LU86722A1 - Feuille en matiere vitreuse portant un dessin grave et procede pour graver un dessin sur un substrat en matiere vitreuse - Google Patents
Feuille en matiere vitreuse portant un dessin grave et procede pour graver un dessin sur un substrat en matiere vitreuse Download PDFInfo
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Description
T : 7 GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG BL-3982
Brevet N° ,
Monsieur le Ministre . θο_ι 9—IQfift du *··* x ... .Jg^ggL, de l’Economie et des Classes Moyennes
Titre délivré Service de la Propriété Intellectuelle
1 6 VrC ~ ............................. LUXEMBOURG
S. If Demande de Brevet d’invention <tf. w ^ .
* ..............------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ( υ I. Requête
La société dite:GLAVERBEL S.A., Chaussée de la Hulpe, 166 , 1170 Bruxelles, Belgique',".....représentée par E.Meÿërs & Ë.T . Freylinger,........Ing........Coiis ........en pr opr. Ind,.....46.......rue du
Cimetière,........Luxembourg,......................................................................"...................................................
-...............................................-.........................................-.......-...... ........................................................................................................................................................... ...................- ( 3) agissantenqualité de mandataires __ ___ dépose(nt) ce ν:>-η<3^ trois décembre mil neuf cent quatre vingt six à........15......................heures, au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, à Luxembourg: 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant:
Feuilleenmatière vitreuseportant un dessin gravé et procéc^ pour graver un dessin sur un substrat en matière"vitreuse.
2. la description en langue .....française..........................................................de l’invention en trois exemplaires; 3................une planches de dessin, en trois exemplaires; 4. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le 23-12-19 86................................. ; 5. la délégation de pouvoir, datée de.........Br uxelles.............................................. le 19-12-1986.................................; 6. le document d’ayant cause (autorisation); déclare(nt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeurfs) est (sont): ( 6) ""André HECQ, rue Grand Douze Bois, 31 B-6290 Nalmnes
René......LEDRQliT.., rue .Alphonse......Planche.......19..,.......B~6 311 Les Bons......Vi 1.1ers (Villers-Perwin) . _______________________________________________________________________________________________________________________________________________ revendique(nt) pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de ( 7) _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________déposée(s) en (8)..........................................................................................................
le (9) .........................................................-........................................................................................................................................................................................._...........................................
sous le N° (10).................................................................................................................................................................................................................................................................................................
au nom de (11) ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................
élit(élisent) domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg.................................................................................
46 rue du Cimetière, Luxembourg sollicite(nt) la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, avec ajournement de cette dél^rançé/â......ß.±x-hp.i t...............................................................................................................mois, (13) ïd Âéç&éA l mandataire: ............... ................................................................. (14) J /j /II. yrocès-verbal de Dépôt
La susdite demande de breve/jErnwenrion a été déposée au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes. Service de la Propriété Intellêotiièlll ^'Euxeiqbourg, en date du: 23 décembre 19 86 // \\ , 00 { j /7½. ··. \ \ Pr. le Ministre de l’Économe et des Classes Moyennes, à ^ heures \Sf -¾ \f | / 7/ Le chef du service de brrramiété intellectuelle, // A 68007__/^V _ EXPLICATIONS RELATIVES AU FORMULAIRE DE DÉPÔT. " ' ^ (I) s’il y a lieu "Demande de certificat d'addition au brevet principal,à la demande de brevet principal No............du............(2) inscrire les nom, prénom, profession.
adresse du demandeur. lorsque celui-ci est un particulier ou les dénomination sociale, forme iuridiaue. adresse du siêee social. lorsaue le demandeur est une personne morale -13) inscrire * · ' , * , BL-3982
Memoire descriptif déposé ä l'appui d'une demande de brevet d'invention pour:
Feuille en matière vitreuse portant un dessin gravé et procédé pour graver un dessin sur un substrat en matière vitreuse.
GLAVERBEL S.A.
Chaussée de la Hulpe 166 1170 Bruxelles Belgique • » r 1.
La présente invention concerne une feuille en matière vitreuse portant un dessin gravé sur au moins une de ses faces ainsi qu'un procédé pour graver un dessin sur au moins une face d'un substrat en matière vitreuse.
5 Dans le domaine de l'art décoratif notamment, des feuilles de matière vitreuse dont au moins une face a été gravée selon un dessin déterminé sont connues. Ces dessins sont des dessins décoratifs, c'est-à-dire des dessins destinés normalement à être perçus et détaillés à l'oeil nu. 10 Même si ces dessins sont fins et suivent un tracé compliqué, on ne recherche généralement pas des traits de gravure extrêmement précis dont la largeur est par exemple très nettement inférieure à une dimension de l'ordre du millimètre .
15 Dans le domaine des vitrages en général, on rencon tre aussi des feuilles en matière vitreuse qui possèdent une marque de fabrique ou une marque de qualité gravée dans au moins une de leurs faces. Dans ce cas également, les traits de gravure sont relativement grossiers et ne possèdent pas 20 une largeur très nettement inférieure au millimètre.
Pour des applications nécessitant le tracé d'un dessin extrêmement fin et précis apparaissant en relief sur la face d'un substrat, il est à priori impensable de graver de manière fine une matière dure et fragile.
25 Par exemple, dans le domaine des disques supports d'enregistrement d'informations, tels que notamment les disques à lecture et/ou écriture optiques comme le disque optique numérique et le disque magnéto-optique, il est en général nécessaire de disposer d'un sillon très fin servant 30 de guide au système d'enregistrement ou de lecture. On exemple caractéristique que l'on peut citer se trouve dans le cas où l'enregistrement et/ou la lecture des informations s'effectuent au moyen d'un faisceau laser. Pour permettre de stocker un grand nombre d'informations sur une surface 35 relativement petite, il est nécessaire de constituer une spirale dont le pas est micrométrique. Lors de l'écriture ou de la lecture, le déplacement axial du faisceau laser 2 .
r doit être si précis qu'il est très difficile de se baser sur un mouvement purement mécanique. On est alors amené à utiliser un système asservi faisant appel à l'électronique. Dans ce but, le disque porte un sillon qui sert de guide au 5 faisceau laser. En se basant par exemple sur la réflexion ou la déviation du faisceau laser par les flancs du sillon, après transformation en signaux électriques, un système d'asservissement corrige continuellement la position du faisceau de manière à ce qu'il suive correctement le sillon-10 guide. Pour ce faire, il est courant d'utiliser un substrat en matière plastique et de former ce sillon-guide par pressage du disque en matière plastique à l'aide d'une matrice portant l'empreinte du sillon. Dans le cas du système Compact Disc Digital Audio par exemple, la piste est impri-15 mée de cette manière.
Si l'on veut utiliser un substrat relativement dur celui-ci ne peut pas être raisonnablement imprimé par pressage. Il est alors de pratique courante de former le sillon dans une couche de résine déposée sur le disque dur préalab-20 lement au dépôt de la couche destinée à' l'enregistrement des informations.
Toutefois cette solution nécessite l'utilisation d'une couche de résine qu'il n'est pas facile de dépôser de manière uniforme. Cette couche de résine peut, dans cer-25 tains cas, perturber la planéité du substrat sur lequel elle est déposée vis-à-vis de l'utilisation qui en est faîte. Dans certains cas, cette couche de résine peut même poser des problèmes de compatibilité vis-à-vis de l'écriture et/ou de la lecture des informations ou vis-à-vis de la couche de 30 composition particulière destinée à l'enregistrement de ces informations. C'est par exemple le cas pour le disque magnéto-optique.
D'autre part, tant la matière plastique gravée par pressage que cette couche de résine sont sensibles à l'humi-35 dité et elles présentent un risque de détérioration par vieillissement très préjudiciable. Il existe donc une nécessité de trouver un substrat capable d'être gravé selon τ Γ 3.
un dessin extrêmement précis tel que mentionné ci-dessus et qui ne présente pas ces inconvénients.
