Brevet FR2798478A1 — publié le 20010316

ECRAN DE VISUALISATION PROTEGE CONTRE L'HUMIDITE ET PROCEDE DE FABRICATION DE L'ECRAN La présente invention concerne les écrans de visualisation parmi lesquels on trouve les écrans à cristaux liquides pour l'avionique. Plus précisément l'invention est relative aux polariseurs utilisés dans les architectures optiques des écrans. Les planches de bord des avions ou des hélicoptères sont de plus en plus équipées d'écrans de visualisation à cristaux liquides en remplacement des écrans de visualisations à tubes cathodiques. En effet les écrans à cristaux liquides sont moins encombrants plus fiables et moins chers que ceux à tubes cathodiques, Sur un écran à cristaux liquides, l'image est affichée à l'aide de points élémentaires colorés ou noirs, non juxtaposés. Les cristaux liquides modulent la lumière les traversant. Un point élémentaire correspond à la lumière transmise à sa face avant par une cellule à cristal liquide éclairée par sa face arrière. Des nombreux écrans de visualisation et en particulier les écrans à cristaux liquides utilisent des polariseurs. La figure 1 montre une vue partielle d'un écran à cristaux liquides 10. L'écran 10 comporte généralement un empilement ayant de l'arrière vers l'avant, un verre de protection arrière 12, un polariseur arrière 14, un premier substrat 16 transparent, une mince couche de cristal liquide 18, un second substrat transparent 20, un polariseur avant 22 et un verre de protection avant 24. Les verres de protection arrière 12 et avant 24 sont optionnels et peuvent donc ne pas être utilisés dans certaines réalisations. Les polariseurs se présentent sous la forme d'un film (ou d'une plaque) constitué de couches (ou feuilles) de plastique de différentes compositions. La figure 2 représente un exemple de réalisation d'un polariseur 30 comportant trois couches empilées, une couche 32 de polyalcoolvinylique (PVA) entouré de part et d'autre par une couche 34 et une couche 36 de triacétate de cellulose (TAC). Le polariseur et plus particulièrement la couche 32 de PVA est très hydrophile et donc particulièrement sensible à l'humidité pouvant provoquer sur le polariseur des dégradations irréversibles (absorption d'eau, blanchiment de la couche de PVA, délaminage des différentes couches). Par ailleurs, le polariseur doit être protégé des manipulations imprudentes pouvant provoquer des traces de doigts et des rayures dans le cas d'une exposition directe à un utilisateur, ce qui est le cas du polariseur avant 22. Afin de protéger le polariseur, on colle habituellement un verre de protection (1 2, 24) sur toute sa surface, ce qui apporte d'une part, un barrage contre l'humidité et d'autre part une sécurisation contre les dégradations lors de sa manipulation. Néanmoins cette protection du polariseur par le collage d'un verre sur sa surface augmente son encombrement et sur certains écrans de visualisation à cristaux liquides, des problèmes d'encombrement rendent désormais impossible le collage du verre de protection 12 sur le polariseur arrière 14 comme dans la structure de l'écran de la figure 1. Des essais en chaleur humide ont montré par ailleurs que l'utilisation de ces polariseurs sans protection aboutissait à une dégradation de leurs performances optiques. Certains polariseurs possèdent une couche de protection supplémentaire, appelée couche dure , sur la surface extérieure du polariseur. Par exemple une telle couche dure peut être réalisée sur la surface externe de la couche 36 en de triacétate de cellulose du polariseur 30 de la figure 2 . L'invention permet de supprimer ou tout au moins réduire notablement la sensibilité à l'humidité des écrans de visualisation comportant au moins un polariseur formé d'un empilage de couches plastiques de différentes compositions dont au moins une des couches est hydrophile, caractérisé en ce que le bord du polariseur est recouvert d'un produit faisant barrière au passage de l'humidité dans le polariseur. En effet dans le polariseur de la figure 2, la couche de PVA est la partie du polariseur la plus sensible à l'humidité et cette couche de PVA prise en sandwich entre les deux autres couches de TAC n'est à découvert qu'au niveau de la tranche 38 (ou bord) du polariseur. Par ailleurs, dans un écran de visualisation à cristaux liquides, le polariseur arrière n'est pas accessible par l'utilisateur et donc non soumis aux risques de rayures ou autres manipulations comme c'est le cas du polariseur avant. Une protection intégrale du polariseur n'est