WO2022058684A1 - VITRAGE FEUILLETE A CRISTAUX LIQUIDES ET A COUPURE DANS l'UV - Google Patents

VITRAGE FEUILLETE A CRISTAUX LIQUIDES ET A COUPURE DANS l'UV Download PDF

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WO2022058684A1
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laminated glazing
liquid crystal
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PCT/FR2021/051583
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Laurent Maillaud
Michael Labrot
Adil JAAFAR
Original Assignee
Saint-Gobain Glass France
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Definitions

  • the invention relates to the field of electrically controllable glazing with variable optical properties, and more particularly relates to laminated glazing with variable transmission by liquid crystals.
  • the invention will be more particularly described as regards the use of a laminated glazing with variable transmission by liquid crystals in a vehicle application (motor vehicle, train, aircraft), without however being limited thereto. It may in particular apply to building glazing, such as exterior walls or partitions or other interior glazed surfaces.
  • a laminated glazing with variable transmission by liquid crystals comprises at least two main glass substrates, two intermediate films in plastic material for laminating the glass substrates, very often in polyvinyl butyral (PVB), and a liquid crystal cell placed between the two interlayer lamination films.
  • a liquid crystal cell of the known type comprises a host-guest mixture which is usually called by the English expression "guest-host", made of a mixture of liquid crystals in which dichroic dyes are dispersed, the liquid crystals having a predefined orientation or equilibrium direction.
  • the guest-host is encapsulated between two polymeric films which are kept at a constant distance thanks to spacers such as glass beads. Each polymeric encapsulation film is provided with an electrode.
  • the liquid crystals associated with the dyes change orientation and modify the light transmission through the cell, the glazing changing from a clear state to a dark state, or vice versa.
  • light state, dark state is meant that the glazing has in its light state a light transmission in the visible greater than the light transmission that it has in its dark state.
  • the liquid crystal cell may comprise in combination with the liquid crystals dichroic dyes, and/or polarizers on the outside of its faces. Depending on the intended application, the equilibrium orientation of liquid crystals interacting with dichroic dyes when present, the light and dark states correspond to an ON/OFF or OFF/ON state of energization of the electrodes.
  • liquid crystal glazing is used in particular in construction.
  • the liquid crystal cell turns out to be very sensitive to ultraviolet rays which degrade the dichroic dyes over time.
  • the laminated glazing is in particular used while being in contact with the outside environment, the liquid crystal cells then degrade rapidly over time due to the ultraviolet radiation from the sun.
  • the invention therefore aims to overcome the disadvantage of degradation by ultraviolet dichroic dyes of a liquid crystal guest-host cell in a laminated glazing in order to make the liquid crystal cell, and therefore the glazing laminated, more durable over time.
  • the laminated glazing with variable transmission by liquid crystals comprises at least a first glass substrate and a second glass substrate, at least one host-guest liquid crystal cell, called guest-host cell, comprising a mixture of liquid crystals and at least one dichroic dye, at least one first interlayer lamination film between the first glass substrate and the guest-host cell, and at least one second interlayer lamination film between the second glass substrate and the guest cell - host, the laminated glazing being characterized in that at least said first interlayer lamination film and/or said second interlayer lamination film also constitute ultraviolet filters, preferably said first interlayer lamination film and said second lamination film are ultraviolet filters.
  • the guest-host cell comprises a liquid mixture of liquid crystals and at least one dichroic dye.
  • the guest-host cell is like a film extending over all or part of the surface of the glazing; the cell has two opposite faces respectively facing the first and second interlayer films.
  • ultraviolet filter protection at least in the spectrum of ultraviolet radiation from 280 nm to 400 nm.
  • the glazing comprises a frame made of polymeric material arranged all around the guest-host cell and between the two intermediate films, this frame also constituting an ultraviolet filter.
  • this frame also constituting an ultraviolet filter.
  • the existing space between the two interlayer films and all around the cell is then compensated for, by arranging a frame therein (therefore running over the entire peripheral edge of the cell), this frame being in a polymeric material to ensure the lamination .
  • the invention advantageously proposes to provide this polymer frame with an additional ultraviolet filter function.
  • This additional ultraviolet filter configuration on the entire periphery of the edge of the guest-host cartridge maximizes the protection of the cartridge against ultraviolet rays, the cartridge being not only protected on its main face but also on its edge.
  • the inventors have demonstrated that the degradation of dichroic dyes could take place via the edge of the guest-host cell.
  • the edge of the cell represents a minimal surface compared to the main faces of the cell, surprisingly, the impact of ultraviolet rays through the edge of the cell is in fact not negligible.
  • the guest-host cell can be affected during transport of the laminated glazing to its various storage locations before being permanently installed, and even after installation of the laminated glazing depending on the type of use.
  • the frame surrounding the guest-host cell through its additional function as an ultraviolet filter, will provide increased protection for the cell, from its integration into the glazing, until the final installation of said glazing, as well as during its use.
  • one of the glass substrates is said to be an exterior glass substrate because it is intended to facing the external environment in the installed position of the glazing, while the opposite glass substrate is said to be the internal substrate.
  • at least the interlayer film or films which are associated with a face of the cell intended to face the external environment constitute ultraviolet filters.
  • said first interlayer lamination film and said second interlayer lamination film are ultraviolet filters.
  • the laminated glazing may comprise several films for protection against ultraviolet rays.
  • the laminated glazing comprises one or more additional interlayer films which are superimposed on the first interlayer lamination film and/or on the second interlayer lamination film, at least one of the additional interlayer films possibly being an ultraviolet filter.
  • a lamination interlayer film can be tinted (colored), independently of whether or not it functions as an ultraviolet filter.
  • the ultraviolet filter (namely the interlayer film filtering ultraviolet radiation and/or the frame surrounding the cell and filtering ultraviolet radiation) is based on au least one polymer selected from the following polymers: polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), polyurethane (PU), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene, polycarbonate, polymethylmethacrylate, polyacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, acrylate , fluorinated ethylene propylene, polyvinyl fluoride, ethylene tetrafluoroethylene, cyclic olefin copolymer (COC), transparent adhesive material also called OCA for “Optical Clear Adhesive” in English.
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PU polyurethane
  • PET polyethylene terephthalate
  • polyethylene polycarbonate
  • polymethylmethacrylate polyacrylate
  • polyvinyl chloride polyacetate resin
  • the OCA is in particular of the acrylic, polyvinyl acetate (PVA), polyurethane (PU), silicone or epoxy type.
  • the transparent adhesive material can be deposited in the solid state, or in the liquid state and hardened during the lamination process.
  • the way in which the liquid OCA hardens depends on its nature, some OCAs crosslinking in particular by supplying ultraviolet type energy, and others crosslinking at room temperature with the addition of a hardener.
  • the frame added around the guest-host cell this can be deposited on the interlayer lamination film (or on the stack of interlayer lamination films) or already form a single piece assembly with the cell before it is deposited on the interlayer lamination film.
  • the frame is for example made of PVB.
  • the ultraviolet filter(s) laminate interlayer film and/or polymeric frame
  • each filter has a light transmission at least between 280 nm and 400 nm, preferably a light transmission at 400 nm which is less than 1%, preferably less than 0.1%, more preferably less than 0.01%.
  • Light transmission is measured according to ISO 13887.
  • an ultraviolet filter is effective below 400 nm, ultraviolet absorption is not always effective at 400 nm, at the limit of the visible spectrum.
  • the filter or filters are precisely designed to absorb ultraviolet rays at 400 nm. A filter absorbing ultraviolet rays at 400 nm will necessarily perform well for radiation below 400 nm.
  • the selected filter will preferably be designed so that the ultraviolet absorption particles do not disturb the color of the filter too much, in particular, the filter will be adapted so that its color does not tend towards yellow.
