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Title:
TRANSPARENT ELEMENT WITH DIFFUSE REFLECTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/221696
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method for producing a transparent layered element having a diffuse reflection property, to said layered element as such, and to the use thereof in a plurality of industrial applications. The invention also relates to a projection or rear projection method using such a layered element.

Inventors:
GAYOUT PATRICK (FR)
OZANAM CÉCILE (FR)
HIVET ROMAIN (FR)
RUFINO BENOÎT (FR)
Application Number:
PCT/EP2020/061629
Publication Date:
November 05, 2020
Filing Date:
April 27, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SAINT GOBAIN (FR)
International Classes:
B32B5/14; B32B17/10
Domestic Patent References:
WO2012104547A12012-08-09
WO2012104547A12012-08-09
WO2005063645A12005-07-14
Foreign References:
US20060228529A12006-10-12
DE102010043491A12012-05-10
FR1854691A2018-05-31
Attorney, Agent or Firm:
SAINT-GOBAIN RECHERCHE (FR)
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Claims:
Revendications

[Revendication 1 ] [1. Elément en couches (1 ) transparent comprenant au moins une couche externe inférieure (2) et une couche externe supérieure (4) qui forment chacune une surface principale externe (2A, 4A) lisse de l’élément en couches (1 ), et qui sont constituées en des matériaux

diélectriques ayant sensiblement le même indice de réfraction (n2, n4), ledit élément en couches (1 ) étant caractérisé en ce que :

- ledit élément en couches (1 ) comprend un ensemble laminaire (3) intercalé entre les couches externes (2, 4) et formé d’une pluralité de couches intermédiaires (31, 32, ... , 3K), chaque couche intermédiaire (3K) étant soit une couche unique qui est une couche diélectrique d’indice de réfraction (n3) différent de celui des couches externes ou une couche métallique, soit un empilement de couches (31, 32, ... , 3K) qui comprend au moins une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique,

- chaque surface de contact (So, Si , ... , Sk) entre deux couches adjacentes de l’élément en couches qui sont l’une diélectrique et l’autre métallique, ou qui sont deux couches diélectriques d’indices de réfraction différents, est texturée et parallèle aux autres surfaces de contact (So, Si , ... , Sk), et

- ledit ensemble laminaire (3) présente en réflexion au moins deux zones adjacentes (A, B, C, D) dont les couleurs sont distinctes l’une de l’autre.

[Revendication 2] 2. Elément en couches (1 ) transparent selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu’au moins une couche intermédiaire (32), dite « couche motif », recouvre partiellement une autre couche intermédiaire (31), dite « couche de fond », la portion de recouvrement correspondante formant en réflexion une zone (C) de couleur distincte d’au moins une zone adjacente (B, D).

[Revendication 3] 3. Elément en couches (1 ) transparent selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu’au moins une première couche intermédiaire (32) forme une inclusion traversante au sein d’une deuxième couche intermédiaire (31), et en ce que lesdites première et deuxième couches intermédiaires (31, 32) présentent en réflexion des couleurs distinctes l’une de l’autre.

[Revendication 4] 4. Elément en couches (1 ) transparent selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’au moins une couche intermédiaire (3K), préférentiellement ladite couche de fond, est obtenue par pulvérisation cathodique assistée par champ magnétique (pulvérisation dite "cathodique magnétron") et/ou en ce qu’au moins une couche intermédiaire (3K), préférentiellement ladite couche motif, est obtenue par sérigraphie.

[Revendication 5] 5. Elément en couches (1 ) transparent selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’au moins une couche externe (2, 4) est absorbante dans le domaine du visible.

[Revendication 6] 6. Elément en couches (1 ) transparent selon la

revendication 1 , caractérisé en ce que les couches intermédiaires (3K) sont toutes conductrices.

[Revendication 7] 7. Procédé de fabrication d’un élément en couches

comprenant les étapes suivantes :

a) on fournit une couche externe inférieure (2) dont l’une des surfaces principales (2B) est texturée et l’autre surface principale (2A) est lisse ;

b) on dépose successivement et de manière conforme une pluralité de couches intermédiaires (31, 32, ... , 3K) sur ladite surface principale texturée (2B), chaque couche intermédiaire (31, 32, ... , 3K) étant soit une couche unique qui est une couche diélectrique d’indice de réfraction (n3) différent de celui des couches externes ou une couche métallique, soit un empilement de couches (31, 32, ... , 3K) qui comprend au moins une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique, lesdites couches intermédiaires (31, 32, ... , 3K) formant après dépôt un ensemble laminaire (3) qui présente en réflexion au moins deux zones adjacentes (A, B... ) dont les couleurs sont distinctes ;

c) on forme une couche externe supérieure (4) sur la surface principale texturée (3B) de l’ensemble laminaire (3) opposée à la couche externe inférieure (2), où les couches externes inférieure (2) et supérieure (4) sont constituées en des matériaux diélectriques ayant sensiblement le même indice de réfraction.

[Revendication 8] 8. Procédé de fabrication d’un élément en couches selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire (3) comprend au moins :

- le dépôt d’une première couche intermédiaire (31) dite « couche de fond », puis

- le dépôt d’une deuxième couche intermédiaire (32) dite « couche motif », de sorte que cette couche motif recouvre partiellement ladite couche de fond, et que la portion de recouvrement correspondante forme en réflexion une zone (C) de couleur distincte d’au moins une zone adjacente (B, D).

[Revendication 9] 9. Procédé de fabrication d’un élément en couches selon l’une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire (3) comprend au moins :

- le dépôt d’une première couche intermédiaire (31) dite « couche de fond », de sorte qu’elle comprend une lumière traversante (B), puis

- le dépôt d’une deuxième couche intermédiaire (32) dite « couche motif », dont au moins une portion est déposée dans ladite lumière traversante (B) de la couche de fond, de sorte que cette couche motif forme une inclusion traversante au sein de ladite couche de fond (31),

lesdites première et deuxième couches intermédiaires (31, 32) présentant en réflexion des couleurs distinctes l’une de l’autre.

[Revendication 10] 10. Procédé de fabrication d’un élément en couches selon l’une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu’au cours de l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire (3), au moins une couche intermédiaire (3K), préférentiellement une couche de fond, est déposée par pulvérisation cathodique à magnétron.

[Revendication 11 ] 11. Procédé de fabrication d’un élément en couches selon l’une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu’au cours de l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire (3), au moins une couche intermédiaire (3K), préférentiellement une couche de fond, est déposée par sérigraphie et comprend :

b1 ) Le positionnement d’un écran de sérigraphie en regard de la surface principale texturée (2B) de la couche externe inférieure (2), et/ou d’une autre couche intermédiaire (3K) de l’ensemble laminaire (3),

b2) Le dépôt sur l’écran de sérigraphie et son transfert sur le substrat, préférentiellement à l’aide d’une racle, d’une couche diélectrique d’indice de réfraction (¾) différent de celui des couches externes ou d’une couche métallique.

[Revendication 12] 12. Procédé de fabrication d’un élément en couches selon l’une des revendications 7 à 11 , caractérisé en ce qu’on forme l’ensemble laminaire (3) en déposant, sur la surface principale texturée (2B) de la couche externe inférieure (2B), une couche d’un matériau

photoréticulable et/ou photopolymérisable

[Revendication 13] 13. Procédé selon l’une quelconque des

revendications 7 à 12, caractérisé en ce qu’on forme la couche externe supérieure (4) en déposant, sur la surface principale texturée (3B) de l’ensemble laminaire (3) opposée à la couche externe inférieure (2) :

- soit une couche (4) d’un matériau photoréticulable et/ou photopolymérisable qui a sensiblement le même indice de réfraction que la couche externe inférieure (2),

- soit une couche à base de matériau polymère, adaptée pour être conformée contre la surface principale texturée (3B) de l’ensemble laminaire (3) par compression/chauffage.

[Revendication 14] 14. Vitrage pour véhicule, pour bâtiment, pour mobilier urbain, pour ameublement intérieur, pour écran d'affichage, et/ou pour système Head Up Display, ledit vitrage comprenant un élément en couches (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, ladite couche

intermédiaire de motif étant adaptée pour révéler un motif donné en réflexion et/ou transmission. [Revendication 15] 15. Procédé de projection ou de rétroprojection selon lequel on dispose d’un vitrage (5) selon la revendication 14, utilisé comme écran de projection ou de rétroprojection et d’un projecteur, ledit procédé consistant à projeter grâce au projecteur des images visibles par des spectateurs sur l’un des côtés dudit vitrage (5).

Description:
Description

Titre de l'invention : [ELEMENT TRANSPARENT A

REFLEXION DIFFUSE

[0001 ] [La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un élément en couches transparent à propriété de réflexion diffuse, cet élément en couches en tant que tel, ainsi que son utilisation dans une pluralité d’applications

industrielles. L’invention concerne également un procédé de projection ou de rétroprojection mettant en oeuvre un tel élément en couches.

