Brevet FR2373808A1 — publié le 19780707

L'invention a pour objet un dispositif de filtre optique. On contact de nombreuses parois optiques, c'est-à-dire des parois qui sont utilisées pour la propriété qu'elles présentent à l'égard de la lumière. Les plus simples sont constituées par du verre à vitre. On a, depuis longtemps, cherché à obtenir des parois optiques présentant des propriétés différentes à l'égard de la lumière. En dehors de parois de différentes couleurs, on a proposé aussi des parois ayant des propriétés différentes suivant qu'on les observe par une face ou par la face opposée. De telles parois sont utilisées pour garnir les fenêtres et/ou portes de certains locaux en permettant à l'occupant d'avoir une vue sur l'extérieur tandis que, à partir de l'extérieur, il n'est pas possible de voir l'intérieur. L'invention est caractérisée par l'application de cristaux liquides nématiques pour constituer une telle paroi optique. On sait qu'un cristal optique nématique est transparent ou opaque suivant qu'il est ou non soumis à l'action d'un champ électrique. Une telle propriété est utilisée pour l'affichage digital de petites plages accolées subissent des actions électriques différentes, ce qui permet de visualiser un chiffre ou une lettre. Cette utilisation est surtout mise à profit dans l'horlogerie et dans les terminaux d'ordinateurs. L'application selon l'invention se distingue de cette utilisation connue non seulement par le changement d'échelle, mais aussi grâce au fait qu'une paroi selon l'invention est interposée entre une source lumineuse et l'observateur, le plus souvent entre la lumière ambiante régnant à l'extérieur d'un local et le local, mais aussi entre une source lumineuse comme une lampe électrique et l'observateur. L'invention est en outre caractérisée en ce qu'on fait varier le champ électrique de manière à obtenir pour la paroi optique, non seulement la transparence et l'opacité, mais une transmissibilité comprise entre la transparence et l'opacité. Une paroi selon l'invention est applicable avantageusement pour garnir des baies, comme des fenêtres et des portes, et également dans des buts de publicité ou de décoration. La description qui suit, faite à titre d'exemple, se réfère au dessin schématique annexé. Dans une forme de réalisation, le dispositif de filtre optique ou paroi optique comprend une première feuille 1, transparente, et une seconde feuille 2, également transparente. Entre les deux feuilles est présent un cristal liquide nématique 3. L'intervalle entre les feuilles 1 et 2 est compartimenté par des électrodes métalliques minces et on a montré un compartiment 4 limité par les feuilles 1 et 2, par une anode 5 et une cathode 6. En l'absence de tension électrique entre les électrodes métalliques, par exemple en cuivre, le cristal nématique contenu dans le compartiment 4 est transparent. Une différence de potentiel électrique de valeur appropriée fait natte un champ électrique schématisé par les flèches E et rend le cristal liquide opaque. Selon une autre forme de réalisation, le dispositif de filtre optique ou paroi optique comprend, comme dans la réalisation précédente, deux feuilles transparentes parallèles enfermant un cristal liquide nématique, et les électrodes sont constituées par un film mince d'oxyde métallique électro-conducteur transparent déposé sur une face de chacune des feuilles, à savoir la face en contact avec le cristal liquide. De tels films d'oxyde métallique sont par exemple déposés sur chacune des feuilles par pulvérisation cathodique à partir de cathodes métalliques sur la feuille ou substrat dans une atmosphère contenant de l'azote et sous pression réduite, un gaz inerte étant également présent afin d'augmenter le taux de dépôt d'oxyde. De bons depSts de film d'oxyde métallique ont été obtenus en utilisant pour le procédé de pulvérisation une cathode en étain, en indium, en antimoine, en cadmium ou en mélange de ces métaux. Un tel procédé permet d'obtenir des films électro-conducteurs transparents de quelques milliers d'angströms. L'invention prévoit l'interposition dans le circuit électrique 7 contenant la source 8 de tension continue d'un dispositif 9, par exemple un potentiomètre, propre à faire varier la différence de potentiel, permettant ainsi d'obtenir un pouvoir de transmission variable de la lumière entre l'espace placé au-dessus (sur la figure) de la feuille supérieure 1 et l'espace placé audessous de la feuille inférieure 2. L'invention prévoit également, dans une réalisation, de coupler le circuit à une cellule photo-électrique, ce qui permet au dispositif 9 de fournir automatiquement une différence de potentiel particulière fonction de l'intensité lumineuse captée par la cellule. On obtient ainsi une modification automatique de la transparence de la paroi optique en fonction des changements de la luminosité ambiante. Les feuilles 1 et 2 constitutives de la paroi optique peuvent être en verre ou en un matériau thermosoudable, la fabrication du filtre optique étant facilitée dans le dernier cas. Après que la paroi optique ait été réalisée comme indiqué cidessus, elle est hermétiquement fermée sur tous ses côtés. Lorsque les feuilles 1 et 2 sont en verre, la fermeture hermétique peut être réalisée en reliant les feuilles entre elles au moyen, par exemple, d'une fritte de verre. Lorsqu'on utilise pour les feuilles 1 et 2 une matière plastique thermosoudable, lesdites feuilles sont reliées entre elles par soudage l'une à l'autre des feuilles plastiques. Selon un autre développement de l'invention, un colorant, par exemple un colorant dichrolque, est mélangé au cristal liquide maintenu entre les feuilles I et 2. En présence d'une tension électrique entre les électrodes métalliques comme expliqué ci-dessus, le cristal liquide devient opaque mais, au lieu de prendre l'aspect dépoli usuel, le colorant présent lui permet de prendre une couleur particulière, qui dépend du colorant utilisé. On peut ainsi obtenir des parois optiques présentant différents aspects qui peuvent être appliquées à des buts de décoration ou de publicité. XSvSNDICA?IONS 1. Procédé pour faire varier le pouvoir de transmission de lumière entre un premier espace et un second espace, caractérisé par l'application d'une paroi contenant un cristal liquide nématique entre le premier espace et le second espace et soumise à un champ électrique. 2. Paroi optique pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, earactérisee en ce qu'elle comprend deux feuilles transparentes renfermant un cristal liquide nématique, l'intervalle entre les feuilles étant compartimenté par des électrodes, des moyens étant prévus pour établir une tension électrique entre les électrodes. 3. Paroi optique pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication i, caractérisée en ce qu'elle comprend deux feuilles transparentes renfermant un cristal liquide nématique, la face de chacune des feuilles en contact avec le cristal liquide étant re vetue d'un film mince transparent d'oxyde métallique électro-con docteur, des moyens étant prévus pour établir une tension électrique entre les deux films. 4. Paroi selon la revendication 2 ou la revendication j, caractérisée en ce que le cristal liquide est mélangé à un colorant. 5. Paroi selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée en ce que les feuilles sont en matiere plastique thermosoudable. 6. Paroi selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée en ce que les feuilles sont en verre. 7. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication i, caractérisée en ce qu'elle comprend une paroi constituée par deux feuilles transparentes parallèles renfermant un cristal liquide nématique, au sein dudit cristal liquide des électrodes minces et une source de courant continu reliée auxdites électrodes par l'intermédiaire de moyens de commande. 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens de commande consistent en un interrupteur. 9. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens de commande permettent l'établissement entre les électrodes d'une tension continue aux diverses valeurs de laquelle correspondent des pouvoirs de transmission de la lumière différents pour le cristal liquide. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens de commande sont couplés à une cellule photoélectrique de façon à permettre une modification automatique de la transparence de la paroi optique en fonction des changements de la luminosité ambiante.