L'objet de la présente invention est de fournir un tel substrat portant un dessin gravé dont la définition est 5 extrêmement fine.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé pour graver un dessin de manière précise sur un substrat en matière vitreuse.
La présente invention se rapporte à une feuille en matière 10 vitreuse, portant éventuellement un revêtement inorganique, dont au moins une de ses faces porte un dessin gravé, caractérisée en ce que les traits de gravure constituant ledit dessin sont formés dans une couche superficielle inorganique de ladite feuille et ont une largeur inférieure à 10 pm et en ce que l'intervalle entre deux traits voisins est 15 inférieur à 10 pm.
Un telle feuille en matière vitreuse est particulièrement intéressante car, non seulement elle offre des traits de gravures pratiquement microscopiques susceptibles d'applications nombreuses et nouvelles comme on le verra plus loin, mais elle offre aussi tous les 20 avantages d'un substrat en matière vitreuse tels que par exemple la planéité, la transparence, la dureté et la stabilité.
Il est surprenant qu'une matière aussi dure qu'une matière vitreuse puisse porter des traits de gravure aussi minces et aussi proches l'un de l'autre.
25 La demanderesse a constaté avec surprise qu'il était possible d'obtenir une telle gravure directement dans une surface ayant au moins la dureté d'une matière vitreuse.
L'invention offre dès lors un avantage très important par rapport à la pratique habituelle, car elle offre 30 une feuille en matière vitreuse qui porte une gravure très fine et ayant une haute résolution réalisée dans une surface très dure, ce qui rend inutile le dépôt d'une couche de résine destinée à cet effet.
De plus, un tel substrat présente une résistance très élevée 35 au vieillissement et à la détérioration et une grande stabilité chimique.
De préférence, les traits de gravure ont une largeur inférieure à 1,5 pm et une profondeur supérieure à t 4.
50 nm et l'intervalle entre deux traits voisins est inférieur à 2 p.
Cette caractéristique améliore indiscutablement la haute résolution du dessin gravé, ce qui permet l'utilisa-5 tion directe d'une telle feuille en matière vitreuse par exemple pour la réalisation d'un disque support de 1'informations. De plus, cette profondeur assure un effet de relief relativement important par rapport à la largeur des traits, ce qui s'avère généralement être un avantage très 10 appréciable lorsque le dessin doit servir de guide par exemple.
Selon une forme préférée de réalisation de l'invention, ladite couche inorganique est une couche superficielle de la matière vitreuse elle-même et le dessin est ainsi 15 gravé directement dans la matière vitreuse elle-même. Cette solution est très intéressante du fait que la matière vitreuse constitue elle-même le support d'une gravure très fine et de haute résolution et qu'il y a donc absence de toute matière étrangère sur le substrat ce qui permet de bénifi-20 cier des propriétés particulières à la matière vitreuse telles que l'inaltérabilité, la planéité, la transparence...
Dans certains cas cependant, la complexité de la composition chimique de la matière vitreuse rend le travail de gravure très délicat surtout s'il est réalisé par attaque 25 chimique de la matière vitreuse. C'est notamment pourquoi, selon une autre forme avantageuse de réalisation de l'invention, on préfère que les traits de gravure soient réalisés dans une couche de matière inorganique, déposée sur la matière vitreuse, qui possède une dureté substantiellement 30 égale ou supérieure à la dureté de ladite matière vitreuse. Cette solution permet, tout en conservant les qualités de la surface relatives à la dureté, d'obtenir un dessin extrêmement fin dans une surface qui soit mieux adaptée à la gravure que la matière vitreuse elle-même. Ceci permet 35 aussi par exemple de réaliser en même temps la passivation de la surface de la matière vitreuse pour éviter, si le cas échet, la diffusion d'ions tels que des ions ? f IΓ J .
de sodium ou de potassium dans des couches destinées à 1'enregistrement d'informations déposées ultérieurement. Par le choix judicieux d'une couche ayant un indice de réfraction approprié, ceci peut également permettre la 5 réduction des réflexions parasites à l'interface entre le substrat et des couches ultérieures, ce qui peut s'avérer avantageux dans le cas d'une lecture optique d'informations enregistrées par exemple.
Par l'expression "surface dont la dureté est subs-10 tantiellement égale ou supérieure à la dureté de ladite matière vitreuse", on entend exprimer, dans la présente description ainsi que dans les revendications, le fait que cette surface possède une dureté qui soit au moins du même ordre de grandeur que la dureté des matières vitreuses 15 classiques ordinaires. Il s'agit donc d'une surface que l'on peut qualifier de dure par opposition notamment à une . couche de résine ordinaire ou à une matière plastique.
Dans ce cadre, différentes couches très dures peuvent être envisagées, mais de préférence, cette couche 20 dure comprend substantiellement un seul constituant. Cette caractéristique est un élément très favorable pour l'obtention d'une gravure de qualité car les problèmes inhérents à la gravure chimique sont plus facilement surmontés avec une matière comprenant un constituant unique qu'avec une matière 25 comprenant plusieurs constituants obtenue au départ de plusieurs composés comme c'est le cas de la plupart des matières vitreuses courantes. Si l'opération de gravure est facilitée, le résultat sera de meilleure qualité.
Comme exemple de telles couches, on peut notamment 30 citer des nitrures. Les nitrures sont des composés généralement extrêmement durs. A titre d'exemple, on peut citer le nitrure d'aluminium. Des carbures tels que Sic ainsi que d'autres composés peuvent convenir également tel par exemple MgF2. On peut aussi choisir des oxydes comme AI2O3, mais de 35 préférence on choisira Si02 ou Ti02- Ces composés permettent l'obtention de couches uniformes et transparentes, ce qui est un atout particulièrement important puisqu'ils t- 6.
conservent le bénéfice des propriétés de la matière vitreuse. Les couches ainsi formées peuvent être très compactes et elles ne détériorent pas la planéité élevée que l'on peut obtenir pour la matière vitreuse. On peut aussi les graver 5 relativement plus facilement que la matière vitreuse.
Dans le cas où le dessin est gravé dans une couche dure, il est particulièrement avantageux que la profondeur des traits de gravure soit substantiellement égale à l'épaisseur de ladite couche dure. Si la couche dure a pu être 10 déposée de manière uniforme, cette particularité assurera une régularité exemplaire pour l'épaisseur des traits de gravure de l'ensemble du dessin, ce qui fournit un dessin d'une grande précision.
De préférence, la feuille en matière vitreuse selon 15 l'invention porte une couche anti-réfléchissante. Cette couche permet d'éviter les réflexions parasites lorsqu'on observe le dessin gravé. Cette amélioration s'avère très intéressante lorsque l'exploitation du dessin gravé se fait par voie optique. Dans de nombreux cas, cet effet pourra 20 être obtenu au moyen d'une couche ayant un indice de réfraction intermédiaire entre celui de la surface du substrat et celui de la matière qui recouvrira à l'usage la face du substrat, ce qui permet de réduire les diffractions à cet interface. A titre d'exemple, pour le disque magnéto-opti-25 que, la couche magnétique spéciale destinée à recevoir les informations possède généralement un indice de réfraction de l'ordre de 2. Une couche possédant un indice de réfraction situé entre 1,5 et 2 ou légèrement inférieur à 2 donnera des résultats appréciables. Dans cette optique, ladite couche 30 anti-réfléchissante sera avantageusement un couche SnC>2.
C'est un couche transparente que l'on peut obtenir facilement et qui est très résistante à l'abrasion.
De préférence, la matière vitreuse constituant ladite feuille a subit un traitement de trempe, et plus 35 particulièrement un traitement de trempe chimique. Ceci fournit au substrat une résistance mécanique élevée qui rend la matière vitreuse équivalente à du métal pour certaines 7.
applications telles que les disques supports d'informations enregistrées par exemple.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, les traits de gravure dessinent, dans au moins une 5 partie d'une des faces de la feuille en matière vitreuse, un sillon en forme de spirale dont le pas est inférieur à 2 p et de préférence, cette feuille se présente sous la forme d'un disque.
