INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Grâce à l’invention, deux éléments en couches sont répartis de part et d'autre d'un substrat central pour former un dispositif d'affichage bilatéral et permettre par exemple d'afficher un contenu différent sur chaque élément en couches. Les propriétés de réflexion diffuse de chaque élément en couches permettent à chaque élément en couches d'être utilisé comme écran de projection. Ainsi, le dispositif d'affichage biface permet de projeter sur chacune de ses faces et en particulier des faces extérieures des éléments en couches un contenu différent adapté à deux publics situés de part et d'autre du dispositif d'affichage biface. Le dispositif d'affichage biface peut être mis en place dans un musée, une salle de réunion, des salons et expositions et des transports en communs (bus, tramway, avion, train, métro). Par exemple, si le dispositif d'affichage biface est mis en place dans une cloison séparant deux classes différentes d'un train ou deux classes différentes d'un avion, un contenu adapté au public de chaque classe peut être affiché de part et d'autre du dispositif d'affichage. La première couche absorbante permet avantageusement de séparer les contenus projetés sur chaque élément en couches sans que les contenus interfèrent entre eux. Ainsi, un observateur situé d'une part du dispositif d'affichage ne verra pas le contenu projeté de l'autre part du dispositif d'affichage.
L'invention permet avantageusement de perfectionner l'élément en couches décrit dans l'état de l'art, car celui-ci ne permet pas d'observer deux contenus différents de part et d'autre dudit élément en couches. De plus, la superposition de deux éléments en couches décrits dans l'état de l'art ne permettrait pas d'observer deux contenus distincts sans que lesdits contenus interfèrent.
Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le dispositif d'affichage bilatéral selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : Le dispositif d'affichage selon l'invention comprend une deuxième couche absorbante s'étendant le long d'au moins une portion du substrat central et positionnée entre le substrat central et le deuxième élément en couches ; La première couche absorbante est un émail foncé ou une peinture foncée, par exemple un émail noir ou une peinture noire. La deuxième couche absorbante est un émail foncé ou une peinture foncée, par exemple un émail noir ou une peinture noire. Le substrat central est transparent. Le substrat central est absorbant. L’épaisseur du substrat est comprise entre 0.7 et 12 mm. L’épaisseur du substrat est comprise entre 1 et 6 mm et en particulier entre 2 et 5 mm. Chaque élément en couches parmi les premier et deuxième éléments en couches comprend : Une couche intérieure constituée en des matériaux diélectriques, Une couche extérieure constituée en des matériaux diélectriques, La couche intérieure étant la couche la plus proche du substrat central et la couche extérieure étant la couche la plus éloignée du substrat central, la couche intérieure et la couche extérieure ayant sensiblement le même indice de réfraction,
Chaque élément de couches parmi les premier et deuxième élément en couches comprend en outre : une couche centrale intercalée entre la couche intérieure et la couche extérieure, cette couche centrale étant formée soit par une couche unique qui est une couche diélectrique d'indice de réfraction différent de celui de la couche intérieure ou une couche métallique, soit par un empilement de couches qui comprend au moins une couche diélectrique d'indice de réfraction différent de celui de la couche intérieure ou une couche métallique, où chaque surface de contact entre deux couches adjacentes de l'élément en couches qui sont l'une diélectrique et l'autre métallique, ou qui sont deux couches diélectriques d'indices de réfraction différents, est texturée et parallèle aux autres surfaces de contact texturées entre deux couches adjacentes qui sont l'une diélectrique l'autre métallique ou qui sont deux couches diélectriques d'indices de réfraction différents. la couche extérieure d'au moins un élément en couches des premier et deuxième éléments en couches est un substrat en verre comprenant une surface principale lisse et une surface principale texturée, la surface principale texturée étant en contact avec la couche centrale. au moins un élément en couches des premier et deuxième éléments en couches comprend un substrat extérieur en contact avec la couche extérieure et comprend une couche intermédiaire réalisée préférentiellement en un matériau polymère, en contact selon une interface lisse avec la couche intérieure dudit élément en couches d’une part, et le substrat central d’autre part.
Un autre aspect de l'invention concerne un système de projection sur un dispositif d'affichage bilatéral caractérisé en ce qu'il comprend un premier et un deuxième projecteur, et un dispositif d'affichage bilatéral selon l'invention, le premier projecteur étant destiné à être positionné en regard du premier élément en couches et le deuxième projecteur étant destiné à être positionné en regard du deuxième élément en couches.