[0002] L’élément en couches peut être rigide ou flexible. Il peut s’agir en particulier d’un vitrage, constitué par exemple à base de verre ou de matériau polymère. Il peut s’agir également d’un film flexible à base de matériau polymère, notamment apte à être rapporté sur une surface afin de lui conférer des propriétés de réflexion diffuse tout en préservant ses propriétés de transmission.

[0003] Les vitrages connus comprennent les vitrages transparents standards, qui donnent lieu à une transmission et une réflexion spéculaires d’un rayonnement incident sur le vitrage, et les vitrages translucides, qui donnent lieu à une transmission et une réflexion diffuses d’un rayonnement incident sur le vitrage.

[0004] De manière usuelle, la réflexion par un vitrage est dite diffuse lorsqu’un

rayonnement incident sur le vitrage avec un angle d’incidence donné est réfléchi par le vitrage dans une pluralité de directions. La réflexion par un vitrage est dite spéculaire lorsqu’un rayonnement incident sur le vitrage avec un angle

d’incidence donné est réfléchi par le vitrage avec un angle de réflexion égal à l’angle d’incidence. De manière analogue, la transmission à travers un vitrage est dite spéculaire lorsqu’un rayonnement incident sur le vitrage avec un angle d’incidence donné est transmis par le vitrage avec un angle de transmission égal à l’angle d’incidence.

[0005] Un inconvénient des vitrages transparents standards est qu’ils renvoient des reflets nets, à la manière de miroirs, ce qui n’est pas souhaitable dans certaines applications. Ainsi, lorsqu’un vitrage est utilisé pour une fenêtre de bâtiment ou un écran d'affichage, il est préférable de limiter la présence de reflets, qui réduisent la visibilité à travers le vitrage. Des reflets nets sur un vitrage peuvent également générer des risques d’éblouissement, avec des conséquences en termes de sécurité, par exemple lorsque des phares de véhicules se reflètent sur des façades vitrées de bâtiments. Ce problème se pose tout particulièrement pour les façades vitrées d'aéroports. Il est en effet essentiel de limiter au maximum le risque d’éblouissement des pilotes à l'approche des terminaux.

[0006] Par ailleurs, les vitrages translucides, s’ils ont l’avantage de ne pas générer de reflets nets, ne permettent toutefois pas d’avoir une vision claire à travers le vitrage.

[0007] Afin de remédier à ces inconvénients, il est connu de l’état de la technique, dont le document WO2012104547A1 , de mettre en oeuvre un élément en couches transparent à réflexion diffuse qui comprend deux surfaces principales externes lisses, ainsi que :

- deux couches externes, une couche externe inférieure et une couche externe supérieure, qui forment chacune une des deux surfaces principales externes de l’élément en couches et qui sont constituées en des matériaux diélectriques ayant sensiblement le même indice de réfraction, et

- un ensemble laminaire intercalée entre les couches externes, cette couche centrale étant formée soit par une couche unique qui est une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique, soit par un empilement de couches qui comprend au moins une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique,

où chaque surface de contact entre deux couches adjacentes de l’élément en couches qui sont l’une diélectrique et l’autre métallique, ou qui sont deux couches diélectriques d’indices de réfraction différents, est texturée et parallèle aux autres surfaces de contact texturées entre deux couches adjacentes qui sont l’une diélectrique l’autre métallique ou qui sont deux couches diélectriques d’indices de réfraction différents.

[0008] Le substrat transparent peut être constitué, notamment, en polymère

transparent, verre transparent, céramique transparente. Lorsque le substrat transparent est constitué en polymère, il peut être rigide ou flexible. Sous forme de film flexible, un tel substrat transparent est avantageusement muni, sur l’une de ses surfaces principales externes, d’une couche d’adhésif recouverte d’une bande de protection destinée à être retirée pour le collage du film. L’élément en couches sous forme de film flexible est alors apte à être rapporté par collage sur une surface existante, par exemple une surface d’un vitrage, afin de conférer à cette surface des propriétés de réflexion diffuse, tout en maintenant des propriétés de transmission spéculaire.

[0009] Chaque couche externe de l’élément en couches peut être formée par un empilement de couches, pour autant que les différentes couches constitutives de la couche externe soient constituées en des matériaux diélectriques ayant tous sensiblement le même indice de réfraction.

[0010] Au sens de l’invention, on entend par matériau ou couche diélectrique, un matériau ou une couche de conductivité électrique faible, inférieure à 100 S/m.

[0011 ] Le terme « indice » fait référence à l'indice optique de réfraction, mesuré à la longueur d'onde de 550 nm.

[0012] Au sens de l’invention, deux matériaux diélectriques ont sensiblement le

même indice de réfraction, ou ont leurs indices de réfraction sensiblement égaux, lorsque la valeur absolue de la différence entre leurs indices de réfraction à 550 nm est inférieure ou égale à 0,15. De préférence, la valeur absolue de la différence d’indice de réfraction à 550 nm entre les matériaux constitutifs des deux couches externes de l’élément en couches est inférieure à 0,05, encore de préférence inférieure à 0,015.

[0013] Par opposition, deux couches diélectriques ont des indices de réfraction

différents lorsque la valeur absolue de la différence entre leurs indices de réfraction à 550 nm est strictement supérieure à 0,15.

[0014] Dans l’ensemble de la description et en ce qui concerne la composition de l’ensemble laminaire, on distingue les couches métalliques, d’une part, pour lesquelles la valeur de l’indice de réfraction est indifférente, et les couches diélectriques, d’autre part, pour lesquelles la différence d’indice de réfraction par rapport à celui des couches externes est à considérer.

[0015] Au sens de l’invention, la surface de contact entre deux couches adjacentes est l’interface entre les deux couches adjacentes. [0016] Dans le cadre de l’invention, on utilise les définitions suivantes :

- Un élément transparent est un élément à travers lequel il y a une transmission spéculaire de rayonnement au moins dans les domaines de longueurs d’onde utiles pour l’application visée de l’élément. A titre d’exemple, lorsque l’élément est utilisé en tant que vitrage de bâtiment ou de véhicule, il est transparent au moins dans le domaine de longueurs d’onde du visible.

- Une surface lisse est une surface pour laquelle les irrégularités de surface sont de dimensions inférieures à la longueur d’onde du rayonnement incident sur la surface, de sorte que le rayonnement n’est pas dévié par ces irrégularités de surface. Le rayonnement incident est alors transmis et réfléchi de manière spéculaire par la surface.

- Une surface texturée est une surface pour laquelle les irrégularités de surface varient à une échelle plus grande que la longueur d’onde du rayonnement incident sur la surface. Le rayonnement incident est alors transmis et réfléchi de manière diffuse par la surface.

[0017] Le parallélisme des surfaces de contact texturées implique que la ou chaque couche constitutive de l’ensemble laminaire qui est diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes, ou qui est métallique, présente une épaisseur uniforme perpendiculairement aux surfaces de contact de l’ensemble laminaire avec les couches externes. Cette uniformité de l’épaisseur peut être globale sur toute l’étendue de la texture, ou locale sur des tronçons de la texture. En particulier, lorsque la texture présente des variations de pente, l’épaisseur entre deux surfaces de contact texturées consécutives peut changer, par tronçon, en fonction de la pente de la texture, les surfaces de contact texturées restant toutefois toujours parallèles entre elles. Ce cas se présente notamment pour une couche déposée par pulvérisation cathodique, où l’épaisseur de la couche est d’autant plus faible que la pente de la texture augmente. Ainsi, localement, sur chaque tronçon de texture ayant une pente donnée, l’épaisseur de la couche reste constante, mais l’épaisseur de la couche est différente entre un premier tronçon de texture ayant une première pente et un deuxième tronçon de texture ayant une deuxième pente différente de la première pente. [0018] Les Figures 1 à 3 représentent un tel élément en couches transparent connu de l’état de la technique. Pour la clarté du dessin, les épaisseurs relatives des différentes couches n’ont pas été rigoureusement respectées. De plus, la possible variation d’épaisseur de chaque couche constitutive de l’ensemble laminaire en fonction de la pente de la texture n’a pas été représentée sur les figures, étant entendu que cette possible variation d’épaisseur n’impacte pas le parallélisme des surfaces de contact texturées. En effet, pour chaque pente donnée de la texture, les surfaces de contact texturées sont parallèles entre elles.

[0019] Dans toute la description l’élément en couches transparent est considéré posé horizontalement, avec sa première face orientée vers le bas définissant une surface principale externe inférieure et sa seconde face, opposée à la première face, orientée vers le haut définissant une surface principale externe supérieure ; les sens des expressions " au-dessus " et " en-dessous " sont ainsi à considérer par rapport à cette orientation. A défaut de stipulation spécifique, les expressions " au-dessus " et " en-dessous " ne signifient pas nécessairement que les deux couches sont disposées au contact l'un de l'autre. Les termes " inférieur " et " supérieur " sont utilisés ici en référence à ce positionnement.

