EP3962729A1 - Element transparent a reflexion diffuse - Google Patents

Element transparent a reflexion diffuse

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EP3962729A1
EP3962729A1 EP20720101.3A EP20720101A EP3962729A1 EP 3962729 A1 EP3962729 A1 EP 3962729A1 EP 20720101 A EP20720101 A EP 20720101A EP 3962729 A1 EP3962729 A1 EP 3962729A1
Authority
EP
European Patent Office
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layer
layers
layered element
laminar assembly
reflection
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.)
Pending
Application number
EP20720101.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Patrick Gayout
Cécile OZANAM
Romain Hivet
Benoît RUFINO
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.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain 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 Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
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Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a transparent layered element with a diffuse reflection property, this layered element as such, as well as its use in a plurality of applications
  • the invention also relates to a projection or rear projection process using such a layered element.
  • the layered element can be rigid or flexible. It may in particular be a glazing, for example made from glass or from a polymer material. It can also be a flexible film based on a polymer material, in particular capable of being attached to a surface in order to give it diffuse reflection properties while preserving its transmission properties.
  • Known glazing includes standard transparent glazing, which gives rise to a specular transmission and reflection of radiation incident on the glazing, and translucent glazing, which gives rise to diffuse transmission and reflection of radiation. incident on the glazing.
  • transmission through a glazing is said to be specular when radiation incident on the glazing with a given angle of incidence is transmitted through the glazing with a transmission angle equal to the angle of incidence.
  • a drawback of standard transparent glazing is that they return clear reflections, like mirrors, which is undesirable in certain applications.
  • glazing when glazing is used for a building window or display screen, it is preferable to limit the presence of reflections, which reduce visibility through the glazing.
  • Clear reflections on glazing can also generate risks of dazzling, with consequences in terms of safety, for example when vehicle headlights are reflected on glazed facades of buildings. This problem arises particularly for glazed facades of airports. It is in fact essential to limit as much as possible the risk of dazzling pilots when approaching the terminals.
  • translucent glazing if they have the advantage of not generating clear reflections, however, do not allow a clear vision to be obtained through the glazing.
  • this central layer being formed either by a single layer which is a dielectric layer with a refractive index different from that of the outer layers or a metal layer, or by a stack of layers which comprises at the at least one dielectric layer with a refractive index different from that of the outer layers or a metal layer,
  • each contact surface between two adjacent layers of the layered element which are one dielectric and the other metallic, or which are two dielectric layers of different refractive indices is textured and parallel to the other textured contact surfaces between two adjacent layers which are one dielectric the other metallic or which are two dielectric layers of different refractive indices.
  • the transparent substrate can be made, in particular, of polymer
  • the transparent substrate is made of polymer, it can be rigid or flexible.
  • a transparent substrate is advantageously provided, on one of its main external surfaces, with a layer of adhesive covered with a protective strip intended to be removed for bonding the film.
  • the layered element in the form of a flexible film is then able to be attached by bonding to an existing surface, for example a surface of a glazing, in order to give this surface properties of diffuse reflection, while maintaining properties of specular transmission.
  • Each outer layer of the layered element can be formed by a stack of layers, as long as the different constituent layers of the outer layer are made of dielectric materials all having substantially the same index of refraction.
  • dielectric material or layer is understood to mean a material or a layer of low electrical conductivity, less than 100 S / m.
  • index refers to the optical index of refraction, measured at the wavelength of 550 nm.
  • two dielectric materials have substantially the meaning of the invention.
  • the absolute value of the difference in refractive index at 550 nm between the constituent materials of the two outer layers of the layered element is less than 0.05, more preferably less than 0.015.
  • the contact surface between two adjacent layers is the interface between the two adjacent layers.
  • the following definitions are used:
  • a transparent element is an element through which there is specular transmission of radiation at least in the wavelength ranges useful for the intended application of the element. For example, when the element is used as a building or vehicle glazing, it is transparent at least in the visible wavelength range.
  • a smooth surface is a surface for which the surface irregularities are smaller than the wavelength of the radiation incident on the surface, so that the radiation is not deflected by these surface irregularities.
  • the incident radiation is then transmitted and reflected specularly by the surface.
  • a textured surface is a surface for which the surface irregularities vary on a scale greater than the wavelength of the radiation incident on the surface. The incident radiation is then transmitted and reflected diffusely by the surface.
  • the parallelism of the textured contact surfaces implies that the or each constituent layer of the laminar assembly which is dielectric with a refractive index different from that of the outer layers, or which is metallic, has a uniform thickness perpendicular to the surfaces of contact of the laminar assembly with the outer layers.
  • This uniformity of the thickness can be global over the entire extent of the texture, or local over sections of the texture.
  • the texture exhibits variations in slope
  • the thickness between two consecutive textured contact surfaces may change, by section, as a function of the slope of the texture, the textured contact surfaces however always remaining parallel to each other. This case arises in particular for a layer deposited by cathodic sputtering, where the thickness of the layer is all the smaller as the slope of the texture increases.
  • the transparent layered element is considered laid horizontally, with its first face oriented downward defining a lower outer main surface and its second face, opposite to the first face, oriented upward defining a surface main external upper; the meanings of the expressions “above” and “below” are thus to be considered in relation to this orientation.
  • the expressions “above” and “below” do not necessarily mean that the two layers are placed in contact with one another.
  • the terms “lower” and "upper” are used herein in reference to this positioning.
  • the layered element 1 shown in Figure 1 comprises two outer layers 2 and 4, which are made of transparent dielectric materials having substantially the same refractive index n2, n4.
  • Each outer layer 2 or 4 has a smooth main surface, respectively 2A or 4A, directed towards the outside of the layered element, and a textured main surface, respectively 2B or 4B, directed towards the inside of the layered element. layers.
  • the smooth outer surfaces 2A and 4A of the layered element 1 allow specular transmission of radiation to each surface 2A and 4A, that is to say the entry of radiation into an outer layer or the output of radiation from an outer layer without changing the direction of the radiation.
  • the textures of the internal surfaces 2B and 4B are complementary to each other. As clearly visible in FIG. 1, the textured surfaces 2B and 4B are positioned facing each other, in a configuration where their textures are strictly parallel to each other.
  • the layered element 1 also comprises a laminar assembly 3, interposed in contact between the textured surfaces 2B and 4B.
  • the laminar assembly 3 is formed by a transparent stack of several layers 3 1 , 3 2 , ..., 3 k , where at least one of the layers 3 1 to 3k is either a metallic layer or a dielectric layer with a refractive index different from that of the outer layers 2 and 4.
  • each of the two layers 3 1 and 3k located at the ends of the stack is a metal layer or a dielectric layer with a refractive index n3i or n3 k different from that of the outer layers 2 and 4.
  • the laminar assembly 3 in contact between the textured surfaces 2B and 4B which are parallel to each other, the contact surface So between the outer layer 2 and the laminar assembly 3 is textured and parallel to the contact surface Si between the laminar assembly 3 and the outer layer 4.
  • the laminar assembly 3 is a textured layer having, at least locally, a uniform thickness e3, taken perpendicular to the contact surfaces So and Si.
  • each contact surface S 2 , ..., S k between two adjacent layers of the stack constituting the laminar assembly 3 is textured and strictly parallel to the contact surfaces So and If between the outer layers 2, 4 and the laminar assembly 3.
  • all the surfaces of contact So, Si ,, S k between adjacent layers of element 1 which are either of different natures, dielectric or metallic, or dielectric with different refractive indices, are textured and parallel to each other.
  • each layer 3 1 , 3 2 , ..., 3 k of the constituent stack of the laminar assembly 3 has, at least locally, a uniform thickness b3 ⁇ , b32, ..., e3 k , taken perpendicularly with contact surfaces So, Si, ..., S k.
  • each contact surface So, Si or So, Si, ..., S k of the layered element 1 is formed by a plurality of recessed or protruding patterns compared to a general plane p of the contact surface.
  • Figure 1 illustrates the path of radiation, which is incident on
  • the incident rays Ri arrive perpendicular to the outer layer 2.
  • the incident rays Ri when they reach the contact surface So between the layer external 2 and the laminar assembly 3, with a given angle of incidence Q, are reflected either by the metal surface, or due to the difference in refractive index at this contact surface respectively between the external layer 2 and l laminar assembly 3 in the variant of Figure 2 and between the outer layer 2 and the layer 31 in the variant of Figure 3.
  • the reflection takes place in a plurality of directions Rr. The reflection of the radiation by the layered element 1 is therefore diffuse.
  • the rays Rt transmitted by the layered element are transmitted with a transmission angle Q ' equal to their angle of incidence Q on the layered element.
  • the transmission of radiation by the layered element 1 is therefore specular.
  • a layered element as described above can be obtained via a manufacturing process comprising the following steps:
  • a laminar assembly 3 is deposited S2 on the main textured surface 2B of the lower outer layer 2, i.e. when the laminar assembly 3 is formed by a single layer, which is a dielectric layer with a refractive index different from that of the outer layer 2 or a metal layer, by depositing the laminar assembly 3 in a conformal manner on said main textured surface 2B, that is, when the laminar assembly 3 is formed by a stack of layers (3 1 , 3 2 , ...
  • the conformal deposition of the laminar assembly 3, whether it is monolayer or formed by a stack of several layers, should preferably be carried out under vacuum, by cathodic sputtering assisted by magnetic field
  • Magnetic cathode sputtering This technique makes it possible in particular to deposit, on the textured surface 2B of the substrate 2, either the single layer of conformally, or the different layers of the stack successively in conformance with the texture. In other words, the implementation of this technique guarantees that the surfaces delimiting the different layers are mutually parallel.
  • Glazing incorporating a layered element such as that described above has the particularity of having a uniform appearance over its entire transparent surface with diffuse reflection.
  • certain industrial applications require that a particular pattern can emerge by reflection from such a surface, for technical and / or aesthetic considerations.
  • the invention relates to a transparent layered element comprising at least a lower outer layer and an upper outer layer which each form a smooth outer major surface of the layered element, and which are made of dielectric materials having substantially the same index of refraction, said layered element being characterized in that:
  • said layered element comprises a laminar assembly interposed between the outer layers and formed of a plurality of intermediate layers, each intermediate layer being either a single layer which is a layer
  • dielectric with a refractive index different from that of the outer layers or a metal layer i.e. a stack of layers that includes at least one dielectric layer with a different refractive index from that of the outer layers or a metallic layer,
  • each contact surface between two adjacent layers of the layered element which are one dielectric and the other metallic, or which are two dielectric layers of different refractive indices, is textured and parallel to the other contact surfaces
  • said laminar assembly presents in reflection at least two adjacent zones whose colors are distinct from each other.
  • a laminar assembly is by definition formed of a plurality of blades deposited successively on a support.
  • the concept of color brings together the three psychosensory parameters involved in establishing its visual appearance, which are brightness, hue and saturation, the latter two parameters being grouped together in the concept of chromaticity.
  • these three parameters can achieve all the color sensations imaginable.
  • the different systems of description of a color for example the colorimetric spaces of type CIE 1931 or CIELAB 76 or the types of coordinates chosen in each of them, are only different ways of defining the three parameters which describe this color.
  • the colors are defined throughout the description according to the CIELAB 76 space (CIE 1976) with mean daylight source (D65), and as standard observer the CIE observer 2 ° as defined by its spectral trichromatic components representing the chromatic response of a standardized observer defined by the CIE in 1931, and using Cartesian coordinates (L *, a *, b *) with L * the clarity
  • the Delta E calculated according to the spaces CIELAB 76 (CIE 1976), CIE94, CIEDE 2000 or CMC 1: c (1984), is between 4.0 and 5 , 0, preferably between 2.0 and 4.0, preferentially between 1.0 and 2.0, more preferably between 1.0 and 2.0.
  • intermediates (3 1 , 3 2 , ..., 3 K ) are of the same nature but differ in their respective thickness, or their deposition process. As a result of these differences, the zones respectively covered by these layers will present in reflection colors distinct from each other.
  • At least one intermediate layer partially covers another intermediate layer, called “base layer”, the corresponding covering portion forming in reflection a distinct color zone d 'at least one adjacent area.
  • the notion of "covering” is considered from a front view with respect to one of the main external surfaces and therefore does not imply any particular order of arrangement, the layered element being able to be viewed from one of its main external surfaces, as well as from the other.
  • the variations related to such a covering on the thickness, the nature and / or the arrangement of the intermediate layers forming the laminar assembly justify obtaining in this overlap zone a distinct color in reflection from at least one adjacent zone.
  • laminar may include a plurality of successive stacks allowing different patterns of different colors to be obtained.
  • first and second intermediate layers reflect colors distinct from each other.
  • the portion of the first intermediate layer, which forms a through inclusion corresponds to the negative of the second intermediate layer.
