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yerre matê et procédé pour le fabriquer
La présente invention concerne un article en verre transmettant la lumière constitue d'une feuille plane dont une partie de surface au moins est matée par des piqures superficielles. L'invention concerne également un procédé de matage du verre comprenant la formation d'une population de piqures superficielles sur une surface d'un article en verre.
On salt que la lumière est réfléchie ä la limite entre deux milieux d'indices de refraction différents. En supposant que les milieux sont suffisamment epais pour que les phénomènes d'interférence puissent être ignorés, la quantité de lumlere incidente normale qui sera réfléchie sera approximativement [ (nl-n2)/ (nl + n2)] 2, oü nl et n2 sont respectivement les indices de réfraction des deux milieux. Dans le cas de l'interface verre/air, ou peut ecrire nl 1, 5 et 112 1, et l'expression indique ainsi qu'environ 4% de la lumière incidente sur tout interface verre/air seront reflechis à cet interface, et environ 8% seront réfléchis sur les deux faces d'une feuille de verre dans l'air.
Cette reflexion est un désavantage pour de nombreuses applications. A titre d'exemple, on peut citer : des verres pour cadrans d'instruments, par exemple des verres de montre ; des panneaux de verre recouvrant des elements d'affichage ä diodes émettrices de lumière, et plus particulièrement ceux recouvrant des éléments d'affi- chage & cristaux liquides ; des écrans de tubes cathodlques, par exemple des ecrans de television et des écrans de moniteurs d'ordinateurs ; et des feuilles de verre mises dans des encadrements pour protéger une photographie, une peinture ou un dessin.
11 est bien connu que la quantité de lumiere qui est reflechie par une feuille de verre peut etre réduite
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en appliquant un revêtement d'une matière ayant un indice de refraction intermediaire entre ceux de l'air et du verre. En sélectionnant la matière du revêtement de maniere qu'elle possède un indice de refraction qui est la moyenne géométrique des indices de refraction des deux autres milieux, dans le cas present du verre et de l'air, la quantité totale de lumière reflechie aux interfaces airjrevêtement et revêtement/verre peut être réduite ä environ 2%, et en choississant l'épaisseur du revêtement pour réaliser l'extinction par interférence de la lumière réfléchie aux deux interfaces,
la quantité de lumiere réfléchie peut être reduite meine davantage. Cependant de tels revêtements sont difficiles ä appliquer et coüteux, et les matières ayant l'indice de refraction requis sont souvent plus tendres que le verre, de sorte qu'elles peuvent facilement être abimées par abrasion. De plus,
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certaines matières de revêtement sont naturellement colo- rées, et peuvent être nuisibles ä l'efficacité d'autres revêtements requis ä d'autres fins.
Puisque c'est l'image de la source lumineuse sur le verre qui donne naissance ä des problèmes lorsqu'on regarde au travers de verre, il a été propose de reduire, non pas la quantité totale de lumière qui est réfléchie, mais plutöt la proportion de lumière réfléchie gui est réfléchie spéculairement. A titre d'exemple, il est bien connu d'attaquer la surface du verre de manière ä la rendre mate, en y créant une population dense de piqures qui dispersent la lumière réfléchie en surface. 11 en résulte qu'une proportion élevée de cette lumière est réfléchie de maniere diffuse plutöt que de manière spéculaire. Un exemple de procédé de fabrication d'un tel verre est décrit dans le brevet britannique n 1151931 appartenant à Glaverbel.
Un tel matage de surface affecte egalement la lumière transmise par le verre, et une partie de la lumière transmise ä travers une telle surface matée sera egalement diffuse. Ceci peut être un désavantage important si
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on désire regarder un objet ou une Image dispose a quelque distance derrière la surface du verre, puisque la lumière transmise de manière diffuse rendra la résolution optique de l'objet ou de l'image difficile voire impossible.
On notera par exemple que des ecrans de television, spécialement ceux de grande dimension qui sont disponibles commercialement, peuvent souvent avoir plusieurs centimètres d'épaisseur et tout traitement de matage execute sur la face exterieure de l'écran nuira de ce fait a la résolution de l'image formée sur la face intérieure, portant un revêtement, de l'ecran.