Lorsqu'elle présente cette particularité, la feuil-10 le en matière vitreuse selon l'invention apporte notamment une contribution importante dans l'amélioration de la qualité et le prix de revient des disques supports d'enregistrement d'informations. Ceci est également intéressant pour tout autre substrat où la nécessité d'un sillon-guide ou 15 d'un sillon-récepteur ayant un pas micrométrique est impérative.
Il est entendu que pour former ledit.sillon, deux possibilités peuvent être adoptées suivant le résultat que l'on désire obtenir. Les traits de gravure peuvent consti-20 tuer une ligne continue qui définit la spirale sans interruption ou ils peuvent constituer une ligne régulièrement interrompue mais dont l'allure générale représente ladite spirale. Le sillon peut donc être constitué d'une succession de petits traits de gravure espacés l'un de l'autre.
25 II est généralement admis qu'un disque en verre présente des avantages appréciables grâce à sa planéité et à son état de surface notamment, essentiellement à cause de son aspect poli au feu. Il possède aussi une stabilité chimique incomparable. La présence d'une couche de résine 30 sur un tel substrat, comme le fait la technique connue pour y former le sillon-guide, fait perdre au moins partiellement le bénéfice de ces propriétés et peut être désavantageuse vis-à-vis d'une couche d'enregistrement des informations.
La feuille en matière vitreuse selon l'invention 35 rend superflue cette couche particulière car elle porte elle-même, gravée sur une de ces faces, le sillon-guide désiré. Le sillon défini par les traits de gravure sur la 4 8.
face de la feuille pour constituer ladite spirale servant de guide au faisceau laser aura par exemple une profondeur d'environ 70 nm. Si ces traits de gravure sont réalisés dans une couche dure déposée sur la matière vitreuse telle 5 une couche Si02, cette couche aura de préférence aussi 70 nm.
Pour le disque optique numérique (D.O.N.) ou pour le disque magnéto-optique par exemple, il est généralement demandé que le pas de la spirale soit de 1,6 p et que le 10 sillon ait une largeur d'environ 0,6 pm. La couche destinée à contenir les informations sera en général déposée sur le sommet, après nettoyage adéquat de la surface, pour profiter ainsi de l'aspect poli au feu du verre. Dans d'autre cas, cette couche peut aussi être disposée dans le fond du sil-15 Ion.
De préférence , le fond du sillon définissant ladite spirale possède une rugosité moyenne Ra inférieure à 5 nm. Cette valeur de la rugosité peut valablement se rapprocher de celle d'un verre étiré ou flotté. Dans le cas 20 d'une lecture optique par exemple, ceci améliore sensiblement les effets dus à la réflexion et réduit fortement les sigaux parasites ou le bruit de fond. Cette particularité procure aussi un état de surface acceptable pour supporter une couche destinée à recevoir des informations enregistrées 25 par exemple sous forme numérique.
De préférence également, les flancs du sillon présentent une inclinaison substantiellement symétrique par rapport à un axe perpendiculaire au fond du sillon. Cette particularité facilite l'asservissement du mouvement imposé 30 au dispositif qui doit éventuellement suivre ledit sillon, car les signaux provenant de la détection de ces flancs sont ainsi plus faciles à traiter.
Selon une autre forme de réalisation préférée de l'invention, les traits de gravure forment, sur au moins une 35 des faces de la feuille de matière vitreuse, un dessin d'allure générale en forme de quadrillage dont les mailles ont une dimension inférieure à 0,5 pm et la réflexion lumi- f $.
neuse totale de ladite face dans le domaine visible du spectre est inférieure à 4%. De préférence, la largeur des traits de gravure est sensiblement la même que la largeur des interstices entre les traits.
5 On a constaté de manière surprenante qu'une feuille de verre transparente gravée selon un tel dessin possédait une transmission lumineuse totale supérieure à la même feuille de verre mais non gravée. Ceci est assez surprenant car des traits de gravure en relief pratiqués sur une face 10 de la feuille ont normalement tendance à créer des réflexions parasites qui diffusent une partie relativement importante de la lumière si bien que la transmission lumineuse peut en être fortement réduite. En réalité, selon une explication probable, la dimension des mailles du quadril-15 läge est si petite qu'elle est inférieure à la longueur d'onde de la lumière, si bien qu'on évite ainsi la diffusion.
Pour obtenir une feuille en matière vitreuse à haute transmission lumineuse, il est connu d'appliquer sur 20 la feuille plusieurs couches transparentes successives formant un filtre anti-réfléchissant interférentiel ayant un indice de réfraction variant depuis l'indice de réfraction propre à la matière vitreuse jusqu'à l'indice de réfraction de l'air, c'est-à-dire n = 1. Dans le cas d'un verre sodo-25 calcique ordinaire, l'indice de réfraction "n" est environ égal à 1,5. L'idéal serait que n varie de manière continue entre 1,5 et 1 en partant de la matière vitreuse jusqu'à la couche superficielle externe. Ceci supposerait toutefois une infinité de couches successives, ce qui est évidemment 30 totalement prohibitif.
Grâce à la gravure particulière en forme de quadrillage dont les mailles ont une dimension inférieure à 0,5 pm et si de plus les rainures gravées sont plus larges en surface de la feuille qu'en profondeur, la feuille de 35 matière vitreuse selon l'invention permet une simulation de cette situation idéale sans nécessiter la présence d'aucune couche déposée sur la feuille. Comme les dimensions des 10 .
mailles sont extrêmement petites, chaque tranche successive de la face gravée peut être sensiblement assimilée à une couche homogène. La tranche superficielle externe contient peu de matière vitreuse et beaucoup d'air, elle possède donc 5 un indice de réfraction proche de celui de l'air. Au contraire, la tranche située au fond de la gravure peut être assimilée à une couche de matière vitreuse du point de vue de l'indice de réfraction.
De manière optimale, pour obtenir le meilleur effet 10 de continuité entre l'indice de réfraction de la matière vitreuse et celui de l'air, les rainures, c'est-à-dire les traits de gravure, et les parties saillantes du quadrillage ont de préférence, en coupe, l'allure générale de triangles, ’les sommets de ces triangles étant quelque peu arrondis.
15 Cependant, même si les rainures et les parties saillantes du quadrillage possèdent, en coupe, une allure générale rectangulaire avec des flancs sensiblement perpen- . diculaires à la feuille, l'invention est déjà d'un intérêt fort appréciable puisque la couche de matière vitreuse 20 gravée présentera un indice de réfraction situé entre celui de la feuille à coeur et celui de l'atmosphère environnante.
On obtiendra ainsi la simulation d'une couche à indice de réfraction intermédiaire.
De préférence, la profondeur des traits de gravure 25 est supérieure à 0,1 pm. Cette profondeur permet d'obtenir une réduction très appréciable de la réflexion lumineuse de la face gravée. Une gamme de profondeurs adéquates peut être définie entre 0,1 et 1 pm.
La meilleure dimension des mailles du quadrillage 30 dépendra essentiellement de la longueur d'onde du rayonnement auquel est normalement soumise la feuille pendant son utilisation. S'il s'agit d'un rayonnement situé dans le domaine allant environ du jaune au proche infra-rouge, une valeur légèrement inférieure à 0,5 pm donne des résultats 35 très appréciables pour l'obtention d'une face très peu réfléchissante. Pour obtenir de bons résultats dans le domaine visible en entier, on donne aux mailles une dimen- 11.
sion nettement inférieure à 0,5 μιη. Dans cette optique, la dimension des mailles du quadrillage est de préférence inférieure à 0,1 μπι. Grâce à cette faible dimension, on peut éviter l'aspect légèrement bleuté de la face de la 5 feuille et obtenir ainsi un aspect incolore.
L'invention s'étend à un panneau comprenant au moins une feuille de matière vitreuse telle que décrite ci-dessus. Ce panneau peut par exemple constituer une cellule solaire et comprendre une feuille portant un dessin gravé en 10 forme de quadrillage selon l'invention. La réduction des réflexions parasites améliore dès lors le rendement de la cellule solaire.
