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Article en verre présentant une faible réflexion spéculaire.
La présente invention se rapporte à un article en verre présentant un chemin, par lequel la lumière peut parvenir à un observateur, (ci-après dénomme "chemin lumineux") qui traverse au moins une région de surface sur 1'6tendue de laquelle le verre est maté de teile sorte que la réflexion spéculaire de cette région matée est affaiblie.
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On sait que la lumière est réfléchie à la limite entre deux milieux d'indices de réfaction différents. En supposant que les milieux sont suffisamment épais pour que les phénomènes d'interference puissent être ignorés, Ja quantité de lumière incidente normale qui sera réfléchie sera approximativement [ (nI - 02) J (n. + n2)]-, où n1 et n2 sont respectivement les indices de réfraction des deux
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milieux. Dans le cas de l'interface verre/air, on peut écrire n < et n2 == 1, et = 1, 5l'expression indique ainsi qu'environ 4% de la lumière incidente sous une direction perpendiculaire sur tout interface verre/air seront réfléchis A cet interface, et environ 8% seront réfléchies sur les deux faces d'une feuille de verre dans l'air.
Cette réflexion 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 éléments d'affichage à diodes émettrices de lumière, et plus particulièrement ceux recouvrant des éléments d'affichage à cristaux liquides ; des écrans de tubes cathodiques, par exemple des écrans de télévision et des écrans de moniteurs d'ordinateurs ; et des feuilles de verre mises dans des encadrements pour proteger une photographie, une peinture ou un dessin.
Puisque c'est l'image de la source lumineuse sur le verre qui donne naissance à des problèmes lorsqu'on regarde au travers du verre, il a été proposé de réduire, non pas la quantité totale de lumière qui est rééchie, mais plutôt la proportion de lumière réfléchie qui est réfléchie spéculairement. A titre d'exemple, il est connu d'attaquer la surface du verre de manière à la rendre mate, en y créant une population dense de piqûres qui dispersent la lumière réfléchie en surface. Il en résulte qu'une proportion élevée de cette lumière est réfléchie de manière diffuse plutôt 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 également la lumière transmise par le verre, et une partie de la lumière transmise à travers une teile surface matée sera
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également transmise de manière diffuse. Ceci peut être un désavantage important si b on desire regarder un objet ou une image disposé à 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 écrans de télévision, spécialement ceux de grande dimension qui sont disponibles commercialement, peuvent souvent avoir un verre frontal de plusieurs centimètres d'épaisseur, ou posséder un écran phosphorescent disposé à plusieurs centimètres derrière le verre frontal de l'écran, et un traitement de matage execute sur la face extérieure de l'écran pourra nuire de ce fait à la résolution de l'image formée sur le revêtement phosphorescent déposé sur la face intérieure de
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l'écran,
La présente invention a pour objet principal un article en verre pourvu d'un chemin lumineux qui présente une faible reflexion spéculaire sur au moins une de ses faces à une extrémité de ce chemin lumineux,
sans empêcher une bonne résolution optique d'un objet ou d'une image examine par transparence et qui soit simple et peu onéreux.
La présente invention se rapporte à un article en verre présentant un chemin, par lequel la lumière peut parvenir à un observateur, (ci-après dénommé "chemin lumineux") qui traverse au moins une région de surface sur l'étendue de laquelle le verre est maté de teile sorte que la réflexion spéculaire de cette région matée est affaiblie, caractérisé en ce que ce chemin lumineux traverse une couche superficielle formée sur l'étendue d'une zone du verre de manière à réduire la réflexion lumineuse totale de cette zone du verre.
L'article en verre selon l'invention est très efficace par le fait qu'il présente deux actions complémentaires de réduction de la reflexion spéculaire qui donne naissance à des images parasites ou à du reflet. La région matée du verre n'a pas, en soi, nécessairement d'effet sur la proportion totale de lumière incidente qui y est réfléchie, mais elle augmente la proportion de lumière qui est réfléchie de manière diffuse au détriment de la proportion réfléchie de manière spéculaire. De
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ce fait, le reflet est atténué puisque la lumière est dispersée. La dite couche superficielle atténue également le reflet parce que la quantité totale de lumière réfléchie est réduite.
L'article selon l'invention réduit donc d'une part la proportion de lumière réfléchie de manière spéculaire et atténue d'autre part la quantité totale de lumière réfléchie. La combinaison de ces deux actions différentes agissant simultanément procure des propriétés anti-renet particulièrement efficaces.
