ECRAN DE VISUALISATION ET STRUCTURE ASSOCIEE DE FILTRAGE OPTIQUE ET EVENTUELLEMENT DE BLINDAGE ELECTROMAGNETIQUE
L'invention a pour objet un dispositif de visualisation comportant un écran de visualisation et une structure de filtrage optique et éventuellement de blindage électromagnétique. L'invention sera plus particulièrement décrite pour un écran de visualisation tel qu'un écran plasma ou un écran LCD. Un écran plasma comporte un mélange de gaz plasmagene (Ne, Xe, Ar) emprisonné entre deux feuilles de verre, et des luminophores disposés sur la face interne de la feuille arrière de l'écran. Le rayonnement lumineux ultraviolet émis par le mélange de gaz plasmagene lors de la décharge plasma entre les deux feuilles de verre interagit avec les luminophores de la face interne de la feuille arrière pour produire le rayonnement lumineux visible (rouge, vert, bleu). Un mécanisme de désexcitation des particules de gaz entre en compétition avec émission U.V., ce qui engendre un rayonnement infrarouge entre 800 et 1250 nm dont la propagation, principalement au travers de la face avant de l'écran, peut être à l'origine de perturbations très gênantes, notamment pour les équipements situés à proximités et commandés par infra-rouge, par exemple au moyen de télécommandes. Outre le rayonnement infrarouge généré par la désexcitation du gaz plasmagene, un rayonnement dans l'orange intense à 590 nm est également émis par le mélange gazeux lorsque celui-ci contient du néon. Ce rayonnement dans l'orange peut être désagréable pour l'œil du spectateur. De plus, il interagit avec les couleurs bleue et verte du spectre lumineux de sorte qu'il rend une image sur l'écran de visualisation présentant des couleurs bleue et verte qu'on peut qualifier de lavées ou affadies, et une couleur rouge moins franche. Par ailleurs, comme tous les appareils électroniques, les écrans plasma possèdent des systèmes d'adressage (drivers) qui peuvent générer un rayonnement parasite vis-à-vis d'autres dispositifs avec lesquels ils ne doivent pas interférer tels que microordinateurs, téléphones portables...
Afin d'annihiler, et pour le moins réduire, la propagation de ces rayonnements, une solution consiste à disposer contre la face avant de l'écran une structure qui est à la fois transparente et métallisée pour assurer un blindage électromagnétique, et qui présente des fonctionnalités de filtrage optique telles que pour couper la couleur orange et pour obtenir un rendu des couleurs optimum quant à l'œil du spectateur. Une telle structure est par exemple décrite dans la demande de brevet WO 04/016053. Elle consiste en un substrat en verre transparent qui constitue la face destinée à être en regard du spectateur, et en un assemblage de deux feuilles en matière plastique dont l'une au moins recouvre un élément conducteur de blindage électromagnétique tel que des fils métalliques ou une association de couches minces métalliques, et dont l'une au moins intègre au moins un pigment minéral ou au moins un colorant organique de façon à réaliser pour la structure un filtre dans la couleur orange de longueur d'onde centrée sur 590 nm. Avantageusement, le substrat en verre destiné à être en regard du spectateur est en verre trempé et comporte une couche anti-reflet et non rayable. Ainsi, d'une part cette face avant en verre permet de garder un produit de qualité dans le temps, contrairement à des structures de filtrage et de blindage existantes entièrement en matière plastique qui sont donc facilement rayables et se dégradent dans le temps, et d'autre part la trempe du verre assure une résistance mécanique aux chocs. Généralement, le mode d'assemblage de la structure à l'écran est obtenue en apposant la structure contre l'écran et en la fixant en périphérie par des moyens mécaniques. Néanmoins, l'air disposé entre la structure et l'écran constitue une interface optique qui engendre une réflexion parasite. Aussi, ce document propose dans un mode de réalisation particulier un assemblage par collage direct de la structure contre l'écran pour supprimer toute interface. La face d'assemblage de la structure est par contre constituée d'une feuille en matière plastique, la solidarisation de cette feuille au verre de l'écran étant réalisée par un adhésif ou une résine. Il semblait évident que des adhésifs du type de ceux existants pour le collage des intercalaires en matière plastique entre les feuilles de verre d'un vitrage feuilleté, conviennent pour coller les mêmes types de matériaux pour un dispositif de visualisation tel que décrit plus haut. Ainsi, on a utilisé dans ce mode