La présente invention s'étend aussi à un disque servant de support d'enregistrement d'informations, compre-15 nant au moins une feuille en matière vitreuse présentant la forme d'un disque telle que décrite ci-dessus en relation avec le dessin gravé en forme de spirale. Un tel disque est intéressant par le fait qu'il contient déjà un sillon-guide pour le système de lecture et/ou d'écriture laser sous une 20 forme stable et durable avec toutes les propriétés inhérentes à la matière vitreuse de base.
En général, les informations seront enregistrées dans une couche prévue à cet effet et déposée sur la surface du disque, de telle sorte, par exemple, que les informations 25 seront situées dans les interstices entre les pseudo-cercles de la spirale. Ces opérations propres à l'enregistrement des informations sont des opérations faciles à effectuer sur le disque selon l'invention.
De préférence cependant, au moins une partie des 30 traits de gravure représente les informations enregistrées. Il est particulièrement surprenant que des informations, telle une multitude d'informations binaires dont le décodage peut reproduire une séquence sonore ou vidéo par exemple, soient gravées dans une surface aussi dure. Le disque selon 35 l'invention présente toutefois des avantages inestimables dans le sens où ces informations sont ainsi stockées sur un support stable dans le temps et qui possède une durée de vie ί r .
12.
très grande. Les gravures peuvent par exemple être réalisées dans une couche dure telle que Si02.
La présente invention inclut également un procédé pour graver un dessin sur au moins une face d'un substrat en 5 matière vitreuse.
Pour graver du verre selon un dessin déterminé, une technique classique consiste à enduire en premier lieu la surface à graver avec de la cire. On grave ensuite dans cette couche de cire, à l'aide d'une pointe par exemple, 10 l'image de ce qu'on désire graver dans le verre. Cette opération a pour but de mettre à nu le verre aux endroits à graver. La cire restant sur le verre constitue une épargne, c'est-à-dire une protection partielle pour le verre en vue de l'étape suivante. Le verre est alors soumis à l'attaque 15 d'un milieu acide contenant de l'acide fluorhydrique. Les parties protégées par la cire ne subissent pas d'attaque de la part du milieu acide.
Cette technique connue ne permet pas de réaliser une gravure du verre avec une grande précision, ni de repro-20 duire un dessin en série avec une reproductibilité fiable. De plus, les techniques connues ne permettent pas la gravure de motifs comprenant des traits fins dont la largeur est très étroite et/ou qui sont très proches les uns des autres.
L'objet de la présente invention est de fournir un 25 procédé pour graver un substrat en matière vitreuse de manière précise.
La présente invention se rapporte à un procédé pour graver un dessin sur au moins une face d'un substrat en matière vitreuse caractérisé en ce que la surface de ladite 30 face est recouverte au moins partiellement d'une matière sensible aux radiations qui est exposée à des radiations de manière à différencier des zones dans la matière sensible selon ledit dessin, en ce qu'on forme une épargne au départ desdites zones différenciées, et en ce que ladite face du 35 substrat est soumise à l'action d'un agent de corrosion qui enlève de la matière aux endroits non protégés par l'épargne qui correspondent au dessin à graver.
J « 13.
Les radiations impressionnent la matière sensible. Ces radiations peuvent par exemple être .dirigées vers la matière sensible sous la forme d'un mince faisceau qui se déplace selon le dessin à graver en suivant un gabarit ou en 5 étant piloté de manière précise par voie électronique, ce qui permet de différencier des zones prédéterminées par rapport à d'autres dans la matière sensible. A titre d'exemple, on peut utiliser un faisceau laser et réaliser un mouvement relatif èntre le substrat portant la matière 10 sensible et ce faisceau laser de manière à tracer ledit dessin. On peut ainsi générer dans' la matière sensible une image du dessin à graver. Suivant le type de matière sensible utilisée et le type de radiations, 1'image peut apparaître directement, par exemple parce que les zones irradiées 15 se colorent, s'évaporent ou disparaissent sous l'action de ces radiations, ou il peut s'agir d'une image latente qui est développée ou révélée soit immédiatement en présence des radiations, soit après l'action des radiations.
Le développement de l'image latente, si le cas 20 échet, peut être du type photographique avec l'utilisation d'un révélateur et d'un fixateur. On peut aussi différencier les zones en leur conférant une résistance mécanique ou chimique différente sous l'action des radiations et enlever ensuite les zones les moins résistantes. Par exemple, les 25 zones irradiées peuvent se durcir sous l'action des radiations et on enlèvera alors les zones non irradiées ou au contraire les zones irradiées seront moins résistantes de manière à permettre leur enlèvement sans abîmer les zones qui n'auront pas été irradiées. Suivant le cas, cet enlève-30 ment sera par exemple effectué par un simple brossage ou à l'aide d'un solvant.
Moyennant des précautions adéquates, l'utilisation d'une matière sensible aux radiations permet l'obtention d'une épargne précise et de grande résolution sur le subs-35 trat en matière vitreuse. En soumettant le substrat muni de cette épargne à l'action d'un agent de corrosion, on peut ainsi le graver selon un dessin très précis.
14.
On peut réaliser par exemple une épargne métallique. Dans ce cas, on peut opérer en plusieurs étapes en réalisant tout d'abord une première épargne qui sera en général organique. Sur cette première épargne, on peut 5 alors déposer une couche métallique qui s'accroche à la matière de la face du substrat non protégée par l'épargne organique. On enlève ensuite l'épargne intermédiaire organique pour ne conserver qu'une épargne métallique qui restera sur le substrat après action de l'agent de corrosion de 10 manière à constituer une protection. Il est évident que les différentes épargnes doivent être soit positives soit négatives, suivant le cas, de manière à obtenir le dessin final escompté.
Après l'action de l'agent de corrosion, la matière 15 sensible encore présente sur le substrat et ayant servi d'épargne peut donc y rester pour servir éventuellement de . protection ultérieure. De préférence cependant, l'épargne est éliminée du substrat après l'action de l'agent de corrosion. Ceci fournit un produit fini net de toute trace 20 inutile provenant du procédé de gravure.
Le dessin peut être gravé dans la matière vitreuse elle-même auquel cas l'agent de corrosion enlèvera de la matière vitreuse. Cette solution permet l'obtention d'un substrat gravé dans la masse qui permet de profiter des 25 propriétés de la matière vitreuse en l'absence de toute autre matière et sera en général très apprécié en tant que tel. Dans d'autre cas, on préférera qu'une couche inorganique soit présente sur la face de la matière vitreuse préalablement au dépôt de la matière sensible et la matière 30 enlevée pendant l'action de l'agent de corrosion comprendra dès lors de la matière provenant de cette couche inorganique. On choisit de préférence une couche inorganique qui possède une dureté du même ordre de grandeur que la matière vitreuse, qui ne péjore pas l'état de surface et notamment 35 la planéité de la matière vitreuse, qui puisse être facilement déposée de manière uniforme sans abîmer ou déformer le substrat et qui soit plus facile à graver que la 15.
ί matière vitreuse elle-même. Ceci a donc pour avantage important de faciliter la gravure sans péjorer les propriétés intrinsèques de la matière vitreuse du substrat. La difficulté pour graver une matière vitreuse telle que du 5 verre provient en général du fait qu'il s'agit d'une matière dure formée de plusieurs constituants qui peuvent avoir des réactions toutes différentes vis-à-vis de l'agent de corrosion. On évite ce problème si le substrat vitreux porte une couche inorganique formée d'un constituant unique, un oxyde, 10 un nitrure ou un fluorure par exemple. Les nitrures sont particulièrement intéressants pour le but de l'invention. Une autre couche inorganique qui mérite une attention particulière est la couche de Si02. C'est une couche transparente très dure pouvant être déposée de manière uniforme en 15 couche très mince sans péjorer la planéité de la matière vitreuse. En ce qui concerne la gravure, les couches d'un composé de silicium ont l'avantage important de pouvoir former un composé volatil SiF4 en présence d'ions fluor dans l'agent de corrosion, ce qui facilite une gravure fine et 20 précise.