L'invention a aussi l'avantage, moyennant un dosage judicieux de la réduction de la réflexion totale d'un part et de la réflexion spéculaire d'autre part,
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de présenter un bon compromis entre la propriété anti-reflet de l'article et la bonne résolution optique d'un objet ou d'une image examiné par transparence au travers de l'article. En effet, l'action sur la réflexion totale au moyen de la dite couche superficielle permet une réduction appréciable des reflets sans perte de résolution optique.
La région matée du verre a par contre l'avantage de diffuser une partie de la lumière incidente, ce qui évite de trop perturber la luminance visuelle particulière d'un objet examiné par transparence au travers de l'article ou de trop atténuer une image lumineuse formée sur une des faces de l'article. Ceci est particulièrement avantageux dans le cas d'écrans pour tubes cathodiques, tels des écrans de télévision ou de moniteur vidéo pour ordinateur ou les écrans pour distributeurs automatiques de billets ho l'extérieur des banques, ainsi que les claviers à touches capacitives d'introduction de données pour ces distributeurs. La perception des caractères ou des images formes sur le tube cathodique est moins perturbée par l'éclairage du local ou l'éclairage naturel.
De même un objet que l'on soumet à un 6clairage bien spécifique dans le but de produire un effet optique particulier, placé d'un côté de l'article selon l'invention, pourra être examine par transparence avec moins de perturbation provenant de l'éclairage environnant
La présente invention offre également un bon compromis entre une propriété anti-reflet acceptable pour l'utilisation choisie et un coût peu élevé de l'article, ainsi qu'une simplicité de fabrication de celui-ci.
En effet, l'obtention de l'effet souhaité uniquement par formation de couches superficielles appropriées, par exemple par dépôt de couches successives présentant un gradient negatif d'indices de réfraction, peut conduire rapidement à des surcots de production importants ainsi qu'éventuellement à une grande complexité de réalisation par la nécessité de mettre plusieurs couches de matière différentes du verre. Le matage de
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la surface du verre est simple et conduit à un article peu onéreux, mais il présente le risque de réduire la résolution optique. En combinant les effets de la formation d'une telle couche superficielle et du matage d'une région du verre, l'article selon la présente invention satisfait à un compromis très avantageux sur le plan commercial.
Eu égard aux difficultés déjà signalées de résolution d'une image au travers d'un article en verre mate, il est quelque peu surprenant que l'on choisisse un article en verre pourvu d'une région de surface matée qui est traversée par le chemin lumineux. En fait, la diffusion de la lumière par la surface matée n'est pas nuisible à une bonne résolution dans de nombreux cas. On a soulevé le problème de I'utilisation d'un écran de télévision dont la surface extérieure est matée. Un article selon l'invention peut facilement être utilise en tant qu'écran de télévision en disposant la region matée du verre à l'intérieur du tube cathodique.
Parce que de
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cette manière la du verre est en contact avec la phosphorescente, la diffusion d'une image formée sur cette matière phosphores- cente est à peine visible. Une faible réflexion sur la surface extérieure d'un tel écran peut etre assurée en y formant une dite couche superficielle.
Une region de la surface du verre peut être matée en y formant une phase vitreuse contenant une dispersion de très petits cristaux de dioxyde de silicium qui sont capables de diffuser de la lumière, ou en y formant un revêtement contenant deux phases dispersées différentes dont l'une peut être éliminée facilement. Par exemple, pour obtenir une face du verre matée, on peut utiliser un
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verre à séparation de phases tel un borosilicate par exemple, eventueUcment sous la forme d'une couche vitreuse déposée sur un verre sodocalcique ordinaire au moyen de la technique de dépôt sol-gel. On réalise une séparation de phases finement dis- persées par un traitement thermique puis on attaque chimiquement une des phases pour réaliser une surface poreuse diffusante.
On préfère toutefois l'obtenir au moyen d'une attaque du verre sodocalcique ordinaire avec une solution acide, en général à base d'acide fluorhydrique, pour former des piqûres superficielles car c'est une solution simple et économique. On peut éventuellement ajouter de la silice à
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cette solution acide de manière à générer un dépôt de très petits grains de Si02 dispersant la lumière. De préférence, au moins une dite région matée est occupée par une population de piqûres superficielles qui matent le verre, puisque ceci peut être réalisé simplement et de manière économique.
Dans les formes préférées de realisation de l'invention, les piqûres superficielles de la dite population ont une surface si faible et un profil tel que des caractères dactylographiés, d'une taille de 10 caractères/25, 4 nun restent clairement discernables lorsqu'ils sont regardés le long du dit chemin lumineux avec la surface portant ces caractères maintenue à une distance de 10 cm de la surface portant la population de piqûres superficielles. Des caractères majuscules d'une taille de 10 caractères/25, 4 mm occupent une surface carrée de 2, 5mm de côté.