d'assemblage récemment mis en œuvre, des films de polyvinylbutyral, ou polyuréthane, en encore de type E.V. A. Cependant, l'assemblage avec ce type d'adhésif est assuré qu'après une étape de chauffage de l'ensemble du dispositif, écran et structure de filtrage, ce qui n'est pas sans dégrader parfois certains constituants électroniques intégrés à l'écran de visualisation si certaines précautions complexes de protection ne sont pas prises. On s'est également aperçu que l'adhésif employé n'était pas toujours compatible avec la feuille de matière plastique de la structure de filtre et de blindage qui constitue la face de collage avec l'écran. Enfin, l'adhésif ne convient pas toujours dans la durée. En particulier, pour l'E.V.A., lors du fonctionnement de l'écran, la chauffe engendrée entraîne une recristallisation du film adhésif ce qui provoque un flou important en transmission diffuse. Les inventeurs se sont donc donnés pour mission de trouver un mode d'assemblage de la structure de filtre et de blindage à l'écran de visualisation qui soit compatible avec les éléments constitutifs du dispositif, et qui soit pérenne tout en assurant un confort visuel sans pertes des propriétés optiques au cours du temps. Ainsi selon l'invention, le dispositif est caractérisé en ce que l'écran de visualisation et la structure de filtrage présentent chacun une face d'association de l'un à l'autre qui est en verre, et lesdites faces de l'écran et de la structure de filtrage sont assemblées par au moins un élément de solidarisation en matière plastique transparente qui est polymérisable à température ambiante ou qui présente une propriété de solidarisation avec le verre à une température inférieure à 110°C. Selon une caractéristique, la structure comporte en face externe, opposée à la face d'association, une feuille en verre trempé munie de moyens antireflets.
Ainsi, le dispositif de visualisation est protégé contre les chocs et il garde une durabilité de ses qualités, notamment optiques. Selon un premier mode de réalisation pour lequel l'écran de visualisation est un écran LCD, l'élément de solidarisation en matière plastique est constitué d'une résine photopolymérisable transparente.
Avantageusement, cette résine photopolymérisable est un mélange d'acide acrylique et d'esters acryliques, comportant un photosensibilisateur. Ce dispositif de l'invention ne dégrade pas l'angle de vision de l'écran LCD. Caractéristique surprenante, lorsque l'écran est éteint, la couleur noire apparaît plus sombre (noir profond); l'écran a un aspect plutôt brillant comparable à celui des écrans de télévision à tube cathodique et non diffusant comme les écrans des micro-ordinateurs portables. Cet aspect est très recherché par les consommateurs qui sont habitués à l'aspect brillant des écrans de télévision à tube cathodique. Selon un deuxième mode de réalisation pour lequel l'écran de visualisation est un écran plasma, l'élément de solidarisation en matière plastique est une résine transparente qui polymérise à température ambiante. Cette résine est avantageusement un polyuréthane, en particulier un bicomposant constitué d'un polyol AW (100 parties pondérales) et d'un isocyanate BY (100 parties pondérales). Dans une variante de ce deuxième mode de réalisation, l'élément de solidarisation en matière plastique est une feuille thermoplastique transparente présentant une rugosité avant assemblage, le dispositif étant destiné à être mis sous vide à une température inférieure à 110°C pour l'assemblage de la feuille. De préférence, la feuille thermoplastique est du polyvinylbutural et la rugosité de la feuille est formée par une pluralité d'éminences selon des lignes parallèles. Selon une autre caractéristique de l'invention, la structure de filtrage est constitué d'au moins un substrat en verre et comporte des moyens de correction de couleur et de coupure de la couleur orange pour former un filtre optique. Tandis que pour assurer le blindage électromagnétique, la structure de filtrage est constitué d'au moins un substrat en verre qui comporte au moins un élément conducteur. Avantageusement, au moins une couche anti-reflet est déposée sur l'une des faces du substrat tandis que la face opposée comporte l'élément conducteur constitué d'une couche mince métallique de résistance inférieure à 1 ,8 Ω/D. L'élément conducteur déposé sur le substrat est avantageusement constitué de l'empilement de couches suivant : Substrat/ (TiO2/Ag/blockeur)n / TiO2, avec n≥ 2 le blockeur étant choisi parmi Ti, Zr, Nb, Ni-Cr.
