FR2731806A1 - Couche antireflechissante pour un dispositif d'affichage - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une couche antiréfléchissante (100) pour un dispositif d'affichage, comprenant un substrat isolant transparent (30); au moins un film diélectrique (40) formé sur le substrat isolant transparent; et une couche mince de carbone amorphe (50) ayant une structure en forme de diamant, formée sur le film diélectrique extrême supérieur. Cette structure permet de diminuer d'une manière semi-permanente la réflectance de la couche antiréfléchissante tout en augmentant la résistance de surface de celle-ci.
Description
Couche antiréfléchissante Dour un dispositif d'affichage
La présente invention concerne une couche antiréfléchissante pour un dispositif d'affichage.
La présente invention concerne une couche antiréfléchissante pour un dispositif d'affichage.
Une couche antiréfléchissante désigne, d'une manière générale, une couche d'un revetement qui agit en atténuant une réfractivité lumineuse, lorsqu 'une lumière extérieure est réfléchie du côté affichage de dispositifs d'affichage b cristaux liquides ou d'autres dispositifs d'affichage, tels que des tubes de Braun de récepteurs de télévision et des moniteurs.
L'application de la couche antiréfléchissante sur la surface d'un substrat du dispositif d'affichage permet de diminuer la réf lectance lumineuse afin d' atténuer une fatigue oculaire du téléspectateur ou de l'utilisateur.
En outre, la couche antiréfléchissante permet au téléspectateur ou å l'utilisateur d'identifier nettement les informations affichées sur le dispositif, telles que des légendes de différents types.
Une couche antiréfléchissante classique assurant ces fonctions générales va être décrite d'une manière détaillée en référence à la figure 1.
En référence à cette figure, la couche antiréfléchissante classique 1 est constituée d'un substrat isolant transparent 10, et d'une couche diélectrique 20 formée sur le substrat isolant transparent 10 (par exemple, une plaque de polarisation du dispositif d'affichage å cristaux liquides).
Ici, la couche diélectrique 20 se compose d'un premier film diélectrique 20a, d'un second diélectrique 20b, d'un troisième film diélectrique 20c et d'un quatrième film diélectrique 20d.
Les films diélectriques 20a, 20b, 20c et 20d respectifs sont faits d'un matériau diélectrique choisi dans le groupe constitué par SiO2, TiO,, et CeO2.
Un dispositif d'affichage revêtu de la couche antiréfléchissante classique, réalisée comme indiqué cidessus va être décrit d'une manière détaillée en référence & la figure 2.
En référence å cette figure, le dispositif d'affichage å cristaux liquides comprend un panneau d'affichage å cristaux liquides 5 placé en sandwich entre deux substrats en verre (non représentés), des plaques de polarisation 10a et lOb respectivement installées sur les surfaces supérieure et inférieure du panneau d'affichage å cristaux liquides 5, et une couche antiréfléchissante 1 formée sur la surface supérieure de la plaque de polarisation 10a situee d'un côte de ce dernier.
L'action et les effets de la couche antirefléchissante dans le dispositif d'affichage å cristaux liquides conventionnel, construit comme indiqué ci-dessus sont décrits ci-après.
Tout dabord, les plaques de polarisation 10a et 10b transmettent une lumière polarisée dans une certaine direction seulement. Dans ce cas, la lumière polarisée en ligne droite est reçue par la plaque de polarisation inférieure 10b côté écriture B et se transmet ensuite par l'intermédiaire de la plaque de polarisation supérieure 10a côte affichage A.
Pendant ce temps, la couche antiréfléchissante 1 formée sur la plaque de polarisation supérieur 10a diminue la quantité de lumière réfléchie, projetée de l'extérieur sur la plaque de polarisation 10a côté affichage A.
La couche antiréfléchissante 1 sert à améliorer un coefficient de transmission de la lumière qui se transmet å travers des cristaux liquides (non représentés) formant le panneau d'affichage & cristaux liquides 5, plusieurs autres couches (non représentées), la plaque de polarisation supérieure 10a et une couche d'air situee côte affichage A.
Cependant, le matériau formant la couche antiréfléchissante 1 s'altère et la surface de la couche se détériore avec le temps, ce qui diminue progressivement l'effet antiréfléchissant.
Ceci a donc pour conséquence que l'utilisateur ou le téléspectateur ne peut plus percevoir nettement les légendes affichees par le dispositif d'affichage.
De même, la couche antiréfléchissante est forme uniquement de matériaux diélectriques, ce qui lui confère une faible résistance de surface, de sorte que, dans le cas d'un dispositif d'affichage utilisant la couche antiréfléchissante, la résistance de surface globale est réduite et risque de dégrader les caracteristiques du dispositif.
La presente invention est destinée à remédier aux problèmes décrits ci-dessus. Elle a précisément pour but de proposer une couche antiréfléchissante pour un dispositif d'affichage, dont la réflectance diminue d'une manière semi permanente.
Un autre but de la présente invention est de proposer une couche antiréfléchissante pour un dispositif d'affichage, qui présente une plus grande résistance de surface.
Pour atteindre les buts ci-dessus de la présente invention, il est proposé une couche antiréfléchissante pour un dispositif d'affichage, comprenant un substrat isolant transparent, au moins un film diélectrique forme sur le substrat isolant transparent, et une couche mince de carbone amorphe ayant une structure en forme de diamant, formée sur le film diélectrique extrême supérieur.
