichage d’informations est logé dans un boîtier de volume restreint, il peut être difficile, sauf à devoir respecter des tolérances élevées, d’assurer une couche d’air suffisante sur toute la surface du dispositif d’affichage d’informations à illuminer. On peut donc souhaiter, notamment pour des raisons économiques, réduire ces contraintes, mais ceci implique alors une augmentation de l’encombrement du boîtier.

[0008] La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus ainsi qu’à d’autres encore en procurant un dispositif d’affichage d’informations éclairé par un guide de lumière, le dispositif d’affichage d’informations formant avec le guide de lumière un ensemble monobloc moins encombrant et donc plus facile à loger par exemple dans un boîtier.

[0009] A cet effet, la présente invention concerne un ensemble d’affichage d’informations comprenant un dispositif d’affichage d’informations et un guide de lumière, le dispositif d’affichage d’informations étant éclairé par le guide de lumière auquel il est fixé avec interposition d’une couche nano-poreuse, la couche nano-poreuse étant soit en contact direct avec le guide de lumière et le dispositif d’affichage d’informations, soit en contact direct avec le guide de lumière et avec au moins une couche additionnelle elle-même en contact direct avec le dispositif d’affichage d’informations.

[0010] Grâce à ces caractéristiques, la présente invention procure un ensemble d’affichage d’informations monobloc qu’il est plus facile de manipuler et d’insérer dans une chaîne de fabrication industrielle automatisée que des éléments séparés. D’autre part, l’ensemble d’affichage d’informations monobloc est plus facile à loger par exemple dans un boîtier et ne nécessite pas nécessairement d’être repris en cas de modification du boîtier. Ce résultat est atteint grâce au fait que l’on enseigne de remplacer la couche d’air qui habituellement isole le guide de lumière par rapport au dispositif d’affichage d’informations par une mince couche nano-poreuse qui sert d’isolant optique et qui est en contact direct avec le guide de lumière. En effet, l’indice de réfraction de la couche nano-poreuse, bien que supérieur à l’indice de réfraction de l’air, est très sensiblement inférieur aux indices de réfraction des matériaux que l’on trouve dans la nature et qui ne sont jamais inférieurs à 1.3. Par conséquent, le fait d’isoler le guide de lumière au moyen d’une couche nano-poreuse ne modifie que peu les caractéristiques de propagation de la lumière dans le guide de lumière. Tout au plus, l’ouverture numérique du guide de lumière devient plus petite, de sorte que la propagation de la lumière se fait selon des angles plus rasants. Si l’on peut supporter que moins de lumière puisse être injectée dans le guide de lumière, alors on peut utiliser la couche nano-poreuse comme interface permettant de fixer mécaniquement le guide de lumière sur le dispositif d’affichage d’informations au moyen d’une couche adhésive quelconque. On obtient alors un ensemble d’affichage d’informations monobloc que l’on peut aisément manipuler et insérer dans une ligne de fabrication industrielle automatisée. Par ailleurs, une modification du boîtier dans lequel l’ensemble d’affichage d’informations monobloc est par exemple logé ne nécessite pas de devoir retoucher, voire repenser le moule d’injection du guide de lumière.

[0011] Une fois isolé optiquement, le guide de lumière peut être fixé mécaniquement au dispositif d’affichage d’informations soit directement, soit avec interposition entre la couche nano-poreuse et le dispositif d’affichage d’informations d’une couche adhésive transparente, sans que cela n’induise de perte de lumière. On peut donc envisager que le guide de lumière, revêtu de sa couche nano-poreuse et, le cas échéant, de films additionnels tels qu’un film diffusant et/ou un film réfléchissant, soit fixé directement au dispositif d’affichage d’informations par des procédés physiques ou chimiques de fusion, sans utilisation de couche adhésive. Une telle possibilité est uniquement conditionnée par la nature des matériaux qui composent les différentes couches du système d’affichage et leur compatibilité avec les procédés physiques ou chimiques de fusion. De même, on peut s’affranchir de la couche adhésive dans le cas où le guide de lumière et ses différentes couches sont pressés contre le dispositif d’affichage d’informations au moyen d’un système de tenue mécanique, sans laisser subsister de couche d’air entre les différentes couches du système d’affichage. Une autre possibilité encore de s’affranchir de la couche de colle consiste à créer le vide entre les différentes couches du système d’affichage.

