Brevet FR3082626A1 — publié le 20191220

Dispositif d'affichage et procédé de fabrication associé La présente invention concerne un dispositif d'affichage comprenant : - une surface optique, - au moins une couche externe recouvrant au moins une partie de la surface optique, - au moins une zone opaque comprenant un élément opaque disposé entre la surface optique et la couche externe, et - au moins une zone d'affichage translucide délimitée par au moins un bord de l'élément opaque. Un tel dispositif d'affichage est par exemple intégré dans un élément de garnissage d'un véhicule, tel qu'un revêtement de planche de bord, un panneau de porte ou autre. Le dispositif est typiquement destiné à afficher des informations utiles au conducteur et/ou aux passagers telles que des informations de navigation GPS, des pictogrammes, ou autre. L'élément opaque forme généralement un masque s'étendant sur la surface optique et permet de délimiter une ou plusieurs zones d'affichage aux contours esthétiques et décoratifs ou délimitant la forme d'un écran, d'un pictogramme ou autre. La couche externe est par exemple une couche d'aspect translucide déposée sous forme de film destinée à fixer une deuxième surface optique sur la première surface optique. Préférentiellement, la couche externe est une couche de film OCA (Optically Clear Adhesive, en langue anglaise, adhésif optiquement transparent, en langue française). La couche externe permet notamment d'améliorer les performances optiques de l'affichage par exemple en limitant les reflets ou en améliorant le contraste d'affichage. Ceci est particulièrement avantageux à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule où la luminosité varie fortement en fonction du déplacement du véhicule. Enfin, la couche externe améliore la résistance et la longévité du dispositif d'affichage. En effet, grâce à la couche externe, la première surface optique est protégée contre les chocs, les rayures, et est moins susceptible aux différentiels importants de température, etc. Lorsque la couche externe est appliquée sur la surface optique et sur la couche d'aspect opaque, et particulièrement lorsque la couche d'aspect est épaisse, des bulles d'air peuvent cependant se créer à l'interface entre la couche externe, la surface optique et la couche d'aspect opaque, comme représenté sur la Figure 1, ce qui dégrade la qualité de l'image affichée par le dispositif d'affichage. Dans ce contexte, un objectif de l'invention est de proposer un dispositif d'affichage qui soit simple et rapide à fabriquer et permettant d'éviter la création de bulles d'air à l'interface entre la surface optique, l'élément opaque et la couche externe. 2 A cette fin, l'invention concerne un dispositif d'affichage du type précité dans lequel ledit dispositif d'affichage comprend un élément de transition translucide disposé sur la surface optique, l'élément de transition s'étendant vers la zone d'affichage à partir d'un bord en contact avec l'élément opaque. 5 Ainsi, l'élément de transition translucide permet d'éliminer au maximum la formation de bulles d'air à l'interface entre la couche externe, l'élément opaque et la surface optique, sans dégrader la qualité optique perçue grâce à son caractère translucide. En effet, l'élément de transition s'étend là où ces bulles d'air sont susceptibles de se former et il forme avec la couche externe une qualité optique sensiblement 10 homogène. Selon différents modes de réalisation, le dispositif d'affichage présente une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - l'élément de transition présente une épaisseur décroissante depuis le bord en 15 contact avec l'élément opaque vers la zone d'affichage ; - l'élément opaque et l'élément de transition comprennent respectivement au moins une couche d'encre opaque et au moins une couche d'encre translucide ; - l'élément de transition comprend au moins une première couche d'encre translucide et une deuxième couche d'encre translucide, la deuxième couche d'encre 20 translucide recouvrant une partie de la première couche d'encre translucide ; - selon une direction locale perpendiculaire à l'élément opaque, une dimension de la deuxième couche