BE1018074A3

BE1018074A3 - Structure adhesive a cristaux liquides.

Info

Publication number: BE1018074A3
Application number: BE2008/0198A
Authority: BE
Inventors: Robert G Stocq
Original assignee: Mactac Europ Sa
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2010-04-06
Also published as: EP2260084A2; EP2260084B1; US20110007253A1; WO2009121498A3; WO2009121498A2

Abstract

Structure adhésive à cristaux liquides comprenant une première et une deuxième parois, en polymère transparent entre lesquelles se trouve une émulsion de cristaux liquides et éventuellement deux électrodes d'oxyde d'indium dopées à l'étain ainsi qu'une structure autoadhésive comprenant un adhésif sensible à la pression.

Description

“Structure adhésive à cristaux liquides.”

La présente invention se rapporte à une structure adhésive permettant d’opacifier un support transparent.

On connaît des structures adhésives opacifiantes prévues pour être, par exemple, posées sur des fenêtres afin de permettre une certaine intimité.

Par exemple, pour les fenêtres de salle de réunion, de salle de bain, de bureau, de séjour, de cabinet de médecin, lorsqu’il n’est pas souhaitable d’exposer l’intérieur de ces pièces à la vue de tous, il est connu, généralement, d’apposer des adhésifs opacifiants, simulant un aspect sablé du vitrage.

Malheureusement, par exemple pour une salle de réunion ou dans le cas de parois de séparation de bureaux ou de cabinet de dentiste ou de médecin, il serait souhaitable que les parois vitrées redeviennent transparentes afin de savoir si oui ou non la pièce ou la zone est libre ou occupée ou pour faire rentrer la lumière du jour si nécessaire. Toutefois, avec de tels adhésifs opacifiants connus, on ne peut se permettre de les ôter à chaque fois, les adhésifs étant prévus pour résister à long terme à des conditions relativement extrêmes (U.V., gel, humidité...). Par exemple, lorsqu’un utilisateur appose un tel adhésif opacifiant sur la vitre d’une salle de bain, l’adhésif doit résister à la haute humidité de la pièce ainsi qu’à la température extérieure qui peut aller de -20°C à +50°C. Si l’utilisateur souhaite regarder la lumière du jour, il n’est pas possible de retirer l’adhésif opacifiant.

Une alternative qui a été imaginée est de placer des stores. Toutefois, les stores accumulent de la poussière (ce qui n’est pas toujours approprié dans des milieux hospitaliers) et ne donnent pas un aspect de finition impeccable.

En outre, on connaît également des vitrages appelés vitrages intelligents tels que ceux divulgués par EP 823613. Les vitrages de EP 823613 comprennent des cristaux liquides feuilletés dans un double vitrage et comprenant un revêtement électrochrome ou un revêtement viologène. Sous l’effet d’une tension, les cristaux liquides s’orientent dans une direction particulière rendant le vitrage transparent. Lorsque la tension n’est plus appliquée, le vitrage redevient opaque.

Malheureusement, de tels vitrages sont très très coûteux et leur installation est très longue et complexe, la manipulation de ces vitrages, lourds et fragiles est une étape délicate.

En outre, de tels systèmes ne sont pas adéquats pour opacifier des vitrages existants, ce qui signifie que si l’on souhaite modifier un vitrage pour le rendre parfois opaque, parfois transparent, il faut alors le remplacer. En outre, dans certains cas, il n’est carrément pas possible de placer de tels vitrages, par exemple là où des parois de plexiglas sont avantageuses comme dans les salles de réunion où la taille peut être agrandie ou réduite à l’aide de panneaux de plexiglas coulissant dans des rails. De tels panneaux ne pourraient pas être en verre à cause de leurs poids. De même, dans les ambulances, un double vitrage est difficile à adapter.

L’invention a pour but de résoudre ce problème en procurant une structure adhésive peu coûteuse, particulièrement aisée à placer, qui peut passer de l’état opaque à l’état transparent et qui peut être placée sur tout type de support transparent existant, plan, courbe, convexe, concave ou toute surface irrégulière.

A cet effet, la structure adhésive selon l’invention comprend - une première et une deuxième parois, en polymère transparent flexible présentant chacune une surface externe et une surface interne, - une émulsion de cristaux liquides, entre lesdites surfaces internes de ladite première et ladite deuxième paroi, - un revêtement protecteur, recouvrant ladite surface externe de la première paroi, - une structure autoadhésive transparente comprenant un adhésif sensible à la pression, et résistante aux U.V., recouvrant ladite surface externe de ladite deuxième paroi.

Dès lors, la structure adhésive à cristaux liquides selon l’invention peut être placée sur un vitrage existant ou sur une paroi transparente grâce à l’adhésif sensible à la pression parfaitement transparent sans perte de visibilité significative.

Une telle structure peut être utilisée autant dans des applications telles que celles appropriées pour les vitrages intelligents ainsi que pour des écrans de rétroprojection ou les deux ensembles, comme on le verra plus en détails ci-après.

Lorsqu’un utilisateur entend rendre une paroi (verre, quartz, plastique) parfois transparente, parfois opaque, il suffit d’apposer la structure selon l’invention par simple pression. Le poids de la structure adhésive selon l’invention est très significativement réduit et dès lors le placement largement simplifié.

Comme écran de rétroprojection, ladite structure sera apposée sur un support en verre ou en matériel synthétique ou naturel transparent (plexiglas, quartz) par collage à l’aide de l’adhésif. Ensuite, lorsque l’image est projetée de l’arrière, elle diffuse au travers des cristaux liquides dans toutes les directions. Les cristaux liquides, n’étant pas soumis à un champ électrique, prennent une orientation aléatoire. L’image ainsi obtenue présente une résolution particulièrement élevée due à la présence de cristaux liquides dans la structure adhésive selon l’invention, apposée sur le support rigide, et l’image est visualisée de manière optimale sans que l’observateur ne doive se trouver parfaitement en face du support.

Dans une forme de réalisation préférentielle, ladite structure autoadhésive comprend une couche dudit adhésif sensible à la pression d’une épaisseur de 5 à 75 pm, de préférence de 15 à 45 pm et plus préférentiellement, de 20 à 30 pm.