Cette particularité assure une résolution optique tout-à-fait satisfaisante dans la
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plupart des cas d'utilisation. Une région matée occupée par une telle population de piqûres superficielles peut par exemple constituer la surface externe d'un large écran de télévision. En effet, cette distance de 10 cm entre la dite region matée de l'article selon l'invention et l'objet ou l'image à examiner est largement suffisante pour que l'article constitue un écran placé devant un tube cathodique par exemple ou devant un tableau de bord de véhicule, ou constitue un cadran pour appareil de mesure. Grâce à cette résolution optique, la perception de l'image ou de l'objet examiné n'est aucunement déformée.
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Un verre maté procurant une teile résolution et son procédé de fabrication sont décrits dans la demande de brevet britannique NO la demanderesse le 8 avril 1986, dont la description est insérée dans la présente demande par référence.
Avantageusement, la dite face matée est occupée par une population de piqûres superficielles qui ont une superficie si faible qu'un disque de lOum de diamètre ne peut y etre dispose sans chevaucher au moins deux piqûres. Dans les formes préférées de réalisation de l'invention, une telle face matée est occupée par une population de piqûres superficielles qui ont une superficie si faible qu'un disque de 5pm de diamètre ne peut y être disposé sans chevaucher au moins deux piqûres. En pratique, ces essais sont effectués sur des micrographies, prises par exemple sous un grossissement de 1000 fois. La présence d'une population dense de piqûres 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 à travers l'article.
Plus petites sont les piqures, moindre est l'effet de l'augmentation de la distance entre l'article et un objet regardé à travers cet article sur l'aisance avec laquelle des détails de l'objet peuvent être résolus par un observateur.
Pour certaines applications particulières telles que les écrans pour moniteur vidéo, les exigences de qualité optique sont relativement strictes.
Cest pourquoi, de préférence, la surface de la dite région matée présente un brillant total, sous une incidence de 60 , inférieur à 60 unites définies selon la norme ASTM D523, et de préférence inférieure à 45 unites. Un brillant (ou "gloss") aussi faible assure à rarticle selon une propriété anti-reflet suffisante pour qu'il soit utilisé comme écran pour moniteur vidéo d'ordinateur. 11 peut dès lors être conforme aux normes d'utilisation de ces appareils, assurer un confort visuel agréable et réduire la fatigue éprouvée suite à une utilisation prolongée.
Avantageusement, la dite couche superficielle, qui est traversée par le dit chemin lumineux, comprend une matière qui présente un indice de réfraction dont la valeur éuivalente est comprise entre les valeurs de l'indice de réfraction pour le verre et pour le milieu qui est en contact avec cette couche superficielle.
L'expression'valeur de l'indice de réfractiont1 que la couche est constituée d'une matière qui possède réellement un indice de réfraction compris entre celui du verre et celui du milieu en contact avec cette couche, ou que la couche est formée de telle manière qu'elle possède le meme effet optique qu'une couche possédant un tel indice de réfraction intermédiaire. Cest sous cette forme
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que l'article selon l'invention est particulièrement intéressant pour être utilisé optiquecomme cadran d'appareil de mesure, écran pour tube cathodique ou pour tableau de bord de véhicule.
Selon une forme préférée de réalisation de l'invention, la dite couche superficielle comprend un revêtement superficiel déposé sur le verre, constitue d'une matière dont l'indice de réfraction est compris entre celui du verre et celui d'un milieu qui est en contact avec la dite couche superficielle.
Cest une solution siftre et efficace pour obtenir une faible reflexion lumineuse de la face revêtue. A titre d'exemple, on peut citer des revêtements formés de dioxyde de silicium (SiO) (n= 1, 46), ou d'un polymère à base de silicone
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( ) SiO] ) ou d'un fluorure de magnésium (mg2) (n= ou de cryolithe (Na3AIF..) (n= 1, 33),... On peut également utiliser du 'Teflon" (Marque Déposée) (n= 1, 35) qui a l'avantage de présenter une bonne résistance chimique et qui peut être facilement déposé sous vide ; ainsi que d'autres polymères organiques.
On préfère spécialement choisir l'épaisseur du revêtement pour réaliser l'extinction par interférence de la lumière réfléchie aux deux interfaces ; la quantité de lumière réfléchie peut ainsi être réduite davantage.