Un premier mode de réalisation de la présente invention comprend un substrat isolant transparent, des films diélectriques en nombre pair formés successivement sur le substrat isolant transparent, et une couche mince de carbone amorphe ayant une structure en forme de diamant, forme sur celui des films diélectriques qui est situé le plus haut.
Un second mode de réalisation de la présente invention comprend un substrat isolant transparent, au moins trois films diélectriques en nombre impair formés sur le substrat isolant transparent, et une couche mince de carbone amorphe ayant une structure en forme de diamant, forme sur celui des films diélectriques qui est situé le plus haut.
Un troisième mode de réalisation de la présente invention comprend un substrat isolant transparent, un seul film diélectrique forme sur le substrat isolant transparent, et une couche mince de carbone amorphe ayant une structure en forme de diamant, formée sur le film diélectrique.
Les buts ci-dessus et d'autres avantages de la présente invention ressortiront plus clairement de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés donnée & titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexes dans lesquels
La figure 1 est une vue en coupe montrant la structure d'une couche antiréfléchissante classique pour un dispositif d'affichage ;
La figure 2 est une vue en coupe schématique montrant la structure d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides muni de la couche antiréfléchissante classique de la figure 1;;
La figure 3 est une vue en coupe montrant la structure d'une couche antiréfléchissante pour un dispositif d'affichage, selon la présente invention
La figure 4 est une vue en coupe agrandie montrant la couche antiréfléchissante de la figure 3, dont la couche diélectrique est formée de plusieurs films diélectriques
La figure 5 est une vue en coupe schématique montrant une structure d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides muni de la couche antiréfléchissante de la présente invention;
La figure 6 est une vue en coupe montrant les plans limitrophes de couches respectives formant la couche antiréfléchissante de l'invention ; ;
Les figures 7a 7d sont des formes d'onde d'une lumière réfléchie, montrant 1 'état de phase de celle-ci en fonction de la longueur d'onde au niveau de chacun des plans limitrophes de la figure 6
La figure 8 est une vue en coupe montrant la structure d'une couche antiréfléchissante comportant des films diélectriques en nombre pair, selon un premier mode de réalisation de la présente invention
La figure 9 est une vue en coupe montrant la structure d'une couche antiréfléchissante comportant au moins trois films diélectriques en nombre impair, selon un second mode de réalisation de l'invention
La figure 10 est une vue en coupe montrant la structure d'une couche antiréfléchissante comportant une seule couche diélectrique, selon un troisième mode de réalisation de la présente invention ;
Les figures îîa à llc sont des vues en coupe montrant des exemples de structures de couches antiréfléchissantes comportant des films diélectriques en nombre pair selon le premier mode de réalisation, lorsque plusieurs conditions varient
La figure îîd est une vue en coupe montrant un exemple de structure d'une couche antiréfléchissante comportant des films diélectriques en nombre pair selon le premier mode de réalisation, dans laquelle un verre de recouvrement est placé en sandwich entre le substrat et le premier film diélectrique;;
La figure 12 montre un exemple de couche antiréfléchissante à une seule couche di électrique selon le troisième mode de réalisation
La figure 13 est une représentation graphique montrant la courbe de réflectance de la couche antiréfléchissante de la figure îîa, en fonction de la longueur d'onde definie par la lumière extérieure au niveau de la couche antiréfléchissante ;;
La figure 14 est une représentation graphique montrant la courbe de réflectance de la couche antiréfléchissante de la figure llb, en fonction de la longueur d'onde définie par la lumière extérieure au niveau de la couche antiréfléchi ssante
La figure 15 est une représentation graphique montrant la courbe de réf lectance de la couche antiréfléchissante de la figure llc, en fonction de la longueur d'onde définie par la lumière extérieure au niveau de la couche antiréfléchissante
La figure 16 est une représentation graphique montrant la courbe de réflectance de la couche antiréfléchissante de la figure îîd, en fonction de la longueur d'onde définie par la lumière extérieure au niveau de la couche antiréfléchissante ; et
La figure 17 est une représentation graphique montrant la courbe de réflectance de la couche antiréfléchissante de la figure 12, en fonction de la longueur d'onde définie par la lumière extérieure au niveau de la couche antiréfléchissante.