  • At least one intermediate layer is obtained by spraying
  • magnetic cathodic assisted by magnetic field sputtering known as “magnetron cathode”
  • magnetic cathode cathodic assisted by magnetic field
  • said pattern layer is obtained by screen printing.
  • WO2012104547A1 obtaining a parallelism of the different layers between them is made complex, even impossible, in the context of a deposition of the laminar assembly by wet process, by vacuum evaporation, via a chemical phase deposition process steam (CVD) and / or via a sol-gel process.
  • CVD chemical phase deposition process steam
  • the parallelism of the textured contact surfaces within the layered element is essential to achieve specular transmission through the element.
  • the deposition of an intermediate layer by screen printing makes it possible to retain optical properties close to those of laminar assemblies for which this intermediate layer is deposited by magnetron sputtering, both in reflection than in light transmission. Furthermore, the deposition by screen printing has the advantage of being relatively easy to implement, from a technical point of view, in particular in comparison with the deposition by magnetron sputtering.
  • said intermediate layer obtained by screen printing is a dense layer obtained by hardening of a sol-gel solution and comprising, after said hardening, preferably grains of at least one metal oxide, preferably of titanium oxide.
  • At least one outer layer is absorbent in the visible range.
  • Such a layer therefore has a dark color, which allows:
  • At least one intermediate layer preferably said base layer, has a zero saturation value.
  • a point having a zero saturation value will be gray, white or black, depending on the lightness.
  • a zone of zero saturation in transmission has no hue, and therefore has the advantage of not altering the hue of the light rays transmitted from the outside.
  • the targeted chromaticity value has a non-zero saturation and therefore corresponds to a particular color to be obtained in transmission and / or in reflection, whether on the basis of technical reasons and / or aesthetic.
  • the intermediate layers are all conductive.
  • the main function referred to here is the “solar control” function, that is to say having a low energy transmission.
  • the solar control function is traditionally obtained with at least one conductive layer (Silver, ITO, TiN, etc.), and then presents a strong reflection in the infrared (800-2500 nm) while preserving transparency in the visible.
  • the function can also be obtained with at least one absorbent layer: either over the entire solar spectrum, or only in the infrared (800-2500nm).
  • the invention also relates to a method of manufacturing a layered element comprising the following steps:
  • each intermediate layer being either a single layer which is a dielectric layer with a refractive index different from that of the external layers or a metallic layer, or a stack of layers which comprises at least one dielectric layer of refractive index different from that of the external layers or a metallic layer, said intermediate layers forming after deposition a laminar assembly which presents in reflection at least two adjacent zones whose colors are distinct ;
  • an upper outer layer is formed on the main textured surface of the laminar assembly opposite the lower outer layer, where the lower and upper outer layers are made of dielectric materials having substantially the same refractive index.
  • the successive and conformal deposition of a plurality of intermediate layers ensures that each contact surface between two adjacent layers of the layered element which are one
  • dielectric and the other metallic, or which are two dielectric layers of different refractive indices, is textured and parallel to the other contact surfaces.
  • step b) of depositing the laminar assembly comprises at least:
  • pattern layer a second intermediate layer
  • this pattern layer partially covers said base layer, and that the corresponding covering portion forms in reflection a color zone distinct from at least one adjacent zone .
  • step b) of depositing the laminar assembly comprises at least:
  • base layer the deposition of a first intermediate layer called "base layer”, so that it understands a through light
  • a second intermediate layer called a "pattern layer”
  • this pattern layer forms a through inclusion within said base layer, said first and second intermediate layers having in reflection colors distinct from one another.
  • At least one intermediate layer is deposited by magnetron sputtering.
  • At least one intermediate layer is deposited by screen printing and comprises:
  • a dielectric layer with a refractive index different from that of the outer layers or a metal layer preferably using a doctor blade, a dielectric layer with a refractive index different from that of the outer layers or a metal layer.
  • the laminar assembly is formed by depositing, on the main textured surface of the lower outer layer, a layer which is initially present in a viscous state suitable for shaping operations.
  • the layer initially deposited in a viscous, liquid or pasty state may be a layer of photocrosslinkable and / or photopolymerizable material.
  • this photocrosslinkable and / or photopolymerizable material is in liquid form at room temperature and gives, when it has been irradiated and photocrosslinked and / or photopolymerized, a transparent solid devoid of bubbles or any other irregularity.
  • It may in particular be a resin such as those usually used as adhesives, glues or surface coatings. These resins are generally based on monomers / comonomers / prepolymers of epoxy, epoxysilane, acrylate, methacrylate, acrylic acid, acid methacrylic.
  • a resin it can be a photo-crosslinkable aqueous gel, such as a polyacrylamide gel.
  • the laminar assembly is formed by depositing, on the main textured surface of the lower outer layer, a sol-gel solution preferably comprising a precursor of a titanium oxide, preferably tetraisopropanolate of titanium, then hardening this sol-gel solution.
  • the sol-gel process consists, firstly, in preparing a so-called “sol-gel solution” containing precursors which give rise in the presence of water to polymerization reactions.
  • sol-gel solution containing precursors which give rise in the presence of water to polymerization reactions.
  • the precursors hydrolyze and condense to form a network trapping the solvent.
  • These polymerization reactions lead to the formation of more and more condensed species, which lead to colloidal particles forming sols then gels.
  • sol-gel solutions in the form of a solution
  • colloidal or gel can be easily deposited on the main textured surface of the laminar assembly opposite the first outer layer, conforming to the texture of that surface.
  • the specific choice of a sol-gel layer to form the laminar assembly of the layered element makes it possible to precisely adjust its optical index in order to adjust its reflectivity, to add a component giving a colored appearance to the sol-gel layer, to apply the laminar assembly to complex surfaces of various sizes and without requiring heavy equipment, and to obtain homogeneous deposits in surface, composition and thickness.
  • the inventors have surprisingly discovered that the specific use of a particular sol-gel layer to form the laminar assembly of the layered element makes it possible to easily prepare transparent diffuse reflection layered elements. of given optical index, with an accuracy of 0.015.
  • the sol-gel layer of the invention has, depending on the proportions of the various precursor compounds constituting it, an adjustable refractive index. It is therefore possible to precisely adjust the refractive index so as to adjust its reflectivity.
  • the flexible formulation in terms of index of the sol-gel layer of the invention makes it possible to obtain transparent layered elements having a constant quality in terms of optical performance, regardless of the origin of the substrate or the nature of the material. substrate.
  • plastic substrates having a significantly higher index as the lower outer layer.
  • the proportions of metal oxides originating from the matrix or dispersed in the form of particles are modified.
  • metal oxides have a higher refractive index than silica.
  • the refractive index of the sol-gel layer is increased.
  • the drying temperature of the sol-gel solution is between 0 and 200 ° C, preferably between 100 ° C and 150 ° C, preferably between 110 ° C and 130 ° vs.
  • the laminar assembly is deposited using a screen printing screen equipped with a screen, the number of threads of which per cm is between 50 and 150, preferably between 75 and 125 , preferably between 85 and 115, preferably between 90 and 110, preferably between 95 and 105, preferably between 99 and 101, and whose wire diameter in micrometers is between 24 and 72, preferably between 36 and 60, preferably between 42 and 54 , preferably between 45 and 51, preferably between 47 and 49.
  • wire diameter specified above allows to deposit a laminar assembly whose thickness allows the laminar assembly once hardened, and more
  • the laminar assembly such as
  • deposited has a thickness greater than the peak to valley value of the main textured surface of the lower outer layer.
  • the thickness defined between the lowest trough and the highest protrusion or peak corresponds to the value called peak to valley ("Peak to valley").
  • the thickness of the laminar assembly as deposited is defined from the lowest recess of the main textured surface of the lower outer layer.
  • the outer layer is formed
  • the manufacturing process comprises a step subsequent to the deposition of the laminar annealing assembly of this laminar assembly at a temperature above 550 ° C, preferably above 600 ° C.
  • Such a minimum temperature selection makes it possible to limit the annealing time, and therefore to improve the chemical resistance of the annealed element, while limiting the risks of chromatic evolution of the latter during the step of. annealing.
  • the invention also relates to a glazing for a vehicle, for a building, for urban furniture, for interior furnishings, for a display screen, and / or for a Head Up Display system, said glazing comprising such an element in layers, said layer pattern intermediate being adapted to reveal a given pattern in reflection and / or transmission.
  • the glazing according to the invention is capable of being used for all
  • glazing such as for vehicles, buildings, street furniture, interior furnishings, lighting, display screens, etc. It can also be a flexible film based on a polymer material, in particular capable of being attached to a surface in order to give it diffuse reflection properties while preserving its transmission properties.
  • the highly diffuse reflection layered element of the invention can be used in a so-called head-up display (HUD) system.
  • HUD head-up display
  • HUD is understood to mean a system making it possible to display information projected onto a window, in general the windshield of the vehicle, which is reflected towards the driver or the observer.
  • Such HUD systems are particularly useful in airplane cockpits, trains, but also today in private vehicles (cars, trucks, etc.). These systems make it possible to inform the driver of the vehicle without taking his gaze away from the field of vision in front of the vehicle, which greatly increases safety.
  • an actual image is formed at the screen level (and not at the road level). The driver must therefore "refocus” his gaze on the windshield to read the information.
  • a virtual image is obtained by projecting the information onto a glazing (in particular a windshield) having a laminated wedge structure formed of two sheets of glass and a plastic insert.
  • a drawback of these existing systems is that the driver then observes a double image, a first image reflected by the surface of the glazing oriented towards the interior of the passenger compartment and a second image by reflection of the exterior surface of the glazing, these two images being slightly offset from one another. This mismatch can disrupt the view of information.
  • the invention overcomes this problem. Indeed, when the layered element is integrated into a HUD system, as glazing or as a flexible film attached to the main surface of the glazing which receives the radiation from the projection source, the reflection diffuses onto the first surface.
  • the textured contact rate encountered by the radiation in the layered member may be significantly higher than the reflection on the outer surfaces in contact with air. Thus, double reflection is limited by promoting reflection on the first textured contact surface of the layered element.
  • the invention also relates to a method of projection or
  • rear projection according to which such glazing is available used as a projection or rear projection screen and a projector, said method consisting in projecting images visible by spectators on one side of said glazing by means of the projector.
  • the transparent layered element has:
  • the thickness of the lower outer layer is preferably between 1 ⁇ m and 12 mm and varies depending on the choice of dielectric material.
  • At least one outer layer is a glass textured on one side only and has a thickness between 0.4 and 10 mm, preferably between 0.7 and 4 mm.
  • At least one outer layer is made of a polymer textured on one side, for example a plastic film, and has a thickness between 0.020 and 2.000 mm, preferably between 0.025 and 0.500 mm.
  • At least one outer layer consists of a thermoplastic interlayer, preferably of
  • PVB polyvinyl butyral
  • At least one outer layer consists of a layer of dielectric materials and has a thickness between 0.2 and 20 ⁇ m, preferably between 0.5 and 2 ⁇ m.
  • photocrosslinkable and / or photopolymerizable materials which have a thickness between 0.5 and 20 ⁇ m, preferably between 0.7 and 10 ⁇ m.
  • each outer layer of the layered element is formed from a stack of sublayers made up of materials all having substantially the same optical index.
  • the interface between these sublayers can be either smooth or textured.
  • the choice of the thickness of the laminar assembly depends on a certain number of parameters. In general, it is considered that the total thickness of the laminar assembly is between 5 and 200 nm and the thickness of an intermediate layer of the laminar assembly is between 1 and 200 nm.
  • the laminar assembly is a metal layer the thickness of which is between 5 and 40 nm, preferably between 6 and 30 nm and more preferably between 6 and 20 nm.
  • the laminar assembly is a dielectric layer, for example of TiO 2, and has a thickness of between 20 and 100 nm, and more preferably between 45 and 75 nm and / or a refractive index between 2.2 and 2.4.
  • the layers of sol-gel nature are deposited by a screen printing process and have a thickness before annealing / in the liquid state of between 0.5 and 50 ⁇ m, preferably between 5 and 25 ⁇ m, preferably between 10 and 15 ⁇ m.
  • the laminar assembly is deposited on only a portion of the main textured surface of the lower outer layer.
  • the base and pattern layers are therefore only applied to this portion of the lower outer layer.
  • the smooth external main surfaces of the layered element and / or the smooth external main surfaces of the glazing are flat or curved and preferably these smooth external main surfaces are mutually parallel. This helps to limit light scattering for radiation passing through the layered element, and therefore improves the sharpness of vision through the layered element.
  • FIG. 1 Figure 1 is a schematic cross section of a layered element known from the state of the art;
  • FIG. 2 is a view on a larger scale of detail I of FIG. 1 for a first variant of the layered element known from the state of the art;
  • Figure 3 is a view on a larger scale of detail I of Figure 1 for a second variant of the layered element known from the state of the art.
