TITRE : VITRAGE FEUILLETE A CRISTAUX LIQUIDES ET SON PROCEDE DE FABRICATION

[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 s'appliquera à toutes utilisations, notamment pour le bâtiment, telles que des parois d'extérieur ou des cloisons ou autres surfaces vitrées d'intérieur, ou pour des véhicules du type véhicule automobile, bus, train, aéronef.

[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. La cellule à cristaux liquides comporte des cristaux liquides encapsulés entre deux films polymériques d'encapsulation 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 supérieur 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] La nature polymérique des films d'encapsulation de la cellule, très souvent en polytéréphtalate d'éthylène( PET) ou polycarbonate (PC), permet aisément de feuilleter la cellule aux intercalaires de feuilletage en PVB des substrats verriers.

[005] Cependant, le procédé de fabrication d'un vitrage feuilleté, du fait de fortes pression et température utilisées lors des étapes de feuilletage par la mise en œuvre d'un sac à vide et d'un autoclave, peut entrainer des déformations locales des films polymériques d'encapsulation de la cellule à cristaux liquides, en particulier un élargissement de l'épaisseur de la cellule, engendrant une modification locale de l'orientation des cristaux liquides. Il en résulte une inhomogénéité de transmission lumineuse pour le vitrage, se traduisant en outre de manière visible, par la présence de zones sombres sur un vitrage qui est normalement clair, ou inversement la présence de zones claires sur un vitrage qui est normalement sombre. On cherche à éviter cette inhomogénéité de transmission lumineuse.

[006] Par ailleurs, la déformation cyclique de la cellule, due aux cycles de variation de température dans l'utilisation du vitrage, affecte également les électrodes transparentes avec notamment le risque de propagation de fissures, ce qui entraîne une chute, voire une perte de la conductivité électrique et le dysfonctionnement de la cellule.

[007] L'invention a donc pour but de pallier les inconvénients précités en proposant une nouvelle composition de vitrage feuilleté et un nouveau procédé de fabrication, de sorte à minimiser le risque de déformation de la cellule, et éviter la présence de zones inhomogènes en transmission lumineuse par rapport au reste du vitrage, ainsi qu'éviter d'endommager les électrodes.

[008] Selon l'invention, le vitrage feuilleté à transmission variable par cristaux liquides comporte un premier substrat verrier et un deuxième substrat verrier, au moins une cellule à cristaux liquides, ainsi qu'un premier intercalaire disposé entre le premier substrat verrier et la cellule à cristaux liquides, et un deuxième intercalaire disposé entre le deuxième substrat verrier et la cellule à cristaux liquides, le vitrage feuilleté étant caractérisé en ce que ledit premier intercalaire est un film en matière polymérique et en ce que ledit deuxième intercalaire est fait d'un matériau adhésif transparent (nommé encore OCA pour « Optical Clear Adhesive » en anglais) se présentant sous forme liquide avant la fabrication du vitrage et étant apte à être réticulé.

[009] L'expression « avant le procédé de fabrication du vitrage feuilleté » s'entend par avant assemblage de tous les éléments constitutifs du vitrage.

[010] On entend dans la suite de la description par « film», un élément monolithique se présentant sous la forme d'une feuille manipulable.

[011] Le premier intercalaire se présente sous la forme d'un film polymérique pour être apte à être laminé sur un substrat verrier. La solidarisation de ce film polymérique avec le premier substrat verrier est réalisée lors du procédé de feuilletage du vitrage.

[012] Le deuxième intercalaire se présente avant constitution dans le vitrage feuilleté sous forme d'un OCA liquide pour être déposé sous forme liquide entre la cellule à cristaux liquides et le deuxième substrat verrier, cet OCA liquide étant apte à être réticulé pour une fois durci constituer ledit deuxième intercalaire. La réticulation de l'OCA se fait après son dépôt, par exemple par des moyens de polymérisation tels qu'un rayonnement ultraviolet. A la différence du premier intercalaire, le deuxième intercalaire ne se présente donc pas sous forme de film avant sa solidarisation avec le second substrat verrier.

[013] La cellule à cristaux liquides se présente à la manière d'un film s'étendant sur toute ou partie de la surface du vitrage. La cellule à cristaux liquides présente deux faces opposées en regard respectivement des premier et deuxième intercalaires.

