FR3086771A1 - Dispositif electrocommandable a diffusion variable par cristaux liquides et son procede. - Google Patents

Abstract

La présente invention propose un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides (100) comportant un empilement avec une première électrode (2), une couche électroactive (3) avec les cristaux liquides étant stabilisés par le réseau polymérique, une deuxième électrode (2'). La matière présente à partir d'une température dite T1, une mésophase dite P. A une température T' supérieure ou égale à T1, l'empilement est susceptible de présenter au moins trois états de diffusion variables stables et réversibles dans la gamme du visible. L'invention concerne aussi la fabrication du dispositif.

Description

DISPOSITIF ELECTROCOMMANDABLE A DIFFUSION VARIABLE PAR CRISTAUX LIQUIDES ET SON PROCEDE

L’invention concerne un dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides, doté entre deux électrodes d'une couche de cristaux liquides, par application d'un champ électrique.

On connaît des vitrages dont certaines caractéristiques peuvent être modifiées sous l'effet d'une alimentation électrique appropriée, tout particulièrement la transmission, l'absorption, la réflexion dans certaines longueurs d'ondes du rayonnement électromagnétique, notamment dans le visible et/ou dans l'infrarouge, ou encore la diffusion lumineuse.

Le vitrage électrocommandable à cristaux liquides peut être utilisé partout, tant dans le secteur de la construction que dans le secteur de l'automobile, chaque fois que la vue à travers le vitrage doit être empêchée à des moments donnés.

Les systèmes à cristaux liquides sont connus sous les termes de « PDLC » (Polymer Dispersed Liquid Cristal en anglais) sous forme de gouttelettes de cristaux liquides dispersées dans une matrice polymère ou encore « PSLC » (Polymer stabilized liquid cristal) cristaux liquides répartis de manière homogène.

Un objet de l'invention consiste à développer un dispositif électrocommandable à cristaux liquides de type PSLC avec des propriétés électro-optiques améliorées notamment ajustables à façon

A cet effet, la présente invention propose d’abord un dispositif électrocommandable à diffusion variable (dispositif plan ou courbe notamment flexible) par cristaux liquides comportant un empilement de couches (lame d’air comprise éventuellement) dans cet ordre :

- une première électrode de préférence transparente notamment autoportante (film éventuellement flexible) ou de préférence sur un substrat diélectrique de préférence transparent (et éventuellement flexible), en particulier d’épaisseur d’au plus 1cm,5 mm,3mm ou subcentimétrique ou en particulier film plastique ou verre mince ou ultramince (‘UTG’ en anglais), film d’épaisseur submillimétrique et même d’au plus 200nm, première électrode comportant (voire constituée de) une première couche électroconductrice (monocouche ou multicouche, en particulier dépôt(s)) notamment minérale en particulier d’au plus 200nm (sur le premier substrat), première électrode avec une première surface principale dite première surface de liaison et une surface dite surface Sb opposée, notamment première électrode comportant un premier moyen d’amenée de courant (bande -bus bar- notamment métallique, en cuivre à l’argent etc) en bordure de la première surface de liaison

- une couche électroactive diélectrique avec une face principale dite face A1 côté surface de liaison et une face principale dite face A2 opposée, la couche électroactive étant d’épaisseur E_o submillimétrique et même d’au plus lOOpmet d’au moins 50nm, notamment de 50nm à 50pm et même de 100nm à 20pm, couche électroactive en une matière notamment thermotropique (de préférence) et/ou lyotropique contenant (voire constituée de) :

- des cristaux liquides (notamment thermotropiques et/ou lyotropiques) de préférence majoritaires en poids dans la matière (de préférence au moins 50%,70%,80%,85% en poids desdits cristaux liquides), notamment cristaux liquides comportant de préférence des mésogènes (par exemple sans chaîne de polymère) ou au moins des groupements mésogènes incorporés dans une chaîne principale des chaînes latérales d’un polymère (famille dite ‘LCP’ en anglais), en particulier cristaux liquides de taille submillimétrique et même d’au plus 100nm (et inférieure à E_o, par exemple de longueur L avec E₀/L>10 ou100), en particulier un mélange de plusieurs cristaux liquides (purs, au sens non LCP) (deux ou plus) de préférence dont l’un des cristaux liquides (de préférence majoritaire en poids) moins présente une autre mésophase P’ plus proche de (ou même adjacente à) la phase cristalline (nématique par exemple ou non smectique notamment non smectique A)

- des polymères formant un réseau (tridimensionnel) polymérique, les cristaux liquides étant stabilisés (physiquement) par le réseau polymérique -(c’est-à-dire de la famille PSLC en anglais ou CLSPS en français), de préférence avec au plus 20%, 15%, 10%, 5% en poids de polymère (ou polymères et précurseurs de polymères),

- éventuellement des précurseurs de(sdits) polymères ou encore des polymères non réticulés

- de préférence des espaceurs notamment de hauteur (et même de plus grande dimension) inférieure ou égale à E0, en périphérie (diélectrique, transparents ou non éventuellement masqués par un cadre, par exemple en mylar etc) et/ou dispersés dans la couche (diélectriques, transparents, notamment plastique, verre, silice de préférence subcentimétriques, notamment des billes)

- éventuellement des additifs, comme des particules et de préférence des particules non chargées (anions, cations), de préférence de hauteur inférieure ou égale à E₀(et même de plus grande dimension inférieure ou égale à E_o)

- une deuxième électrode de préférence transparente notamment autoportante (film éventuellement flexible) ou de préférence sur un support diélectrique de préférence transparent, en particulier d’épaisseur d’au plus 1cm, 5mm, 3mm ou subcentimétrique en particulier film plastique ou en verre mince ou ultramince (UTG en anglais), film d’épaisseur submillimétrique et même d’au plus 200nm, notamment deuxième électrode comportant (voire constituée de) une deuxième couche électroconductrice (monocouche ou multicouche en particulier dépôt(s)) notamment minérale en particulier d’au plus 200nm (sur le support), deuxième électrode avec côté face A2 une surface principale dite deuxième surface de liaison et avec une surface Sc opposéen en particulier deuxième électrode comportant un deuxième moyen d’amenée de courant (bande notamment métallique, bus bar) en bordure de la deuxième surface de liaison et mieux à l’opposé du premier moyen d’amenée de courant

A l’état transparent, la couche électroactive étant visible par transparence côté première électrode et/ou côté deuxième électrode, de préférence des deux côtés. De préférence la couche électroactive est scellée en périphérie par un joint diélectrique notamment polymérique (en bordure des première et deuxièmes surfaces de liaisons, en contact avec la matière à base de cristaux ou séparé par un espaceur périphérique).

En outre la matière présente une mésophase dite P, à partir d’une température dite T1 (et en dessous d’une température dite Tf qui peut être la température de transition en phase isotrope) de préférence T1 d’au plus 120°C, 90°C, 50°C,40°C et mieux d’au moins 10°C,20°C, et mieux dans une gamme de température d’au moins 5, 10°C, dans laquelle en particulier la matière comporte (en volume, dans l’épaisseur le plus souvent), un ensemble de domaines (contenant les cristaux liquides stabilisés par le réseau polymérique), et même est essentiellement divisée en lesdits domaines ou éléments de volumes,- les domaines s’étendant de préférence entre les première et deuxième électrodes au moins sur une fraction de l’épaisseur E_o, et les domaines comportant des défauts topologiques bidimensionnels en particulier des défauts lignes notamment au moins deux formes de défauts lignes ( par exemple l’un elliptique cercle inclus- l’autre ligne droite ou courbe , hyperbole etc).

A une température T’ supérieure ou égale à T1, l’empilement (ou le dispositif -grâce à l’empilement-) est susceptible de présenter au moins trois états (stables) de diffusion commutables (commutables entre eux, ainsi un des trois états commutable vers un autre des trois états et de façon réversible) pour au moins une longueur d’onde de la gamme du visible (par exemple à une valeur entre 380 et 780nm ou 800nm notamment 550nm , et même de 380 à 780nm ou 800nm) voire même pour au moins une longueur d’onde de la gamme de l'infrarouge proche (par exemple à une valeur entre 800nm et 2,5pm même de 800nm à 2,5pm.

Le premier état est le plus diffusant notamment défini par un flou HO non nul ou une transmission diffuse TDO non nulle.

Le deuxième état est moins diffusant que le premier état et est de préférence défini par un flou H1 inférieur à HO (ou une transmission diffuse TD1 inférieure à TDO) et non nul.

Et le troisième état étant transparent ou moins diffusant que le deuxième état est notamment défini par un flou H2 inférieur à H1 ou une transmission diffuse TD2 inférieure à TD1).

Au moins deux des trois états sont obtenus par l’application d’un champ électrique (alternatif ou continu, de préférence normal à la face A1) entre les première et deuxième électrodes.

Une explication microscopique est qu’à partir de T1, au moins une fraction des cristaux liquides sont mobiles et aptes à s’orienter suivant trois positions générant les trois états stables, le passage d’un état à l’autre étant réversible.

Les résultats sont similaires que le champ électrique (normal à la face A1) soit alternatif ou continue sur la plage de tension 0-120V et la plage de fréquence 50Hz1kHz.

Les changements d’orientations sont induits de préférence par application d’un champ électrique normal à la face A1 (au plan moyen si l’empilement est courbe par exemple flexible et entre des substrats de verre bombés).

De préférence le temps de relaxation d’un état à l’autre d’au plus 1s ou moins.

On peut en particulier passer d’un état diffusant à l’état transparent en passant de 0V à 120V et même au plus 100 ou 80V.

Jusqu’ici il n’était possible d’obtenir avec une couche de PSLC en phase nématique que deux états stables et réversibles

- l’un diffusant (à l’état off)

- et l’autre état transparent par un alignement des cristaux liquides parallèle au champ électrique appliqué (l’état on), à partir d’une valeur seuil nécessaire pour vaincre la force de rappel des cristaux liquides.

Selon l’invention, le réseau polymérique ainsi que la formation des domaines avec des défauts bidimensionnels permet notamment aux cristaux liquides de s’orienter et de se stabiliser aussi dans une multitude de positions intermédiaires entre l’état le plus diffusant et l’état le plus transparent et également d’induire un changement brutal de direction (de type« interrupteur de lumière »).

Selon les applications on peut utiliser l’invention entre un état transparent et plusieurs états diffusants ou même entre deux ou plus états diffusants.

Le niveau de diffusion peut être piloté, notamment ajusté en fonction de données récoltées par des capteurs (température, luminosité etc) en communication avec le dispositif (commandant la source d’alimentation électrique).

On peut aussi concevoir un miroir commutable avec une variation de flou (première ou deuxième couche réfléchissante).

On peut teinter à façon un ou plusieurs des éléments du dispositif (électrode, couche d’ancrage, substrat ou support, intercalaire de feuilletage, contre verre ..)

L’invention s’appuie de préférence d’abord sur l’existence de défauts topologiques qui sont 2D

Avantageusement, le premier état (le plus diffusant) est accessible en l’absence dudit champ électrique appliqué (normal à la face A1 ), les deuxième et troisième états sont accessibles en présence dudit champ électrique appliqué, le deuxième état étant obtenu pour une tension V1 et le troisième état étant obtenu pour une tension V2 supérieure à V1 notamment avec au moins un écart de 5V, 10V, 20V.

Par exemple V1 est entre 5V et 30V et V2 entre 30V et 120V.

Plus largement, on peut faire le flou des que l’on fait varier l’amplitude du champ / la tension V

Chaque flou étant par exemple défini comme le rapport de la transmission diffuse TD sur la transmission totale TT. On préfère l’exprimer en %.

Ainsi, l’empilement (et même le dispositif) présente un flou (et/ou une transmission diffuse) qui varie avec la tension dans toute ou partie d’une plage entre 5 et 120V (par exemple entre 10 et 50V) avec de préférence (notamment avec une épaisseur E0 de couche électroactive d’au plus 12pm)

- H2/H1 (et/ou TD2/TD1) d’au plus 99% et même 94% à une longueur de référence telle que 550 nm ou même sur la plage de longueur d’ondes 400-800nm pour V1 à 10V et V2 à 40V et en mode continu

- H2/H1 (et/ou TD2/TD1) d’au plus 98% (et même au plus 90% ou 80% ou 67%) à une longueur de référence telle que 550 nm ou même sur la plage de longueur d’ondes 400-800nm pour V1 à 20 V et V2 à 70V et en mode continu

- H2/H1 (et/ou TD2/TD1) d’au plus 97% (et même au plus 70% ou 47%) à une longueur de référence telle que 550 nm ou même sur la plage de longueur d’ondes 500 et 700nm ou même 400-800nm pour V1 à 20 V et V2 à 100V et en mode continu

-- H1/H0 (et/ou TD2/TD1) d’au plus 99% (et même au plus 98%) à une longueur de référence telle que 550 nm ou même sur la plage de longueur d’ondes 500 et 700nm ou même 400-800nm pour V1 à 10V

-- H1/H0 d’au plus 98% (et même 97%) à 550 nm ou même sur la plage de longueur d’ondes 500 et 700nm ou même 400-800nm pour V1 à 20V

En particulier dans le cas de domaines (de type) non TFCD

- H2/H1 (et/ou TD2/TD1) d’au plus 99% (et même au plus 75% ou 69%) à une longueur de référence telle que 550 nm ou même sur la plage de longueur d’ondes 500 et700nm ou même 400-800nm pourVI à 10V etV2 à 40V et en mode continu

- H2/H1 (et/ou TD2/TD1) d’au plus 98% (et même au plus 60% ou 59%) à une longueur de référence telle que 550 nm ou même sur la plage de longueur d’ondes 500 et 700nm ou même 400-800nm pour V1 à 20 V et V2 à 70V et en mode continu

- H2/H1 (et/ou TD2/TD1) d’au plus 97% (et même au plus 55% ou 46%) à une longueur de référence telle que 550 nm ou même sur la plage de longueur d’ondes 500 et 700nm ou même 400-800nm pour V1 à 20 V et V2 à 100V et en mode continu

-- H1/H0 (et/ou TD1/TD0) d’au plus 99% (et même au plus 92%) à une longueur de référence telle que 550 nm ou même sur la plage de longueur d’ondes 500 et 700nm ou même 400-800nm pourVI de 10V

-- H1/H0 (et/ou TD1/TD0) d’au plus 98% (et même au plus 90% ou 80%) pour V1 à 20V.