La presente invention est basée sur la découverte qu'en formant des piqures de dimension et de forme appropriées à la surface d'un article en verre, le verre peut être rendu réfléchissant de manière diffuse sans empêcher la resolution optique nette d'un objet ou d'une Image ä travers le verre, dans le cas où l'objet ou l'image est dispose ä une certaine distance derrière la surface du verre. On a trouve que cette combinaison de proprietes peut etre obtenue en formant des piqures d'un profil particulier, en évitant les piqures anguleuses et en veillant que ces piqures soient de tres petite superficie.
La superficie maximum permise est régie par le degré de resolution exige, mais est en tout cas beaucoup plus faible que les piqures formees dans du verre maté connu antérieurement.
Selon la présente invention, un article en verre transmettant la lumière constitue d'une feuille plane dont une partie de surface au moins est matée par des piqures superficielles, est caractérisé en ce que cette partie de surface porte une population de piqures superficielles qui se fondent les unes dans les autres ou sont contigues, et ces piqures ont une superficie si faible et un tel profil que des caractères dactylographiés nettement discernables d'une taille de 10 caractères/pouce restent clairement discernables lorsqu'ils sont regardes ä travers une teile surface matee lorsque cette surface est maintenue ä une
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distance de 10cm des dits caractères.
Les avantages offerts par la présente invention ne dependent pas du fait que le verre a la forme d'une feuille plane, et des lors, selon un second aspect de la présente invention, un article en verre transmettant la lumière qui n'est pas une feuille plane et dont une partie de surface au moins est matée par des piqures superficielles, est caractérisé en ce que cette partie de surface porte une population de piqures superficielles qui se fondent les unes dans les autres ou sont contiguës, et ces piqures ont une superficie si faible et un tel profil que des caracteres dactylographies nettement discernables d'une taille de 10 caractères/pouce restent clairement discernables lorsqu'ils sont regardés à travers une surface d'une feuille de verre plat transmettant la lumière, matée de manière identique,
lorsque cette surface est maintenue ä une distance de 10cm des dits caractères.
11 est extrêmement surprenant qu'une resolution nette de tels caracteres dactylographiés soit possible à travers une surface de verre matée disposée a lOcm devant eux. On s'attendrait à ce que la dispersion de la lumière qui se produit en raison de la presence de piqures superficielles dans le verre rende déjà une telle resolution impossible ä une distance beaucoup plus petite entre le verre et le caractère.
On a testé par exemple du verre
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maté diponible commercialement, fabrique selon l'enseigne- ment du brevet britannique 1151931, et on a remarqué que la discernabilité de caractères dactylographiés décroit rapidement lorsque la distance entre le verre et les caracteres augmente, et ä toute distance supérieure ä environ 3cm, les textes dactylographies de 10 caracteres/pouce sont substantiellement illisibles, L'augmentation surprenante et avantageuse de la resolution à travers une surface matée d'un objet en verre selon l'invention est imputable à la petite dimension des piqures superficielles et ä leur profil, evitant des piqures qui sont anguleuses.
11 en resulte que du verre selon l'invention
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peut être destiné ä tous les usages auxquels du verre maté connu précédemment convient, excepté evidemment pour les utilisations oü un manque de résolution est effectivement souhaité, comme pour certaines fenêtres et cloisons intérieures de bâtiments. Du verre selon la présente invet- tion peut également être utilisé à d'autres fins, par exemple dans des boîtiers d'elements d'affichage ou comme écrans de television, pour lesquels le verre maté connu est inapproprié en raison de l'absence de resolution d'objets situes ä une certaine distance de celui-ci.
La forme des piqures a un effet important sur l'obtention de la resolution désirée lorsqu'on regarde un objet à travers le verre. On a dejä indiqué que des piqures anguleuses doivent être évitées, et avantageusement, les parties inferieures, au molns, des piqures ont un profil arrondi. Ceci se distingue de ce qu'on obtiendrait naturellement simplement en attaquant le verre par de l'acide fluorhydrique et en enlevant par lavage les cristaux de fluosilicate formes. Ceci laisserait une population de piqures generalement polyedriques, empreintes des cristaux formes. Nous avous trouvé qu'il est important que les piqures aient un profil arrondi au moins a leurs parties inférieures, de manière ä donner un angle de dispersion de lumière diffuse large, ä la surface matée du verre.
Dans des formes préférées de réalisation de l'invention, au moins une partie de surface matée est occupée par une population de piqures superficielles qui ont une superficie si faible qu'un disque de lOum de diamètre ne peut y etre disposee sans chevaucher au moins deux piqures. Dans les formes préférées de réalisation de linven- tion, une telle partie de surface matée est occupée par une population de piqures superficielles qui ont une superficie si faible qu'un disque de 5um de diamètre ne peut y être disposa sans chevaucher au moins deux piqures.