Il est en effet préféré d'utiliser comme blockeur, le titane (Ti), déposé au- dessus de chaque couche d'argent afin de protéger ladite couche contre l'oxydation lors du dépôt du TiO2. D'autres blockeurs peuvent être utilisés à la place du titane, tels que du zirconium (Zr), du nobium (Nb), ou un alliage de nickel et de chrome (Ni-Cr). Selon une autre caractéristique, les moyens de correction de couleur et de coupure de la couleur orange sont par exemple constitués d'un vernis transparent acrylique qui recouvre l'élément conducteur. Enfin, le dispositif comporte des moyens de connexion de mise à la masse de l'élément conducteur, ces moyens étant rapportés sur le substrat en verre de la structure de filtrage. Ces moyens de connexion sont par exemple un bus-bar ou un joint conducteur profilé souple. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit en regard des dessins annexés sur lesquels : - les figures 1 à 2 sont des vues en coupe selon des variantes de réalisation d'un dispositif de visualisation selon l'invention; - la figure 3 est une vue schématique en coupe d'un élément de solidarisation de l'écran à la structure de filtrage avant assemblage. Les figures sont schématiques sans être strictement à l'échelle pour en faciliter la lecture. Les figures 1 et 2 illustrent un dispositif de visualisation 1 comportant un écran de visualisation 10 et une structure de filtrage optique 20. L'écran 10 et la structure de filtrage 20 sont rendus solidaires face contre face au moyen d'un élément 30 en matière plastique qui, soit est polymérisable à température ambiante, ou soit présente une propriété de solidarisation avec le verre à une température inférieure à 110°C. Dans le mode de réalisation de la figure 1 , l'écran 10 est un écran LCD présentant une face externe 10a en verre qui est rendue solidaire de la face interne 20b en verre du filtre optique 20 par l'élément 30. Le filtre 20 est un substrat en verre découpé et façonné aux dimensions voulues, et éventuellement émaillé en face avant pour l'esthétisme de l'ensemble du dispositif. Avantageusement, le substrat en verre a subi un traitement de trempe thermique pour une meilleure résistance aux chocs, sa résistance à la compression étant d'au moins 40 MPa , de préférence supérieure à 60 MPa.
Ce filtre assure un filtrage optique en étant pourvu au moins sur sa face externe 20a, destinée à être côté spectateur, d'une couche antireflet 21. L'élément 30 est une résine photopolymérisable, c'est-à-dire une résine qui polymérise aux ultra-violets. La résine a été coulée entre le filtre et l'écran, le filtre ayant été auparavant maintenu plaqué contre l'écran au moyen d'un joint de collage 10b du type scotch double face. Cette résine coulée est un mélange d'acide acrylique et d'esters acryliques comportant un photosensibilisateur. On peut citer à titre d'exemple le produit de référence MP 53334 commercialisé par la société POLYTEC PI. Le mode de réalisation de la figure 2 illustre un écran 10 de type écran plasma dont la face externe 10a qui est associée au filtre 20 est en verre, la face interne d'assemblage 20b du filtre étant aussi en verre. Le filtre 20 est un substrat en verre découpé et façonné aux dimensions voulues et supérieures à celles de l'écran. Avantageusement, le substrat en verre a subi un traitement de trempe thermique pour une meilleure résistance aux chocs, sa résistance à la compression étant d'au moins 40 MPa, de préférence supérieure à 60 MPa. Le filtre 20 assure d'une part un filtrage optique par des moyens adaptés qui corrigent la couleur en transmission, coupent la couleur orange du néon, et fournissent un antireflet, et d'autre part, un blindage électromagnétique par la présence d'éléments conducteurs. Aussi, la face interne 20b, en regard de l'écran, comporte au moins un élément conducteur 22, tel qu'un empilement d'une ou de plusieurs couches conductrices, présentant de préférence une résistance ne dépassant pas 1 ,8 Ω/D, pour fournir le blindage électromagnétique. Avantageusement, la ou les couches conductrices sont en argent ou dans un alliage d'argent. Un exemple d'empilement sur la face 20b du substrat est le suivant : Face 20b/TiO2/Ag/Ti/TiO2/Ag/Ti/TiO2/Ag/Ti/TiO2, avec une épaisseur totale des couches d'argent (Ag) d'environ 50 nm pour obtenir une résistance de 1 ,7 Ω/D. Pour le confort visuel, au moins la face externe 20a du filtre, destinée à être côté spectateur, est pourvue d'une couche antireflet 21.