[0020] Notons que l’expression « compris(e) entre ... et ... » inclut les bornes dans l’intervalle.

[0021 ] L’élément en couches 1 représenté sur la Figure 1 comprend deux couches externes 2 et 4, qui sont constituées en des matériaux diélectriques transparents ayant sensiblement le même indice de réfraction n2, n4. Chaque couche externe 2 ou 4 présente une surface principale lisse, respectivement 2A ou 4A, dirigée vers l'extérieur de l’élément en couches, et une surface principale texturée, respectivement 2B ou 4B, dirigée vers l'intérieur de l’élément en couches.

[0022] Les surfaces externes lisses 2A et 4A de l’élément en couches 1 permettent une transmission spéculaire de rayonnement à chaque surface 2A et 4A, c’est-à- dire l’entrée d’un rayonnement dans une couche externe ou la sortie d’un rayonnement depuis une couche externe sans modification de la direction du rayonnement. [0023] Les textures des surfaces internes 2B et 4B sont complémentaires l'une de l'autre. Comme bien visible sur la Figure 1 , les surfaces texturées 2B et 4B sont positionnées en regard l'une de l'autre, dans une configuration où leurs textures sont strictement parallèles entre elles. L’élément en couches 1 comprend également un ensemble laminaire 3, intercalée en contact entre les surfaces texturées 2 B et 4B.

[0024] Dans la variante montrée sur la Figure 2, l’ensemble laminaire 3 est

monocouche et constituée en un matériau transparent qui est soit métallique, soit diélectrique d'indice de réfraction n3 différent de celui des couches externes 2 et 4. Dans la variante montrée sur la figure 3, l’ensemble laminaire 3 est formée par un empilement transparent de plusieurs couches 3 1 , 3 2 , ... , 3 k , où au moins l’une des couches 3 1 à 3k est soit une couche métallique, soit une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes 2 et 4. De

préférence, au moins chacune des deux couches 3 1 et 3k situées aux extrémités de l’empilement est une couche métallique ou une couche diélectrique d’indice de réfraction n3i ou n3 k différents de celui des couches externes 2 et 4.

[0025] Sur les Figures 1 à 3, on note So la surface de contact entre la couche

externe 2 et l’ensemble laminaire 3, et Si la surface de contact entre l’ensemble laminaire 3 et la couche externe 4. De plus, sur la figure 3, on note

successivement S 2 à S k les surfaces de contact internes de l’ensemble laminaire 3, en partant de la surface de contact la plus proche de la surface So.

[0026] Dans la variante de la Figure 2, du fait de l’agencement de l’ensemble

laminaire 3 en contact entre les surfaces texturées 2B et 4B qui sont parallèles entre elles, la surface de contact So entre la couche externe 2 et l’ensemble laminaire 3 est texturée et parallèle à la surface de contact Si entre l’ensemble laminaire 3 et la couche externe 4. En d’autres termes, l’ensemble laminaire 3 est une couche texturée présentant, au moins localement, une épaisseur e3 uniforme, prise perpendiculairement aux surfaces de contact So et Si .

[0027] Dans la variante de la Figure 3, chaque surface de contact S 2 , ... , S k entre deux couches adjacentes de l’empilement constitutif de l’ensemble laminaire 3 est texturée et strictement parallèle aux surfaces de contact So et Si entre les couches externes 2, 4 et l’ensemble laminaire 3. Ainsi, toutes les surfaces de contact So, Si, , S k entre des couches adjacentes de l’élément 1 qui sont soit de natures différentes, diélectrique ou métallique, soit diélectriques d’indices de réfraction différents, sont texturées et parallèles entre elles. En particulier, chaque couche 3 1 , 3 2 , ... , 3 k de l’empilement constitutif de l’ensemble laminaire 3 présente, au moins localement, une épaisseur b3ΐ, b32, ... , e3 k uniforme, prise perpendiculairement aux surfaces de contact So, Si, ..., S k.

[0028] Comme montré sur la Figure 1 , la texture de chaque surface de contact So, Si ou So, Si, ..., S k de l’élément en couches 1 est formée par une pluralité de motifs en creux ou en saillie par rapport à un plan général p de la surface de contact.

[0029] La Figure 1 illustre le parcours d'un rayonnement, qui est incident sur

l’élément en couches 1 du côté de la couche externe 2. Les rayons incidents Ri arrivent perpendiculairement à la couche externe 2. Comme montré sur la figure 1 , les rayons incidents Ri, lorsqu'ils atteignent la surface de contact So entre la couche externe 2 et l’ensemble laminaire 3, avec un angle d'incidence Q donné, sont réfléchis soit par la surface métallique, soit du fait de la différence d'indice de réfraction à cette surface de contact respectivement entre la couche externe 2 et l’ensemble laminaire 3 dans la variante de la figure 2 et entre la couche externe 2 et la couche 31 dans la variante de la figure 3. Comme la surface de contact So est texturée, la réflexion s'opère dans une pluralité de directions Rr. La réflexion du rayonnement par l’élément en couches 1 est donc diffuse.

[0030] Une partie du rayonnement incident est également réfractée dans l’ensemble laminaire 3. Dans la variante de la figure 2, les surfaces de contact So et Si sont parallèles entre elles, ce qui implique d’après la loi de Snell-Descartes que n 2. sin(0) = n 4. sin(0’), où Q est l’angle d'incidence du rayonnement sur l’ensemble laminaire 3 à partir de la couche externe 2 et Q’ est l’angle de réfraction du rayonnement dans la couche externe 4 à partir de l’ensemble laminaire 3. Dans la variante de la figure 3, comme les surfaces de contact So, Si, ... , S k sont toutes parallèles entre elles, la relation n2.sin(0) = n4.sin(0’) issue de la loi de Snell-Descartes reste vérifiée. Dès lors, dans les deux variantes, comme les indices de réfraction n2 et n4 des deux couches externes sont sensiblement égaux l’un à l’autre, les rayons Rt transmis par l’élément en couches sont transmis avec un angle de transmission Q’ égal à leur angle d'incidence Q sur l’élément en couches. La transmission du rayonnement par l’élément en couches 1 est donc spéculaire.

[0031 ] De manière analogue, dans les deux variantes, un rayonnement incident sur l’élément couches 1 du côté de la couche externe 4 est réfléchi de manière diffuse et transmis de manière spéculaire par l’élément en couches, pour les mêmes raisons que précédemment.

[0032] De manière connue, et tel que stipulé dans le document WO2012104547A1 , un élément en couche tel que décrit ci-dessus peut être obtenu via un procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes :

a) on fournit (Si), en tant que couche externe inférieure 2, un substrat transparent dont l’une des surfaces principales 2B est texturée et l’autre surface principale 2A est lisse ;

b) on dépose S2 un ensemble laminaire 3 sur la surface principale texturée 2B de la couche externe inférieure 2 soit lorsque l’ensemble laminaire 3 est formée par une couche unique, qui est une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui de la couche externe 2 ou une couche métallique, en déposant l’ensemble laminaire 3 de manière conforme sur ladite surface principale texturée 2B, soit, lorsque l’ensemble laminaire 3 est formée par un empilement de couches (3 1 , 3 2 , ... , 3 k ) comprenant au moins une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui de la première couche externe 2 ou une couche métallique, en déposant les couches (3 1 , 3 2 , ... , 3 k ) de l’ensemble laminaire 3 successivement de manière conforme sur ladite surface principale texturée 2B ; c) on forme (S3) la couche externe supérieure 4 sur la surface principale texturée 3B de l’ensemble laminaire 3 opposée à la couche externe inférieure 2, où les couches externes inférieure 2 et supérieure 4 sont constituées en des matériaux diélectriques ayant sensiblement le même indice de réfraction.

[0033] Le dépôt conforme de l’ensemble laminaire 3, qu’elle soit monocouche ou formée par un empilement de plusieurs couches, doit de préférence être réalisé sous vide, par pulvérisation cathodique assistée par champ magnétique

(pulvérisation dite "cathodique magnétron"). Cette technique permet en particulier de déposer, sur la surface texturée 2B du substrat 2, soit la couche unique de manière conforme, soit les différentes couches de l’empilement successivement de manière conforme à la texture. En d’autres termes, la mise en œuvre de cette technique garantit que les surfaces délimitant les différentes couches sont parallèles entre elles.

[0034] Un vitrage intégrant un élément en couche tel que celui décrit ci-dessus a pour particularité de présenter une apparence uniforme sur l’ensemble de sa surface transparente à réflexion diffuse. Or, certaines applications industrielles requièrent qu’un motif particulier puisse se dégager par réflexion d’une telle surface, pour des considérations techniques et/ou esthétiques.

[0035] Afin de répondre à ce besoin, l’état de la technique, et en particulier le

document WO2012104547A1 , préconise de projeter, sur cette surface à réflexion diffuse, un motif sous forme d’image.