[014] Ainsi, la cellule à cristaux liquides ne subit le procédé de feuilletage que sur une seule de ses faces pour assurer sa solidarisation au premier substrat verrier via le premier intercalaire, tandis que son autre face est solidarisée au deuxième substrat verrier par un OCA liquide apte à réticuler/durcir, impliquant un procédé de mise en œuvre bien moins éprouvant pour la cellule. Les contraintes mécaniques de l'opération de feuilletage (haute température et haute pression) ne sont exercées que sur une seule face de la cellule, et non sur ses deux faces, de sorte que le risque de modification d'épaisseur de la cellule est moindre, minimisant le risque de présence de zones inhomogènes en transmission lumineuse sur le vitrage en sortie de fabrication. De plus, l'utilisation d'un adhésif transparent liquide (OCA) réticulable lui procure une stabilité dimensionnelle et diminue sa déformation à la compression lorsqu'est ajouté le deuxième substrat verrier. [015] Avantageusement, les cristaux liquides peuvent se présenter sous la forme d'un volume liquide de cristaux liquides. Le volume liquide est emprisonné dans la cavité délimitée par les substrats d'encapsulation de la cellule et un joint périphérique de scellement.

[016] Lorsque la cellule à cristaux liquides est sans colorants, elle comprend deux polariseurs. Les polariseurs sont alors associés aux faces externes des substrats d'encapsulation en verre de la cellule (faces opposées à la cavité contenant le volume liquide).

[017] Le volume liquide de cristaux liquides peut comprendre un ou des colorants dichroïques. La cellule à cristaux liquides comprenant un mélange liquide de cristaux liquides dans lequel sont dispersés un ou des colorants dichroïques, est nommée dans la suite de la description cellule à cristaux liquides « hôte-invités », ou encore cellule à cristaux liquides « guest-host » en utilisant l'expression anglaise.

[018] La cellule à cristaux liquides comprenant un mélange liquide guest-host peut comprendre en outre un ou des polariseurs (sur l'un ou les faces externes de la cellule).

[019] Selon une caractéristique, ledit premier intercalaire 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). De préférence, ledit premier intercalaire est un film en polyvinyle butyrale (PVB), ou en éthylène vinyle acétate (EVA), ou en polyuréthane (PU), ou en polyéthylène téréphtalate (PET).

[020] En utilisant en tant que premier intercalaire une feuille ou un film en matière polymérique telle qu'en PVB, le vitrage conserve ses propriétés de résistance mécanique pour notamment répondre à certaines normes, par exemple en matière de sécurité routière. En outre, ce type de film courant dans le commerce est fabriqué en présentant le plus souvent une ou plusieurs autres fonctionnalités, telles que des propriétés acoustiques, antireflets, antiadhésifs, anti-rayures, photocatalytiques, anti-traces de doigts, antibuée, de coloration, etc., ce qui confère du même coup des propriétés supplémentaires au vitrage en fonction de l'utilisation visée.

[021] Le vitrage peut avantageusement comprendre un ou plusieurs filtres ultraviolets. Dans un exemple préféré, ledit premier intercalaire constitue un filtre ultraviolet, Le premier intercalaire est par exemple du PVB filtrant les ultraviolets. Outre les avantages connus de la coupure UV d'un vitrage, un tel filtre allonge la durée de vie du vitrage à cristaux liquides, en particulier lorsque la cellule à cristaux liquides est une cellule guest-host, car il empêche la dégradation des colorants dichroïques. Lors de la présence d'au moins un film filtrant les ultraviolets disposé entre la cellule à cristaux liquides et le premier substrat verrier, ledit premier substrat verrier sera destiné à être en regard de l'environnement extérieur si le vitrage est destiné à être installé dans une ouverture séparant un intérieur de l'environnement extérieur.

[022] S'il était vraiment besoin d'un filtre ultraviolet pour la cellule à cristaux liquides du côté de la face associée à l'OCA, l'OCA sera sélectionné pour filtrer les ultraviolets, l'OCA liquide contenant par exemple des additifs absorbant les ultraviolets et sera apte à réticuler autrement que par rayonnement ultraviolets.