d'encre translucide est inférieure à une dimension de la première couche d'encre translucide ; - l'élément opaque et l'élément de transition comprennent le même nombre de 25 couches respectivement d'encre opaque et d'encre translucide ; - l'épaisseur de la couche d'encre translucide et l'épaisseur de la couche d'encre opaque sont identiques ; - l'épaisseur de la couche d'encre translucide et/ou l'épaisseur de la couche d'encre opaque est comprise entre 0,01 mm et 0,1 mm. 30 L'invention porte également sur un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage tel que décrit plus haut, comprenant: - une surface optique ; - au moins une couche externe recouvrant au moins une partie de la surface optique ; 35 - au moins une zone opaque comprenant un élément opaque disposé entre la surface optique et la couche externe ; 3 - au moins une zone d'affichage translucide délimitée par au moins un bord de l'élément opaque ; caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de mise en place d'un élément de transition translucide disposé sur la surface optique, l'élément de transition 5 s'étendant vers la zone d'affichage à partir d'un bord en contact avec l'élément opaque. Selon différents modes de réalisation, le procédé de fabrication présente une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - l'étape de mise en place de l'élément de transition comprend le dépôt d'au 10 moins une couche d'encre translucide, le procédé comprenant en outre une étape de dépôt d'au moins une couche d'encre opaque en contact avec la couche d'encre translucide, la couche d'encre opaque formant l'élément opaque ; - la couche d'encre translucide et/ou la couche d'encre opaque sont déposées par un procédé de fabrication additive. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 est une coupe schématique d'une partie d'un dispositif d'affichage présentant les inconvénients mentionnés dans la partie introductive de la présente 20 demande, - la figure 2 est une coupe schématique d'une partie d'un dispositif d'affichage selon l'invention, selon une direction locale perpendiculaire à l'élément opaque, et - la figure 3 est une coupe schématique d'une partie d'un dispositif d'affichage de la figure 2 selon un mode de réalisation particulier. 25 Dans la description qui suit, le terme « translucide » se dit d'un corps transmettant la lumière, c'est-à-dire présentant un taux de transmission de la lumière compris entre 5% et 100%. Le terme « transparent » se dit d'un corps transmettant la lumière par réfraction et au travers duquel les objets sont visibles avec netteté, c'est-à-dire un corps présentant un 30 taux de transmission de lumière supérieur à 95%, par exemple proche de 100%. Le terme « opaque » désigne un corps qui laisse peu ou pas du tout passer la lumière, c'est-à-dire un objet présentant un taux de transmission de la lumière inférieur à 5%, voire proche de 0 %. La lumière est considérée dans le domaine visible, c'est-à-dire composée d'ondes 35 électromagnétiques dont la longueur d'onde est comprise généralement entre 380 nm et 780 nm. 4 Les termes « extérieur » et « externe » qualifient ce qui est tourné vers l'extérieur du dispositif d'affichage. La figure 1 et la figure 2 illustrent respectivement un dispositif d'affichage 100 qui présentent les inconvénients mentionnés dans l'introduction de la présente demande et 5 un dispositif d'affichage 200 selon l'invention qui permet de pallier ces inconvénients. Les dispositifs d'affichage 100, 200 sont par exemple des assistants de navigation destinés à être fixés à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule, en particulier dans un panneau de garnissage du véhicule. Chaque dispositif d'affichage 100, 200 comprend une surface optique 10. 10 Par exemple, la surface optique 10 est une surface d'écran, un élément de protection translucide ou une couche tactile translucide. Comme visible sur les figures 1 et 2, la surface optique 10 est sensiblement plane. En variante, la surface optique 10 est courbée. Les dispositifs d'affichage 100, 200 comprennent également au moins une couche 15 externe 12 recouvrant au moins une partie de la surface optique 10. Selon un mode de réalisation, la couche externe 12 recouvre toute la surface optique 10. Par exemple la couche externe 12 est une couche d'adhésif translucide adaptée pour permettre l'assemblage par collage d'une surface optique externe (non représentée) sur la surface optique 10. 