En pratique, ces essais sont effectues sur des micrographies, prises par exemple sous un grossissemellt de 1000
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fols. La presence d'une population dense de piqures superficielles ayant une superficie aussi faible est un des facteurs qui ont un effet important sur l'obtention d'une bonne résolution lorsqu'on regarde un objet ä travers le verre. Nous avons trouvé que, plus petites sont les piqures, moindre est l'effet de l'augmentation de la distance entre le verre et un objet regardé à travers ce verre sur l'aisance avec laquelle des détails de l'objet peuvent être résolus par un observateur.
En présence de piqures ayant une superficie aussi faible, on a remarque que le verre mate ue peut pas être considéré simplement comme un objet diffractant pour prédire le niveau de diffusion de lumière selon les lois classiques de l'optique géometrique. Pour des piqures tres petites, 11 n'est pas impossible que la diffusion soit régie par l'équation de Rayleigh selon laquelle, pour des objets qui sont petits par rapport à la longueur d'onde de la lumière visible, l'intensité de la furniere dispersée est proportionnelle ä l'inverse de la quatrieme puissance de la longueur d'onde (A) de la lumière. 11 est cependant plus vraisemblable que l'intensité de la lumière dispersée est.
proportionnelle ä A n ( équation de Mie) oü n est compris entre 0 et 4, et, en fait, pour un diamètre de piqure de 5 m, il apparaît que n1, 5.
La profondeur des piqures est également importante. Avantageusement, la partie de surface matée est occupée par une population de pigures superficielles dont substantiellement la totalité des piqures a une profondeur comprise entre O, lpm et 1, Oum. On a trouve que ceci favorise la resolution ä travers le verre sans nuire ä sa propriété de réflexion diffuse de la lumière, et est
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particulièrement avantageux pour les couvertures de verre po ur é1éments d'affichage à cristaux liquides. Nous avons remarqué que des piqures de telles profondeurs ont peu ou pas d'effet inhibiteur appreciable sur la mobilité des cristaux liquides en contact avec un tel verre.
Les piqures plus profondes associées aux techniques de matage
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précédemment connues ont, par contre, un effet d'inhibition sur la mobilité des cristaux liquides.
Dans les formes préférées de réalisation de l'invention, la partie de surface matée est occupée par une population de piqures superficielles dont substantiellement la totalité des piqures a une profondeur et une dimension transversale moyenne (dénommêe ci-après "diamètre") qui sont telles que la profondeur d'une piqure divisée par son diamètre est au moins 0, 01 et, de préférence, se situe entre 0, 02 et 0, 5 inclus. Ceci est avantageux lorsqu'on veut favoriser la diffusion d'une quantité importante de lumière par la dite portion de surface matée.
Dans des formes de réalisation de l'invention spécialement préférées, l'angle de dispersion de lumière diffuse transmise par une telle partie de surface matée est au moins 10 Un angle de dispersion large est avanta-
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geux car il reduit l'effet visible de la lumiere réfléchie par la portion de surface matée et est particulièrement interessant dans la construction de certains types de cellules photo-voltaïques.
Certaines cellules photo-voltaïques comprennent une feuille de verre sur laquelles sont déposées successivement une couche conductrice transparente, par exemple d'oxyde d'étain dopé, une couche photo-active, par exemple ä base de silicium amorphe, et une seconde couche conductrice qui peut être une couche réfléchissante, par exemple
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d'aluminium. 11 est clair que la probabilite que tout photon crée une paire electron-trou ä l'interieur de la couche photo-active augmentera avec la longueur du parcours de la lumiere à travers cette couche (ceci explique l'utilisation préférée d'une couche conductrice arrière réfléchissante).
Mais l'augmentation de l'épaissseur physique de la couche photo-active augmentera également la probabilité qu'un électron qui vient d'être libéré soit piégé avant d'atteindre l'une ou l'autre des couches conductrices. En outre, afin de recevoir la plus grande
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intensité de lumière possible, une teIle ce11ule dolt être alignée normalement au rayonnement solaire. En utilisant un verre jopuant le röle d'écran diffusant, 1a longueur effective du parcours de la lumière diffuse à l'intérieur de la couche photo-active peut être augmentée sans déplia- cement de cette couche d'une orientation normale au rayonnement solaire et sans augmentation de son épaisseur reelle.