Le flou H0, H1 ou H2 (et toute autre valeur de flou) est de préférence défini comme le rapport de la transmission diffuse TD sur la transmission totale TT (à la température T’).

A T’, le flou peut être mesuré en plaquant le dispositif selon l’invention contre une fenêtre d’entrée circulaire et de rayon égal à 10mm, d’une sphère intégrante de diamètre égale à 150mm et revêtue en interne d’un matériau dénommé spectralon qui est polymère fluoré type PTFE fabriqué par Labsphere.

La sphère intégrante comporte une fenêtre de sortie en spectralon diamétralement opposée à la fenêtre d’entrée, circulaire et de rayon égal à 10mm.

La transmission totale est quant à elle mesurée avec la fenêtre de sortie de la sphère intégrante.

La transmission diffuse est quant à elle mesurée en enlevant la fenêtre de sortie de la sphère intégrante.

Chaque longueur d'onde est envoyée avec une intensité 10 sur le dispositif (faisceau normal au dispositif) devant ladite sphère intégrante

A T’, on peut mesurer la transmission totale ou la transmission diffuse lorsque le champ électrique est appliquée (avec une tension qui peut varier avec un pas de 10V par exemple)

Le signal reçu (l_TT ou l_TD) est alors comparé avec I0 pour en déduire les transmissions

La valeur du flou (de TD) peut varier en fonction de la taille ou du type de défauts bidimensionels, de leur densité, de l’épaisseur de la matière électroactive, du choix des cristaux liquides, du réseau de polymère (taux de réticulation, condition de polymérisation).

Par exemple on choisit T’ = T1 + au moins 5°C.

On peut mesurer de la même manière dans l’infrarouge.

La transmission totale TT peut être quant à elle assez constante (indépendant du champ électrique appliqué) notamment d’au moins 70% dans le visible lorsque les première et deuxième électrodes sont transparentes ainsi leurs substrat et support éventuels (ainsi que les couches d’ancrage), en particulier substrat et support non teintés.

En particulier l’empilement (et même le dispositif) présente une transmission totale TT (mesurée comme définie précédemment)

-d’au moins 5%, 10% ou encore d’au moins 70% et même d’au moins 75% à 550nm et même de 500 à 600 nm ou à 780nm,

- et/ou avec un écart entre la transmission totale maximale TTmax et la transmission totale minimale TTmin d’au plus 5% de 500 à 600nm et même de 500 à 780nm

Et la transmission totale TT’ sous ledit champ électrique (quel que soit la tension V) peut être telle que TT’-TT est inférieure à 2% à 550nm et même de 500 à 600 nm ou 780nm et même un écart entre la transmission totale maximale sous champ TT’max et la transmission totale minimale TT’min d’au plus 5% de 500 à 600 nm et même 780nm.

De même l’empilement (et même le dispositif) présente une transmission totale TT (mesurée comme définie précédemment)

-d’au moins 5%, 10% ou encore d’au moins 70% et même d’au moins 75% à 550nm et même dans le proche infrarouge de 800nm à 1200nm ou à 1500nm,

- et/ou avec un écart entre la transmission totale maximale TTmax et la transmission totale minimale TTmin d’au plus 5% de 800nm à 1200 nm ou à 1500nm

Et la transmission totale TT’ sous ledit champ électrique (quel que soit la tension V) peut être telle que TT’-TT est inférieure à 2% à 900nm et même de 800 à 1500 nm et même un écart entre la transmission totale maximale sous champ TT’max et la transmission totale minimale TT’min est d’au plus 5% de 800nm à 1200nm ou à 1500nm.

Dans ladite mésophase P, les domaines peuvent être avoir une large distribution de taille submétrique (notamment moins de 10cm), même subcentimétrique et même submillétrique, en particulier micronique de 1 à200pm voire submicronique et mieux d’au moins 50nm.

On peut caractériser la mésophase P en particulier par microscopie en lumière polarisée dite MOP.

Avantageusement, à T’, sans le dit champ électrique et/ou sous ledit champ électrique, les domaines sont caractérisés par microscopie optique en lumière polarisée dite MOP (à un grossissement d’au moins x20 par exemple), sur l’image dudit MOP chaque domaine étant défini par une surface dite surface apparente SD qui peut avoir un diamètre équivalent submétrique (notamment moins de 10cm), même subcentimétrique et même submillétrique, en particulier micronique de 1-200pm voire submicronique et mieux d’au moins 50nm

La surface apparente SD peut inclure ou correspondre à la projection verticale d’un défaut ligne fermé formant la base du domaine.

Cette surface apparente SD peut être :

-irrégulière proche d’une ellipse, d’un cercle, d’un rectangle ou carré

-régulière comme une ellipse, d’un cercle, d’un rectangle ou carré

La densité de domaines peut être d’au moins de 100 domaines/mm² ou même d’au moins 1000 domaines/mm² en particulier déterminé par le nombre de surfaces apparentes SD.

Par exemple sur l’image, on définit un rectangle de dimensions prédéfinies et on compte le nombre le nombre de surface apparentes SD.

L’arrangement de domaines peut être régulier (périodique ou pseudo période) c’est-àdire avec une répétition des domaines

Il peut y avoir plusieurs tailles de surface apparentes SD par exemple au moins deux, ou trois.

Les domaines peuvent un taux d’occupation d’au moins 2%, 10% 50%, 70% notamment mesuré par traitement d’images en microscopie optique polarisante (ladite

MOP) par le taux d’occupation des surfaces apparentes SD.

En particulier on peut définir un domaine de surface SD sous champ électrique continu par exemple à 25V.

Sur une image MOP, un domaine avec des défauts lignes peut avoir une forme multilobaire (avec un contraste de luminosité).

Sur une image MOP, un domaine avec des défauts de type non TFCD peuvent être avec quatre lobes analogues à un trèfle à quatre feuilles

Sur une image MOP, un domaine avec des défauts de type non TFCD peuvent être avec deux lobes et la texture ressembler une maille d’un tricot jersey.

La largeur ou diamètre équivalent de la surface apparente SD peut être notamment submillimétrique et notamment entre 1 et 200pm

Sur une image MOP, chaque domaine de surface apparente SD peut être délimitée avec une ligne fermée noire (ou moins plus sombre) de largeur Ln qui est notamment d’au plus 5pm et/ou même d’au plus LD/10 ou LD/20.

Par ailleurs, la couche électroactive peut être dénuée des particules chargées (ions cations) avec un écoulement sous le dit champ électrique.

Il est connu qu’une couche de cristaux liquides peut être organisée en colonnes avec des cristaux liquides discotiques notamment. Parmi les structures colonnaires on connaît la texture « sphérique » ou mosaïque et leurs combinaisons.

Dans la mésophase P, la couche électroactive peut être structurée, en colonnes des cristaux liquides.

Il est connu qu’une couche de cristaux liquides en mésophase smectique peut être organisée en couches (avec des cristaux liquides calamitiques ou discotiques notamment) contrairement à une mésophase nématique classique de l’art antérieur. Ces couches sont d’épaisseur de l’ordre du nm.

Toutefois, contraintes dans un volume, ces couches peuvent ne pas être planes en tout point et dès lors s'inclinent fortement et à très grande échelle (par rapport aux molécules de cristaux liquides). Ces couches (d’épaisseur Ec de l’ordre de nm)

Parmi les structures à couches on connaît les textures à domaines focaux dans les smectiques.

Par analogie, dans la mésophase P, la couche électroactive peut être structurée, en couches des cristaux liquides d’épaisseur Ec de l’ordre de nm (par exemple au plus 100nm) et de manière inédite il peut s’agir d’une phase qui n’est pas smectique Les domaines peuvent être assimilables (de type) à des domaines coniques focaux (dits FCD en anglais) des phases smectiques (A) en particulier toriques (TFCD), non toriques (non TFCD°, paraboliques, hémicylindriques ( notamment oily streaks en anglais), en éventail (fan shaped FCD).

Par exemple sans champ électrique les domaines de type TFCD comportent :

- dans une zone centrale, des couches planes et parallèles entre elles et aux électrodes avec les cristaux liquides orientés à la normal

- et dans les zones de limites, inclinées (en gardant l’épaisseur Ec).

Les défauts engendrent ces zones de fortes courbures.

Les cristaux liquides ont tendance à l’état off diffusant à être avec une orientation normale aux couches (et aux électrodes) dans les zones de couches planes, et dans les zones de couches courbes (sans variation d’épaisseur Ec) à être tangent aux couches.

Les défauts bidimensionnels sont par exemple des défauts lignes choisis parmi un contour fermé régulier ou irrégulier, comme un cercle régulier ou irrégulier, une ellipse régulière ou irrégulière, un carré ou rectangle et/ou une géométrie linéaire, , elliptique, parabolique, hyperbolique et en particulier la couche comporte un premier type de défauts fermés et un deuxième type de défauts.

Comme exemple de domaines coniques focaux on peut citer ceux décrits dans la publication intitulée periodic of frustrated docal conic defect in smectic liquid crystal fils, B Zappone et autres, Soft Matter 2012, 8, pp4318-4326 ainsi que les publications citées dans cette référence

La phase P par exemple nématique ou non smectique notamment non smectique A peut ne pas générer intrinsèquement les défauts bidimensionnels de la mésophase P’

Ces défauts sont alors produits dans une mésophase P’ plus proche de celle du cristal telle que la phase smectique, figé par un réseau polymérique, et conservée (plus ou moins parfaitement) dans la phase P.

Par exemple, lesdits domaines de la mésophase P sont des domaines subsistant d’une autre mésophase P’ et notamment la phase P est nématique, la phase P’ est smectique et lesdits défauts de la mésophase P’ sont des défauts smectiques On peut dire notamment que le réseau polymérique conserve (est l’empreinte de) l’organisation et l’orientation des cristaux liquides en phase P’ (par exemple smectique), et donc oriente les cristaux liquides à son tour en phase P ( par exemple nématique) pour former les domaines avec les défauts (par exemple nématiques). Aussi la couche électroactive peut posséder de préférence toujours au moins deux mésophases P et P’. On peut déterminer la transition P à P’ par analyse enthalpique différentielle ou MOP.

Dans les dispositifs classiquement fabriqués lorsque l’on applique un champ électrique en mésophase smectique, il n’y a pas de commutations réversibles.

L'ordre moléculaire diffère d'une mésophase à une autre. Les mésophases diffèrent par le type et le degré d'auto-organisation des molécules, Le comportement directionnel collectif dépend de la nature et la structure des mésogènes

En particulier, la matière peut présenter une autre mésophase P’, la mésophase P est plus éloignée de la phase cristalline que la mésophase P’ (éventuellement adjacente donc qui est la première mésophase), en particulier la mésophase P est nématique.

La mésophase P de préférence présente un ordre de position en moins qu’une mésophase P’ de la matière, en particulier les cristaux liquides sont en moyenne parallèles entre eux c’est-à-dire avec au moins ordre d’orientation spontanée à longue portée

La mésophase P peut présenter (adopter) une structure notamment imposée par le réseau polymérique, sensiblement (assimilable à) des couches de cristaux liquides avec des zones de couches de cristaux liquides courbes et éventuellement des zones de couches de cristaux liquides planes

La mésophase P peut être la moins proche de celle du cristal, notamment avec un ordre solide en moins, avec un degré de liberté en moins d’une mésophase plus proche du cristal

La mésophase P peut être la plus proche de celle du liquide isotrope.

Et de préférence la matière comprend une mésophase P’ jusqu’à une température ΤΊ inférieure ou égale à T1, le changement de la mesophase P’ à la mésophase P étant réversible, directe ou indirecte.

Les défauts bidimensionnels peuvent être formés par des contraintes imposées.

De préférence, on utilise des couches d’ancrage qui servent à l’ancrage des cristaux liquides par interactions de surface pendant la fabrication, en l’absence de champ appliqué.

A la surface avec les couches d’ancrage les cristaux peuvent demeurent accrochées à celle-ci jusqu’à un certain niveau de champ (tension).

Pour la formation des domaines comportant des défauts, l’empilement de couches peut ainsi comporter en outre :

-en contact la face A1, une première couche d’ancrage de surface des cristaux liquides, apte à ancrer au moins une fraction des cristaux liquides (dans les domaines) en contact de cette première couche d’ancrage selon une première orientation de préférence planaire en l’absence dudit champ électrique appliqué, première couche d’ancrage de préférence transparente (éventuellement teintée) notamment d’épaisseur Et d’au plus micrométrique et même submicrométrique

- en contact la face A2 une deuxième couche d’ancrage de surface, notamment normal ou planaire dégénéré, apte à orienter une fraction des cristaux liquides en contact de cette deuxième couche d’ancrage selon une deuxième orientation similaire ou distincte de la première orientation en l’absence dudit champ électrique appliqué, deuxième couche d’ancrage de préférence transparente (éventuellement teintée) d’épaisseur Ej d’au plus micrométrique et même submicrométrique

Les couches d’ancrage notamment antagonistes servent à générer des défauts topologiques 2D qui contribuent aux propriétés électrooptiques précitées. Il peut même y en avoir plus de deux couches d’ancrage (trois ou plus), alors il y a plusieurs couches de cristaux liquides espacés par des couches d’ancrages.

Il peut aussi y avoir sur une même surface plusieurs zones d’ancrages distinctes Ces défauts sont générés par des déformations mécaniques de la structure de la matière et sont obtenus par les contraintes imposées par les deux couches d’ancrage forçant les cristaux liquides en contact avec ces couches à des orientations spécifiques et distinctes.

L’une des couches peut être à la limite une lame d’air (fonction d’ancrage normal) de préférence épaisseur constante pour éviter l’iridescence, entre la deuxième électrode et la face A1. La Lame d’air peut être obenu par des espaceurs pérphériques et/ou émergeant de la couche électroactive (transparents, notamment plastique, verre, notamment billes) notamment de hauteur (et même de plus grande dimension)

La première couche d’ancrage peut être un ancrage planaire et la deuxième couche d’ancrage est un ancrage normal ou la première couche d’ancrage peut être un ancrage planaire dégénéré et la deuxième couche d’ancrage est un ancrage planaire dégénéré L’ancrage planaire peut être :

-sans direction privilégiée (dit dégénéré)

-ou unidirectionnelle fixant orientation zénithal et azimutal du directeur n du cristal liquide), par exemple par texturation, brossage de la couche d’ancrage planaire (rubbing en anglais), par exemple comportant nano ou microsillons

- ou même suivant plusieurs directions croisés (à 90° etc) par texturation, brossage de la couche d’ancrage planaire

On peut utiliser un tissu en velours pour le brossage

La première couche d’ancrage, notamment hydrophile, est par exemple :

- diélectrique (notamment amorphe, polymérique et/ou minérale, un verre), avec une fonctionnalisation de la surface Sb , en particulier, une couche à base de polyalcool vinylique (PVA) de polyimide par exemple pour un ancrage planaire

-ou semiconductrice comme le disulfure de molybdène, ou sulfure de molybdène(IV),

- électroconductrice notamment qui est une fraction d’épaisseur de la première électrode

Pour un ancrage planaire unidirectionnel, on peut utiliser un film de fluoropolymère tel que le polytétrafluoroéthylène PTFE ou téflon (avec les chaînes de polymères alignées selon la direction de déplacement de la barre de téflon lors du dépôt).