  • the laminated glazing may comprise a single interlayer film having this light transmission property of less than 0.01%, or may comprise the combination of a plurality of superimposed interlayer films, the combination making it possible to provide a light transmission of less than 0.01%.
  • the ultraviolet filter can comprise a superposition of at least two commercial anti-ultraviolet PVB films, each PVB film having a light transmission at 400 nm which is less than 1%. The superimposition of the two interlayer films provides a filter whose light transmission at 400 nm is less than 0.01%. The ultraviolet filter therefore has a high performance at 400 nm, and even more so for the range below 400 nm for which the light transmission tends towards zero.
  • the guest-host cell comprises, as encapsulation substrates of the mixture of liquid crystals and of at least one dichroic dye, polymeric or glass substrates. If the encapsulation substrates are usually made of polymeric material, the inventors propose a new form of encapsulation using ultra-thin glass substrates.
  • each of the glass encapsulation substrates of the liquid crystal cell is made of chemically tempered glass.
  • each of the glass encapsulation substrates of the liquid crystal cell has a thickness such that the liquid crystal cell constitutes a flexible film, that is to say which conforms at room temperature to the shape of the surface on which said flexible film/said cell is deposited.
  • each of the glass encapsulation substrates of the liquid crystal cell has a minimum radius of curvature which is at least of the order of 600 mm and can even reach 200 mm.
  • Each of the glass encapsulation substrates of the liquid crystal cell has a thickness of less than 1000 ⁇ m, in particular between 25 ⁇ m and 700 ⁇ m, preferably a thickness of less than 300 ⁇ m, or even less than 100 ⁇ m.
  • the laminated glazing may comprise two liquid crystal cells, optionally of different types.
  • the laminated glazing comprises two liquid crystal cells, at least one of them is a cell comprising a liquid volume of liquid crystals mixed with dichroic dyes, the other liquid crystal cell being a liquid crystal system in in which the volume of liquid crystals is not in liquid form, such as a polymer-dispersed liquid crystal system "PDLC” (for Polymer-Dispersed Liquid Crystal, in English where the liquid crystals are dispersed in a polymer matrix), or a cholesteric liquid crystal system “CLC” (for Cholesteric Liquid Crystal in English), or else a polymer network liquid crystal system “PNLC” (for Polymer Network Liquid Crystal in English).
  • PDLC polymer-dispersed liquid crystal system
  • CLC Cholesteric Liquid Crystal in English
  • PNLC polymer network liquid crystal system
  • Said other liquid crystal system, in particular the PDLC film can make it possible to provide a function of variation of the light diffusion.
  • the laminated glazing comprises two liquid crystal cells, they are in particular coupled to one another by an adhesive material.
  • the combination of two cells will notably make it possible to provide a more intense dark state.
  • the liquid volume guest-host cell will allow a faster transition from a dark state of the glazing to its clear state, and the coupling of the two cells in operation, as expressed in the paragraphs above, will make it possible to provide the dark state of the glazing, a color of total black (an intense dark state instead of a purely tinted effect).
  • the presence of two separate cells will make it possible to operate independently each of the cells according to the desired effect, and to decouple the functions into distinct areas of the glazing if necessary.
  • the glazing comprises a liquid crystal system other than a guest-host cell, in particular PDLC film
  • the system will be attached by gluing or made integral by the lamination process.
  • Said other liquid crystal system will be arranged between one of the glass substrates and the guest-host cell by being interposed between two intermediate lamination films which may be ultraviolet filters, or else by being directly coupled to the guest-host cell by an adhesive layer.
  • Said other liquid crystal system in particular the PDLC film, may be powered up concurrently or not with the powering up of the liquid crystal cell.
  • the control of said other liquid crystal system, in particular of the PDLC film, may be independent of that of the guest-host cell.
  • the laminated glazing may comprise at least one functional infrared protection layer, the functional layer being applied to the internal or external face of the first glass substrate and/or of the second glass substrate and/or of the first interlayer film and /or the second interlayer film and/or one or more additional interlayer films, or consists of the first interlayer film and/or the second interlayer film and/or one or more additional interlayer films.
  • This infrared protection layer will be particularly useful for reflecting infrared so as not to heat the liquid crystal cell. Indeed, too high a temperature would affect the proper functioning of the liquid crystals with the risk of phase transition. In addition, the risk of propagation of cracks (linked to cycles of deformation due to cycles of temperature variation in the position of use of the glazing) at the level of the electrodes of the liquid crystal cell is also minimized.
  • the laminated glazing may include other functionalities, which are added via coatings in direct contact with the glass substrates and/or the interlayer films, or provided by the interlayer film(s), or by the addition of additional films interlayer films or substrates.
  • These various functionalities are, for example, acoustic, anti-reflective, non-adhesive, anti-scratch, photo-catalytic, anti-fingerprint, anti-fog, coloring, etc. properties.
  • the laminated glazing is chosen in particular from a roof glazing, a rear window, a side window, a windshield, and a gradient strip of the part top of the windshield.
  • the laminated glazing can be flat or curved.
  • Laminated glazing can be used in double glazing or in triple glazing.
  • FIG. 1 represents a schematic view in side section of a first embodiment of a laminated glazing according to the invention.
  • FIG. 3 represents a schematic view in side section of a second embodiment of a laminated glazing according to the invention.
  • FIG. 4 or figure 4 is a partial schematic detail view of the guest-host cell of the embodiments of figures 1 and 3.
  • the laminated glazing 1 of the invention illustrated in Figure 1 is a laminated glazing with variable transmission by liquid crystals comprising a liquid crystal cell 2.
  • the laminated glazing 1 is intended for a building application or a vehicle application.
  • the laminated glazing 1 sees its light transmission modified when an electric voltage is applied to the electrodes of the liquid crystal cell 2.
  • the glazing 1 can be normally clear (of high light transmission) in the absence of voltage, and it becomes dark (of low light transmission), by applying a voltage.
  • the glazing can be designed as normally dark, off; it then becomes clear by applying a voltage.
  • the normally light or normally dark state depends on the use of the glazing. In its clear state, the glazing may or may not have a colored appearance depending on the intended application (glass substrate(s) and/or interlayer film(s), or even the liquid crystal cell, which can be tinted ).
  • the laminated glazing 1 will be used in a single piece as is, or will be combined with one or more laminated glass substrates or spaced out.
  • the laminated glazing 1 of the first example illustrated in FIG. 1 comprises: a first glass substrate 10; a second glass substrate 11 arranged at a distance and opposite the first substrate 10; the liquid crystal cell 2 arranged at the heart of the glazing and having two opposite main faces 20 and 21; a first interlayer film 30 for lamination between the first substrate 10 and one of the main faces 20 of the cell 2; a second interlayer film 40 for lamination between the second substrate 11 and the opposite main face 21 of the cell 2.
  • the liquid crystal cell 2 is surrounded by a frame 5.
  • the frame 5 is for example made of PVB or epoxy resin. Indeed, when the liquid crystal cell 2 does not extend over the entire surface of the glazing (FIG. 2), the frame 5 serves as a spacer of the same thickness as that of the liquid crystal cell 2, to fill the empty space which would otherwise exist between the two spacers 30 and 40.
  • the glass substrates 10 and 11 have a thickness suitable for the use of laminated glazing.
  • the thickness may be between 0.3 mm and 15 mm, preferably between 1 to 5 mm; it is for example 1.6 mm, 1.8 mm or 2.1 mm.
  • the laminated glazing 1 comprises between the cell 2 and each of the glass substrates 10 and 11, not an interlayer film but two superimposed interlayer films 30 and 31, and respectively 40 and 41.
  • a lamination interlayer film has in particular a thickness of between 0.07 mm and 2 mm, in particular is 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the liquid crystal cell 2 is a guest-host liquid crystal cell comprising a liquid volume 22 of liquid crystals mixed with at least one dichroic dye.