On peut aussi constituer un filtre interférentiel en formant un empilage de deux ou plusieurs revêtements différents, ayant des épaisseurs bien choisies dans des tolérances de quelques nanomètres pour réaliser une extinction par interférence. On peut par exemple combiner des revêtements à haut indice de réfraction tel que TiO, Al O ou ZnS avec des revêtements à bas indice de réfraction tel que MgF2 ou l'oxyde de silicium dans des proportions nonstoechiométriques, de teile sorte que la couche superficielle externe soit un revetement à bas indice de réfraction, c'est-à-dire ayant un indice de réfraction intermédiaire entre le verre et I'air.
On peut ainsi utiliser plusieurs combinaisons en alternant les revêtements à indices bas et élevé et les revêtements peuvent aussi être formés d'un mélange approprié de différentes matières pour obtenir un indice voulu.
Le dit revetement anti-reflet peut être déposé sur une face non matée de l'article en verre, mais de préférence, il est déposé sur une dite région matée du verre. Cette disposition permet d'accentuer l'effet anti-reflet de cette region sans affecter sa transparence. Ce résultat est très surprenant parce que l'effet de matage du verre sur la réduction de la réflexion spéculaire peut etre imputable seulement au profil de la surface du verre maté, et on aurait pu penser a priori que le revêtement annulerait ou tout au moins réduirait l'effet diffusant de la face matée en comblant au moins partiellement les piqûres superficielles.
Au contraire, on
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constate que, avec les procédés et l'épaisseur de revêtement normalement utilisés, l'effet diffusant d'une région matée portant un revêtement est légèrement augmenté. La raison de ce phénomène n'est pas claire, mais on pense que ceci est d au fait que les pics sont recouverts par préférence, ce qui entraîne une accentuation des pics par rapport aux creux augmentant ainsi légèrement l'effet diffusant de la lumière rcflechic par cette region. Evidemment, le résultat pratique de cet avantage ne dépend pas de cette théorie, ni d'aucune autre.
De préférence, les régions de surface situées aux extrémités opposées d'un chemin lumineux à travers le dit article sont toutes deux matées. Les deux faces sont ainsi diffusantes ce qui réduit fortement et de manière simple la réflexion spéculaire. On préfère qu'au moins la région de surface de l'article qui, lorsqu'il est utilisé, sera la plus proche de l'observateur, soit matée par une population de piqûres superficielles ayant une surface très petite, ainsi qu'on l'a décrit ci-dessus, afin de conserver une bonne résolution optique, et de préférence, les deux régions
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sont de cette manière. Ces deux régions matées peuvent être surmontées d'un revetement anti-reflet si on le désire.
On notera cependant que de nombreuses matières utilisées pour former de tels revêtements sont susceptibles d'être endommagées, par exemple par abrasion, et afin de conserver les propriétés initiales de l'article, on utilisera de préférence un dit revêtement déposé du côté
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inaccessible, s'il échêt, de l'article,
Pour réduire la reflexion totale de la surface de l'article en verre en agissant seulement sur une couche superficielles dont l'indice réel de réfraction est plus faible que celui du verre, l'idéal serait que cette valeur de l'indice de réfraction réel varie de manière continue entre la valeur correspondant au milieu environnant et la valeur correspondant au verre.
Lorsqu'on utilise un revêtement anti-reflet, ceci supposerait toutefois une infinité de revetements successifs, ce qui est evidemment totalement prohibitif. On peut cependant s'approcher de cette situation idéale au moyen d'une succession de quelques revetements transparents formant un filtre and-reSecHissant interferendel ayant un indice de réfraction variant par échelons depuis l'indice de réfraction propre à la matière vitreuse jusqu'à l'indice de réfraction du milieu en contact avec la couche. Le nombre de revêtements utilisés dépendra de l'effet anti-renet désiré pour la face sur laquelle sont appliqués ces revêtements et du prix consenti pour la mise en oeuvre du revêtement.
Cependant de tels revêtements sont coûteux et parfois difficiles à appliquer, et les matières ayant l'indice de réfraction requis sont souvent plus tendres que le verre, de sorte qu'elles peuvent facilement être abimées par abrasion. La multiplication du nombre de revêtements déposés sur l'article en verre peut
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donc être un handicap.
On a constaté de manière surprenante que l'on peut former une couche anti-reflet non diffusante en traitant la surface du verre elle-même au lieu d'y déposer un revêtement. Dans certaines formes préférées de réalisation de l'invention, la dite couche superficielle, formée sur l'étendue d'une région non matée du verre, comprend de la matière vitreuse qui est gravée pour former un dessin d'allure général en forme de quadrillage dont les mailles ont une dimension inférieure à 0, 5 um, et de preference infeheure ä 0, lum.