La deuxième couche d’ancrage est par exemple :

- diélectrique (notamment amorphe, polymérique et/ou minérale, un verre), avec une fonctionnalisation de la surface S’b (silanisation pour un ancrage normal) , en particulier, une couche de polyalcool vinylique (PVOH) de polyimide pour un ancrage planaire

- ou semiconductrice

- ou électroconductrice notamment qui est une fraction d’épaisseur de la deuxième électrode

- une lame de gaz, d’air (si on veut un ancrage normal).

L’une des couches d’ancrage peut être un polymère amorphe (poly(méthacrylate de méthyle PMMA, polycarbonate, polystyrène) avec une texturation ou brossage éventuel et l’autre des couches d’ancrage en polymère cristallin (PET, nylon, poly(téréphtalate de butylène) PBT, PVA) avec une texturation ou brossage éventuel

Pour un ancrage normal, les couches les plus couramment utilisées sont à base I’ octyltrichlorosilane (OTS) et chlorure de N,N-diméthyl-N-octadécyl-3aminopropyltriméthoxysilane (DMOAP).

Une couche à base dodécylsulfate de sodium (SDS) ou encore des mélanges d’alcanethiols peuvent aussi générer un ancrage normal.

L’une ou les première et deuxième couches d’ancrage sont par exemple déposées par voie liquide respectivement sur les premières et deuxièmes électrodes (autoportantes ou dépôts).

La première couche d’ancrage peut être un film de préférence mince (flexible..) par exemple d’au plus 200pm ou 50pm qui est notamment

-porteur de la première électrode (elle-même de surface libre par exemple face extérieure ou dans un espace interne d’un vitrage multiple ou encore en contact avec un film fonctionnel notamment flexible , polymérique (antirayures, avec revêtement fonctionnel par exemple de contrôle solaire , basse émissivité ou alimentation d’un dispositif (opto)électronique) etc) ou un intercalaire de feuilletage comme EVA ou PVB détaillé plus tard (contact adhésif)

- ou lié à la première électrode par une colle optique elle-même sur un support comme un film fonctionnel notamment flexible et/ou polymérique (antirayures, avec revêtement fonctionnel à l’opposé par exemple de contrôle solaire, basse émissivité ou alimentation d’un dispositif (opto)électronique) etc) et lui-même éventuellement lié (en contact adhésif avec à un intercalaire de feuilletage comme EVA ou PVB (détaillé plus tard)

Et/ la deuxième couche d’ancrage peut être un film de préférence mince (flexible...) par exemple d’au plus 200pm ou 50pm qui est notamment :

-porteur de la deuxième électrode (elle-même de surface libre par exemple face extérieure ou dans un espace interne d’un vitrage multiple ou encore en contact avec un film fonctionnel notamment flexible et/ou polymérique (antirayures, avec revêtement fonctionnel par exemple de contrôle solaire, basse émissivité ou alimentation d’un dispositif (opto)électronique) etc) et lui-même éventuellement lié (en contact adhésif avec à un intercalaire de feuilletage comme EVA ou PVB (détaillé plus tard).

- ou lié à la deuxième électrode par une colle optique (elle même sur un support comme un film fonctionnel notamment flexible et/ou polymérique (antirayures, avec revêtement fonctionnel à l’opposé par exemple de contrôle solaire, basse émissivité ou alimentation d’un dispositif (opto)électronique) etc) et lui même éventuellement lié (en contact adhésif avec à un intercalaire de feuilletage comme EVA ou PVB (détaillé plus tard).

Une autre façon de générer les défauts est de faire varier l’épaisseur E0 au moment de la fabrication

Les mésophases thermotropes sont classifiées selon leur degré d'ordre et suivant la morphologie et la structure chimique des mésogènes.

Dans une réalisation préférée, la phase P est nématique éventuellement torsadée et appelé cholesterique et la phase P’ est smectique

Dans les smectiques on connaît :

-smectique A SmA (de préférence),

-smectique B SmB,

-smectique C SmC,

-smectique I Sml,

-et smectique F,

-smectiques torsadées ou chirales qui possèdent un centre d’asymétrie avec la notation * comme SmC* et les phases : E, G, H, J, K, qui sont de type smectiques.

La transition entre la phase smectique (torsadée ou non) et la phase nématique peut être directe on directe en augmentant progressivement la température

Strictement parlant, les phases J G E K et h sont de type smectique (« soft » crystals) On peut citer le Goodbye Handbook Visual Display Technology 2012 comme manuel de référence.

La plupart des phases smectiques ne transitent jamais directement vers la phase nématique. Par ailleurs, selon le composé chimique, en augmentant progressivement la température, une phase smectique C peut transiter vers une phase smectique A puis une phase nématique ou directement vers une phase nématique sans passer par la phase smectique A

Entre la phase A (smectique) et la nématique il peut exister une ou plusieurs smectiques intermédiaires. Par exemple certains composés peuvent avoir cette séquence : G, J Sml SmC SmA, N.

Les discoïdes peuvent former des phases « nématiques discotiques » ou « cholestériques discotiques » mais elles peuvent aussi s'empiler pour former des phases colonnaires de géométrie variable : verticale, oblique, etc (colH, CoIR ColOBI). Les colonnes sont fluides en ce sens que les distances entre deux molécules d’une même colonne fluctuent plus ou moins fortement et qu’il n’y a pas d’ordre à grande distance. D’autre part il n’existe aucune corrélation de position entre les molécules appartenant à deux colonnes voisinLe polymorphisme très riche des phases smectiques démultiplie les types de textures possibles.

Les cristaux liquides peuvent être de diverses formes :

- calamitique : forme allongée cylindrique (géométrie anisotrope) on définit une longueur L1 et une largeur W1 avec L1/W1

- et/ou discotique : disque à corps aromatique(s) (plusieurs cycles aromatiques adjacents) D, empilement colonnaire ou structure à couche (phase smectique)

- cœur courbe en forme de banane par exemple avec un mésophase B7.

Les cristaux liquides peuvent être des molécules avec une structure anisométrique comportant des terminaisons alkyles ou alkoxy. (CH2)x

D préférence les cristaux liquides possèdent une partie rigide, le cœur aromatique (cas des cristaux liquides thermotropes), et une ou plusieurs parties flexibles, généralement des chaînes aliphatiques. La partie centrale est le plus souvent rigide pour la formation de mésophases. Les extrémités sont flexibles.

Pour les cristaux liquides lyotropes la partie rigide est substituée par un ion, c'est le cas par exemple des phospholipides, sur lequel sont greffées une ou plusieurs chaînes alkyl. Ça peut être des micelles anisotropes, en forme de ballons de rugby ou de disque.

À cette anisotropie géométrique peut s'ajouter une anisotropie chimique si les parties rigide et flexible sont respectivement polaire et apolaire, la molécule est dite alors amphiphile ou amphipathique.

La structure chimique peut être la suivante :

C avec

A : groupe orienteur (cyano, nitro, méthyle, halogène, etc.)

B : groupe pontant (souvent linéaire) (alcène, ester, etc.)

C : alcane polyéthers C_nH_2n+i ou perfluorés C_nF₂n+i (A=C parfois)

On peut se référer aussi aux cristaux liquides cités dans le brevet GB0823013.

Les cristaux liquides métallotropes sont eux les cristaux liquides possédant un ou plusieurs atomes métalliques dans leur structure moléculaire. La molécule s'appelle alors « métallogène ».

On préfère les cristaux liquides avec les mésophases smectiques A et nématique. Comme familles de cristaux liquides on peut citer

- les cyanobiphényles, par exemple le 8CB qui est 4-octyl-4’-cyanobiphényle seul ou en mélange avec le et le 4-cyano-4’-pentylbiphényle (5CB)

- un mesogène contenant du silicium, un mesogène avec du siloxane, un organosiloxanes,

- un benzoate

On peut utiliser les cristaux liquides cités dans le brevet WO2010/070606

On peut également utiliser les CL (seuls ou en mélange avecd’autres) cités dans la publication Goodby et al., Liquid Crystals, June 2015 intitulé what makes a liquid crystal ? the effect of free volume o soft matter :

-sexiphényle (figure 1),

-quinquéphényle, 2’, 3””-diméthylsexiphényle, undécyloxy et dodécyloxycyanobiphényle (figure 1)

-ceux du tableau 3 en particulier les 3 premiers

- ceux du tableau Tableau 5

- les NTB (‘Twist bend nematique’).

On peut faire des mélanges de cristaux liquides pour abaisser la température T1 de transition entre phase P et P’ par exemple entre smectique (A) et nématique. Par exemple un mélange 8CB et 5CB qui n’a pas de phase smectique

Les polymères sont parexemple obtenus à partir des précurseurs de polymères suivants

- les diacrylates, diméthacrylates

-les dicyclohexylbenzènes polymérisables, décrit dans le document GB0217907

-les composés monocycliques polymérisables, décrit dans le document DE10257711 -les composés polymérisables comprenant un groupe acide cinnamique un groupe acétylène, décrit dans le document GB0308987

-les tolanes polymérisables, décrit dans le document GB0308984

- les acétylènes hétérocycliques polymérisables décrit dans le document GB0308990.

On peut choisir des polymères ayant une tenuue en température pour réaliser un vitrage feuilleté par exemple au moins 100°C, 120°C, 140°C.

Il en est de même pour les crsitaux liquides ainsi que l’empilement de couches

Naturellement les cristaux liquides peuvent s’étendre sensiblement sur toute la surface de la première électrode (et/ou du substrat) ou sur (au moins) une zone restreinte, les cristaux liquides peuvent être éventuellement sur plusieurs zones.

La couche électroactive peut être une pleine couche (de toute forme notamment géométrique) ou former une signalétique (symbole, pictogramme etc)

La couche électroactive peut être entourée et même être en contact avec un joint adhésif de scellement polymérique par exemple en époxy en acrylate par exemple en cyanoacrylate.

Par ailleurs, on utilise de es espaceurs peuvent être de préférence en une matière plastique transparente. Les espaceurs déterminent (grossièrement) l'épaisseur de la couche électroactive. On préfère par exemple des espaceurs en polyméthacrylate de méthyle (PMMA).

Les espaceurs sont de préférence en matière d’indice optique (sensiblement) égal à l’indice optique de la couche. Les espaceurs sont par exemple sous forme de billes.

Le substrat diélectrique de la première électrode (et/ou le support de la deuxième électrode ) peut être en matière plastique flexible ou non, par exemple d’épaisseur d’au plus 300pm ou 150pm ou d’au moins 1mm.

notamment, à base de polyester en particulier un polyéthylène téréphtalate (PET), polyéthylène naphtalate (PEN), de polycarbonate (PC), un polyoléfine (polyéthylène, polypropylène), de polyuréthane (PU), de polyméthacrylate de méthyle (PMMA), de polyamide, de polyimide, ou un polyvinyle chloride (PVC) voire de polymère fluoré tel que l’éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), le polyfluorure de vinylidène (PVDF), le polychlorotrifluoréthylène (PCTFE), l’éthylène de chlorotrifluoréthylène (ECTFE), les copolymères éthylène-propylène fluorés (FEP).

L’absorption est de préférence de moins de 0,5% ou même d’au plus 0,2% et avec un flou de moins de 1.5% et même d’au plus 1%.

On préfère le PET par sa transparence, sa qualité de surface, sa résistance mécanique, sa disponibilité, à toute tailles ou encore le PC ou le PMMA. Le choix dépend notamment de la flexibilité recherchée.

Le substrat diélectrique de la première électrode (et/ou le support de la deuxième électrode ) peut être de plus grande dimension que la couche électroactive.

En particulier ledit substrat (et/ou ledit support) peut être revêtu d’une couche électroconductrice couvrant tout ou partie sa face principale (par exemple au moins 50% ou 80%) et dont une région forme la première électrode (la deuxième électrode) notamment isolée électriquement (par une ou des lignes isolantes, gravure laser etc) d’une autre région de cette couche. Cette couche électroconductrice peut être basse émissivité servir de couche de contrôle solaire

On peut utiliser par exemple un film clair de PET revêtu d’une couche électroconductrice, par exemple film clair de PET dénommé XIR de la société Eastman, un film coextrudé en PET-PMMA, par exemple du type SRF 3M® (SRF pour Solar Reflecting Film), mais aussi de nombreux autres films (par exemple en PC, PE,

PEN, PMMA, PVC) etc.

L’une des faces externes libres de l’empilement peut comprendre un film plastique temporaire de protection (« liner » en anglais) et avec une couche adhésive (acrylique etc) couvrante -en pleine face- ou formant un cadre périphérique. Cette couche adhésive peut servir à fixer l’empilement sur tout type de support plan, ou courbé, transparent comme un vitrage ou un film plastique, ou opaque (mur) si le dispositif est un miroir commutable (l’électrode destinée à être coté support est alors réfléchissante).

Pour les électrodes on peut utisser des polymères conducteurs de l’une au moins des familles suivantes :

- la famille des polythiophènes, comme le PEDOT (3,4-polyéthylenedioxythiopène), le PEDOT/PSS c’est-à-dire le (3,4-polyéthylènedioxythiopène mélangé avec polystyrènesulfonate, et tout autre dérivé comme décrit dans la demande US2004253439,

- ou encore les poly(acétylène)s, poly(pyrrole)s, poly(aniline)s, poly(fluorène)s, poly(3alkyl thiophène)s, polytétrathiafulvalènes, polynaphthalènes, poly(p-phénylène sulfide), et poly(para-phénylène vinylène)s.

Pour les polythiophènes, on peut choisir par exemple le produit commercialisé par la société HC Strack sous le nom de BAYTRON® ou encore par la société Agfa sous le nom d’Orgacon®, ou d’Orgacon EL-P3040®.