  • the guest-host cell 2 comprises the liquid mixture 22, two alignment layers 23 and 24, two electrodes 25 and 26, two glass encapsulation substrates T1 and 28.
  • the two substrates of glass encapsulation T1 and 28 are kept spaced apart by glass spacers (not shown) arranged throughout the cavity and preferably also in the peripheral sealing joint secured to the edge of the substrates and therefore to the cell.
  • the sealing and sealing joint are for example made of epoxy resin or silicone.
  • the cavity formed between the two encapsulation substrates T1 and 28 accommodates the liquid volume 22 with liquid crystals in a sealed manner.
  • each of the two encapsulation substrates T1 and 28 is covered with electrode 25, 26 respectively, for example made of ITO, itself covered with alignment layer 23, 24 respectively. , the alignment layers 23 and 24 being in contact with the liquid volume 22.
  • the liquid crystal cell 2 has a total thickness of between 250 and 350 p.m.
  • the height of the cavity corresponds to the height of the spacers, the cavity having a height in particular of the order of 10 ⁇ m.
  • the two encapsulation substrates T1 and 28 of the liquid crystal cell 2 are polymeric or made of thin glass.
  • the two encapsulation substrates T1 and 28 are made of glass, they are preferably made of chemically tempered glass.
  • Each of the glass encapsulation substrates T1, 28 has a thickness of less than 1000 ⁇ m, in particular between 25 ⁇ m and 700 ⁇ m, preferably a thickness of less than 300 ⁇ m, or even less than 100 ⁇ m.
  • the glass thickness of each encapsulation substrate is sufficiently thin to provide the liquid crystal cell with film-like flexibility when it comes to associating the cell with the glass substrates 10 and 11, especially when they are curved.
  • the glass thickness of each glass encapsulation substrate T1, 28 is such that each glass encapsulation substrate has a minimum radius of curvature which is at least of the order of 600 mm and can even reach 200mm.
  • the inventors have demonstrated that when the cell 2 lamination process is implemented with the glass substrates 10 and 11 by the interlayer plastic films 30 and 40, and possibly the films 31 and 41 when they are present, by using a guest-host cell 2 whose encapsulation substrates T1 and 28 are made of thin glass (and not of plastic material), this minimizes the risk of deformation as the cell increases in thickness, avoiding damage to the electrodes and an inhomogeneous appearance of light transmission once the glazing is completely finished assembling.
  • the laminated glazing 1 according to the invention is designed to protect the liquid crystal cell 2 from ultraviolet radiation.
  • the protection will be provided at least on one of the main faces 21 or 22 of the cell, face which will correspond to that facing the outside environment when the laminated glazing 1 is used in an opening giving on the outside.
  • protection against ultraviolet radiation will be established in a complementary manner on the other main face 21 or 22 of cell 2 and/or at the edge of cell 2.
  • the laminated glazing 1 comprises at least one ultraviolet radiation filter which is arranged to protect at least one of the main faces 20 or 21 of the guest-host cell 2, preferably two ultraviolet radiation filters arranged for protect the two main faces 20 and 21 of cell 2, and an additional ultraviolet radiation filter protecting the peripheral edge of cell 2.
  • the ultraviolet filter of the faces 20 and/or 21 of the cell 2 consists of one or more interlayer lamination films, in particular each of the interlayer lamination films 30, 31, 40, and 41. Consequently, when several interlayer films are stacked between the guest-host cell 2 and each substrate 10, 11, either each of the interlayer films is an ultraviolet filter, or one of the films only is an ultraviolet filter, and in the latter case, it is the film is preferably in contact with the guest-host cell 2.
  • the ultraviolet films are made of a polymeric material, for example PVB, having the property of cutting off the ultraviolet rays not only below 400 nm but also at 400 nm.
  • the ultraviolet cutoff property is provided for example by compounds or particles dispersed in the film, which are capable of blocking ultraviolet rays and which do not diffuse in visible radiation.
  • the frame 5 as an ultraviolet filter, it too has a light transmission at least between 280 nm and 400 nm, in particular a light transmission at 400 nm, which is less than 1%, preferably less than 0 .1%, preferably still less than 0.01%
  • the two interlayer films 30, 31, and respectively 40 and 41, on either side of the cell 2 are ultraviolet filters, and consist of a PVB ultraviolet.
  • a commercial ultraviolet PVB film is for example the film marketed under the name Eastman RU41, dedicated to automobile glazing and 0.76 mm thick.
  • This 0.76 mm thick film has a light transmission in the visible of 90.1%, and a light transmission at 400 nm which is still too high, being 2.7%.
  • the inventors have proposed superimposing two 0.76 mm Eastman RU41 films, which makes it possible to obtain a high-performance ultraviolet cut-off, namely a light transmission at 400 nm for the set of two interlayer films which is less than 1 %, in particular 0.08% and thus less than 0.1%, while not degrading too much the light transmission in the visible, which is 88.5% through the two films.
  • the selection of these films makes it possible not to degrade the color of the glazing, the films remaining neutral in color without tending towards yellow, which is particularly appreciable for an automotive application.
  • the laminated glazing 1 can include many variants, in particular depending on its use.
  • the laminated glazing can comprise two guest-host cells 2 bonded to one another, or a guest-host cell and at least one other liquid crystal system, and/or one or more additional glass substrates opposite of the first glass substrate 10 and/or of the second substrate 11, the additional glass substrate or substrates being themselves laminated and/or arranged at a distance in the case of the manufacture of double glazing or triple glazing.
  • the interlayer films (those filtering ultraviolet rays or not) and/or the glass substrates may have technical functionalities.
  • the laminated glazing 1 comprises, not one cell but two guest-host cells 2 with liquid internal volume.
  • the two guest-host cells 2 are coupled together by a layer of transparent adhesive 2′, such as an OCA.

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Abstract

Vitrage feuilleté (1) à transmission variable par cristaux liquides comportant au moins un premier substrat verrier (10) et un deuxième substrat verrier (11), au moins une cellule à cristaux liquides hôte‐invités (2), dite cellule guest‐host, comprenant un mélange de cristaux liquides et d'au moins un colorant dichroïque, au moins un premier film intercalaire de feuilletage (30) entre le premier substrat verrier (10) et la cellule guest‐host (2), et au moins un deuxième film intercalaire de feuilletage (40) entre le deuxième substrat verrier (11) et la cellule guest‐host (2), caractérisé en ce que au moins ledit premier film intercalaire de feuilletage (30) et/ou ledit deuxième film intercalaire de feuilletage (40) constituent en outre des filtres ultraviolets, de préférence ledit premier film intercalaire (30) de feuilletage et ledit deuxième film de feuilletage (40) sont des filtres ultraviolets.

Description

DESCRIPTION
TITRE : VITRAGE FEUILLETE A CRISTAUX LIQUIDES ET A COUPURE DANS l'UV
[001] L'invention concerne le domaine des vitrages électro-commandables à propriétés optiques variables, et plus particulièrement concerne un vitrage feuilleté à transmission variable par cristaux liquides.
[002] L'invention sera plus particulièrement décrite quant à l'utilisation d'un vitrage feuilleté à transmission variable par cristaux liquides dans une application de véhicule (véhicule automobile, train, aéronef), sans toutefois y être limitée. Elle pourra notamment s'appliquer aux vitrages pour le bâtiment, tels que des parois d'extérieur ou des cloisons ou autres surfaces vitrées d'intérieur.