Au-delà de cette épaisseur, la qualité de la transparence n’est plus acceptable.

De préférence, ledit adhésif comprend un absorbeur d’U.V., ce qui permet de protéger les parois de la structure en polymère transparent flexible contre l’action des U.V. qui est connue pour dégrader les matières plastiques comme le polyéthylène téréphtalate (PET).

Dans une forme avantageuse de l’invention, ledit adhésif est choisi parmi un adhésif à base d’acrylique, un adhésif à base de caoutchouc, un adhésif à base de silicone, un adhésif à base de polyuréthanne, leurs dérivés ou leurs mélanges, en base de solvants organiques, en base aqueuse, ou encore sans solvant à l’état fondu, plus particulièrement, ledit adhésif étant choisi dans le groupe constitué d’une résine autoadhésive autoréticulable à la chaleur, à base d’un copolymère acrylique en solution dans un mélange de solvants organiques, une résine autoadhésive réticulable par addition d’isocyanate, une résine autoadhésive réticulable par addition d’acétylacétonate d’aluminium, une résine autoadhésive réticulable par addition d’acétylacétonate de titane, à base d’un copolymère acrylique, en solution dans un mélange de solvants organiques, les copolymères acryliques en dispersion aqueuse.

Les polymères à base d’acrylique sont préférés pour lutter contre les U.V. tout en présentant une transparence parfaite qui ne nuit donc pas à la visibilité soit au travers de la structure lorsque les cristaux liquides sont soumis à un champ électrique, soit lors de la rétroprojection d’une image.

Par exemple, ledit adhésif est à base d’acrylate de 2-éthyl-hexyle, d’acrylate de butyle, d’acétate de vinyle, d’acide acrylique, de leurs isomères, dérivés ou de leurs mélanges.

Avantageusement, ledit adhésif comprend en outre un ou plusieurs additifs choisis dans le groupe constitué des résines collantes, des antioxydants, des plastifiants, des pigments et analogues.

Dans une forme particulière de l’invention, la structure adhésive comprend en outre un substrat protecteur, par exemple siliconé, sur ledit adhésif, du côté opposé à la surface externe de ladite deuxième paroi.

Avantageusement, la structure adhésive selon l’invention comprend en outre sur ledit adhésif, du côté opposé à la surface externe de ladite deuxième paroi : - un film de silicone à valeur de release moyenne ou élevée, c’est-à-dire comprise entre 5 et 200 centiNewton(cN)/25 mm suivant la méthode FINAT n°3 (FTM3), plus particulièrement entre 20 et 150 cN/25 mm suivant la méthode FINAT n°3 (FTM3) et - un adhésif permanant ou enlevable, de préférence enlevable.

Dans cette forme de réalisation avantageuse selon l’invention, la structure adhésive, par exemple utilisée comme écran de rétroprojection, peut être décollée et repositionnée ailleurs indéfiniment, tout en assurant un collé impeccable par la couche de silicone à valeur de release moyenne ou élevée.

En particulier, des résultats particulièrement satisfaisants ont été obtenus avec un film de silicone ayant une valeur de release de 30 cN/25mm suivant la méthode FINAT n°3 (FTM3).

Par valeur de release, on entend : «Force nécessaire pour séparer (délaminer) le protecteur siliconé du frontal adhésivé».

Par méthode FINAT n°3 (FTM3), on entend une méthode qui définit la force requise pour séparer les composants d’un complexe autoadhésif selon un angle constant de 180° et à une vitesse de 300mm/minute. Cette force d’anti-adhérence (délamminage) est exprimée en centiNewton/25 mm ou 50 mm de largeur.

En particulier, dans une galerie commerçante, un écran de rétroprojection doit avantageusement pouvoir être déplacé en fonction de la promotion qui y est affichée ou du décor projeté, par exemple lors de différents évènements.

Un autre exemple est l’utilisation de la structure adhésive en tant qu’écran sur lequel un décor de théâtre ou de film est rétro projeté étant donné la résolution élevée des images rétro projetée.

Particulièrement, ledit revêtement protecteur comprend un ou plusieurs éléments choisis dans le groupe constitué d’un revêtement anti-griffes ou un revêtement antireflet.

De cette façon, la structure adhésive collée sur un support transparent est protégée contre les griffes dues au passage, au nettoyage, ou comprend un revêtement mat, sous la forme d’une couche matte adhésive pour éviter les reflets.

Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, la structure adhésive selon l’invention comprend entre lesdites première et deuxième parois, de part et d’autre de ladite émulsion, une première et une deuxième électrode optiquement transparente agencée pour être reliée à une source de courant, ladite émulsion de cristaux liquides étant prévue pour atteindre une orientation ordonnée particulière laissant passer la lumière sous l’effet d’une tension appliquée auxdites électrodes et pour récupérer une orientation aléatoire, opaque à la lumière lorsque la tension électrique est coupée.

En particulier, ladite électrode est choisie parmi une électrode organique transparente telle qu’une électrode de PEDOT/PSS (poly-3-4-éthylène-dioxythiophène / poly(styrène sulfonate)) ou une électrode minérale transparente telle qu’une électrode à métaux de valence nulle comme Al, Ag, Au et analogues ou une électrode d’oxydes métalliques comme une électrode d’oxyde d’indium dopé à l’étain ou dopé au zinc (Sn02/ln203, par exemple à 1/9, ou ZnO/ln2C>3).

En outre, de manière avantageuse, lesdites première et deuxième électrodes sont reliées à une source de tension par, au moins, une paire d’éléments conducteurs, comprenant en particulier un adhésif électriquement conducteur ou un ruban de cuivre enduit d’un adhésif électriquement conducteur.

De préférence, la structure selon l’invention comprend un évidement sur une épaisseur de ladite structure, à mi-chair, dans laquelle ledit élément conducteur est disposé, et donc mis en contact avec une seule des 2 électrodes transparentes, l’autre ayant été enlevée par la formation dudit évidement.