La gravure peut n'inclure qu'une partie seulement de l'épaisseur de ladite couche ou peut également entamer la matière vitreuse elle-même. De préférence toutefois, cette couche inorganique est déposée selon une épaisseur substan-25 tiellement égale à la profondeur du dessin à graver. Ceci permet de profiter au maximum de la présence de la couche sans matière exédentaire. Une épaisseur de 70 nm peut par exemple convenir pour une couche inorganique dans laquelle on grave une rainure servant de guide à un faisceau laser.
30 Dans ce cas, l'action de l'agent de corrosion est préférablement arrêtée lorsque celui-ci atteint la matière vitreuse sur substantiellement toute la surface du dessin à graver. Cette manière de procéder permet l'obtention d'un dessin dont la régularité d'épaisseur est exemplaire. On 35 peut en effet profiter du fait que la vitesse de réaction est différente entre la matière de la couche inorganique et la matière vitreuse. On peut notamment profiter du fait que 16.
lorsque l'agent de corrosion atteint la matière vitreuse il se forme un composé qui bloque la réaction. On peut ainsi graver un dessin selon une profondeur sensiblement égale en tous points à l'épaisseur de la couche inorganique, donc 5 avec une excellente régularité.
Même si on n'utilise pas d'épargne métallique, la matière sensible exposée aux radiations peut aussi éventuellement servir à former une épargne intermédiaire qui ne sera pas celle servant à protéger la matière vitreuse ou la 10 matière de la surface du substrat de l'action de l'agent de corrosion. Cette dernière épargne sera alors constituée au moyen de l'épargne intermédiaire.
De préférence toutefois, ladite épargne qui protège directement la face du substrat pendant l'action de l'agent 15 de corrosion est constituée par ladite matière sensible après exposition aux radiations. Cette manière de procéder assure une meilleure fiabilité et une meilleure précision de la gravure grâce à la réduction des étapes intermédiaires, et le prix de revient de l'opération de gravure en est 20 réduit.
Les radiations utilisées pour impressionner la matière sensible peuvent être par exemple constituées par un rayonnement particulaire. Il peut s'agir d'un faisceau de neutrons. Il suffit alors d'utiliser une matière sensible à 25 ce genre de rayonnement. On peut utiliser aussi un rayonnement alpha ou béta.
De préférence toutefois, lesdites radiations sont constituées par un rayonnement électromagnétique. Ce type de rayonnement est plus simple à produire et à utiliser. Il 30 peut s'agir de rayons X ou gamma, mais aussi d'un rayonnement à longueur d'onde micrométrique.
Avantageusement cependant, la matière sensible est une résine photosensible et lesdites radiations comprennent un rayonnement lumineux et de préférence un rayonnement 35 ultraviolet. Les sources de rayonnement lumineux sont d'un emploi très facile et ce type de rayonnement permet l'utilisation aisée de systèmes optiques même très complexes, et ' 4 17.
très performants. De plus, il existe sur le marché une large gamme de résines photosensibles qui permettent l'obtention aisée d'une épargne précise. Le rayonnement ultraviolet est très utile pour différencier des zones dans une 5 résine photosensible car il peut facilement agir sur la polymérisation de la résine. 11 existe des résines photosensibles dites négatives et des résines photosensibles dites positives qui ont un comportement opposé sous l'effet des rayons ultraviolets, c'est-à-dire par exemple soit 10 qu'elles durcissent par polymérisation sous l'action d'une lumière intense et deviennent insolubles dans un certain nombre de solvants, soit qu'au contraire elles sont détruites et deviennent solubles.
Dans le cas de l'utilisation d'un rayonnement 15 lumineux, la face du substrat opposée à celle dans laquelle le dessin doit être gravé est avantageusement recouverte d'une couche opaque préalablement à l'exposition au rayonnement lumineux. Dans le cas d'une matière vitreuse substantiellement transparente au rayonnement lumineux, comme c'est 20 en général le cas de la plupart des matières vitreuses, cette précaution augmente sensiblement la précision de la . gravure et la résolution du dessin obtenu. En effet, dans le cas d'une matière transparente, la réflexion lumineuse sur la face opposée du substrat dépend du support sur lequel 25 est posé le substrat et peut donc être très variable d'un endroit à l'autre selon l'aspect du support et son contact superficiel avec la matière vitreuse. Comme l'insolation de la résine photosensible dépend également du trajet de retour des rayons lumineux au travers de la résine, c'est-à-dire de 30 la réflexion sur la face opposée, le résultat risque d'être fort variable d'un endroit à l'autre du substrat. Le dépôt d'une couche opaque sur la face opposée permet d'obtenir une réflexion régulière et contrôlée procurant ainsi un meilleur résultat.
35 A la place de ou en combinaison avec cette couche opaque déposée sur la face opposée, ladite résine photosensible est avantageusement une résine transparente au rayon ί 18.
nement lumineux qui devient absorbante lors de l'exposition à ce rayonnement. Cette résine réduit ainsi fortement l'influence de la réflexion sur la face opposée.
Avantageusement, une couche d'augmentation du 5 contraste est déposée sur la résine photosensible préalablement à l'exposition au rayonnement lumineux. Ces couches spéciales ont la particularité d'être opaques avant exposition et de devenir transparentes sous l'action du rayonnement, ce qui veut dire que les zones fortement éclairées 10 seront transparentes en premier lieu. L'augmentation du contraste qui en résulte favorise l'obtention d'un dessin plus net et donc d'une gravure plus précise.
Avantageusement, ladite face du substrat est soumise à une attaque ionique à faible énergie au moyen d'un 15 plasma à base d'oxygène avant d'être soumise à l'action de l'agent de corrosion de manière à mettre la matière à corroder substantiellement à nu aux endroits correspondant au dessin à graver et non protégés par l'épargne. Cette précaution facilite l'action de l'agent de corrosion et permet 20 la réalisation de dessin extrêmement fins.
Comme expliqué plus haut, les radiations peuvent être celles d'un rayon laser et le dessin peut être réalisé grâce à un mouvement relatif entre ce rayon et le substrat. De préférence toutefois, un masque est interposé sur le 25 trajet desdites radiations entre la source des radiations et la matière sensible. Le masque représente un dessin qui est fonction du dessin à graver. Comme il est placé entre la source des radiations et le verre revêtu de matière sensible, les radiations n'atteignent la matière sensible qu'à 30 certains endroits en fonction du dessin à graver, ce qui permet de différencier des zones prédéterminées par rapport à d'autres dans la matière sensible. On peut ainsi y générer une image du dessin à graver.
Le masque peut donc selon la nature de la matière 35 sensible choisie représenter le dessin à graver de manière à laisser passer les radiations là où une gravure est désirée ou au contraire de manière à masquer les radiations à ces 19.
endroits.
L'utilisation d'un masque placé sur le trajet de radiations permet l'obtention d'une épargne précise, de grande résolution et facilement reproductible sur le subs-5 trat en matière vitreuse.
Selon une forme préférée de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, ledit masque représente une portion seulement de l'entièreté du dessin à graver et on expose successivement différentes portions de la matière 10 sensible à l'intervention dudit masque pour la différencier selon l'entièreté du dessin à graver. On peut ainsi graver des dessins de grandes dimensions, pour autant qu'ils présentent un motif répétitif, au moyen d'un masque très petit, c'est-à-dire d'un masque relativement peu onéreux par rap-15 port à un masque reprenant tout le dessin.
Selon une autre forme préférée de mise en oeuvre de l'invention, le masque représente l'entièreté du dessin * à graver. Cette manière de procéder permet la réalisation précise de dessins à motif non répétitif ou dont le raccor-20 dement entre les motifs identiques ne supporte aucun décalage. Ceci requiert toutefois l'utilisation d'un masque dont la grandeur est celle du dessin à graver ou d'un équipement de lentilles et d'un équipement d'insolation suffisant pour accomoder le dessin en entier. Le dessin peut par 25 exemple présenter un diamètre de 13 cm.