Un autre aspect de l'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage bilatéral selon l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes : Obtention d'un premier substrat préférentiellement en verre comportant une première surface principale lisse et une deuxième surface principale lisse opposées ; Dépôt de la première couche absorbante, le long d'une portion du premier substrat, le dépôt de la première couche absorbante étant réalisé sur la première surface principale lisse du premier substrat ; Formation, sur la première couche absorbante, du premier élément en couches ; Formation, sur la deuxième surface principale du premier substrat, du deuxième élément en couches ; le premier substrat formant le substrat central, la première surface principale lisse étant la première surface extérieure du substrat central et la deuxième surface principale lisse étant la deuxième surface extérieure du substrat central.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend avant l'étape de formation du deuxième élément en couches ou avant l'étape de formation du premier élément en couches, une étape de dépôt de la deuxième couche absorbante le long d'une portion du premier substrat, le dépôt de la deuxième couche absorbante étant réalisé sur la deuxième surface principale lisse du premier substrat et en ce que l'étape de formation du deuxième élément en couches est réalisée sur la deuxième couche absorbante.
Selon un mode de réalisation, l'étape de formation du premier élément en couches comprend les sous-étapes suivantes : obtention d'un deuxième substrat, préférentiellement en verre, comportant une surface principale lisse et une surface principale texturée, ledit deuxième substrat formant la couche extérieure du premier élément en couches, dépôt d'une couche conforme sur la couche extérieure du premier élément en couches et en particulier sur la surface principale texturée de ladite couche extérieure, assemblage par feuilletage de l'ensemble formé par la couche extérieure du premier élément en couches et de la couche centrale avec le substrat central, l'assemblage étant réalisé via une couche intercalaire, préférentiellement en polymère, adaptée pour se déformer afin d'épouser une surface texturée de la couche centrale, ladite couche intercalaire épousant la première surface extérieure du substrat central et formant la couche intérieure du premier élément en couches.
Selon un mode de réalisation, l'étape de formation du deuxième élément en couches comprend les sous-étapes suivantes : obtention d'un troisième substrat, préférentiellement en verre, comportant une surface principale lisse et une surface principale texturée, ledit troisième substrat formant la couche extérieure du deuxième élément en couches, dépôt d'une couche conforme sur la couche extérieure du deuxième élément en couches et en particulier sur la surface principale texturée de ladite couche extérieure, assemblage par feuilletage de l'ensemble formé par la couche extérieure du premier élément en couches et de la couche centrale avec le substrat central, l'assemblage étant réalisé via une couche intercalaire, préférentiellement en polymère, qui est adaptée pour se déformer afin d'épouser une surface texturée de la couche centrale, ladite couche intercalaire épousant la première surface extérieure du substrat central et formant la couche intérieure du premier élément en couches.
Selon un autre mode de réalisation, l'étape de formation du premier élément en couches comprend les sous-étapes suivantes : Obtention d'un deuxième substrat, préférentiellement en verre, comportant une première surface principale lisse et une deuxième surface principale lisse, ledit deuxième substrat formant le substrat extérieur, ladite première surface principale lisse étant la surface supérieure du substrat extérieur, et ladite deuxième surface principale lisse étant la surface inférieure du substrat extérieur, Obtention d’un troisième substrat, préférentiellement sous la forme d’un film plastique, comprenant une surface principale lisse et une surface principale texturée, ladite surface principale lisse étant la surface inférieure de la couche intérieure et ladite surface texturée étant la surface supérieure de la couche intérieure, Dépôt préférentiellement par magnétron et/ou sérigraphie, d'une couche conforme sur la couche intérieure et en particulier sur la surface supérieure texturée de la couche intérieure, ladite couche conforme formant la couche centrale, Assemblage par feuilletage du substrat central avec l'ensemble formé par la couche intérieure et la couche centrale, l'assemblage étant réalisé via la couche intermédiaire,