[0012] Selon une caractéristique complémentaire de l’invention, l’épaisseur de la couche nano-poreuse est inférieure ou égale à six micromètres.

[0013] Selon une première variante de réalisation de l’invention, le dispositif d’affichage d’informations est de type transmissif. Dans ce cas, le guide de lumière, revêtu de sa couche nano-poreuse, est disposé sous le dispositif d’affichage d’informations, dans le sens d’empilement du guide de lumière et du dispositif d’affichage d’informations, avec interposition d’une couche adhésive entre la couche nano-poreuse et le dispositif d’affichage d’informations. Afin d’éviter toute altération de l’aspect esthétique du système d’affichage, la couche adhésive peut être choisie de couleur neutre et transparente comme un film optique adhésif encore connu sous sa dénomination anglo-saxonne Optical Clear Adhésive ou OCA ou bien une colle transparente photo- ou thermo-polymérisable.

[0014] Toujours dans le cas où le dispositif d’affichage d’informations est de type transmissif, on peut, pour améliorer les qualités de l’éclairage, prévoir un film réfléchissant sous le guide de lumière et un film diffusant au-dessus du guide de lumière. Le guide de lumière étant revêtu sur ses faces inférieure et supérieure d’une couche nano-poreuse, le film réfléchissant et le film diffusant sont fixés respectivement sous la face inférieure du guide de lumière et sur la face supérieure du guide de lumière au moyen d’une couche adhésive, le dispositif d’affichage d’informations étant fixé sur le guide de lumière via le film diffusant au moyen d’une troisième couche adhésive.

[0015] Selon une seconde variante de réalisation de l’invention, le dispositif d’affichage d’informations est de type réflectif. Dans ce cas, le guide de lumière revêtu d’une couche nano-poreuse sur sa face inférieure, est disposé au-dessus du dispositif d’affichage d’informations, dans le sens d’empilement du guide de lumière et du dispositif d’affichage d’informations, avec interposition d’une couche adhésive entre la couche nano-poreuse et le dispositif d’affichage d’informations.

[0016] D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement de la description détaillée qui suit d’un mode de réalisation de l’ensemble d’affichage selon l’invention, cet exemple étant donné à titre purement illustratif et non limitatif seulement en liaison avec le dessin annexé sur lequel: la fig. 1 est une vue schématique d’un ensemble d’affichage d’informations selon l’art antérieur, cet ensemble d’affichage d’informations comprenant un dispositif de rétroéclairage disposé sous un dispositif d’affichage d’informations de type transmissif, le dispositif de rétroéclairage étant placé dans l’air, un film réfléchissant étant disposé sous le dispositif de rétroéclairage et un film diffusant étant disposé entre le dispositif de rétroéclairage et le dispositif d’affichage d’informations; la fig. 2 est une vue schématique d’un ensemble d’affichage d’informations selon l’invention, cet ensemble d’affichage comprenant un dispositif de rétroéclairage disposé sous un dispositif d’affichage d’informations de type transmissif, le dispositif de rétroéclairage, isolé optiquement à l’aide d’une couche nano-poreuse, étant fixé directement au dispositif d’affichage d’informations au moyen d’une couche adhésive qui joue le rôle d’interface mécanique; la fig. 3 est une vue analogue à celle de la fig. 2 , le dispositif de rétroéclairage, optiquement isolé des deux côtés, étant revêtu d’un film réfléchissant sur sa face inférieure et d’un film diffusant sur sa face supérieure, avec interposition d’une couche adhésive, et la fig. 4 est une vue schématique d’un ensemble d’affichage d’informations selon l’invention, cet ensemble d’affichage comprenant un dispositif d’éclairage isolé optiquement disposé au-dessus d’un dispositif d’affichage d’informations de type réflectif, le dispositif d’éclairage étant fixé au dispositif d’affichage d’informations au moyen d’une couche adhésive qui joue le rôle d’interface mécanique.