  • FIG. 4 is a flow diagram illustrating the different steps of a method for manufacturing a layered element according to a particular embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a schematic cross section of a layered element according to a particular embodiment of the invention.
  • the method of manufacturing a layered element comprises the following steps:
  • each intermediate layer (3 1 , 3 2 , ..., 3 K ) being either a single layer which is a dielectric layer with a refractive index (n3) different from that of the outer layers or a metallic layer, or a stack of layers (3 1 , 3 2 , ...,
  • 3 k which comprises at least one dielectric layer of refractive index different from that of the outer layers or a metallic layer, said intermediate layers (3 1 , 3 2 , ..., 3 K ) forming after deposition a laminar assembly (3) which presents in reflection at least two adjacent zones (A, B 7) whose colors are distinct;
  • an upper outer layer (4) is formed on the main textured surface (3B) of the laminar assembly (3) opposite to the lower outer layer (2), where the lower (2) and upper (4) outer layers are made of dielectric materials having substantially the same refractive index.
  • outer layer of the layered element include:
  • outer layers include dielectric thin layers, chosen from oxides, nitrides or halides of one or more transition metals, non-metals or alkaline earth metals, in particular layers of Si3N4, Sn02, ZnO, Zr02, SnZnOx, AIN, NbO, NbN, Ti02, Si02, Al203, MgF2, AIF3, or metallic thin layers, including layers of silver, gold, copper, titanium, niobium, silicon, aluminum, alloy nickel-chromium (NiCr), stainless steel, or alloys of these metals.
  • dielectric thin layers chosen from oxides, nitrides or halides of one or more transition metals, non-metals or alkaline earth metals, in particular layers of Si3N4, Sn02, ZnO, Zr02, SnZnOx, AIN, NbO, NbN, Ti02, Si02, Al203, MgF2, AIF3, or metallic thin layers, including layers of silver, gold, copper, titanium
  • the texturing of one of the main surfaces of the outer layers can be obtained by any known texturing process, for example by embossing the surface of the substrate previously heated to a temperature at which it is possible to deform it, in particular by rolling by means of a roller having on its surface a texturing complementary to the texturing to be formed on the substrate; by abrasion by means of abrasive particles or surfaces, in particular by sandblasting; by chemical treatment, in particular acid treatment in the case of a glass substrate; by molding, in particular injection molding in the case of a thermoplastic polymer substrate; by engraving.
  • the patterns of the texture of each contact surface between two adjacent layers of the layered element which are one dielectric and the other metallic, or which are two dielectric layers of different refractive indices, can be distributed randomly on the contact surface.
  • the texture patterns of each contact surface between two adjacent layers of the layered element which are one dielectric and the other metallic, or which are two dielectric layers of different refractive indices can be distributed periodically over the contact surface.
  • These patterns can be, in particular, cones, pyramids, grooves, ribs, wavelets.
  • FIG. 5 illustrates a particular embodiment of the invention, in
  • the layered element (1) comprises a laminar assembly (3) interposed between the outer layers (2, 4) and formed of 4 (four) intermediate layers (3 1 , 3 2 , 3 3 and 3 k ), each intermediate layer being in the present case a single dielectric layer of refractive index different from that of the outer layers, the contact surfaces of the intermediate layers (3 1 , 3 2 , 3 3 and 3 k ) and of the outer layers ( 2, 4) being all textured and parallel to each other in order to exhibit satisfactory properties of transparency and diffuse reflection.
  • the laminar assembly (3) shown in section in FIG. 5 is divided into 6 (six) zones (A, ..., F), each zone having in reflection a color distinct from that of the zones. adjacent.
  • the laminar assembly (3) in reflection are dictated by the nature and the thickness of the intermediate layers 3 1 and 3 2 . It should be noted in this connection that the zones A and D present in reflection the same color, although these two zones are not adjacent. Zone C is a covering portion of the layers
  • zone B presents in reflection a color different from that of the adjacent zones B and D. It should also be noted that this zone C presents a different color in reflection depending on whether it is observed from above the element in layer 1, or from below.
  • zone F is characterized by the overlap of intermediate layers 3 1 and 3 3
  • zone E is characterized by the overlap of layers 3 1 , 3 3 and 3 k .
  • the 4 (four) intermediate layers (3 1 , 3 2 , 3 3 and 3 K ) are all of the same nature. If the thicknesses differ from one intermediate layer (3 1 , 3 2 , 3 3 and 3 K ) to another, each zone therefore has a different color in reflection. On the other hand, if the thicknesses of the intermediate layers are identical, a first color is obtained in zones A, B and D, a second color in zones B and F, and a third color in zone E.
  • the laminar assembly (3) is deposited on only a portion of the main textured surface of the lower outer layer (2).
  • the base and pattern layers are therefore only applied to this portion of the lower outer layer.
  • the light transmission ratio is increased.
  • the layered element exhibits a higher transmittance.
  • the laminar assembly (3) is deposited over the entire textured main surface of the lower outer layer (2).
  • two deposition passes are
  • a mask is then introduced into the deposition chamber for at least one of the 2 (two) deposits.
  • deposition step b) is carried out by screen printing and comprises:
  • polyesters such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN); polyacrylates such as polymethyl methacrylate (PMMA); the
  • polycarbonate polyurethane
  • polyamides polyimides
  • fluorinated polymers such as ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene chlorotrifluoroethylene (ECTFE), fluorinated ethylene propylene copolymers (FEP); photocrosslinkable and / or photopolymerizable resins, such as thiolene, polyurethane, urethane-acrylate, polyester-acrylate resins.
  • ETFE ethylene tetrafluoroethylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PCTFE polychlorotrifluoroethylene
  • ECTFE ethylene chlorotrifluoroethylene
  • FEP fluorinated ethylene propylene copolymers
  • Patent application FR 1854691 filed on May 31, 2018 in the name of SAINT-GOBAIN GLASS France, demonstrates, by comparative measurements of surface topography, gain, light transmission, transmission blur and clarity , that the deposition of an intermediate layer by screen printing makes it possible to retain optical properties close to those of laminar assemblies for which this intermediate layer is deposited by magnetron sputtering, both in reflection and in light transmission.
  • interlayer for example of PVB, which has substantially the same refractive index as the lower outer layer 2, and which conforms to the texture of the main textured surface 3B of the laminar assembly 3.
  • the interlayer 4 is calendered by its external surface to a flat substrate made of clear or extra-clear glass, for example a glass of the SGG Planilux type marketed by Saint-Gobain. Three samples were analyzed according to the characteristics of laminar assembly 3 acting as the central layer.
  • a first sample called “magnetron” comprises a laminar assembly 3 deposited exclusively by magnetron, and formed of the stack of a first layer of titanium oxide (TiO 2) of 65 nm, of a layer of nitride of silicon (SiN) 55 nm, and a second layer of titanium oxide (Ti02) 385 nm thick.
  • TiO 2 titanium oxide
  • SiN nitride of silicon
  • Ti02 titanium oxide
  • a second sample called "Lustreflex + magnetron" comprises a
  • sol-gel layer obtained by hardening a sol-gel solution comprising titanium tetraisopropanolate, for example a solution of the LustReflex Silver type marketed by Ferro and described in document WO2005063645, said hardened layer having a thickness of approximately 75 nm and consisting mainly of titanium dioxide grains, in a volume fraction greater than 95%, preferably greater than 97%.
  • This sol-gel layer is covered with the TiO2 / SiN / TiO2 stack described above, and deposited by magnetron.
  • first sample called "magnetron” and, on the other hand, the second and third samples, which include an additional LustReflex layer.
  • the second and third samples differ from each other in

Landscapes

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un élément en couches transparent à propriété de réflexion diffuse, cet élément en couches en tant que tel, ainsi que son utilisation dans une pluralité d'applications industrielles. L'invention concerne également un procédé de projection ou de rétroprojection mettant en oeuvre un tel élément en couches.

Description

Description
Titre de l'invention : [ELEMENT TRANSPARENT A
REFLEXION DIFFUSE
[0001 ] [La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un élément en couches transparent à propriété de réflexion diffuse, cet élément en couches en tant que tel, ainsi que son utilisation dans une pluralité d’applications
industrielles. L’invention concerne également un procédé de projection ou de rétroprojection mettant en oeuvre un tel élément en couches.
[0002] L’élément en couches peut être rigide ou flexible. Il peut s’agir en particulier d’un vitrage, constitué par exemple à base de verre ou de matériau polymère. Il peut s’agir également d’un film flexible à base de matériau polymère, notamment apte à être rapporté sur une surface afin de lui conférer des propriétés de réflexion diffuse tout en préservant ses propriétés de transmission.
[0003] Les vitrages connus comprennent les vitrages transparents standards, qui donnent lieu à une transmission et une réflexion spéculaires d’un rayonnement incident sur le vitrage, et les vitrages translucides, qui donnent lieu à une transmission et une réflexion diffuses d’un rayonnement incident sur le vitrage.
[0004] De manière usuelle, la réflexion par un vitrage est dite diffuse lorsqu’un
rayonnement incident sur le vitrage avec un angle d’incidence donné est réfléchi par le vitrage dans une pluralité de directions. La réflexion par un vitrage est dite spéculaire lorsqu’un rayonnement incident sur le vitrage avec un angle
d’incidence donné est réfléchi par le vitrage avec un angle de réflexion égal à l’angle d’incidence. De manière analogue, la transmission à travers un vitrage est dite spéculaire lorsqu’un rayonnement incident sur le vitrage avec un angle d’incidence donné est transmis par le vitrage avec un angle de transmission égal à l’angle d’incidence.
[0005] Un inconvénient des vitrages transparents standards est qu’ils renvoient des reflets nets, à la manière de miroirs, ce qui n’est pas souhaitable dans certaines applications. Ainsi, lorsqu’un vitrage est utilisé pour une fenêtre de bâtiment ou un écran d'affichage, il est préférable de limiter la présence de reflets, qui réduisent la visibilité à travers le vitrage. Des reflets nets sur un vitrage peuvent également générer des risques d’éblouissement, avec des conséquences en termes de sécurité, par exemple lorsque des phares de véhicules se reflètent sur des façades vitrées de bâtiments. Ce problème se pose tout particulièrement pour les façades vitrées d'aéroports. Il est en effet essentiel de limiter au maximum le risque d’éblouissement des pilotes à l'approche des terminaux.
[0006] Par ailleurs, les vitrages translucides, s’ils ont l’avantage de ne pas générer de reflets nets, ne permettent toutefois pas d’avoir une vision claire à travers le vitrage.
[0007] Afin de remédier à ces inconvénients, il est connu de l’état de la technique, dont le document WO2012104547A1 , de mettre en oeuvre un élément en couches transparent à réflexion diffuse qui comprend deux surfaces principales externes lisses, ainsi que :
- deux couches externes, une couche externe inférieure et une couche externe supérieure, qui forment chacune une des deux surfaces principales externes de l’élément en couches et qui sont constituées en des matériaux diélectriques ayant sensiblement le même indice de réfraction, et
- un ensemble laminaire intercalée entre les couches externes, cette couche centrale étant formée soit par une couche unique qui est une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique, soit par un empilement de couches qui comprend au moins une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique,
où chaque surface de contact entre deux couches adjacentes de l’élément en couches qui sont l’une diélectrique et l’autre métallique, ou qui sont deux couches diélectriques d’indices de réfraction différents, est texturée et parallèle aux autres surfaces de contact texturées entre deux couches adjacentes qui sont l’une diélectrique l’autre métallique ou qui sont deux couches diélectriques d’indices de réfraction différents.
[0008] Le substrat transparent peut être constitué, notamment, en polymère
transparent, verre transparent, céramique transparente. Lorsque le substrat transparent est constitué en polymère, il peut être rigide ou flexible. Sous forme de film flexible, un tel substrat transparent est avantageusement muni, sur l’une de ses surfaces principales externes, d’une couche d’adhésif recouverte d’une bande de protection destinée à être retirée pour le collage du film. L’élément en couches sous forme de film flexible est alors apte à être rapporté par collage sur une surface existante, par exemple une surface d’un vitrage, afin de conférer à cette surface des propriétés de réflexion diffuse, tout en maintenant des propriétés de transmission spéculaire.
[0009] Chaque couche externe de l’élément en couches peut être formée par un empilement de couches, pour autant que les différentes couches constitutives de la couche externe soient constituées en des matériaux diélectriques ayant tous sensiblement le même indice de réfraction.
[0010] Au sens de l’invention, on entend par matériau ou couche diélectrique, un matériau ou une couche de conductivité électrique faible, inférieure à 100 S/m.
[0011 ] Le terme « indice » fait référence à l'indice optique de réfraction, mesuré à la longueur d'onde de 550 nm.