[0036] Un tel système a cependant pour inconvénient de requérir l’utilisation d’un projecteur couplé au vitrage, ce qui de ce fait complexifie signification sa mise en œuvre.

[0037] Il existe donc un besoin de fournir un vitrage comprenant une surface

transparente à réflexion diffuse qui permette de faire ressortir en réflexion un motif distinct, de manière non complexe et autonome.

[0038] La technique proposée permet de répondre à ce besoin. Plus

particulièrement, dans au moins un mode de réalisation, l’invention se rapporte à un élément en couches transparent comprenant au moins une couche externe inférieure et une couche externe supérieure qui forment chacune une surface principale externe lisse de l’élément en couches, et qui sont constituées en des matériaux diélectriques ayant sensiblement le même indice de réfraction, ledit élément en couches étant caractérisé en ce que :

- ledit élément en couches comprend un ensemble laminaire intercalé entre les couches externes et formé d’une pluralité de couches intermédiaires, chaque couche intermédiaire étant soit une couche unique qui est une couche

diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique, soit un empilement de couches qui comprend au moins une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique,

- chaque surface de contact entre deux couches adjacentes de l’élément en couches qui sont l’une diélectrique et l’autre métallique, ou qui sont deux couches diélectriques d’indices de réfraction différents, est texturée et parallèle aux autres surfaces de contact, et

- ledit ensemble laminaire présente en réflexion au moins deux zones adjacentes dont les couleurs sont distinctes l’une de l’autre.

[0039] Dans le présent texte, un ensemble laminaire est par définition formé d’une pluralité de lames déposées successivement sur un support. La notion de couleur regroupe les trois paramètres psychosensoriels mis en jeu dans l’établissement de son apparence visuelle, qui sont la luminosité, la teinte et la saturation, ces deux derniers paramètres pouvant être regroupés dans la notion de chromaticité. En faisant varier indépendamment les uns des autres ces trois paramètres, on peut réaliser toutes les sensations colorées imaginables. Dans ce contexte, les différents systèmes de description d’une couleur, par exemple les espaces colorimétriques de type CIE 1931 ou CIELAB 76 ou les types de coordonnées choisies dans chacun d’eux, ne sont que des façons différentes de définir les trois paramètres qui décrivent cette couleur. A des fins purement descriptives et non limitatives, les couleurs sont définies dans l’ensemble de la description selon l’espace CIELAB 76 (CIE 1976) avec comme source la lumière moyenne du jour (D65), et comme observateur standard l’observateur CIE 2° tel que défini par ses composantes trichromatiques spectrales représentant la réponse chromatique d’un observateur normalisé défini par la CIE en 1931 , et en utilisant les coordonnées cartésiennes (L*, a*, b*) avec L* la clarté

psychométrique (entre 0 et 100), a* la position chromatique sur un axe vert-rouge (entre -500 et 500), et b* la position chromatique sur un axe bleu-jaune (entre - 200 et 200).

[0040] Dans le présent texte, deux couleurs sont dites distinctes lorsque le Delta E, calculé selon les espaces CIELAB 76 (CIE 1976), CIE94, CIEDE 2000 ou CMC 1 :c(1984), est compris entre 4,0 et 5,0, préférentiellement entre 2,0 et 4,0, préférentiellement entre 1 ,0 et 2,0, encore préférentiellement entre 1 ,0 et 2,0. La couleur réfléchie par une zone spécifique de l’ensemble laminaire, considéré selon une vue de face par rapport à l’une des surfaces principales externes (2A, 4A), dépend de la nature des couches intermédiaires (3 1 , 3 2 , ... , 3 K ) qui le composent, de l’épaisseur respective de ces dernières, de leur procédé de dépôt et/ou de leur ordre d’agencement. Ainsi, et tel que décrit plus en détail dans la description, si entre deux zones (A, B, C, D) de l’ensemble laminaire, au moins un de ces paramètres diffère, la probabilité est grande que ces deux zones (A, B, C, D) présenteront en réflexion des couleurs distinctes l’une de l’autre.

[0041 ] Ainsi, selon un mode de réalisation particulier non illustré, deux couches

intermédiaires (3 1 , 3 2 , ... , 3 K ) sont de même nature mais diffèrent de par leur épaisseur respective, ou leur procédé de dépôt. Du fait de ces différences, les zones couvertes respectivement par ces couches présenteront en réflexion des couleurs distinctes l’une de l’autre.

[0042] Il est aujourd’hui connu de déterminer par simulation la couleur pouvant être obtenue en réflexion en faisant varier un ou plusieurs de ces paramètres, par exemple via les logiciel de modélisation ODE (WTheiss Hardware and Software), OptiLayer (Thin Films Software) ou Essential MacLeod (Thin Film Center). Le concept nouveau et inventif de l’invention permet à un Homme du Métier, en se fondant sur ses connaissances générales en modélisation d’empilements de couches, de produire un élément en couches transparent faisant ressortir en réflexion un motif distinct, sans pour autant nécessiter la mise en oeuvre d’un système de projection annexe. Ainsi, la simple réflexion de la lumière solaire sur la surface transparente à réflexion diffuse de cet empilement de couches suffit à révéler un tel motif.

[0043] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche intermédiaire, dite « couche motif », recouvre partiellement une autre couche intermédiaire, dite « couche de fond », la portion de recouvrement correspondante formant en réflexion une zone de couleur distincte d’au moins une zone adjacente.

[0044] Dans le présent texte, la notion de « recouvrement » est considérée selon une vue de face par rapport à l’une des surfaces principales externes et n’implique donc aucun ordre d’agencement particulier, l’élément en couches pouvant être considéré depuis une de ses surfaces principales externes, aussi bien que depuis l’autre. Les variations liées à un tel recouvrement sur l’épaisseur, la nature et/ou l’agencement des couches intermédiaires formant l’ensemble laminaire justifient l’obtention dans cette zone de recouvrement d’une couleur distincte en réflexion d’au moins une zone adjacente.

[0045] Selon des modes de réalisations particuliers de l’invention, l’ensemble

laminaire peut comprendre une pluralité d’empilements successifs permettant l’obtention de différents motifs, de couleurs différentes.

[0046] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une première couche

intermédiaire forme une inclusion traversante au sein d’une deuxième couche intermédiaire, et en ce que lesdites première et deuxième couches intermédiaires présentent en réflexion des couleurs distinctes l’une de l’autre.

[0047] En d’autres termes, la portion de la première couche intermédiaire, qui forme une inclusion traversante, correspond au négatif de la deuxième couche intermédiaire.

[0048] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche intermédiaire, préférentiellement ladite couche de fond, est obtenue par pulvérisation

cathodique assistée par champ magnétique (pulvérisation dite "cathodique magnétron") et/ou en ce qu’au moins une couche intermédiaire,

préférentiellement ladite couche motif, est obtenue par sérigraphie.

[0049] Tel que stipulé dans l’état de la technique, dont le document

WO2012104547A1 , l’obtention d’un parallélisme des différentes couches entre elles est rendu complexe, voire impossible, dans le contexte d’un dépôt de l’ensemble laminaire par voie humide, par évaporation sous vide, via un procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et/ou via un procédé sol-gel. Or, le parallélisme des surfaces de contact texturées à l’intérieur de l’élément en couches est essentiel pour obtenir une transmission spéculaire à travers l’élément. Dans le contexte technique spécifique de l’invention, il existe donc dans l’état de la technique une forte incitation d’une part, à privilégier le dépôt de l’ensemble laminaire par pulvérisation cathodique magnétron et d’autre part, à exclure toute autre technique de dépôt réputée pour ne pas permettre l’obtention de couches texturées parallèles entre elles. [0050] Or, contre toute attente, il a été constaté par les inventeurs que le dépôt d’une couche intermédiaire par sérigraphie permet de conserver des propriétés optiques proches de celles des ensembles laminaires pour lesquels cette couche intermédiaire est déposée par pulvérisation magnétron, tant en réflexion qu’en transmission lumineuse. En outre, le dépôt par sérigraphie présente l’avantage d’être relativement aisé à mettre en œuvre, d’un point de vue technique, notamment en comparaison avec le dépôt par pulvérisation cathodique à magnétron.

[0051 ] Dans le contexte du dépôt d’une couche motif qui recouvre partiellement une couche de fond et/ou forme une inclusion traversante au sein de cette dernière, un tel dépôt par sérigraphie est particulièrement avantageux, en ce qu’il rend plus aisé le dépôt local de cette couche motif. A noter qu’un tel dépôt « partiel » de la couche central est très complexe à mettre en œuvre via d’autres procédés de dépôt, dont la pulvérisation cathodique magnétron. Tout au moins, un tel dépôt « partiel » de la couche centrale requiert des moyens techniques considérables, rendant ainsi l’invention plus complexe.