- Assemblage par feuilletage du substrat extérieur avec l'ensemble formé par la couche intérieure, la couche centrale, la couche intermédiaire et le substrat central, l'assemblage étant réalisé via la couche externe qui est adaptée pour se déformer afin d’épouser une surface texturée de la couche centrale. Selon un autre mode de réalisation, l'étape de formation du deuxième élément en couches comprend les sous-étapes suivantes : Obtention d'un deuxième substrat, préférentiellement en verre, comportant une première surface principale lisse et une deuxième surface principale lisse, ledit deuxième substrat formant le substrat extérieur, ladite première surface principale lisse étant la surface supérieure du substrat extérieur, et ladite deuxième surface principale lisse étant la surface inférieure du substrat extérieur, Obtention d’un troisième substrat, préférentiellement sous la forme d’un film plastique, comprenant une surface principale lisse et une surface principale texturée, ladite surface principale lisse étant la surface inférieure de la couche intérieure et ladite surface texturée étant la surface supérieure de la couche intérieure, Dépôt préférentiellement par magnétron et/ou sérigraphie, d'une couche conforme sur la couche intérieure et en particulier sur la surface supérieure texturée de la couche intérieure, ladite couche conforme formant la couche centrale, Assemblage par feuilletage du substrat central avec l'ensemble formé par la couche intérieure et la couche centrale, l'assemblage étant réalisé via la couche intermédiaire, - Assemblage par feuilletage du substrat extérieur avec l'ensemble formé par la couche intérieure, la couche centrale, la couche intermédiaire et le substrat central, l'assemblage étant réalisé via la couche externe qui est adaptée pour se déformer afin d’épouser une surface texturée de la couche centrale.
est une représentation schématique d'un dispositif d'affichage bilatéral.
est une représentation schématique d'un mode de réalisation du dispositif d'affichage bilatéral.
Selon ce deuxième aspect, l’invention permet de fabriquer un module photovoltaïque comprenant une électrode inférieure bicouche réalisée à partir de deux compositions différentes d’encre par impression numérique à jet d’encre. Ces deux compositions sont toutes deux réalisées de préférence à base de solvants non toxiques connus de l’homme du métier et à base de matériaux organiques de sorte à permettre leur dépôt à l’air ambiant par impression numérique jet d’encre. De ce fait, les étapes b) et c) de réalisation de la première et de la deuxième couche d’électrodes inférieures respectivement sont simples à mettre en œuvre dans la mesure où ces étapes permettent de s’affranchir d’une étape de structuration de la couche d’oxyde d’indium-étain actuellement utilisée dans l’état de l’art.
En outre, le fait que toutes les étapes du procédé soient réalisées par dépôt de compositions d’encre par impression numérique à jet d’encre permet de réduire les coûts de fabrication du module photovoltaïque.
En effet, l’étape de gravure chimique généralement mise en œuvre pour la structuration de l’électrode inférieure, qui comprend par exemple de l’oxyde d’étain-indium, dans les modules photovoltaïques de l’art antérieur nécessite plusieurs sous étapes couteuses, notamment due aux durées de mise en œuvre de la gravure, aux coûts inhérents à l’utilisation d’une résine réticulable et à l’utilisation d’équipements de dépôts. En particulier, cette étape de gravure chimique est généralement au moins constituée de plusieurs sous-étapes : une étape d’application d’un masque, une étape de gravure effective (en utilisant par exemple un ou plusieurs bains d’acide) et une étape de nettoyage pour retirer la partie restante du masque.
Dans un mode particulier de réalisation, il est avantageux de ne pas altérer le support lors du traitement de recuit de l’étape b). Par conséquent, le traitement thermique de l’étape b) peut être un traitement de recuit réalisé à une température comprise entre 100°C et 160°C, pendant une durée comprise entre 1 et 5 minutes.
Dans un mode particulier de réalisation, il est avantageux de ne pas altérer le support et les couches préalablement réalisées à l’étape c). Par conséquent, le traitement thermique de l’étape c) peut être un traitement de recuit réalisé à une température comprise entre 100°C et 160°C, pendant une durée comprise entre 1 et 5 minutes.
Dans un mode particulier de réalisation, la mouillabilité de la composition dont est issue la première couche d’électrode inférieure peut de préférence être compatible avec des substrats flexibles en polytéréphtalate d'éthylène par exemple, pour faciliter la formation d’un film continu avec des bords bien définis par impression numérique à jet d’encre.