La figure 1 est une vue en coupe montrant la structure d'une couche antiréfléchissante classique pour un dispositif d'affichage ;
La figure 2 est une vue en coupe schématique montrant la structure d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides muni de la couche antiréfléchissante classique de la figure 1;;
La figure 3 est une vue en coupe montrant la structure d'une couche antiréfléchissante pour un dispositif d'affichage, selon la présente invention
La figure 4 est une vue en coupe agrandie montrant la couche antiréfléchissante de la figure 3, dont la couche diélectrique est formée de plusieurs films diélectriques
La figure 5 est une vue en coupe schématique montrant une structure d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides muni de la couche antiréfléchissante de la présente invention;
La figure 6 est une vue en coupe montrant les plans limitrophes de couches respectives formant la couche antiréfléchissante de l'invention ; ;
Les figures 7a 7d sont des formes d'onde d'une lumière réfléchie, montrant 1 'état de phase de celle-ci en fonction de la longueur d'onde au niveau de chacun des plans limitrophes de la figure 6
La figure 8 est une vue en coupe montrant la structure d'une couche antiréfléchissante comportant des films diélectriques en nombre pair, selon un premier mode de réalisation de la présente invention
La figure 9 est une vue en coupe montrant la structure d'une couche antiréfléchissante comportant au moins trois films diélectriques en nombre impair, selon un second mode de réalisation de l'invention
La figure 10 est une vue en coupe montrant la structure d'une couche antiréfléchissante comportant une seule couche diélectrique, selon un troisième mode de réalisation de la présente invention ;
Les figures îîa à llc sont des vues en coupe montrant des exemples de structures de couches antiréfléchissantes comportant des films diélectriques en nombre pair selon le premier mode de réalisation, lorsque plusieurs conditions varient
La figure îîd est une vue en coupe montrant un exemple de structure d'une couche antiréfléchissante comportant des films diélectriques en nombre pair selon le premier mode de réalisation, dans laquelle un verre de recouvrement est placé en sandwich entre le substrat et le premier film diélectrique;;
La figure 12 montre un exemple de couche antiréfléchissante à une seule couche di électrique selon le troisième mode de réalisation
La figure 13 est une représentation graphique montrant la courbe de réflectance de la couche antiréfléchissante de la figure îîa, en fonction de la longueur d'onde definie par la lumière extérieure au niveau de la couche antiréfléchissante ;;
La figure 14 est une représentation graphique montrant la courbe de réflectance de la couche antiréfléchissante de la figure llb, en fonction de la longueur d'onde définie par la lumière extérieure au niveau de la couche antiréfléchi ssante
La figure 15 est une représentation graphique montrant la courbe de réf lectance de la couche antiréfléchissante de la figure llc, en fonction de la longueur d'onde définie par la lumière extérieure au niveau de la couche antiréfléchissante
La figure 16 est une représentation graphique montrant la courbe de réflectance de la couche antiréfléchissante de la figure îîd, en fonction de la longueur d'onde définie par la lumière extérieure au niveau de la couche antiréfléchissante ; et
La figure 17 est une représentation graphique montrant la courbe de réflectance de la couche antiréfléchissante de la figure 12, en fonction de la longueur d'onde définie par la lumière extérieure au niveau de la couche antiréfléchissante.
Une couche antiréfléchissante conforme à la présente invention va être décrite en détail en référence aux figures 3 et 4.
La couche antiréfléchissante 100 est formée d'une couche diélectrique 40 disposée sur la surface supérieure d'un substrat isolant transparent 30, et d'une couche mince de carbone amorphe 50.
Ici, le substrat isolant transparent 30 est compose d'un matériau polymère ou d'un matériau en verre.
De même, la couche diélectrique 40 est constituée de plusieurs films diélectriques formés de couches de matériaux tels que CeO3 et Six2.
La couche mince de carbone amorphe 50 a une structure en forme de diamant.
Un indice de réfraction na du substrat isolant transparent 30 a une valeur de 1,49 à 1,6 approximativement.
Dans un premier mode de réalisation de la présente invention, visible sur la figure 8, la couche diélectrique 40 est formée d'un nombre pair (2K, K étant un entier naturel) de films diélectriques.
Dans ce mode de réalisation, la couche antiréfléchissante 100 comprend un nombre pair (2K, K étant un entier naturel) de films diélectriques 40-1, ... 40-2K formés sur le substrat isolant transparent 30, et la couche mince de carbone amorphe 50 à structure en forme de diamant, disposée sur le film diélectrique extrême supérieur 40-2K.
Les indices de réfraction respectifs des films diélectriques 40-1, ... 40-2K sont ni, n2, n3, ..., n2 en partant du côté du substrat isolant transparent, et leurs épaisseurs géométriques respectives sont dl, d2, d3, ... d2k.
De même, un indice de réfraction de la couche mince de carbone amorphe 50 est ndlc et son épaisseur géométrique d0.
Ici, les indices de réfraction ni, n3 ... n2k-1 respectifs de films diélectriques impairs 40-1, 40-3 ... .40-2K-1 sont identiques les uns aux autres et se situent dans la plage d'approximativement 1,9 à 2,3.
D'autre part, les indices de réfraction n2, n4, ...
respectifs des films diélectriques pairs 40-2, 40-4, ... 402k sont identiques les uns aux autres ; ils se situent dans la plage d'approximativement 1,36 à 1,46 et sont inférieurs aux indices de réfraction ni, n3, ... n2k-1 des films diélectriques impairs.
La description ci-dessus peut s exprimer par l'inéquation suivante
n2k < na < dans laquelle n1 - n3 - ... = n2k-1, et n2 = n4 = ... = n2k.
n2k < na < dans laquelle n1 - n3 - ... = n2k-1, et n2 = n4 = ... = n2k.
Dans un second mode de réalisation de la présente invention, visible sur la figure 9, la couche diélectrique 40 est formée d'au moins trois films 2k+i en nombre impair.
La couche antiréfléchissante 100 selon la présente invention comprend un nombre impair (2K+1, K étant un entier naturel) de films diélectriques 40-1, ... 40-2K+1 formés sur le substrat isolant transparent 30, et une couche mince de carbone amorphe à structure en forme de diamant 50, formée sur le film diélectrique extrême supérieur 40-2R+1.