[023] Selon une autre caractéristique, le vitrage feuilleté comporte une superposition d'un ou de plusieurs autres films intercalaires en matériau polymérique (en sus du premier intercalaire), disposée entre le premier substrat verrier et la cellule à cristaux liquides, chacun des intercalaires constituant un film pouvant être doté de fonctionnalités techniques (propriétés de filtre ultraviolet ou autres). Ces autres intercalaires sont rendus solidaires du premier substrat verrier et de la cellule à cristaux liquides par le procédé de feuilletage.

[024] Avantageusement, le vitrage feuilleté comporte un cadre en matériau polymérique qui est agencé tout autour de la cellule à cristaux liquides et en contact avec ledit premier intercalaire, ledit cadre constituant de préférence un filtre ultraviolet. Le cadre est agencé entre les deux intercalaires du vitrage sans faire saillie par rapport au chant du vitrage. En effet, il arrive que la surface de la cellule à cristaux liquides 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. Le cadre peut être dans l'une des matières citées ci-dessus pour la constitution du film intercalaire.

[025] Il est avantageusement proposé 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 à cristaux liquides, maximise la protection de la cellule aux ultraviolets, la cellule à cristaux liquides étant non seulement protégée sur sa face principale mais également sur sa tranche.

[026] Cette configuration de cadre filtrant les ultraviolets est particulièrement utile lorsque la cellule à cristaux liquides est une cellule à cristaux liquides guest-host donc contenant des colorants, de façon à protéger les colorants contre les ultraviolets. 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 à cristaux liquides 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 à cristaux liquides 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.

[027] Par conséquent, le cadre entourant la cellule à cristaux liquides, par sa fonction supplémentaire de filtre ultraviolet, fournira une protection accrue à la cellule, dès son intégration au vitrage, jusqu'à l'installation finale dudit vitrage, ainsi que durant l'utilisation du vitrage.

[028] Le ou les filtres aux ultraviolets (qui peut être le premier intercalaire de feuilletage et/ou le cadre polymérique et/ou le ou les autres films intercalaires superposés) sont conçus de sorte que chaque filtre présente une transmission lumineuse au moins entre 280 nm et 400 nm, en particulier présente 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.

[029] Si un filtre ultraviolet est efficace en-dessous de 400nm, l'absorption des ultraviolets ne l'est pas toujours à 400 nm, à la limite du spectre du visible. Ici, le ou les filtres sont 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.

[030] De plus, le filtre ultraviolet 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.

[031] 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%.

[032] Par exemple, en superposant deux films du commerce de PVB filtrant les ultraviolets qui présente chacun une transmission lumineuse à 400 nm inférieure à 1%, le premier film constituant le premier intercalaire et le second film constituant un intercalaire supplémentaire, la superposition des deux films intercalaires procure un filtre dont la transmission lumineuse à 400 nm parvient à être 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.

[033] Selon une autre caractéristique, ledit deuxième intercalaire fait d'un matériau adhésif transparent (OCA) est choisi parmi les matériaux suivants, acrylique, acétate de polyvinyle (PVA), polyuréthane (PU), silicone, et époxy. Le deuxième intercalaire présente dans le vitrage feuilleté (après fabrication) une épaisseur inférieure à 1 mm, voire inférieure à 0,5 mm.

[034] Selon une caractéristique préférentielle, la cellule à cristaux liquides est une cellule à cristaux liquides comprenant un volume liquide de cristaux liquides. Il s'avère que durant le procédé de feuilletage en autoclave de la cellule, la cellule subit moins de contraintes que si la matrice contenant les cristaux liquides était un polymère solide comme les cellules de l'art antérieur. En outre, cela participe à minimiser le risque de variation d'épaisseur de la cellule durant le procédé de feuilletage lors du passage en autoclave de la cellule, et permet de minimiser grandement les défauts visuels une fois le vitrage terminé et durant ensuite son utilisation, d'autant plus lorsque le vitrage est bombé.

[035] 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).

[036] Lorsque le vitrage feuilleté comprend deux cellules à cristaux liquides, les deux cellules à cristaux liquides sont couplées l'une à l'autre par un matériau adhésif. Si les deux cellules sont couplées l'une à l'autre avant le feuilletage, c'est la combinaison des deux qui sera feuilletée avec le premier substrat verrier via le premier intercalaire polymérique. Si la deuxième cellule est couplée après le feuilletage de la première cellule, la deuxième cellule sera rapportée par collage à la première cellule par exemple par un OCA qui pourra être de la même nature que l'OCA de collage servant à rendre solidaire le deuxième substrat verrier. La combinaison de deux cellules permettra notamment de fournir un état sombre plus intense.