L'utilisation de verre ayant une portion de surface matée de maniere ä transmettre de la lumière de manier diffuse sous un grand angle de dispersion est consideree comme ayant une grande importance pratique et constitue l'objet d'une demande de brevet déposée par la Demanderesse le même jour intitulée "Verre maté, procédé de fabrication de verre maté, cellule photo-voltaïque comprenant un tel verre, et procédé de fabrication d'une telle cellule" et bénéficiant de la priorité de la demande de brevet britannique nO 8608495 du 8 avril 1986.
Pour differents usages, notamment dans le cas de cellules photo-voltaiques, il est souhaitable qu'une proportion importante de lumlère transmise soit transmise
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de maniere diffuse. Des lors, dans certaines formes préfé- rees de realisation de l'inve. ntion, au moins 30%, et de préférence au moins 40% et au mieux, au moins 50% de la lumière qui est transmise par la partie de surface matée sont transmis de manière diffuse. En variante, ou en plus, il est préféré que 20% au moins, de preference 30% au moins et de façon optimale 40% au moins, de la lumière incidente sur le verre, à l'endroit oü la surface est matee, soit transmise de façon diffuse.
Ceci est specialement avantageux lorsque le verre est incorporé dans une cellule photo-voltaïque telle que décri te, et permet d'obtenir une augmentation du rendement de la conversion jusqu'ä 30% et même davantage.
De préférence, au moins 70% de la lumiere qui est réfléchie par la partie de surface matée sont réfléchis de manière diffuse. Ceci est avantageux, car la perceptibi-
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lite d'une telle lumière réfléchie est réduite, ce qui améllore la visibilité d'un objet disposé derrière le verre, spécialemeut lorsque cet objet est éclairé, ä travers le verre, par une source lumineuse ponctuelle.
Dans des formes spécialement préférées de ralisation de l'invention, les caractères dactylographies sont clairement discernables lorsqu'ils sout regardés à travers la surface matée lorsque la surface plane en verre est maintenue à une distance de 20cm des dits caractères.
Le verre maté qui peut satisfaire ä cet essai est tres utile pour des vitrines d'exposition dans lesquelles des objets, par exemple des objets d'art et/ou d'intérêt historique,
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peuvent être disposes ä une certaines distance derriere le verre, et dans les formes préférées de réalisation de l'invention, pourvu que les dits caractères soient disposes à une distance de l'oeil d'un lecteur à laquelle ces caractères peuvent être lus clairement, ceux-'ci sont clairement discernables ä travers la dite partie de surface matée de. la feuille de verre plat, quel que soit l'endroit où celle-ci est disposée entre les caractères et l'oeil du lecteur.
Avantageusement, les caractères sont clairement discernables à travers la dite partie de surface matée de la feuille de verre plat lorsque celle-ci est disposa sur
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la ligne de vision sous un angle superieur ä 450. Ceci est très utile, parce cela signifie qu'un observateur ne doit pas se placer directement face au verre afin de voir ä travers celui-ci. Dans les formes préférées de réalisation de l'invention, le verre presente une isotropie substantielle sur une dite portion de surface matée, de sorte que la résolution à travers cette portion de surface matée est substantiellement indépendante de l'orientation du verre. Ceci marque un net contraste avec le verre mate connu antérieurement, produit commercialement selon l'en- seignement du brevet britannique 1151931.
De préférence, l'article en verre a des faces opposées qui comportent une partie de surface matée. Ceci
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rend les reflexions par ces deux faces de l'article en verre moins perceptibles.
Un article en verre peut être maté selon l'inven- tion par un traitement chimique approprié. Le verre peut être expose ä un milieu de traitement chimique de toute manière appropriée. 51 on souhaite traiter la totalité de la surface de l'article en verre, il peut être aisé de la traiter par immersion dans un bain de milieu de traitement. Si d'autre part, on désire traiter seulement une partie de la surface en verre, par exemple une seule face d'une feuille de verre, alors le traitement peut etre effectué par une technique de pulverisation, ou par une technique d'immersion après application d'un masque sur la partie de la surface qu'on ne désire pas traiter.