Pour lié l’empilement de couches à une feuille on peut utiliser un PSA

Les PSA sont généralement à base d’élastomère couplé avec un agent adhésif supplémentaire approprié ou agent « tackifiant » (par exemple, une résine ester).

Les élastomères peuvent être à base:

1/ d’acrylates, qui peuvent être suffisamment collant pour ne pas exiger un agent tackifiant supplémentaire.

2/ de nitriles

3/ de silicone, requérant des agents tackifiants spéciaux telles que des résines de silicate de type « MQ », composées de triméthyle silane monofonctionnel (M) qui a réagi avec tétrachlorure de silicium quadrifonctionnel (Q). Les PSA à base de silicone sont par exemple des gommes et résines de polydiméthylsiloxane dispersées dans du xylène ou un mélange de xylène et toulène.

4/ des copolymères blocs à base de styrène tel que des copolymères blocs Styrène butadiène -styrène (SBS), Styrène-éthylène / butylène -styrène (SEBS), styrèneéthylène / propylène (SEP), Styrène isoprène -styrène (SIS),

5/ Les éthers vinyliques.

Avantageusement, l’adhésif sensible à la pression est choisi parmi les PSA à base d’acrylates et les PSA à base de silicone.

Ces adhésifs sont commercialisés sous forme de rouleaux d’adhésifs double face.

On peut citer comme PSA à base de silicone les adhésifs de Dow Corning® tel que le 2013 Adhesive, 7657 Adhesive, Q2-7735 Adhesive, Q2-7406 Adhesive, Q27566 Adhesive, 7355 Adhesive, 7358 Adhesive, 280A Adhesive, 282 Adhesive, 7651 Adhesive, 7652 Adhesive, 7356 Adhesive.

Dans des réalisations préférées, l’empilement peut comporter la séquence (stricte ou non) suivant (les éléments entre parenthèses étant facultatif)

-empilement n°1 : (anti-rayures ou liner’)/ substrat PET/ première électrode (comme ITO etc)/( première couche d’ancrage) /couche électroactive/ )/( deuxième couche d’ancrage)//deuxième électrode (comme ITO etc)/ support PET/ (anti-rayures) -empilement n°2 : Verre (teinté et/ou bombé par exemple/ premier feuillet d’ intercalaire de feuilletage (PVB ou EVA) ou colle optique /substrat PET/ première électrode (comme ITO etc)/( première couche d’ancrage) /couche électroactive/ )/( deuxième couche d’ancrage)/ /deuxième électrode (comme ITO etc)/ support PET/ (anti-rayures)/ deuxième feuillet d’feuilletage intercalaire de feuilletage (PVB ou EVA, comme le premier) ou colle optique/Verre (teinté et/ou bombé par exemple

Chaque film est de préférence flexible, plan ou courbe, apte à s’adapter à la ou aux courbures d’un vitrage ou autre support par exemple. Chaque substrat, support peut être flexible, plan ou courbe, apte à s’adapter à la ou aux courbures d’un vitrage additionnel ou autre support par exemple.

Les faces principales de chaque couche (et/ou de chaque substrat) peuvent être rectangulaires, carrées ou même de toute autre forme (ronde, ovale, polygonale...). Chaque couche barrière et/ou substrat peut être de grande taille par exemple de surface supérieure à 0,02 m² voire même 0,5 m² ou 1 m².

La ou chaque couche -dépôt ou film- (et/ou chaque substrat) peut être transparente et présenter de préférence une transmission lumineuse T_L supérieure ou égale à 70%, de préférence supérieure ou égale à 80% voire à 90%.

La ou chaque couche -dépôt ou film-, peut être teinté par exemple en bleu, vert, gris ou bronze. La transmission lumineuse TL peut alors d’au plus 55%, notamment de 20% à 50%.

La ou chaque substrat notamment en verre peut être toutefois teinté par exemple en bleu, vert, gris ou bronze.

La première et/ou la deuxième électrodes peuvent être des couches pleines plutôt que patternées (avec des trous et/ou lignes de discontinuités).

Sur le substrat (ou support) diélectrique, la première électrode (la deuxième électrode) de préférence transparente peut être minérale, notamment la couche électroconductrice minérale est à base d’un ou plusieurs oxydes conducteurs transparents ou une couche métallique d’au plus 20nm de préférence au sein d’un empilement de couches minces d’oxydes et/ou de nitrures métalliques ou de silicium.

La première électrode et/ou la deuxième électrode peut être une couche d’oxyde transparent conducteur dite couche TCO.

La couche de TCO est de préférence d’épaisseur adaptée pour avoir une résistance («intrinsèque») par carré inférieure ou égale à 150Ω/π, de préférence inférieure ou égale à 120Ω/π.

La couche de TCO est par exemple alimentée électriquement via des moyens d’amenée de courant de préférence métalliques (à base d’argent, de cuivre etc) de préférence sous forme d’une bande (métallique) /le long d’un bord.

Le film barrière ou le substrat (support) porteur de la couche TCO peut dépasser au-delà de la couche électroactive pour favoriser la connexion électrique par exemple faite comme dans la demande WO2011/161391 (figure 1 ou autres figures) ou EP1653275.

La couche d’un oxyde transparent électroconducteur est de préférence une couche d’oxyde d’étain et d’indium (ITO). D’autres couches sont possibles, parmi lesquelles les couches minces :

- à base d’oxyde d’indium et de zinc (appelées « IZO »), d’oxyde d’indium de galium et de zinc (IGZO)

- à base d’oxyde de zinc dopé, de préférence au gallium ou à l’aluminium (AZO, GZO), à base d’oxyde de titane dopé au niobium, à base de stannate de cadmium ou de zinc,

- à base d’oxyde d’étain dopé au fluor (SnO₂:F), à base d’oxyde d’étain dopé à l’antimoine.

Dans le cas de l’oxyde de zinc dopé à l’aluminium, le taux de dopage (c’est-àdire le poids d’oxyde d’aluminium rapporté au poids total) est de préférence inférieur à 3%. Dans le cas du gallium, le taux de dopage peut être plus élevé, typiquement compris dans un domaine allant de 5 à 6%.

Dans le cas de ΙΊΤΟ, le pourcentage atomique de Sn est de préférence compris dans un domaine allant de 5 à 70%, notamment de 10 à 60%.

Pour les couches à base d’oxyde d’étain dopé au fluor, le pourcentage atomique de fluor est de préférence d’au plus 5%, généralement de 1 à 2%.

L’ITO est particulièrement préféré ou même IZO, AZO, GZO ou IGZO. Aisément déposées par un procédé de pulvérisation cathodique, notamment assisté par champ magnétique, appelé « procédé magnétron », ces couches se distinguent par une plus faible rugosité que par CVD.

Les électrodes communément utilisées sont en oxyde mixte d’indium et d’étain (ITO en anglais). Pour se prémunir des court circuits générés par des impuretés conductrices de taille supérieure ou égale à la distance entre les électrodes, chacune des couches ITO peut être revêtue d’une ou plusieurs couches diélectriques d’oxydes ou de nitrures telles que Si₃N₄, SiO₂, comme évoqué dans le document WO2014/072596 d’épaisseur cumulée de 50 à 150nm.

Un des avantages de l’oxyde d’étain dopé au fluor est en revanche sa facilité de dépôt par dépôt chimique en phase vapeur (CVD), et peut être mis en œuvre sur la ligne de production de verre plat par flottage. Dans un mode de réalisation, les couches de l’empilement sont obtenues par dépôt chimique en phase vapeur, directement sur la ligne de production de la feuille de verre par flottage. Le dépôt est réalisé par pulvérisation de précurseurs au travers de buses, sur le ruban de verre chaud. Le dépôt des différentes couches peut se faire à différents endroits de la ligne : dans l’enceinte de flottage, entre l’enceinte de flottage et l’étenderie, ou dans l’étenderie. Les précurseurs sont généralement des molécules organométalliques ou du type halogénures.

A titre d’exemples, on peut citer pour l’oxyde d’étain dopé au fluor le tétrachlorure d’étain, le trichlorure de mono-butyl étain (MTBCL), l’acide trifluoroacétique, l’acide fluorhydrique. L’oxyde de silicium peut être obtenu à l’aide de silane, de tétraéthoxysilane (TEOS), ou encore d’hexamethyldisiloxane (HDMSO), en utilisant éventuellement un accélérateur tel que le triéthylphosphate.

On peut également disposer, entre le substrat et la couche TCO un empilement de couches, de neutralisation. De telles couches (au moins deux couches) permettent d’influer sur l’aspect en réflexion du vitrage, notamment sur sa couleur en réflexion. Une fois le support électroconducteur revêtu de la couche de cristaux liquides (et même une fois rajouté un autre support électroconducteur identique), on obtient des couleurs de préférence neutres, légèrement bleutées ou vertes, caractérisées par des coordonnées colorimétriques a*, b* proches de 0, a*, b* négatives ou a* négative et b* légèrement positif, sont préférées à des couleurs violet rose, rouge (a* plus positive).

Dans un mode de réalisation préféré, l’empilement comprend dans cet ordre sur la face principale sous la couche TCO :

- une première sous-couche à base de nitrure de silicium (SiN_x, de préférence Si₃N₄) éventuellement dopé de préférence aluminium, d’épaisseur e_y de 5 à 50nm, ou mieux de 10nm à 35nm, de préférence (directement) en contact avec la face principale et de préférence essentiellement constituée d’un nitrure de silicium éventuellement dopé de préférence aluminium ;

- une deuxième sous-couche à base d’oxyde de silicium (SiO_x, de préférence SiO₂), d’épaisseur e_z de 10 à 50nm, ou mieux de 20nm à 50nm, de préférence essentiellement constituée d’oxyde de silicium, sous couche non dopée ou éventuellement dopé de préférence aluminium de préférence en contact avec la couche TCO.

Plus largement la sous couche (unique notamment) peut être une couche à base d’oxynitrure de silicium (SiON)

Quelques exemples d’empilements de couches minces formant la première électrode sont donnés ci-après :

SiN_x / SiO_x / TCO (ITO de préférence) / SiN_x / (SnZnO) / SiO_x

- SiN_x / SiO_x / TCO (ITO de préférence) / SiN_x / SnZnO / SiO_x

- SiN_x / (SnZnO)/ SiO_x / TCO (ITO de préférence) / SiN_x / (SnZnO) / SiO_x.

SIOxNy / TCO (ITO de préférence) / SiOxN_y / (SnZnO) / SiO_x

Les différentes couches peuvent être déposées sur le substrat par tout type de procédé de dépôt de couche mince. Il peut par exemple s’agir de procédés, pyrolyse (liquide ou solide), dépôt chimique en phase vapeur (CVD), notamment assisté par plasma (PECVD en anglais), éventuellement sous pression atmosphérique (APPECVD), évaporation voire de type sol-gel.

Le dispositif selon l’invention peut comporter un vitrage feuilleté comportant :

- une première feuille de verre additionnelle notamment d’épaisseur de 0,7mm à 4mm

- un intercalaire de feuilletage thermoplastique

- une deuxième feuille de verre additionnelle notamment d’épaisseur de 0,7mm à 4mm ou même de moins de 0,7mm ou encore une feuille de plastique comme un polycarbonate ou un PMMA (notamment avec un intercalaire de feuilletage en PU) les faces principales internes dites F2 et F3 des première et deuxième feuilles de verre additionnelles étant en regard, l’empilement étant les faces F2 et F3 et de préférence dans l’intercalaire de feuilletage.

De préférence l’intercalaire feuilletage thermoplastique entoure le chant de l’empilement.

La tranche de l’empilement peut être en retrait par rapport à la tranche la plus externe de l’intercalaire de feuilletage (ou de la première feuille).

De préférence les éventuels premier et/ou deuxième substrats sont de préférence d’épaisseur d’au plus 0,7mm et même d’au plus 0,3 ou 0,2mm. Pour le ou les substrats en verre on peut choisir du verre mince (moins de 1mm) et même ultramince (‘UTG ‘ en anglais).

L’une des feuilles de verre additionnelle peut être teintée et l’autre clair ou extraclair. L’intercalaire de feuilletage thermoplastique peut être clair, extraclair ou teinté.

Le dispositif selon l’invention peut comprendre un vitrage notamment feuilleté et/ou bombé, et l’empilement forme une bande notamment périphérique sur une portion d’une face principale du vitrage.

On peut utiliser le dispositif à diffusion variable par cristaux liquides tel que défini précédemment dans un véhicule ou bâtiment.

Il peut être utilisé notamment comme:

- cloison interne (entre deux pièces ou dans un espace) dans un bâtiment, dans un véhicule terrestre, ferroviaire, maritime ou aérien (entre deux compartiments, dans un taxi, bus, train etc), notamment comme paroi vitrée de douche, baignoire,

- porte vitrée (d’entrée ou de service), fenêtre (simple, double, triple vitrage), plafond, dallage (sol, plafond), porte de WC, une partie vitrée de meuble urbain ou domestique

- vitrage d’un véhicule automobile (voiture, camion, bus, car ..) donc terrestre, ferroviaire, maritime (bateau) : pare-brise, vitrage latéral, toit..

- écran de projection ou rétroprojection,

- façade de magasin, vitrine notamment d’un guichet.

Naturellement, il peut former tout ou partie d’un vitrage (une cloison et fenêtre type imposte etc.

Le dispositif selon l’invention peut comporter un vitrage feuilleté et notamment bombé, et l’empilement de couches est entre les premier et deuxième vitrages respectivement dits vitrages extérieur et intérieur et forme une bande périphérique sur une portion supérieure du vitrage, la tranche dite externe de l’empilement étant masqué de l’extérieur par une première couche périphérique opaque notamment un émail sur le vitrage extérieur (de préférence en face F2), et/ou la tranche dite interne de l’empilement étant masqué de l’intérieur par une deuxième couche périphérique opaque notamment un émail sur le vitrage intérieur (en face F4 par exemple voire face F3).

Pour son intégration dans un vitrage feuilleté on peut utiliser :

- trois feuillets (PVB, EVA, PU etc, monocouche ou multicouche) en particulier deux feuillets pleins avec chacun en contact avec l’un des deux vitrages et un feuillet central avec une réserve pour loger l’empilement

- deux feuillets (PVB, EVA, PU etc monocouche ou multicouche) surtout si l’empilement est assez mince pour que les deux feuillets se rejoignent par fluage de part et d’autre l’empilement.