[0052] Plusieurs indices permettent d’identifier qu’une couche, en l’espèce une

couche intermédiaire, a été déposée par sérigraphie. En premier lieu, aucune trame n'est visible si la couche a été disposée en « aplats ». De plus, si l'on observe le bord d’une couche sérigraphiée, il est parfois possible d’y déceler de légères hachures en zigzag. Ce défaut observé est nommé dent de scie et est provoqué par l’orientation des mailles du tissu par rapport au cadre de l’écran pendant l'impression.

[0053] Selon un mode de réalisation particulier, ladite couche intermédiaire obtenue par sérigraphie est une couche dense obtenue par durcissement d’une solution sol-gel et comprenant après ledit durcissement préférentiellement des grains d’au moins un oxyde métallique, préférentiellement de l’oxyde de titane.

[0054] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche externe est absorbante dans le domaine du visible.

[0055] Une telle couche présente donc une couleur sombre, ce qui permet :

- d’accroître l’effet visuel de la réflexion du côté où le substrat est clair, depuis lequel l’observateur ne perçoit que très peu la lumière transmise et beaucoup la lumière réfléchie,

- d’atténuer les différences de couleurs en transmission du côté du substrat sombre, depuis lequel l’observateur perçoit peu la lumière réfléchie, l’essentiel étant absorbé, mais beaucoup la lumière transmise en raison de l’unique passage réalisé par la lumière transmise au travers de l’élément sombre, au lieu de deux pour la lumière réfléchie. La présence d’une couche sombre permet ainsi de lisser les différences de couleurs en transmission entre les différentes zones.

[0056] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche intermédiaire, préférentiellement ladite couche de fond, présente une valeur de saturation nulle.

[0057] Un point ayant une valeur de saturation nulle sera gris, blanc ou noir, selon la clarté. Dans le contexte d’une application dans un système optique à fonction verrière, une zone de saturation nulle en transmission ne présente aucune teinte, et a donc pour avantage de ne pas altérer la teinte des rayons lumineux transmis depuis l’extérieur.

[0058] Selon un mode de réalisation alternatif, la valeur ciblée de chromaticité a une saturation non nulle et correspond donc à une couleur particulière à obtenir en transmission et/ou en réflexion, que cela soit sur le fondement de motivations d’ordre technique et/ou esthétique.

[0059] Selon un mode de réalisation particulier, les couches intermédiaires sont toutes conductrices.

[0060] Une fonctionnalité ou en d’autres termes, un usage supplémentaire, peut alors être ajoutée. La fonction principale visée ici étant la fonction « contrôle solaire », c’est-à-dire présentant une transmission énergétique faible. La fonction contrôle solaire est obtenue traditionnellement avec au moins une couche conductrice (Argent, ITO, TiN, ... ), et présente alors une forte réflexion dans l’infrarouge (800-2500 nm) tout en préservant la transparence dans le visible. Cependant la fonction peut aussi être obtenue avec au moins une couche absorbante : soit sur tout le spectre solaire, soit uniquement dans l’infrarouge (800-2500nm). [0061 ] L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un élément en couches comprenant les étapes suivantes :

a) on fournit une couche externe inférieure dont l’une des surfaces principales est texturée et l’autre surface principale est lisse ;

b) on dépose successivement et de manière conforme une pluralité de couches intermédiaires sur ladite surface principale texturée, chaque couche intermédiaire étant soit une couche unique qui est une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique, soit un empilement de couches qui comprend au moins une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique, lesdites couches intermédiaires formant après dépôt un ensemble laminaire qui présente en réflexion au moins deux zones adjacentes dont les couleurs sont distinctes ;

c) on forme une couche externe supérieure sur la surface principale texturée de l’ensemble laminaire opposée à la couche externe inférieure, où les couches externes inférieure et supérieure sont constituées en des matériaux diélectriques ayant sensiblement le même indice de réfraction.

[0062] Dans le contexte de l’invention, le dépôt successif et conforme d’une pluralité de couches intermédiaires permet de s’assurer que chaque surface de contact entre deux couches adjacentes de l’élément en couches qui sont l’une

diélectrique et l’autre métallique, ou qui sont deux couches diélectriques d’indices de réfraction différents, est texturée et parallèle aux autres surfaces de contact.

[0063] Selon un mode de réalisation particulier, l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire comprend au moins :

- le dépôt d’une première couche intermédiaire dite « couche de fond », puis

- le dépôt d’une deuxième couche intermédiaire dite « couche motif », de sorte que cette couche motif recouvre partiellement ladite couche de fond, et que la portion de recouvrement correspondante forme en réflexion une zone de couleur distincte d’au moins une zone adjacente.

[0064] Selon un mode de réalisation particulier, l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire comprend au moins :

- le dépôt d’une première couche intermédiaire dite « couche de fond », de sorte qu’elle comprend une lumière traversante, puis

- le dépôt d’une deuxième couche intermédiaire dite « couche motif », dont au moins une portion est déposée dans ladite lumière traversante de la couche de fond, de sorte que cette couche motif forme une inclusion traversante au sein de ladite couche de fond, lesdites première et deuxième couches intermédiaires présentant en réflexion des couleurs distinctes l’une de l’autre.

[0065] Selon un mode de réalisation particulier, au cours de l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire, au moins une couche intermédiaire, préférentiellement une couche de fond, est déposée par pulvérisation cathodique à magnétron.

[0066] Selon un mode de réalisation particulier, au cours de l’étape b) de dépôt de l’ensemble laminaire, au moins une couche intermédiaire, préférentiellement une couche de fond, est déposée par sérigraphie et comprend :

b1 ) Le positionnement d’un écran de sérigraphie en regard de la surface principale texturée de la couche externe inférieure, et/ou d’une autre couche intermédiaire de l’ensemble laminaire,

b2) Le dépôt sur l’écran de sérigraphie et son transfert sur le substrat,

préférentiellement à l’aide d’une racle, d’une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou d’une couche métallique.

[0067] Selon un mode de réalisation particulier, on forme l’ensemble laminaire en déposant, sur la surface principale texturée de la couche externe inférieure, une couche qui se présente initialement dans un état visqueux adapté à des opérations de mise en forme.

[0068] La couche déposée initialement dans un état visqueux, liquide ou pâteux peut être une couche de matériau photoréticulable et/ou photopolymérisable. De préférence, ce matériau photoréticulable et/ou photopolymérisable se présente sous forme liquide à température ambiante et donne, lorsqu'il a été irradié et photoréticulé et/ou photopolymérisé, un solide transparent dépourvu de bulles ou de toute autre irrégularité. Il peut s’agir en particulier d’une résine telle que celles habituellement utilisées comme adhésifs, colles ou revêtements de surface. Ces résines sont généralement à base de monomères/ comonomères/ pré-polymères de type époxy, époxysilane, acrylate, méthacrylate, acide acrylique, acide méthacrylique. On peut citer par exemple les résines thiolène, polyuréthane, uréthane-acrylate, polyester-acrylate. Au lieu d’une résine, il peut s’agir d’un gel aqueux photoréticulable, tel qu’un gel de polyacrylamide.

[0069] Selon un mode de réalisation particulier, on forme l’ensemble laminaire en déposant, sur la surface principale texturée de la couche externe inférieure, une solution sol-gel comprenant préférentiellement un précurseur d’un oxyde de titane, préférentiellement du tétraisopropanolate de titane, puis en durcissant cette solution sol-gel.

[0070] Le procédé sol-gel consiste, dans un premier temps, à préparer une solution dite « solution sol-gel » contenant des précurseurs qui donnent lieu en présence d'eau à des réactions de polymérisation. Lorsque cette solution sol-gel est déposée sur une surface, de par la présence d’eau dans la solution sol-gel ou au contact de l'humidité ambiante, les précurseurs s'hydrolysent et se condensent pour former un réseau emprisonnant le solvant. Ces réactions de polymérisation entraînent la formation d'espèces de plus en plus condensées, qui conduisent à des particules colloïdales formant des sols puis des gels. Le séchage et la densification de ces gels, à une température de l’ordre de quelques centaines de degrés, conduit, en présence de précurseur à base de silice, à une couche sol- gel correspondant à un verre dont les caractéristiques sont semblables à celles d’un verre classique.

[0071 ] Du fait de leur viscosité, les solutions sol-gel, sous forme d’une solution

colloïdale ou d’un gel, peuvent être déposées de manière aisée sur la surface principale texturée de l’ensemble laminaire opposée à la première couche externe, en se conformant à la texture de cette surface.