20 L'adhésif est par exemple un liquide translucide ou un gel translucide. En variante, l'adhésif est transparent. Par exemple, l'adhésif est un photopolymère adapté pour polymériser lors d'une exposition à une lumière ultraviolette. En variante, la couche externe 12 est une couche d'aspect translucide ou 25 transparente formant la surface externe du dispositif d'affichage. Par exemple, la couche externe 12 est une peau d'aspect translucide ou transparente. La peau d'aspect est par exemple un film translucide ou transparent. Les dispositifs d'affichage 100, 200 comprennent au moins une zone opaque 14 comprenant un élément opaque 16 disposé entre la surface optique 10 et la couche 30 externe 12. La zone opaque 14 ne laisse donc pas passer la lumière en provenant de la surface optique 10. L'élément opaque 16 est préférentiellement fixé sur la surface optique 10. Les dispositifs d'affichage 100, 200 comprennent au moins une zone d'affichage translucide 18 délimitée par au moins un bord 20 de l'élément opaque 16. La forme de la 35 zone d'affichage est donc définie par la forme d'un ou plusieurs éléments opaques 16 entourant la zone d'affichage. Dans le cas d'un écran, la zone d'affichage 18 est par 5 exemple de forme sensiblement rectangulaire. Le dispositif d'affichage pourrait comprendre plusieurs éléments opaques 16 définissant par exemple un motif rétroéclairé sur la surface externe du dispositif d'affichage en délimitant plusieurs zones d'affichage de formes particulières. 5 Comme visible sur la figure 1, lorsque l'épaisseur de l'élément opaque est importante, par exemple supérieure ou égale à 0,01mm, des bulles d'air 22 peuvent apparaitre à l'interface entre la surface optique 10, l'élément opaque 16 et la couche externe 12 du fait de la différence de hauteur entre la surface extérieure de l'élément opaque 16 et la surface optique 10. Dans ce cas, la couche externe 12 est susceptible de 10 ne pas remplir le coin formé entre l'élément opaque 16 et la surface optique 10. Pour pallier ce problème, le dispositif 200 selon l'invention (figure 2) comprend un élément de transition 24 translucide disposé sur la surface optique 10 contre la zone opaque 14 et s'étendant vers la zone d'affichage 18. L'élément de transition 24 comprend un bord 26 en contact avec l'élément 15 opaque 16. L'élément de transition 24 s'étend vers la zone d'affichage 18 à partir du bord 26. L'élément de transition 24 recouvre ainsi partiellement la zone d'affichage 18. Avantageusement, l'élément de transition 24 présente une épaisseur décroissante depuis le bord 26 en contact avec l'élément opaque 16 vers la zone d'affichage 18 afin 20 d'assurer une transition sensiblement continue et progressive entre la surface extérieure de l'élément opaque 16 et la surface optique 10. Cette transition laisse passer la lumière de la même façon que la couche externe 12 de sorte que l'image affichée dans la zone d'affichage 18 et dans la zone de transition présente le même aspect et la même netteté. 25 Avantageusement, l'élément de transition 24 et la couche externe 12 présentent un taux de transmission de la lumière identique. Selon un mode de réalisation, l'élément opaque 16 comprend au moins une couche 28 d'encre opaque (figure 3). Selon un mode de réalisation, l'élément de transition 24 comprend au moins une 30 couche 30 d'encre translucide. On entend ici par le terme « encre opaque » toute composition opaque sous forme liquide ou sous forme de gel, par exemple colorée ou teintée par des colorants ou des pigments. On entend ici par le terme « encre translucide » toute composition translucide 35 sous forme liquide ou sous forme de gel. Selon un mode de réalisation, la composition est non colorée. 