Dans ce cas, 1' indice de réfraction n1 du premier film diélectrique 40-1 a une valeur approximativement telle que 1,6 < ni < 1,9 et satisfait la condition na < ni < n2k.
L'indice de réfraction na du substrat isolant transparent 30 a une valeur approximativement telle que 1,49 < na < 1,6. Les indices de refraction n2, n4, ... n2k des films diélectriques pairs 40-2, 40-4, ... 40-2K ont une valeur approximativement telle que 1,9 < n2 = n4 = ... - n2k < 2,3.
D'autre part, les indices de réfraction n3, ns, ...
des films diélectriques impairs 40-3, 40-5, ... 40-2K+1, à l'exception du premier film diélectrique impair 40-1 ont une valeur approximativement telle que 1,36 < n3 - n, - ... n < 1,46.
Dans un troisième mode de réalisation de la présente invention, visible sur la figure 10, la couche diélectrique 40 est une couche unique.
La couche antiréfléchissante 100 comprend alors un substrat isolant transparent 30, une couche diélectrique unique 40 disposée sur le substrat isolant transparent 30, et une couche mince de carbone amorphe 50 ayant une structure en forme de diamant et formee sur la couche diélectrique 40.
Dans ce cas, 11 indice de réfraction ni de la couche diélectrique 40 a une valeur qui correspond approximativement à n1 < na < ndlc.
L'indice de réfraction nee de la couche mince de carbone amorphe 50 a une valeur approximativement telle que 1,8 < < 2,2.
Dans les différents modes de réalisation de la présente invention, les épaisseurs optiques D respectives de la couche diélectrique 40 et de la couche mince de carbone amorphe à structure en forme de diamant 50, sont obtenues en multipliant l'épaisseur géométrique d par l'indice de refraction n des couches superposees sur le substrat isolant transparent 30.
Si l'on écrit la description ci-dessus sous la forme d'une équation, D-dxn
Les épaisseurs optiques D respectives des films diélectriques 40 sont prévues pour avoir une valeur qui se situe approximativement dans la plage de 4 000.
Les épaisseurs optiques D respectives des films diélectriques 40 sont prévues pour avoir une valeur qui se situe approximativement dans la plage de 4 000.
Une méthode de fabrication de la couche antiréfléchissante selon la présente invention, réalisée comme indiquee ci-dessus, va être décrite en référence à la figure 5 qui représente un dispositif d'affichage à cristaux liquides muni de cette couche antiréfléchissante.
De la même manière que pour le dispositif d'affichage à cristaux liquides classique, représenté sur la figure 2, un panneau d'affichage à cristaux liquides 25 est préparé et des plaques de polarisation 30a et 30b formes du même matériau sélectionné dans le groupe polymère ou du même matériau en verre sont installées sur les surfaces supérieure et inférieure du panneau d'affichage à cristaux liquides 25.
Ensuite, une couche diélectrique 40 est superposée à la surface supérieure de la plaque de polarisation 30a.
Dans ce cas, la couche diélectrique 40 est forme par un empilement successif de plusieurs films diélectriques au nombre de N (N étant un entier naturel) sur la surface de la plaque de polarisation 30a.
I1 est possible de former ces films diélectriques en utilisant sélectivement l'une quelconque d'une méthode de dépôt sous vide, d'une méthode de plaquage ionique et d'une méthode de pulvérisation cathodique.
On peut réaliser les films diélectriques constituant la couche diélectrique 40 en utilisant sélectivement n'importe quel matériau diélectrique, comme par exemple, SiO2 et TiO, ou à l'aide d'une couche de matériau ZrO2, MgF2, CeF3, Au303 et SiO.
Ensuite, la couche mince de carbone amorphe 50 ayant la structure en forme de diamant est déposée en une épaisseur prédéterminée sur la partie extrême supérieure de la couche diélectrique 40.
Ici, le dépôt de la couche mince de carbone amorphe 50 peut utiliser sélectivement une méthode de dépôt par faisceau ionique, une méthode de dépôt sous plasma, une méthode de pulvérisation cathodique ou une methode d'abrasion au laser.
La courbe de réflexion de la lumière incidente extérieurement sur la couche antiréfléchissante réalisée par la méthode expliquée ci-dessus, va être décrite en référence aux figures 6 et 7.
Comme cela est illustré sur la figure 6, lorsque la lumière incidente est progetée de 1 'extérieur sur un premier plan limitrophe 70, dans le cas de l'utilisation de la couche diélectrique unique, la lumière réfléchie est issue de premier, second et troisième plans limitrophes 70, 80 et 90 de la couche diélectrique unique 40 et de la couche mince de carbone amorphe * structure en forme de diamant 50 qui forment la couche antiréfléchissante 100.
Dans ce cas, comme le montrent les figures 7a, 7b et 7c, la lumière réfléchie a une amplitude spécifique en fonction de la longueur d'onde de la lumière, qui détermine l'intensité de la lumière réfléchie par la différence de 1' indice de reflexion entre les couches définissant les plans limitrophes respectifs.
