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FR2502351A1 - LCD glass panel with variable transmission characteristics - has DC source and rheostat providing manually adjustable current to two glass plates for selective darkening - Google Patents

LCD glass panel with variable transmission characteristics - has DC source and rheostat providing manually adjustable current to two glass plates for selective darkening Download PDF

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FR2502351A1
FR2502351A1 FR8105686A FR8105686A FR2502351A1 FR 2502351 A1 FR2502351 A1 FR 2502351A1 FR 8105686 A FR8105686 A FR 8105686A FR 8105686 A FR8105686 A FR 8105686A FR 2502351 A1 FR2502351 A1 FR 2502351A1
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Jacky Vinches
Olivier Vinches
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    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/67—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light
    • E06B3/6715—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light specially adapted for increased thermal insulation or for controlled passage of light
    • E06B3/6722—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light specially adapted for increased thermal insulation or for controlled passage of light with adjustable passage of light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1313—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells specially adapted for a particular application

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Abstract

The panel has two parallel glass sheets, their inside faces being conductive and supplied with a variable current. The current alters the orientation of a liquid crystal layer sandwiched between them. Pref. the inside surfaces of the two plates (1,2) are supplied with current via respective electrodes (3,4) and they are held at a constant spacing by a number of interposed plastics spacers (C1,C2,C3). The current may be provided via a transformer and a rectifier with a manually adjustable rheostat used to vary the DC level and hence the opacity of the glass panel. The panel can be used for building windows or an automobile windscreen to control the amount of sunlight allowed to penetrate the interior.

Description

ai
Vitre à éclairement variable. b/
Cette invention fait appel à la technique des cristaux liquides. De tels cristaux dits nématiques sont déjà utilisés pour l'affichage LCD (Liquid
Crystal Display) des montres à Quartz et des calculatrices. On peut, pour cette réalisation, utiliser n'importe quel type de cristaux liquides.have
Glass with variable lighting. b /
This invention makes use of the liquid crystal technique. Such so-called nematic crystals are already used for the LCD display (Liquid
Crystal Display) Quartz watches and calculators. Any type of liquid crystal can be used for this embodiment.

Cette insertion fait également appel à une des techniques du verre qui consiste à traiter l'une des faces d'une plaque de matière transparente de manière à la rendre conductrice de courant électrique. This insertion also calls upon one of the glass techniques which consists in treating one of the faces of a plate of transparent material so as to make it conductive of electric current.

Un tel matériau existe déjà : c'est le verre "Electriplex" de "Sully produits Spéciaux" filiale de "St-Gobain vitrage". Such a material already exists: it is "Electriplex" glass from "Sully Special Products" subsidiary of "St-Gobain vitrage".

ci Le besoin s'est fait sentir, de longue date, de disposer de moyens permettant de doter les vitres de moyens ou produits limitant leur transparence aux rayons solaires afin de rendre le séjour à l'intérieur d'un véhicule ou d'une habitation plus agréable eu égard à l'éclairement et à la température.ci The need has been felt, for a long time, to have means enabling the windows to be provided with means or products limiting their transparency to the sun's rays in order to make the stay inside a vehicle or a dwelling more pleasant with regard to lighting and temperature.

Dans un premier temps, les vitres ont été teintées de manière permanente par diverses applications de produits chimiques sur le verre ou dans la texturemême. At first, the panes were tinted permanently by various applications of chemicals on the glass or in the texture itself.

Plus récemment, en particulier pour les lunettes, est apparu un autre procédé à base de produits chimiques nouveaux qui assombrissent ou au contraire éclaircissent automatiquement la vitre par action directe de la lumière solaire sur ces produits chimiques. More recently, in particular for glasses, another process based on new chemicals has appeared which automatically darken or on the contrary lighten the glass by direct action of sunlight on these chemicals.

La teinture fixe des vitres présente évidemment l'inconvénient majeur d'assombrir en permanence l'intérieur du véhicule ou du logement, même lorsque la lumière solaire est très faible. The fixed tinting of the windows obviously has the major drawback of permanently darkening the interior of the vehicle or of the accommodation, even when the sunlight is very weak.

La teinture variable à base de produits chimiques utilisée actuellement sur les lunettes ne semble pas avoir été appliquée aux grandes vitres, en particulier en raison de son coût. The variable chemical-based stain currently used on eyeglasses does not appear to have been applied to large windows, particularly because of its cost.