6 Selon un mode de réalisation, l'élément opaque 16 comprend un nombre de couches 28 d'encre opaque compris entre trois et huit, par exemple quatre comme illustré sur la figure 3. Préférentiellement, l'élément opaque 16 et l'élément de transition 24 comprennent 5 le même nombre de couches 28, 30 respectivement d'encre opaque et d'encre translucide. Préférentiellement encore, l'épaisseur de chaque couche 30 d'encre translucide et l'épaisseur de chaque couche 28 d'encre opaque sont identiques. L'épaisseur de chaque couche 30 d'encre translucide et/ou l'épaisseur de la 10 couche 28 d'encre opaque est par exemple comprise entre 0,01 mm et 0,1 mm. Avantageusement, l'élément translucide 24 comprend au moins une première couche 32 d'encre translucide et une deuxième couche 34 d'encre translucide, la deuxième couche 34 d'encre translucide recouvrant une partie de la première couche 32 d'encre translucide. Chaque couche d'encre translucide présente par exemple une 15 hauteur comprise entre 1 et 5 Jim en fonction de la viscosité du matériau utilisé pour réaliser les marches. La dimension de la deuxième couche 34 d'encre translucide, mesurée selon une direction locale perpendiculaire à l'élément opaque, est inférieure à la dimension correspondante de la première couche 32 d'encre translucide. Cette dimension 20 correspondante de la première couche 32 est par exemple sensiblement égale à 20 pm. Dans l'exemple présenté sur la figure 3, les quatre couches 30 d'encre translucide définissent une surface de contact 36 avec la couche externe 12. Les couches 30 définissent une pluralité de marches 29 et de contremarches 31 reliant les marches 29 entre elles par un bord extérieur 33. 25 Ceci est particulièrement avantageux car l'élément de transition 24 permet d'assurer une transition moins abrupte entre la zone opaque 14 et la zone d'affichage 18, évitant ainsi la création de bulles d'air à l'interface entre la couche externe 12, la surface optique 10 et l'élément opaque 16 car la couche externe 12 est capable d'être appliquée sur toute la surface extérieure de l'élément de transition 24 sans laisser de creux 30 dépourvu de matière entre l'élément opaque 16 et la couche externe 12. La pente moyenne de la surface de contact 36 avec la couche externe 12 selon la direction locale perpendiculaire à l'élément opaque 16 est par exemple comprise entre 45 degrés et 2 degrés, par exemple 5 degrés. La pente moyenne de la surface de contact 36 est définie comme l'inclinaison par 35 rapport à l'horizontale d'un plan défini par les bords extérieurs 33 ou d'un plan moyen 7 défini par les bords extérieurs 33, par exemple obtenu par régression par moindres carrés. Le dispositif d'affichage 200 comprend par exemple une deuxième surface optique déposée sur la couche externe 12. 5 La couche externe 12 assure l'adhésion de la deuxième surface optique. La deuxième surface optique est par exemple une surface translucide de protection permettant de protéger le dispositif d'affichage 200 des chocs et des rayures. En outre, la deuxième surface optique peut aussi être une surface teintée qui est opaque lorsqu'elle n'est pas éclairée et est translucide lorsqu'elle est éclairée, par exemple, une 10 vitre teintée. Un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage 200 tel que détaillé ci-dessus va maintenant être décrit, en particulier en référence à la figure 3. Le procédé comprend une étape de mise en place de l'élément de transition 24 translucide disposé sur la surface optique 10, entre la zone opaque 14 et la zone 15 d'affichage 18, l'élément de transition 24 s'étendant depuis le bord 20 en contact avec l'élément opaque 16 vers la zone d'affichage 18. Préférentiellement, l'étape de mise en place de l'élément de transition 24 comprend le dépôt d'au moins une couche 30 d'encre translucide au contact avec l'élément opaque 16. 20 Avantageusement, l'élément de transition 24 et/ou l'élément opaque 16 sont formés par superposition d'une pluralité de couches 30, 28 d'encre respectivement translucide et opaque. La superposition des couches 30, 28 est par exemple réalisée par fabrication additive en utilisant un dispositif de dépôt 38, représenté schématiquement sur la figure 3. 25 Le dispositif de dépôt 38 comprend par exemple un corps principal 40 et un support (non représenté) destiné à recevoir la première surface optique 10. Le corps principal 40 est par exemple mobile en translation par rapport au support selon une direction ou plusieurs directions sensiblement parallèles au plan dans lequel s'étend le support. 