De plus, avantageusement, la structure selon l’invention comprend un scellage périphérique étanche.

D’autres formes de réalisation de la structure adhésive selon l’invention sont mentionnées dans les revendications annexées.

La présente invention se rapporte également à une utilisation de la structure adhésive à cristaux liquides selon l’invention sur un support transparent ou un vitrage tel qu’un vitrage d’une fenêtre, d’une paroi de séparation, d’une vitrine, de véhicule, de cadres et toute surface transparente, ledit vitrage étant en verre ou en plastique.

En outre, la présente invention se rapporte à une utilisation de la structure adhésive à cristaux liquides selon l’invention comme écran de rétroprojection.

D’autres formes de réalisation de la structure adhésive suivant l’invention sont indiquées dans les revendications annexées.

D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et en faisant référence aux dessins annexés.

La figure 1 est une vue en coupe d’une structure adhésive selon l’invention.

La figure 2 est une vue en coupe d’une structure autoadhésive à appliquer sur une structure flexible à cristaux liquides.

La figure 3 illustre une forme de réalisation d’un procédé de fabrication de la structure adhésive suivant l’invention.

La figure 4 illustre une vue en coupe d’un dispositif d’une structure adhésive selon l’invention dans laquelle les contacts entre les électrodes d’oxyde d’indium dopé à l’étain sont reliés ensembles par un adhésif conducteur électrique.

La figure 5 illustre une forme de réalisation particulière de la structure flexible selon l’invention raccordée à une source de courant.

Les figures 6a à 6d, sont des détails du scellage de la structure adhésive selon l’invention.

La figure 7a est une forme de réalisation particulière du scellage de la structure adhésive selon l’invention.

La figure 7b est une variante d’une forme de réalisation de la structure adhésive selon l’invention, au niveau du scellage.

La figure 8 illustre un complexe autoadhésif particulier utilisable avec une structure flexible à cristaux liquides pour obtenir une structure adhésive selon l’invention réutilisable indéfiniment.

La figure 9 représente une structure adhésive selon l’invention, indéfiniment réutilisable, utilisée comme écran de rétroprojection.

Comme on peut le voir à la figure 1, la structure adhésive selon l’invention comprend une première et une deuxième parois en polymère transparent flexible 3, plus particulièrement, en polyéthylène téréphtalate (PET) de 175 micromètres d’épaisseur. Ces deux films présentent chacun une surface externe ainsi qu’une surface interne chacun. De l’oxyde d’indium dopé à l’étain 2 a ensuite été déposé sous vide sur la face interne de chaque première et deuxième paroi de polyéthylène téréphtalate pour constituer des électrodes transparentes 2. Les électrodes transparentes 2 présentent une épaisseur de 200 nanomètres et une résistivité de 100 ohm par carré A l’intérieur des deux films de polyéthylène téréphtalate 3 (PET) et au contact des électrodes transparentes d’oxyde d’indium dopé à l’étain 2, se trouve une matrice polymère transparente 1 dans laquelle sont dispersées des gouttelettes de cristaux liquides.

Avantageusement, les cristaux liquides sont choisis dans le groupe constitué de cristaux liquides nématiques, à isotropie diélectrique positive, en particulier des cristaux liquides de type NCAP (Nematic curvilinearily aligned phases) ou de type PDLC (polymer disperse liquid cristal) et des polymères à cristaux liquides cholestériques.

La structure adhésive selon l’invention comprend en outre une structure autoadhésive 4 transparente, comprenant une couche dudit adhésif sensible à la pression 7, revêtue d’une couche de silicone 5 sur laquelle un film de polyéthylène téréphtalate ou de polyester protecteur 6 est encore appliqué. L’ensemble constitué par la couche de silicone 5 (présentant de préférence 1 pm d’épaisseur) et du film protecteur 6 (de préférence de 36 pm d’épaisseur) constitue ce que l’on appelle le dos protecteur 5 et 6 de la structure adhésive.

Sous tension, en général à 110 volts alternatifs, les cristaux liquides 1 s’orientent selon un axe privilégié, ce qui autorise la vision. Hors tension, les cristaux liquides ne sont plus alignés et le film devient diffusant (laiteux), ce qui empêche la vision. L’indice ordinaire de réfraction des cristaux liquides (No) doit être égal à l’indice du polymère de la matrice formant l’émulsion de cristaux liquides NP.

Comme on l’a mentionné précédemment, le film de polyéthylène téréphtalate 3 de la structure flexible à cristaux liquides qui est exposé à l’atmosphère lorsque le produit est appliqué sur un substrat 13 (en général du verre) sera de préférence enduit d’une couche antigriffes présentant une épaisseur de préférence de 1 à 10 microns et de manière plus préférentielle de 2 à 6 microns afin d'éviter la formation de griffes à la surface du polyéthylène téréphtalate 3 lors des différentes manipulations tels que le placement, le nettoyage, etc.

La structure adhésive selon l’invention, sera débarrassée de son dos protecteur constitué de la couche de silicone et de polyéthylène téréphtalate 5 et 6 et sera appliqué sur un substrat transparent 13 existant à l’aide d’une simple pression. La couche antigriffes susdite est généralement composée d’une résine acrylique ou de différents types de copolymères (acrylique, polyuréthanne, polyéthylène téréphtalate) réticulables par U.V. Ces différentes résines réticulables par U.V. contiennent en général des agents chimiques tels que des nanoparticules de silice, d’alumine et/ou d’oxyde de zinc, du silicone, de l’absorbeur U.V., un agent de réticulation, et analogues.

Cette couche, généralement à base de solvant organique, est enduite sur le film de polyéthylène téréphtalate 3, à l’aide d’un cylindre gravé, séché dans un four thermique, et ensuite réticulé sous des lampes U.V.