[0012] Au sens de l’invention, deux matériaux diélectriques ont sensiblement le
même indice de réfraction, ou ont leurs indices de réfraction sensiblement égaux, lorsque la valeur absolue de la différence entre leurs indices de réfraction à 550 nm est inférieure ou égale à 0,15. De préférence, la valeur absolue de la différence d’indice de réfraction à 550 nm entre les matériaux constitutifs des deux couches externes de l’élément en couches est inférieure à 0,05, encore de préférence inférieure à 0,015.
[0013] Par opposition, deux couches diélectriques ont des indices de réfraction
différents lorsque la valeur absolue de la différence entre leurs indices de réfraction à 550 nm est strictement supérieure à 0,15.
[0014] Dans l’ensemble de la description et en ce qui concerne la composition de l’ensemble laminaire, on distingue les couches métalliques, d’une part, pour lesquelles la valeur de l’indice de réfraction est indifférente, et les couches diélectriques, d’autre part, pour lesquelles la différence d’indice de réfraction par rapport à celui des couches externes est à considérer.
[0015] Au sens de l’invention, la surface de contact entre deux couches adjacentes est l’interface entre les deux couches adjacentes. [0016] Dans le cadre de l’invention, on utilise les définitions suivantes :
- Un élément transparent est un élément à travers lequel il y a une transmission spéculaire de rayonnement au moins dans les domaines de longueurs d’onde utiles pour l’application visée de l’élément. A titre d’exemple, lorsque l’élément est utilisé en tant que vitrage de bâtiment ou de véhicule, il est transparent au moins dans le domaine de longueurs d’onde du visible.
- Une surface lisse est une surface pour laquelle les irrégularités de surface sont de dimensions inférieures à la longueur d’onde du rayonnement incident sur la surface, de sorte que le rayonnement n’est pas dévié par ces irrégularités de surface. Le rayonnement incident est alors transmis et réfléchi de manière spéculaire par la surface.
- Une surface texturée est une surface pour laquelle les irrégularités de surface varient à une échelle plus grande que la longueur d’onde du rayonnement incident sur la surface. Le rayonnement incident est alors transmis et réfléchi de manière diffuse par la surface.
[0017] Le parallélisme des surfaces de contact texturées implique que la ou chaque couche constitutive de l’ensemble laminaire qui est diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes, ou qui est métallique, présente une épaisseur uniforme perpendiculairement aux surfaces de contact de l’ensemble laminaire avec les couches externes. Cette uniformité de l’épaisseur peut être globale sur toute l’étendue de la texture, ou locale sur des tronçons de la texture. En particulier, lorsque la texture présente des variations de pente, l’épaisseur entre deux surfaces de contact texturées consécutives peut changer, par tronçon, en fonction de la pente de la texture, les surfaces de contact texturées restant toutefois toujours parallèles entre elles. Ce cas se présente notamment pour une couche déposée par pulvérisation cathodique, où l’épaisseur de la couche est d’autant plus faible que la pente de la texture augmente. Ainsi, localement, sur chaque tronçon de texture ayant une pente donnée, l’épaisseur de la couche reste constante, mais l’épaisseur de la couche est différente entre un premier tronçon de texture ayant une première pente et un deuxième tronçon de texture ayant une deuxième pente différente de la première pente. [0018] Les Figures 1 à 3 représentent un tel élément en couches transparent connu de l’état de la technique. Pour la clarté du dessin, les épaisseurs relatives des différentes couches n’ont pas été rigoureusement respectées. De plus, la possible variation d’épaisseur de chaque couche constitutive de l’ensemble laminaire en fonction de la pente de la texture n’a pas été représentée sur les figures, étant entendu que cette possible variation d’épaisseur n’impacte pas le parallélisme des surfaces de contact texturées. En effet, pour chaque pente donnée de la texture, les surfaces de contact texturées sont parallèles entre elles.
[0019] Dans toute la description l’élément en couches transparent est considéré posé horizontalement, avec sa première face orientée vers le bas définissant une surface principale externe inférieure et sa seconde face, opposée à la première face, orientée vers le haut définissant une surface principale externe supérieure ; les sens des expressions " au-dessus " et " en-dessous " sont ainsi à considérer par rapport à cette orientation. A défaut de stipulation spécifique, les expressions " au-dessus " et " en-dessous " ne signifient pas nécessairement que les deux couches sont disposées au contact l'un de l'autre. Les termes " inférieur " et " supérieur " sont utilisés ici en référence à ce positionnement.
[0020] Notons que l’expression « compris(e) entre ... et ... » inclut les bornes dans l’intervalle.
[0021 ] L’élément en couches 1 représenté sur la Figure 1 comprend deux couches externes 2 et 4, qui sont constituées en des matériaux diélectriques transparents ayant sensiblement le même indice de réfraction n2, n4. Chaque couche externe 2 ou 4 présente une surface principale lisse, respectivement 2A ou 4A, dirigée vers l'extérieur de l’élément en couches, et une surface principale texturée, respectivement 2B ou 4B, dirigée vers l'intérieur de l’élément en couches.
[0022] Les surfaces externes lisses 2A et 4A de l’élément en couches 1 permettent une transmission spéculaire de rayonnement à chaque surface 2A et 4A, c’est-à- dire l’entrée d’un rayonnement dans une couche externe ou la sortie d’un rayonnement depuis une couche externe sans modification de la direction du rayonnement. [0023] Les textures des surfaces internes 2B et 4B sont complémentaires l'une de l'autre. Comme bien visible sur la Figure 1 , les surfaces texturées 2B et 4B sont positionnées en regard l'une de l'autre, dans une configuration où leurs textures sont strictement parallèles entre elles. L’élément en couches 1 comprend également un ensemble laminaire 3, intercalée en contact entre les surfaces texturées 2 B et 4B.
[0024] Dans la variante montrée sur la Figure 2, l’ensemble laminaire 3 est
monocouche et constituée en un matériau transparent qui est soit métallique, soit diélectrique d'indice de réfraction n3 différent de celui des couches externes 2 et 4. Dans la variante montrée sur la figure 3, l’ensemble laminaire 3 est formée par un empilement transparent de plusieurs couches 31, 32, ... , 3k, où au moins l’une des couches 31 à 3k est soit une couche métallique, soit une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes 2 et 4. De
préférence, au moins chacune des deux couches 31 et 3k situées aux extrémités de l’empilement est une couche métallique ou une couche diélectrique d’indice de réfraction n3i ou n3k différents de celui des couches externes 2 et 4.
[0025] Sur les Figures 1 à 3, on note So la surface de contact entre la couche
externe 2 et l’ensemble laminaire 3, et Si la surface de contact entre l’ensemble laminaire 3 et la couche externe 4. De plus, sur la figure 3, on note
successivement S2 à Sk les surfaces de contact internes de l’ensemble laminaire 3, en partant de la surface de contact la plus proche de la surface So.
[0026] Dans la variante de la Figure 2, du fait de l’agencement de l’ensemble
laminaire 3 en contact entre les surfaces texturées 2B et 4B qui sont parallèles entre elles, la surface de contact So entre la couche externe 2 et l’ensemble laminaire 3 est texturée et parallèle à la surface de contact Si entre l’ensemble laminaire 3 et la couche externe 4. En d’autres termes, l’ensemble laminaire 3 est une couche texturée présentant, au moins localement, une épaisseur e3 uniforme, prise perpendiculairement aux surfaces de contact So et Si .
[0027] Dans la variante de la Figure 3, chaque surface de contact S2, ... , Sk entre deux couches adjacentes de l’empilement constitutif de l’ensemble laminaire 3 est texturée et strictement parallèle aux surfaces de contact So et Si entre les couches externes 2, 4 et l’ensemble laminaire 3. Ainsi, toutes les surfaces de contact So, Si, , Sk entre des couches adjacentes de l’élément 1 qui sont soit de natures différentes, diélectrique ou métallique, soit diélectriques d’indices de réfraction différents, sont texturées et parallèles entre elles. En particulier, chaque couche 31, 32, ... , 3k de l’empilement constitutif de l’ensemble laminaire 3 présente, au moins localement, une épaisseur b3ΐ, b32, ... , e3k uniforme, prise perpendiculairement aux surfaces de contact So, Si, ..., Sk.
[0028] Comme montré sur la Figure 1 , la texture de chaque surface de contact So, Si ou So, Si, ..., Sk de l’élément en couches 1 est formée par une pluralité de motifs en creux ou en saillie par rapport à un plan général p de la surface de contact.
[0029] La Figure 1 illustre le parcours d'un rayonnement, qui est incident sur
l’élément en couches 1 du côté de la couche externe 2. Les rayons incidents Ri arrivent perpendiculairement à la couche externe 2. Comme montré sur la figure 1 , les rayons incidents Ri, lorsqu'ils atteignent la surface de contact So entre la couche externe 2 et l’ensemble laminaire 3, avec un angle d'incidence Q donné, sont réfléchis soit par la surface métallique, soit du fait de la différence d'indice de réfraction à cette surface de contact respectivement entre la couche externe 2 et l’ensemble laminaire 3 dans la variante de la figure 2 et entre la couche externe 2 et la couche 31 dans la variante de la figure 3. Comme la surface de contact So est texturée, la réflexion s'opère dans une pluralité de directions Rr. La réflexion du rayonnement par l’élément en couches 1 est donc diffuse.
[0030] Une partie du rayonnement incident est également réfractée dans l’ensemble laminaire 3. Dans la variante de la figure 2, les surfaces de contact So et Si sont parallèles entre elles, ce qui implique d’après la loi de Snell-Descartes que n2.sin(0) = n4.sin(0’), où Q est l’angle d'incidence du rayonnement sur l’ensemble laminaire 3 à partir de la couche externe 2 et Q’ est l’angle de réfraction du rayonnement dans la couche externe 4 à partir de l’ensemble laminaire 3. Dans la variante de la figure 3, comme les surfaces de contact So, Si, ... , Sk sont toutes parallèles entre elles, la relation n2.sin(0) = n4.sin(0’) issue de la loi de Snell-Descartes reste vérifiée. Dès lors, dans les deux variantes, comme les indices de réfraction n2 et n4 des deux couches externes sont sensiblement égaux l’un à l’autre, les rayons Rt transmis par l’élément en couches sont transmis avec un angle de transmission Q’ égal à leur angle d'incidence Q sur l’élément en couches. La transmission du rayonnement par l’élément en couches 1 est donc spéculaire.
[0031 ] De manière analogue, dans les deux variantes, un rayonnement incident sur l’élément couches 1 du côté de la couche externe 4 est réfléchi de manière diffuse et transmis de manière spéculaire par l’élément en couches, pour les mêmes raisons que précédemment.
[0032] De manière connue, et tel que stipulé dans le document WO2012104547A1 , un élément en couche tel que décrit ci-dessus peut être obtenu via un procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes :
a) on fournit (Si), en tant que couche externe inférieure 2, un substrat transparent dont l’une des surfaces principales 2B est texturée et l’autre surface principale 2A est lisse ;
b) on dépose S2 un ensemble laminaire 3 sur la surface principale texturée 2B de la couche externe inférieure 2 soit lorsque l’ensemble laminaire 3 est formée par une couche unique, qui est une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui de la couche externe 2 ou une couche métallique, en déposant l’ensemble laminaire 3 de manière conforme sur ladite surface principale texturée 2B, soit, lorsque l’ensemble laminaire 3 est formée par un empilement de couches (31, 32, ... , 3k) comprenant au moins une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui de la première couche externe 2 ou une couche métallique, en déposant les couches (31, 32, ... , 3k) de l’ensemble laminaire 3 successivement de manière conforme sur ladite surface principale texturée 2B ; c) on forme (S3) la couche externe supérieure 4 sur la surface principale texturée 3B de l’ensemble laminaire 3 opposée à la couche externe inférieure 2, où les couches externes inférieure 2 et supérieure 4 sont constituées en des matériaux diélectriques ayant sensiblement le même indice de réfraction.
[0033] Le dépôt conforme de l’ensemble laminaire 3, qu’elle soit monocouche ou formée par un empilement de plusieurs couches, doit de préférence être réalisé sous vide, par pulvérisation cathodique assistée par champ magnétique
(pulvérisation dite "cathodique magnétron"). Cette technique permet en particulier de déposer, sur la surface texturée 2B du substrat 2, soit la couche unique de manière conforme, soit les différentes couches de l’empilement successivement de manière conforme à la texture. En d’autres termes, la mise en œuvre de cette technique garantit que les surfaces délimitant les différentes couches sont parallèles entre elles.
[0034] Un vitrage intégrant un élément en couche tel que celui décrit ci-dessus a pour particularité de présenter une apparence uniforme sur l’ensemble de sa surface transparente à réflexion diffuse. Or, certaines applications industrielles requièrent qu’un motif particulier puisse se dégager par réflexion d’une telle surface, pour des considérations techniques et/ou esthétiques.