30 En variante, le corps principal 40 est fixe et le support est mobile en translation par rapport au corps principal 40. Le corps principal 40 comprend au moins une buse de dépôt 42 adaptée pour déposer une couche 28 d'encre opaque sur la première surface optique 10, et au moins une buse de dépôt 44 adaptée pour déposer une couche 30 d'encre translucide sur la 35 première surface optique 10. 8 Préférentiellement, le corps principal 40 comprend en outre au moins une buse de dépôt (non représentée) d'un composé translucide, par exemple liquide ou sous forme de gel, adaptée pour déposer au moins une couche externe 12 sur la surface optique 10. Préférentiellement, le corps principal 40 comprend en outre un module de 5 polymérisation 46 adapté pour polymériser la couche 28 d'encre opaque et/ou la couche 30 d'encre translucide et/ou la couche externe 12 afin de fixer et durcir celles-ci. Par exemple, le module de polymérisation 46 comprend un élément émetteur de rayonnement ultraviolet orienté vers le support, par exemple une lampe à rayons ultraviolets ou une diode électroluminescente (DEL, ou LED pour light-emitting diode en 10 langue anglaise) à rayons ultraviolets. Le dispositif de dépôt 38 est préférentiellement contrôlé par un ordinateur (non représenté). Préférentiellement, le procédé comprend le dépôt successif sur la surface optique 10 d'une première couche 48 d'encre opaque de l'élément opaque 16 et de la première 15 couche 32 d'encre translucide de l'élément de transition 24. Ainsi, la première couche 48 d'encre opaque et la première couche 32 d'encre translucide sont déposées sur la surface optique 10 en un seul passage du corps principal 40 du dispositif de dépôt 38. Avantageusement, chacune des première couche 48 d'encre opaque et première 20 couche 32 d'encre translucide sont polymérisées au fur et à mesure de leur dépôt par le module de polymérisation 46. Ainsi, la première couche 48 d'encre opaque et la première couche 32 d'encre translucide sont solidifiées avant qu'une deuxième couche 50 d'encre opaque et que la deuxième couche 34 d'encre translucide soient déposées respectivement sur la première 25 couche 48 d'encre opaque et la première couche 32 d'encre translucide, selon le même procédé. Les étapes de dépôt de couches 28, 30 sont répétées jusqu'à ce que l'élément opaque 16 et l'élément de transition 24 soient entièrement formés. Le procédé comprend alors le dépôt d'au moins une couche externe 12. 30 Préférentiellement, dans le cas où la couche externe 12 est formée d'un adhésif liquide ou sous forme de gel, le procédé comprend le dépôt d'une pluralité de couches externes 12. Selon un mode de réalisation particulier, le dépôt des couches externes 12 est avantageusement réalisé par fabrication additive à l'aide du dispositif de dépôt 38, en 35 déposant une succession de couches externes sur l'ensemble formé par la surface optique 10, l'élément opaque 16 et l'élément de transition 24. 9 Avantageusement, chaque couche externe 12 est polymérisée après son dépôt avec le module de polymérisation 46 de manière similaire à ce qui a été décrit précédemment. Ainsi, le dispositif 200 selon l'invention et son procédé de fabrication associé sont 5 particulièrement avantageux car l'élément de transition 24 assure une transition moins abrupte entre l'élément opaque 16 et la surface optique 10, ce qui permet d'éviter la création de bulles d'air quand la couche externe 12 est déposée sur la surface optique 10. Ainsi, la qualité de l'image affichée par le dispositif d'affichage est améliorée. Le procédé de fabrication du dispositif d'affichage 200 ne nécessite pas une étape 10 supplémentaire de chauffage et de mise sous pression dans un autoclave. Le procédé de fabrication est ainsi plus rapide. Enfin, le procédé est particulièrement avantageux car les étapes de mise en place de l'élément opaque 16, de l'élément de transition 24 et de dépôt de la couche externe 12 sont effectuées avec un unique dispositif de dépôt 38. 