Comme on l’a déjà mentionné précédemment, la structure flexible à cristaux liquides (3, 2, 1) selon l’invention est rendue autoadhésive par l’adjonction d’une structure appelée structure auto-adhésive 4. Cette structure auto-adhésive, recouvre ladite face externe de la deuxième paroi 3. La structure auto-adhésive 4 est constituée d’au moins une couche d’adhésif sensible à la pression 7 qui est protégée par un substrat protecteur siliconé constitué des couches 5 et 6 déjà appelées précédemment dos protecteur. La couche d’adhésif sensible à la pression 7 présente une épaisseur comprise dans la plage allant de 10 à 50 microns, de préférence, dans la plage comprise entre 20 et 30 microns. Cette couche d’adhésif sensible à la pression 7 devra être résistante aux ultraviolets et présenter une transparence optique optimale.

En outre, elle concernera un absorbeur U.V. permettant d’agir comme filtre anti U.V. et protégera par conséquent les films polyéthylène téréphtalate 3 ainsi que l’émulsion de cristaux liquides 1 de l’agression des rayons ultraviolets.

Cette couche d’adhésif 7 peut être à base d’acrylique, de caoutchouc, de silicone, de polyuréthanne. Ils peuvent être également à base de solvant organique, à base aqueuse, sans solvant, par exemple à l’état fondu. Les résines auto-adhésives auto-réticulables à la chaleur, à base d’un copolymère acrylique en solution dans un mélange de solvants organiques, les résines auto-adhésives réticulables par addition d’isocyanate ou d’acétylacétonate d’aluminium ou d’acétylacétonate de titane, à base d’un copolymère acrylique en solution dans un mélange de solvant organique, les copolymères acryliques en dispersion aqueuse, de préférence qui ne blanchissent pas au contact de l’eau sont particulière préférentiels pour former la couche d’adhésif. Les monomères acryliques étant à cet effet de préférence, de l’acrylate de 2-éthyl-hexyle, de i l’acrylate de butyle, de l’acétate de vinyle et de l’acide acrylique.

Ces résines peuvent contenir un ou plusieurs additifs tels que des résines assurant un collage, des antioxydants, des plastifiants, des pigments et analogues.

Dans une forme de réalisation particulière, la couche d’adhésif pourra être directement enduite à l’état liquide par exemple, en solution dans un solvant organique ou dans un mélange de solvants organiques, ou encore en émulsion dans l’eau ou sous forme solide, c’est-à-dire sous la forme d’un adhésif sans solvant qui est coulé à chaud ; sur le film de polyéthylène téréphtalate du complexe de cristaux liquides selon l’invention.

Dans une variante selon l’invention, la couche d’adhésif pourra être transférée à l’état sec sur ce même film de polyéthylène téréphtalate 3 décrit ci-dessus (sur la face externe de la deuxième paroi, au moyen d’un laminateur en ligne ou hors ligne). La couche adhésive 7 pourra être, bien entendu, de type permanent, semi-permanent ou enlevable.

A titre d’exemple, l’adhésif permanent MI319 (disponible auprès de la société MACtac Europe) est particulièrement préférentiel car il présente une transparence optique, une résistance à la chaleur, une résistance aux U.V. élevée et possède un filtre anti-U.V. efficace. L’adhésif acrylique permanent MI319 est constitué d’u.n copolymère acrylique de poids moléculaire très élevé (dont la masse moléculaire est d’environ 1.000.000, en particulier 970.000) en solution dans un mélange de solvants organiques (composé d’acétate d’éthyle, d’acétone et d’heptane). Cet adhésif contient un antioxydant de type phénolique de formule chimique 1,3,5-triméthyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-benzène.

En outre, cet adhésif comprend un absorbeur d’U.V. de formule chimique 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-6-dodécyl-4-méthylphénol ainsi qu’un agent réticulant qui est de l’acétyl acétonate d’aluminium en solution dans un mélange de toluène, de méthanol et de 2,4-pentanedione.

La viscosité à l’induction est de 1.400 cps et l’extrait sec représente 31,5 % en poids par rapport au poids humide de la formule adhésive susdite.

Comme on l’a mentionné précédemment, l'adhésivation de la structure flexible à cristaux liquides peut être réalisée en ligne sur une machine d’enduction, mais également hors ligne à l’aide d’un laminateur.

Une des structure auto-adhésives particulièrement préférentielle est représentée à la figure 2. Dans cette forme de réalisation, la structure autoadhésive 4 comprend une deuxième couche d’adhésif sensible à la pression 7 (par exemple de l’adhésif MI319). Entre les deux couches d’adhésif 7, un film de polyester ou de polyéthylène téréphtalate ultratransparente est disposé.

En outre, de part et d’autre des couches d’adhésifs sensibles à la pression 7 se trouvent deux films de polyéthylène téréphtalate externes 6 présentant une épaisseur préférentielle de 36 microns, légèrement laiteux. Sur la face interne de chaque film de polyéthylène téréphtalate se trouve un film de silicone 5, d’une épaisseur préférable de 1 micron. Sur chaque face de silicone non en contact avec le polyéthylène téréphtalate, se trouve ledit adhésif 7 sensible à la pression, en particulier la résine MI319 telle que décrite précédemment. Cette résine présente une valeur de release de 3 à 8 centiNewton/25mm selon la méthode FINAT n°3 (FTM3). Au cours du processus de laminage, et tel que décrit à la figure 3, un des dos protecteurs composé du film de polyéthylène téréphtalate 6 et de la couche de silicone 5, est détaché et enroulé sur lui-même alors que la couche adhésive 7 mise à jour est mise en contact par le lamineur avec le film de polyéthylène téréphtalate 3 de la deuxième paroi de la structure flexible à cristaux liquides 1.

Le substrat protecteur siliconé (5+6) appelé également dos protecteur, sera généralement constitué par un film plastique 6, par exemple du polyester, d’une épaisseur variant de 12 à 100 microns, de préférence de 25 à 40 microns, et siliconé sur une face par une couche de silicone 5 d’environ 1 micron d’épaisseur. Le film de polyéthylène téréphtalate 6 ne doit pas nécessairement être de qualité ultraclaire, mais peut être également laiteux, comme on l’a déjà mentionné ci-avant.