En outre, la lumière réfléchie adopte un état de phase specifique selon les longueurs d'onde respectives de la lumière générée par les épaisseurs optiques D des couches respectives.
En conséquence, les lumières réfléchies ayant des amplitudes et des états de phase spécifiques, qui sont générées a partir des plans limitrophes respectifs des couches agissent en commun pour provoquer un effet d' interférence.
Les lumières réfléchies agissent donc, comme le montre la figure 7d, & l'encontre les unes des autres pour produire l'effet antiréfléchissant.
I1 est par conséquent important, lors de la réalisation de la couche antiréfléchissante de définir l'épaisseur géométrique b et l'indice de réfraction na de chaque couche pour que les lumières réfléchies par les plans limitrophes des couches respectives agissent & a l'encontre les unes des autres.
La couche antiréfléchissante comprenant un nombre pair (2K, K étant un entier naturel) de films diélectriques dotés des caractéristiques indiquées ci-dessus, va être décrite dans la partie qui suit & l'aide d'exemples en référence aux figures îîa a îîd et 13 & 16, lorsque l'indice de réfraction na, l'épaisseur géométrique d et d'autres caractéristiques des couches respectives varient.
D'autre part, la courbe de réflectance de la couche antiréfléchissante comportant la couche diélectrique unique sera décrite en détail en référence aux figures 12 et 17.
Exemole I
Comme le montre la figure îîa, les épaisseurs géométriques dl, d2, d3 et d4 d'un premier film diélectrique 41a, d'un second film diélectrique 41b, d'un troisième film diélectrique 41c et d'un quatrième film diélectrique 41d d'une couche diélectrique 41 disposée sur un substrat 31 sont définies pour etre respectivement égales & 145,7 A, 486,3 A, 263,0 A et 952,0 A.
Comme le montre la figure îîa, les épaisseurs géométriques dl, d2, d3 et d4 d'un premier film diélectrique 41a, d'un second film diélectrique 41b, d'un troisième film diélectrique 41c et d'un quatrième film diélectrique 41d d'une couche diélectrique 41 disposée sur un substrat 31 sont définies pour etre respectivement égales & 145,7 A, 486,3 A, 263,0 A et 952,0 A.
Les indices de réfraction n1, n2, n3 et n4 des premier, second, troisième et quatrième films diélectriques 41a, 41b, 41c et 41d sont définis pour être respectivement égaux å 2,3, 1,46, 2,3 et 1,46.
Une couche mince de carbone amorphe 51 ayant une structure en forme de diamant est conçue pour avoir une épaisseur géométrique dsc de 70 A et un indice de réfraction nee de 2,0.
Dans ce cas, l'épaisseur optique D1 du premier film diélectrique 41a est égale & 335 A, l'épaisseur optique D2 du second film diélectrique 41b est égale a 710 A, l'épaisseur optique D3 du troisième film diélectrique 41c est égale * 605 A, et l'épaisseur optique Do du quatrième film diélectrique 41d est égale 1 390 A.
L'épaisseur optique Dec de la couche mince de carbone amorphe 51 est de 140 A.
La réf lectance de la lumière extérieure au niveau de la surface de la couche antiréfléchissante de ce premier exemple réalisée selon la présente invention va maintenant être observée.
La figure 13 est une représentation graphique montrant la courbe de réflectance sur la surface de la couche antiréfléchissante, lorsque le rayon visible de la bande d'onde 400 & 700 nm (4 000 a 7 000 A) est délivré de l'extérieur 9 la surface de la couche antiréfléchissante.
Sur cette figure, une ligne en trait discontinu représente la courbe de réflectance conventionnelle, lorsque la couche antiréfléchissante n'est pas formée. Une ligne en trait plein représente la courbe de réflectance de la couche antiréfléchissante selon la présente invention, comportant la couche mince de carbone amorphe dotée d'une structure en forme de diamant.
La figure 13 montre une réflectance constante approximativement égale & 4 % en 1 'absence de la couche antiréfléchissante. En revanche, en présence de la couche antiréfléchissante comportant la couche mince de carbone amorphe dotée de la structure en forme de diamant selon la présente invention, la réflectance n'est pas constante mais varie en fonction de la longueur d'onde et est, d'une manière générale, considérablement inférieure a 4 %.
Exemple II
En référence & la figure llb, la couche antiréfléchissante 100 a une structure identique a celle de la figure îîa, excepté que les épaisseurs de ses couches constitutives respectives sont différentes.
En référence & la figure llb, la couche antiréfléchissante 100 a une structure identique a celle de la figure îîa, excepté que les épaisseurs de ses couches constitutives respectives sont différentes.
Une couche diélectrique 42 disposée sur un substrat 32 est formée d'un premier film diélectrique 42a, d'un second film diélectrique 42b, d'un troisième film diélectrique 42c et d'un quatrième film diélectrique 42d.
Les épaisseurs géométriques di, d2, d3 et d4 respectives des films diélectriques sont 171,1 A, 438,4 A, 308,7 A et 863,0 A.
Les indices de réfraction n1, n2, n3 et n4 respectifs des premier, second, troisième et quatrième films diélectriques 42a, 42b, 42c et 42d sont 2,3, 1,46, 2,3 et 1,46 ; ils sont identiques 9 ceux de 1 'Exemple I.