pas dans ce cas nécessaire. L'idée consiste à protéger les polariseurs de la cellule et en particulier le polariseur arrière en déposant au niveau de la tranche 38 du polariseur un produit hydrophobe faisant obstacle au passage de l'humidité dans le polariseur. L'invention propose aussi un procédé de fabrication d'un écran de visualisation comportant au moins un polariseur formé d'un empilage de couches plastiques de différentes compositions dont au moins une des couches est hydrophile, consistant à faire adhérer sur la tranche du polariseur un produit hydrophobe afin de faire barrière à l'humidité, le produit ne modifiant pas les propriétés optiques du polariseur en migrant dans l'empilage optique. Le procédé de fabrication de l'écran de visualisation consiste - à accéder dans une première phase à la tranche du polariseur, soit par le démontage de son support, de l'écran comportant un tel polariseur, soit par Futilisation d'un outillage adapté libérant la tranche du polariseur; - à réaliser dans une deuxième phase, la protection des tranches du polariseur, cette protection étant réalisée par dépôt d'un vernis, sur la totalité du pourtour de l'écran au niveau de la tranche du polariseur, puis séchage du vernis par polymérisation à la température ambiante. Le produit de protection est sélectionné selon un certain nombre de critères, il doit entre autre résister aux solvants de nettoyage du polariseur. Le procédé de protection peut être mis en oeuvre avec n'importe quel type de polariseur à condition que l'accès à la tranche du polariseur soit possible. Cette solution comporte l'intérêt de simplifier la méthode de protection du polariseur et par ailleurs de réduire l'encombrement mécanique de l'écran par rapport aux écrans de l'art antérieur (épaisseur de verre arrière supprimée). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'un écran à cristaux liquides comportant des polariseurs hydrophiles protégés selon l'invention. - la figure 1 déjà décrite représente une structure d'un écran à cristaux liquides selon l'art antérieur ; - la figure 2 déjà décrite représente un polariseur de l'art antérieur ; - les figures 3 et 4 représente des étapes de fabrication d'un écran à cristaux liquides selon l'invention. Les figures 3 et 4 représentent des étapes du procédé de fabrication d'un écran à cristaux liquides comportant des polariseurs sensibles à l'humidité. Dans une première phase, représentée à la figure 3, on réalise un écran à cristaux liquides 40 formé, de l'arrière vers l'avant de l'écran, par l'empilement un polariseur arrière 42, une première couche de verre 44, une couche de cristal liquide 46, une seconde couche de verre 48, un polariseur avant 50 et une couche de verre avant 52. Dans cet écran 40, le verre arrière protégeant le polariseur arrière a été supprimé afin d'obtenir un écran moins épais. Les polariseurs arrière 42 et avant 50 peuvent être réalisés comme le polariseur 30 de la figure 2 comportant trois couches, la couche 32 de polyalcoolvinylique (PVA) entouré de part et d'autre par les couches 34 et 36 de triacétate de cellulose (TAC). Le procédé de protection des polariseurs,peut être aussi applique à des écrans de visualisation de l'art antérieur Montés sur leurs circuits imprimés. Dans cette configuration, la première phase consistera à accéder à la tranche du polariseur, soit par démontage de l'écran à cristaux liquides de son support soit par l'utilisation d'un outillage adapté libérant la tranche de du polariseur tout en minimisant les contraintes sur les éléments de l'écran. Dans une deuxième phase, on réalise la protection des tranches 54, 56 des polariseurs arrière 42 et avant 50 de l'écran 40. La protection est réalisée par dépôt d'un produit hydrophobe, afin de faire barrière à l'humidité, sur la totalité du pourtour de l'écran 40 à cristaux liquide au niveau des tranches 54, 56 respectives du polariseur arrière 42 et du polariseur avant 50. Le dépôt du produit hydrophobe peut être limité à l'épaisseur E des polariseurs. A cet effet on effectue sur le bord de l'écran 40 un premier dépôt Dl (voir figure 4) au niveau de la tranche 54 du polariseur arrière 42 puis un second dépôt D2 au niveau de la tranche 56 du polariseur avant 50 d'un vernis polymérisable, puis on laisse sécher le vernis qui se polymérise à la température ambiante. Ces dépôts peuvent être effectués sous la forme d'un vernissage, soit à l'aide d'une seringue 58, soit à l'aide d'un pinceau, en prenant la précaution de ne pas faire déborder le produit sur