[0035] Afin de répondre à ce besoin, l’état de la technique, et en particulier le
document WO2012104547A1 , préconise de projeter, sur cette surface à réflexion diffuse, un motif sous forme d’image.
[0036] Un tel système a cependant pour inconvénient de requérir l’utilisation d’un projecteur couplé au vitrage, ce qui de ce fait complexifie signification sa mise en œuvre.
[0037] Il existe donc un besoin de fournir un vitrage comprenant une surface
transparente à réflexion diffuse qui permette de faire ressortir en réflexion un motif distinct, de manière non complexe et autonome.
[0038] La technique proposée permet de répondre à ce besoin. Plus
particulièrement, dans au moins un mode de réalisation, l’invention se rapporte à un élément en couches transparent comprenant au moins une couche externe inférieure et une couche externe supérieure qui forment chacune une surface principale externe lisse de l’élément en couches, et qui sont constituées en des matériaux diélectriques ayant sensiblement le même indice de réfraction, ledit élément en couches étant caractérisé en ce que :
- ledit élément en couches comprend un ensemble laminaire intercalé entre les couches externes et formé d’une pluralité de couches intermédiaires, chaque couche intermédiaire étant soit une couche unique qui est une couche
diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique, soit un empilement de couches qui comprend au moins une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique,
- chaque surface de contact entre deux couches adjacentes de l’élément en couches qui sont l’une diélectrique et l’autre métallique, ou qui sont deux couches diélectriques d’indices de réfraction différents, est texturée et parallèle aux autres surfaces de contact, et
- ledit ensemble laminaire présente en réflexion au moins deux zones adjacentes dont les couleurs sont distinctes l’une de l’autre.
[0039] Dans le présent texte, un ensemble laminaire est par définition formé d’une pluralité de lames déposées successivement sur un support. La notion de couleur regroupe les trois paramètres psychosensoriels mis en jeu dans l’établissement de son apparence visuelle, qui sont la luminosité, la teinte et la saturation, ces deux derniers paramètres pouvant être regroupés dans la notion de chromaticité. En faisant varier indépendamment les uns des autres ces trois paramètres, on peut réaliser toutes les sensations colorées imaginables. Dans ce contexte, les différents systèmes de description d’une couleur, par exemple les espaces colorimétriques de type CIE 1931 ou CIELAB 76 ou les types de coordonnées choisies dans chacun d’eux, ne sont que des façons différentes de définir les trois paramètres qui décrivent cette couleur. A des fins purement descriptives et non limitatives, les couleurs sont définies dans l’ensemble de la description selon l’espace CIELAB 76 (CIE 1976) avec comme source la lumière moyenne du jour (D65), et comme observateur standard l’observateur CIE 2° tel que défini par ses composantes trichromatiques spectrales représentant la réponse chromatique d’un observateur normalisé défini par la CIE en 1931 , et en utilisant les coordonnées cartésiennes (L*, a*, b*) avec L* la clarté
psychométrique (entre 0 et 100), a* la position chromatique sur un axe vert-rouge (entre -500 et 500), et b* la position chromatique sur un axe bleu-jaune (entre - 200 et 200).
[0040] Dans le présent texte, deux couleurs sont dites distinctes lorsque le Delta E, calculé selon les espaces CIELAB 76 (CIE 1976), CIE94, CIEDE 2000 ou CMC 1 :c(1984), est compris entre 4,0 et 5,0, préférentiellement entre 2,0 et 4,0, préférentiellement entre 1 ,0 et 2,0, encore préférentiellement entre 1 ,0 et 2,0. La couleur réfléchie par une zone spécifique de l’ensemble laminaire, considéré selon une vue de face par rapport à l’une des surfaces principales externes (2A, 4A), dépend de la nature des couches intermédiaires (31, 32, ... , 3K) qui le composent, de l’épaisseur respective de ces dernières, de leur procédé de dépôt et/ou de leur ordre d’agencement. Ainsi, et tel que décrit plus en détail dans la description, si entre deux zones (A, B, C, D) de l’ensemble laminaire, au moins un de ces paramètres diffère, la probabilité est grande que ces deux zones (A, B, C, D) présenteront en réflexion des couleurs distinctes l’une de l’autre.
[0041 ] Ainsi, selon un mode de réalisation particulier non illustré, deux couches
intermédiaires (31, 32, ... , 3K) sont de même nature mais diffèrent de par leur épaisseur respective, ou leur procédé de dépôt. Du fait de ces différences, les zones couvertes respectivement par ces couches présenteront en réflexion des couleurs distinctes l’une de l’autre.
[0042] Il est aujourd’hui connu de déterminer par simulation la couleur pouvant être obtenue en réflexion en faisant varier un ou plusieurs de ces paramètres, par exemple via les logiciel de modélisation ODE (WTheiss Hardware and Software), OptiLayer (Thin Films Software) ou Essential MacLeod (Thin Film Center). Le concept nouveau et inventif de l’invention permet à un Homme du Métier, en se fondant sur ses connaissances générales en modélisation d’empilements de couches, de produire un élément en couches transparent faisant ressortir en réflexion un motif distinct, sans pour autant nécessiter la mise en oeuvre d’un système de projection annexe. Ainsi, la simple réflexion de la lumière solaire sur la surface transparente à réflexion diffuse de cet empilement de couches suffit à révéler un tel motif.
[0043] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche intermédiaire, dite « couche motif », recouvre partiellement une autre couche intermédiaire, dite « couche de fond », la portion de recouvrement correspondante formant en réflexion une zone de couleur distincte d’au moins une zone adjacente.
[0044] Dans le présent texte, la notion de « recouvrement » est considérée selon une vue de face par rapport à l’une des surfaces principales externes et n’implique donc aucun ordre d’agencement particulier, l’élément en couches pouvant être considéré depuis une de ses surfaces principales externes, aussi bien que depuis l’autre. Les variations liées à un tel recouvrement sur l’épaisseur, la nature et/ou l’agencement des couches intermédiaires formant l’ensemble laminaire justifient l’obtention dans cette zone de recouvrement d’une couleur distincte en réflexion d’au moins une zone adjacente.
[0045] Selon des modes de réalisations particuliers de l’invention, l’ensemble
laminaire peut comprendre une pluralité d’empilements successifs permettant l’obtention de différents motifs, de couleurs différentes.
[0046] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une première couche
intermédiaire forme une inclusion traversante au sein d’une deuxième couche intermédiaire, et en ce que lesdites première et deuxième couches intermédiaires présentent en réflexion des couleurs distinctes l’une de l’autre.
[0047] En d’autres termes, la portion de la première couche intermédiaire, qui forme une inclusion traversante, correspond au négatif de la deuxième couche intermédiaire.
[0048] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche intermédiaire, préférentiellement ladite couche de fond, est obtenue par pulvérisation
cathodique assistée par champ magnétique (pulvérisation dite "cathodique magnétron") et/ou en ce qu’au moins une couche intermédiaire,
préférentiellement ladite couche motif, est obtenue par sérigraphie.
[0049] Tel que stipulé dans l’état de la technique, dont le document
WO2012104547A1 , l’obtention d’un parallélisme des différentes couches entre elles est rendu complexe, voire impossible, dans le contexte d’un dépôt de l’ensemble laminaire par voie humide, par évaporation sous vide, via un procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et/ou via un procédé sol-gel. Or, le parallélisme des surfaces de contact texturées à l’intérieur de l’élément en couches est essentiel pour obtenir une transmission spéculaire à travers l’élément. Dans le contexte technique spécifique de l’invention, il existe donc dans l’état de la technique une forte incitation d’une part, à privilégier le dépôt de l’ensemble laminaire par pulvérisation cathodique magnétron et d’autre part, à exclure toute autre technique de dépôt réputée pour ne pas permettre l’obtention de couches texturées parallèles entre elles. [0050] Or, contre toute attente, il a été constaté par les inventeurs que le dépôt d’une couche intermédiaire par sérigraphie permet de conserver des propriétés optiques proches de celles des ensembles laminaires pour lesquels cette couche intermédiaire est déposée par pulvérisation magnétron, tant en réflexion qu’en transmission lumineuse. En outre, le dépôt par sérigraphie présente l’avantage d’être relativement aisé à mettre en œuvre, d’un point de vue technique, notamment en comparaison avec le dépôt par pulvérisation cathodique à magnétron.
[0051 ] Dans le contexte du dépôt d’une couche motif qui recouvre partiellement une couche de fond et/ou forme une inclusion traversante au sein de cette dernière, un tel dépôt par sérigraphie est particulièrement avantageux, en ce qu’il rend plus aisé le dépôt local de cette couche motif. A noter qu’un tel dépôt « partiel » de la couche central est très complexe à mettre en œuvre via d’autres procédés de dépôt, dont la pulvérisation cathodique magnétron. Tout au moins, un tel dépôt « partiel » de la couche centrale requiert des moyens techniques considérables, rendant ainsi l’invention plus complexe.
[0052] Plusieurs indices permettent d’identifier qu’une couche, en l’espèce une
couche intermédiaire, a été déposée par sérigraphie. En premier lieu, aucune trame n'est visible si la couche a été disposée en « aplats ». De plus, si l'on observe le bord d’une couche sérigraphiée, il est parfois possible d’y déceler de légères hachures en zigzag. Ce défaut observé est nommé dent de scie et est provoqué par l’orientation des mailles du tissu par rapport au cadre de l’écran pendant l'impression.
[0053] Selon un mode de réalisation particulier, ladite couche intermédiaire obtenue par sérigraphie est une couche dense obtenue par durcissement d’une solution sol-gel et comprenant après ledit durcissement préférentiellement des grains d’au moins un oxyde métallique, préférentiellement de l’oxyde de titane.
[0054] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche externe est absorbante dans le domaine du visible.
[0055] Une telle couche présente donc une couleur sombre, ce qui permet :
- d’accroître l’effet visuel de la réflexion du côté où le substrat est clair, depuis lequel l’observateur ne perçoit que très peu la lumière transmise et beaucoup la lumière réfléchie,
- d’atténuer les différences de couleurs en transmission du côté du substrat sombre, depuis lequel l’observateur perçoit peu la lumière réfléchie, l’essentiel étant absorbé, mais beaucoup la lumière transmise en raison de l’unique passage réalisé par la lumière transmise au travers de l’élément sombre, au lieu de deux pour la lumière réfléchie. La présence d’une couche sombre permet ainsi de lisser les différences de couleurs en transmission entre les différentes zones.
[0056] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche intermédiaire, préférentiellement ladite couche de fond, présente une valeur de saturation nulle.
[0057] Un point ayant une valeur de saturation nulle sera gris, blanc ou noir, selon la clarté. Dans le contexte d’une application dans un système optique à fonction verrière, une zone de saturation nulle en transmission ne présente aucune teinte, et a donc pour avantage de ne pas altérer la teinte des rayons lumineux transmis depuis l’extérieur.
[0058] Selon un mode de réalisation alternatif, la valeur ciblée de chromaticité a une saturation non nulle et correspond donc à une couleur particulière à obtenir en transmission et/ou en réflexion, que cela soit sur le fondement de motivations d’ordre technique et/ou esthétique.
[0059] Selon un mode de réalisation particulier, les couches intermédiaires sont toutes conductrices.
[0060] Une fonctionnalité ou en d’autres termes, un usage supplémentaire, peut alors être ajoutée. La fonction principale visée ici étant la fonction « contrôle solaire », c’est-à-dire présentant une transmission énergétique faible. La fonction contrôle solaire est obtenue traditionnellement avec au moins une couche conductrice (Argent, ITO, TiN, ... ), et présente alors une forte réflexion dans l’infrarouge (800-2500 nm) tout en préservant la transparence dans le visible. Cependant la fonction peut aussi être obtenue avec au moins une couche absorbante : soit sur tout le spectre solaire, soit uniquement dans l’infrarouge (800-2500nm). [0061 ] L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un élément en couches comprenant les étapes suivantes :
a) on fournit une couche externe inférieure dont l’une des surfaces principales est texturée et l’autre surface principale est lisse ;
b) on dépose successivement et de manière conforme une pluralité de couches intermédiaires sur ladite surface principale texturée, chaque couche intermédiaire étant soit une couche unique qui est une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique, soit un empilement de couches qui comprend au moins une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique, lesdites couches intermédiaires formant après dépôt un ensemble laminaire qui présente en réflexion au moins deux zones adjacentes dont les couleurs sont distinctes ;
c) on forme une couche externe supérieure sur la surface principale texturée de l’ensemble laminaire opposée à la couche externe inférieure, où les couches externes inférieure et supérieure sont constituées en des matériaux diélectriques ayant sensiblement le même indice de réfraction.
[0062] Dans le contexte de l’invention, le dépôt successif et conforme d’une pluralité de couches intermédiaires permet de s’assurer que chaque surface de contact entre deux couches adjacentes de l’élément en couches qui sont l’une
diélectrique et l’autre métallique, ou qui sont deux couches diélectriques d’indices de réfraction différents, est texturée et parallèle aux autres surfaces de contact.