Le choix d’un protecteur de type plastique de type PET (polyéthylène téréphtalate) est dicté par le désir d’obtenir une surface silicone la plus lisse possible et p?r conséquent une surface adhésive glacée, obtenue en retour, par contact intime avec la couche de silicone ultralisse 5. Cet aspect glacé de la surface de l’adhésif 7 permet une excellente transparence optique lors de son adhésion sur un substrat transparent 15 tel qu’une paroi en verre, une paroi de plexiglas ou toute autre paroi de plastique transparent ultraclaire.

Des protecteurs de type non plastique, comme par exemple du papier, peuvent également convenir mais ils conduiront beaucoup plus difficilement à l’aspect miroir glacé désiré pour la structure adhésive.

Comme on l’a déjà mentionné précédemment, la structure adhésive selon l’invention peut ne pas comporter d’électrode d’oxyde d’indium dopé à l’étain, dans le cas particulier où l’on entend utiliser la structure adhésive selon l’invention apposée sur une paroi de verre ou de plexiglas transparente afin d’obtenir un écran de rétroprojection.

Cette utilisation particulière de la structure adhésive selon l’invention sera décrite plus en détail plus loin.

Dans une autre utilisation de la structure adhésive selon l’invention, la structure adhésive, apposée sur une paroi de verre ou de plexiglas 15, permet d’obtenir une paroi qui est tantôt transparente, tantôt opaque. De nombreux avantages sont liés à une telle paroi, en particulier, dans le cas de salles de réunion, de cabinets médicaux, de bureaux à plateaux nécessitant des séparations à certains moments sporadiques, dans les vitrines des commerçants, sur les vitrages des ambulances, etc. De nombreuses applications existent et ne sont clairement pas à démontrer.

Dans ce cas, pour que le produit illustré à la figure 1 puisse être « actif », c’est-à-dire devenir transparent à la lumière, il est nécessaire d’appliquer une tension alternative de 110 volts qui orientera tous les cristaux liquides dans la même direction et permettra la visibilité au-travers de la structure adhésive selon l’invention. Cette tension sera donc appliquée aux bornes des deux couches d’oxyde d’indium dopé à l’étain 2 qui cloisonnent la couche d’émulsion de cristaux liquides 1. La connexion électrique sur chaque borne de l’électrode d’oxyde d’indium dopé à l’étain s’effectuera par l’apposition, en particulier, d’un ruban de cuivre 9 enduit d’un adhésif électriquement conducteur, à la fois au travers de son épaisseur (c’est-à-dire selon l’axe couramment appelé Z) et dans son plan (plan déterminé par les axes X et Y).

Ceci est particulièrement illustré à la figure 4. Ces adhésifs sont généralement chargés en particules de nickel, d’argent, ou en fibres de carbone. Ce type de ruban adhésif électriquement conducteur 9, placés dans les axes X, Y, Z de la structure adhésive selon l’invention, sont commercialement disponibles, par exemple, auprès des sociétés 3M, E-SONG, ou encore Füll Bond Tape Corp.

Comme on peut le voir à la figure 4, la structure flexible à cristaux liquides selon l’invention a été fraisée à mi-chair. A la figure 4, la structure flexible à cristaux liquides a été découpée à mi-chair de part et d’autre de l’épaisseur, des deux bords opposés. Dans une variante, la structure flexible à cristaux liquides peut être découpée à mi-chair, de part et d’autre de l’épaisseur, sur une demi-longueur d’un bord. Dans la partie découpée, on a placé un adhésif conducteur 9, sur la surface de l’électrode d’oxyde d’indium dopé à l’étain 2. Cette découpe à mi-chair peut être réalisée soit par des machines à molette en particulier celles commercialisées par les sociétés Zünd (Suisse) ou Graphitronix (France) soit par des machines utilisant des rayons lasers telles que celles commercialisées par la société Laser & Physics (Corée).

Etant donné que l’émulsion de cristaux liquides 1 est sensible à l’humidité lorsque cette dernière est soumise à une tension d’environ 110 volts alternatifs, il est nécessaire de sceller le pourtour de la structure flexible de cristaux liquides à l’aide d’un produit étanche à l’humidité 10.

La figure 5 illustre une structure flexible suivant l’invention dans laquelle les électrodes d’oxyde d’indium dopé à l’étain 2 sont reliées à une alimentation électrique V alternative.

Les détails du scellage 10 sont illustrés aux figures 6a, 6b, 6c et 6d. Les côtés qui comprennent l’adhésif conducteur 9 permettant de mettre en contact les deux électrodes d’oxyde d’indium dopé à l’étain 2 sont situés au côté A et C de la structure adhésive selon l’invention.

Dès lors, dans ce cas, l’agent de scellage 10 permet d’assurer l’étanchéité du dispositif selon l’invention.

Sur les côtés B et D, l’adhésif conducteur n’est pas nécessaire. Dès lors, sur ces côtés, comme on peut le voir aux figures 6b et 6d, le scellage 10 maintient l’isolation entre les deux électrodes et l’extérieur.

D’autres types de recouvrement par un agent de scellage peuvent être envisagés. Ces recouvrement par des agents de scellage sont illustrés aux figures 7a et 7b. La forme de réalisation décrite à la figure 7a est réalisée par trempage à une profondeur d’environ 7 mm de la structure flexible adhésive selon l’invention, comprenant des cristaux liquides, dans un bain contenant l’agent de scellage 10. A la figure 7b, l’agent de scellage est constitué par une utilisation d’un adhésif spécialement conçu pour faire une barrière à l’humidité. Par exemple un adhésif constitué d’aluminium adhésivé 10.

Il est à noter que le scellage des bords B et D de la figure 5 pourrait se faire simplement en utilisant une machine à mâchoire qui scellerait à chaud les deux bords non revêtus d’adhésif électriquement conducteur. En ce qui concerne l’agent chimique de scellage tel que celui utilisé dans la forme de réalisation illustré à la figure 7a, c’est par exemple un système chimique photoréticulable, à la lumière ou plus généralement aux U.V. De tels systèmes chimiques réticulables peuvent être de base acrylique, en silicone, en polyuréthanne ou analogues.