Par ailleurs, l'assombrissement par produits chimiques photosensibles exige un délai de l'ordre de trois minutes, ce qui peut être un inconvénient sur véhicule lorsque l'on passe brutalement de l'ombre au plein soleil et réciproquement (entrée et sortie de tunnel etc.). In addition, darkening by photosensitive chemicals requires a delay of the order of three minutes, which can be a disadvantage on a vehicle when passing suddenly from shade to full sun and vice versa (entering and leaving a tunnel etc.).

d/ La présente invention remédie à ces inconvénients. C'est une application nouvelle d'un moyen connu : les cristaux liquides, qui changent d'orientation lorsqu'on crée autour d'eux un champ électrique, et ce changement d'orientation (compte tenu de leur structure cristalline) provoque une absorption plus ou moins grande de la lumière solaire.d / The present invention overcomes these drawbacks. It is a new application of a known means: liquid crystals, which change orientation when an electric field is created around them, and this change of orientation (taking into account their crystal structure) causes absorption. more or less of sunlight.

La sensibilité à l'électricité des cristaux liquides est connue ainsi que leurs propriétés optiques. The sensitivity to electricity of liquid crystals is known as well as their optical properties.

Ce qui est nouveau, c'est l'application de ces propriétés à l'assombris sement et l'éclaircissement spontané ou provoqué instantanément d'une surface transparente. What is new is the application of these properties to the darkening and the spontaneous or instantaneous lightening of a transparent surface.

L'avantage de cette vitre est de pouvoir instantanément changer son degré d'opacite. De plus, on obtient grace à l'électronique et à l'electricité des réglages très précis. The advantage of this window is that it can instantly change its degree of opacity. In addition, thanks to electronics and electricity, very precise settings are obtained.

Selon une première variante manuelle, le courant fourni aux électrodes de la vitre provient d'un générateur de courant continu, et est ensuite modifié en intensité par un rehostat. According to a first manual variant, the current supplied to the glass electrodes comes from a direct current generator, and is then modified in intensity by a rehostat.

Selon une seconde variante manuelle, le courant fourni aux électrodes de la vitre provient d'un générateur de courant continu, et est ensuite modifié par un circuit électronique comprenant un transistor et un potentiomètre. According to a second manual variant, the current supplied to the glass electrodes comes from a direct current generator, and is then modified by an electronic circuit comprising a transistor and a potentiometer.

Selon une troisième variante manuelle il n'y aura pas de possibilité de réglage intermédiaire mais un simple interrupteur permettra un réglage clair et un réglage foncé. According to a third manual variant there will be no possibility of intermediate adjustment but a simple switch will allow a light adjustment and a dark adjustment.

Selon une quatrième variante automatique le courant fourni aux électrodes de la vitre provient d'un dispositif électronique comprenant un transistor, une photorésistance et un potentiomètre pour que, un réglage étant une fois adapté à sa convenance, le reste des réglages se fasse automatiquement. According to a fourth automatic variant, the current supplied to the electrodes of the window comes from an electronic device comprising a transistor, a photoresistor and a potentiometer so that, once an adjustment is adapted to its convenience, the rest of the adjustments are made automatically.

Selon une cinquieme variante automatique, le courant fourni aux électrodes de la vitre provient d'une cellule photovoltaique à laquelle on aura associé un réhostat qui, une fois réglé à sa contenance personnelle, n'aura plus besoin d'être touché, l'opération se faisant par la suite automatiquement. According to a fifth automatic variant, the current supplied to the electrodes of the window comes from a photovoltaic cell with which there will be associated a rehostat which, once adjusted to its personal capacity, will no longer need to be touched, the operation subsequently done automatically.

e/ Dans le dessin annexe (figure 1) on aperçoit les formes qu'auront les deux plaques (1 et 2) en question en ce qui concerne leur construction pratique. Comme on veut une épaisseur particulière entre les deux plaques (1) et (2) on placera tous les 5 centimètres une petite cale en matériau transparent (ici Cl, C2, G3) tous les 5cm par exemple. Ceci fait on fera pénétrer par capillarité les cristaux liquides en les disposant sur le point (3). Les points (3) et (4) visent à placer des électrodes sur la face interne des plaques qui, comme on le sait, est conductrice de courant.e / In the annexed drawing (FIG. 1) we can see the shapes that the two plates (1 and 2) in question will have as regards their practical construction. As we want a particular thickness between the two plates (1) and (2) we will place every 5 centimeters a small shim in transparent material (here Cl, C2, G3) every 5cm for example. This done, the liquid crystals will be penetrated by capillary action by placing them on point (3). Points (3) and (4) aim to place electrodes on the internal face of the plates which, as is known, is current-conducting.

La figure 2 explique l'un des montages manuels possible. Le générateur (5) fournit le courant à une électrode (7) et passe par un réhostat (6) pour aboutir à l'autre électrode de la vitre. Figure 2 explains one of the possible manual assemblies. The generator (5) supplies current to one electrode (7) and passes through a rehostat (6) to reach the other electrode of the window.