[0063] Selon un mode de réalisation particulier, l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire comprend au moins :
- le dépôt d’une première couche intermédiaire dite « couche de fond », puis
- le dépôt d’une deuxième couche intermédiaire dite « couche motif », de sorte que cette couche motif recouvre partiellement ladite couche de fond, et que la portion de recouvrement correspondante forme en réflexion une zone de couleur distincte d’au moins une zone adjacente.
[0064] Selon un mode de réalisation particulier, l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire comprend au moins :
- le dépôt d’une première couche intermédiaire dite « couche de fond », de sorte qu’elle comprend une lumière traversante, puis
- le dépôt d’une deuxième couche intermédiaire dite « couche motif », dont au moins une portion est déposée dans ladite lumière traversante de la couche de fond, de sorte que cette couche motif forme une inclusion traversante au sein de ladite couche de fond, lesdites première et deuxième couches intermédiaires présentant en réflexion des couleurs distinctes l’une de l’autre.
[0065] Selon un mode de réalisation particulier, au cours de l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire, au moins une couche intermédiaire, préférentiellement une couche de fond, est déposée par pulvérisation cathodique à magnétron.
[0066] Selon un mode de réalisation particulier, au cours de l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire, au moins une couche intermédiaire, préférentiellement une couche de fond, est déposée par sérigraphie et comprend :
b1 ) Le positionnement d’un écran de sérigraphie en regard de la surface principale texturée de la couche externe inférieure, et/ou d’une autre couche intermédiaire de l’ensemble laminaire,
b2) Le dépôt sur l’écran de sérigraphie et son transfert sur le substrat,
préférentiellement à l’aide d’une racle, d’une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou d’une couche métallique.
[0067] Selon un mode de réalisation particulier, on forme l’ensemble laminaire en déposant, sur la surface principale texturée de la couche externe inférieure, une couche qui se présente initialement dans un état visqueux adapté à des opérations de mise en forme.
[0068] La couche déposée initialement dans un état visqueux, liquide ou pâteux peut être une couche de matériau photoréticulable et/ou photopolymérisable. De préférence, ce matériau photoréticulable et/ou photopolymérisable se présente sous forme liquide à température ambiante et donne, lorsqu'il a été irradié et photoréticulé et/ou photopolymérisé, un solide transparent dépourvu de bulles ou de toute autre irrégularité. Il peut s’agir en particulier d’une résine telle que celles habituellement utilisées comme adhésifs, colles ou revêtements de surface. Ces résines sont généralement à base de monomères/ comonomères/ pré-polymères de type époxy, époxysilane, acrylate, méthacrylate, acide acrylique, acide méthacrylique. On peut citer par exemple les résines thiolène, polyuréthane, uréthane-acrylate, polyester-acrylate. Au lieu d’une résine, il peut s’agir d’un gel aqueux photoréticulable, tel qu’un gel de polyacrylamide.
[0069] Selon un mode de réalisation particulier, on forme l’ensemble laminaire en déposant, sur la surface principale texturée de la couche externe inférieure, une solution sol-gel comprenant préférentiellement un précurseur d’un oxyde de titane, préférentiellement du tétraisopropanolate de titane, puis en durcissant cette solution sol-gel.
[0070] Le procédé sol-gel consiste, dans un premier temps, à préparer une solution dite « solution sol-gel » contenant des précurseurs qui donnent lieu en présence d'eau à des réactions de polymérisation. Lorsque cette solution sol-gel est déposée sur une surface, de par la présence d’eau dans la solution sol-gel ou au contact de l'humidité ambiante, les précurseurs s'hydrolysent et se condensent pour former un réseau emprisonnant le solvant. Ces réactions de polymérisation entraînent la formation d'espèces de plus en plus condensées, qui conduisent à des particules colloïdales formant des sols puis des gels. Le séchage et la densification de ces gels, à une température de l’ordre de quelques centaines de degrés, conduit, en présence de précurseur à base de silice, à une couche sol- gel correspondant à un verre dont les caractéristiques sont semblables à celles d’un verre classique.
[0071 ] Du fait de leur viscosité, les solutions sol-gel, sous forme d’une solution
colloïdale ou d’un gel, peuvent être déposées de manière aisée sur la surface principale texturée de l’ensemble laminaire opposée à la première couche externe, en se conformant à la texture de cette surface.
[0072] Le choix spécifique d’une couche sol-gel pour former l’ensemble laminaire de l’élément en couches permet d’ajuster précisément son indice optique afin d’ajuster sa réflectivité, de rajouter une composante donnant un aspect coloré à la couche sol-gel, d’appliquer l’ensemble laminaire sur des surfaces complexes de tailles diverses et sans nécessiter d'équipement lourd, et d'obtenir des dépôts homogènes en surface, en composition et en épaisseur. [0073] En particulier, les inventeurs ont découvert de façon surprenante que l’utilisation spécifique d’une couche sol-gel particulière pour former l’ensemble laminaire de l’élément en couches permet de préparer facilement des éléments en couches transparents à réflexion diffuse d’indice optique donné, avec une précision de 0,015. La couche sol-gel de l’invention présente, en fonction des proportions des différents composés précurseurs la constituant, un indice de réfraction ajustable. Il est donc possible d’ajuster avec précision l’indice de réfraction de façon à ajuster sa réflectivité.
[0074] La formulation flexible en terme d’indice de la couche sol-gel de l’invention permet d’obtenir des éléments en couches transparents présentant une qualité constante en terme de performance optique, peu importe la provenance du substrat ou la nature du substrat. De plus, il est également possible d’utiliser comme couche externe inférieure des substrats en plastique ayant un indice significativement plus élevé.
[0075] Pour ajuster avec précision l’indice de réfraction de la couche sol-gel, on modifie les proportions d’oxydes métalliques provenant de la matrice ou dispersées sous forme de particules. En règle générale, les oxydes métalliques ont un indice de réfraction plus élevé que celui de la silice. En augmentant les proportions d’oxyde métallique, on augmente l’indice de réfraction de la couche sol-gel.
[0076] Il est donc possible de déterminer théoriquement l’indice de réfraction d’une couche sol-gel en fonction des composés principaux la constituant et ainsi de déterminer théoriquement la formulation d’une solution sol-gel qui permettra d’obtenir après durcissement à une couche sol-gel présentant l’indice de réfraction requis.
[0077] Selon un mode de réalisation particulier, la température de séchage de la solution sol-gel, est comprise entre 0 et 200°C, de préférence entre 100°C et 150°C, de préférence entre 110°C et 130°C.
[0078] Selon un mode de réalisation particulier, l’ensemble laminaire est déposée à l’aide d’un écran de sérigraphie équipé d’un tamis dont le nombre de fils par cm est compris entre 50 et 150, préférentiellement entre 75 et 125, préférentiellement entre 85 et 115, préférentiellement entre 90 et 110, préférentiellement entre 95 et 105, préférentiellement entre 99 et 101 , et dont le diamètre de fil en micromètres est compris entre 24 et 72, préférentiellement entre 36 et 60, préférentiellement entre 42 et 54, préférentiellement entre 45 et 51 , préférentiellement entre 47 et 49.
[0079] De manière connue, le nombre de fils et leur diamètre permettent de définir la taille de maille du tamis. Cette taille de maille a une influence directe sur l’épaisseur du motif imprimé par sérigraphie ainsi que sur le niveau de résolution du design.
[0080] L’utilisation d’un tamis présentant la sélection de nombre de fils et de
diamètre de fil spécifiée ci-dessus permet de déposer un ensemble laminaire dont l’épaisseur permet à l’ensemble laminaire une fois durcie, et plus
généralement à l’élément en couche, de satisfaire l’ensemble des critères techniques cités dans la présente description.
[0081 ] Selon un mode de réalisation particulier, l’ensemble laminaire telle que
déposée présente une épaisseur supérieure à la valeur pic à vallée de la surface principale texturée de la couche externe inférieure.
[0082] Dans l’ensemble de la description, l’épaisseur définie entre le creux le plus bas et la saillie ou crête la plus haute correspond à la valeur appelée pic à vallée (« Pic to valley »). Selon l’invention, l’épaisseur de l’ensemble laminaire telle que déposée est définie à partir du creux le plus bas de la surface principale texturée de la couche externe inférieure.
[0083] Le dépôt d’un ensemble laminaire dont l’épaisseur est supérieure à cette valeur pic à vallée permet de s’assurer que la totalité de la portion de surface texturée de la couche externe inférieure à recouvrir est effectivement enduite. Après durcissement, l’ensemble laminaire devrait ainsi recouvrir la totalité de cette portion de surface texturée.
[0084] Selon un mode de réalisation particulier, on forme la couche externe
supérieure en déposant, sur la surface principale texturée de l’ensemble laminaire opposée à la couche externe inférieure :
- soit une couche qui a sensiblement le même indice de réfraction que la couche externe inférieure et qui se présente initialement dans un état visqueux adapté à des opérations de mise en forme,
- soit une couche à base de matériau polymère, adaptée pour être conformée contre la surface principale texturée de l’ensemble laminaire par
compression/chauffage.
[0085] Selon un mode de réalisation particulier, le procédé de fabrication comprend une étape subséquente au dépôt de l’ensemble laminaire de recuisson de cet ensemble laminaire à une température supérieure à 550°C, préférentiellement supérieure à 600°C.
[0086] Une telle sélection de température minimum permet de limiter le temps de recuisson, et donc d’améliorer la résistance chimique de l’élément recuit, tout en limitant les risques d’évolution chromatique de ce dernier au cours de l’étape de recuisson.
[0087] L’invention concerne également un vitrage pour véhicule, pour bâtiment, pour mobilier urbain, pour ameublement intérieur, pour écran d'affichage, et/ou pour système Head Up Display, ledit vitrage comprenant un tel élément en couches, ladite couche intermédiaire de motif étant adaptée pour révéler un motif donné en réflexion et/ou transmission.
[0088] Le vitrage selon l’invention est, susceptible d’être utilisé pour toutes
applications connues de vitrages, telles que pour véhicules, bâtiments, mobilier urbain, ameublement intérieur, éclairage, écrans d'affichage, etc. Il peut s’agir également d’un film flexible à base de matériau polymère, notamment apte à être rapporté sur une surface afin de lui conférer des propriétés de réflexion diffuse tout en préservant ses propriétés de transmission.
[0089] L’élément en couches à forte réflexion diffuse de l’invention peut être utilisé dans un système de visualisation dit tête haute, ou "Head Up Display" (HUD).
[0090] Dans le présent texte, on entend par HUD un système permettant d’afficher des informations projetées sur un vitrage, en général le pare-brise du véhicule, qui se réfléchissent vers le conducteur ou l’observateur. De tels systèmes HUD sont notamment utiles dans les cockpits d’avion, les trains, mais aussi aujourd’hui dans les véhicules automobiles des particuliers (voitures, camions, etc.). Ces systèmes permettent d'informer le conducteur du véhicule sans que celui-ci éloigne son regard du champ de vision en avant du véhicule, ce qui permet d’accroître grandement la sécurité.
[0091 ] Dans le contexte de l’invention, une image réelle est formée au niveau de l’écran (et non au niveau de la route). Le conducteur doit donc « refocaliser » son regard sur le pare-brise pour lire l’information.
[0092] On note que, dans les systèmes HUD de l’état de la technique, une image virtuelle est obtenue en projetant les informations sur un vitrage (notamment un pare-brise) ayant une structure feuilletée en coin formée de deux feuilles de verre et d'un intercalaire en matière plastique. Un inconvénient de ces systèmes existants est que le conducteur observe alors une image double, une première image réfléchie par la surface du vitrage orientée vers l'intérieur de l'habitable et une seconde image par réflexion de la surface extérieure du vitrage, ces deux images étant légèrement décalées l'une par rapport à l'autre. Ce décalage peut perturber la vision de l'information.
[0093] L’invention permet de remédier à ce problème. En effet, lorsque l’élément en couches est intégré dans un système HUD, en tant que vitrage ou en tant que film flexible rapporté sur la surface principale du vitrage qui reçoit le rayonnement de la source de projection, la réflexion diffuse sur la première surface de contact texturée rencontrée par le rayonnement dans l’élément en couches peut être nettement plus élevée que la réflexion sur les surfaces externes en contact avec l’air. Ainsi, on limite la double réflexion en favorisant la réflexion sur la première surface de contact texturée de l’élément en couches.
[0094] L’invention concerne également un procédé de projection ou de
rétroprojection selon lequel on dispose d’un tel vitrage, utilisé comme écran de projection ou de rétroprojection et d’un projecteur, ledit procédé consistant à projeter grâce au projecteur des images visibles par des spectateurs sur l’un des côtés dudit vitrage.