Pour le susbtrat et/ou le support ou encore ou pour une feuille de verre additionnelle ou un vitrage d’un vitrage feuilleté et/ou multiple on peut choisir un verre clair ou extra-clair. Un verre clair contient typiquement une teneur pondérale en oxyde de fer de l’ordre de 0,05 à 0,2%, tandis qu’un verre extra-clair contient généralement environ 0,005 à 0,03% d’oxyde de fer.

La feuille de verre additionnelle ou un vitrage d’un vitrage feuilleté et/ou multiple, peut être toutefois teinté par exemple en bleu, vert, gris ou bronze.

Une feuille de verre additionnelle teinté ou un vitrage teinté d’un vitrage feuilleté et/ou multiple, peut présenter de préférence une transmission lumineuse T_L supérieure ou égale à 10% - par exemple dans un contexte où le milieu du côté de la face extérieure du substrat (opposée à la face avec l’électrode) est très éclairé -, et de préférence est supérieure ou égale à 40%.

Le verre est de préférence de type silico-sodo-calcique mais il peut également être en verre de type borosilicate ou alumino-borosilicate. L’épaisseur du verre est généralement comprise dans un domaine allant de 0,5 mm à 19 mm, de préférence de 0,7 à 9 mm, notamment de 2 à 8 mm, voire de 4 à 6 mm.

Le verre est de préférence du type flotté, c’est-à-dire susceptible d’avoir été obtenu par un procédé consistant à déverser le verre fondu sur un bain d’étain en fusion (bain « float »). Dans ce cas, l’empilement peut aussi bien être déposé sur la face « étain » que sur la face « atmosphère » du substrat. On entend par faces « atmosphère » et « étain », les faces du substrat ayant été respectivement en contact avec l’atmosphère régnant dans le bain float et en contact avec l’étain fondu. La face étain contient une faible quantité superficielle d’étain ayant diffusé dans la structure du verre.

L’intercalaire de feuilletage thermoplastique assure une liaison avec un élément rigide ou flexible. Cet intercalaire de feuilletage polymère peut être, notamment, une couche à base de polybutyral de vinyle (PVB), d’éthylène vinylacétate (EVA), de polyéthylène (PE), de polychlorure de vinyle (PVC), d’uréthane thermoplastique, de polyuréthane PU, de ionomère, d’adhésif à base de polyoléfine, de silicone thermoplastique ou en résine pluri ou mono-composants, réticulable thermiquement (époxy, PU) ou aux ultraviolets (époxy, résine acrylique).

L’intercalaire PVB peut être en coin donc avec une section transversale diminuant en forme en coin du haut vers le bas du vitrage feuilleté pour éviter une double image dans le cas d’un affichage tête haute (HUD en anglais), tout particulièrement pour un pare-brise.

L’intercalaire PVB est éventuellement acoustique et/ou teinté.

L’intercalaire PVB acoustique peut comprendre au moins une couche dite centrale en matériau plastique viscoélastique aux propriétés d’amortissement vibroacoustique notamment à base de polyvinylbutyral (PVB) et de plastifiant, et comprenant en outre deux couches externes en PVB standard, la couche centrale étant entre les deux couches externes.

Eventuellement l’une ou les deux couches externes a une section transversale diminuant en forme en coin du haut vers le bas du vitrage feuilleté, la couche en matériau plastique viscoélastique aux propriétés d’amortissement vibro-acoustique ayant une section transversale constante du haut vers le bas du vitrage feuilleté, exemple de feuillet acoustique on peut citer le brevet EP0844075.

Le premier et/ou deuxième vitrage du vitrage feuilleté peut (selon le rendu esthétique, l'effet optique souhaité) être un verre clair (de transmission lumineuse T_L supérieure ou égale à 90% pour une épaisseur de 4mm), par exemple un verre de composition standard sodocalcique le Planilux® de la société Saint-Gobain Glass, ou extra-clair (T_L supérieure ou égale à 91,5% pour une épaisseur de 4 mm), par exemple un verre silico-sodo-calcique avec moins de 0,05% de Fe III ou de Fe₂O₃ le verre Diamant® de Saint-Gobain Glass, ou Optiwhite® de Pilkington, ou B270® de Schott, ou d’autre composition décrite dans le document WO04/025334.on peut aussi choisir le verre Planiclear® de la société Saint-Gobain Glass.

Le verre du premier et/ou deuxième vitrage peut être neutre (sans coloration), ou (légèrement) teinté notamment gris ou vert, tel le verre TSA de la société SaintGobain Glass. Le verre du premier et/ou deuxième vitrage peut avoir subi un traitement chimique ou thermique du type durcissement, recuit ou une trempe (pour une meilleure résistance mécanique notamment) ou être semi trempé.

La transmission lumineuse T_L peut être mesurée selon la norme ISO 9050 :2003 en utilisant l’illuminant D65, et est la transmission totale (notamment intégrée dans le domaine du visible et pondérée par la courbe de sensibilité de l’œil humain), tenant compte à la fois de la transmission directe et de l’éventuelle transmission diffuse, la mesure étant faite par exemple à l'aide d'un spectrophotomètre muni d’une sphère intégrante, la mesure à une épaisseur donnée étant ensuite convertie le cas échéant à l’épaisseur de référence de 4mm selon la norme ISO 9050 :2003.

Le vitrage feuilleté bombé selon l’invention notamment pare-brise ou vitrage latéral, peut avoir une T_L -dans le clair de vitre- qui est de préférence d’au moins 70% et même d’au moins 75% ou même d’au moins80%.

Le vitrage feuilleté bombé selon l’invention, notamment toit vitré, peut avoir une transmission lumineuse T_L d’au plus 10% et même de 1 à 6%.

Pour un toit automobile, on préfère l’un au moins ou tous les critères suivants :

- une transmission énergétique T_E d’au plus 10% et même de 4 à 6%,

- une réflexion énergétique R_E (de préférence côté face F1) d’au plus 10%, mieux de 4 à 5%

- et une transmission totale de l’énergie solaire TTS <30% et même <26%, même de 20 à 23%.

Un tableau A ci-dessous donne des exemples de verre vendu par la Demanderesse. Le verre SGS THERMOCONTROL ® Absorbing/ Venus améliore le confort thermique en absorbant la charge énergétique dans la masse du verre. Ces verres sont divisés en deux catégories : « Vision » (Transmission lumineuse>70%) et « Privacy » (Transmission lumineuse <70%).

Type de verre	TL (%)	TE (%)	RE (%)
SGS THERMOCONTROL® Venus Green 55	49	27	7
Haute Performance teinté vert H Verre Clair	28	16	3
SGS THERMOCONTROL® Venus Green 35	35	22	5
SGS THERMOCONTROL® Venus Grey 10	10	8	1
SGS THERMOCONTROL® Absorbing TSA3+	71	44	18
Verre standard vert	78	53	25

Tableau A

Le verre « Vision » est adapté à tous les types de vitrage dans le véhicule: vert/ bleu/gris et assure une transmission énergétique réduite (TE). La couleur la plus appréciée à cette fin est le vert. Elle a été choisie en raison de son aspect neutre qui n'affecte pas l'harmonie des couleurs d’un véhicule.

Le verre « Privacy » est un vitrage teinté dans la masse pour le confort thermique et l’intimité. C’est un vitrage surteinté vert foncé ou gris foncé. Pour assurer l'intimité, ce vitrage présente des valeurs de transmission lumineuse qui sont audessous de 70%, généralement autour de 55% ou moins. En raison de sa teinte foncée, ce type de verre assure aussi une faible transmission UV (les rayons UV peuvent causer des irritations de la peau).

Dans la plupart des pays, le verre Vénus / Privacy est adapté aux vitrages latéraux arrière (après le pilier B), lunette arrière et toit.

SGS THERMOCONTROL ® Venus est constitué de vitrage surteinté de couleur gris foncé ou vert foncé. Ils ont tous les avantages thermiques du verre de type « Vision » (SGS THERMOCONTROL ® Type) avec une protection solaire améliorée:

- des valeurs plus faibles en transmission énergétique (par rapport à toutes les autres solutions de verre),

- sa couleur foncée bloque également le rayonnement UV, qui est responsable de l'irritation de la peau et la décoloration de l’habitacle,

- offre une plus grande intimité pour les passagers du véhicule (il est difficile de voir à travers le verre depuis l’extérieur).

De préférence le vitrage feuilleté bombé forme un pare-brise de véhicule routier tel qu’une automobile, un camion.

Le bombage des premier et deuxième vitrages (pare-brise notamment) peut être dans une ou plusieurs directions par exemple décrit dans le document WO2010136702.

L'aire de la face principale F1 (parebrise ou toit notamment) peut être supérieure à 1,5m² et être par exemple inférieure à 3m².

Afin de limiter réchauffement dans l’habitacle ou de limiter l’usage d’air conditionné, l’un des vitrages au moins (de préférence le verre extérieur) est teinté, et le vitrage feuilleté peut comporter également une couche réfléchissant ou absorbant le rayonnement solaire, de préférence en face F4 ou en face F2 ou F3, en particulier une couche d’oxyde transparent électro-conducteur dite couche TCO (en face F4) ou même un empilement de couches minces comprenant au moins une couche TCO, ou d’empilements de couches minces comprenant au moins une couche d’argent (en F2 ou F3), là où chaque couche d’argent étant disposée entre des couches diélectriques.

On peut cumuler couche (à l’argent) en face F2 et/ou F3 et couche TCO en face F4.

Une couche TCO (d’un oxyde transparent électro-conducteur) peut être utilisée pour la première ou deuxième électrode ou en face F4 comme décrit. Elle est de préférence une couche d’oxyde mixte d’étain et d’indium (ITO) ou une couche d’oxyde d’étain dopé au fluor (SnO₂:F). D’autres couches sont possibles, parmi lesquelles les couches minces à base d’oxydes mixtes d’indium et de zinc (appelées « IZO »), à base d’oxyde de zinc dopé au gallium ou à l’aluminium, à base d’oxyde de titane dopé au niobium, à base de stannate de cadmium ou de zinc, à base d’oxyde d’étain dopé à l’antimoine. Dans le cas de l’oxyde de zinc dopé à l’aluminium, le taux de dopage (c’est-à-dire le poids d’oxyde d’aluminium rapporté au poids total) est de préférence inférieur à 3%. Dans le cas du gallium, le taux de dopage peut être plus élevé, typiquement compris dans un domaine allant de 5 à 6%.

Dans le cas de ΙΊΤΟ, le pourcentage atomique de Sn est de préférence compris dans un domaine allant de 5 à 70%, notamment de 10 à 60%. Pour les couches à base d’oxyde d’étain dopé au fluor, le pourcentage atomique de fluor est de préférence d’au plus 5%, généralement de 1 à 2%.Pour des couches en ITO, l’épaisseur sera généralement d’au moins 40 nm, voire d’au moins 50 nm et même d’au moins 70 nm, et souvent d’au plus 150 nm ou d’au plus 200 nm. Pour des couches en oxyde d’étain dopé au fluor, l’épaisseur sera généralement d’au moins 120 nm, voire d’au moins 200 nm, et souvent d’au plus 500 nm.

Par exemple la couche basse émissivité comprend la séquence suivante :souscouche haut indice/sous-couche bas indice/ une couche TCO/ surcouche diélectrique optionnelle.

Un exemple préféré de couche basse émissivité (protégée durant une trempe, on peut choisir sous-couche haut indice (<40 nm) / sous-couche bas indice (<30 nm) / une couche ITO/ surcouche haut indice (5-15 nm))/ surcouche bas indice (<90 nm) barrière/ dernière couche (< 10 nm).

On peut citer couche basse émissivité celles décrites dans le brevet US2015/0146286, sur la face F4, notamment dans les exemples 1 à 3.

En particulier, la face F4 du vitrage feuilleté, est revêtue d’une couche fonctionnelle transparente notamment basse émissivité, de préférence comprenant une couche TCO, dont une zone (alimentée électriquement, donc électrode) formant bouton tactile (pour piloter la première surface lumineuse).

On peut prévoir des connexions électriques avec les électrodes. Par exemple on utilise une première bande électroconductrice (métallique etc) périphérique le long de la première électrode et une deuxième bande électroconductrice périphérique le long de la deuxième électrode. Par exemple la première bande électroconductrice est le long du premier bord latéral ou longitudinal et la deuxième bande électroconductrice est le long d’un deuxième bord opposé (latéral ou longitudinal) et/ou adjacent.

Des rubans conducteurs notamment métalliques par exemple en cuivre, et par exemple d’au plus larges de 2cm, sont par exemple fixés en périphérie sur les électrodes (un ruban par électrode, les rubans étant de préférence sur des bords opposés) pour l’alimentation électrique.

On peut fixer (soudure, colle) des câbles électriques sur ces bandes électroconductrices.

Le dispositif selon l’invention peut être utilisé en combinaison avec d’autres dispostifs électrcommandables tels que ceux avec des systèmes électroluminescents (ensemble de diodes inorganique ponctuels DEL, diodes organiques ou OLED, TFEL (à couches minces)

Les deux peuvent être en regard ou adjacent au sein d’un vitrage feuilleté (de l’intercalaire de feuilletage.

e dispositif selon l’invention peut être utilisé notamment dans un vitrage feuilleté, en combinaison avec un autre dispositif électrocommandable tel qu’un dispositif électrocommandable électrominescent, en particulier, LED, OLED, TFEL.

Dans un exemple de fabrication, on mélange les cristaux liquide avec un monomère et une petite quantité de photoinitiateur (cristaux liquide jouant le rôle de solvant) on réalise la polymérisation thermiquement ou photochimiquent (plus rapide, favorise un réseau polymérique à l’échelle moléculaire.