En outre, des moyens 23 de la correction de couleur et de coupure du néon sont prévus sur la face interne 20b et associés à la couche 22. Il s'agit avantageusement d'un vernis transparent acrylique qui recouvre la couche conductrice 22, du moins sur la partie destinée à être en regard du spectateur. Ce vernis est déposé par sérigraphie. Ce vernis permet en outre de protéger la couche conductrice contre la corrosion et les rayures avant l'assemblage du filtre à l'écran. Ainsi, l'assemblage du filtre et de l'écran peut se faire bien après la fabrication du filtre, la conservation de ce dernier étant garantie. Le vernis en tant que moyens 23 de la correction de couleur et de coupure du néon sera préféré à une résine colorée. En effet, la résine est déposée selon une couche coulée dont l'épaisseur est par conséquent difficile à contrôler, or des variations d'épaisseur engendreront nécessairement des variations de couleur qui ne sont pas acceptables pour le dispositif final. Le filtre comporte également sur sa face interne un cadre en émail noir 24 destiné à cacher la vision depuis l'extérieur du filtre d'éléments disposés à sa périphérie, tels que des moyens de connexion de mise à la masse 25 de la couche conductrice 22 assurant le blindage électromagnétique. Les moyens de connexion de mise à la masse 25 sont rapportés sur la face interne 20b et en périphérie du filtre pour relier électriquement la couche conductrice 22 à une partie conductrice 50 de l'écran, telle que l'intérieur métallique du cadre 5 supportant le filtre pour son association à l'écran, la partie intérieure métallique 50 étant destinée à être reliée à la masse de l'écran. Les moyens de connexion 25 consistent par exemple en un bus-bar à base d'argent, fixé par collage par exemple ou par sérigraphie tel que le produit référencé Nickel-copper C12 ou C70 commercialisé par la société SCHLEGEL. En variante, les moyens de connexion peuvent consister en un joint conducteur profilé et souple, fixé par collage. L'emploi du joint conducteur a l'avantage d'assurer une barrière d'étanchéité lors du coulage de la résine utilisée en tant qu'élément de solidarisation 30 du filtre à l'écran comme décrit ci-après. Dans une première variante de ce mode de réalisation, l'élément de solidarisation 30 est une résine coulée transparente, du type polyuréthane, qui polymérise à température ambiante. Il s'agit par exemple d'un produit bicomposant qui est constitué d'un polyol AW (100 parties pondérales) et d'un isocyanate BY
(100 parties pondérales), tel que le produit Allrane VR 041 SLM commercialisé par la société ALLRI M. Dans une seconde variante du mode de réalisation de la figure 2, l'élément de solidarisation 30 est un film en matière thermoplastique, du type PVB, qui présente avant assemblage une rugosité constituée par une pluralité d'éminences
31 en lignes parallèles, cette rugosité étant de préférence d'environ 30 à 50 μm
(figure 3). Ce film est déposé entre l'écran et le filtre, et la solidarisation s'efffectue par mise sous vide et à une température inférieure à 110°C de l'ensemble du dispositif 1 qui a été placé dans une poche étanche souple. Le chauffage inférieur à 110 °C pour éviter toute dégradation des composants électroniques, la création du vide et l'application de la pression atmosphérique à l'extérieur de la poche permettent de chasser l'air existant entre le film et, l'écran et le filtre, pour aplanir totalement les rugosités, et assurer ainsi la solidarisation du film aux faces 10a et 20a de l'écran et respectivement du filtre.