La figure 3 explique l'un des montages automatiques possible. Le générateur alimente à la fois la vitre mais aussi le transistor qui va permettre de délivrer un courant variable en fonction de la résistance de la photorésistance.  Figure 3 explains one of the possible automatic assemblies. The generator supplies both the glass and also the transistor which will make it possible to deliver a variable current as a function of the resistance of the photoresistor.

fi La surface transparente est formée de deux lames à faces parallèles
I et 2 entre lesquelles seront situés les cristaux liquides. Les lames I et 2 pourront être en toute matière transparente compatible avec le traitement de surface ci-après et l'usage des cristaux liquides.fi The transparent surface is formed by two blades with parallel faces
I and 2 between which the liquid crystals will be located. Slides I and 2 may be of any transparent material compatible with the following surface treatment and the use of liquid crystals.

Dans la variante décrite ci-après, la face interne de chaque plaque a été traitée de manière à être conductrice de courant en surface tout en restant transparente. L'un des procédés consiste par exemple en un dépôt sur cette face interne, par pyrolyse, d'une couche métallique. extrêmement fine et transparente. Mais l'invention s'applique aussi à tous autres procédés assurant la conductibilité superficielle du courant électrique, par exemple selon un procédé connu, par le dépôt d'un réseau de fils très fins pratiquement invisibles à l'oeil nu. In the variant described below, the internal face of each plate has been treated so as to conduct current on the surface while remaining transparent. One of the methods consists, for example, of depositing a metallic layer on this internal face, by pyrolysis. extremely fine and transparent. However, the invention also applies to all other methods ensuring the surface conductivity of the electric current, for example according to a known method, by depositing a network of very fine wires practically invisible to the naked eye.

Les cristaux liquides se répartiront spontanément par capillarité entre les surfaces. Mais on peut envisager d'autres procédés d'intercalage des cristaux liquides. The liquid crystals will spontaneously distribute by capillarity between the surfaces. However, other methods of intercalating liquid crystals can be envisaged.

Entre les deux plaques seront éventuellement placées un certain nombre de cales - fig. (Cl, C2, C3, etc.) par exemple en matière plastique ayant pour but, à la fois de fixer les plaques ensemble, et de maintenir l'ecarte- ment désiré. A number of shims may be placed between the two plates - fig. (C1, C2, C3, etc.), for example of plastics material intended both to fix the plates together and to maintain the desired spacing.

Pour éviter tout risque de fuite, on peut, par exemple, enduire le pourtour des plaques d'une cire solide ou de tout autre produit évitant la sortie des cristaux liquides. To avoid any risk of leakage, one can, for example, coat the edges of the plates with a solid wax or any other product preventing the outflow of liquid crystals.

Pour éviter un jeu des vitres, on pourra par exemple les maintenir comprimées par une garniture d'aluminium ou par tout autre procédé visant à empêcher un déplacement de l'une par rapport à l'autre. To avoid a play of the panes, it is possible for example to keep them compressed by an aluminum trim or by any other process aimed at preventing displacement of one relative to the other.

Deux électrodes 3 et 4 sont placées respectivement sur les plaques 2 et 1 alimentant en courant les faces internes des plaques correspondantes. Two electrodes 3 and 4 are placed respectively on the plates 2 and 1 supplying current to the internal faces of the corresponding plates.

Plusieurs procédés divers pourront être utilisés pour alimenter le dispositif en courant électrique. Several various methods can be used to supply the device with electric current.

Dans une variante manuelle (fig. 2) le courant sera pris sur la batterie 5 du véhicule où un transformateur redresseur pour les installations fixes et l'on fera varier son intensité à l'aide du réhostat 6. In a manual variant (fig. 2) the current will be taken from the vehicle battery 5 where a rectifier transformer for fixed installations and its intensity will be varied using the rehostat 6.

Selon cette intensité transmise par l'électrode 7 à chaque face conductrice des plaques, les cristaux s'orienteront différemment, éclaircissant ou assombrissant la vitre. According to this intensity transmitted by the electrode 7 to each conductive face of the plates, the crystals will orient themselves differently, lightening or darkening the glass.

Dans une variante automatique (Fig. 3) le courant sera pris sur la batterie du véhicule 5 ou sur un transformateur redresseur, pour faire varier l'intensité, on utilisera ici un circuit comprenant un transistor P.N.P., une photo-résistance et un potentiomètre qui permettra de régler l'opacité de la vitre à sa convenance. Par la suite, la réaction se fera automatiquement. In an automatic variant (Fig. 3) the current will be taken from the vehicle battery 5 or from a rectifier transformer, to vary the intensity, a circuit comprising a PNP transistor, a photo-resistance and a potentiometer will be used here will adjust the opacity of the glass as desired. Thereafter, the reaction will take place automatically.