[003] Un vitrage feuilleté à transmission variable par cristaux liquides, comporte au moins deux substrats verriers principaux, deux films intercalaires en matière plastique de feuilletage des substrats verriers, très souvent en polyvinyle butyrale (PVB), et une cellule à cristaux liquides placée entre les deux films intercalaires de feuilletage. Une cellule à cristaux liquides du type connu comporte un mélange hôte-invités qu'on nomme usuellement par l'expression anglaise « guest-host », fait d'un mélange de cristaux liquides dans laquelle sont dispersés des colorants dichroïques, les cristaux liquides présentant une orientation prédéfinie ou direction d'équilibre. Le guest-host est encapsulé entre deux films polymériques qui sont maintenus à distance constante grâce à des espaceurs tels que des billes en verre. Chaque film polymérique d'encapsulation est pourvu d'une électrode. Lorsqu'une tension est appliquée aux électrodes, les cristaux liquides associés aux colorants changent d'orientation et modifient la transmission lumineuse à travers la cellule, le vitrage passant d'un état clair à un état sombre, ou inversement. On entend par « état clair, état sombre » que le vitrage possède dans son état clair une transmission lumineuse dans le visible supérieure à la transmission lumineuse qu'il possède dans son état sombre. La cellule à cristaux liquides peut comprendre en combinaison avec les cristaux liquides des colorants dichroïques, et/ou des polariseurs sur l'extérieur de ses faces. En fonction de l'application visée, de l'orientation d'équilibre des cristaux liquides en interaction avec les colorants dichroïques lorsqu'ils sont présents, les états clair et sombre correspondront à un état ON/OFF ou OFF/ON de mise sous tension des électrodes. On parlera d'un état normalement clair du vitrage lorsque la transmission lumineuse est la plus élevée en l'absence de tension entre les électrodes (état OFF), autorisant donc la vision à travers le vitrage, tandis que l'état sombre dudit vitrage correspondra à la mise sous tension des électrodes (état ON) engendrant une réorientation des cristaux liquides et une modification de la transmission lumineuse (la transmission lumineuse devenant plus faible). Inversement, on parlera d'état normalement sombre d'un vitrage lorsque la transmission lumineuse est la plus faible en l'absence de tension, tandis qu'en appliquant une tension, le vitrage deviendra clair.
[004] Aujourd'hui, un tel vitrage à cristaux liquides est notamment utilisé dans le bâtiment. Cependant, la cellule à cristaux liquides s'avère être très sensible aux rayons ultraviolets qui dégradent avec le temps les colorants dichroïques. Lorsque le vitrage feuilleté est en particulier utilisé en étant en contact avec l'environnement extérieur, les cellules à cristaux liquides se dégradent alors rapidement avec le temps en raison des rayonnements ultraviolets du soleil.
[005] L'invention a donc pour but de pallier l'inconvénient de dégradation par les ultraviolets des colorants dichroïques d'une cellule guest-host à cristaux liquides dans un vitrage feuilleté afin de rendre la cellule à cristaux liquides, et donc le vitrage feuilleté, davantage durables dans le temps.
[006] Selon l'invention, le vitrage feuilleté à transmission variable par cristaux liquides comporte au moins un premier substrat verrier et un deuxième substrat verrier, au moins une cellule à cristaux liquides hôte-invités, dite cellule guest-host, comprenant un mélange de cristaux liquides et d'au moins un colorant dichroïque, au moins un premier film intercalaire de feuilletage entre le premier substrat verrier et la cellule guest-host, et au moins un deuxième film intercalaire de feuilletage entre le deuxième substrat verrier et la cellule guest- host, le vitrage feuilleté étant caractérisé en ce que au moins ledit premier film intercalaire de feuilletage et/ou ledit deuxième film intercalaire de feuilletage constituent en outre des filtres ultraviolets, de préférence ledit premier film intercalaire de feuilletage et ledit deuxième film de feuilletage sont des filtres ultraviolets.
[007] Selon une caractéristique, la cellule guest-host comporte un mélange qui est liquide de cristaux liquides et d'au moins un colorant dichroïque. [008] La cellule guest-host se présente à la manière d'un film s'étendant sur toute ou une partie de la surface du vitrage ; la cellule présente deux faces opposées en regard respectivement des premiers et deuxième films intercalaires. Ainsi, en dotant au moins l'un des films intercalaires du vitrage feuilleté d'une fonction de filtre aux ultraviolets, la surface principale du vitrage qui se trouve en regard de l'une au moins des faces de la cellule guest- host est protégée des ultraviolets, protégeant en conséquence la cellule guest-host et donc les colorants dichroïques.
[009] On entend par filtre ultraviolet une protection au moins dans le spectre des rayonnements ultraviolets de 280 nm à 400 nm.
[010] Selon une autre caractéristique, le vitrage comporte un cadre en matière polymérique agencé tout autour de la cellule guest-host et entre les deux films intercalaires, ce cadre constituant en outre un filtre ultraviolet. En effet, il arrive que la surface de la cellule guest- host ne soit associée qu'à une partie de la surface du vitrage. On compense alors l'espace existant entre les deux films intercalaires et tout autour de la cellule, en y agençant un cadre (courant donc sur la totalité de la tranche périphérique de la cellule), ce cadre étant dans un matériau polymérique pour assurer le feuilletage. L'invention propose avantageusement de doter ce cadre polymérique d'une fonction supplémentaire de filtre aux ultraviolets. Cette configuration supplémentaire de filtre aux ultraviolets sur l'ensemble de la périphérie du chant de la cellule guest-host, maximise la protection de la cellule aux ultraviolets, la cellule étant non seulement protégée sur sa face principale mais également sur sa tranche.
[011] En effet, les inventeurs ont mis en évidence que la dégradation des colorants dichroïques pouvait se faire par la tranche de la cellule guest-host. Bien que la tranche de la cellule représente une surface minime par rapport aux faces principales de la cellule, de manière étonnante, l'impact des ultraviolets à travers la tranche de la cellule n'est en réalité pas négligeable. La cellule guest-host peut être affectée durant le transport du vitrage feuilleté dans ses différents lieux de stockage avant d'être définitivement installé, et même après installation du vitrage feuilleté selon le type de d'utilisation.
[012] Par conséquent, le cadre entourant la cellule guest-host, par sa fonction supplémentaire de filtre ultraviolet, fournira une protection accrue de la cellule, dès son intégration au vitrage, jusqu'à l'installation finale dudit vitrage, ainsi que durant son utilisation. [013] Lorsque le vitrage feuilleté est destiné à être utilisé dans une ouverture pour séparer l'intérieur d'un bâtiment ou d'un habitacle, de l'environnement extérieur, l'un des substrats verriers est dit substrat verrier extérieur car destiné à être face à l'environnement extérieur en position installée du vitrage, tandis que le substrat verrier opposé est dit substrat intérieur. Dans ce mode de réalisation, au moins le ou les films intercalaires qui sont associés à une face de la cellule destinée à être en regard de l'environnement extérieur (c'est-à-dire le ou les films de feuilletage entre le substrat extérieur et la cellule guest-host) constituent des filtres ultraviolets.
[014] Toutefois, il sera préférable de protéger les deux faces principales de la cellule guest- host, de sorte que de préférence, au moins ledit premier film intercalaire de feuilletage et ledit deuxième film intercalaire de feuilletage (respectivement de part et d'autre de chacune des faces opposées de la cellule guest-host) sont des filtres ultraviolets.
[015] Le vitrage feuilleté peut comporter plusieurs films de protection contre les ultraviolets. En particulier, le vitrage feuilleté comporte un ou des films intercalaires supplémentaires qui sont superposés au premier film intercalaire de feuilletage et/ou au deuxième film intercalaire de feuilletage, au moins l'un des films intercalaires supplémentaires pouvant être un filtre ultraviolet.
[016] Ainsi, diverses configurations sont possibles quant au nombre et à la fonctionnalité des films intercalaires qui sont disposés de part et d'autre de chacune des faces de la cellule guest- host : seule l'une des faces de la cellule est protégée par un filtre ultraviolet, avec la présence d'un seul film intercalaire anti-ultraviolet, ou la présence de plusieurs films intercalaires superposés dont un seul ou plusieurs sont des films anti-ultraviolets ; les deux faces opposées de la cellule sont protégées par un filtre ultraviolet, par la présence en regard de chacune des faces de la cellule, d'un unique film intercalaire anti-ultraviolets ou de plusieurs films intercalaires superposés dont un seul ou plusieurs sont des films anti-ultraviolets.