L'invention s'étend à un procédé de matage du verre comprenant la formation d'une population de piqures superficielles sur une partie de surface d'un article en verre, caractérisé en ce que cette surface subit une attaque corrosive au moyen d'une solution d'un sel d'acide fluorhydrique qui forme une population de cristaux contenant du fluor substantiellement contigus, en ce que ces cristaux sont enlevés pour laisser sur une telle surface, une population de piqures superficielles qui se fondent les unes dans les autres ou sont contiguës, et en ce que la surface portant ces piqures est traitée de manière à en enlever une strate superficielle,
de sorte que la dite surface reste pourvue d'une population de piqures superficielles qui se chevauchent ou sont conti-
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gues et qui ont une superficie si fälble qu'un disque de lOpm de diamètre ne peut y etre disposé sans chevaucher au moins deux piqures.
Un tel procédé est spécialement avantageux et approprie pour former un article en verre maté selon l'invention. On a trouve qu'un traitement par un sel de l'aci- de fluorhydrique peut facilement former une densité de population de piqures superficielles voulue, occupée par des cristaux contenant du fluor issus de la reaction entre
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la solution saline et le verre. Lorsque ces cristaux sont enlevés, le plus facilement par lavage, les piqures sont de forme polyédrique ou angulaire, reflétant la forme des cristaux formes contenant du fluor, et à l'enlèvement ulterieur d'une strate superficielle de la surface portant les piqures, 11 est tres facile de s'assurer que leurs profils soierit adoucis.
Dans les formes préférées de réalisation de l'invention, la solution d'un sel d'acide fluorhydrique est une solution aqueuse d'un ou plusieurs sels parmi le bifluorure de potassium, le bifluorure de sodium et le bifluorure d'ammonium. L'emploi d'un tel bifuorure favorise l'attaque chimique du verre de manière telle qu'on obtient, apres enlèvement des cristaux de fluosilicate
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formes, une surface piquée dont la forme convient particu- lierement ä l'enlevement ulterieur d'une strate superfi- cielle en laissant une portion de surface matée. L'emploi d'un bifluorure alcalln assure que l'attaque du verre sera susbstantiellement indépendante de la teneur du verre en métaux alcalins.
De préférence, la soltion d'un sel d'acide fluorhydrique consiste substantiellement en bifluorure de potassium dans de l'eau.
Avantageusement, la dite solution d'un sel d'acide fluorhydrique est une solution aqueuse contenant le dit sei dans une proportion comprise entre 70 et 200 grammes par litre, et la surface est exposee à une telle solution pendant une periode comprise entre 20 secondes et 2 minutes. Ceci favorise la formation d'une multiplicité de petits cristaux contenant du fluor dont l'elimination laisse une population tres dense de petites piqures superficelles dans le verre.
L'enlevement de la dite strate superficielle du verre apres la formation des piqures peut être effectue par un traitement de polissage mécanique, mais il convient mleux, et 11 est en general plus facile d'obtenir un traitement plus uniforme si, ainsi qu'on le préfère, le dit enlèvement d'une strate superficielle s'effectue par
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une étape de polissage chimique.
Avantageusement, le dit polissage chimique est effectue en exposant la surface ä une solution contenant de l'acide fluorhydrique. Un tel traitement est très simple ä mettre en oeuvre pour conférer 1e profil voulu aux piqures superficielles, donnant au verre une surface matée au travers de laquelle on peut observer une image claire d'un objet disposé à une certaine distance du verre.
11 convient specialement que le dit polissage chimique solt effectué en exposant la surface pendant une periode comprise entre. 60 minutes et 20 secondes à une solution comprenant de 1, 0% à 20% d'acide fluorhydrique et de 0% ä 15% d'acide sulfurique, en volume.
De preference, le dit enlèvement d'une strate superficielle arrondit le profil des portions inférieures au moins des dites piqures. On a trouvé que ceci favorise la résolution à travers le verrre mate.
Dans certaines formes préférées de réalisation de l'invention, la dite etape d'attaque corrosive est précé- dee d'une étape initiale de lavage & l'acide dans laquelle la surface à mater est lavée au moyen d'une solution acide. Ceci rend une surface vierge et, en conséquence, permet un traitement d'attaque corrosive plus uniforme et l'obtention d'un produit traité plus uniformément.
11 convient spécialement que le lavage initial a l'acide soit effectue de la meme manière que le polissage chimique, à savoir en exposant la surface pendant une periode comprise entre 60 minutes et 20 secondes ä une solution comprenant de 1, 0% a 20% d'acide fluorhydrique et de 0% à 15% d'acide sulfurique.