L'épaisseur géométrique dae de la couche mince de carbone amorphe 52 est de 100 A et son indice de réfraction nee est égal & 2,0, c'est-à-dire qu'il est identique 9 celui de 1'Exemple I.
Dans cet exemple, l'épaisseur optique D1 du premier film diélectrique 42a est de 395 A, l'épaisseur optique D2 du second film diélectrique 42b est de 640 A, l'épaisseur optique D3 du troisième film diélectrique 42c est de 710 A, et l'épaisseur optique D4 du quatrième film diélectrique 42d est de 1 260 A.
L'épaisseur optique Dee de la couche mince de carbone amorphe 52 est de 200 A.
La réflectance de la lumière extérieure au niveau de la surface de la couche antiréfléchissante de l'Exemple Il réalisée comme indiqué ci-dessus va maintenant etre observée.
La figure 14 est une représentation graphique montrant la courbe de la réflectance sur la surface de la couche antiréfléchissante lorsque le rayon visible de la bande d'onde de 400 a 700 nm (4 000 a 7 000 A) est délivré de l'extérieur sur la surface de la couche antirefléchissante,
Sur cette figure, on peut voir qu'en l'absence de la couche antiréfléchissante (ligne en trait discontinu), on obtient une réflectance constante d'approximativement 4 % comme dans le premier exemple, tandis qu'en présence de la couche antiréfléchissante comportant la couche mince de carbone amorphe dotée de la structure en forme de diamant selon la présente invention (ligne en trait plein), la réflectance n'est pas constante mais varie en fonction de la longueur d'onde et est, dans l'ensemble, considérablement inférieure par 4 %, comme dans 1 'Exemple I.
Sur cette figure, on peut voir qu'en l'absence de la couche antiréfléchissante (ligne en trait discontinu), on obtient une réflectance constante d'approximativement 4 % comme dans le premier exemple, tandis qu'en présence de la couche antiréfléchissante comportant la couche mince de carbone amorphe dotée de la structure en forme de diamant selon la présente invention (ligne en trait plein), la réflectance n'est pas constante mais varie en fonction de la longueur d'onde et est, dans l'ensemble, considérablement inférieure par 4 %, comme dans 1 'Exemple I.
ExemDle III
En référence a la figure llc, la couche antiréfléchissante 100 a une structure identique a celle du premier exemple.
En référence a la figure llc, la couche antiréfléchissante 100 a une structure identique a celle du premier exemple.
Une couche diélectrique 43 disposée sur un substrat 33 est forme d'un premier film diélectrique 43a, d'un second film diélectrique 43b, d'un troisième film diélectrique 43c et d'un quatrième film diélectrique 43d.
Ces films diélectriques sont formés sélectivement d'un matériau tel que ZrO2 et MgF2.
Les épaisseurs géométriques dl, d2, d3 et d4 respectives des films diélectriques sont 307,3 A, 286,2 A, 468,3 A et 905,8 A.
Les indices de réfraction ni, n2, n3 et n4 respectifs des premier, second, troisième et quatrième films diélectriques 43a, 43b, 43c et 43d sont 2,05, 1,38, 2,05 et 1,38.
L'épaisseur géométrique et l'indice de réfraction d'une couche mince de carbone amorphe 53 sont identiques a ceux du premier exemple.
Dans cet exemple, 1 'épaisseur optique D1 du premier film diélectrique 43a est 630 A, l'épaisseur optique Da du second film diélectrique 43b est 395 A, l'épaisseur optique D3 du troisième film diélectrique 43c est 960 A, et l'épaisseur optique D4 du quatrième film diélectrique 43d est 1 250 A.
L ' épaisseur optique D de la couche mince de carbone amorphe 53 de 140 A est identique a celle du premier exemple.
La réflectance au niveau de la surface de la couche antiréfléchissante de ce troisième exemple réalisée comme indiqué ci-dessus va maintenant être observée.
La figure 15 est une representation graphique montrant la courbe de la réflectance sur la surface de la couche antiréfléchissante, lorsque le rayon visible de la bande d'onde 400 à 700 nm (4 000 & 7 000 A) est délivré de l'extérieur à la surface de la couche antiréfléchissante.
Sur la figure 15, on peut voir qu'en l'absence de la couche antiréfléchissante (ligne en trait discontinu), on obtient une réf lectance constante approximativement égale à 4,2 %, tandis qu'en présence de la couche antiréfléchissante comportant la couche mince de carbone amorphe dotée de la structure en forme de diamant, selon la présente invention (ligne en trait plein), la réflectance n' est pas constante mais varie en fonction de la longueur d'onde et est, dans l'ensemble, considérablement inférieure à la reflectance conventionnelle de 4 *.
Exemple IV
La figure îîd représente un quatrième exemple de la couche antiréfléchissante de la présente invention, qui est identique a celle du troisième exemple excepté qu'elle comporte, en plus, un verre de recouvrement interpose entre le substrat isolant transparent et la couche diélectrique.
La figure îîd représente un quatrième exemple de la couche antiréfléchissante de la présente invention, qui est identique a celle du troisième exemple excepté qu'elle comporte, en plus, un verre de recouvrement interpose entre le substrat isolant transparent et la couche diélectrique.