U est surprenant qu'un tel traitement n'ait pas tendance à disperser la lumière par des réflexions parasites. En réalité il n'en est rien et, selon une explication probable, la dimension des mailles du quadrillage est si petite qu'elle est inférieure à la longueur d'onde d'au moins une partie du spectre visible, si bien
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qu'on évite ainsi la de la lumière dont la longueur d'onde est supérieure à diffusionla dimension du quadrillage. On croit également qu'en raison de la très petite dimension du quadrillage, la couche, qui consiste en pics de verre résiduel et en rainures (les traits de gravure) remplies du milieu ambiant, peut être traitée comme étant de composition uniforme sur sa surface, cette composition étant effectivement un mélange intime de verre et du milieu ambiant.
De ce fait, la couche a nécessairement un indice de réfraction dont la valeur équivalente est comprise entre les valeurs de l'indice de réfraction du verre et du milieu ambiant.
En outre, il est relativement facile de former de traits de gravure qui ont, en coupe, l'allure générale de triangles, les sommets de ces triangles étant quelque peu arrondis. n résulte de cette conformation en V que la tranche notionnelle de cette couche située au fond de la gravure contient beaucoup de matière vitreuse et peu de milieu ambiant et elle possède donc un indice de réfraction proche de celui du verre. Des strates successives contiendront proportionnellement moins de verre et davantage de milieu ambiant et la couche présentera dès lors un gradient progressif de l'indice de réfraction equivalent bol travers son épaisseur à partir du verre vers le milieu ambiant.
Ceci donne une approximation très tidèle de la situation idéale de réduction de la réflexion en agissant sur l'indice de réfraction d'une couche située à l'interface de deux milieux sans nécessiter la présence d'aucun revêtement depose à cet interface.
La meilleure dimension des mailles du quadrillage dépendra essentiellement de la longueur d'onde du rayonnement auquel est normalement soumis l'article pendant son utilisation. S'il s'agit d'un rayonnement situe dans le domaine allant environ du jaune au proche infra-rouge, une valeur légèrement inférieure à 0, 5 um donne des résultats très appréciables pour l'obtention d'une
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face très peu réfléchissante. Pour obtenir de bons résultats dans le domaine visible en entier, on donne aux mailles une dimension nettement inférieure à 0, 5 um. Dans cette optique, la dimension des mailles du quadrillage est de préférence inférieure à 0,1 m, Gràce à cette faible dimension, on peut éviter l'aspect légèrement bleuté de la face de l'article et obtenir ainsi un aspect incolore.
Pour graver ce dessin dans la couche vitreuse, on peut par exemple déposer une couche de résine photosensible sur la face du verre, appliquer contre cette couche de résine un masque portant l'empreinte du dessin en forme de quadrillage et l'exposer ainsi à une source de rayonnement ultra-violet. Après développement de la résine photosensible à raide du solvant adéquat, la face du verre munie de l'épargne ainsi formée est soumise à l'action d'une solution acide A base d'HF. L'épargne est ensuite enlevée grâce à un décapage pendant quelques minutes avec HN03 fumant. Le dessin est ainsi gravé dans la surface même du verre.
De préférence, le dit dessin est gravé selon une profondeur supérieure à 0, 1 pm. Cette profondeur permet d'obtenir une réduction très appréciable de la reflexion lumineuse de la face gravée. Une gamme de profondeurs adéquates peut entre définie entre O. lpm et lum.
Un article selon l'invention dont une face du verre est matée et dont la face vitreuse opposée est gravée de la manière décrite ci-dessus, présente
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d'excellentes propriétés anti-reflet tout en étant très résistant à t'abrasion et aux agents atmosphériques et relativement peu onéreux eu égard à sa quaLité.
Le verre utilisé pour former l'article peut, si on le désire, être un verre absorbant (quoique évidemment non opaque), par exemple pour regarder des objets très lumineux, afin de réduire la proportion transmise de la lumière. Un tel
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verre a l'avantage d'atténuer la reflexion spéculaire parceptible de la face opposée à l'observateur par le fait de l'absorption de la lumière dans la masse sombre du verre. Par exemple, un écran de tube cathodique peut etre constitué de verre gris possédant un niveau suffisant de transmission lumineuse. De préférence cependant, le verre est un verre clair. Ceci permet une meilleure distinction des objets ou des images observés par transparence au travers de l'artic1e, surtout si ceux-ci sont peu lumineux.