Comme agent de scellage, on a obtenu de très bons résultats en utilisant de la silicone réticulable aux U.V. (par exemple, le système silicone de la société Momentive. Un tel système à base de silicone est basé sur une résine photoréticulable aux U.V., ne nécessitant pas d’atmosphère inerte.

Le polymère UV 9400 (de viscosité égale à 300 cp) a été appliqué tout le long du bord à sceller. 3 % de photo-initiateur U.V. 9390C ont été ajoutés au polymère avant son application. Le bord enduit de cette silicone a été placé sous lampe U.V. pendant 3 minutes (Phillips TL 20W/05 ; λ = 365 nanomètres).

La souplesse du polymère réticulé a été avantageusement améliorée en ajoutant du polymère UV 9700 (de viscosité 5.000 cp) à raison de 10 à 20 % en poids par rapport au poids total de la composition adhésive. En outre, l’accrochage du polymère réticulé sur le film de polyéthylène téréphtalate 3 a été amélioré en y ajoutant un promoteur d’accrochage (Anchorsil 9000 disponible auprès de la société Momentive à raison de 2 à 5 % en poids).

Lorsque le système est alimenté par du courant afin d’obtenir tantôt une structure adhésive opaque et tantôt une structure adhésive transparente, l’alimentation est réalisée à l’aide d’un transformateur AC 220 volts/110 volts ; 50/60 hertz, générant une tension alternative sinusoïdale de 110 volts.

Cette tension sinusoïdale de 110V est transformée ensuite en une tension d’alimentation d’ondes carrées dont l’amplitude est de 110V et la fréquence de 100 hertz (Hz).

Afin d’éliminer les effets capacitifs du système à CL, une tension nulle pendant 1,7 milliseconde sera avantageusement imposée au cours de chaque inversion de polarité.

La mise sous tension se fera par passage par 0 volt.

La source de tension d’ondes carrées V est reliée d’une part à la première électrode d’oxyde d’indium dopé à l’étain 2 au moyen d’un fil conducteur 18a relié au premier ruban de cuivre recouvert d’adhésif conducteur 9. D’autre part, la deuxième électrode d’oxyde d’indium dopé à l’étain 2 est reliée à la source de tension V au moyen d’un autre fil conducteur (conventionnel) 18b relié au deuxième ruban de cuivre recouvert d’adhésif conducteur 9.

Afin d’éviter toute électrocution lors du nettoyage du produit placé sur une fenêtre ou si par inadvertance la structure adhésive à cristaux liquides devait être percée par un objet électriquement conducteur (métallique tel qu’une paire de ciseaux ou tout autre objet courant), un système de protection, en particulier un différentiel de 30 milliampères par exemple, spécialement conçu à cet effet devra être disposé à l’entrée du système à structure adhésive à cristaux liquides.

Le système d’alimentation (la source de tension alternative V) est avantageusement équipé d’un protecteur contre les surtensions ainsi que d’un inhibiteur d’étincelles. La structure adhésive selon l’invention est complètement déchargée lorsqu’elle est mise à l’arrêt.

Dans une forme de réalisation préférentielle, le système d’alimentation peut être mis en fonctionnement ou à l’arrêt à l’aide d’une commande à distance.

La consommation électrique de la structure adhésive à cristaux liquides selon l’invention est de 0,2 A/m2

Comme on l’a mentionné précédemment, et comme illustré à la figure 9, on peut avantageusement utiliser la structure adhésive i selon l’invention pour de la rétroprojection. Dans ce cas, même si les électrodes d’oxyde d’indium dopé à l’étain peuvent être présentes, elles ne sont en aucun cas nécessaires.

Pour des raisons de facilité de production, la même structure adhésive à cristaux liquides peut être produite et commercialisée à des fins de rétroprojection ou pour fabriquer des écrans sur des plaques en verre qui seront parfois opaques, parfois transparentes. Dans ce cas, même si la structure adhésive à cristaux liquides selon l’invention comprend des électrodes d’oxyde d’indium dopé à l’étain 2 parfaitement transparentes, elles ne seront par exemple, . pas raccordées à une source d’alimentation. En outre, étant donné que les cristaux liquides sont utilisés de manière non orientée, c’est-à-dire opaque, le fait que les électrodes soient parfaitement transparentes ne revêt plus une importance considérable. Nous parlerons dans ce cas-ci d’une forme de réalisation inactive de la structure adhésive selon l’invention et donc ne demandant pas d’être mise sous tension.

Bien entendu, dans certaines applications, la structure adhésive pourra être utilisée aux deux fins combinées en servant d’une part d’écran de rétroprojection et, d’autre part, d’écran opaque ou transparent de séparation (fixe ou mobile), comme dans des salles de réunion, de séminaire ou de formation.

Dans la seule forme de réalisation inactive, la structure adhésive selon l’invention ne doit pas forcément comporter d’adhésif électro conducteur, ni de système de scellage. Bien entendu, la structure adhésive selon l’invention peut comporter le cuivre et l’adhésif électriquement conducteur ainsi que le scellage mais ce n’est en aucun cas nécessaire.

L’avantage d’utiliser une structure adhésive à cristaux liquides à apposer sur une surface transparente telle qu’un plexiglas ou une plaque de verre réside dans le fait que non seulement des cristaux liquides donnent une meilleure définition de l’image, mais surtout l’image pourra être parfaitement visionnée, quelque soit l’angle d’incidence. En effet, dans cette forme de réalisation, l’angle de vue est de pratiquement 180 degrés.

Sans tension, les cristaux liquides sont orientés de manière aléatoire et diffusent de la lumière dans toutes les directions et ceci, de manière homogène. Dès lors, selon l’invention, ce produit dit inactif, constitue à merveille un écran pour de la rétroprojection.

La figure 9 illustre une forme de réalisation particulière de la structure adhésive selon l’invention comme écran de rétroprojection. Comme on peut le voir, une image est rétroprojetée à l’aide du rétroprojecteur 16 afin que l’observateur 17 puisse la visionner de manière optimale. Dans cette forme de réalisation, le revêtement antigriffes 15 mentionné précédemment a été ici remplacé par un produit autoadhésif 14,15 constitué d’un film de chlorure de polyvinyle transparent 15, mat de 70 micromètres d’épaisseur, muni au dos d’une couche d’adhésif enlevable 14.