Quand on utilise un masque, pour permettre l'obtention d'une très haute résolution des traits du dessin à graver, surtout lorsque ceux-ci sont extrêmement fins et très proches l'un de l'autre, il est nécessaire de placer le 30 masque le plus près possible de la matière sensible à irradier pour éviter toute dispersion du faisceau de radiations entre le masque et ladite matière. Dans certains cas, selon la finesse et la proximité des traits du dessin et selon la tolérance admise, il sera même nécessaire de presser le 35 masque contre la matière sensible à irradier. Cette dernière technique nécessite un masque résistant pour qu'il ne soit pas endommagé, ce qui péjorerait la reproductibilité au 20 ; départ du même masque.
De préférence les radiations sont focalisées sur la matière sensible. Cette technique permet l'obtention d'une image bien nette. Lorsqu'on utilise un masque, elle évite 5 le contact entre le masque et la matière sensible à irradier tout en assurant une reproduction fidèle du dessin à graver. Lorsqu'on utilise un rayonnement lumineux par exemple, il est possible selon cette variante du procédé selon l'invention d'utiliser un système optique, comprenant par exemple 10 un miroir et des lentilles, qui permet une focalisation très précise sur la matière sensible en évitant tout contact avec le masque. Ce dernier peut même être situé à une distance relativement élevée de la matière sensible à irradier. Pour certains autres types de radiations, on fera appel à une 15 focalisation basée sur l'établissement d'un champs magnétique.
L'agent de corrosion doit être choisi de telle manière qu'il attaque la matière vitreuse sans altérer l'épargne. L'attaque corrosive peut se faire par un agent 20 liquide ou en phase gazeuse.
Selon une forme préférée de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, l'agent de corrosion est un milieu acide et/ou un milieu contenant un composé fluoré, de préférence un milieu acide contenant un composé fluoré. On 25 peut utiliser par exemple de l'acide fluorhydrique et/ou un sel de fluor en solution aqueuse. Ces solutions permettent d'attaquer aisément un réseau de matière siliceuse.
On ajustera de préférence la réactivité du milieu acide vis-à-vis de la matière vitreuse de manière que le 30 temps d'attaque pour l'obtention de la profondeur désirée ne soit pas trop bref, par exemple qu'il soit supérieur à 1 minute. Cette précaution facilite le contrôle de la profondeur d'attaque, et donc une bonne reproductibilité, car elle permet une certaine tolérance sur le temps de traitement qui 35 ne soit pas totalement négligeable. On préférera dès lors utiliser un agent de corrosion contenant un sel de fluor, tel que NaF par exemple, en solution aqueuse sous faible 21.
concentration, par exemple inférieure à 1% en poids de fluorure.
De préférence, ledit milieu utilisé comme agent de corrosion contient de plus un agent de polissage. Pour des 5 gravures très précises et à haute résolution, il est souvent nécessaire que les endroits gravés possèdent une rugosité relativement faible. Dans certains cas de gravure peu profonde, il faut éviter que la rugosité ne prenne une valeur qui ne soit plus négligeable par rapport à la profon-10 deur de la gravure. En associant un agent de polissage à l'agent de corrosion, on parvient à réduire la rugosité de manière à la rendre négligeable par rapport à la profondeur gravée. On peut ajouter un agent qui agit sur la taille et/ou le nombre des sites d'attaque. Par exemple, dans le 15 cas d'une attaque par un composé fluoré, on peut ajouter avantageusement de l'acide sulfurique et/ou phosphorique.
Selon une autre forme préférée de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, l'agent de corrosion est un plasma capable de réaliser une attaque ionique du substrat. 20 Ce type d'attaque permet d'obtenir des dessins gravés dont les traits sont extrêmement fins avec une grande précision.
On choisit de préférence un plasma dont les ions actifs comprennent des ions d'argon, ce qui permet une attaque bien directionnelle.
25 De préférence, ledit plasma comprend un composé fluoré. On peut par exemple y introduire des hydrocarbures fluorés tels que du C2F4 et notamment des fréons tels CHF3.
Ces produits fluorés sont particulièrement efficaces dans le cas de la présence de silicium dans la face à graver. En 30 effet, en présence d'électrons dans le plasma, il y a formation de radicaux fluorés qui sont très réactifs vis-à-vis d'un réseau à base de silicium, ce qui accentue l'agressivité du plasma vis-à-vis de la matière siliceuse. Il se forme ainsi du SiF4 qui est volatil et facilite l'enlèvement de 35 matière. Ceci permet également une attaque plus précise.
De préférence, l'énergie induite aux ions du plasma est inférieure à 50 eV, et de préférence inférieure à 10 ev.
22.
Ceci permet d'éviter que les ions ne pénètrent trop profondément dans la face à graver. Pour une profondeur d'attaque d'environ 70 nm, une énergie située aux environs de 4 ou 5 eV peut être considérée comme satisfaisante.
5 Le procédé selon l'invention permet de réaliser n'importe quel type de dessin de manière précise, comme par exemple une marque de fabrique ou une décoration. Il permet aussi de réaliser des traits d'une grande finesse avec une bonne précision. Des traits de l'ordre du dixième de milli-10 mètre, séparés par d'un intervalle ayant le même ordre de grandeur, peuvent être formés aisément.
De préférence cependant, au moins un trait du dessin à graver présente une largeur inférieure à 1,5 μια, et de préférence l'intervalle entre deux traits voisins sur le 15 dessin à graver est inférieur à 2 pm. Des traits de gravure aussi fins et aussi proches ne peuvent être obtenus par la technique connue. C'est dans ce cas que l'invention présente le plus grand intérêt.
Selon une forme préférée de réalisation du procédé 20 selon l'invention, le dessin à graver représente un quadrillage dont les mailles ont une dimension inférieure à 0,5 pm. La largeur des traits à graver est sensiblement égale à la largeur des interstices entre les traits. Le procédé selon l'invention est particulièrement avantageux pour graver un 25 tel dessin dont les mailles sont microscopiques. Dans ce cas, on peut tracer un motif parfaitement répétitif en utilisant un masque qui représente un morceau seulement du quadrillage et pourra ainsi être réutilisé de nombreuses fois pour permettre la gravure du dessin en entier.
30 La gravure d'un tel dessin quadrillé dont les mailles possèdent des dimensions inférieures au micron, au moyen d'un procédé selon l'invention, permet la réalisation d'un vitrage très peu réfléchissant, c'est-à-dire à haute transmission lumineuse, comme décrit plus avant dans le 35 présent mémoire descriptif.
Selon une autre forme préférée de réalisation du procédé selon l'invention, le dessin à graver représente une
' · L
23.
spirale continue dont le pas est inférieur à 2 p. Pour obtenir une spirale parfaitement continue avec un trait microscopique, on peut impressionner la matière sensible en une seule fois. S'il échet, le masque devra donc représen-5 ter l'entièreté du dessin. Mais on peut aussi placer le substrat sur un support rotatif et déplacer le faisceau de radiations, tel un rayon laser, linéairement de manière micrométrique pour impressioner la matière sensible selon la spirale désirée. Cette forme de réalisation a été trouvée 10 particulièrement intéressante pour graver une piste guide pour rayon laser sur un disque en matière vitreuse destiné à l'enregistrement de données, conforme au premier aspect de 1'invention.
L'invention s'étend à un substrat en matière 15 vitreuse gravé par un procédé tel que décrit ci-dessus.
L'invention sera maintenant décrite au moyen d'exemples de réalisation non limitatifs et en faisant référence aux figures schématiques annexées dans lesquelles:
La figure 1 montre de manière schématique une façon 20 d'exposer la matière sensible aux radiations à l'intervention d'un masque,
La figure 2 montre une vue partielle en coupe d'un substrat en verre muni d'une épargne et prête à être soumis à l'action d'un agent de corrosion selon l'invention, 25 La figure 3 montre une vue partielle en coupe d'une feuille de verre portant un dessin gravé selon l'invention, et
La figure 4 représente une vue partielle en coupe d'une autre feuille de verre portant un dessin gravé selon 30 l'invention.