[0017] La présente invention procède de l’idée générale inventive qui consiste à fixer directement un guide de lumière à un dispositif d’affichage d’informations. Le guide de lumière, optiquement isolé au moyen d’une couche nano-poreuse, est fixé au dispositif d’affichage d’informations par l’intermédiaire d’une couche adhésive. Aujourd’hui, on est en effet en mesure de déposer sur la surface d’un guide de lumière des couches nano-poreuses d’une très grande transparence. Ceci est particulièrement avantageux car une telle couche ne produit pas de variation ni de couleur ni d’esthétique générale du dispositif dans lequel elle est intégrée. Grâce à ces caractéristiques, on dispose d’un ensemble d’affichage monobloc moins encombrant et plus facile à intégrer dans une chaîne de fabrication industrielle automatisée. En outre, dans le cas où l’ensemble d’affichage monobloc est par exemple logé dans un boîtier, le plus souvent il ne sera pas nécessaire de retoucher le moule d’injection du guide de lumière dans le cas où le boîtier est modifié. Dans l’art antérieur, le guide de lumière est séparé du dispositif d’affichage d’informations par une couche d’air. Pour un guide de lumière entouré d’air, l’angle de réflexion totale maximum est donné par la formule ci-dessous:

où n=1 est l’indice de réfraction de l’air et N est l’indice de réfraction du guide de lumière. L’angle de réflexion totale maximum est l’angle limite, par rapport à la normale aux faces du guide de lumière, au-delà duquel un rayon lumineux sort du guide. Dans un guide de lumière entouré d’air, une partie du flux lumineux subit des réflexions totales dans le guide, tandis qu’une autre partie du flux lumineux est extraite du guide par les extracteurs et est dirigée vers le dispositif d’affichage d’informations pour éclairer ce dernier. L’avantage de la couche d’air est qu’elle ne perturbe pas la propagation du flux lumineux dans le guide de lumière. Cependant, la couche d’air ne procure pas d’interface mécanique permettant de fixer le guide de lumière au dispositif d’affichage d’informations. On a donc affaire à un ensemble d’affichage d’informations constitué d’éléments séparés qu’il est difficile d’intégrer dans une chaîne de fabrication industrielle automatisée. En outre, un tel ensemble d’affichage d’informations est volumineux et il peut être nécessaire de retoucher le moule d’injection du guide de lumière, voire de devoir en réaliser un nouveau dans le cas où le boîtier dans lequel le guide de lumière est par exemple logé est modifié. Pour résoudre ce problème, on pourrait envisager de fixer directement le guide de lumière contre le dispositif d’affichage d’informations au moyen d’une couche adhésive. Malheureusement, une telle solution perturbe gravement la propagation du flux lumineux à l’intérieur du guide de lumière. En effet, tandis qu’une partie de la lumière est classiquement extraite du guide de lumière par les extracteurs et vient éclairer le dispositif d’affichage d’informations de manière homogène, une partie importante du flux lumineux sort directement du guide de lumière pour venir éclairer le dispositif d’affichage d’informations, créant des phénomènes de halo lumineux et provoquant une dégradation de l’uniformité de l’éclairage. Il fallait donc trouver un matériau dont l’indice de réfraction, bien que supérieur à l’indice de réfraction de l’air, soit aussi proche que possible de cet indice de réfraction. Or, dans la nature, les matériaux connus possèdent un indice de réfraction au minimum égal à 1.3. Par conséquent, pour un matériau d’indice de réfraction NT donné supérieur ou égal à 1.3, l’angle de réfraction totale maximum est donné par la relation suivante:

[0018] Comme l’indice de réfraction N1 est supérieur à l’indice de réfraction n=1 de l’air, l’angle de réfraction totale maximum augmente et une quantité plus importante de lumière s’échappe directement du guide de lumière. Au contraire, les matériaux nano-poreux qui sont des matériaux que l’on ne trouve pas dans la nature ont des indices de réfraction inférieurs aux indices de réfraction les plus faibles des matériaux naturels. Par conséquent, les couches nano-poreuses offrent un compromis intéressant par rapport à l’air. En effet, comparé au cas où le guide de lumière est entouré d’air, l’utilisation d’une couche de matériau nano-poreux induit une augmentation de l’angle limite, de sorte que la propagation de la lumière à l’intérieur du guide se fait selon des angles plus rasants. Autrement dit, l’ouverture numérique du guide de lumière devient plus petite, de sorte qu’il y a moins de lumière qui peut être injectée dans le guide. Toutefois, si l’on est prêt à accepter les légères pertes de flux lumineux qu’induit l’utilisation d’une couche nano-poreuse, on peut alors profiter de l’interface mécanique que procure une telle couche nano-poreuse pour assembler le guide de lumière avec le dispositif d’affichage d’informations. On obtient de la sorte un ensemble d’affichage d’informations monobloc qui est moins volumineux et qu’il est plus aisé à intégrer dans une ligne de production industrielle automatisée. En outre, dans le cas où l’ensemble d’affichage d’informations est logé par exemple dans un boîtier, si ce boîtier subit des modifications, il ne sera le plus souvent pas nécessaire de retoucher le moule d’injection du guide de lumière, voire de devoir en réaliser un nouveau dans le cas le plus défavorable.