[017] Un film intercalaire de feuilletage peut être teinté (coloré), indépendamment de sa fonction ou non de filtre ultraviolet.
[018] Le filtre ultraviolet (à savoir le film intercalaire filtrant les rayonnements ultraviolets et/ou le cadre entourant la cellule et filtrant les rayonnements ultraviolets) est à base d'au moins un polymère choisi parmi les polymères suivants : polyvinyle butyrale (PVB), éthylène vinyle acétate (EVA), polyuréthane (PU), polyéthylène téréphtalate (PET), polyéthylène, polycarbonate, polyméthylméthacrylate, polyacrylate, polychlorure de vinyle, résine de polyacétate, acrylate, éthylène propylène fluoré, polyfluorure de vinyle, éthylène tétrafluoroéthylène, copolymère d'oléfine cyclique (COC), matériau adhésif transparent nommé encore OCA pour « Optical Clear Adhesive » en anglais.
[019] L'OCA est notamment du type acrylique, acétate de polyvinyle (PVA), polyuréthane (PU), silicone, ou époxy.
[020] Le matériau adhésif transparent (OCA) peut être déposé à l'état solide, ou à l'état liquide et durci pendant le procédé de feuilletage. La manière dont l'OCA liquide durcit dépend de sa nature, certains OCA réticulant notamment par apport d'énergie du type ultraviolets, et d'autres réticulant à température ambiante avec l'ajout d'un durcisseur.
[021] Concernant le cadre rapporté autour de la cellule guest-host, celui-ci peut être déposé sur le film intercalaire de feuilletage (ou sur l'empilement des films intercalaires de feuilletage) ou forme déjà un ensemble monobloc avec la cellule avant que celle-ci ne soit déposée sur le film intercalaire de feuilletage. Le cadre est par exemple en PVB.
[022] Le ou les filtres aux ultraviolets (film intercalaire de feuilletage et/ou cadre polymérique) sont conçus de sorte que chaque filtre présente une transmission lumineuse au moins entre 280 nm et 400 nm, de préférence une transmission lumineuse à 400 nm qui est inférieure à 1%, de préférence inférieure à 0,1 %, de préférence encore inférieure à 0,01%. La transmission lumineuse est mesurée selon la norme ISO 13887.
[023] Si un filtre ultraviolet est efficace en-dessous de 400nm, l'absorption des ultraviolets ne l'est pas toujours à 400 nm, en limite du spectre du visible. Pour l'invention, le ou les filtres sont justement conçus pour absorber les ultraviolets à 400 nm. Un filtre absorbant les ultraviolets à 400 nm sera nécessairement performant pour les rayonnements inférieurs à 400 nm.
[024] De plus, le filtre sélectionné sera de préférence conçu de sorte que les particules d'absorption des ultraviolets ne perturbent pas trop la couleur du filtre, en particulier, le filtre sera adapté afin que sa couleur ne tende pas vers le jaune.
[025] Pour parvenir à une transmission lumineuse inférieure à 0,01% pour un filtre ultraviolet sous la forme d'au moins un film intercalaire, le vitrage feuilleté pourra comprendre un unique film intercalaire présentant cette propriété de transmission lumineuse inférieure à 0,01%, ou pourra comprendre la combinaison d'une pluralité de films intercalaires superposés, la combinaison permettant de procurer une transmission lumineuse inférieure à 0,01%. Par exemple, le filtre ultraviolet peut comporter une superposition d'au moins deux films en PVB anti-ultraviolets du commerce, chaque film PVB présentant une transmission lumineuse à 400 nm qui est inférieure à 1%. La superposition des deux films intercalaires procure un filtre dont la transmission lumineuse à 400 nm est inférieure à 0,01%. Le filtre ultraviolet possède donc une performance élevée à 400 nm, et encore davantage pour la plage en-dessous de 400 nm pour laquelle la transmission lumineuse tend vers zéro.
[026] Concernant la cellule guest-host, celle-ci comporte en tant que substrats d'encapsulation du mélange de cristaux liquides et d'au moins un colorant dichroïque, des substrats polymériques ou verriers. Si usuellement, les substrats d'encapsulation sont en matière polymérique, les inventeurs proposent une nouvelle forme d'encapsulation par des substrats en verre ultra-mince.
[027] Dans le cas de substrats d'encapsulation en verre, ceux-ci sont ultra-minces rendant la cellule flexible comme un film pour aisément la manipuler et la feuilleter en particulier avec les substrats verriers principaux du vitrage lorsque ceux-ci sont bombés. Les inventeurs ont mis en évidence que la cellule guest-host fabriquée à partir de substrats d'encapsulation en verre plutôt que de films d'encapsulation en matière plastique, est beaucoup moins sujette à une variation locale d'épaisseur lors du procédé de feuilletage, et même de façon particulièrement efficace pour un vitrage feuilleté bombé. Cela diminue le risque de présence de zones inhomogènes en transmission lumineuse sur le vitrage en sortie de fabrication. Le vitrage reste homogène en teinte, aucune tache colorée n'apparaissant.
[028] Encore plus particulièrement, les inventeurs ont mis en évidence de manière inattendue que l'utilisation des substrats d'encapsulation en verre trempé chimiquement, évite encore mieux le risque de variation d'épaisseur de la cellule lors du procédé de feuilletage. Ainsi, de préférence, chacun des substrats d'encapsulation en verre de la cellule à cristaux liquides est en verre trempé chimiquement.
[029] Selon une caractéristique, chacun des substrats d'encapsulation en verre de la cellule à cristaux liquides possède une épaisseur telle que la cellule à cristaux liquides constitue un film flexible, c'est-à-dire qui épouse à température ambiante la forme de la surface sur laquelle est déposé ledit film flexible/ladite cellule.
[030] En particulier, chacun des substrats d'encapsulation en verre de la cellule à cristaux liquides possède un rayon de courbure minimal qui est au moins de l'ordre de 600 mm et peut même atteindre 200 mm.
[031] Chacun des substrats d'encapsulation en verre de la cellule à cristaux liquides présente une épaisseur inférieure à 1000 pm, en particulier comprise entre 25 pm et 700 pm, de préférence une épaisseur inférieure à 300 pm, voire inférieure à 100 pm.
[032] Selon encore une autre caractéristique, le vitrage feuilleté peut comporter deux cellules à cristaux liquides, éventuellement de type différent. Lorsque le vitrage feuilleté comprend deux cellules à cristaux liquides, au moins l'une d'entre elles est une cellule comprenant un volume liquide de cristaux liquides mélangés à des colorants dichroïques, l'autre cellule à cristaux liquides étant un système à cristaux liquides dans lequel le volume de cristaux liquides ne se présente pas sous la forme liquide, tel qu'un système à cristaux liquides polymériques dispersés « PDLC » (pour Polymer-Dispersed Liquid Crystal, en anglais où les cristaux liquides sont dispersés dans une matrice polymérique), ou un système à cristaux liquides cholestériques « CLC » (pour Cholesteric Liquid Crystal en anglais), ou encore un système à cristaux liquides en réseau polymérique « PNLC » (pour Polymer Network Liquid Crystal en anglais). Ledit autre système à cristaux liquides, en particulier le film PDLC, peut permettre de fournir une fonction de variation de la diffusion lumineuse. Lorsque le vitrage sera notamment sombre, l'aspect sombre sera plus intense, associé à une variation de transmission lumineuse plus importante.