L’invention vise ainsi un procédé de fabrication du dispositif électrocommandable à diffusion par cristaux liquides notamment comme décrit précédemment comportant les étapes suivantes :

- une fourniture d’une première électrode notamment incluant ou revêtue d’une première couche d’ancrage de surface de cristaux liquides selon une première orientation planaire éventuellement dégénéré, première électrode notamment sur un substrat diélectrique une fourniture d’une deuxième électrode notamment incluant ou revêtue d’une couche d’ancrage de surface de cristaux liquides selon une deuxième orientation notamment planaire dégénérée ou normal, deuxième électrode notamment sur un support diélectrique

- la fourniture d’un mélange comportant :

- au moins un précurseur de polymère (comme un monomère)

- des cristaux liquides incluant au moins des premiers cristaux liquides présentant une mésophase P et une mésophase P’ et éventuellement au moins des deuxièmes cristaux liquides, les premiers cristaux liquides ayant une température de transition Tp entre la mésophase P et la mésophase P’, TA étant la température de transition entre la mésophase P et la mésophase P’ du mélange qui est inférieure à Tp

- si nécessaire un amorceur de polymérisation, de préférence un photoamorceur

- la formation d’un empilement de couches comportant entre les première et deuxième électrodes, notamment les première et deuxième couches d’ancrage la formation à partir dudit mélange d’une couche électroactive en une matière comportant lesdits cristaux liquides stabilisés par un réseau polymérique avec une température T1 (inférieure voire égale à Tp ) de la mésophase P à la mésophase P’, ladite formation comportant :

- à la température Ti inférieure à Tp la polymérisation de préférence par photopolymérisation sous UV desdits précurseurs conduisant audit réseau polymérique.

De préférence le procédé peut comprendre en mésophase P’, la formation de domaines notamment subcentimétriques avec des défauts topologiques bidimensionnels (subsistant sensiblement en mésophase P).

En particulier ladite formation de la couche électroactive comprend de préférence la mise en contact dudit mélange avec des première et deuxième couches d’ancrage des cristaux liquides en surface en particulier

-dépôt par voie liquide d’une couche (diélectrique ou semi conducteur), ou fourniture d’un élément (diélectrique ou semi conducteur) comme un film submillimétrique lié (collé) à la première électrode (ou création d’une lame de gaz comme une lame d’air (pour ancrage normal)

- dépôt par voie liquide d’une couche (diélectrique ou semi conducteur), ou fourniture d’un élément (diélectrique ou semi conducteur) comme un film submillimétrique lié (collé) à la deuxième électrode ou création d’une lame de gaz comme une lame d’air (pour ancrage normal) entre la deuxième électrode et le mélange

On peut prévoir (au préalable) un brossage de surface de la première et /ou de la deuxième couche d’ancrage (pour former un ancrage planaire et unidirectionnel).

A la température T’>T en phase P la couche électroactive présente alors de domaines avec des défauts topologiques bidimensionnels (et présente avec des multiétats de diffusions variables).

Le mélange peut se faire notamment sous agitation à partir de précurseurs (monomères) en poudre avec des cristaux liquides thermotropes.

La couche életroactive peut être réalisée à l'aide d'une opération appelée remplissage goutte à goutte ou par capillarité dudit mélange.

De préférence on contrôle l’intensité de la lampe UV pour contrôler au mieux la puissance reçue sur la surface exposée et donc le taux de réticulation, le degré de polymérisation.

On peut prévoir en outre que les premiers cristaux liquides ont une mésophase P qui est smectique et une mésophase nématique P et des deuxièmes crsitaux liquides ont une mésophase notamment nématique sont dénuées de mésophase smectique.

Le précuseur de polymère, comme un monomère, est de préférence miscible avec le matériau cristal liquide (pas nécessairement en toutes proportions).

La limite haute va dépendre du mélange cristal liquide + monomère (limite de solubilité qui va être dépendante par ailleurs, pour un mélange donné, de la température et de la nature de la phase cristal liquide de ce mélange)

Le procédé peut comprendre une étape de feuilletage dudit empilement :

notamment substrat (flexible, polymérique, PET, UTG etc)/ première électrode/ (première couche d’ancrage)/couche électroactive/( deuxième couche d’ancrage) /deuxième électrode/ support (flexible, polymérique, PET, UTG etc) ou même première électrode/ première couche d’ancrage formant substrat/couche électroactive/ deuxième couche d’ancrage formant support /deuxième électrode ceci entre deux feuilles de verre, notamment bombées, au moyen d’un intercalaire de feuilletage polymérique notamment thermoplastique par exemple PVB ou EVA, intercalaire de feuilletage comportant un ou plusieurs feuillets, notamment feuilletage à une température d’au plus 140°C et même 120°C, 110°C.

On peut prévoir donc un feuilletage. Pour former un vitrage feuilleté avec ledit empilement (support et substrat plastiques ou verre par exemple flexibles) entre deux feuilles de verre (par exemple d’épaisseur de 0,7mm à 5mm) on peut utiliser :

- trois feuillets (PVB, EVA, PU etc, monocouche ou multicouche) en particulier deux feuillets pleins avec chacun en contact avec l’un des deux vitrages et un feuillet central avec une réserve pour loger l’empilement

- deux feuillets (PVB, EVA, PU etc, monocouche ou multicouche) surtout si l’empilement est assez mince pour que les deux feuillets se rejoignent par fluage de part et d’autre l’empilement.

LE PVB est préféré dans le monde des véhicules.

L’une des feuilles de verre peut être teintée.

De manière classique le feuilletage comporte mise sous vide - par tout moyen d’aspiration-, chauffage et éventuelle mise sous pression. On utilise étuve ou autoclave

Ainsi, le feuilletage peut comporter dégazage, scellage du bord, et implique la mise en œuvre de températures et pressions appropriées de manière habituelle, lors de l’autoclave, le feuillet tel que le PVB est amené à relativement haute température (supérieure à 100°C pour le PVB souvent entre 90°C et 140°C), ce qui va le ramollir et lui permettra de fluer. En cas d’utilisation de plusieurs feuillets notamment PVB, un phénomène remarquable se produit alors, les interfaces les différents PVB vont disparaître, le PVB va en quelque sorte se cicatriser pour ne former en fin d’autoclave qu’un film homogène et continu.

Dans les conditions usuelles d’assemblage d’un vitrage feuilleté, combinant un chauffage, une mise sous dépression (vide) de l’intérieur de la structure feuilletée vise à évacuer l’air présent entre les différents constituants (surface de l’intercalaire de feuilletage rugueuse et irrégulière avant chauffage), et éventuellement l’application d’une pression à l’extérieur de la structure feuilletée pour favoriser le collage et la cohésion durable de l’ensemble.

D’autres détails et caractéristiques de l’invention apparaîtront de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés suivants et dans lesquelles:

- la figure 1 représente une vue en coupe schématique d’un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 100 dans un premier mode de réalisation de l’invention

- les figures 2a et 2c représentent une vue en coupe schématique et de détail d’une couche électroactive du dispositif à diffusion variable par cristaux liquides du type de la figure 1 hors champ électrique ou sous champ électrique, la figure 2b illustrant l’orientation des certains cristaux liquides sous champ électrique

-les figures 3a à 7a montrent des images (en noir et blanc) du dispositif électrocommandable de la figure 1 dans une cabine de lumière avec une trame de fond 110 (papier avec des lignes d’écritures) à 20 cm et sous illuminant D65 en l’absence de champ électrique (3a), pour un champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 25V (4a), de 50V (5a), de 70V (6a), et retour à OV (7a)

-les figures 3b à 7b montrent des images (en noir et blanc) obtenues par microscopie optique en lumière polarisée (MOP) sous un grossissement de 20 (avec une échelle en trait blanc de 50pm) images montrant les domaines à défauts lignes de la couche électroactive du dispositif électrocommandable de la figure 1 en l’absence de champ électrique (3b), pour un champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 25V (4b), de 50V (5b), de 70V (6b), et retour à OV (7b)

- la figure 8 montre un ensemble A de courbes correspondant à la transmission totale TT en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 800nm sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 110V par pas de 10V et un ensemble de courbes B correspondant à la transmission diffuse TD en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 800nm sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 110V par pas de 10V pour le dispositif de la figurel

- la figure 9 montre un ensemble A de courbes correspondant à la transmission totale en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figurel et un ensemble de courbes B correspondant à la transmission diffuse en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figurel

- la figure 10 montre un ensemble de courbes correspondant au flou H ( exprimé en %) qui est le rapport entre la transmission diffuse TD et la transmission totale TT en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V et un ensemble de courbes B correspondant à la transmission diffuse en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figurel

- la figure 11 représentant une vue en coupe schématique d’un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 200 dans un deuxième mode de réalisation de l’invention

- les figures 12a à 17a montrent respectivement des images en noir et blanc du dispositif électrocommandable de la figure 11 dans une cabine de lumière avec une trame de fond 110 (papier avec des lignes d’écritures) à 20 cm et sous illuminant D65 en l’absence de champ électrique (12a), pour un champ électrique normale à la couche électroactive avec une tension de 20V (13a), de 40V (14a), de 70V (15a), de 120V (16a), et retour à OV (17a)

-les figures 12b à 17b montrent respectivement des images (en noir et blanc) obtenues par microscopie optique en lumière polarisée (MOP) sous un grossissement de 20 (avec une échelle en trait blanc de 50pm) images montrant les domaines à défauts lignes de la couche électroactive du dispositif électrocommandable de la figure 11 l’absence de champ électrique (12b), pour un champ électrique normale à la couche électroactive avec une tension de 20V (13b), de 40V (14b), de 70V (15b), de 120V (16b), et retour à OV (17b)

- la figure 18 montre un ensemble A1 de courbes correspondant à la transmission totale en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 800nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figure 11, et un ensemble de courbes B1 correspondant à la transmission diffuse en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V, pour le dispositif de la figurel 1

- la figure 19 montre un ensemble de courbes correspondant au flou H qui est le rapport entre la transmission diffuse TD et la transmission totale TT en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figurai 1 et un ensemble de courbes B correspondant à la transmission diffuse en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figurai 1

- la figure 20 représente une vue en coupe schématique d’un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 300 dans un troisiième mode de réalisation de l’invention

- la figure 21 montre une image (en noir et blanc) obtenue par microscopie optique en lumière polarisée (MOP) sous un grossissement de 20 (avec une échelle en trait blanc de 150pm image montrant les domaines à défauts lignes de type en éventail de la couche électroactive du dispositif électrocommandable de la figure 20 en l’absence de champ électrique

- la figure 22 représente une vue en coupe schématique d’un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 400 dans un quatrième mode de réalisation de l’invention

- la figure 22 représente une vue en coupe schématique d’un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 400 dans un quatrième mode de réalisation de l’invention

- la figure 23 représente une vue en coupe schématique d’un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 500 dans un cinquième mode de réalisation de l’invention

- les figures 24a et 24b représente respectivement une vue de face et en coupe schématique d’un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 600 dans un sixième mode de réalisation de l’invention

- la figure 25 représente une vue en coupe schématique d’un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 700 dans un septième mode de réalisation de l’invention

Les éléments sur les figures ne sont pas représentés à l’échelle.

EXEMPLE 1

L'exemple de réalisation n°1 représenté dans la figure 1 montre un dispositif électrocommandable à diffusion variable 100 par cristaux liquides selon l'invention qui comporte un empilement de couches dans cet ordre :

- un substrat diélectrique transparent 1 avec une tranche 10 et des faces principales 11 et 12 et comportant une première électrode transparente 2 avec une première surface principale dite surface de liaison et une surface dite surface Sb opposée et une tranche 10, ici un verre de 1,1mm -ou en variante plastique comme du PET- avec une couche d’ITO de résistance carré 10ohm/carré, plus largement entre 5 et 300ohm/carré et pour une neutralité en couleurs, chaque électrode peut comprendre aussi au moins deux sous-couches minces diélectriques sous la couche ITO et même une ou deux surcouches

- une première couche d’ancrage planaire 4 transparente (ici dégénéré) sur la première électrode

- en contact avec la première couche d’ancrage, une couche électroactive diélectrique 3 avec une face principale dite face côté surface de liaison et une face principale dite face A2 opposée, ici d’épaisseur de 6pm en une matière comportant des cristaux liquides

- des polymères formant un réseau polymérique, les cristaux liquides étant stabilisés par le réseau polymérique, la matière présentant à partir d’une température dite T1, une mésophase dite P dans laquelle la matière comporte un ensemble de domaines ici submillimétriques qui comportent des défauts topologiques bidimensionnels comme des défauts lignes

- des espaceurs 30 étant répartis dans la matière ici des billes de verres

- la couche étant scellée en périphérie par un joint polymérique 5 par exemple en époxy en acrylate ici en cyanoacrylate

- une deuxième couche d’ancrage 4 transparente sur la première électrode, ici ancrage normal

- une deuxième électrode transparente 2’ avec côté face A2 une surface principale dite deuxième surface de liaison et avec une surface dite surface Sc opposée, notamment deuxième électrode

- un support diélectrique transparentl’ de la deuxième électrode 2’ avec une tranche 10’ et des faces principales 11’ et 12’, ici un verre de 1,1mm -ou en variante plastique comme du PET- avec comme électrode une couche d’ITO de résistance carré 10ohm/carré, plus largement entre 5 et 300ohm/carré et pour une neutralité en couleurs, chaque électrode peut comprendre aussi au moins deux sous-couches minces diélectriques sous la couche ITO et même une ou deux surcouches

Pour l’alimentation électrique via une source 110, des rubans conducteurs (non montrés), notamment métalliques par exemple en cuivre sont fixés par exemple par collage le long et sur des bords périphériques sont en contact avec les électrodes 2,2’ (un ruban par électrode, les rubans étant de préférence sur des bords opposés). Ces rubans sont ensuite reliés à une alimentation électrique

Les tranches 20,20’ électrodes 2,2‘ et le chant de la couche électroactive sont de préférence en retrait par rapport aux chants 10,10’ des verres 1,1’.

Les verres 1,1’ sont rectangulaires mais peuvent être de toute forme, par exemple rond, carré, et de toute dimension, par exemple de longueur d’au moins 1m et même de largeur d’au moins 10cm (bande etc). Les épaisseurs peuvent être par exemple de 0,7mm à 4mm Ils peuvent être d’épaisseur de préférence supérieure à 100pm et d’au plus 300pm pour une meilleure tenue mécanique de l’ensemble et/ou une facilité de mise en œuvre, de manipulation mais si on veut plus de flexibilité, on peut descendre par exemple jusqu’à 50pm.

A l’état « OFF », c'est-à-dire avant l'application d'une tension électrique, ce vitrage à cristaux liquides 100 est diffusant, c'est-à-dire qu'il transmet optiquement mais n'est pas transparent. Dès qu’une tension est appliquée entre les deux électrodes, la couche 3 passe à l'état avec un niveau de diffusion varialbe qui dépend de la tension Sous ledit champ électrique, l’empilement présente une transmission diffuse et un flou qui varie avec la tension entre 5 et 120V.

Dans une alternative au choix de ΙΊΤΟ seule ou dans une multicouche ou choisit un empilement à l’argent pour l’une ou les deux électrodes. Il peut même choisir pour l’une des électrodes une couche avec un TL moins élevée ou même une couche réfléchissante.