De préférence, durant l’étape b) de réalisation des deux couches d’une deuxième couche d’électrode inférieure, la composition ci-dessous peut être appliquée par impression numérique à jet d’encre sur le support, ladite composition présentant une viscosité comprise entre 2 et 50 mPa.s à 20°C et comprenant : - entre 0.1% et 0.5% en masse d’au moins un polymère ou une molécule organique par rapport à la masse totale de ladite composition d’encre, le polymère ou la molécule organique comprenant des groupements amines et étant solubles dans des solvants polaires, - entre 2% et 10% en masse d’additifs par rapport à la masse totale de ladite composition d’encre, - entre 80% et 90% en masse d’un ou plusieurs solvants polaires par rapport à la masse totale de ladite composition d’encre, et - entre 1% et 5% en masse d’eau par rapport à la masse totale de ladite composition d’encre.
Le polymère ou la molécule organique présente l’avantage de ne pas être sensibles aux radiations UVs, cela étant lié à ses caractéristiques intrinsèques qui sont différentes de celles de nanoparticules d’oxydes métalliques habituellement utilisés dans les couches d’électrode inférieure des modules photovoltaïques de l’art antérieur. En particulier, les oxydes métalliques utilisés classiquement dans l’art antérieur dans les couches interfaciales tels que TiO 2 ou ZnO sont peu efficaces sous irradiation solaire en raison de leur grande énergie de gap qui ne permettent leur activation qu’à l’aide de rayonnements UV. Cette activation va permettre aux charges (électrons) de circuler à travers la couche interfaciale pour atteindre l’électrode sans se faire piéger. L'exigence d'exposition aux UVs peut cependant imposer d’importants problèmes si les modules photovoltaïques sont destinés à des applications intérieurs où des sources d’éclairages artificielles sont utilisées, généralement des LED qui n’émettent pas dans les UVs.
Les additifs permettent de solubiliser le polymère ou la molécule organique de sorte à obtenir une composition qui soit, d’une part, définie par une température d’évaporation élevée afin d’éviter que des buses d’un dispositif d’application par impression numérique à jet d’encre ne se bouchent, et d’autre part, pour améliorer la viscosité de la composition d’encre.
Les solvants polaires sont de préférence non toxiques afin de garantir le dépôt de la composition l’encre à l’air ambiant avec des buses d’un dispositif industriel d’application par impression numérique à jet d’encre.
De préférence, le polymère ou la molécule organique peut être choisie parmi le Poly(9,9-bis(3’-(N,N-dimethyl)-N-ethylammoinium-propyl-2,7-fluorene)-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene))dibromide (PFN-Br), le polyéthylèneimine (PEI), le polyéthylèneimine éthoxylée (PEIE) le Poly [(9,9-bis(3'-(N,N-dimethylamino)propyl)-2,7-fluorene)-alt-2,7-(9,9–dioctylfluorene)] (PFN), N,N'-Bis(N,N-dimethylpropan-1-amine oxide)perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic diimide (PDI-NO) ou le N,N'-Bis{3-[3-(Dimethylamino)propylamino]propyl}perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic diimide (PDINN).
De préférence, lesdits un ou plusieurs solvants peuvent être choisis parmi l’éthanol, l’isopropanol, l’hexanole, le terpiniole, l’éthylène glycol, une eau déionisée, une solution tampon phosphatée saline, butanol, di-éthylène glycol, glycérol.
Dans un mode particulier de réalisation, le polymère ou la molécule organique peut comprendre de l’azote.
représente une vue schématique en coupe d’une cellule photovoltaïque de structure classique ;
représente une vue schématique en coupe d’un module photovoltaïque comprenant des cellules photovoltaïques selon un mode particulier selon l’invention ;
Le dispositif lumineux 1 comprend un guide de lumière 6 au moins partiellement transparent ou translucide, deux sources lumineuses 8A, 8B, et un dispositif 4 de pilotage de source lumineuse, relié à chacune des sources lumineuses 8A, 8B. En variante non représentée, le dispositif lumineux comporte deux dispositifs de pilotage de source lumineuse, chaque dispositif de pilotage étant relié à une source lumineuse 8A, 8B distincte.