Ce film de chlorure de polyvinyle transparent mat 15 est utilisé en particulier dans le domaine de la photographie comme un produit de laminage antireflet. Ce chlorure de polyvinyle présente également une bonne résistance aux griffes. Par conséquent l’application d’un tel film sur la structure adhésive à cristaux liquides suivant l’invention, du côté de l’observateur 17, permettra à ce dernier de ne pas être dérangé par les reflets venant de sources lumineuses parasites du côté de l’observateur 17.

La structure auto-adhésive 4, utilisée dans la forme de réalisation illustrée à la figure 9 est illustrée plus en détail à la figure 8.

La structure adhésive selon l’invention, utilisée comme écran de rétroprojection, comporte un adhésif 7 permanent, semi-permanent ou enlevable, comme on l’a vu précédemment par exemple à la figure 1 ou 2.

Dans la forme de réalisation particulièrement préférentielle illustrée à la figure 9, l’écran de rétroprojection est réutilisable à l’infini, ce qui signifie qu’il peut être déplacé et repositionné ultérieurement autant de fois que le consommateur le souhaite.

Le complexe adhésif illustré à la figure 8 comprend une succession des couches suivantes :

Le complexe adhésif de la figure 8 comprend deux dos protecteurs chacun constitué d’un film de polyester 6 présentant une épaisseur de 36 micromètres, légèrement laiteux, contre lequel se trouve un film de silicone 5 ayant une épaisseur de 1 micromètre et une valeur de release faible.

A titre d’exemple, on utilisera un silicone acrylé, réticulable par U.V. sous atmosphère d’azote comprenant un mélange de résine ainsi qu’un photo initiateur. Lorsque le premier dos protecteur est retiré, oar exemple en vue d’apposer le complexe adhésif sur le polyéthylène :éréphtalate 3 de la structure flexible à cristaux liquides, la première souche d’adhésif 7 est mise à jour. La couche d’adhésif 7 est disposée sur un film de polyéthylène téréphtalate, ayant par exemple une épaisseur 36 pm, ultraclair 8, qui adhère lui-même à un film de silicone à valeur de release 11. Contre ce film de silicone 11, se trouve la deuxième couche d’adhésif 7 constituée d’un adhésif acrylique permanent comprenant un copolymère acrylique de poids moléculaire élevé environ 106) en solution dans un mélange de solvants organiques d’acétate d’éthyle, d’acétone et d’heptane. Cet adhésif 7 contient en outre un antioxydant de type phénolique, un absorbeur U.V. ainsi qu’un réticulant tel qu’on l’a mentionné précédemment en faisant référence à la figure 1.

Sur cette couche d’adhésif acrylique permanent, on trouve ensuite un autre film de polyester, 8, ayant une épaisseur préférentielle de 36 micromètres, ultraclair. Par exemple, on utilisera, comme silicone à valeur de release moyenne ou élevée, un silicone réticulable thermiquement par polyaddition (disponible auprès de la société Dow Corning) comprenant un polydiméthyl siloxane muni d’un agent réticulant ainsi que d’un catalyseur. L’autre film de polyester 8 est à son tour revêtu d’une couche d’adhésif 12 qui est un adhésif enlevable ou permanent ou semi-permanent. L’adhésif, de préférence enlevable, est revêtu du deuxième dos protecteur pelable susdit, composé du film de silicone 5 de 1 micromètre à valeur de release faible tel que mentionné précédemment ainsi que d’un film de polyester 6, légèrement laiteux. Un tel produit très transparent permet d’associer un panneau transparent tel que du polycarbonate à un panneau de verre ou tout autre panneau de matière plastique transparente.

L’adhésif acrylique 7 préférentiel selon l’invention (MI319) présente une valeur de release de 3 à 8 cN par 25 mm FTM3. En outre, le film de silicone 11 présente une valeur de release moyenne comprise dans la plage allant de 20 à 40 cN par 25 mm selon la méthode FINAT N°3 (FTM3). De préférence la valeur de release vaut environ 30

Lorsque le complexe adhésif illustré à la figure 8 est apposé sur la structure adhésive selon l’invention, on obtient le montage illustré à la figure 9. Comme on peut le constater, la structure adhésive à cristaux liquides a été apposée sur une paroi de verre ou de plastique ultratransparente 13 à l’aide du complexe adhésif illustré à la figure 8.

Comme on peut le constater à la figure 9, les éléments constituant le bloc X peuvent se détacher du reste grâce au film de silicone 11 à valeur de release moyenne ou élevée, de préférence moyenne.

Par conséquent, la structure flexible à cristaux liquides selon l’invention, munie de son film antireflet 15 est récupérée et peut être replacée sur un autre substrat de verre ou de plastique par l’intermédiaire d’un autre complexe adhésif tel que mentionné à la figure 8.

Bien entendu, il est possible selon l’invention d’obtenir une version active de l’écran pour rétroprojecteur. Dans ce cas, il suffit d’utiliser la structure illustrée à la figure 6 et de la placer sur un substrat de verre ou de plastique à l’aide du complexe illustré à la figure 8. Cette version pourrait par exemple être mise à profit sur des fenêtres de bâtiments administratifs ou de sociétés voire encore des vitrines de magasins. Elle pourrait servir d’écran de promotion publicitaire. En journée, le produit jouerait le rôle de rideau électronique. Sous tension, la vision au travers du substrat de verre serait parfaite due à la transparence de la structure adhésive selon l’invention. Hors tension, la lumière serait tamisée dû à l’opacité de l’écran. Le soir, dès que la lumière du jour disparaît, on mettrait alors le système hors tension et l’on pourrait projeter, de l’intérieur du bâtiment, des images, des textes, des films publicitaires à l’attention des passants dans la rue.

En outre, ces espaces consacrés à la publicité pourraient être programmés dans le temps et à distance.

Il est bien entendu que la présente invention n’est en aucune façon limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.