[033] Lorsque le vitrage feuilleté comprend deux cellules à cristaux liquides, elles sont en particulier couplées l'une à l'autre par un matériau adhésif. La combinaison de deux cellules permettra notamment de fournir un état sombre plus intense.
[034] La cellule guest-host à volume liquide permettra une transition plus rapide d'un état sombre du vitrage vers son état clair, et le couplage des deux cellules en fonctionnement, comme exprimé aux paragraphes ci-dessus, permettra de fournir à l'état sombre du vitrage, une couleur de noir total (un état sombre intense au lieu d'un effet uniquement teinté). De plus, la présence de deux cellules séparées permettra de faire fonctionner indépendamment chacune des cellules selon l'effet souhaité, et de découpler les fonctions en zones distinctes du vitrage si besoin.
[035] Lorsque le vitrage comprend un autre système à cristaux liquides qu'une cellule guest- host, en particulier le film PDLC, le système sera rapporté par collage ou rendu solidaire par le procédé de feuilletage. Ledit autre système à cristaux liquides sera agencé entre l'un des substrats verriers et la cellule guest-host en étant intercalé entre deux films intercalaires de feuilletage qui pourront être des filtres ultraviolets, ou bien en étant directement couplé à la cellule guest-host par une couche adhésive.
[036] Ledit autre système à cristaux liquides, en particulier le film PDLC, pourra être mis sous tension de manière concomitante ou non avec la mise sous tension de la cellule à cristaux liquides. La commande dudit autre système à cristaux liquides, en particulier du film PDLC, pourra être indépendante de celle de la cellule guest-host.
[037] Par ailleurs, le vitrage feuilleté peut comporter au moins une couche fonctionnelle de protection infrarouge, la couche fonctionnelle étant appliquée sur la face interne ou externe du premier substrat verrier et/ou du deuxième substrat verrier et/ou du premier film intercalaire et/ou du deuxième film intercalaire et/ou d'un ou de films intercalaires supplémentaires, ou est constituée du premier film intercalaire et/ou du deuxième film intercalaire et/ou d'un ou de films intercalaires supplémentaires.
[038] Cette couche de protection infrarouge sera particulièrement utile pour réfléchir les infrarouges afin de ne pas chauffer la cellule à cristaux liquides. En effet, une température trop importante affecterait le bon fonctionnement des cristaux liquides avec le risque de transition de phase. En outre, le risque de propagation de fissures (lié aux cycles de déformation du fait des cycles de variation de température en position d'utilisation du vitrage) au niveau des électrodes de la cellule à cristaux liquides est également minimisé.
[039] Dans un exemple particulier d'application, le vitrage feuilleté à filtre ultraviolet comporte une couche de protection infrarouge sur la face interne du premier substrat verrier (face 2 du vitrage, en position installée du vitrage en contact avec l'environnement extérieur - la face 1 du vitrage étant par convention la face en contact avec l'environnement extérieur) pour protéger la cellule du rayonnement infrarouge en provenance de l'extérieur, un film intercalaire de feuilletage avec le premier substrat verrier et constituant un filtre ultraviolet, de préférence le film étant en PVB et pouvant être teinté, et une couche basse émissive sur la face externe du deuxième substrat verrier (face 4 du vitrage) qui a pour but de réfléchir les infrarouges de grandes longueur d'onde en provenance de l'intérieur d'un habitacle ou d'une pièce intérieure.
[040] Le vitrage feuilleté peut comporter d'autres fonctionnalités, qui sont ajoutées via des revêtements en contact direct avec les substrats verriers et/ou les films intercalaires, ou apportées par le ou les films intercalaires, ou par l'ajout de films supplémentaires aux films intercalaires ou aux substrats. Ces fonctionnalités diverses sont par exemple des propriétés acoustiques, antireflets, antiadhésifs, anti-rayures, photo-catalytiques, anti-traces de doigts, antibuée, de coloration, etc.
[041] Le vitrage feuilleté de l'invention peut constituer un vitrage de bâtiment ou de véhicule, notamment de véhicule choisi parmi une automobile, un train, un camion, un aéronef, un bus, un véhicule militaire.
[042] S'il s'agit d'un vitrage de véhicule, le vitrage feuilleté est en particulier choisi parmi un vitrage de toit, une lunette arrière, une vitre latérale, un pare-brise, et une bande en dégradé de la partie supérieure du pare-brise.
[043] Le vitrage feuilleté peut être plat ou bombé.
[044] Le vitrage feuilleté peut être utilisé dans un double vitrage ou dans un triple vitrage.
[045] La présente invention est maintenant décrite à l'aide d'exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l'invention, et à partir des illustrations jointes, dans lesquelles :
[046] [Fig. 1] ou figure 1 représente une vue schématique en coupe latérale d'un premier exemple de réalisation d'un vitrage feuilleté selon l'invention.
[047] [Fig.2] ou figure 2 représente une vue schématique de dessus du vitrage feuilleté de la figure 1.
[048] [Fig. 3] ou figure 3 représente une vue schématique en coupe latérale d'un second exemple de réalisation d'un vitrage feuilleté selon l'invention.
[049] [Fig. 4] ou figure 4 est une vue schématique partielle de détail de la cellule guest-host des exemples de réalisation des figures 1 et 3.
[050] [Fig. 5] ou figure 5 est une vue schématique partielle en coupe latérale d'un autre exemple de réalisation de vitrage feuilleté à cristaux liquides selon l'invention comprenant deux cellules guest-host dont le volume interne est liquide. [051] [Fig. 6] ou figure 6 est une vue schématique partielle en coupe latérale d'un autre exemple encore de réalisation de vitrage feuilleté à cristaux liquides selon l'invention comprenant deux cellules à cristaux liquides, dont une cellule à cristaux liquides est une cellule guest-host à volume interne liquide et l'autre cellule à cristaux liquides étant un système à cristaux liquides dans lequel le volume de cristaux liquides ne se présente pas sous la forme liquide.
[052] Par souci de clarté, les différents éléments représentés sur les figures ne sont pas nécessairement reproduits à l'échelle.
[053] Le vitrage feuilleté 1 de l'invention illustré sur la figure 1 est un vitrage feuilleté à transmission variable par cristaux liquides comportant une cellule à cristaux liquides 2.
[054] Le vitrage feuilleté 1 est destiné à une application bâtiment ou une application de véhicule. Le vitrage feuilleté 1 voit sa transmission lumineuse modifiée lorsqu'une tension électrique est appliquée aux électrodes de la cellule à cristaux liquides 2. Le vitrage 1 peut être normalement clair (de transmission lumineuse élevée) en l'absence de tension, et il devient sombre (de transmission lumineuse faible), en appliquant une tension. Inversement, on peut concevoir le vitrage comme normalement sombre, hors tension ; il devient alors clair par application d'une tension. L'état normalement clair ou normalement sombre est fonction de l'utilisation du vitrage. Dans son état clair, le vitrage peut présenter un aspect coloré ou non selon l'application visée (substrat(s) verrier(s) et/ou film(s) intercalaire(s), voire la cellule à cristaux liquides, pouvant être teinté).
[055] Selon les utilisations faites du vitrage feuilleté 1 décrit ci-après en regard des figures ou dans des variantes envisagées non illustrées, il sera employé de manière monobloc tel quel, ou sera combiné à un ou d'autres substrats verriers en feuilleté ou espacés.
[056] Le vitrage feuilleté 1 du premier exemple illustré sur la figure 1 comporte : un premier substrat verrier 10 ; un deuxième substrat verrier 11 agencé à distance et à l'opposé du premier substrat 10 ; la cellule à cristaux liquides 2 agencée au cœur du vitrage et présentant deux faces principales opposées 20 et 21 ; un premier film intercalaire 30 de feuilletage entre le premier substrat 10 et l'une des faces principales 20 de la cellule 2 ; un deuxième film intercalaire 40 de feuilletage entre le deuxième substrat 11 et la face principale opposée 21 de la cellule 2.