Toutefois, l'utilisation de verre clair rend plus aigu le problème de réflexion spéculaire sur la seconde face de l'ardele, car ü y a tres peu d'absorpdon dans la masse du verre.
Un article en verre selon l'invention peut être constitué de différentes manières. Il peut par exemple comprendre une feuille de verre simple ou un feuilleté constitue de plusieurs feuilles de verre laminées au moyen d'un film
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thermoplastique intercalaire tel que du PVB. L'article peut prendre la forme d'une feuille plate ou bombée, ou il peut être prismatique ou lenticulaire. Par le choix approprié du traitement, on peut utiliser de tels articles en tant que verres pour instruments de mesure ou pour intruments de bord de véhicules, en tant que loupes, verres de lunettes ou de montres, écrans de tubes cathodiques, verres de protection de gravures, et dans des systèmes optiques tels que des jumelles ou des télescopes.
L'invention s'étend A un article en verre tel que décrit ci-dessus qui est constitué en tant qu'écran pour tube cathodique. Ce type d'écran est une application particulièrement intéressante de l'article selon l'invention telle que décrite précédemment Cet écran peut être placé devant le panneau de verre frontal du tube cathodique mais il peut aussi constituer lui-même ce panneau frontal relié au culot pour former l'enveloppe du tube cathodique. D peut aussi etre formé par collage ou laminage de l'article en verre sur le panneau frontal de l'enveloppe du tube cathodique.
Dans certaines formes préférées de réalisation d'un tube cathodique selon l'invention, I'écran porte, sur une partie au moins d'une de ses faces, un revetement conducteur transparent faisant partie d'un circuit de commande ou de contrôle. Ceci permet d'intégrer un moyen de commande sur l'organe servant au controle visuel des opérations en cours, dans le cas d'un moniteur vidéo pour ordinateur par exemple. Un exemple particulier d'application peut notamment se trouver dans le tube cathodique des distributeurs automatiques de billets de banques qui peuvent porter différentes touches de commande disposées A différents endroits de l'écran.
Lorsqu'il est applique sur la majorité de la surface de l'écran, ce revetement peut aussi servir de clavier interactif permettant par exemple de former, de manière interactive, des dessins sur l'Ecran qui sont directement mémorises et exploités par l'ordinateur.
Ce revêtement peut être continu, ce qui permet un déport beaucoup plus simple que si le revêtement doit être déposé sous la forme d'un dessin prédéterminé avec des zones sans revêtement côtoyant des zones qui portent un revêtement. L'endroit de contact du doigt de l'opérateur peut être calculé par voie informatique sur base de la résistance électrique du revêtement conducteur.
De préférence, le dit revêtement conducteur transparent est un revêtement Sn02 ou ITO. Ce sont des revêtements transparents particulièrement bien adapté pour faire partie d'une commande de type capacitif.
Si nécessaire, I'article de verre peut avoir subi, après l'opération de
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matage et avant de déposer un revêtement s'il échut, un traitement de trempe chimique en vue d'améliorer sa résistance à la rupture. De même, le verre peut avoir subi un traitement de désalcalinisation.
Des formes préférées de réalisation de l'invention seront maintenant décrites à titre d'exemple seulement.
Exemple 1.
Une feuille de verre clair étiré sodo-calcique de l, 5mm d'épaisseur
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est soumise, dans le but de la mater, à une étape de lavage à l'acide dans laquelle le verre est lavé avec une solution contenant en volume 1% d'acide fluorhydrique et 6% d'acide sulfurique dans de l'eau, pendant plusieurs minutes A la température ambiante. Après nngage à l'eau, le verre est plongé dans un bain contenant de la glycérine et de I'eau pour laisser un film de glycérine sur la surface du verre. Le verre revêtu de glycérine est ensuite plongé dans un bain d'attaque corrosive contenant une solution aqueuse de bifluorure de potassium (70 à 120g/1) à la température ambiante (approximativement 20 C) pendant une période de 30 à 60 secondes.
Le verre est enlevé, rincé à l'eau, et ensuite immergé dans un bain de polissage chimique contenant 10% d'acide fluorhydrique et 4% d'acide sulfurique dans de l'eau, pendant 2 minutes à la température ambiante, et ensuite de nouveau rincé. Une micrographie électronique de la surface résultante à une échelle correspondant à un grossissement d'environ 1000 fois montre une population dense de piqûres superficielles qui ont un profil arrondi avec une dimension maximum inférieure à 5pm et une profondeur de l'ordre de 0, 4pm. 11 n'est pas possible de disposer sur cette micrographie un disque de Smm (5um x 1000) sans chevaucher au moins deux piqûres.