L’une ou les faces externes des premier et deuxième substrats porteurs 1,1’ peuvent comporter une ou des couches fonctionnelles (anti reflet etc) déjà connues.

L’un des premiers et deuxièmes substrats porteurs 1,1’, et même l’électrode associée, peut être de plus grande dimension que le reste de l’empilement. Par exemple la couche électroconductrice telle que ΙΊΤΟ (ou autre) peut servir couche de contrôle solaire. La zone ITO servant d’électrode peut alors être isolée par gravure laser par exemple pour former une bande d’ITO.

L’un et/ou l’autre des verres 1,1’ peut être remplacée par une feuille polymérique par exemple Pet d’au plus 500pm ou 200pm avec ou sans couche sur sa face externe ou encore par une feuille plastique -avec ou sans couche sur sa face externe- par exemple plus épaisse (tel que de 1 à 10mm) un polycarbonate ou encore un PM MA.

Le procédé de fabrication de l’exemple n°1 est décrit plus précisément ci-après.

La première couche d’ancrage 4 est une couche de poly(alcool vinylique) (PVOH; Sigma-Aldrich; poids moléculaire M_w ~ 27 kDa) de 300nm environ induisant un ancrage planaire (dégénéré) des cristaux liquides en surface (hors champ), par immersion du verre avec ITO dans une solution de 10 NM OTS dans n-heptane pendant 30 minutes, rinçage à l’eau desionisée et séchage sous azote

La couche de PVOH est déposée sur la couche d’ITO par ‘spin coating’ d’une solution de PVOH dans de l’eau desionisée (9,1% en poids). Avant le dépôt ΙΊΤΟ est nettoyé à l’éthanol séché sous azote.

La deuxième couche d’ancrage 4’ est une couche d’octyltrichlorosilane (OTS) induisant un ancrage normal (homéotropique) des cristaux liquides en surface (hors champ). Elle est obtenue par immersion du verre avec ITO dans une solution de 10 mM d’OTS dans du n-heptane pendant 30 minutes, rinçage à l’eau desionisée et séchage sous azote.

Pour réaliser la couche électroactive on forme un mélange avec deux types de cristaux liquides 5CB et 8CB, un monomère et un photoinitiateur

Le mélange contient :

-98% en poids des cristaux liquides 5CB et 8CB dans un ratio 1:4

-2% en poids de l’ensemble formé par le monomère diméthacrylate de bisphénol A avec un photoinitiateur 2,2-diméthoxy-2-phénylacétophénon

Le mélange présente une phase smectique A sous 17,5C et une phase nematique entre 17.5°C et 38°C (et une phase isotropique au-delà).

On forme une couche de ce mélange entre les couches d’ancrages

Ensuite, l’ensemble est illuminé sous UV (λ = 365 nm) pour polymérisation at 5°C, donc en phase smectique A

La couche électroactive comporte en phase nématique A des domaines qui sont assimilables aux domaines coniques focaux des phases smectiques en particulier ici toriques ou TFCD.

Les figures 2a et 2c représente une vue en coupe schématique et de détail d’une couche électroactive du dispositif à diffusion variable par cristaux liquides du type de la figure 1 hors champ électrique ou sous champ électrique, la figure 2b illustrant simplement l’orientation des certains cristaux liquides sous champ électrique.

La couche 3 en phase nématique présente des défauts smectiques de type TFCD.

On considère que la figure 2a représente un seul domaine focal conique de type TFCD.

Les figures 2a et 2c montrent une structure en couches 33 de cristaux liquides 31,31 a,31 b,310 imposé par le réseau polymérique non représenté.

Les couches sont courbées en direction de la couche d’ancrage planaire ( ici dégénéré) dans une zone centrale 34 et les couches sont planes et parallèles entre elles sur deux zones latérales 35, 35’ plus ou moins étendues et qui peuvent être inexistantes.

Le domaine présente un défaut ligne dans le plan du verre 1 comme une surface avec un contour fermé de type circulaire (plus ou moins irrégulier) et un autre défaut ligne qui a une géométrie linéaire 36.

Du côté de la couche d’ancrage planaire (partie inférieure), certains cristaux liquides (des bâtonnets) 31a sont parallèles à cette couche suivant toutes les directions du plan).

Du côté de la couche d’ancrage normale (partie supérieure), certains cristaux liquides 31b sont perpendiculaires à cette couche

Hors zone de contact avec la couche d’ancrage planaire , hors champ électrique par exemple au milieu de l’épaisseur de la couche les cristaux liquides 310 ont une orientation normale aux couches.

Par exemple les cristaux liquides ont une première orientation suivante un angle oblique par rapport à l’axe Z (au champ E vertical) hors champ électrique dans la zone courbée puis se rapprochant de l’axe Z (du champ E ) quand on applique le champ (cf figure 2b) par exemple 25V.

La figure 2c montre le cas ou (quasi) tous les cristaux liquide sont alignés verticalement par exemple à partir de 120V, 150V.

-les figures 3a à 7a montrent des images (en noir et blanc) du dispositif électrocommandable de la figure 1 dans une cabine de lumière avec une trame de fond 110 (papier avec des lignes d’écritures) à 20 cm et sous illuminant D65 en l’absence de champ électrique (3a), pour un champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 25V (4a), de 50V (5a), de 70V (6a), et retour à OV (7a). La température est de 21 °C

-les figures 3b à 7b montrent des images (en noir et blanc) obtenue par microscopie optique en lumière polarisée (MOP) sous un grossissement de 20 (avec une échelle en trait blanc de 50pm) images montrant les domaines à défauts lignes de la couche électroactive du dispositif électrocommandable de la figure 1 en l’absence de champ électrique (3b), pour un champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 25V (4b), de 50V (5b), de 70V (6b), et retour à OV (7b). La température est de21°C

Les domaines sont caractérisés par microscopie optique en lumière polarisée dite MOP, sur l’image dudit MOP, chaque domaine étant défini par une surface dite surface apparente SD

Les domaines sont de surface SDpolydiperses (contours plus visibles sous champ à faible tension par exemple à 25V)

On compte 1104 défauts dans un rectangle de 324 pm de long et 167 pm de large soit 1922 domaines.mm²

Les figures 7a et 7b témoignent de la réversibilité de l’état le plus transparent à l’état le plus diffusant (hors champ )

Plus on augmente la tension mieux on distingue l’écriture de la trame 110.

La figure 8 montre un ensemble A de courbes correspondant à la transmission totale

TT en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 800nm sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 110V par pas de 10V et un ensemble de courbes B correspondant à la transmission diffuse TD en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 800nm sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 110V par pas de 10V pour le dispositif de la figurel

L’empilement présente ici une transmission totale TT d’au moins 70% de 450 à 800nm, avec un écart entre la transmission totale maximale et la transmission totale minimale TTmax-TTmin d’au plus 5% de 450 à 600nm

La transmission totale TT reste assez constante même avec un champ électrique (tout niveau de tension)

La transmission totale TT sur la gamme de longueur d’onde [400-2500mn] est (quasiment) indépendante de la tension de commutation

On peut réduire l’absorption notamment causée par les couches d’ITO.

En revanche, on observe bel et bien que la transmission diffuse TD (courbes B) varie et diminue progressivement au fur et à mesure que la tension augmente. Donc on montre bien quantitativement que la transmission diffuse est ajustable avec la tension.

La figure 9 montre les mêmes courbes que la figure 8 même jusqu’à 2500nm

La transmission totale TT reste assez constante même avec un champ électrique (tout niveau de tension) entre 800nm et 1500nm

La transmission totale TT sur la gamme de longueur d’onde [400-2500mn] est (quasiment) indépendante de la tension de commutation

En revanche, on observe encore que la transmission diffuse TD (courbes B) varie et diminue progressivement au fur et à mesure que la tension augmente

La figure 10 montre un ensemble de courbes correspondant au flou H ( exprimé en %) qui est le rapport entre la transmission diffuse TD et la transmission totale TT en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V et un ensemble de courbes B correspondant à la transmission diffuse en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figurel.

EXEMPLE 2

La figure 11 représente une vue en coupe schématique d’un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 200 dans un deuxième mode de réalisation de l’invention qui diffère du premier mode 100 en ce que la première couche d’ancrage planaire pvOh est brossé avec du velours pour un ancrage planaire directionnel

Les défauts lignes sont alors dits non TFCD ou square TFCD

Les figures 12a à 17a montrent des images en noir et blanc du dispositif électrocommandable de la figure 11 dans une cabine de lumière avec une trame de fond 110 (papier avec des lignes d’écritures) à 20 cm et sous illuminant D65 en l’absence de champ électrique (12a), pour un champ électrique normale à la couche électroactive avec une tension de 20V (13a), de 40V (14a), de 70V (15a), de 120V (16a), et retour à OV (17a).

Les figures 12b à 17b montrent es images (en noir et blanc) obtenues par microscopie optique en lumière polarisée (MOP) sous un grossissement de 20 (avec une échelle en trait blanc de 50pm) images montrant les domaines à défauts lignes de la couche électroactive du dispositif électrocommandable de la figure 11 l’absence de champ électrique (12b), pour un champ électrique normale à la couche électroactive avec une tension de 20V (13b), de 40V (14b), de 70V (15b), de 120V (16b), et retour à OV (17b).

Les domaines sont arrangés plus régulirement que pour l’exemple 1 et moins polydisperses.

L’analyse sur l’influence du champ appliqué sur la diffusion, la transmission diffuse la transmission totale et sont analogues à celles de l’exemple 1.

On compte 2400 domaines par mm²

La figure 18 montre un ensemble A1 de courbes correspondant à la transmission totale en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 800nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figure 11, et un ensemble de courbes B1 correspondant à la transmission diffuse en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V, pour le dispositif de la figurel 1

La figure 19 montre un ensemble de courbes correspondant au flou H qui est le rapport entre la transmission diffuse TD et la transmission totale TT en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figurel 1 et un ensemble de courbes B correspondant à la transmission diffuse en fonction de la longueur d’onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figurel 1

Les analyses sur l’influence du champ appliqué sur la diffusion, la transmission diffuse la transmission totale et sont analogues à celles de l’exemple 1.

EXEMPLE 3

La figure 20 représente une vue en coupe schématique d’un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 300 dans un troisième mode de réalisation de l’invention qui diffère du premier mode 100 en ce que la deuxième couche d’ancrage devient une couche d’ancrage planaire (dégénéré) et ici est identique à la première couche d’ancrage planaire pvOh

La figure 21 montre une image (en noir et blanc) obtenue par microscopie optique en lumière polarisée (MOP) sous un grossissement de 20 (avec une échelle en trait blanc de 150pm image montrant les domaines à défauts lignes de type en éventail de la couche électroactive du dispositif électrocommandable de la figure 20 en l’absence de champ électrique

Les défauts lignes sont de typede type fan shaped FCD.

EXEMPLES D’ASSEMBLAGE

La figure 22 représente une vue en coupe schématique d’un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 400 dans un quatrième mode de réalisation de l’invention qui diffère du premier mode 100 en ce que les verres 1 et T sont remplacés par des PET 1,1’ et l’empilement est collé par une colle optique60 à un verre 7 ou plastique rigide par exemple.

Par exemple il s’agit d’une cloison (position verticale)

L’ensemble peut faire partie d’un vitrage multiple (double ou triple vitrage )

Pour un double, L’empilement peut être coté face 1 (face extérieure), 2 , 3; 4 (face intérieure).

L’ empilement du dispositif 400 peut être flexible, s’adapter aux courbures d’un Pour un triple, L’empilement peut être coté face 1 (face extérieure), 2 , 3; 4 , 5 , 6 (face extérieure).

support de même dimension ou de plus grande taille (

-sur la face de préférence externe d’une paroi de douche,

-sur la face de préférence interne (face ‘F4’) d’un vitrage bombé de véhicule notamment automobile: toit, vitrage latéral, pare-brise

En particulier le dispositif 400 peut servir d’écran de projection

La figure 23 représente une vue en coupe schématique d’un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 500 dans un cinquième mode de réalisation de l’invention qui comporte le premier dispositif 100 (verres remplacés par PET par exemple ) d ans un vitrage feuilleté c’est-à-dire dans un intercalaire de feuilletage 7 par exemple PVB ou EVA submillémétrique ou d’au plus 2mm entre un premier et un deuxième vitrage 8,8’ par exemple de forme générale rectangulaire (ou plus largement quadrilatère, polygonale) de dimensions identiques ou similaires par exemple d’épaisseur d’au plus 5mm ou 3mm avec des faces principales internes 81,81’ côté intercalaire et externes 82,82’.

Lors de la fabrication on peut utiliser trois feuillets d’intercalaire : deux feuillets pleins 71, 72 contre les faces internes 81,81’ des vitrages 8, 8’ et un feuillet central avec une ouverture pour loger l’empilement de la figure 1. Apres feuilletage l’interface entre feuillets (symbolisé en pointillés) n’est pas forcément discernable. On préfère que l’ouverture soit fermée plutôt que totalement débouchante sur un côté. Ainsi tout le chant de l’empilement est entouré d’intercalaire de feuilletage 7. Naturellement pour l’alimentation électrique, de la connectique peut sortir du dispositif 500 et même dépasser sur un ou plusieurs côtés des chants des vitrages.

Alternativement, on peut utiliser deux feuillets d’intercalaires 71, 72 le feuillet central évidé n’étant pas nécessaire si l’empilement est suffisamment mince par exemple d’épaisseur d’au plus 0,2mm.

Un premier vitrage 8 ou 8’ peut être teinté (gris, vert, bronze etc) et l’autre vitrage clair ou extraclair 8’ ou 8. Un premier feuillet intercalaire peut être teinté (gris, vert, bronze etc) et le ou les autres clair ou extraclair. L’un des premiers vitrages 8 ou 8’ peut être remplacé par une feuille plastique comme un polycarbonate ou un PMMA (notamment avec un intercalaire de feuilletage en PU).

Le chant 70 de l’intercalaire de feuilletage peut être en retrait (d’au plus 5mm par exemple) du chant 80, 80’ des vitrages 8,8’.

Le dispositif 500 couvre la quasi-totalité des faces principales des verres 8 et même ici est centré. Il y a la même largeur de PVB 7a,7b de part et d’autre du dispositif 200.

Les vitrages 8, 8’ sont plans ou bombés, le dispositif 200 pouvant s’adapter à la ou aux courbures des vitrages.