[057] La cellule à cristaux liquides 2 est entourée d'un cadre 5. Le cadre 5 est par exemple en PVB ou en résine époxy. En effet, lorsque la cellule à cristaux liquides 2 ne s'étend pas sur toute la surface du vitrage (figure 2), le cadre 5 sert d'entretoise de même épaisseur que celle de la cellule à cristaux liquides 2, pour combler l'espace vide qui existerait sinon entre les deux intercalaires 30 et 40.
[058] Les substrats verriers 10 et 11 possèdent une épaisseur adaptée à l'utilisation du vitrage feuilleté. L'épaisseur peut être comprise entre 0,3 mm et 15 mm, de préférence entre 1 à 5 mm ; elle est par exemple de 1,6 mm, 1,8 mm ou 2,1 mm.
[059] Dans le second exemple de réalisation illustré sur la figure 3, le vitrage feuilleté 1 comporte entre la cellule 2 et chacun des substrats verriers 10 et 11, non pas un film intercalaire mais deux films intercalaires superposés 30 et 31, et respectivement 40 et 41.
[060] Un film intercalaire de feuilletage présente notamment une épaisseur comprise entre 0,07 mm et 2 mm, en particulier est de 0,38 mm ou 0,76 mm.
[061] Les films intercalaires 30, 31, 40 et 41 du vitrage feuilleté 1 sont ici en PVB.
[062] La cellule à cristaux liquides 2 est une cellule à cristaux liquides guest-host comprenant un volume liquide 22 de cristaux liquides mélangés à au moins un colorant dichroïque. Comme illustré sur la figure 4, la cellule guest-host 2 comporte le mélange liquide 22, deux couches d'alignement 23 et 24, deux électrodes 25 et 26, deux substrats d'encapsulation en verre Tl et 28. Les deux substrats d'encapsulation en verre Tl et 28 sont maintenus espacés par des espaceurs en verre (non illustrés) agencés dans l'ensemble de la cavité et préférentiellement également dans le joint de scellement périphérique solidaire du chant des substrats et donc de la cellule. Le joint de scellement et d'étanchéité sont par exemple en résine époxy ou en silicone. La cavité qui est ménagée entre les deux substrats d'encapsulation Tl et 28 accueille de manière étanche le volume liquide 22 à cristaux liquides. La surface interne en regard de la cavité de chacun des deux substrats d'encapsulation Tl et 28, est recouverte de l'électrode 25, respectivement 26, par exemple en ITO, elle-même recouverte de la couche d'alignement 23, respectivement 24, les couches d'alignement 23 et 24 étant en contact avec le volume liquide 22. La cellule à cristaux liquides 2 présente une épaisseur totale comprise entre 250 et 350 pm. La hauteur de la cavité correspond à la hauteur des espaceurs, la cavité ayant une hauteur en particulier de l'ordre de 10 pm.
[063] Les deux substrats d'encapsulation Tl et 28 de la cellule à cristaux liquides 2 sont polymériques ou en verre mince.
[064] Lorsque les deux substrats d'encapsulation Tl et 28 sont en verre, ils sont de préférence en verre trempé chimiquement. Chacun des substrats d'encapsulation en verre Tl , 28 présente une épaisseur inférieure à 1000 pm, en particulier comprise entre 25 pm et 700 pm, de préférence une épaisseur inférieure à 300 pm, voire inférieure à 100 pm. L'épaisseur de verre de chaque substrat d'encapsulation est suffisamment mince pour procurer à la cellule à cristaux liquides de la flexibilité à la manière d'un film lorsqu'il s'agit d'associer la cellule aux substrats verriers 10 et 11, d'autant plus lorsque ces derniers sont bombés. En particulier, l'épaisseur de verre de chaque substrat d'encapsulation en verre Tl , 28 est telle que chaque substrat d'encapsulation en verre possède un rayon de courbure minimal qui est au moins de l'ordre de 600 mm et peut même atteindre 200 mm.
[065] Les inventeurs ont mis en évidence que lorsqu'est mis en œuvre le procédé de feuilletage de la cellule 2 avec les substrats verriers 10 et 11 par les films intercalaires en matière plastique 30 et 40, et éventuellement les films 31 et 41 lorsqu'ils sont présents, en utilisant une cellule guest-host 2 dont les substrats d'encapsulation Tl et 28 sont en verre mince (et non en matière plastique), cela minimise le risque de déformation en augmentation d'épaisseur de la cellule, évitant un endommagement des électrodes et un aspect inhomogène de transmission lumineuse une fois le vitrage totalement terminé d'assembler.
[066] Le vitrage feuilleté 1 selon l'invention est conçu pour protéger la cellule à cristaux liquides 2 des rayonnements ultraviolets. La protection sera au moins assurée sur l'une des faces principales 21 ou 22 de la cellule, face qui correspondra à celle en regard de l'environnement extérieur lorsque le vitrage feuilleté 1 sera utilisé dans une ouverture donnant sur l'extérieur. De préférence, la protection contre les rayonnements ultraviolets sera établie de manière complémentaire sur l'autre face principale 21 ou 22 de la cellule 2 et/ou au niveau de la tranche de la cellule 2.
[067] A cette fin, le vitrage feuilleté 1 comporte au moins un filtre à rayonnements ultraviolets qui est disposé pour protéger au moins l'une des faces principales 20 ou 21 de la cellule guest-host 2, de préférence deux filtres à rayonnements ultraviolets agencés pour protéger les deux faces principales 20 et 21 de la cellule 2, et un filtre supplémentaire à rayonnements ultraviolets protégeant la tranche périphérique de la cellule 2.
[068] Le filtre ultraviolet des faces 20 et/ou 21 de la cellule 2 est constitué d'un ou plusieurs films intercalaires de feuilletage, notamment de chacun des films intercalaires de feuilletage 30, 31, 40, et 41. Par conséquent, lorsque plusieurs films intercalaires sont empilés entre la cellule guest-host 2 et chaque substrat 10, 11, soit chacun des films intercalaires est un filtre ultraviolet, soit l'un des films seulement est un filtre ultraviolet, et dans ce dernier cas, il s'agit de préférence du film en contact avec la cellule guest-host 2. Les films ultraviolets sont dans une matière polymérique, par exemple en PVB, possédant la propriété de couper les ultraviolets non seulement en dessous de 400 nm mais également à 400 nm. La propriété de coupure dans l'ultraviolet est fournie par exemple par des composés ou particules dispersés dans le film, qui sont aptes à bloquer les ultraviolets et qui ne diffusent pas dans le rayonnement visible.
[069] Le filtre ultraviolet d'une face de la cellule et de la tranche de la cellule présente une transmission lumineuse au moins entre 280 nm et 400 nm, en particulier une transmission lumineuse à 400 nm, qui est inférieure à 1%, de préférence inférieure à 0,1 %, de préférence encore inférieure à 0,01%.
[070] Lorsque le filtre n'est constitué que d'un seul film intercalaire (figure 1), le film présente une transmission lumineuse au moins entre 280 nm et 400 nm, en particulier une transmission lumineuse à 400 nm, qui est inférieure à 1%, de préférence inférieure à 0,1 %, de préférence encore inférieure à 0,01%.
[071] Lorsque le filtre est constitué d'une combinaison/d'une superposition de plusieurs films intercalaires (figure 3), c'est la combinaison des films qui présente une transmission lumineuse au moins entre 280 nm et 400 nm, en particulier une transmission lumineuse à 400 nm, qui est inférieure à 1%, de préférence inférieure à 0,1 %, de préférence encore inférieure à 0,01%
[072] Quant au cadre 5 en tant que filtre ultraviolet, il présente lui aussi une transmission lumineuse au moins entre 280 nm et 400 nm, en particulier une transmission lumineuse à 400 nm, qui est inférieure à 1%, de préférence inférieure à 0,1 %, de préférence encore inférieure à 0,01% [073] Dans l'exemple illustré de la figure 3, les deux films intercalaires 30, 31, et respectivement 40 et 41, de part et d'autre de la cellule 2, sont des filtres ultraviolets, et sont constitués d'un PVB ultraviolets.