Dans certaines formes préférées de réalisation de l'invention, la dite étape d'attaque corrosive est précédée d'une etape dans laquelle la surface ä mater est revêtue d'un film visqueux de matière organique. On a trouvé que ceci a pour effet de réduire la dimension des piqures qui seront formées sur la surface du verre pendant
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l'etape d'attaque corrosive, avec pour resultat l'augmentation de la resolution à travers la surface matee. Parmi des composes organiques appropries, on peut citer : le sucrose, le qlucose, la glycerine, le glycol et la polyvinyl pyrrolldone.
En fait, on a trouve que l'retape initiale de lavage à l'acide citée ci-dessus tend a former des cristaux plus grands et dès lors des piqures de plus grande dimension pendant l'étape d'attaque corrosive. Ou a trouve qu'il est possible de combiner différentes étapes de traitement successives de manière à obtenir un certain contröle de la dimension des cristaux qui seront formes au cours de l'étape d'attaque corrosive, et on préfère que la dite etape initiale de lavage à l'acide précède une étape
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de depöt d'un revetement organique.
Si on désire améliorer la resistance à la rupture du verre maté, le verre peut être trempé chimiquement après le traitement final d'attaque corrosive sans nuire a ses qualités optiques.
Un traitement de desalcalinisatlon peut etre effectué sur le verre après l'attaque corrosive, si on le desire.
Des formes. préférées de réalisation de l'inven- tion seront maintenant decrites ä titre d'exemple en se referant aux dessins annexes dans lesquels:
Les figures 1 et 2 sont chacune une micrographie électronique d'une feuille de verre qui a été soumise à une partie de traitement selon l'invention,
Les figures 3 et 4 sont chacune une micrographie électronique d'une feuille de verre qui a été soumise ä un traitement selon l'invention,
La figure 5 est un graphique montrant les courbes de transmission et de réflexion lumineuses du verre traité représenté a la figure 4.
EXEMPLE l
Une feuille de verre étiré sodo-calcique de 1, 9mm d'épaisseur est plongée dans un bain d'attaque corrosive
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constitue d'une solution aqueuse contenant entre 70 et 150g/1 de bifluorure de potassium à 1a temperature ambian- te (approximativement 200C) pendant une Periode d'environ 1 minute.
Une couche de cristaux de fluosilicate de potassium se forme sur les surfaces immergées du verre, et ceux-ci sont enlevés par lavage ä l'eau. On constate que la surface traite est peuplee d'une multiplicité de piqures superficielles polyedriques ayant chacune une dimension maximum comprise entre 5pm et Ipm, et une profondeur de l'ordre de 0, 4pm. Une micrographie électronique de cette surface à une échelle telle qu'indiquée correspondant ä un grossissement d'environ 1000 fois est représentée ä la figure 1. Le verre dont la surface est ainsi traitée presente d'excellentes propriétés de diffusion de lumlere, mais la résolution à travers le verre d'un objet place à quelques centimètres derrière lui est impossible.
Le facteur de transmission lumineuse totale de la feuille ainsi traitée est environ 88%, et le facteur de transmission diffuse est d'environ 60% de la lumière incidente normale.
Dans la présente description, l'expression "facteur de transmission lumineuse" est le rapport de la lumière transmise sur la lumière incidente selon la méthode ASTM D307 (recueil 1964 des normes ASTM, volume 21).
L'expression "diffuse" utilisée pour la transmission lumineuse concerne la proportion de lumière qui, en traversant 1e verre, est déviée du faisceau incident par dispersion de plus de 2,5 . L'expression "diffuse" utilisee pour la reflexion lumineuse concerne la proportion de lumière qui, par réflexion ä l'interface verre/air, est. deviee du faisceau réfléchi séculairement par dispersion de plus de 2, 5 .
Afin de modifier la dimension des piqures formees, et d'obtenir une dimension de piqures plus uniforme, 1'étape d'attaque corrosive est précédée d'une étape de lavage ä l'acide dans laquelle le verre est lave, avec une solution initiale de lavage ä l'acide contenant en volume
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1% d'acide fluorhydrique et 6% d'acide sulfurique dans de l'eau, pendant plusieurs minutes ä la temperature ambian- te. Après ringage à l'eau, le verre est soumis au même traitement d'attaque corrosive et ensulte lavé à l'eau.