Pour plus de clarté, étant donné la dimension extrêmement petite des dessins gravés, les figures ne sont pas à l'échelle.
Sur la figure 1, on a représenté une feuille en 35 matière vitreuse 1 sur une face de laquelle on a déposé une couche de matière sensible aux radiations 2. Cette couche de matière sensible 2 est exposée à des radiations 4 sur le 24.
trajet desquelles se trouve un masque 3. Dans cet exemple particulier de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la feuille 1 est un feuille de verre sodocalcique ordinaire de 1,3 mm, la couche 2 est une couche de résine photosensi-5 ble HPR 204 d'Olin-Hunt Chemical et les radiations 4 sont essentiellement constituées d'un rayonnement ultra-violet.
Pour éviter tout problème de réflexions différentes d'un endroit à l'autre sur la face arrière de la feuille 1 en fonction de l'état et de la forme du support sur lequel 10 est disposé la feuille, réflexions qui pourraient modifier le degré d'exposition de la matière sensible 2, cette face arrière a été préalablement recouverte d'une couche uniforme 5 opaque au rayonnement utilisé. Dans l'exemple particulier, on a utilisé une couche d'aluminium de 70 nm d'épais-15 seur. Cette épaisseur a été choisie de façon à ce que cette couche soit totalement décapée lors de la gravure du verre par voie chimique qui sera décrite ci-dessous. Grâce à cette couche uniforme, la réflexion sur la face arrière de la feuille est uniforme et régulière, ce qui permet une 20 exposition régulière de la matière sensible.
Le masque 3 est placé presque contre la couche de matière sensible 2 pour éviter une diffusion du rayonnement entre le masque et la couche. On a toutefois évité un contact franc pour ne pas risquer d'endommager le masque. 25 Le masque 3 porte l'empreinte du dessin que l'on désire graver sur le verre.
Dans l'exemple particulier décrit, le masque 3 a été réalisé de la manière suivante. On a choisi un substrat en quartz 6, à cause de sa bonne transparence aux rayonne-30 ment ultra-violets et de sa faible dilatation thermique. Sur ce substrat on a déposé un film opaque constitué d'une couche de chrome noir légèrement oxydé. Sur ce film, on a déposé une couche de résine PMMA non polymérisée. Ce substrat a été placé sur un support rotatif et la résine a été 35 impressionée par un faisceau laser se déplaçant linéairement de manière précise et micrométrique. Après développement de la résine et attaque ionique de la couche de chrome, on a 1 < 25.
obtenu un masque constitué d'une feuille de quartz 6 portant des bandes de chrome 7 qui forment l'image d'une spirale.
Après développement à l'aide du solvant fourni par la même firme que la résine photosensible, ce qui reste de 5 cette dernière sur le substrat forme l'épargne qui protégera certaines portions de la surface de la matière vitreuse vis-à-vis de l'action de l'agent de corrosion qui sera appliqué comme décrit plus loin. Avant cette opération, le substrat muni de l'épargne a été soumis pendant 4 minutes à l'action 10 d'un plasma d'oxygène d'une puissance de 180 watts pour mettre nettement à nu le verre aux endroits à graver.
La feuille de verre munie de l'épargne est ensuite soumise à l'action d'un agent de corrosion. Pour ce faire, elle est trempée pendant moins d'une minute dans une solu-15 tion à 1% d'HF à 18 °C et suivi d'un rinçage pendant plusieurs minutes. L'épargne est ensuite enlevée grâce à un décapage pendant quelques minutes avec HNO3 fumant. On a ainsi obtenu une feuille de verre gravée selon le dessin imposé par le masque.
20 Dans une variante de cet exemple, l'exposition de la résine photosensible aux radiations a été réalisée sans 1'intervention du masque 3. Pour ce faire on a utilisé un rayon laser focalisé de manière précise sur la matière sensible. La feuille de verre 1 munie de la couche de 25 résine 2 et de la couche d'aluminium 5 a été disposée sur un support rotatif. On a déplacé le faisceau laser linéairement. La combinaison des deux mouvements a permis de différencier des zones dans la matière photosensible 2 selon une spirale ayant un pas de valeur micrométrique.
30 Dans une autre variante de cet exemple, préalable ment à l'enduction de la face d'une feuille de verre 11 avec la résine photosensible 2, on a déposé sur la surface du verre une couche uniforme de S1O2 ayant une épaisseur de 70 nm. Après exposition à l'intervention du masque 3, 35 développement de la résine photosensible et mise à nu du S1O2 aux endroits à graver comme dans l'exemple de base ci- dessus, on a obtenu un substrat tel que représenté à la » « 26.
figure 2. Dans cette figure, la feuille de verre 11 porte du côté de la face à graver une couche 8 de S1O2 de 70 nm sur laquelle se trouve une épargne organique constituée par les typons 9. Le substrat tel que représenté à la figure 2 5 a ensuite été soumis à l'action d'un agent de corrosion.
Dans cette variante, l'agent de corrosion était un plasma. Ce plasma était constitué d'ions d'argon et on avait introduit dans ce plasma un produit fluoré tel que CHF3. La décharge électrique était produite dans une en- ceinte dans laquelle le vide était de 10 Torr et la différence de potentiel était de 350 V. Aux endroits non protégés par l'épargne, la couche S1O2 a subi l'attaque ionique et il s'est notamment formé du siF^ volatil et donc un enlèvement de matière. Lorsque le plasma a atteint la 15 couche superficielle du verre, il s'est formé des composés non volatils tels que CaF et AIF3 qui ont ralenti très fortement la réaction. On a pu ainsi obtenir un dessin gravé selon une épaisseur constante sur toute sa superficie. On a ensuite enlevé l'épargne de la même manière que . ci-20 dessus et on a également décapé la couche d'aluminium 15.
La feuille en matière vitreuse selon l'invention que l'on a ainsi obtenue est représentée partiellement en coupe à la figure 3. Dans cette figure, les traits de gravure sont indiqués en 10 et ils sont séparés par des 25 portions en saillies 12 constituées de S1O2· Dans un exemple pratique, les rainures 10 représentent les sillons d'une spirale dont le pas p est de 1,6 pm. Cette feuille de verre présente la forme d'un disque ayant un diamètre de 133 mm. Ce disque est destiné à servir de support à une couche 30 d'enregistrement d'informations.
La figure 4 représente une feuille 21 de verre sodocalcique ordinaire portant un dessin gravé dans une de ses faces. Le dessin est gravé dans la surface même du verre. Ce dessin forme un quadrillage dont les mailles ont 35 une grandeur d d'environ 0,3 pm. La gravure a une profondeur de 0,1 pm. Cette face de la feuille de verre présente une réflexion lumineuse dans le spectre visible, compris » < 27.
entre 350 nm et 750 nm, inférieure au pourcent, environ 0,6%, alors qu'elle est d'environ 4% sans le dessin gravé. Ceci permet donc l'obtention d'un feuille de verre à haute transmission lumineuse sans la présence de couches supplé-5 mentaires spécialisées à cet effet.
Claims (45)
1. Feuille en matière vitreuse, portant éventuellement un revêtement inorganique, dont au moins une de ses faces porte un dessin gravé, caractérisée en ce que les traits de gravure constituant ledit dessin sont formés dans 5 une couche superficielle inorganique de ladite feuille et ont une largeur inférieure à 10 pm et en ce que l'intervalle entre deux traits voisins est inférieur à 10 pm.
2. Feuille en matière vitreuse selon la revendication 1 caractérisée en ce que les traits de gravure ont une 10 largeur inférieure à 1,5 pm et une profondeur supérieure à 50 nm et en ce que l'intervalle entre deux traits voisins est inférieur à 2 pm.