Comme le montre la figure îîd, un verre de recouvrement 64 est formé sur la surface supérieure d'un substrat isolant transparent 34, tandis qu'une couche antiréfléchissante formée sur le verre de recouvrement 64 comprend une couche diélectrique 44 et une couche mince de carbone amorphe 54 formée sur la couche diélectrique 44.
Ici, la couche diélectrique 44 se compose d'un nombre pair de premier, second, troisième et quatrième films diélectriques 44a, 44b, 44c et 44d.
Les épaisseurs géométriques d1, d2, d3 et d4 respectives et les indices de réfraction ni, n2, n3 et n4 respectifs de la couche antiréfléchissante ont des valeurs identiques a celles du troisième exemple.
En conséquence, la courbe de réflectance est, comme on peut l'observer sur la figure 16, similaire a celle de la figure 15.
Exemole V
La figure 12 représente un cinquième exemple de la couche antiréfléchissante de la présente invention, qui présente une épaisseur et une réfractivité différentes et dans laquelle une seule couche diélectrique est utilise.
La figure 12 représente un cinquième exemple de la couche antiréfléchissante de la présente invention, qui présente une épaisseur et une réfractivité différentes et dans laquelle une seule couche diélectrique est utilise.
Comme cela est visible sur la figure 12, la structure de la couche antiréfléchissante est identique & celle de la figure 10.
L'épaisseur géométrique d'une couche diélectrique 45 est approximativement de 45 & 90 A.
L'épaisseur géométrique dee d'une couche mince de carbone amorphe 55 dotée d'une structure en forme de diamant est de 50 9 120 A et de préférence égale à 80 A.
L'indice de réfraction nee de la couche mince de carbone amorphe 55 est de 1,8 & 2,2.
Ici, l'indice de réfraction de la couche mince de carbone amorphe 55 est supérieur å celui d'un substrat isolant transparent 35 (une plaque de polarisation, par exemple), et celui du substrat isolant transparent 35 est supérieur a celui de la couche diélectrique 45.
La réflectance au niveau de la surface de la couche antiréfléchissante de ce cinquième exemple de couche antiréfléchissante de la présente invention, réalisée comme indiqué ci-dessus va maintenant être observée.
La figure 17 est une représentation graphique montrant la courbe de réflectance sur la surface de la couche antiréfléchissante, lorsque le rayon visible de la bande d'onde de 400 a 700 nm (4 000 a 7 000 A) est délivré de 1 'extérieur sur la surface de la couche antiréfléchissante.
En se référant à la figure 17, on peut voir qu'en l'absence de la couche antiréfléchissante (ligne en trait discontinu), on obtient une réflectance constante approximativement égale à 5,3 % ; tandis qu'en présence de la couche antiréfléchissante comportant la couche mince de carbone amorphe dotée de la structure en forme de diamant, selon la présente invention (ligne en trait plein), la réflectance n ' est pas constante mais varie en fonction de la longueur d'onde et est, dans l'ensemble, considérablement inférieure a la réflectance conventionnelle de 5,3 t.
Par conséquent, les caractéristiques ci-dessus des différents modes de réalisation et exemples proposés peuvent s'obtenir en utilisant sélectivement l'un quelconque des matériaux Tir2, CeF3, A1203 et SiO ainsi que SiO2, CeO2, ZrO2 et MgF2 pour réaliser les couches respectives constituant la couche diélectrique.
Comme cela a été décrit précédemment, la couche antiréfléchissante de la présente invention comporte, formée sur elle, une couche mince de carbone amorphe dotée d'une structure en forme de diamant, qui est destinée à atténuer la réflectance de la lumière extérieure sur la surface de la couche antiréfléchissante. Par conséquent, l'application de la couche antiréfléchissante de la présente invention å un dispositif d'affichage diminue la fatigue occulaire de l'utilisateur ou du téléspectateur pour lui permettre de distinguer nettement les légendes affichées.
Cette couche antiréfléchissante comportant la couche mince de carbone amorphe dotée de la structure en forme de diamant est donc adaptée pour être utilisée dans différents dispositifs d'affichage, tels qu'un dispositif d'affichage à cristaux liquides, un tube de Braun de récepteur de télévision et un moniteur.
En outre, la couche mince de carbone amorphe formant la couche antiréfléchissante est dotée d'une structure en forme de diamant pour avoir une meilleure résistance de surface et une meilleure résistance å l'abrasion, afin d'éviter ainsi une détérioration de la surface des différents dispositifs d'affichage.
Bien que la description précédente ait porté sur des modes de réalisation préférés et sur des exemples spécifiques de la présente invention, celle-ci n'est bien entendu pas limitée aux modes de réalisation et aux exemples particuliers décrits et illustrés ici et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Claims (20)
1. Couche antiréfléchissante pour un dispositif d'affichage, caractérisée en ce qu'elle comprend un substrat isolant transparent (30) ; au moins un film diélectrique (40) formé sur le substrat isolant transparent ; et une couche mince de carbone amorphe (50) ayant une structure en forme de diamant, formée sur le film diélectrique extrême supérieur.
2. Couche antiréfléchissante selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une épaisseur géométrique (des) de la couche mince de carbone amorphe (50) est inférieure ou égale a approximativement 300 A.