[0019] La présente invention va être décrite en liaison avec un dispositif d’affichage d’informations de type transmissif ou réflectif. Il peut s’agir de tout type de dispositif d’affichage d’informations à cristal liquide qui, selon la technologie utilisée, sera de type transmissif ou réflectif. Il peut également s’agir de dispositifs d’affichage de type purement réflectifs tels que les dispositifs d’affichage à encre électronique ou les dispositifs d’affichage connus sous leur dénomination anglo-saxonne «electro-wetting». Selon que le dispositif d’affichage d’informations est de type transmissif ou réflectif, le guide de lumière sera constitué par un dispositif de rétroéclairage encore connu sous sa dénomination anglo-saxonne «back light» ou par un dispositif d’éclairage par l’avant encore connu sous sa dénomination anglo-saxonne «front light».

[0020] On notera par ailleurs que la présente invention va être décrite en liaison avec une couche adhésive utilisée pour fixer le guide de lumière contre le dispositif d’affichage d’informations. Il va cependant de soi que cet exemple est donné à titre purement illustratif et non limitatif seulement et que le dispositif d’affichage d’informations et le guide de lumière peuvent être fixés l’un à l’autre par d’autres techniques telles que les procédés physiques ou chimiques de fusion, des moyens de tenue mécaniques ou bien encore par création d’un vide comme déjà mentionné ci-dessus.

[0021] La fig. 1 est une représentation schématique d’un ensemble d’affichage d’informations selon l’art antérieur. Désigné dans son ensemble par la référence numérique générale 1, cet ensemble d’affichage d’informations se compose pour l’essentiel d’un dispositif d’affichage d’informations 2 de type transmissif et d’un dispositif de rétroéclairage 4 à l’intérieur duquel est injectée la lumière produite par une ou plusieurs sources lumineuses 6. Le dispositif de rétroéclairage 4, entouré de couches d’air 8, est disposé à distance sous le dispositif d’affichage d’informations 2, dans l’ordre d’empilement de ces deux dispositifs 2 et 4. Le montage est complété par un film réfléchissant 10 disposé sous le dispositif de rétroéclairage 4, à distance de ce dernier, et par un film diffusant 12 disposé entre le dispositif de rétroéclairage 4 et le dispositif d’affichage d’informations 2, à distance de ces derniers. Le film réfléchissant 10 a pour but de réfléchir en direction du dispositif de rétroéclairage 4 la lumière qui s’échappe de celui-ci vers le bas, tandis que le film diffusant 12 a pour but d’homogénéiser la lumière qui sort du dispositif de rétroéclairage 4, en atténuant la luminosité des extracteurs de lumière 14. Les extracteurs de lumière 14 tels que des prismes ou des lentilles sont structurés par exemple dans la surface inférieure du dispositif de rétroéclairage 4. Une partie de la lumière représentée par la flèche A sur le dessin se propage par réflexion totale sur les parois internes du dispositif de rétroéclairage 4, tandis qu’une autre partie de la lumière matérialisée par la flèche B est extraite du dispositif de rétroéclairage 4 par les extracteurs de lumière 14 et dirigée vers le dispositif d’affichage d’informations 2 pour éclairer ce dernier. Comme on le voit à l’examen de la fig. 1 , le dispositif de rétroéclairage 4 est placé dans l’air, ceci afin de ne pas perturber le mécanisme de propagation de la lumière dans ce dispositif de rétroéclairage 4. L’ensemble d’affichage d’informations 1 résultant se compose cependant d’une pluralité d’éléments séparés les uns des autres par des couches d’air nécessaires pour éviter les pertes optiques et permettre une illumination homogène du dispositif d’affichage d’informations 2. L’ensemble d’affichage d’informations 1 est donc encombrant et difficile à intégrer dans une chaîne de production industrielle automatisée. Par ailleurs, lorsque l’ensemble d’affichage d’informations 1 est logé par exemple dans un boîtier, toute modification de la géométrie du boîtier peut nécessiter de reprendre le moule d’injection du dispositif de rétroéclairage, voire de devoir en produire un nouveau, ce qui est coûteux.