15 Selon un mode de réalisation alternatif, l'élément de transition 24 est un élément rapporté. L'élément rapporté est par exemple un prisme à base triangle rectangle. L'élément rapporté est par exemple fixé par collage au contact avec l'élément opaque 16 et la surface optique 10. Avantageusement, l'élément REVENDICATIONS1.- Dispositif d'affichage (200) comprenant : - une surface optique (10), - au moins une couche externe (12) recouvrant au moins une partie de la surface optique (10), - au moins une zone opaque (14) comprenant un élément opaque (16) disposé entre la surface optique (10) et la couche externe (12), - au moins une zone d'affichage (18) translucide délimitée par au moins un bord (20) de l'élément opaque (16), caractérisé en ce que le dispositif d'affichage (200) comprend un élément de transition (24) translucide disposé sur la surface optique (10), l'élément de transition (24) s'étendant vers la zone d'affichage (18) à partir d'un bord (26) en contact avec l'élément opaque (16). 2.- Dispositif d'affichage (200) selon la revendication 1, dans lequel l'élément de transition (24) présente une épaisseur décroissante depuis le bord (26) en contact avec l'élément opaque (16) vers la zone d'affichage (18). 3.- Dispositif d'affichage (200) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'élément opaque (16) et l'élément de transition (24) comprennent respectivement au moins une couche (28) d'encre opaque et au moins une couche (30) d'encre translucide. 4.- Dispositif d'affichage (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'élément de transition (24) comprend au moins une première couche (32) d'encre translucide et une deuxième couche (34) d'encre translucide, la deuxième couche (34) d'encre translucide recouvrant une partie de la première couche (32) d'encre translucide. 5.- Dispositif d'affichage (200) selon la revendication 4, dans lequel, selon une direction locale perpendiculaire à l'élément opaque (16), une dimension de la deuxième couche (34) d'encre translucide est inférieure à une dimension de la première couche (32) d'encre translucide. 11 6.- Dispositif d'affichage (200) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel l'élément opaque (16) et l'élément de transition (24) comprennent le même nombre de couches (28, 30) respectivement d'encre opaque et d'encre translucide. 5 7.- Dispositif d'affichage (200) selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel l'épaisseur de la couche (30) d'encre translucide et l'épaisseur de la couche (28) d'encre opaque sont identiques. 8.- Dispositif d'affichage (200) selon l'une quelconques des revendications 3 à 7, 10 dans lequel l'épaisseur de la couche (30) d'encre translucide et/ou l'épaisseur de la couche (28) d'encre opaque est comprise entre 0,01 mm et 0,1 mm. 9.- Procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage (200) comprenant : - une surface optique (10), 15 - au moins une couche externe (12) recouvrant au moins une partie de la surface optique (10), - au moins une zone opaque (14) comprenant un élément opaque (16) disposé entre la surface optique (10) et la couche externe (12), - au moins une zone d'affichage (18) translucide délimitée par au moins un bord 20 de l'élément opaque (16), caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de mise en place d'un élément de transition (24) translucide disposé sur la surface optique (10), l'élément de transition (24) s'étendant vers la zone d'affichage (18) à partir d'un bord (26) en contact avec l'élément opaque (16). 25 10.- Procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage (200) selon la revendication 9, dans lequel l'étape de mise en place de l'élément de transition (24) comprend le dépôt d'au moins une couche (30) d'encre translucide, le procédé comprenant en outre une étape de dépôt d'au moins une couche (28) d'encre opaque en contact avec la couche 30 (30) d'encre translucide, la couche (28) d'encre opaque formant l'élément opaque (16). 11.- Procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage (200) selon la revendication 10, dans lequel la couche (30) d'encre translucide et/ou la couche (28) d'encre opaque sont déposées par un procédé de fabrication additive.