[0095] Selon un mode de réalisation particulier, l’élément en couches transparent présente :
- un flou en transmission mesuré selon la norme ASTM D 1003 inférieur à 10%, de préférence inférieur à 7%, de préférence inférieur à 3%,
- une clarté mesurée au Haze-Gard plus de BYK supérieure à 93%, de préférence supérieur à 95% et préférence supérieure à 98%.
[0096] Selon un mode de réalisation particulier, l’épaisseur de la couche externe inférieure est de préférence comprise entre 1 pm et 12 mm et varie selon le choix du matériau diélectrique.
[0097] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche externe est un verre texturé d’un seul côté et a une épaisseur comprise entre 0,4 et 10 mm, de préférence entre 0,7 et 4 mm.
[0098] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche externe est en polymère texturé d’un seul côté, par exemple un film plastique, et a une épaisseur comprise entre 0,020 et 2,000 mm, de préférence entre 0,025 et 0,500 mm.
[0099] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche externe est constituée d’un intercalaire thermoplastique, préférentiellement du
polyvinylbutyral (PVB), et a une épaisseur comprise entre 0,1 et 1 ,0 mm.
[0100] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche externe est constituée d’une couche de matériaux diélectrique et a une épaisseur comprise entre 0,2 et 20 pm, de préférence entre 0,5 et 2 pm.
[0101 ] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche externe
comprend des matériaux durcissables initialement dans un état visqueux, liquide ou pâteux, qui sont adaptés à des opérations de mise en forme et ont une épaisseur comprise entre 0,5 et 100 pm, de préférence entre 0,5 et 40 pm, de préférence entre 0,5 et 15 pm.
[0102] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche externe
comprend des matériaux photoréticulables et/ou photopolymérisables qui ont une épaisseur comprise entre 0,5 et 20 pm, de préférence entre 0,7 et 10 pm.
[0103] Selon un mode de réalisation particulier, chaque couche externe de l’élément en couches est formée d’un empilement de sous-couches constituées en des matériaux ayant tous sensiblement le même indice optique. De manière alternative, l’interface entre ces sous-couches peut être soit lisse, soit texturée. [0104] Le choix de l’épaisseur de l’ensemble laminaire dépend d’un certain nombre de paramètres. De manière générale, on considère que l’épaisseur totale de l’ensemble laminaire est comprise entre 5 et 200 nm et l’épaisseur d’une couche intermédiaire de l’ensemble laminaire est comprise entre 1 et 200 nm.
[0105] Selon un mode de réalisation particulier, l’ensemble laminaire est une couche métallique dont l’épaisseur est comprise entre 5 et 40 nm, préférentiellement entre 6 et 30 nm et encore préférentiellement entre 6 et 20 nm.
[0106] Selon un mode de réalisation particulier, l’ensemble laminaire est une couche diélectrique, par exemple de Ti02, et présente une épaisseur comprise entre 20 et 100 nm, et encore préférentiellement entre 45 et 75 nm et/ou un indice de réfraction compris entre 2,2 et 2,4.
[0107] Selon un mode de réalisation particulier, les couches de nature sol-gel sont déposées par un procédé de sérigraphie et ont une épaisseur avant recuit/à l’état liquide comprise entre 0,5 et 50 pm, de préférence entre 5 et 25 pm, de préférence entre 10 et 15 pm.
[0108] Selon le mode de réalisation particulier de l’invention, l’ensemble laminaire est déposé sur une portion seulement de la surface principale texturée de la couche externe inférieure. Les couches de fond et de motif ne sont donc apportées que sur cette portion de la couche externe inférieure.
[0109] Selon un mode de réalisation particulier, les surfaces principales externes lisses de l’élément en couches et/ou les surfaces principales externes lisses du vitrage sont planes ou bombées et de préférence, ces surfaces principales externes lisses sont parallèles entre elles. Cela contribue à limiter la dispersion lumineuse pour un rayonnement traversant l’élément en couches, et donc à améliorer la netteté de la vision à travers l’élément en couches.
[0110] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des figures annexées, pour lesquelles :
[0111 ] [Fig. 1 ] la figure 1 est une coupe transversale schématique d’un élément en couches connu de l’état de la technique ; [0112] [Fig. 2] la figure 2 est une vue à plus grande échelle du détail I de la figure 1 pour une première variante de l’élément en couches connu de l’état de la technique ;
[0113] [Fig. 3] la figure 3 est une vue à plus grande échelle du détail I de la figure 1 pour une deuxième variante de l’élément en couches connu de l’état de la technique ; et
[0114] [Fig. 4] la figure 4 est un diagramme de flux illustrant les différentes étapes d’un procédé de fabrication d’un élément en couches selon un mode de réalisation particulier de l’invention ;
[0115] [Fig. 5] la figure 5 est une coupe transversale schématique d’un élément en couches selon un mode de réalisation particulier de l’invention ;
[0116] Les différents éléments illustrés par les figures ne sont pas nécessairement représentés à l’échelle réelle, l’accent étant davantage porté sur la représentation du fonctionnement général de l’invention.
[0117] Sur les différentes figures, sauf indication contraire, les numéros de référence qui sont identiques représentent des éléments similaires ou identiques.
[0118] Plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention sont présentés par la suite. Il est entendu que la présente invention n’est nullement limitée par ces modes de réalisation particuliers et que d’autres modes de réalisation peuvent parfaitement être mis en œuvre.
[0119] Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, et tel qu’illustré par la figure 4, le procédé de fabrication d’un élément en couches comprend les étapes suivantes :
a) on fournit une couche externe inférieure (2) dont l’une des surfaces principales (2B) est texturée et l’autre surface principale (2A) est lisse ;
b) on dépose successivement et de manière conforme une pluralité de couches intermédiaires (31, 32, ... , 3K) sur ladite surface principale texturée (2B), chaque couche intermédiaire (31, 32, ... , 3K) étant soit une couche unique qui est une couche diélectrique d’indice de réfraction (n3) différent de celui des couches externes ou une couche métallique, soit un empilement de couches (31, 32, ... ,
3k) qui comprend au moins une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique, lesdites couches intermédiaires (31, 32, ... , 3K) formant après dépôt un ensemble laminaire (3) qui présente en réflexion au moins deux zones adjacentes (A, B... ) dont les couleurs sont distinctes ;
c) on forme une couche externe supérieure (4) sur la surface principale texturée (3B) de l’ensemble laminaire (3) opposée à la couche externe inférieure (2), où les couches externes inférieure (2) et supérieure (4) sont constituées en des matériaux diélectriques ayant sensiblement le même indice de réfraction.
[0120] Des exemples de substrats en verre directement utilisables en tant que
couche externe de l’élément en couches, comprennent :
- les substrats en verre commercialisés par la société Saint-Gobain Glass dans la gamme SATINOVO®, qui sont déjà texturés et présentent sur l’une de leurs surfaces principales une texture obtenue par sablage ou attaque acide ;
- les substrats en verre commercialisés par la société Saint-Gobain Glass dans la gamme ALBARINO® S, P ou G ou dans la gamme MASTERGLASS®, qui présentent sur l’une de leurs surfaces principales une texture obtenue par laminage,
- les substrats en verre à haut indice texturés par sablage tel que du verre flint par exemple commercialisés par la société Schott sous les références SF6 (n=1 ,81 ), 7SF57 (n=1 ,85), N-SF66 (n=1 ,92), P-SF68 (n=2,00).
[0121 ] Des exemples de couches centrales pouvant être intercalées entre les
couches externes comprennent les couches minces diélectriques, choisi parmi les oxydes, nitrures ou halogénures d’un ou plusieurs métaux de transition, non- métaux ou métaux alcalino-terreux, notamment des couches de Si3N4, Sn02, ZnO, Zr02, SnZnOx, AIN, NbO, NbN, Ti02, Si02, AI203, MgF2, AIF3, ou de couches minces métalliques, notamment des couches d’argent, d’or, de cuivre, de titane, de niobium, de silicium, d’aluminium, d’alliage nickel-chrome (NiCr), d’acier inoxydable, ou d’alliages de ces métaux.
[0122] La texturation de l’une des surfaces principales des couches externes peut être obtenue par tout procédé connu de texturation, par exemple par embossage de la surface du substrat préalablement chauffée à une température à laquelle il est possible de la déformer, en particulier par laminage au moyen d’un rouleau ayant à sa surface une texturation complémentaire de la texturation à former sur le substrat ; par abrasion au moyen de particules ou de surfaces abrasives, en particulier par sablage ; par traitement chimique, notamment traitement à l’acide dans le cas d’un substrat en verre ; par moulage, notamment moulage par injection dans le cas d’un substrat en polymère thermoplastique ; par gravure.
[0123] Les motifs de la texture de chaque surface de contact entre deux couches adjacentes de l’élément en couches qui sont l’une diélectrique et l’autre métallique, ou qui sont deux couches diélectriques d’indices de réfraction différents, peuvent être répartis de manière aléatoire sur la surface de contact.
En variante, les motifs de la texture de chaque surface de contact entre deux couches adjacentes de l’élément en couches qui sont l’une diélectrique et l’autre métallique, ou qui sont deux couches diélectriques d’indices de réfraction différents, peuvent être répartis de manière périodique sur la surface de contact. Ces motifs peuvent être, notamment, des cônes, des pyramides, des rainures, des nervures, des vaguelettes.
[0124] La figure 5 illustre un mode de réalisation particulier de l’invention, dans
lequel l’élément en couches (1 ) comprend un ensemble laminaire (3) intercalé entre les couches externes (2, 4) et formé de 4 (quatre) couches intermédiaires (31, 32, 33 et 3k), chaque couche intermédiaire étant dans le cas d’espèce une couche unique diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes, les surfaces de contact des couches intermédiaires (31, 32, 33 et 3k) et des couches externes (2, 4) étant toutes texturées et parallèles entre elles afin de présenter des propriétés satisfaisantes de transparence et de réflexion diffuse.
[0125] Plus précisément, l’ensemble laminaire (3) représenté en coupe par la figure 5 est divisé en 6 (six) zones (A, ... , F), chaque zone présentant en réflexion une couleur distincte de celle des zones adjacentes.
[0126] Ainsi, dans les zones A, B et D, les caractéristiques colorimétriques de
l’ensemble laminaire (3) en réflexion sont dictées par la nature et l’épaisseur des couches intermédiaires 31 et 32. Notons à ce propos que les zones A et D présentent en réflexion la même couleur, bien que ces deux zones ne soient pas adjacentes. La zone C est une portion de recouvrement des couches
intermédiaires 31 et 32. Compte tenu de son épaisseur totale, et de l’agencement particulier de ces couches, cette zone B présente en réflexion une couleur distincte de celle des zones adjacentes B et D. A noter de plus que cette zone C présente une couleur différente en réflexion selon qu’elle soit observée depuis le dessus l’élément en couche 1 , ou depuis le dessous. De même, la zone F est caractérisée par le recouvrement des couches intermédiaires 31 et 33, et la zone E est caractérisée par le recouvrement des couches 31, 33 et 3k.
[0127] Selon un mode de réalisation alternatif, non illustré, les 4 (quatre) couches intermédiaires (31, 32, 33 et 3K) sont toutes de même nature. Si les épaisseurs diffèrent d’une couche intermédiaire (31, 32, 33 et 3K) à une autre, chaque zone présente en conséquence une couleur différente en réflexion. En revanche, si les épaisseurs des couches intermédiaires sont identiques, on obtient une première couleur dans les zones A, B et D, une deuxième couleur dans les zones B et F, et une troisième couleur dans la zone E.
[0128] Selon le mode de réalisation particulier illustré par la figure 5, l’ensemble laminaire (3) est déposé sur une portion seulement de la surface principale texturée de la couche externe inférieure (2). Les couches de fond et de motif ne sont donc apportées que sur cette portion de la couche externe inférieure. Dans les zones non recouvertes par cet ensemble laminaire, le ratio de transmission lumineuse est augmenté. De manière générale, l’élément en couche présente donc une transmittance plus élevée.
[0129] Selon un mode de réalisation alternatif, non représenté, l’ensemble laminaire (3) est déposé sur la totalité de la surface principale texturée de la couche externe inférieure (2).
[0130] Selon un mode de réalisation particulier, deux passes de dépôts sont
réalisées par magnétron. Un masque est alors introduit dans l’enceinte de dépôt pour au moins un des 2 (deux) dépôts.
[0131 ] Selon un mode de réalisation alternatif, deux passes de dépôts sont réalisées par voie liquide. En particulier, selon un mode de réalisation particulier de l’invention, l’étape b) de dépôt est réalisée par sérigraphie et comprend :
b1 )Le positionnement d’un écran de sérigraphie en regard de la surface principale texturée (2B) de la couche externe inférieure (2), b2)Le dépôt sur l’écran de sérigraphie et son transfert sur le substrat , à l’aide d’un racle, d’une couche diélectrique d’indice de réfraction (n3) différent de celui des couches externes ou d’une couche métallique.