Il est également possible d'utiliser pour alimenter la vitre une cellule photo-volta#que qui rendra le système autonome et automatique. It is also possible to use a photo-volta # cell to power the window, which will make the system autonomous and automatic.

g/ Une application industrielle de ce projet est possible par la fabrication en série de vitres qui pourraient équiper des locaux ou des véhicules et tous les endroits où une protection contre un trop fort ensoleillement estnécessaire. g / An industrial application of this project is possible by the mass production of panes which could equip premises or vehicles and all places where protection against too much sunshine is necessary.

De plus, ce procédé pourrait permettre des économies d'énergie en évitant la mise en marche de climatiseur lorsque des vitres classiques jouent un rôle de serre dans un appartement. In addition, this process could allow energy savings by avoiding turning on the air conditioner when conventional windows play a greenhouse role in an apartment.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à assombrir ou éclaircir instantanément une surface transparente formée de deux lames à faces parallèles transparentes plates ou courbes, dont les faces internes ont été rendues conductrices et entre lesquelles sont placés des cristaux liquides dont l'orientation variable avec le courant transmis aux deux plaques assombrit ou éclaircit le dispositif transparent. 1. Device intended to instantly darken or lighten a transparent surface formed by two plates with parallel flat or curved transparent faces, the internal faces of which have been made conductive and between which liquid crystals are placed, the orientation of which varies with the current transmitted to the two plates darkens or brightens the transparent device. 2. Dispositif selon revendication 1 caractérisé par un générateur de courant continu quelconque ou un transformateur redresseur et par un réhostat pour effectuer manuellement un réglage de l'opacité (Fig. 2). 2. Device according to claim 1 characterized by any direct current generator or a rectifier transformer and by a rehostat for manual adjustment of the opacity (Fig. 2). 3. Dispositif selon revendication 1 caractérisé par un générateur de courant continu quelconque ou un transformateur redresseur et par un système électronique comprenant un transistor et un potentiomètre pour effectuer manuellement un réglage de l'opacité (Fig. 3). 3. Device according to claim 1 characterized by any DC generator or a rectifier transformer and by an electronic system comprising a transistor and a potentiometer for manually adjusting the opacity (Fig. 3). 4. Dispositif selon revendication 1 caractérisé par un générateur de courant continu quelconque ou un transformateur redresseur et par un interrupteur pour effectuer manuellement un réglage (sans possibilité d'intermédiaire) clair ou foncé de la vitre. 4. Device according to claim 1 characterized by any DC generator or a rectifier transformer and by a switch to manually adjust (without the possibility of an intermediary) light or dark glass. 5. Dispositif selon revendication 1 caractérisé par un générateur de courant continu quelconque ou un transformateur redresseur et par une photorésistance reliée à un réhostat pour que le réglage de l'opacité soit effectué automatiquement une fois que le réglage moyen aura été choisi,par l'utilisateur au moyen du potentiomètre, en fonction de l'ensoleillement. 5. Device according to claim 1 characterized by any DC generator or a rectifier transformer and by a photoresistor connected to a rehostat so that the adjustment of the opacity is carried out automatically once the average setting has been chosen, by the user using the potentiometer, depending on the amount of sunshine. 6. Dispositif selon revendication 1 caractérisé par une cellule photovoltaique et un réhostat qui permettra à l'utilisateur de choisir le réglage moyen en fonction de l'ensoleillement. Ensuite le système tiendra compte de l'ensoleillement pour modifier l'opacité de la vitre. 6. Device according to claim 1 characterized by a photovoltaic cell and a rehostat which will allow the user to choose the average setting as a function of the sunshine. Then the system will take into account the sunshine to modify the opacity of the window. 7. Dispositif selon revendication 1 caractérisé par le rajout ou l'enlèvement d'un composant électrique, électronique ou d'un matériel quelconque aux systèmes proposés par les revendications 1,2,3,4,5 et 6. 7. Device according to claim 1 characterized by the addition or removal of an electrical, electronic component or any material to the systems proposed by claims 1,2,3,4,5 and 6. 8. Dispositif selon revendication 1 dans lequel les cristaux liquides ont été intégrés à la structure de la matière transparente par tout procédé connu ou à venir, l'assombrissement ou l'éclaircissement étant provoqué par la variation du champ électrique.  8. Device according to claim 1 wherein the liquid crystals have been integrated into the structure of the transparent material by any known or future process, darkening or lightening being caused by the variation of the electric field.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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