Active Antireflective Coatings for Ophthalmic and Architectural Applications

La variation de la couleur d'une fenêtre est un concept bien étudié à des fins énergétiques, pratiques et esthétiques. Il est facile de s'imaginer une fenêtre de salle de conférence devenir floue au besoin, ou les lunettes de quelqu'un sortant à l'extérieur s'assombrir. Plusieurs technologies permettent de varier dynamiquement la façon dont laquelle la lumière interagie avec une surface, cependant l'électrochromisme prend de plus en plus de place sur le marché. Des miroirs de voiture aux hublots d'avion, cette technologie permet de colorer ou de blanchir une surface à l'aide de l'application d'un courant électrique. Cette simplicité dans son fonctionnement a permis l'émergence de cette technologie, contrairement à certaines qui dépendent de conditions comme la lumière ou la température, ce pour quoi plusieurs matériaux ont été étudiés pour leurs propriétés électrochromiques. Le mécanisme permettant à un matériau électrochromique de se colorer dépend de sa structure, mais le principe de base repose sur l'intercalation, qui est l'insertion d'un ion et d'un électron dans le matériau. Le matériau électrochromique cathodique le plus prometteur est l'oxyde de tungstène (WO3), principalement à cause de sa grande efficacité de coloration ainsi que sa stabilité structurale. Partant d'un état transparent, lors de l'intercalation d'un proton ou d'un ion de lithium dans sa maille, une bande d'absorption est observée dans le spectre visible/proche infrarouge résultant une couleur bleutée. Le comportement contraire, anodique, est observé chez l'oxyde de nickel, étant le matériau contre électrochromique communément utilisé. Lorsqu'intégrés dans un dispositif, les matériaux cathodiques et anodiques agissent de façon complémentaire, augmentant la coloration résultante. Dans ce travail, un des principaux objectifs a été la conception d'un dispositif électrochromique solide, pouvant varier d'un comportement anti réflecteur dans l'état blanchit à un comportement réflecteur lorsque coloré. La modélisation, les procédés de fabrication et les outils de caractérisation ont été étudiés afin d'approfondir nos connaissances sur les filtres électrochromiques. Des programmes Matlab ont été écrits afin de modéliser la réponse optique des dispositifs, accompagnés d'autres logiciels permettant l'optimisation de l'épaisseur des couches. Selon les résultats modélisés avec des propriétés théoriques des matériaux, une variation de réflexion dans le visible de 4,2% à 7,1% était possible.