On a observe qu'un texte ordinaire dactylographié de 10 caractères/25. 4 mm peut aisément être lu à travers le verre maté obtenu, lorsque le texte est maintenu à 60cm de l'oeil, à quelqu'endroit que soit disposé le verre entre l'oeil et le texte, à condition seulement que la feuille de verre et la ligne de vision forment entre elles un angle supérieur à 100.
On a également constaté qu'un objet disposé à plusieurs mètres derrière le verre peut être observe A travers le verre substantiellement sans perte de résolution d'image.
On a mesuré la réflexion spéculaire à 60 de cette feuille de verre au moyen d'un appareil de mesure spécialisé "Glossgard"II, Marque Déposée par la firme Gardner, Bethesda, MD20014 USA, en effectuant la mesure selon la norme ASTM D523. On a obtenu une valeur du brillant total pour les deux faces de 75 unités.
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Sur une des faces de cette feuille de verre, on a formé un revêtement anti-reflet d'environ 95nm constitué de Teflon" (marque déposée) déposé par pulvérisation radio-fréquence sous vide en plasma avec cible magnétron. Le
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brillant mesuré du côté du revêtement anti-reflet est de 35 unités. En prenant la mesure du côté de l'autre face, on obtient 63 unités. Avant d'etre traitée ainsi qu'on le décrit dans cet exemple, la feuille possédait un brillant d'environ 165 uni tés.
L'article ainsi constitué est très approprie pour être utilisé en tant qu'écran pour moniteur vidéo, par exemple d'ordinateur, spécialement lorsque le cöte revêtement est orienté vers l'utilisateur.
Exemple 2.
Une feuille de verre clair sodo-calcique de 2mm d'épaisseur est placée et maintenue verticalement sur un convoyeur animé d'une vitesse de 2 mètres/minute, dans le but de mater une de ses faces par des piqûres superficielles. Pour ne traiter qu'une face on peut par exemple placer deux feuilles dos à dos
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l'une contre l'autre de manière à traiter une seule face de chacune des deux feuilles ä la fois. La feuille est tout d'abord abondamment mouillée par une solution de rinçage contenant 98% d'eau distillée, 1% d'huile et 1% d'un agent tensio-actif détergent, en l'occurence du tripolyphosphate de sodium.
Après
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sèchage partiel pour enlever t'exces de liquide de rinç, de manière à conserver une humidité superficielle résiduelle de 1 gramme/m, la feuille, portee à une etemperature superficielle de 35 C, passe ensuite dans une chambre tunnel dans laquelle on établit un courant d'air et dans laquelle des pulvérisateurs aspergent une de ces faces avec une solution technique ordinaire du commerce à 50% d'acide fluorhydrique de teIle sorte que seules les gouttelettes dont le diamètre est compris entre 100 et 200um viennent en contact avec la face de la feuille, Après un temps d'action d'environ 2'30" de l'acide, la feuille est fortement aspergée d'eau ordinaire et est ensuite sèchée.
La face ainsi matée de la feuille de verre a la propriété de réfléchir la lumière de manière diffuse, tout en restant parfaitement transparente, c'est-à-dire sans affecter la transmission lumineuse. Toute image ou photo placée à moins de 2cm d'une face de la feuille est vue par transparence d'une manière absolument nette, pour tous les angles d'incidence du rayon visuel compris entre 0 et 700 par rapport à la normale.
On a mesure, de la même manière que dans l'exemple 1, la réflexion spéculaire à 600 de cette feuille de verre, côté face matée, et on a obtenu une valeur du brillant total pour la face matée de 86 unités.
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Sur la face matée de cette feuille de verre on dépose un revêtement anti-reflet constitué de MgF2 déposé par évaporation sous vide. Le brillant mesuré du coté de la face matée portant le revêtement est de 50 unités.
En variante de cet exemple, le revêtement anti-re flet est constitué d'un filtre interférentiel à deux constituants TiO-MgF. Le brillant mesuré du côté de la face matée portant ce revêtement est de 45 unités.
Dans une autre variante de ce même exemple, le revêtement anti- re flet constitué de MgF est déposé sur la face lisse de la feuille de verre et une couche SnO2 de 140nm est formée sur la face matée en vue de former une commande interactive pour écran de moniteur vidéo d'ordinateur. Le brillant mesuré du côté de la couche SnO2 est de 110 unités. Une feuille de verre de 2mm d'épaisseur portant une couche SnO2 de 140nm, mais qui, à part cela, n'est pas traitée, possède un brillant total de 270 unités du côté de cette couche.