3. Couche antiréfléchissante selon la revendication 1, caractérisée en ce que des épaisseurs optiques (D) des films diélectriques (40) respectifs sont inférieures ou égales 9 4 000 A.
4. Couche antiréfléchissante pour un dispositif d'affichage, caractérisée en ce qu'elle comprend un substrat isolant transparent (30) ; un nombre pair de films diélectriques (40-1, ... 40-2K) formés successivement sur le substrat isolant transparent ; et une couche mince de carbone amorphe (50) ayant une structure en forme de diamant, formée sur celui (40-2K) des films diélectriques qui est situé le plus haut.
5. Couche antiréfléchissante selon la revendication 4, caractérisée en ce que des épaisseurs optiques (D) des films diélectriques (40-1, ... 40-2K) respectifs sont inférieures ou égales a 4 000 A.
6. Couche antiréfléchissante selon la revendication 4, caractérisée en ce que des indices de réfraction (nui, n3, ...
nD l) des films diélectriques impairs (40-1, 40-3, ..., 402K-1) sont supérieurs à un indice de réfraction (na) du substrat isolant transparent (30) et sont identiques les uns aux autres.
7. Couche antiréfléchissante selon la revendication 6, caractérisée en ce que les indices de réfraction (ni, n3, ...
nDl) des films diélectriques impairs (40-1, 40-3, ... 40-2K1) sont d'environ 1,9 å 2,3.
8. Couche antiréfléchissante selon la revendication 4, caractérisée en ce que les indices de réfraction (n2, n4, ...
n2k) des films diélectriques pairs (40-2, 40-4, ... 40-2K) sont inférieurs 9 l'indice de réfraction (na) du substrat isolant transparent (30) et sont identiques les uns aux autres.
9. Couche antiréfléchissante selon la revendication 8, caractérisée en ce que les indices de réfraction (n2, n4, ...n2k) des films diélectriques pairs (40-2, 40-4, .40-2K) sont de 1,36 à 1,46.
10. Couche antiréfléchissante pour un dispositif d'affichage, caractérisée en ce qu'elle comprend un substrat isolant transparent (30) ; au moins trois films diélectriques en nombre impair (40-1, ....40-2K+1) formés sur le substrat isolant transparent ; et une couche mince de carbone amorphe (50) ayant une structure en forme de diamant, forme sur celui (40-2K+1) des films diélectriques qui est situé le plus haut.
11. Couche antiréfléchissante selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'un indice de réfraction (ni) du premier film diélectrique impair (40-1) est supérieur a un indice de réfraction (na) du substrat isolant transparent (30) et inférieur a des indices de réfraction (n2, n4, ...n) de films diélectriques pairs (40-2, 40-4, ...40-2K) respectifs.
12. Couche antiréfléchissante selon la revendication 11, caractérisée en ce que les indices de réfraction (n3, n", ...n2k-1) des films diélectriques impairs (40-3, 40-5, ... 402K+1), à l'exception du premier film diélectrique (40-1), sont identiques les uns aux autres.
13. Couche antiréfléchissante selon la revendication 12, caractérisée en ce que les indices de réfraction (n", ns, ...
1,) des films diélectriques impairs (40-3, 40-5, ... 402K+1), à l'exception du premier film diélectrique (40-1), sont d'environ 1,36 à 1,46.
14. Couche antiréfléchissante selon la revendication 10, caractérisée en ce que les indices de réfraction (n2, n4, ...
n2,) des films diélectriques pairs (40-2, 40-4, ... 40-2K) respectifs sont identiques les uns aux autres et supérieurs å l'indice de réfraction (ni) du premier film diélectrique (40-1).
15. Couche antiréfléchissante selon la revendication 14, caractérisée en ce que les indices de réfraction (n2, n4,..n) des films diélectriques pairs (40-2, 40-4, ... 402K) sont de 1,9 a 2,3.
16. Couche antiréfléchissante pour un dispositif d'affichage, caractérisée en ce qu'elle comprend un substrat isolant transparent (30) ; un seul film diélectrique (40) formé sur le substrat isolant transparent ; et une couche mince de carbone amorphe (50) ayant une structure en forme de diamant, formée sur le film diélectrique.
17. Couche antiréfléchissante selon la revendication 16, caractérisée en ce qu'une épaisseur géométrique (d) du film diélectrique (40) est d'environ 45 a 90 A.
18. Couche antiréfléchissante selon la revendication 16, caractérisée en ce qu'un indice de réfraction (ni) du film diélectrique (40) est inférieur & un indice de réfraction (na) du substrat isolant transparent (30), et en ce qu'un indice de réfraction (ne) de la couche mince de carbone amorphe (50) est supérieur å l'indice de réfraction (na) du substrat isolant transparent (30).
19. Couche antiréfléchissante selon la revendication 16, caractérisée en ce que l'épaisseur géométrique (dç) de la couche mince de carbone amorphe (50) est d'environ 50 à 120 A.
20. Couche antiréfléchissante selon la revendication 16, caractérisée en ce que l'indice de réfraction (nid) de la couche mince de carbone amorphe (50) est d'environ 1,8 & 2,2.
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| US6951400B2 (en) | 2002-12-04 | 2005-10-04 | General Electric Company | High index coated light management films |
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|---|---|
| FR2731806B1 (fr) | 1998-03-06 |
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