[0072] Le choix spécifique d’une couche sol-gel pour former l’ensemble laminaire de l’élément en couches permet d’ajuster précisément son indice optique afin d’ajuster sa réflectivité, de rajouter une composante donnant un aspect coloré à la couche sol-gel, d’appliquer l’ensemble laminaire sur des surfaces complexes de tailles diverses et sans nécessiter d'équipement lourd, et d'obtenir des dépôts homogènes en surface, en composition et en épaisseur. [0073] En particulier, les inventeurs ont découvert de façon surprenante que l’utilisation spécifique d’une couche sol-gel particulière pour former l’ensemble laminaire de l’élément en couches permet de préparer facilement des éléments en couches transparents à réflexion diffuse d’indice optique donné, avec une précision de 0,015. La couche sol-gel de l’invention présente, en fonction des proportions des différents composés précurseurs la constituant, un indice de réfraction ajustable. Il est donc possible d’ajuster avec précision l’indice de réfraction de façon à ajuster sa réflectivité.

[0074] La formulation flexible en terme d’indice de la couche sol-gel de l’invention permet d’obtenir des éléments en couches transparents présentant une qualité constante en terme de performance optique, peu importe la provenance du substrat ou la nature du substrat. De plus, il est également possible d’utiliser comme couche externe inférieure des substrats en plastique ayant un indice significativement plus élevé.

[0075] Pour ajuster avec précision l’indice de réfraction de la couche sol-gel, on modifie les proportions d’oxydes métalliques provenant de la matrice ou dispersées sous forme de particules. En règle générale, les oxydes métalliques ont un indice de réfraction plus élevé que celui de la silice. En augmentant les proportions d’oxyde métallique, on augmente l’indice de réfraction de la couche sol-gel.

[0076] Il est donc possible de déterminer théoriquement l’indice de réfraction d’une couche sol-gel en fonction des composés principaux la constituant et ainsi de déterminer théoriquement la formulation d’une solution sol-gel qui permettra d’obtenir après durcissement à une couche sol-gel présentant l’indice de réfraction requis.

[0077] Selon un mode de réalisation particulier, la température de séchage de la solution sol-gel, est comprise entre 0 et 200°C, de préférence entre 100°C et 150°C, de préférence entre 110°C et 130°C.

[0078] Selon un mode de réalisation particulier, l’ensemble laminaire est déposée à l’aide d’un écran de sérigraphie équipé d’un tamis dont le nombre de fils par cm est compris entre 50 et 150, préférentiellement entre 75 et 125, préférentiellement entre 85 et 115, préférentiellement entre 90 et 110, préférentiellement entre 95 et 105, préférentiellement entre 99 et 101 , et dont le diamètre de fil en micromètres est compris entre 24 et 72, préférentiellement entre 36 et 60, préférentiellement entre 42 et 54, préférentiellement entre 45 et 51 , préférentiellement entre 47 et 49.

[0079] De manière connue, le nombre de fils et leur diamètre permettent de définir la taille de maille du tamis. Cette taille de maille a une influence directe sur l’épaisseur du motif imprimé par sérigraphie ainsi que sur le niveau de résolution du design.

[0080] L’utilisation d’un tamis présentant la sélection de nombre de fils et de

diamètre de fil spécifiée ci-dessus permet de déposer un ensemble laminaire dont l’épaisseur permet à l’ensemble laminaire une fois durcie, et plus

généralement à l’élément en couche, de satisfaire l’ensemble des critères techniques cités dans la présente description.

[0081 ] Selon un mode de réalisation particulier, l’ensemble laminaire telle que

déposée présente une épaisseur supérieure à la valeur pic à vallée de la surface principale texturée de la couche externe inférieure.

[0082] Dans l’ensemble de la description, l’épaisseur définie entre le creux le plus bas et la saillie ou crête la plus haute correspond à la valeur appelée pic à vallée (« Pic to valley »). Selon l’invention, l’épaisseur de l’ensemble laminaire telle que déposée est définie à partir du creux le plus bas de la surface principale texturée de la couche externe inférieure.

[0083] Le dépôt d’un ensemble laminaire dont l’épaisseur est supérieure à cette valeur pic à vallée permet de s’assurer que la totalité de la portion de surface texturée de la couche externe inférieure à recouvrir est effectivement enduite. Après durcissement, l’ensemble laminaire devrait ainsi recouvrir la totalité de cette portion de surface texturée.

[0084] Selon un mode de réalisation particulier, on forme la couche externe

supérieure en déposant, sur la surface principale texturée de l’ensemble laminaire opposée à la couche externe inférieure :

- soit une couche qui a sensiblement le même indice de réfraction que la couche externe inférieure et qui se présente initialement dans un état visqueux adapté à des opérations de mise en forme,

- soit une couche à base de matériau polymère, adaptée pour être conformée contre la surface principale texturée de l’ensemble laminaire par

compression/chauffage.

[0085] Selon un mode de réalisation particulier, le procédé de fabrication comprend une étape subséquente au dépôt de l’ensemble laminaire de recuisson de cet ensemble laminaire à une température supérieure à 550°C, préférentiellement supérieure à 600°C.

[0086] Une telle sélection de température minimum permet de limiter le temps de recuisson, et donc d’améliorer la résistance chimique de l’élément recuit, tout en limitant les risques d’évolution chromatique de ce dernier au cours de l’étape de recuisson.

[0087] L’invention concerne également un vitrage pour véhicule, pour bâtiment, pour mobilier urbain, pour ameublement intérieur, pour écran d'affichage, et/ou pour système Head Up Display, ledit vitrage comprenant un tel élément en couches, ladite couche intermédiaire de motif étant adaptée pour révéler un motif donné en réflexion et/ou transmission.

[0088] Le vitrage selon l’invention est, susceptible d’être utilisé pour toutes

applications connues de vitrages, telles que pour véhicules, bâtiments, mobilier urbain, ameublement intérieur, éclairage, écrans d'affichage, etc. Il peut s’agir également d’un film flexible à base de matériau polymère, notamment apte à être rapporté sur une surface afin de lui conférer des propriétés de réflexion diffuse tout en préservant ses propriétés de transmission.

[0089] L’élément en couches à forte réflexion diffuse de l’invention peut être utilisé dans un système de visualisation dit tête haute, ou "Head Up Display" (HUD).

[0090] Dans le présent texte, on entend par HUD un système permettant d’afficher des informations projetées sur un vitrage, en général le pare-brise du véhicule, qui se réfléchissent vers le conducteur ou l’observateur. De tels systèmes HUD sont notamment utiles dans les cockpits d’avion, les trains, mais aussi aujourd’hui dans les véhicules automobiles des particuliers (voitures, camions, etc.). Ces systèmes permettent d'informer le conducteur du véhicule sans que celui-ci éloigne son regard du champ de vision en avant du véhicule, ce qui permet d’accroître grandement la sécurité.

[0091 ] Dans le contexte de l’invention, une image réelle est formée au niveau de l’écran (et non au niveau de la route). Le conducteur doit donc « refocaliser » son regard sur le pare-brise pour lire l’information.

[0092] On note que, dans les systèmes HUD de l’état de la technique, une image virtuelle est obtenue en projetant les informations sur un vitrage (notamment un pare-brise) ayant une structure feuilletée en coin formée de deux feuilles de verre et d'un intercalaire en matière plastique. Un inconvénient de ces systèmes existants est que le conducteur observe alors une image double, une première image réfléchie par la surface du vitrage orientée vers l'intérieur de l'habitable et une seconde image par réflexion de la surface extérieure du vitrage, ces deux images étant légèrement décalées l'une par rapport à l'autre. Ce décalage peut perturber la vision de l'information.

[0093] L’invention permet de remédier à ce problème. En effet, lorsque l’élément en couches est intégré dans un système HUD, en tant que vitrage ou en tant que film flexible rapporté sur la surface principale du vitrage qui reçoit le rayonnement de la source de projection, la réflexion diffuse sur la première surface de contact texturée rencontrée par le rayonnement dans l’élément en couches peut être nettement plus élevée que la réflexion sur les surfaces externes en contact avec l’air. Ainsi, on limite la double réflexion en favorisant la réflexion sur la première surface de contact texturée de l’élément en couches.

[0094] L’invention concerne également un procédé de projection ou de

rétroprojection selon lequel on dispose d’un tel vitrage, utilisé comme écran de projection ou de rétroprojection et d’un projecteur, ledit procédé consistant à projeter grâce au projecteur des images visibles par des spectateurs sur l’un des côtés dudit vitrage.

[0095] Selon un mode de réalisation particulier, l’élément en couches transparent présente :

- un flou en transmission mesuré selon la norme ASTM D 1003 inférieur à 10%, de préférence inférieur à 7%, de préférence inférieur à 3%,

- une clarté mesurée au Haze-Gard plus de BYK supérieure à 93%, de préférence supérieur à 95% et préférence supérieure à 98%.

[0096] Selon un mode de réalisation particulier, l’épaisseur de la couche externe inférieure est de préférence comprise entre 1 pm et 12 mm et varie selon le choix du matériau diélectrique.

[0097] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche externe est un verre texturé d’un seul côté et a une épaisseur comprise entre 0,4 et 10 mm, de préférence entre 0,7 et 4 mm.

[0098] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche externe est en polymère texturé d’un seul côté, par exemple un film plastique, et a une épaisseur comprise entre 0,020 et 2,000 mm, de préférence entre 0,025 et 0,500 mm.