3. Feuille en matière vitreuse selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que ladite couche 15 inorganique est une couche superficielle de la matière vitreuse elle-même.
4. Feuille en matière vitreuse selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que les traits de gravure sont réalisés dans une couche de matière inorgani- 20 que, déposée sur la matière vitreuse, qui possède une dureté substantiellement égale ou supérieure à la dureté de ladite matière vitreuse.
5. Feuille en matière vitreuse selon la revendication 4 caractérisée en ce que cette couche dure comprend 25 substantiellement un seul constituant.
6. Feuille en matière vitreuse selon la revendication 5 caractérisée en ce que cette couche dure est une couche de SiC>2 ou de TiC>2 -
7. Feuille en matière vitreuse selon 1'une des 30 revendications 4 à 6 caractérisée en ce que la profondeur des traits de gravure est substantiellement égale à l'épaisseur de ladite couche dure.
8. Feuille en matière vitreuse selon l'une des revendications là 7 caractérisée en ce qu'elle porte une 35 couche anti-réfléchissante.
9. Feuille en matière vitreuse selon la revendica- ' 29. * \ tion 8 caractérisée en ce que ladite couche anti-réfléchissante est un couche Sn02.
10. Feuille en matière vitreuse selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que la matière 5 vitreuse a subit un traitement de trempe, et de préférence un traitement de trempe chimique.
11. Feuille en matière vitreuse selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisée en ce que les traits de gravure dessinent, dans au moins une partie d'une de ses 10 faces, un sillon en forme de spirale dont le pas est inférieur à 2 pi.
12. Feuille en matière vitreuse selon la revendication 11 caractérisée en ce qu'elle présente la forme d'un disque.
13. Feuille en matière vitreuse selon l'une des revendications 11 ou 12 caractérisée en ce que le fond dudit sillon possède une rugosité moyenne Ra inférieure à 5 nm.
14. Feuille en matière vitreuse selon l'une des revendications 11 à 13 caractérisée en ce que les flancs 20 dudit sillon présentent une inclinaison substantiellement symétrique par rapport à un axe perpendiculaire au fond du sillon.
15. Feuille en matière vitreuse selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisée en ce que les traits de 25 gravure forment, sur au moins une de ses faces, un dessin d'allure général en forme de quadrillage dont les mailles ont une dimension inférieure à 0,5 p et en ce que la réflexion lumineuse totale de ladite face dans le domaine visible du spectre est inférieure à 4%.
16. Feuille en matière vitreuse selon la revendica tion 15 caractérisée en ce que la profondeur des traits de gravure est supérieure à 0,1 pm.
17. Feuille en matière vitreuse selon l'une des revendications 15 ou 16 caractérisée en ce que la dimension 35 des mailles du quadrillage est inférieure à 0,1 μπι.
18. Panneau comprenant au moins une feuille de matière vitreuse selon l'une des revendications 1 à 17. * · Λ. 30.
19. Disque servant de support d'enregistrement d'informations, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une feuille en matière vitreuse selon la revendication 12 et les revendications 13 ou 14.
20. Disque selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'au moins une partie des traits de gravure représente les informations enregistrées.
21. Procédé pour graver un dessin sur au moins une face d'un substrat en matière vitreuse caractérisé en ce que 10 ladite face est recouverte au moins partiellement d'une matière sensible aux radiations qui est exposée à des radiations de manière à différencier des zones dans la matière sensible selon ledit dessin, en ce qu'on forme une épargne au départ desdites zones différenciées, et en ce que ladite 15 face du substrat est soumise à l'action d'un agent de corrosion qui enlève de la matière aux endroits non protégés par l'épargne qui correspondent au dessin à graver.
22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'épargne est éliminée du substrat après l'action 20 de l'agent de corrosion.
23. Procédé selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce qu'une couche inorganique est présente sur ladite face de la matière vitreuse préalablement au dépôt de la matière sensible et en ce que la matière enlevée 25 pendant l'action de l'agent de corrosion comprend de la matière provenant de cette couche inorganique.
24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que cette couche inorganique est déposée selon une épaisseur substantiellement égale à la profondeur du dessin 30. graver.
25. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce que l'action de l'agent de corrosion est arrêtée lorsque celui-ci atteint la matière vitreuse sur substantiellement toute la surface du dessin à graver. 3b
26. Procédé selon l'une des revendications 21 à 25, caractérisé en ce que ladite épargne qui protège directement la face du substrat pendant l'action de l'agent de corrosion » *. 31. est constituée par ladite matière sensible après exposition aux radiations.
27. Procédé selon l'une des revendications 21 à 26, caractérisé en ce que la matière sensible est une résine 5 photosensible et en ce que lesdites radiations comprennent un rayonnement lumineux et de préférence un rayonnement ultraviolet.
28. Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce que la face du substrat opposée à celle dans laquelle 10 le dessin doit être gravé est recouverte d'une couche opaque préalablement à l'exposition au rayonnement lumineux.
29. Procédé selon l'une des revendications 27 ou 28, caractérisé en ce que ladite résine photosensible est une résine transparente au rayonnement lumineux qui devient 15 absorbante lors de l'exposition à ce rayonnement.
30. Procédé selon l'une des revendications 27 à 29, caractérisé en ce qu'une couche d'augmentation du contraste est déposée sur la résine photosensible préalablement à l'exposition au rayonnement lumineux. . .
31. Procédé selon l'une des revendications 27 à 30, caractérisé en ce que ladite face du substrat est soumise à une attaque ionique à faible énergie au moyen d'un plasma à base d'oxygène avant d'être soumise à l'action de l'agent de corrosion de manière à mettre la matière à corroder substan- 25 tiellement à nu aux endroits correspondant au dessin à graver et non protégés par l'épargne.
32. Procédé selon l'une des revendications 21 à 31, caractérisé en ce qu'un masque est interposé sur le trajet desdites radiations entre la source des radiations et la 30 matière sensible.
33. Procédé selon la revendication 32, caractérisé en ce que ledit masque représente une portion seulement de l'entièreté du dessin à graver et en ce qu'on expose successivement différentes portions de la matière sensible à 35 l'intervention dudit masque pour la différencier selon l'entièreté du dessin à graver.
34. Procédé selon la revendication 32, caractérisé * * * « 32. en ce que le masque représente l'entièreté du dessin à graver.
35. Procédé selon l'une des revendications 21 à 34, caractérisé en ce que les radiations sont focalisées sur la 5 matière sensible.
36. Procédé selon l'une des revendications 21 à 35, caractérisé en ce que l'agent de corrosion est un milieu acide et/ou un milieu contenant un composé fluoré.
37. Procédé selon la revendication 36, caractérisé 10 en ce que ledit milieu utilisé comme agent de corrosion contient de plus un agent de polissage.
38. Procédé selon l'une des revendications 21 à 35, caractérisé en ce que l'agent de corrosion est un plasma capable de réaliser une attaque ionique du substrat.
39. Procédé selon la revendication 38, caractérisé en ce que ledit plasma comprend un composé fluoré.
40. Procédé selon l'une des revendications 38 ou 39, caractérisé en ce que l'énergie induite aux ions du plasma est inférieure à 50 eV, et de préférence inférieure à 20 10 eV.
41. Procédé selon l'une des revendications 21 à 40, caractérisé en ce qu'au moins un trait du dessin à graver présente une largeur inférieure à 1,5 μιη.
42. Procédé selon l'une des revendications 21 à 41, 25 caractérisé en ce que l'intervalle entre deux traits voisins sur le dessin à graver est inférieur à 2 μπι.
43. Procédé selon les revendications 41 et 42, caractérisé en ce que le dessin à graver représente un quadrillage dont les mailles ont une dimension inférieure à 30 0,5 um.
44. Procédé selon les revendications 41 et 42, caractérisé en ce que le dessin à graver représente une spirale continue dont le pas est inférieur à 2 μπι.
45. Substrat en matière vitreuse gravé par un 35 procédé selon l'une des revendications 21 à 44.
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