[0022] La fig. 2 est une vue schématique d’un ensemble d’affichage d’informations selon l’invention. Désigné dans son ensemble par la référence numérique générale 16, cet ensemble d’affichage comprend un dispositif de rétroéclairage 18 qui peut être du même type que celui décrit en liaison avec la fig. 1 et qui est disposé sous un dispositif d’affichage d’informations 20 de type transmissif qui, lui aussi, peut être du même type que celui décrit ci-dessus. Les extracteurs de lumière 14 tels que des prismes ou des lentilles sont structurés par exemple dans la surface supérieure du dispositif de rétroéclairage 18. Une partie de la lumière représentée par la flèche A sur le dessin se propage par réflexion totale sur les parois internes du dispositif de rétroéclairage 18, tandis qu’une autre partie de la lumière matérialisée par la flèche B est extraite du dispositif de rétroéclairage 18 par les extracteurs de lumière 14 et dirigée vers le dispositif d’affichage d’informations 2 pour éclairer ce dernier. On comprend donc immédiatement que l’un des avantages de la présente invention est qu’elle ne nécessite pas ou peu de modifications des différents éléments qui composent un ensemble d’affichage d’informations conventionnel. Par suite, la différence avec l’art antérieur réside notamment dans le fait que le dispositif de rétroéclairage 18 est revêtu d’une couche nano-poreuse transparente 22 qui joue le rôle d’interface optique et mécanique pour la fixation du dispositif de rétroéclairage 18 au dispositif d’affichage d’informations 20. Une telle couche nano-poreuse a pour avantage que son indice de réfraction, supérieur à celui de l’air, est cependant sensiblement inférieur aux indices de réfraction des matériaux que l’on trouve dans la nature et qui ne sont jamais inférieurs à 1.3. Par conséquent, le fait que la couche nano-poreuse 22 soit déposée sur la surface supérieure du dispositif de rétroéclairage 18 ne modifie pratiquement pas les mécanismes de propagation de la lumière à l’intérieur du dispositif de rétroéclairage 18. En particulier, du fait que la couche nano-poreuse 22 est transparente, son influence sur l’aspect esthétique et sur les fonctions de l’ensemble d’affichage 16 sont négligeables. La seule différence que l’on observe est que l’ouverture numérique du dispositif de rétroéclairage devient plus petite, de sorte que la propagation de la lumière se fait selon des angles plus rasants. En conséquence, comme l’ouverture numérique du dispositif de rétroéclairage 18 devient plus petite, la quantité de lumière qu’il est possible d’injecter dans le dispositif de rétroéclairage 18 est un peu plus faible. Ainsi, si l’on est prêt à accepter les légères pertes de flux lumineux qu’induit l’utilisation d’une couche nano-poreuse 22, on peut alors profiter de l’interface mécanique que procure une telle couche nano-poreuse 22 pour assembler le dispositif de rétroéclairage 18 avec le dispositif d’affichage d’informations 20 au moyen d’un film adhésif 24 optiquement transparent du type Optical Clear Adhésive ou OCA. Grâce à ces caractéristiques, on obtient un ensemble d’affichage d’informations monobloc plus facile à intégrer dans une ligne de production industrielle automatisée que des éléments séparés. L’ensemble d’affichage d’informations est également moins volumineux et occupe donc moins de place par exemple dans un boîtier dans lequel il est logé. Enfin, si le boîtier est modifié, il ne sera normalement pas nécessaire de retoucher ou de réaliser un nouveau moule d’injection du dispositif de rétroéclairage.

