Smart windows by LC-glass

Installations pour l'industrie LCD

Machines pour la production de fenêtres intelligentes – Technologie innovante de verre LC

Production de fenêtres intelligentes – Principes de base

Les Fenêtres Intelligentes sont des vitrages commutables pour la protection solaire ou la confidentialité, mais aussi des fenêtres de bâtiment à transparence variable, fabriquées à l’aide d’une technologie innovante de verre à cristaux liquides (LC). Elles offrent des possibilités de réglage flexibles entre transparence et opacité, luminosité et assombrissement. Ces fenêtres représentent une innovation révolutionnaire dans le domaine des technologies de vitrage. Grâce à l’application ingénieuse de la technologie des cristaux liquides ou de matériaux électrochromes (type EC), ces fenêtres peuvent être commutées non seulement transparentes ou opaques, mais aussi translucides. Cette flexibilité permet un contrôle individuel de la transmission de la lumière et de la confidentialité, en faisant une solution intelligente et pratique pour l’architecture moderne, les verres intelligents, la culture des plantes ou les applications militaires. L’écran à cristaux liquides (LCD), composé d’un ou de quelques pixels seulement, permet de commuter l’ensemble de la fenêtre ou certaines zones à l’état souhaité via un contrôle électrique. Comme pour un LCD classique, différents niveaux de gris et même des effets de couleur peuvent être obtenus. Le type EC modifie également ses propriétés thermiques et de transmission lumineuse en réponse à une tension appliquée. Ces fenêtres intelligentes sont fabriquées à l’aide d’une technologie LCD éprouvée, sans nécessiter la haute résolution requise pour les écrans de smartphones ou de téléviseurs. Toutefois, avec de grandes surfaces de verre ou d’autres substrats, un traitement précis et sans erreur est essentiel.

Là où commence l’innovation : nos équipements de production pour fenêtres intelligentes

Techniques de fabrication

La production de fenêtres intelligentes constitue un défi particulier pour les fabricants d’équipements, car le verre utilisé est beaucoup plus grand, plus épais et plus lourd que les substrats habituellement employés dans le secteur LCD. De plus, les tailles et formes de verre doivent constamment varier selon les bâtiments. Notre partenaire Shindo a spécifiquement abordé cette problématique et, fort de ses nombreuses années d’expérience dans le domaine du LCD, peut fournir l’ensemble des équipements nécessaires à une ligne de production complète. Ceux-ci sont adaptés individuellement à vos spécifications, tailles de substrat, matériaux, formes et cadences, afin d’obtenir la meilleure solution possible pour votre procédé.

Les équipements de production de pointe de notre partenaire coréen Shindo utilisent des technologies avancées, notamment la technologie à cristaux liquides, pour fabriquer des fenêtres intelligentes. Des lignes de production pour les fenêtres intelligentes de type EC sont également disponibles. Un aperçu des machines nécessaires pour les deux technologies, leurs avantages et inconvénients, ainsi que des détails supplémentaires, se trouve plus bas sur la page.

Comparaison des fenêtres intelligentes : Type LC (cristaux liquides) et Type EC (matériaux électrochromes)

Type Cristaux Liquides

Type Cristaux Électrochromes

Principe de fonctionnement :

Utilisation de cristaux liquides qui changent d’orientation lorsqu’un champ électrique est appliqué, modifiant ainsi la transmission et la diffusion de la lumière.

Principe de fonctionnement :

Changement de couleur par réaction rédox électrochimique, modifiant l’absorption de la lumière.

Substrat :

Verre sur verre
Film sur film

Substrat :

Film sur film

Avantages :

Commutation très rapide
Large plage de variation entre clair et foncé ou opacité
Excellente protection de la vie privée
Très grande durabilité
Coût d’acquisition généralement plus faible

Avantages :

Consommation d’énergie uniquement lors de la commutation
Bon contrôle de la chaleur solaire et de l’absorption infrarouge

Inconvénients :

Consommation d’énergie continue à l’état transparent
Effet minimal sur le rayonnement thermique et la lumière UV

Inconvénients :

Commutation lente
Légèrement moins longue durée de vie
Plage d’assombrissement plus faible

Système de nettoyage par ultrasons (USC)

Nettoyage à sec de surface avec ultrasons

Nettoyage précis sans humidité

Le nettoyage à sec des surfaces de verre ou d’autres substrats à l’aide d’ultrasons avant le processus de fabrication garantit un nettoyage en profondeur sans utilisation de liquide. Cela aide à éviter toute dégradation des performances des verres LC due à l’absorption d’humidité.

Préservation de l’intégrité structurelle

Le système USC élimine les particules de saleté et les contaminants en douceur, sans compromettre l’intégrité structurelle du verre.

Respectueux de l’environnement

Comme il s’agit d’une méthode de nettoyage à sec, le USC ne nécessite ni solvants ni eau supplémentaires, contrairement aux méthodes de nettoyage humides. Cela contribue à une production respectueuse de l’environnement.

Nettoyage efficace des grandes surfaces

Le procédé convient à la production en série de grandes surfaces de verre, tout en minimisant les coûts de fabrication.