Une micrographie électronique de cette surface ä une echelle telle qu'indiquée correspoudant à un grossissement d'environ 1000 fois est représentée ä la figure 2. Les piqures superficielles résultantes ont une dimension maximum comprise entre 7pm et lOum et une profondeur jusqu'à 0, 8pm, avec une dispersion de piqures beaucoup plus petites. Le facteur de transmission lumineuse totale de la feuille ainsi traitee augmente jusqu'a environ 93% et la proportion de lumière incidente normale qui est transmise de maniere diffuse augmente jusqu'ä légèrement plus de 75%. De nouveau, la resolution à travers le verre d'un objet disposé à quelques centimètres derrière lui est impossible.
La feuille de verre lavée ä l'acide et attaquée est soumise ensuite ä un traitement dans lequel une strate superficielle est enlevée. Ce dernier traitement consiste a immerger la feuille dans un bain de polissage contenant en volume 1% d'acide fluorhydrique et 6% d'acide sulfurique dans de 1'eau, pendant une heure ä la temperature ambiante. Une micrographie électronique de cette surface a une échelle telle qu'indiquée correspondant à un grossissement d'environ 1000 fois est représentée ä la figure 3.
Les piqures superficielles résultantes ont un profil arrondi avec une profondeur jusqu'à 0, 8um et une dimension maximum généralement inférieure ä Cum.11 n'est pas possible de disposer un disque de 10mm (lOum x 1000) sur la figure 3 sans chevaucher au moins deux piqures. Le facteur de transmission lumineuse totale de la feuille ainsi traitée est environ 92% et la proportion de lumière incidente normale qui est transmise de maniere diffuse est environ 38, 5%. La proportion de lumière incidente normale qui est réfléchie de manière diffuse est superieure à 90% de la quantité totale de lumière reflechie. L'angle de
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dispersion de la lumière qui est transmise de manière diffuse par la surface attaquée du verre est supérieur à
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100.
On a observé qu'un texte ordinaire dactylographie de 10 caractères/pouce peut aisément être lu ä travers le verre maté obtenu, lorsque le texte est maintenu ä 60cm de l'oeil, à quelqu'endroit que soit dispose le verre entre l'oeil et le texte, à condition seulement que le verre
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soit orienté d'un angle supérieur ä 100 sur la ligne de vision.
EXEMPLE 2
Une feuille de verre étiré sodo-calcique de 1, 5mm d'épaisseur est soumise au même traitement initial de lavage ä l'acide que dans l'exemple 1. Après ce traitement initial de lavage ä l'acide, le verre est rincé et plongé dans un bain contenant de la glycérine et de l'eau pour laisser un film de glycerine sur la surface du verre. Le verre revetu de glycerine. est ensuite plonge dans un bain d'attaque corrosive contenant une solution aqueuse de bifluorure de potassium (70 à 120g/l) à la températrure ambiante (approximativement 20 C) pendant une période de 30 ä 60 secondes.
Le verre est enlevé, rince à l'eau, et ensuite immerge dans un bain de polissage chimique contenant 10% d'acide fluorhydrique et 4% d'acide sulfurique dans de l'eau, pendant 2 minutes ä la temperature ambian- te, et ensuite de nouveau rince. Une micrographie electro-
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nique de la surface resultante ä une échelle telle qu'in- tiquée correspondant ä un grossissement d'environ 1000 fois est représentée à la figure 4. Celle-ci montre une population dense de piqures superficielles qui ont un
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profil arrondi avec une dimension maximum infrieure & 5um et une profondeur de l'ordre de 0, 4um. I1 n'est pas possible de disposer un disque de 5mm (5um x 1000) sur la figure 4 sans chevaucher au moins deux piqures.
Le graphique de la figure 5 montre, sous forme d'un pourcentage de la lumière incidente normale : en TT, la quantite de lumière totale transmise ise à
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différentes longueurs d'ondes en TD, la quantité de lumiere diffuse transmise ä ces longueurs d'ondes en RT, la quantité de lumière totale réfléchie à ces longueurs d'ondes, et en RD, la quantité de lumière diffuse réfléchie ä ces longeurs d'ondes.
On notera que la proportion de lumière transmise de manière diffuse décrofît avec l'augmentation de la longueur d'onde dans 1a gamme visible.