[0099] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche externe est constituée d’un intercalaire thermoplastique, préférentiellement du

polyvinylbutyral (PVB), et a une épaisseur comprise entre 0,1 et 1 ,0 mm.

[0100] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche externe est constituée d’une couche de matériaux diélectrique et a une épaisseur comprise entre 0,2 et 20 pm, de préférence entre 0,5 et 2 pm.

[0101 ] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche externe

comprend des matériaux durcissables initialement dans un état visqueux, liquide ou pâteux, qui sont adaptés à des opérations de mise en forme et ont une épaisseur comprise entre 0,5 et 100 pm, de préférence entre 0,5 et 40 pm, de préférence entre 0,5 et 15 pm.

[0102] Selon un mode de réalisation particulier, au moins une couche externe

comprend des matériaux photoréticulables et/ou photopolymérisables qui ont une épaisseur comprise entre 0,5 et 20 pm, de préférence entre 0,7 et 10 pm.

[0103] Selon un mode de réalisation particulier, chaque couche externe de l’élément en couches est formée d’un empilement de sous-couches constituées en des matériaux ayant tous sensiblement le même indice optique. De manière alternative, l’interface entre ces sous-couches peut être soit lisse, soit texturée. [0104] Le choix de l’épaisseur de l’ensemble laminaire dépend d’un certain nombre de paramètres. De manière générale, on considère que l’épaisseur totale de l’ensemble laminaire est comprise entre 5 et 200 nm et l’épaisseur d’une couche intermédiaire de l’ensemble laminaire est comprise entre 1 et 200 nm.

[0105] Selon un mode de réalisation particulier, l’ensemble laminaire est une couche métallique dont l’épaisseur est comprise entre 5 et 40 nm, préférentiellement entre 6 et 30 nm et encore préférentiellement entre 6 et 20 nm.

[0106] Selon un mode de réalisation particulier, l’ensemble laminaire est une couche diélectrique, par exemple de Ti02, et présente une épaisseur comprise entre 20 et 100 nm, et encore préférentiellement entre 45 et 75 nm et/ou un indice de réfraction compris entre 2,2 et 2,4.

[0107] Selon un mode de réalisation particulier, les couches de nature sol-gel sont déposées par un procédé de sérigraphie et ont une épaisseur avant recuit/à l’état liquide comprise entre 0,5 et 50 pm, de préférence entre 5 et 25 pm, de préférence entre 10 et 15 pm.

[0108] Selon le mode de réalisation particulier de l’invention, l’ensemble laminaire est déposé sur une portion seulement de la surface principale texturée de la couche externe inférieure. Les couches de fond et de motif ne sont donc apportées que sur cette portion de la couche externe inférieure.

[0109] Selon un mode de réalisation particulier, les surfaces principales externes lisses de l’élément en couches et/ou les surfaces principales externes lisses du vitrage sont planes ou bombées et de préférence, ces surfaces principales externes lisses sont parallèles entre elles. Cela contribue à limiter la dispersion lumineuse pour un rayonnement traversant l’élément en couches, et donc à améliorer la netteté de la vision à travers l’élément en couches.

[0110] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des figures annexées, pour lesquelles :

[0111 ] [Fig. 1 ] la figure 1 est une coupe transversale schématique d’un élément en couches connu de l’état de la technique ; [0112] [Fig. 2] la figure 2 est une vue à plus grande échelle du détail I de la figure 1 pour une première variante de l’élément en couches connu de l’état de la technique ;

[0113] [Fig. 3] la figure 3 est une vue à plus grande échelle du détail I de la figure 1 pour une deuxième variante de l’élément en couches connu de l’état de la technique ; et

[0114] [Fig. 4] la figure 4 est un diagramme de flux illustrant les différentes étapes d’un procédé de fabrication d’un élément en couches selon un mode de réalisation particulier de l’invention ;

[0115] [Fig. 5] la figure 5 est une coupe transversale schématique d’un élément en couches selon un mode de réalisation particulier de l’invention ;

[0116] Les différents éléments illustrés par les figures ne sont pas nécessairement représentés à l’échelle réelle, l’accent étant davantage porté sur la représentation du fonctionnement général de l’invention.

[0117] Sur les différentes figures, sauf indication contraire, les numéros de référence qui sont identiques représentent des éléments similaires ou identiques.

[0118] Plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention sont présentés par la suite. Il est entendu que la présente invention n’est nullement limitée par ces modes de réalisation particuliers et que d’autres modes de réalisation peuvent parfaitement être mis en œuvre.

[0119] Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, et tel qu’illustré par la figure 4, le procédé de fabrication d’un élément en couches comprend les étapes suivantes :

a) on fournit une couche externe inférieure (2) dont l’une des surfaces principales (2B) est texturée et l’autre surface principale (2A) est lisse ;

b) on dépose successivement et de manière conforme une pluralité de couches intermédiaires (3 1 , 3 2 , ... , 3 K ) sur ladite surface principale texturée (2B), chaque couche intermédiaire (3 1 , 3 2 , ... , 3 K ) étant soit une couche unique qui est une couche diélectrique d’indice de réfraction (n3) différent de celui des couches externes ou une couche métallique, soit un empilement de couches (3 1 , 3 2 , ... ,

3 k ) qui comprend au moins une couche diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes ou une couche métallique, lesdites couches intermédiaires (3 1 , 3 2 , ... , 3 K ) formant après dépôt un ensemble laminaire (3) qui présente en réflexion au moins deux zones adjacentes (A, B... ) dont les couleurs sont distinctes ;

c) on forme une couche externe supérieure (4) sur la surface principale texturée (3B) de l’ensemble laminaire (3) opposée à la couche externe inférieure (2), où les couches externes inférieure (2) et supérieure (4) sont constituées en des matériaux diélectriques ayant sensiblement le même indice de réfraction.

[0120] Des exemples de substrats en verre directement utilisables en tant que

couche externe de l’élément en couches, comprennent :

- les substrats en verre commercialisés par la société Saint-Gobain Glass dans la gamme SATINOVO®, qui sont déjà texturés et présentent sur l’une de leurs surfaces principales une texture obtenue par sablage ou attaque acide ;

- les substrats en verre commercialisés par la société Saint-Gobain Glass dans la gamme ALBARINO® S, P ou G ou dans la gamme MASTERGLASS®, qui présentent sur l’une de leurs surfaces principales une texture obtenue par laminage,

- les substrats en verre à haut indice texturés par sablage tel que du verre flint par exemple commercialisés par la société Schott sous les références SF6 (n=1 ,81 ), 7SF57 (n=1 ,85), N-SF66 (n=1 ,92), P-SF68 (n=2,00).

[0121 ] Des exemples de couches centrales pouvant être intercalées entre les

couches externes comprennent les couches minces diélectriques, choisi parmi les oxydes, nitrures ou halogénures d’un ou plusieurs métaux de transition, non- métaux ou métaux alcalino-terreux, notamment des couches de Si3N4, Sn02, ZnO, Zr02, SnZnOx, AIN, NbO, NbN, Ti02, Si02, AI203, MgF2, AIF3, ou de couches minces métalliques, notamment des couches d’argent, d’or, de cuivre, de titane, de niobium, de silicium, d’aluminium, d’alliage nickel-chrome (NiCr), d’acier inoxydable, ou d’alliages de ces métaux.

[0122] La texturation de l’une des surfaces principales des couches externes peut être obtenue par tout procédé connu de texturation, par exemple par embossage de la surface du substrat préalablement chauffée à une température à laquelle il est possible de la déformer, en particulier par laminage au moyen d’un rouleau ayant à sa surface une texturation complémentaire de la texturation à former sur le substrat ; par abrasion au moyen de particules ou de surfaces abrasives, en particulier par sablage ; par traitement chimique, notamment traitement à l’acide dans le cas d’un substrat en verre ; par moulage, notamment moulage par injection dans le cas d’un substrat en polymère thermoplastique ; par gravure.

[0123] Les motifs de la texture de chaque surface de contact entre deux couches adjacentes de l’élément en couches qui sont l’une diélectrique et l’autre métallique, ou qui sont deux couches diélectriques d’indices de réfraction différents, peuvent être répartis de manière aléatoire sur la surface de contact.

En variante, les motifs de la texture de chaque surface de contact entre deux couches adjacentes de l’élément en couches qui sont l’une diélectrique et l’autre métallique, ou qui sont deux couches diélectriques d’indices de réfraction différents, peuvent être répartis de manière périodique sur la surface de contact. Ces motifs peuvent être, notamment, des cônes, des pyramides, des rainures, des nervures, des vaguelettes.