Système de revêtement TCO

Revêtement d’oxyde conducteur transparent (TCO)

Conductivité transparente

Dans la deuxième étape, une couche d’oxyde conducteur transparent est appliquée, généralement un revêtement ITO (oxyde d’indium-étain). Ce revêtement ITO assure une conductivité transparente, un contrôle électrique et un dépôt homogène avec une faible résistance.

Contrôle électrique

Avec un revêtement en oxyde d’indium-étain, il est possible de créer des électrodes transparentes. En appliquant une tension électrique sur le revêtement ITO, on peut induire des changements dans les propriétés optiques de la fenêtre commutable. Cette contrôlabilité électro-optique est essentielle pour la capacité de la fenêtre à passer d’un état transparent à un état opaque.

Enducteur de polyimide

Revêtement en polyimide (PI)

Compatibilité du polyimide

Le polyimide (PI) est appliqué comme couche protectrice transparente sur la surface du verre. Il est compatible avec les matériaux utilisés dans les fenêtres commutables et offre une flexibilité pour différentes formes de verre.

Alternatives au polyimide

Il convient de noter qu’il existe également des alternatives aux cristaux liquides, telles que les matériaux électrochromes, les polymères électro-optiques, le PDLC (cristal liquide dispersé dans un polymère) et les polymères électroactifs, qui peuvent être utilisés dans certains procédés de fenêtres intelligentes sans revêtement en polyimide.

Calandre ou presse à rouleaux pour ligne de production entièrement automatisée

Machine de frottement

Alignement moléculaire par frottement

Le processus de frottement permet d’aligner les molécules de polyimide, influençant ainsi l’orientation des molécules de cristaux liquides et permettant une transparence ou une opacité uniformément prédéfinie. La pression de contact et l’angle du rouleau de frottement peuvent être ajustés librement.

Système de pulvérisation d’espacers

Application des micro-espacers

Rôle des spacers

Le système de pulvérisation d’espacers est utilisé pour pulvériser de minuscules particules sphériques de taille définie sur la surface de la couche de verre. Ces espacers servent de séparateurs entre les couches supérieure et inférieure du verre, garantissant un espacement uniforme. On peut utiliser des espacers standards de différentes tailles ou des espacers adhésifs. Pour les écrans haute résolution, tels que les smartphones ou téléviseurs, cette technologie a été remplacée par des photo-espacers produits par lithographie. Cependant, pour les grandes surfaces de verre des fenêtres intelligentes, la pulvérisation d’espacers reste plus adaptée et plus économique.

Durcissement pour fixer les spacers

Selon le procédé spécifique, après l’application des espacers, une étape de durcissement est intégrée pour assurer leur adhérence ferme à la surface. Cette étape est cruciale pour la stabilité et la précision de la distance entre les couches de verre, influençant directement l’uniformité de la teinte des fenêtres commutables.

Machine distributrice ODF

Système distributeur ODF pour le remplissage en cristal liquide (LC)

L’application précise et homogène du scellant et du cristal liquide (LC) est essentielle pour assurer le bon fonctionnement de la fenêtre. Le système distributeur joue ici un rôle déterminant.

Technologie ODF (One Drop Filling)

Cette étape du procédé est centrale dans la production des fenêtres intelligentes et influence considérablement le résultat final. Nos systèmes reposent sur la technologie ODF (One Drop Filling), qui permet un dosage extrêmement précis. Avant l’assemblage des plaques de verre sous vide, la quantité exacte de cristal liquide est déposée sur la plaque inférieure.

Dosage de haute précision

Cette méthode requiert un dosage très précis : un excès pourrait déborder lors de l’assemblage, tandis qu’une quantité insuffisante risquerait de provoquer des bulles.

Distribution homogène

La méthode à goutte unique assure non seulement un dosage précis, mais aussi une distribution homogène du matériau sur toute la surface du verre. Cela garantit une performance et une qualité optique uniformes des fenêtres commutables. Ainsi, le système ODF contribue grandement à la perfection de la fabrication des fenêtres intelligentes.

Machine de laminage sous vide

Éviter les inclusions de gaz

Le laminateur sous vide presse les couches de verre supérieure et inférieure sous vide, où la répartition précise de la pression et un fonctionnement exact sont essentiels pour éviter la formation de bulles de gaz.

Laminage sous vide

Machine de durcissement final

Durcissement par rayonnement UV ou traitement thermique

Enfin, le durcissement de l’ensemble de la fenêtre est effectué. Au cours de ce processus, le scellant et les autres matériaux utilisés sont activés et durcis par la chaleur ou la lumière UV. Simultanément, une pression uniforme est appliquée pour ajuster l’épaisseur de la couche de cristal liquide. Les procédés de durcissement thermique et UV améliorent les propriétés finales des fenêtres commutables, assurant une structure stable, une bonne adhérence entre les couches et une résistance accrue aux influences environnementales. Le choix entre durcissement thermique et UV dépend des exigences spécifiques des matériaux et du procédé de fabrication.

Nos installations de production se distinguent par leur efficacité, leur qualité et leur technologie de pointe. Contactez-nous pour en savoir plus sur la fabrication de fenêtres intelligentes innovantes.