Par exemple, les épaisseurs des différentes couches peuvent varier ainsi que leur composition, pour autant que la transparence nécessaire soit obtenue. De même, sur les figures, les épaisseurs de couches illustrées sont arbitraires et ne doivent pas être considérées comme limitatives.

Claims

1. Structure adhésive à cristaux liquides comprenant - une première et une deuxième parois (3), en polymère transparent flexible présentant chacune une surface externe et une surface interne, - une émulsion de cristaux liquides (1), entre lesdites surfaces internes de ladite première et ladite deuxième paroi (3), - un revêtement protecteur, recouvrant ladite surface externe de la première paroi, - une structure autoadhésive transparente (4) comprenant au moins une couche d’un adhésif sensible à la pression (7), et résistante aux U.V., recouvrant ladite surface externe de ladite deuxième paroi.

2. Structure adhésive à cristaux liquides selon la revendication 1, dans laquelle ladite structure autoadhésive (4) comprend au moins une couche dudit adhésif sensible à la pression (7) d’une épaisseur de 5 à 55 pm, de préférence de 15 à 45 pm et plus préférentiellement, de 20 à 30 pm.

3. Structure adhésive à cristaux liquides selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle ledit adhésif (7) comprend un absorbeur d’U.V.

4. Structure adhésive à cristaux liquides selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle ledit adhésif (7) est choisi parmi un adhésif (7) à base d’acrylique, un adhésif (7) à base de caoutchouc, un adhésif (7) à base de silicone, un adhésif (7) à base de polyuréthanne, leurs dérivés ou leurs mélanges, en base de solvants organiques, en base aqueuse, ou encore sans solvant à l’état fondu, plus particulièrement, ledit adhésif étant choisi dans le groupe constitué d’une résine autoadhésive autoréticulable à la chaleur, à base d’un copolymère acrylique en solution dans un mélange de solvants organiques, une résine autoadhésive réticulable par addition d’isocyanate, une résine autoadhésive réticulable par addition d’acetylacétonate d’aluminium, une résine autoadhésive réticulable par addition d’acétylacetonate de titane, à base d’un copolymère acrylique, en solution dans un mélange de solvants organiques, les copolymères acryliques en dispersion aqueuse.

5. Structure adhésive à cristaux liquides, selon la revendication 4, dans laquelle ledit adhésif (7) est à base d’acrylate de 2-éthyl-hexyle, d’acrylate de butyle, d’acétate de vinyle, d’acide acrylique, de leurs isomères, dérivés ou de leurs mélanges.

6. Structure adhésive à cristaux liquides selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle ledit adhésif (7) comprend en outre un ou plusieurs additifs choisis dans le groupe constitué des résines collantes, des antioxydants, des plastifiants, des pigments et analogues.

7. Structure adhésive à cristaux liquides selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la structure adhésive (4) est revêtu en outre d’un substrat protecteur (5 et 6), par exemple siliconé, du côté opposé à la surface externe de ladite deuxième paroi.

8. Structure adhésive à cristaux liquides selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite structure autoadhésive transparente (4) comprend deux couches dudit adhésif sensible à la pression (7) entre lesquelles un film de polyester ou de polyéthylène téréphtalate ultratransparant (8) est agencé.

9. Structure adhésive à cristaux liquides selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant en outre, sur ledit adhésif (7) du côté opposé à la surface externe de ladite deuxième paroi (3) : - un film de silicone à valeur de release moyenne ou élevée, c’est-à-dire comprise entre 5 et 200 cN/25 mm selon la méthode FINAT n°3 (FTM3), plus particulièrement entre 20 et 150 cN/25 mm suivant la méthode FINAT n°3 (FTM3), et - un adhésif permanant ou enievable, de préférence enlevable.

10. Structure adhésive à cristaux liquides selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit revêtement protecteur comprend un ou plusieurs éléments choisis dans le groupe constitué d’un revêtement anti-griffes et d’un revêtement antireflet (15).

11. Structure adhésive à cristaux liquides selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant entre lesdites première et deuxième parois (3), de part et d’autre de ladite émulsion (1), une première et une deuxième électrodes transparentes (2) agencées pour être reliées à une source de courant (V), ladite émulsion de cristaux liquides (1) étant prévue pour atteindre une orientation ordonnée particulière laissant passer la lumière sous l’effet d’une tension appliquée auxdites électrodes et pour récupérer une orientation aléatoire, opaque à la lumière lorsque la tension appliquée est nulle.

12. Structure adhésive à cristaux liquides selon la revendication 11, dans laquelle ladite électrode (2) est choisie parmi une électrode organique transparente telle qu’une électrode de PEDOT/PSS (poly-3-4-éthylène-dioxythiophène / poly(styrène sulfonate)) ou une électrode minérale transparente telle qu’une électrode à métaux de valence nulle comme Al, Ag, Au et analogues ou une électrode d’oxydes métalliques comme une électrode d’oxyde d’indium dopé à l’étain ou dopé au zinc (Sn02/ln203, par exemple à 1/9, ou Zn0/ln203).

13. Structure adhésive à cristaux liquides selon l’une des revendications 11 ou 12, dans laquelle lesdites première et deuxième électrodes (2) sont reliées à une source de tension par au moins une paire d’éléments conducteurs (9), comprenant en particulier un adhésif électriquement conducteur ou un ruban de cuivre enduit d’un adhésif électriquement conducteur.

14. Structure adhésive à cristaux liquides selon la revendication 13, comprenant un évidement sur une épaisseur de ladite structure, à mi-chair, dans laquelle ledit élément conducteur (9) est disposé.

15. Structure adhésive à cristaux liquides selon l’une des revendications précédentes, comprenant un scellage périphérique étanche (10).

16. Utilisation de la structure adhésive à cristaux liquides selon l’une des revendications 1 à 15, sur un vitrage ou un support transparent (13), tel qu’un vitrage d’une fenêtre, d’une paroi de séparation, d’une vitrine, de véhicule, de cadres et toute surface transparente, ledit vitrage étant en verre ou en plastique.

17. Utilisation de la structure adhésive selon l’une des revendications 1 à 16, comme écran de rétroprojection.