[0124] La figure 5 illustre un mode de réalisation particulier de l’invention, dans

lequel l’élément en couches (1 ) comprend un ensemble laminaire (3) intercalé entre les couches externes (2, 4) et formé de 4 (quatre) couches intermédiaires (3 1 , 3 2 , 3 3 et 3 k ), chaque couche intermédiaire étant dans le cas d’espèce une couche unique diélectrique d’indice de réfraction différent de celui des couches externes, les surfaces de contact des couches intermédiaires (3 1 , 3 2 , 3 3 et 3 k ) et des couches externes (2, 4) étant toutes texturées et parallèles entre elles afin de présenter des propriétés satisfaisantes de transparence et de réflexion diffuse.

[0125] Plus précisément, l’ensemble laminaire (3) représenté en coupe par la figure 5 est divisé en 6 (six) zones (A, ... , F), chaque zone présentant en réflexion une couleur distincte de celle des zones adjacentes.

[0126] Ainsi, dans les zones A, B et D, les caractéristiques colorimétriques de

l’ensemble laminaire (3) en réflexion sont dictées par la nature et l’épaisseur des couches intermédiaires 3 1 et 3 2 . Notons à ce propos que les zones A et D présentent en réflexion la même couleur, bien que ces deux zones ne soient pas adjacentes. La zone C est une portion de recouvrement des couches

intermédiaires 3 1 et 3 2 . Compte tenu de son épaisseur totale, et de l’agencement particulier de ces couches, cette zone B présente en réflexion une couleur distincte de celle des zones adjacentes B et D. A noter de plus que cette zone C présente une couleur différente en réflexion selon qu’elle soit observée depuis le dessus l’élément en couche 1 , ou depuis le dessous. De même, la zone F est caractérisée par le recouvrement des couches intermédiaires 3 1 et 3 3 , et la zone E est caractérisée par le recouvrement des couches 3 1 , 3 3 et 3 k .

[0127] Selon un mode de réalisation alternatif, non illustré, les 4 (quatre) couches intermédiaires (3 1 , 3 2 , 3 3 et 3 K ) sont toutes de même nature. Si les épaisseurs diffèrent d’une couche intermédiaire (3 1 , 3 2 , 3 3 et 3 K ) à une autre, chaque zone présente en conséquence une couleur différente en réflexion. En revanche, si les épaisseurs des couches intermédiaires sont identiques, on obtient une première couleur dans les zones A, B et D, une deuxième couleur dans les zones B et F, et une troisième couleur dans la zone E.

[0128] Selon le mode de réalisation particulier illustré par la figure 5, l’ensemble laminaire (3) est déposé sur une portion seulement de la surface principale texturée de la couche externe inférieure (2). Les couches de fond et de motif ne sont donc apportées que sur cette portion de la couche externe inférieure. Dans les zones non recouvertes par cet ensemble laminaire, le ratio de transmission lumineuse est augmenté. De manière générale, l’élément en couche présente donc une transmittance plus élevée.

[0129] Selon un mode de réalisation alternatif, non représenté, l’ensemble laminaire (3) est déposé sur la totalité de la surface principale texturée de la couche externe inférieure (2).

[0130] Selon un mode de réalisation particulier, deux passes de dépôts sont

réalisées par magnétron. Un masque est alors introduit dans l’enceinte de dépôt pour au moins un des 2 (deux) dépôts.

[0131 ] Selon un mode de réalisation alternatif, deux passes de dépôts sont réalisées par voie liquide. En particulier, selon un mode de réalisation particulier de l’invention, l’étape b) de dépôt est réalisée par sérigraphie et comprend :

b1 )Le positionnement d’un écran de sérigraphie en regard de la surface principale texturée (2B) de la couche externe inférieure (2), b2)Le dépôt sur l’écran de sérigraphie et son transfert sur le substrat , à l’aide d’un racle, d’une couche diélectrique d’indice de réfraction (n3) différent de celui des couches externes ou d’une couche métallique.

[0132] Des exemples de polymères appropriés pour le substrat transparent

comprennent, notamment, les polyesters tels que le polyéthylène téréphtalate (PET), le polybutylène téréphtalate (PBT), le polyéthylène naphtalate (PEN) ; les polyacrylates tels que le polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ; le

polycarbonate ; le polyuréthane ; les polyamides ; les polyimides ; les polymères fluorés tels que l’éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), le polyfluorure de vinylidène (PVDF), le polychlorotrifluoréthylène (PCTFE), l’éthylène de chlorotrifluoréthylène (ECTFE), les copolymères éthylène-propylène fluorés (FEP) ; les résines photoréticulables et/ou photopolymérisables, telles que les résines thiolène, polyuréthane, uréthane-acrylate, polyester-acrylate.

[0133] La demande de brevet FR 1854691 , déposée le 31 mai 2018 au nom de SAINT-GOBAIN GLASS France, démontre, par des mesures comparatives de topographie de surface, de gain, de transmission lumineuse, de flou en transmission et de la clarté, que le dépôt d’une couche intermédiaire par sérigraphie permet de conserver des propriétés optiques proches de celles des ensembles laminaires pour lesquels cette couche intermédiaire est déposée par pulvérisation magnétron, tant en réflexion qu’en transmission lumineuse.

[0134] Afin de de mettre en évidence l’influence que peuvent avoir la nature des couches intermédiaires, leur épaisseur respective, leur procédé de dépôt et/ou de leur ordre d’agencement sur les caractéristiques colorimétriques de l’ensemble laminaire formé par ces couches intermédiaires, une série d’essais a été réalisée avec un élément en couche transparent comprenant l’empilement suivant :

- une couche externe inférieure 2 : substrat texturé en verre clair ou extra-clair au moins en partie texturé, par exemple un verre de type SGG Satinovo

commercialisé par Saint-Gobain Glass, d’une épaisseur de 4 mm, ayant au niveau de sa surface texturée une hauteur pics/vallée (Rz) environ égale 10,6 pm, mesurée avec filtre passe bande 15-800 microns (ET 0.9 - mini 8 - maxi 13.4 pour une surface mesurée de 2x2 mm 2 ), - un ensemble laminaire 3 dont la composition varie en fonction des échantillons étudiés, tel que décrit plus en détail dans la suite de la description,

- une couche externe supérieure 4 : feuillet intercalaire, par exemple en PVB, qui a sensiblement le même indice de réfraction que la couche externe inférieure 2, et qui se conforme à la texture de la surface principale texturée 3B de l’ensemble laminaire 3.

[0135] Selon un mode de réalisation particulier, le feuillet intercalaire 4 est calandré par sa surface externe à un substrat plan en verre clair ou extra-clair, par exemple un verre de type SGG Planilux commercialisé par Saint-Gobain. Trois échantillons ont été analysés en fonction des caractéristiques de l’ensemble laminaire 3 faisant office de couche centrale.

[0136] Un premier échantillon dit « magnetron » comprend un ensemble laminaire 3 déposé exclusivement par magnétron, et formé de l’empilement d’une première couche d’oxyde de titane (Ti02) de 65 nm, d’une couche de nitrure de silicium (SiN) de 55 nm, et d’une deuxième couche d’oxyde de titane (Ti02) de 385 nm d’épaisseur.

[0137] Un deuxième échantillon dit « Lustreflex + magnetron » comprend une

couche sol-gel obtenue par durcissement d’une solution sol-gel comprenant du tétraisopropanolate de titane, par exemple une solution de type LustReflex Silver commercialisée par Ferro et décrite dans le document W02005063645, ladite couche durcie ayant une épaisseur d’environ 75 nm et étant constituée en majorité de grains de dioxyde de titane, selon une fraction volumique supérieure à 95%, préférentiellement supérieure à 97%. Cette couche sol-gel est recouverte de l’empilement Ti02/SiN/Ti02 décrit ci-dessus, et déposé par magnétron.

[0138] Un troisième échantillon dit « magnétron + Lustreflex » est l’inverse du

deuxième échantillon. Il est ainsi formé par l’empilement Ti02/SiN/Ti02 décrit ci- dessus, sur lequel est déposé une solution de type LustReflex dont l’épaisseur durcie est d’environ 75 nm.

[0139] Sur la base des profils verticaux de chacun de ces trois échantillons, les

valeurs de réflexion lumineuse (RL) dans le visible en %, mesurée selon la norme NF EN 410 (illuminant D65 ; 2° Observateur), ainsi que les caractéristiques colorimétriques en réflexion de ces trois échantillons, définies par les coordonnées cartésiennes (L*, a*, b*) de l’espace CIELAB 76 (CIE 1976), avec comme source la lumière moyenne du jour (D65), ont été mesurées et sont compilées dans le tableau 1 ci-dessous.

[0140] [Tableaux 1 ]

[0141 ] On observe une différence de couleur en réflexion entre, d’une part, le

premier échantillon dit « magnetron » et, d’autre part, les deuxième et troisième échantillons, qui comprennent une couche LustReflex additionnelle.

[0142] Les deuxième et troisième échantillons diffèrent l’un de l’autre de par

l’agencement de cette couche LustReflex par rapport à la couche magnétron. De ce fait, la couleur obtenue en réflexion varie significativement entre ces deux échantillons.