[037] Lorsque le vitrage feuilleté comprend en supplément un système à cristaux liquides autre qu'une cellule à cristaux liquides dont le volume de cristaux liquides se présente sous la forme liquide, en particulier un film PDLC, ledit système sera rendu solidaire par le procédé de feuilletage ou sera rapporté par collage. Ainsi, ledit autre système à cristaux liquides sera agencé et solidarisé parfeuilletage entre la cellule à cristaux liquides et le premier intercalaire, ou bien sera solidarisé à la cellule à cristaux liquides par une couche adhésive du côté opposé au premier intercalaire.

[038] Lorsque ledit autre système à cristaux liquides sera feuilleté entre le premier intercalaire et un intercalaire supplémentaire, le premier intercalaire et l'intercalaire supplémentaire seront des filtres ultraviolets, ce qui protégera encore mieux la cellule à cristaux liquides guest-host comprenant des colorants.

[039] Ledit autre système à cristaux liquides, en particulier le film PDLC, peut avantageusement fournir une fonction de variation de la diffusion lumineuse au vitrage. Lorsque le vitrage sera notamment sombre, l'aspect sombre sera plus intense, associé à une variation de transmission lumineuse plus importante.

[040] 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 pourra être indépendante de celle de la cellule à cristaux liquides. [041] Par ailleurs, le vitrage feuilleté peut comporter au moins une couche fonctionnelle de protection infrarouge, la couche fonctionnelle étant agencée à l'intérieur du vitrage feuilleté, par exemple appliquée sur la face interne du premier substrat verrier et/ou du deuxième substrat verrier, et/ou du premier intercalaire, ou est constituée du premier intercalaire, et/ou constitué d'un autre intercalaire solidaire du premier intercalaire. 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.

[042] Dans un exemple particulier d'application, le vitrage feuilleté 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 filtre ultraviolet constitué par le premier intercalaire de feuilletage avec le premier substrat verrier, de préférence l'intercalaire étant un film 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.

[043] Le vitrage feuilleté peut comporter d'autres fonctionnalités, qui sont ajoutées via des revêtements en contact direct avec les substrats verriers et/ou le premier intercalaire et/ un intercalaire supplémentaire associé au premier intercalaire ou à l'un des premier et deuxième substrats verriers, et/ou constitué par le premier intercalaire et/ou constitué par un intercalaire supplémentaire associé au premier intercalaire ou à l'un des premier et deuxième substrats verriers. Ces fonctionnalités diverses sont par exemple des propriétés acoustiques, antireflets, antiadhésifs, anti-rayures, photocatalytiques, anti-traces de doigts, antibuée, de coloration, etc.

[044] Lorsqu'un intercalaire supplémentaire est ajouté dans le vitrage feuilleté, cet intercalaire pourra être rendu solidaire lors du feuilletage lorsqu'il sera entre le premier substrat verrier et la cellule à cristaux liquides ; lorsque l'intercalaire supplémentaire sera agencé entre la cellule à cristaux liquides et le deuxième substrat verrier, il sera rapporté par collage ou bien aura été pré-feuilleté avec le deuxième substrat verrier.

[045] Concernant la cellule à cristaux liquides, celle-ci comporte des substrats d'encapsulation du volume de cristaux liquides, lesdits substrats d'encapsulation étant 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, en particulier lorsque la cellule à cristaux liquides présente son volume de cristaux liquides sous forme liquide, en comprenant éventuellement un ou des colorants dichroïques.

[046] 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 de manière inattendue que la cellule à cristaux liquides 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, d'autant plus lorsque le volume de cristaux liquides est liquide. Le vitrage reste homogène en teinte, aucune tache colorée n'apparaissant.

[047] De plus, les inventeurs ont mis en évidence de manière inattendue que l'utilisation d'une cellule à cristaux liquides faite à partir de substrats verriers d'encapsulation (notamment lorsque le volume encapsulé de cristaux liquides est liquide), est particulièrement efficace dans la fabrication d'un vitrage feuilleté bombé ; aucune zone inhomogène en transmission lumineuse n'est détectée dans le vitrage feuilleté bombé.