[0132] Des exemples de polymères appropriés pour le substrat transparent
comprennent, notamment, les polyesters tels que le polyéthylène téréphtalate (PET), le polybutylène téréphtalate (PBT), le polyéthylène naphtalate (PEN) ; les polyacrylates tels que le polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ; le
polycarbonate ; le polyuréthane ; les polyamides ; les polyimides ; les polymères fluorés tels que l’éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), le polyfluorure de vinylidène (PVDF), le polychlorotrifluoréthylène (PCTFE), l’éthylène de chlorotrifluoréthylène (ECTFE), les copolymères éthylène-propylène fluorés (FEP) ; les résines photoréticulables et/ou photopolymérisables, telles que les résines thiolène, polyuréthane, uréthane-acrylate, polyester-acrylate.
[0133] La demande de brevet FR 1854691 , déposée le 31 mai 2018 au nom de SAINT-GOBAIN GLASS France, démontre, par des mesures comparatives de topographie de surface, de gain, de transmission lumineuse, de flou en transmission et de la clarté, que le dépôt d’une couche intermédiaire par sérigraphie permet de conserver des propriétés optiques proches de celles des ensembles laminaires pour lesquels cette couche intermédiaire est déposée par pulvérisation magnétron, tant en réflexion qu’en transmission lumineuse.
[0134] Afin de de mettre en évidence l’influence que peuvent avoir la nature des couches intermédiaires, leur épaisseur respective, leur procédé de dépôt et/ou de leur ordre d’agencement sur les caractéristiques colorimétriques de l’ensemble laminaire formé par ces couches intermédiaires, une série d’essais a été réalisée avec un élément en couche transparent comprenant l’empilement suivant :
- une couche externe inférieure 2 : substrat texturé en verre clair ou extra-clair au moins en partie texturé, par exemple un verre de type SGG Satinovo
commercialisé par Saint-Gobain Glass, d’une épaisseur de 4 mm, ayant au niveau de sa surface texturée une hauteur pics/vallée (Rz) environ égale 10,6 pm, mesurée avec filtre passe bande 15-800 microns (ET 0.9 - mini 8 - maxi 13.4 pour une surface mesurée de 2x2 mm2), - un ensemble laminaire 3 dont la composition varie en fonction des échantillons étudiés, tel que décrit plus en détail dans la suite de la description,
- une couche externe supérieure 4 : feuillet intercalaire, par exemple en PVB, qui a sensiblement le même indice de réfraction que la couche externe inférieure 2, et qui se conforme à la texture de la surface principale texturée 3B de l’ensemble laminaire 3.
[0135] Selon un mode de réalisation particulier, le feuillet intercalaire 4 est calandré par sa surface externe à un substrat plan en verre clair ou extra-clair, par exemple un verre de type SGG Planilux commercialisé par Saint-Gobain. Trois échantillons ont été analysés en fonction des caractéristiques de l’ensemble laminaire 3 faisant office de couche centrale.
[0136] Un premier échantillon dit « magnetron » comprend un ensemble laminaire 3 déposé exclusivement par magnétron, et formé de l’empilement d’une première couche d’oxyde de titane (Ti02) de 65 nm, d’une couche de nitrure de silicium (SiN) de 55 nm, et d’une deuxième couche d’oxyde de titane (Ti02) de 385 nm d’épaisseur.
[0137] Un deuxième échantillon dit « Lustreflex + magnetron » comprend une
couche sol-gel obtenue par durcissement d’une solution sol-gel comprenant du tétraisopropanolate de titane, par exemple une solution de type LustReflex Silver commercialisée par Ferro et décrite dans le document W02005063645, ladite couche durcie ayant une épaisseur d’environ 75 nm et étant constituée en majorité de grains de dioxyde de titane, selon une fraction volumique supérieure à 95%, préférentiellement supérieure à 97%. Cette couche sol-gel est recouverte de l’empilement Ti02/SiN/Ti02 décrit ci-dessus, et déposé par magnétron.
[0138] Un troisième échantillon dit « magnétron + Lustreflex » est l’inverse du
deuxième échantillon. Il est ainsi formé par l’empilement Ti02/SiN/Ti02 décrit ci- dessus, sur lequel est déposé une solution de type LustReflex dont l’épaisseur durcie est d’environ 75 nm.
[0139] Sur la base des profils verticaux de chacun de ces trois échantillons, les
valeurs de réflexion lumineuse (RL) dans le visible en %, mesurée selon la norme NF EN 410 (illuminant D65 ; 2° Observateur), ainsi que les caractéristiques colorimétriques en réflexion de ces trois échantillons, définies par les coordonnées cartésiennes (L*, a*, b*) de l’espace CIELAB 76 (CIE 1976), avec comme source la lumière moyenne du jour (D65), ont été mesurées et sont compilées dans le tableau 1 ci-dessous.
[0140] [Tableaux 1 ]
[0141 ] On observe une différence de couleur en réflexion entre, d’une part, le
premier échantillon dit « magnetron » et, d’autre part, les deuxième et troisième échantillons, qui comprennent une couche LustReflex additionnelle.
[0142] Les deuxième et troisième échantillons diffèrent l’un de l’autre de par
l’agencement de cette couche LustReflex par rapport à la couche magnétron. De ce fait, la couleur obtenue en réflexion varie significativement entre ces deux échantillons.

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] [1. Elément en couches (1 ) transparent comprenant au moins une couche externe inférieure (2) et une couche externe supérieure (4) qui forment chacune une surface principale externe (2A, 4A) lisse de l’élément en couches (1 ), et qui sont constituées en des matériaux
diélectriques ayant sensiblement le même indice de réfraction (n2, n4), ledit élément en couches (1 ) étant caractérisé en ce que :
- ledit élément en couches (1 ) comprend un ensemble laminaire (3) intercalé entre les couches externes (2, 4) et formé d’une pluralité de couches intermédiaires (31, 32, ... , 3K), chaque couche intermédiaire (3K) étant soit une couche unique qui est une couche diélectrique d’indice de réfraction (n3) différent de celui des couches externes ou une couche métallique, soit un empilement de couches (31, 32, ... , 3K) qui comprend au moins une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique,
- chaque surface de contact (So, Si , ... , Sk) entre deux couches adjacentes de l’élément en couches qui sont l’une diélectrique et l’autre métallique, ou qui sont deux couches diélectriques d’indices de réfraction différents, est texturée et parallèle aux autres surfaces de contact (So, Si , ... , Sk), et
- ledit ensemble laminaire (3) présente en réflexion au moins deux zones adjacentes (A, B, C, D) dont les couleurs sont distinctes l’une de l’autre.
[Revendication 2] 2. Elément en couches (1 ) transparent selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu’au moins une couche intermédiaire (32), dite « couche motif », recouvre partiellement une autre couche intermédiaire (31), dite « couche de fond », la portion de recouvrement correspondante formant en réflexion une zone (C) de couleur distincte d’au moins une zone adjacente (B, D).
[Revendication 3] 3. Elément en couches (1 ) transparent selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu’au moins une première couche intermédiaire (32) forme une inclusion traversante au sein d’une deuxième couche intermédiaire (31), et en ce que lesdites première et deuxième couches intermédiaires (31, 32) présentent en réflexion des couleurs distinctes l’une de l’autre.
[Revendication 4] 4. Elément en couches (1 ) transparent selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’au moins une couche intermédiaire (3K), préférentiellement ladite couche de fond, est obtenue par pulvérisation cathodique assistée par champ magnétique (pulvérisation dite "cathodique magnétron") et/ou en ce qu’au moins une couche intermédiaire (3K), préférentiellement ladite couche motif, est obtenue par sérigraphie.
[Revendication 5] 5. Elément en couches (1 ) transparent selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’au moins une couche externe (2, 4) est absorbante dans le domaine du visible.
[Revendication 6] 6. Elément en couches (1 ) transparent selon la
revendication 1 , caractérisé en ce que les couches intermédiaires (3K) sont toutes conductrices.
[Revendication 7] 7. Procédé de fabrication d’un élément en couches
comprenant les étapes suivantes :
a) on fournit une couche externe inférieure (2) dont l’une des surfaces principales (2B) est texturée et l’autre surface principale (2A) est lisse ;
b) on dépose successivement et de manière conforme une pluralité de couches intermédiaires (31, 32, ... , 3K) sur ladite surface principale texturée (2B), chaque couche intermédiaire (31, 32, ... , 3K) étant soit une couche unique qui est une couche diélectrique d’indice de réfraction (n3) différent de celui des couches externes ou une couche métallique, soit un empilement de couches (31, 32, ... , 3K) qui comprend au moins une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique, lesdites couches intermédiaires (31, 32, ... , 3K) formant après dépôt un ensemble laminaire (3) qui présente en réflexion au moins deux zones adjacentes (A, B... ) dont les couleurs sont distinctes ;
c) on forme une couche externe supérieure (4) sur la surface principale texturée (3B) de l’ensemble laminaire (3) opposée à la couche externe inférieure (2), où les couches externes inférieure (2) et supérieure (4) sont constituées en des matériaux diélectriques ayant sensiblement le même indice de réfraction.
[Revendication 8] 8. Procédé de fabrication d’un élément en couches selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire (3) comprend au moins :
- le dépôt d’une première couche intermédiaire (31) dite « couche de fond », puis
- le dépôt d’une deuxième couche intermédiaire (32) dite « couche motif », de sorte que cette couche motif recouvre partiellement ladite couche de fond, et que la portion de recouvrement correspondante forme en réflexion une zone (C) de couleur distincte d’au moins une zone adjacente (B, D).
[Revendication 9] 9. Procédé de fabrication d’un élément en couches selon l’une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire (3) comprend au moins :
- le dépôt d’une première couche intermédiaire (31) dite « couche de fond », de sorte qu’elle comprend une lumière traversante (B), puis
- le dépôt d’une deuxième couche intermédiaire (32) dite « couche motif », dont au moins une portion est déposée dans ladite lumière traversante (B) de la couche de fond, de sorte que cette couche motif forme une inclusion traversante au sein de ladite couche de fond (31),
lesdites première et deuxième couches intermédiaires (31, 32) présentant en réflexion des couleurs distinctes l’une de l’autre.
[Revendication 10] 10. Procédé de fabrication d’un élément en couches selon l’une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu’au cours de l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire (3), au moins une couche intermédiaire (3K), préférentiellement une couche de fond, est déposée par pulvérisation cathodique à magnétron.
[Revendication 11 ] 11. Procédé de fabrication d’un élément en couches selon l’une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu’au cours de l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire (3), au moins une couche intermédiaire (3K), préférentiellement une couche de fond, est déposée par sérigraphie et comprend :
b1 ) Le positionnement d’un écran de sérigraphie en regard de la surface principale texturée (2B) de la couche externe inférieure (2), et/ou d’une autre couche intermédiaire (3K) de l’ensemble laminaire (3),
b2) Le dépôt sur l’écran de sérigraphie et son transfert sur le substrat, préférentiellement à l’aide d’une racle, d’une couche diélectrique d’indice de réfraction (¾) différent de celui des couches externes ou d’une couche métallique.
[Revendication 12] 12. Procédé de fabrication d’un élément en couches selon l’une des revendications 7 à 11 , caractérisé en ce qu’on forme l’ensemble laminaire (3) en déposant, sur la surface principale texturée (2B) de la couche externe inférieure (2B), une couche d’un matériau
photoréticulable et/ou photopolymérisable
[Revendication 13] 13. Procédé selon l’une quelconque des
revendications 7 à 12, caractérisé en ce qu’on forme la couche externe supérieure (4) en déposant, sur la surface principale texturée (3B) de l’ensemble laminaire (3) opposée à la couche externe inférieure (2) :
- soit une couche (4) d’un matériau photoréticulable et/ou photopolymérisable qui a sensiblement le même indice de réfraction que la couche externe inférieure (2),
- soit une couche à base de matériau polymère, adaptée pour être conformée contre la surface principale texturée (3B) de l’ensemble laminaire (3) par compression/chauffage.
[Revendication 14] 14. Vitrage pour véhicule, pour bâtiment, pour mobilier urbain, pour ameublement intérieur, pour écran d'affichage, et/ou pour système Head Up Display, ledit vitrage comprenant un élément en couches (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, ladite couche
intermédiaire de motif étant adaptée pour révéler un motif donné en réflexion et/ou transmission. [Revendication 15] 15. Procédé de projection ou de rétroprojection selon lequel on dispose d’un vitrage (5) selon la revendication 14, utilisé comme écran de projection ou de rétroprojection et d’un projecteur, ledit procédé consistant à projeter grâce au projecteur des images visibles par des spectateurs sur l’un des côtés dudit vitrage (5).
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