[074] Un film PVB ultraviolets du commerce est par exemple le film commercialisé sous la dénomination Eastman RU41, dédié à un vitrage automobile et de 0,76mm d'épaisseur. Ce film d'épaisseur 0,76 mm, présente une transmission lumineuse dans le visible de 90,1 %, et une transmission lumineuse à 400 nm qui reste encore trop haute en étant de 2,7%. Les inventeurs ont proposé de superposer deux films Eastman RU41 de 0,76mm, ce qui permet d'obtenir une coupure dans les ultraviolets très performante, à savoir une transmission lumineuse à 400 nm pour l'ensemble de deux films intercalaires qui est inférieure à 1%, en particulier de 0,08% et ainsi inférieure à 0,1%, tout en ne dégradant pas trop la transmission lumineuse dans le visible, qui est de 88,5% à travers les deux films. En outre, la sélection de ces films permet de ne pas dégrader la couleur du vitrage, les films restant de couleur neutre sans tendre vers le jaune, ce qui est particulièrement appréciable pour une application automobile.
[075] En outre, pour maximiser la protection de la cellule guest-host 2 contre les UV, le cadre 5 constitue également un filtre ultraviolet. Dans les exemples de réalisation des figures 1 et 3, le cadre 5 est en PVB et comporte des composés ou particules absorbant les ultraviolets à 400 nm de sorte à présenter une transmission lumineuse au moins entre 280 nm et 400 nm, en particulier une transmission lumineuse à 400 nm, qui est inférieure à 1%, de préférence inférieure à 0,1 %, de préférence encore inférieure à 0,01%. Le PVB filtrant les ultraviolets pourra être à base de la même composition que le produit Eastman RU41.
[076] Le vitrage feuilleté 1 peut comprendre de nombreuses variantes, en particulier selon son utilisation. Par exemple, le vitrage feuilleté peut comprendre deux cellules guest-host 2 collées l'une à l'autre, ou une cellule guest-host et au moins un autre système à cristaux liquides, et/ou un ou des substrats verriers supplémentaires en regard du premier substrat verrier 10 et/ou du deuxième substrat 11, le ou les substrats verriers supplémentaires étant eux-mêmes feuilletés et/ou disposés à distance dans le cas de la fabrication d'un double vitrage ou d'un triple vitrage. Les films intercalaires (ceux filtrant ou non les ultraviolets) et/ou les substrats verriers peuvent présenter des fonctionnalités techniques. [077] Dans l'exemple de la figure 5, le vitrage feuilleté 1 comporte, non pas une cellule mais deux cellules guest-host 2 à volume interne liquide. Les deux cellules guest-host 2 sont couplées l'une à l'autre par une couche d'adhésif transparent 2', tel qu'un OCA.
[078] Dans l'exemple de la figure 6, le vitrage feuilleté 1 comporte non pas une cellule, mais deux cellules à cristaux liquides, une première cellule guest-host 2 à volume interne liquide et une seconde cellule à cristaux liquides 6 pour laquelle le volume de cristaux liquides ne se présente pas sous la forme liquide, tel qu'un système à cristaux liquides polymériques dispersés « PDLC » ou un système à cristaux liquides cholestériques « CLC » ou encore un système à cristaux liquides en réseau polymérique « PNLC ». La seconde cellule à cristaux liquides 6 présente ses substrats d'encapsulation qui sont en matière polymérique. La seconde cellule 6 est solidarisée à la cellule guest-host 2 via un intercalaire 42, soit par collage via une couche adhésive transparente telle qu'un OCA, soit par le procédé de feuilletage via un film intercalaire de feuilletage du type du film 40 (celui côté deuxième substrat verrier 11).

Claims

REVENDICATIONS Vitrage feuilleté (1) à transmission variable par cristaux liquides comportant au moins un premier substrat verrier (10) et un deuxième substrat verrier (11), au moins une cellule à cristaux liquides hôte-invités (2), dite cellule guest-host, comprenant un mélange de cristaux liquides et d'au moins un colorant dichroïque, au moins un premier film intercalaire de feuilletage (30) entre le premier substrat verrier (10) et la cellule guest- host (2), et au moins un deuxième film intercalaire de feuilletage (40) entre le deuxième substrat verrier (11) et la cellule guest-host (2), caractérisé en ce que au moins ledit premier film intercalaire de feuilletage (30) et/ou ledit deuxième film intercalaire de feuilletage (40) constituent en outre des filtres ultraviolets, de préférence ledit premier film intercalaire (30) de feuilletage et ledit deuxième film de feuilletage (40) sont des filtres ultraviolets. Vitrage feuilleté selon la revendication 1, la cellule guest-host (2) comporte un mélange qui est liquide de cristaux liquides et d'au moins un colorant dichroïque. Vitrage feuilleté selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un cadre (5) en matière polymérique qui est agencé tout autour de la cellule guest-host (2) et entre les deux films intercalaires (30, 40), ce cadre (5) constituant en outre un filtre ultraviolet. Vitrage feuilleté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un ou des films intercalaires supplémentaires (31, 41) qui sont superposés au premier film intercalaire de feuilletage (30) et/ou au deuxième film intercalaire de feuilletage (40), au moins l'un des films intercalaires supplémentaires pouvant être un filtre ultraviolet. Vitrage feuilleté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les filtres aux ultraviolets (30, 31, 40, 41, 5) sont conçus de sorte que chaque filtre présente une transmission lumineuse au moins entre 280 nm et 400 nm, de préférence une transmission lumineuse à 400 nm, qui est inférieure à 1%, de préférence inférieure à 0,1 %, de préférence encore inférieure à 0,01%. Vitrage feuilleté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filtre aux ultraviolets (30, 31, 40, 41, 5) est à base d'au moins un polymère choisi parmi les polymères suivants : polyvinyle butyrale, éthylène vinyle acétate, polyuréthane, polyéthylène téréphtalate, polyéthylène, polycarbonate, polyméthylméthacrylate, polyacrylate, polychlorure de vinyle, résine de polyacétate, acrylate, éthylène propylène fluoré, polyfluorure de vinyle, éthylène tétrafluoroéthylène, copolymère d'oléfine cyclique, matériau adhésif transparent notamment du type acrylique, acétate de polyvinyle, polyuréthane, silicone ou époxy. Vitrage feuilleté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cellule guest-host (2) comporte en tant que substrats d'encapsulation (27, 28) du mélange de cristaux liquides et d'au moins un colorant dichroïque, des substrats polymériques ou verriers. Vitrage feuilleté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une couche fonctionnelle de protection infrarouge, la couche fonctionnelle étant appliquée sur la face interne ou externe du premier substrat verrier (10) et/ou du deuxième substrat verrier (11), et/ou du premier film intercalaire (30) et/ou du deuxième film intercalaire (40) et/ou d'un ou de films intercalaires supplémentaires, ou est constituée du premier film intercalaire (30) et/ou du deuxième film intercalaire (40) et/ou d'un ou de films intercalaires supplémentaires. Vitrage feuilleté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux cellules guest-host (2), ou une cellule guest-host et un système à cristaux liquides autre que la cellule guest-host (2), tel qu'un PDLC ou un CLC ou un PNLC. Vitrage feuilleté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il constitue un vitrage de bâtiment ou de véhicule, notamment de véhicule choisi parmi une automobile, un train, un camion, un aéronef, un bus, et un véhicule militaire, le vitrage pouvant être plat ou bombé, et pouvant être utilisé dans un double vitrage ou dans un triple vitrage.
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