[048] 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.

[049] 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.

[050] En particulier, chacun des substrats d'encapsulation en verre de la cellule à cristaux liquides possède un rayon de courbure minimal qui est de l'ordre de 600 mm et peut même atteindre 200 mm.

[051] 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.

[052] 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.

[053] 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.

[054] Le vitrage feuilleté peut être plat ou bombé.

[055] Le vitrage feuilleté peut être utilisé dans un double vitrage ou dans un triple vitrage.

[056] L'invention concerne également un procédé de fabrication du vitrage feuilleté précité de l'invention, dont les étapes sont les suivantes : positionner sur une surface de support telle qu'un contre-verre, qui est recouverte d'un revêtement antiadhésif comme par exemple en PTFE, la cellule à cristaux liquides, de préférence la cellule à cristaux liquides étant constituée d'un mélange (volume) liquide de cristaux liquides et éventuellement d'au moins un colorant dichroïque, et agencer si besoin un cadre entourant la cellule à cristaux liquides, puis positionner le premier intercalaire se présentant sous la forme d'un film en matériau polymérique, éventuellement d'autres éléments à feuilleter (tels qu'un système PDLC et un film intercalaire supplémentaire), et en dernier le premier substrat verrier, de sorte à constituer un empilement ; procéder à l'opération de feuilletage de l'empilement pour constituer un ensemble feuilleté ; l'opération est bien connue en soi, avec de préférence la mise en place de l'ensemble de l'empilement dans un sac à vide (au lieu de mettre en œuvre une opération de calendrage de l'empilement pour chasser l'air) et passage en autoclave ; retirer la surface de support (le contre-verre) de l'ensemble feuilleté qui est composé du premier substrat verrier, du premier intercalaire, de la cellule à cristaux liquides et éventuellement du cadre ; agencer l'OCA liquide entre le deuxième substrat verrier et l'ensemble feuilleté du côté de la cellule à cristaux liquides ; faire réticuler l'OCA liquide pour obtenir le vitrage feuilleté.

[057] Par conséquent, le procédé ne met en œuvre l'opération de feuilletage que sur une seule face de la cellule, minimisant le risque de variation de son épaisseur. Une fois le contre- verre retiré, la cellule à cristaux liquides relaxe et les éventuelles taches de transmission lumineuse inhomogène disparaissent. En outre, le dépôt sur l'autre face de la cellule d'un matériau liquide évitera une déformation en épaisseur du côté de cette face et conférera une planéité de surface à l'interface entre cette autre face de la cellule et le deuxième substrat verrier. Le vitrage feuilleté (au sens d'un empilement de matériau) présentera des risques moindres d'inhomogénéité de transmission lumineuse.

[058] Le cadre en matériau polymérique peut être rapporté autour de la cellule à cristaux liquides une fois celle-ci déposée sur le premier intercalaire. En variante, le cadre peut déjà être solidaire du contour de la cellule à cristaux liquides, la cellule et le cadre formant un ensemble monobloc qui est déposé sur le premier intercalaire.

[059] 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 :

[060] [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.

[061] [Fig.2] ou figure 2 représente une vue schématique de dessus du vitrage feuilleté de la figure 1.

[062] [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.

[063] [Fig. 4] ou figure 4 est une vue schématique de détail de la cellule guest-host des exemples de réalisation des figures 1 et 3.

[064] [Fig. 5] ou figure 5 est une vue schématique des étapes du procédé de fabrication selon l'invention pour l'obtention du vitrage feuilleté de la figure 1. [065] Par souci de clarté, les différents éléments représentés sur les figures ne sont pas nécessairement reproduits à l'échelle.

[066] 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.

[067] 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, comme de l'ordre de 70%) en l'absence de tension, et il devient sombre (de transmission lumineuse faible, comme de l'ordre de 25%), 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 teintés).

[068] 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 intercalaire 30 de feuilletage entre le premier substrat 10 et l'une des faces principales 20 de la cellule 2 ; un deuxième intercalaire 40 qui permet de rendre solidaire le deuxième substrat 11 et de la face principale opposée 21 de la cellule 2, par un autre procédé que le procédé de feuilletage.