les surfaces utiles de l'écran à cristaux liquides. A cet effet on peut utiliser un masque de protection sur les parties non vernies. Les produits déposés sur la tranche du polariseur, faisant obstacle à l'humidité (produits hydrophobes) peuvent être choisis parmi les vernis soit acryliques, soit silicones, polyuréthanes ; on peut aussi utiliser soit des adhésifs thixotropes siliconés soit des scotchs polyuréthane. Les produits les plus performants étant les vernis silicone. La protection de l'écran à cristaux liquides et en particulier la protection des polariseurs a été testée en tenue de la protection et en étanchéité de la protection pour les différents produits hydrophobes : - en chaleur humide à 95% d'humidité et 65 C en température pendant 1000 heures ; - en stockage au chaud à 85*C - en stockage à froid à -55'C ; - aux variations rapides en température ambiante, soit 100C par minute de -55"C à 850C. - En fin des essais aucune dégradation du produit de protection d'une part et du polariseur d'autre part n'a été constatée, validant la bonne tenue chimique des polariseurs selon l'invention. Le procédé de protection selon l'invention permet de protéger des polariseurs très sensibles à l'humidité. Ce procédé est adaptable à tous les types de polariseurs. Une des applications des polariseurs protégés par ce procédé selon l'invention peut être par exemple dans les encapsulation non étanches des écrans de visualisation. REVENDICATIONS 1. Ecran de visualisation comportant au mois un polariseur (14, 22, 30, 42, 50) formé d'un empilage de couches plastiques de différentes compositions dont au moins une des couches est hydrophile (32), caractérisé en ce que le bord (38, 54, 56) du polariseur est recouvert d'un produit faisant barrière au passage de l'humidité dans le polariseur. 2. Ecran de visualisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit déposé sur la tranche du polariseur faisant barrière à l'humidité peut être choisi parmi les vernis soit acryliques soit silicones, soit polyuréthanes. 3. Ecran de visualisation selon la revendication 1, caractérisé en ce. que le produit déposé sur la tranche du polariseur faisant barrière à l'humidité peut être choisi soit parmi les adhésifs thixotropes siliconés soit parmi des scotchs polyuréthane. 4. Ecran de visualisation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche (32) hydrophile du polariseur est en polyalcoolvinylique (PVA) entourée de part et d'autre par une couche (34, 36) de triacétate de cellulose (TAC). 5. Ecran de visualisation selon l'une des revendications 1 à 4 caractérise en ce que l'écran (40) est formé de l'arrière vers l'avant par l'empilement d'un polariseur arrière (42), une première couche de verre (44), une couche de cristal liquide (46), une seconde couche de verre (48), un polariseur avant (50) et une couche de verre avant (52). 6. Procédé de fabrication d'un écran de visualisation comportant au moins un polariseur (30, 42, 50) formé d'un empilage de couches plastiques de différentes compositions dont au moins une des couches (32) est hydrophile, consistant à faire adhérer sur la tranche (38, 54, 56) du polariseur (30, 42, 50) un produit hydrophobe afin de faire barrière à l'humidité, le produit ne modifiant pas les propriétés optiques du polariseur en migrant dans l'empilage optique. 7. Procédé de fabrication d'un écran de visualisation selon la revendication 6 consistant : - à accéder dans une première phase à la tranche (38, 54, 56) du polariseur, soit par le démontage de son support de l'écran de visualisation comportant un tel polariseur, soit par l'utilisation d'un outillage adapté libérant la tranche de du polariseur; - à réaliser dans une deuxième phase, la protection des tranches du polariseur, cette protection étant réalisée par dépôt (Dl, D2) d'un vernis, sur la totalité du pourtour de l'écran de visualisation au niveau de la tranche du polariseur, puis séchage du vernis par polymérisation à la température ambiante. 8. Procédé de fabrication d'un écran de visualisation selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le dépôt du produit hydrophobe est effectué sous la forme d'un vernissage, soit à l'aide d'une seringue (58), soit à l'aide d'un pinceau, en prenant la précaution de ne pas faire déborder le produit sur les surfaces utiles de l'écran cristaux liquides. 9. Procédé de fabrication d'un écran de visualisation selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le dépôt du produit hydrophobe est limité à l'épaisseur (E) des polariseurs.