Le guide de lumière 6 est avantageusement un guide de lumière tubulaire, allongé selon une direction principale d’extension D1 sensiblement horizontale. Selon un exemple, le guide de lumière 6 est un guide de lumière rigide qui est avantageusement constitué d’un matériau plastique au moins partiellement transparent ou translucide, notamment du polycarbonate (aussi appelé PC) ou encore du polyméthacrylate de méthyle (aussi appelé PMMA). Le guide de lumière 6 rigide peut en variante être constitué de verre. Le guide de lumière 6 rigide est par exemple obtenu via un processus d’injection (le guide de lumière 6 comportant dans ce cas des prismes ou des stries disposées sur sa surface pour permettre une extraction de la lumière, ou bien des éléments diffusants dans son cœur, ou encore une combinaison des deux), ou via tout autre processus de fabrication connu.Selon un autre exemple, le guide de lumière 6 est une fibre optique linéaire diffusante, pliée ou non, et constituée d’un matériau flexible, sans que cela ne soit limitatif dans le cadre de la présente invention. Dans ce cas, la fibre optique présente une longueur en développé par exemple comprise entre 50 cm et 3 m, typiquement égale à 1,5 m, sans que cela ne soit limitatif dans le cadre de la présente invention. La fibre optique 6 est avantageusement constituée d’un matériau plastique au moins partiellement transparent ou translucide, notamment du polycarbonate (aussi appelé PC) ou encore du polyméthacrylate de méthyle (aussi appelé PMMA). La fibre optique 6 est par exemple constituée d'un matériau proche du PMMA pour le cœur de la fibre, et d’un autre matériau proche d'un fluoro-polymère pour la gaine. La fibre optique 6 est par exemple obtenue via un processus préalable d’extrusion, ou via tout autre processus de fabrication connu.
Chaque source lumineuse 8A, 8B est disposée à une extrémité distincte du guide de lumière 6. Chaque source lumineuse 8A, 8B est avantageusement une source lumineuse essentiellement ponctuelle, notamment du type semi-conducteur, par exemple du type diode à électroluminescence. Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, chaque source lumineuse 8A, 8B est une source à lumière collimatée.
Le dispositif de pilotage 4 est configuré pour mettre en œuvre un procédé de commande d'allumage des sources lumineuses 8A, 8B selon un exemple de réalisation de l’invention, comme cela sera décrit par la suite. Le dispositif de pilotage 4 est configuré pour effectuer la commande d’allumage de chacune des sources lumineuses 8A, 8B par modulation de largeurs d’impulsion.
Le procédé de commande d’allumage des deux sources lumineuses 8A, 8B selon l’invention, mis en œuvre par le dispositif de pilotage 4, va maintenant être décrit en référence à la . Au démarrage du procédé les deux sources lumineuses 8A, 8B sont éteintes.
Le procédé comporte une première phase 20 au cours de laquelle la première source lumineuse 8A est allumée via une commande d’allumage par modulation de largeurs d’impulsion effectuée selon une première rampe de commande 23, jusqu’à un niveau d’éclairage maximal de la première source lumineuse 8A. Cette première rampe de commande 23 est visible sur les figures 3 et 4. Les figures 3 et 4 représentent en effet l’évolution en fonction du temps de la commande d’allumage des deux sources lumineuses 8A, 8B de la , selon deux lois de commande distinctes. L’évolution en fonction du temps de la commande d’allumage de la première source lumineuse 8A, respectivement de la seconde source lumineuse 8B, selon une première loi de commande est représentée sur la par une courbe C1, respectivement par une courbe C2. L’évolution en fonction du temps de la commande d’allumage de la première source lumineuse 8A, respectivement de la seconde source lumineuse 8B, selon une seconde loi de commande est représentée sur la par une courbe C3, respectivement par une courbe C4.
Le procédé comporte une deuxième phase 26 succédant à la première phase 20 immédiatement ou après une temporisation prédéfinie, au cours de laquelle la première source lumineuse 8A est éteinte via une commande d’extinction par modulation de largeurs d’impulsion effectuée selon une deuxième rampe de commande 29, depuis le niveau d’éclairage maximal de la première source lumineuse 8A, jusqu’à un niveau d’éclairage intermédiaire ou nul. Dans l’exemple de réalisation particulier des figures 3 et 4, la deuxième phase 26 succède immédiatement à la première phase 20, et la commande d’extinction de la première source lumineuse 8A selon la deuxième rampe de commande 29 est effectuée dans la deuxième phase 26 jusqu’à un niveau d’éclairage nul.