La feuille de verre étiré sodo-calcique traitée de la manière décrite dans cet exemple presente les propriétés optiques suivantes, intégrées sur le spectre visible : Facteur de transmission totale 89,48% de la lumière incidente normale Facteur de transmission diffuse 45, 61% de la lumière incidente normale
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50, 97% de la lumiere transmise Facteur de réflexion totale 7,96% de la lumière incidente normale Facteur de réflexion diffuse 7, 58% de la lumière incidente normale
95, 23% de la lumière transmise
On notera que la réflexion totale est tres peu differente de celle qui serait attendue pour une feuille non traitée, mais que, tandis qu'avec une feuille non traitée, substantiellement toute la lumière réfléchie serait réfléchie spéculairement,
moins de 5% de la luiere réfléchie sont réfléchis spéculairement avec une feuille traitée selon cet exemple L'angle de dispersion de la lumière qui est transmise de maniere diffuse à la surface matée du verre est superieur ä 100.
On a trouve qu'un objet dispose a plusieurs metres derrière le verre peut être observé ä travers le
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verre substantiellement sans perte de résolution d'image.
EXEMPLE 3
Une feuille de verre étiré sodo-calcique de 1,04mm cl'épaisseur est. soumise aux traitements de lavage initial à l'acide, de recouvrement par de la glycérine et de rinçage, ainsi qu'on l'a décrit dans l'exemple 2, et subit ensuite une attaque corrosive pendant moins d'une minute ä la temperature ambiante dans un bain contenant une solution aqueuse de bifluorure d'ammonium (150 à 200g/1). Le verre est enlevé, rincé a l'eau, et ensuite Immergé dans un bain de polissage chimique contenant en volume 10% d'acide fluorhydrique et 5% d'acide sulfurique dans de l'eau, pendant 3 minutes ä la température ambian- te, et ensuite de nouveau rince. La structure superfi- cielle de la feuille est très similaire à celle représen-
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tee ä la figure 4.
La feuille ainsi traitée a un facteur de transmission lumineuse totale tres élevé, évalué à 93,40%, et un facteur de transmission diffuse de 40,97% de la lumière visible incidente normale. L'angle de dispersion de la lumière qui est transmise de manière diffuse à la surface attaquée du verre est superieur à 100.
On a de nouveau trouvé qu'un objet dispose plusieurs metres derrière le verre peut etre observé ä travers le verre substantiellement sans perte de résolution d'image.
En variante de chacun des exemples ci-dessus, l'étape d'attaque corrosive est exécutée au moyen de bifluorure de sodium ou de bifluorure d'ammonium au lieu de bifluorure de potassium. Ceci donne des résultats très similaires.
Dans une autre variante, le verre traité est ensuite trempé chimiquement pour augmenter sa résistance au choc mécanique. Ceci ne fait pas de difference appréciable sur les propriétés optiques du verre.
Un article en verre maté selon l'Invention est utile en toutes circonstances où du verre maté connu peut etre utilise, excepté lorsqu'un tel verre maté connu est
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utilisé pour empêcher la vision ä travers lui. Des exem- ples d'utilisation d'articles en verre mates selon l'invention sont, entre autres, des écrans anti-reflet pour des encadrements de photos ou des montures de diapositives pour réduire des effets nuisibles, par exemple des effets d'interference, dus à la reflexion spéculaire ä la surface de la feuille. Un tel verre peut également être utilisé dans des cas où du verre mata connu anterieurement serait inappropri en raison de la distance entre la feuille et un objet qu'elle protégerait. Par exemple, une feuille matée selon l'invention peut être utilisée pour une vitrine d'exposition.
D'autres exemples d'utilisation de verre maté selon l'invention sont des écrans de tubes cathodiques, des cadrans 'instruments, y compris des verres de montre, et tels que des écrans pour dispositifs d'affichage à cristaux liquides ou pour dispositifs à diodes luminescentes.
Du verre maté selon 1'invention est particulièrement avantageux pour etre utilisé dans des cellules photovoltaïques, spéclalement celles à silicium amorphe. Dans une telle cellule, une feuille de verre qui a été matée sur une de ses faces ou sur les deux faces peut être revêtue de couches successives d'oxyde d'etaln dope, de silicium amorphe et d'un conducteur réfléchissant tel que de l'aluminium. De la lumière diffuse pénétrant dans la couche de silicium suit un chemin de plus grande longueur, en augmentant ainsi le rendement de la formation de paires electron-trou sans augmenter l'épaisseur de la couche de silicium et donc sans augmenter la probabilité qu'un électron qui vient d'être libéré ne soit piégé avant qu'il pulsse migrer vers une couche conductrice.
Pour une intensite donnée de lumière Incidente, le taux de conversion de la cellule est de cette maniere augmenté par rapport A celul d'une cellule comportant du verre non traité.