[0023] La fig. 3 est une vue analogue à celle de la fig. 2 à la différence près que l’ensemble d’affichage d’informations, désigné dans son ensemble par la référence numérique générale 26, est complété par un film réfléchissant 28 et par un film diffusant 30. Plus précisément, le film réfléchissant 28 est disposé sous le dispositif de rétroéclairage 18 avec interposition d’un premier film adhésif 32 et d’une première couche nano-poreuse 34 entre le film réfléchissant 28 et le dispositif de rétroéclairage 18, tandis que le film diffusant 30 est disposé au-dessus du dispositif de rétroéclairage 18, avec interposition d’une deuxième couche nano-poreuse 36 et d’un deuxième film adhésif 38 entre le dispositif de rétroéclairage 18 et le film diffusant 30. Le film réfléchissant 28 a pour fonction de réfléchir en direction du dispositif d’affichage d’informations 20 la lumière extraite du dispositif de rétroéclairage 18 par les extracteurs 14. Quant au film diffusant 30, il a pour but d’homogénéiser la lumière qui sort du dispositif de rétroéclairage 18 en réduisant la visibilité de la matrice d’extracteurs de lumière 14. On voit donc que l’on peut utiliser les couches nano-poreuses 34 et 36 comme interfaces mécaniques et optiques permettant la fixation des films réfléchissant 28 et diffusant 30 sur le dispositif de rétroéclairage 18 au moyen d’une couche adhésive 32, respectivement 38, le film diffusant 30 étant à son tour utilisé comme interface mécanique et optique pour la fixation du dispositif de rétroéclairage 18 sur le dispositif d’affichage d’informations 20 au moyen d’une troisième couche adhésive 40. Cette troisième couche adhésive 40 peut être, par exemple, une couche de colle optique transparente. Selon une autre variante, le film diffusant 30 est revêtu d’origine d’une couche adhésive.

[0024] Jusqu’à présent, on a décrit l’invention en liaison avec un dispositif d’affichage d’informations de type transmissif. Il va cependant de soi que la présente invention peut être appliquée de manière similaire à un dispositif d’affichage d’informations de type réflectif comme cela va être expliqué en référence à la fig. 4 . Sur cette fig. 4 , on a représenté un ensemble d’affichage d’informations désigné dans son ensemble par la référence numérique générale 42 et qui comprend essentiellement un dispositif d’éclairage par l’avant 44 disposé au-dessus d’un dispositif d’affichage d’informations 46 de type réflectif. Des extracteurs de lumière 48 tels que des prismes ou des lentilles sont structurés par exemple sur la surface supérieure du dispositif d’éclairage par l’avant 44 et permettent d’extraire une partie du flux lumineux qui se propage à l’intérieur de ce dispositif d’éclairage 44 pour la diriger vers le dispositif d’affichage d’informations 46 afin d’éclairer ce dernier. Une partie de la lumière représentée par la flèche A sur le dessin se propage par réflexion totale sur les parois internes du dispositif d’éclairage par l’avant 44, tandis qu’une autre partie de la lumière matérialisée par la flèche B est extraite du dispositif d’éclairage 44 par les extracteurs de lumière 48 et dirigée vers le dispositif d’affichage d’informations 46 pour éclairer ce dernier. Conformément à l’invention, le dispositif d’éclairage par l’avant 44, revêtu d’une couche nano-poreuse 50 sur la surface inférieure, est fixé sur le dispositif d’affichage d’informations 46 via une couche adhésive transparente 52 qui sert d’interface mécanique et optique pour l’assemblage des deux dispositifs.