[069] La cellule à cristaux liquides 2 est entourée d'un cadre 5. Le cadre 5 est par exemple en PVB ou en résine époxy. Comme visible sur la figure 2, lorsque la cellule à cristaux liquides 2 ne s'étend pas sur toute la surface du vitrage, 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. [070] Selon les utilisations faites du vitrage feuilleté 1 décrit ci-après en regard des figures ou dans des variantes envisagées non illustrées, le vitrage feuilleté sera employé de manière monobloc tel quel, ou sera combiné à un ou d'autres substrats verriers en feuilleté avec le premier substrat, ou à un ou d'autres substrats verriers espacés du premier substrat et/ou du deuxième substrat.

[071] Dans le second exemple de réalisation illustré sur la figure 3, le vitrage feuilleté 1 comporte entre la cellule à cristaux liquides 2 et le premier substrat verrier 10, un autre système à cristaux liquides 6, tel qu'un PDLC, feuilleté entre le premier intercalaire 30 et un intercalaire supplémentaire 31, ce dernier étant feuilleté avec le premier substrat 10. Sur la face opposée 21 de la cellule à cristaux liquides 2, comme pour la figure 1, le deuxième intercalaire 40 permet de rendre solidaire le deuxième substrat verrier 11 de ladite face opposée 21 de la cellule 2, sans procédé de feuilletage.

[072] 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.

[073] Les intercalaires de feuilletage 30 et 31 sont des films en matière polymérique telle qu'en PVB. Ils présentent notamment une épaisseur comprise entre 0,07 mm et 2 mm, en particulier est de 0,38 mm ou 0,76 mm.

[074] Les intercalaires de feuilletage 30 et 31 et/ou les substrats verriers 10 et 11 peuvent présenter des fonctionnalités techniques telles que de coupure aux ultraviolets, de protection infrarouge, des propriétés acoustiques, antireflets, antiadhésifs, anti-rayures, photocatalytiques, anti-traces de doigts, antibuée, de coloration.

[075] La cellule à cristaux liquides 2 est de préférence une cellule à cristaux liquides comprenant un volume liquide de cristaux liquides. Dans le présent exemple, la cellule à cristaux liquides 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 à cristaux liquides 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, et un joint de scellement 29. Les deux substrats d'encapsulation en verre Tl et 28 sont maintenus espacés par des espaceurs en verre non illustrés, et ménagent avec le joint de scellement 29 une cavité accueillant le volume liquide 22 à cristaux liquides. L'étanchéité de la tranche de la cellule est réalisée par le joint périphérique de scellement 29, par exemple en résine époxy ou en silicone. Les espaceurs sont agencés dans l'ensemble de la cavité et préférentiellement également le joint de scellement. 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.

[076] Les deux substrats d'encapsulation Tl et 28 de la cellule à cristaux liquides 2 sont en verre mince. De préférence, ils sont 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.

[077] Les inventeurs ont mis en évidence que lorsque le procédé de feuilletage de la cellule 2, et du premier substrat verrier 10 par le film intercalaire en matière polymérique 30 ou 31, est mis en œuvre en utilisant une cellule à cristaux liquides 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.

[078] Si le premier intercalaire 30 est un film polymérique permettant de rendre la cellule à cristaux liquides 2 solidaire du premier substrat par feuilletage, le deuxième intercalaire 40 est fait d'une matière transparente adhésive pour éviter de faire subir les étapes du procédé de feuilletage à l'autre face 21 de la cellule à cristaux liquides devant être rendue solidaire du deuxième substrat verrier 11. Le deuxième intercalaire est un OCA liquide qui est apte à être réticulé une fois déposé par voie liquide et recouvert du deuxième substrat. L'OCA devient dur par des moyens de polymérisation tels qu'un rayonnement ultraviolet. L'OCA est par exemple une résine acrylique.

[079] Par ailleurs, le vitrage feuilleté 1 à cristaux liquides de l'invention est de préférence conçu pour protéger la cellule à cristaux liquides 2 des rayonnements ultraviolets, grâce à un ou des filtres ultraviolets. La protection sera au moins assurée sur l'une des faces principales 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 de la cellule 2 et/ou au niveau de la tranche de la cellule 2.