Le dispositif 500 peut être une cloison ou encore un toit de véhicule. Par exemple pour un toit automobile:

-le vitrage 8 est le vitrage extérieur bombé, qui est un vitrage teinté de 3mm -le vitrage 8’ est le vitrage intérieur bombé, qui est un vitrage clair de 3mm ou plus mince

-l’intercalaire de feuilletage 8 est en PVB qui peut être acoustique notamment bicouche ou tricouche (feuillet 71 ou 72).

Les figures 24a et 24b représente respectivement une vue de face et en coupe schématique d’un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 600 dans un sixième mode de réalisation de l’invention

Le dispositif 600 diffère du dispositif 600 en ce que l’empilement de la figure 1 100 couvre une portion de surface, en particulier une bande périphérique par exemple le long d’un bord longitudinal H supérieur d’un pare-brise de véhicule automobile (vitrage feuilleté bombé avec le dispositif 100), sur quasi toute la longueur du parebrise.

Cette bande 100 est dans une zone marginale dans laquelle les critères de TL et d’absence de flou sont plus libre que dans la zone centrale ZB.

Comme montré en figure 24b (voue de coupe), la largeur 7a d’intercalaire central 73 entre le dispositif 200 et le bord longitudinal inférieur B est plus grande que la largeur 7b d’intercalaire central 73 entre le dispositif 600 et le bord longitudinal supérieur H.

En variante ou cumulativement, elle peut être présente le long d’un bord longitudinal B inférieur du pare-brise, sur toute la longueur ou une portion de longueur.

Comme montré en figure 24a (vue de face côté intérieur du véhicule), le parebrise comprend un premier cadre opaque par exemple en émail (noir ou autre) 91’ à 94’ sur les bords latéraux et longitudinaux de la face libre (F4) 82’ du vitrage interne 8’ 5 et un deuxième cadre opaque par exemple en émail (noir ou autre) 91 à 94 sur les bords latéraux et longitudinaux de la face libre (F1) 82 du vitrage externe 8.

La tranche du dispositif 600 qui est coté bord longitudinal inférieur, et même celles côtés bords latéraux peut être entre les couches 92, 92’, 93, 93’, 94, 94’ des cadres émail. Par exemple les connectiques et antres bandes d’amenée de courant 10 peuvent être également masquées par ces couches 92, 92’, 93, 93’, 94, 94’.

La figure 25 représente une vue en coupe schématique d’un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 700 dans un septième mode de réalisation de l’invention 15 qui diffère du dernier mode en ce qu’il s’agit d’un toit automobile par exemple avec le verre externe teinté et/ou un PVB teinté et le dispositif 100 qui couvre sensiblement toutes la face principale des verres.

Claims (27)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) comportant un empilement de couches dans cet ordre :

   - une première électrode (2) notamment sur un substrat diélectrique, première électrode avec une première surface principale dite surface de liaison et une surface dite surface Sb opposée

   - une couche électroactive diélectrique (3) avec une face principale dite face côté surface de liaison et une face principale dite face A2 opposée, en une matière comportant :

   - des cristaux liquides

   - des polymères formant un réseau polymérique, les cristaux liquides étant stabilisés par le réseau polymérique,

   - une deuxième électrode (2’) avec côté face A2 une surface principale dite deuxième surface de liaison et avec une surface dite surface Sc opposée, notamment deuxième électrode sur un support diélectrique la couche éiectroactive étant visible par transparence côté première électrode et/ou côté deuxième électrode, caractérisé en ce que la matière présente à partir d’une température dite T1, une mésophase dite P dans laquelle la matière comporte un ensemble de domaines notamment subcentimétriques qui comportent des défauts topologiques bidimensionnels, et ce qu’à une température T’ supérieure ou égale à T1, l’empilement est susceptible de présenter au moins trois états de diffusion pour au moins une longueur d’onde dans la gamme du visible, le premier état étant te plus diffusant, te deuxième état étant diffusant et moins diffusant que le premier état et te troisième état étant transparent ou diffusant et moins diffusant que le deuxième état, les trois états étant commutables, au moins deux des trois états étant obtenus par l’application d'un- champ électrique entre les première et deuxième électrodes.
2. 2. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon i'une des revendications précédentes caractérisé en ce que te premier état est accessible en l’absence dudit champ électrique appliqué, les deuxième et troisième états sont accessibles en présence dudit champ électrique appliqué, le deuxième état étant obtenu pour une tension V1 et le troisième état étant obtenu pour une tension V2 supérieure à V1.
3. 3. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que sous te dit champ électrique et à T’, l’empilement présente une transmission diffuse et/ou un flou qui varie avec la tension dans tout ou partie entre 5 et 120V,
4. 4. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que l’empilement présente une transmission totale TT notamment d’au moins 5% à 550nm et même de 500 à 600nm, avec un écart entre la transmission totale maximale et la transmission totale minimale TTmax ~ TTmin d’au plus 5% de 500 à 600nm et en ce que la transmission totale TT’ sous ledit champ électrique est telle que T T-TT est inférieure à 2% à 550nm et même de 500 à 600nm et même un écart entre la transmission totale maximale TT’max et la transmission totale minimale TT’min d’au plus 5% de 500 à 600nm.
5. 5. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que à ladite T’, sans ledit champ électrique et/ou sous ledit champ électrique, les domaines sont caractérisés par microscopie optique en lumière polarisée dite MOP, sur l’image dudit MOP, chaque domaine étant défini par une surface dite surface apparente SD.
6. 6. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que la densité de domaines est d’au moins de 100 domaines/mm^z ou même d’au moins 1000 domaines/mm² en particulier déterminé par le nombre de surfaces apparentes SD.
7. 7. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que la mésophase P présente sensiblement une structure, notamment imposée par le réseau polymérique, des couches de cristaux liquides, en particulier tes domaines présentant des zones de couches courbes de cristaux liquides et éventuellement des zones de couches de cristaux liquides planes.
8. 8. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon c, l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que la mésophase P présente un ordre de position en moins qu’une mésophase P' de la matière, en particulier les cristaux liquides sont en moyenne parallèles entre eux c'est-à-dire avec au moins un ordre d'orientation spontanée à longue portée.
9. 9. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la matière présente

   5 une autre mésophase P’, la mésophase P est plus éloignée de la phase cristalline que la mésophase P’, en particulier la mésophase P est nématique éventuellement torsadée.
10. 10. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que les domaines sont

    0 assimilables à des domaines coniques focaux des phases smectiques en particulier toriques, non toriques, paraboliques, hémicylindriques, en éventail.
11. 11. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits domaines de la mésophase P sont des domaines subsistant d’une autre mésophase P’ et

    5 notamment la phase P est nématique, la phase P’ est smectique et lesdits défauts de la mésophase P’ sont des défauts smectiques.
12. 12. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que les défauts sont des défauts lignes choisis parmi un contour fermé régulier ou irrégulier, comme un

    0 cercle, une ellipse, un carré ou rectangle ou une géométrie linéaire, elliptique, parabolique, hyperbolique et en particulier la couche comporte un premier type de défauts et un deuxième type de défauts.
13. 13. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comporte :

    5 - en contact avec ia face A1, une première couche d’ancrage de surface des cristaux liquides, apte à ancrer au moins une fraction des cristaux liquides (dans les domaines) en contact de cette première couche d’ancrage selon une première orientation de préférence planaire en l'absence dudit champ électrique appliqué, première couche d’ancrage de préférence transparente éventuellement teintée notamment d’épaisseur 0 E, d’au plus micrométrique et même submicrométrique

    - en contact avec la face A2 une deuxième couche d’ancrage de surface, notamment normal ou planaire dégénéré, apte à orienter une fraction des cristaux liquides en contact de cette deuxième couche d’ancrage selon une deuxième orientation, notamment similaire ou distincte de la première orientation, en l’absence dudit champ b électrique appliqué, deuxième couche d’ancrage de préférence transparente (éventuellement teintée) d’épaisseur Ej d’au plus micrométrique et même submicrométrique.
14. 14. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la première couche d’ancrage est un ancrage planaire unidirectionnel ou dégénéré et la deuxième

    5 couche d’ancrage est un ancrage normal ou planaire dégénéré.
15. 15. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la première couche d’ancrage est une couche diélectrique notamment polymérique et/ou la deuxième couche d'ancrage est une couche diélectrique notamment polymérique ou une

    10 lame d’air/de gaz.
16. 16. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l’une des revendications 1 à 15 caractérisé en ce que le substrat diélectrique (1 ) est transparent, côté Sb et porteur de la première électrode qui est transparente et choisi parmi une feuille de verre ou une feuille polymérique transparente avec

    15 une éventuelle couche anti-rayures et/ou le support diélectrique (Γ) est transparent, côté S’b et porteur de la deuxième électrode qui est transparente et choisi parmi une feuille de verre ou une feuille polymérique transparente avec une éventuelle couche anti-rayures.
17. 17. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon

    2 0 l’une des revendications 1 à 16 caractérisé en ce que le substrat diélectrique (1) est transparent, côté Sb et porteur de la première électrode qui est transparente et comporte une première feuille de verre qui est coté Sb feuilletée via un intercalaire de feuilletage thermoplastique à une autre feuille de verre et/ou le support diélectrique (Γ) est transparent, côté S’b et porteur de la deuxième 25 électrode qui est transparente et comporte une feuille de verre qui est coté S’b feuilletée via un intercalaire de feuilletage thermoplastique à une autre feuille de verre, occupant tout ou partie de la surface de la première feuille de verre, éventuellement teintée notamment bleu, vert, gris ou bronze, bombée et/ou trempée.

    30
18. 18. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comporte un vitrage feuilleté comportant :

    - une première feuille de verre additionnelle (8), éventuellement teinté,

    - un intercalaire de feuilletage thermoplastique notamment EVA ou PVB

    35 - une deuxième feuille de verre additionnelle (8’) ou une feuille de plastique les faces principales internes dites F2 et F3 des première et deuxième feuilles de verre additionnelles étant en regard, l’empilement étant entre les faces F2 et F3 et de préférence dans l’intercalaire de feuilletage, notamment avec te substrat qui est polymérique et même le support qui est polymérique, occupant tout ou partie de la surface de la première feuille.
19. 19. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comporte un vitrage notamment feuilleté et/ou bombé, et l’empilement forme une bande notamment périphérique sur une portion d’une face principale dudit vitrage.
20. 20. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comporte un vitrage feuilleté et notamment bombé, et l’empilement est entre tes premier et deuxième vitrages respectivement dits vitrages extérieur et intérieur et forme une bande périphérique sur une portion supérieure du vitrage feuilleté, la tranche dite externe de l’empilement étant masqué de l'extérieur par une première couche périphérique opaque sur le vitrage extérieur, et/ou la tranche dite interne de l’empilement étant masqué de l’intérieur par une deuxième couche périphérique opaque sur le vitrage intérieur.
21. 21. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le vitrage est feuilleté et/ou est bombé et est choisi parmi un vitrage d’un véhicule automobile ou ferroviaire ou maritime ou en ce que te vitrage est une porte vitrée, une façade ou vitrine, une cloison, une partie vitrée de meuble urbain ou domestique et/ou fait partie d’un double ou triple vitrage.
22. 22. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il est utilisé comme écran de projection ou rétroprojection et/ou, notamment dans un vitrage feuilleté, en combinaison avec un autre dispositif électrocommandable tel qu'un dispositif électrocommandable électrominescent, en particulier, LED, OLED, TFEL.
23. 23. Procédé de fabrication d’un dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides notamment selon l’une des revendications précédentes et comportant tes étapes suivantes :

    - une fourniture d’une première électrode notamment sur un substrat diélectrique

    - une fourniture d'une deuxième électrode notamment sur un support diélectrique

    - la fourniture d’un mélange comportant ;

    - au moins un précurseur de polymère,

    - des cristaux liquides incluant au mains des premiers cristaux liquides présentant une mésophase P et une mésophase P' et éventuellement au moins des deuxièmes cristaux liquides, tes premiers cristaux liquides ayant une température de transition Tp entre la mésophase P et la mésophase P’, TA étant la température de transition entre la mésophase P et la mésophase P' du mélange qui est inférieure ou égale à Tp

    - si nécessaire un amorceur de polymérisation, de préférence un photo amorceur

    - la formation d’un empilement de couches comportant entre les première et deuxième électrodes, la formation à partir dudit mélange d’une couche électroactive en une matière comportant lesdits cristaux liquides stabilisés par un réseau polymérique avec une température de transition T1 inférieure ou égale à TA de la mésophase P à la mésophase P’, ladite formation comportant :

    - à la température Ti inférieure à Tp la polymérisation de préférence par photopolymérisation de préférence sous ultraviolet ou UV desdits précurseurs conduisant audit réseau polymérique.
24. 24. Procédé de fabrication du dispositif électrocommandable à diffusion variable selon sa revendication précédente caractérisé en ce qu’il comprend en mésophase P’, la formation de domaines notamment subcentimétriques avec des défauts topologiques bidimensionnels.
25. 25. Procédé de fabrication du dispositif électrocommandable à diffusion variable selon l’une des revendications précédentes de procédé caractérisé en ce que la dite formation de la couche électroactive comprend la mise en contact dudit mélange avec des première et deuxième couches d’ancrage des cristaux liquides en surface en particulier

    -dépôt par voie liquide d’une couche, ou fourniture d'un élément comme un film submiilimétrique lié à la première électrode

    - dépôt par voie liquide d’une couche, ou fourniture d'un élément comme un film submillimétrique lié à la deuxième électrode ou création d’une lame de gaz. comme une lame d’air entre la deuxième électrode et le mélange.
26. 26. Procédé de fabrication du dispositif électrocommandable à diffusion variable selon l’une des revendications précédentes de procédé caractérisé en ce que les premiers cristaux liquides ont une mésophase P qui est smectique notamment A et une mésophase nématique P et des deuxièmes CL ont une mésophase notamment nématique et sont dénués de mésophase smectique.
27. 27. Procédé de fabrication du dispositif électrocommandable à diffusion variable selon l’une des revendications précédentes de procédé caractérisé en ce qu'il comporte une étape de feuilletage dudit empilement entre deux feuilles de verre, notamment bombées, au moyen d’un intercalaire de feuilletage polymérique notamment thermopiastique par exemple PVB ou EVA, intercalaire de feuilletage comportant un ou plusieurs feuillets, notamment feuilletage à une température d'au plus 140°C et même d’au plus 120°C.