[0025] Il va de soi que la présente invention n’est pas limitée au mode de réalisation qui vient d’être décrit et que diverses modifications et variantes simples peuvent être envisagées par l’homme du métier sans sortir du cadre de l’invention tel que défini par les revendications annexées à la présente demande de brevet. En particulier, un exemple d’un matériau nano-poreux bien adapté pour les besoins de la présente invention est décrit dans l’article intitulé «Nanoporous films with low refractive index for large-surface broad-band anti-reflection coatings» paru dans la revue Macromolecular materials and engineering Volume 295, Edition No. 7 du 12 juillet 2010, pages 628–636. Cet article est incorporé par référence dans la présente demande de brevet. Un procédé industriel en phase aqueuse a pour point de départ des suspensions polymériques de nanoparticules inorganiques. Une fois déposée sur un substrat, la solution est séchée et l’on obtient une couche hybride de morphologie nano-poreuse dans laquelle des pores d’air de dimensions nanométriques apparaissent entre des agglomérats de nanoparticules de quelques centaines de nanomètres avec le polymère qui joue le rôle de simple liant. En contrôlant de manière appropriée la surface des nanoparticules, la composition de la solution ou le procédé de fabrication et, en particulier, en faisant varier la nature des nanoparticules, par exemple en choisissant le dioxyde de silicium (SiO2), l’oxyde d’aluminium/hydroxyde (AIOOH), ou le dioxyde de titane (TiO2), on obtient des couches nano-poreuses avec un indice de réfraction moyen n qui peut varier entre de très faibles valeurs (n<1.2) et des valeurs faibles (1.2<n<1.0) dans le domaine du spectre visible. Toutes les couches nano-poreuses sont déposées sur des substrats transparents épais (environ 175 micromètres) réalisés en poly(éthylène téréphtalate) ou PET recouverts sur les deux faces d’une couche d’adhésion de 100 nanomètres. Cette couche d’adhésion est formée par un revêtement non-poreux obtenu par mélange de différents polymères qui permet l’adhésion sur le substrat en PET de couches hydrophiles résultant de procédés de revêtement à base d’eau. On utilise respectivement de l’alcool polyvinylique et de l’acide borique (ou du tétraborate de sodium) comme liant polymérique et durcissant. La solution de revêtement est préparée soit avec des nanoparticules de dioxyde de silicium SiO2 avec une taille de grain initiale de 8 nanomètres et de 12 nanomètres respectivement, soit avec des nanoparticules d’oxyde d’aluminium/hydroxyde AIOOH de taille de grain initiale de 8 et 14 nanomètres respectivement, soit avec des nanoparticules de dioxyde de titane TiO2 directement dispersées dans de l’eau avec une dimension des agrégats bien inférieure à 100 nanomètres.

Claims (8)

1. Ensemble d’affichage d’informations comprenant un dispositif d’affichage d’informations (20; 46) et un guide de lumière (18; 44), le dispositif d’affichage d’informations (20; 46) étant éclairé par le guide de lumière (18; 44) auquel il est fixé avec interposition d’une couche nano-poreuse (22; 50), la couche nano-poreuse étant soit en contact direct avec le guide de lumière (18; 44) et le dispositif d’affichage d’informations (20; 46), soit en contact direct avec le guide de lumière (18; 44) et avec au moins une couche adhésive (24; 52) elle-même en contact direct avec le dispositif d’affichage d’informations (20; 46).

2. Ensemble d’affichage d’informations selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’épaisseur de la couche nano-poreuse (22; 50) est inférieure ou égale à six micromètres.

3. Ensemble d’affichage selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, lorsque le dispositif d’affichage d’informations (20) est de type transmissif, le guide de lumière (18), revêtu de sa couche nano-poreuse (22), est disposé sous le dispositif d’affichage d’informations (20), dans le sens d’empilement du guide de lumière (18) et du dispositif d’affichage d’informations (20), avec interposition d’une couche adhésive (24) entre la couche nano-poreuse (22) et le dispositif d’affichage d’informations (20).

4. Ensemble d’affichage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un film réfléchissant (28) et un film diffusant (30), le film réfléchissant (28) étant disposé sous le dispositif de rétroéclairage (18) avec interposition d’un premier film adhésif (32) et d’une première couche nano-poreuse (34) entre le film réfléchissant (28) et le dispositif de rétroéclairage (18), et le film diffusant (30) étant disposé au-dessus du dispositif de rétroéclairage (18), avec interposition d’une deuxième couche nano-poreuse (36) et d’un deuxième film adhésif (38) entre le dispositif de rétroéclairage (18) et le film diffusant (30), le dispositif d’affichage d’informations (20) étant fixé sur le guide de lumière (18) via le film diffusant (30) au moyen d’une troisième couche adhésive (40).

5. Ensemble d’affichage d’informations selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif d’affichage d’informations (46) est de type réflectif et en ce que le guide de lumière (44) est un dispositif d’éclairage par l’avant disposé au-dessus du dispositif d’affichage d’informations (46), dans le sens d’empilement du dispositif d’éclairage par l’avant (44) et du dispositif d’affichage d’informations (46).

6. Ensemble d’affichage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif d’éclairage par l’avant (44), revêtu d’une couche nano-poreuse (50) sur la surface inférieure, est fixé sur le dispositif d’affichage d’informations (46) via une couche adhésive transparente (52).

7. Ensemble d’affichage d’informations selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche nano-poreuse est transparente.

8. Ensemble d’affichage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche adhésive est un film optique adhésif, ou bien une colle transparente photo- ou thermo-polymérisable.