Exemple 3.
Une des faces d'une feuille de verre clair sodo-calcique de 3mm d'épaisseur est matée par une population de piqdres pyramidales superficielles.
Pour ce faire, après lavage, rinçage et sèchage, on dépose sur cette face un mince film uniforme d'une solution d'attaque acide que l'on laisse agir 20 secondes. Cette solution acide est fabriquée dans les proportions suivantes : 88ml de HF à 70% en solution aqueuse sont portés à 200ml au moyen d'acide sulfurique à 410 Baumé et on y ajoute 30gr de NH4EHF Après quoi le verre est lavé et sèché.
L'autre face de cette feuille de verre a été traitée de la manière suivante.
Sur cette face on a depose une couche de résine photosensible HPR 204 d'Olin-Hunt Chemical. Un masque en quartz portant l'empreinte d'un dessin en forme de quadrillage dont la dimension des mailles est d'environ 0, 3um est appliqué contre la couche de résine et est exposé à une source de rayonnement ultra-violet. Cette opération peut être répétée autant de fois que nécessaire de manière à couvrir toute la face de la feuille par juxtapositions successives.
Remarquons que la marque recouvrait légèrement une zone précédemment exposée lors de chaque nouvelle exposition, et qu'il n'était pas necessaire que les dessins des expositions successives soient parfaitement alignés.
Après développement à l'aide du solvant fourni par la même firme que la résine photosensible, ce qui reste de cette dernière sur le substrat forme une épargne qui protégera certaines portions de la surface de la matière vitreuse vis-à-vis de l'action d'un agent de corrosion, La face munie de l'épargne est ensuite soumise, pendant un peu moins d'une minute, à l'action d'une solution à 1% d'HF
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à 18 OC, suivi d'un rinçage pendant plusieurs minutes. L'épargne est ensuite enlevée grâce à un décapage pendant quelques minutes avec HN03 fumant. Le dessin est gravé dans la surface même du verre. La gravure a une profondeur de 0, 1 um.
Cette face de la feuille de verre présente une réflexion lumineuse, sous incidence perpendiculaire, dans le spectre visible, compris entre 350 nm et 750 nm, inférieure au pourcent, environ 0, 6%, alors qu'elle est d'environ 4% sans
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le dessin gravé.
Le brillant mesuré du côté de la face matée est de 73 unites et de 65 unités lorsqu'il est mesuré du côté de la face quadrillée.
Dans une première variante de cet exemple, une couche Sn02 de 140nm est formée sur la face matée et le brillant mesuré du côté de la couche
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SnO est de 100 unités.
Dans une seconde variante de cet exemple, on dépose sur la face matée un revêtement anti-reflet constitue de MgF et on obtient ainsi un brillant de 30 unites mesuré du côté de la face matée portant le revêtement et de 35 unités lorsqu'il est mesuré du côté opposé.
Dans une autre variante, la face matée l'a été par un procédé semblable au procédé de matage de l'exemple 1 mais dans lequel une seule face de la feuille est traitée. La résolution optique obtenue par transparence est alors nettement plus élevée, tout en obtenant une réflexion spéculaire semblable.
Exempie 4.
Une des faces d'une feuille de verre clair sodo-calcique de 1, 1mm d'épaisseur est matée par des piqûres superficielles de la même manière que pour l'exemple 1. Toutefois, pour éviter toute attaque corrosive de la surface de I'autre
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face de la feuille, elle a été par un vernis que l'on peut peler. De plus, on a laissé agir le bain d'attaque corrosive contenant une solution aqueuse de bifluorure de potassium pendant une période de 20 secondes seulement Les piqûres superficielles ainsi obtenues ont une profondeur de l'ordre de ohm La valeur mesurée pour le brillant côté face matée est de 120 unites. Sur cette face ainsi matée, on a déposé une couche de Si02 de 90nm par évaporation sous vide.
On a trouvé un brillant de 110 unités.
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Cet article en verre selon invention a été utilisé à dtre d'exemple pour former un afficheur A cristaux liquides ferro-électriques pour lequel l'épaisseur de la couche de cristaux liquides est de 1, 5um. Pour ce faire, on a déposé par pulvérisation cathodique sous vide une couche conductrice ITO de 200nm d'épaisseur sur la face matée, et elle a été gravée sous forme de quadrillage pour délimiter les différentes cellules à cristaux liquides.