[080] Dans les exemples des figures 1 et 2, au moins les intercalaires de feuilletage 30 et 31 sont des films en matière polymérique filtrant les ultraviolets, et cela 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 particules noyées dans le film, qui sont aptes à bloquer les ultraviolets et qui ne diffusent pas dans le rayonnement visible. Avantageusement, un film ultraviolets 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%.

[081] De plus, pour assurer une protection de la cellule à cristaux liquides 2 contre les ultraviolets au niveau de sa tranche, le cadre 5 constitue également un filtre ultraviolet. Le cadre 5 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%.

[082] Le procédé de fabrication du vitrage feuilleté 1 de la figure 1 est à présent décrit en regard de la figure 5 :

La première étape (Etape 1) consiste à positionner sur une surface de support 7, telle qu'un contre-verre, qui est recouverte d'un revêtement antiadhésif 70 comme par exemple en PTFE, la cellule à cristaux liquides 2 et éventuellement agencer le cadre 5 autour de la cellule à cristaux liquides, puis le premier intercalaire 30 en matériau polymère tel qu'un film PVB, éventuellement d'autres éléments à feuilleter (tels que le système PDLC 6 et le film intercalaire supplémentaire 31 de l'exemple de la figure 3), et en dernier le premier substrat verrier 10 de sorte à constituer un empilement. L'empilement ayant été mis dans un sac à vide, il subit alors l'opération de feuilletage pour constituer un ensemble feuilleté l'.

La deuxième étape (Etape 2) consiste à retirer le contre-verre 7 de l'ensemble feuilleté qui est composé du premier substrat verrier 10, du premier intercalaire 30, de la cellule à cristaux liquides 2 et éventuellement du cadre 5.

La troisième étape (Etape 3) consiste à agencer l'OCA liquide entre le deuxième substrat verrier 11 et l'ensemble feuilleté l' du côté de la cellule à cristaux liquides 2, puis à faire réticuler l'OCA liquide pour obtenir le deuxième intercalaire 40 et le vitrage feuilleté 1.

[083] La manière dont l'OCA liquide durcit dépend de sa nature, certains OCA réticulant notamment par des moyens de polymérisation tels que 'un rayonnement ultraviolet ou un autre apport d'énergie, par exemple par chauffage, et d'autres réticulant à température ambiante avec l'ajout d'un durcisseur.

[084] La surface de support 7 pourrait être une membrane gonflable.

[085] Lorsqu'un cadre 5 est nécessaire, le cadre 5 est par exemple en PVB et agencé tout autour de la cellule à cristaux liquides 2. En variante le cadre 5 peut être obtenu en déposant une barrière d'étanchéité tel qu'un adhésif sur et en bordure du contre-verre, et en déposant un OCA liquide entre la cellule et la barrière, puis en faisant durcir l'OCA. Encore en variante, le cadre 5 peut déjà être solidaire de la cellule à cristaux liquides 2 lorsqu'elle est fournie.

[086] Dans un premier exemple nullement limitatif de l'étape 3, cette étape consiste à déposer sur le deuxième substrat verrier 11, de l'OCA liquide, puis à déposer dessus l'ensemble feuilleté l' du côté de la cellule à cristaux liquides 2, et enfin faire réticuler l'OCA pour former ainsi le deuxième intercalaire 40, et obtenir le vitrage feuilleté 1 de l'invention.

[087] Dans un second exemple nullement limitatif de l'étape 3, le deuxième substrat verrier 11 est maintenu espacé par rapport à l'ensemble feuilleté l' pour ménager une cavité destinée à être remplie par l'OCA liquide, la cellule à cristaux liquides 2 étant en regard dudit deuxième substrat verrier 11. L'écartement et l'étanchéité sont obtenus par un joint de scellement périphérique comprenant des espaceurs dont la hauteur correspond à la hauteur d'OCA liquide à injecter. On aménage une ou plusieurs ouvertures dans le joint de scellement afin d'introduire par injection à travers celles-ci l'OCA liquide jusqu'à ce qu'il occupe toute la cavité entre le deuxième substrat verrier 11 et la cellule à cristaux liquides 2. Pour accélérer le processus de remplissage, on peut prévoir un tirage au vide par une ouverture opposée à celle(s) d'injection. Puis, l'OCA est durci pour obtenir le vitrage feuilleté 1 de l'invention.