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La présente invention se rapporte, d'une manier':' générale, à un objet transparent et conducteur d'élec- tricité perfectionné. Plus particulièrement, elle est relative à un objet tel que spécifié, pourvu d'un film métallique bon conducteur d'électricité et transparent, ce film étant protégé contre les effets de l'abrasion et de l'érosion et étant propre à permettre efficace- ment le passage de courants relativement, élevés.
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Les métaux à partir desquels sont formas les films bons conducteurs d'électricité envisagés dans la présente invention, sont relativement doux. Le rayage ou l'érosion de ces films, qui sont très minces, entrave le passage du courant à travers ceux-ci et risque effectivement de provo- quer le claquage du film,tout entier sous l'effet de fortes concentrations locales de courant dans les zones situées @ au voisinage de la raie ou de la partie érodée. Partant de là, la présente invention vise à munir le film conducteur d'électricité d'une couche protectrice transparente recou- vrant ce film et établie en une matière inorganique diélec- trique, telle que le.fluorure de magnésium, l'oxyde d'alu- minium ou la silice. Ceci a pour effet de réduire le risque de rayage ou d'érosion du film conducteur.
Pour amener le courant au film conducteur d'électricité, on glace des élé- ments de contact, sous la forme,d'électrodes ou de "barres omnibus" en des endroits de l'objet écartés l'un de l'autre, ces électrodes étant en contact avec le film susdit et agissant comme bornes pour le passage du courant précité à travers le film.
Partant de ces considérations, l'objet principal de la présente invention consiste à établir un film bon con- ducteur d'électricité, protégé contre les effets préjudi- ciables du rayage et de l'érosion, tout en conservant sa faculté de conduire efficacement les puissances relativement élevées qui lui sont appliquées, cela sans préjudice per- manent pour le film en question.
Plus particulièrement, la présente invention vise à établir un objet perfectionné tel que décrit ci-dessus, pourvu d'un film métallique protégé de façon permanente et ayant une transparence généralement non inférieure à 50%
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environ et auquel on peut appliquer avantageusement, des puissances considérablement supérieures à 200 watt-- par pied carré(0,092903 m) de ce film.
Un objet accessoire de la présente invention con- siste à-établir une nouvelle méthode pour appliquer les électrodes directement sur le film conducteur d'électricité, de manière à produire un contact dense et qui garantit une 'adhérence intime entre ces électrodes .et ce film.
Dans les-dessins annexés :
La fig. 1 est une vue perspective d'un mode de réalisation de l'objet perfectionnéselon l'invention.
La Fig 2 est une vue en coupe de l'objet perfectionné selon la fig 1.
La fig 3 est une vue analogue à la fig 2, mais mon- trant un autre mode de réalisation de l'invention, et
La fig 4 est un tableau indiquant un certain nombre d'exemples spécifiques d'ebjtes produits selon la présente invention.
Il ressort de ce qui précède que la présente inven- tion permet d'établir un !objet transparent bon conducteur électrique, cet objet comprenant : un corps de support transparent; un film de métal transparent, bon conducteur d'électricité, amené à adhérer de façon permanente à la surface du corps de support susdit; des électrodes appli- quées directement au film métallique précité, en des en- droits de celai-ci écartés l'un de l'autre; et, un revê- tement protecteur transparent et relativement dur, appliqué sur le film ci-dessus, entre lesdites électrodes espacées, ce revêtement s'étendant au delà d'une partie marginale des électrodes en question.
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En considérant les dessins, on voit. que l'objet repré- dans les fig 1 et 2 désigné dans son ensomble par le chiffre de référence 10, comprend un corps de support ll en verre transparent ou en une autre matière transparente à base de silice, matière à laquelle adhêre intimement, un film de métal 12 qui s'étend sur toute la surface de cette dernière. Ce.film peut généralement posséder une transpa- rence de 50% au moins et peut être constitué en les métaux tels que l'or, l'argent, le cuivre, le fer ou le nickel, bien que l'invention ne soit pas limitée à de tels films.
Dans certains cas, il est en outre avantageux que le film ait une résistivité électrique non supérieure-à 150 ohms par carré.
Le film 12 peut se composer par exemple d'une couche intermédiaire adhésive appliquée directement à la surface du corps de support 11, ainsi que d'un film d'un quelconque des métaux mentionnés ci-dessus et déposés par dessus de cette couche. Toute@@@, la présente invention n'est pas limitée en particulier à une telle structure et englobe, sous le terme "film transparent et bon conducteur électrique tous les types quelconques de films comportant un quelconque des métaux relativement doux mentionnés plus haut, lorsqu'ils se présentent en une épaisseur capable d'assurer les caractéristiques voulues de transmission de lumière et de résistance électrique.
Le film 12 peut être appliqué au corps de support 11 de n'importe de quelle manière voulue, en particulier de la manière qui sera décrite dans la suite, mais toujours de façon à adhérer intimement à la surface qui lui est adjacente.
On applique ensuite sur toute la.surface du film de méal sauf sur deux parties ou zones marginales opposées
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de ce film, une couche protectrice transparchte etdare
13 d'une matière diélectrique inorganique, tandis que l'on applique des électrodes 14, en argent, en cuivre ou en un autre métal approprie, utilise à cette fin, aux dites zones marginales écartées et exposées de ce film de métal.
Ainsi, les électrodes 14 sono appliquées directement sur le film de métal 12 de façon à être en contact élactrique direct avec ce dernier, tandis que la couche protectrice 13 s'étend sur toute la surface comprise entre les bords intérieurs de ces électrodes et jusqu'au voisinage immé- diat de c elles-ci. Au besoin, et afin d'assurer un contact continu entre la couche protectrice et les électrodes, sur toute la longueur de celles-ci, on peut faire en sorte que les bords intérieurs 15 de ces électrodes empiètent sur les bords adjacents de la couche protectrice, comme montré 'dans la fig 1.
L'objet représenté dans la fig 3 et désigné dans son ensemble par le chiffre de référence'16, comprend un corps de support 17 et un film métallique transparent et bon conducteur électrique 18, semblables respectivement au corps 11 et au film 12 de l'objet 10 montré dans la fig 1. Dans ce cas également, les électrodes 19 sont ap- pliquées directement au film métallique le long de deux bandes marginales opposées de celui-ci.
Touefois, et comme montré dans la fig 3, une couche protectrice 20 d'une matière :diélectrique inorganique recouvre les électrodes 19, de même que la partie du film métallique qui. s'étend entre celles-ci. Ainsi, et tout comme l'objet 10 des fig 1 et 2, l'objet 16 est muni d'un film métal- lique bon conducteur électrique 18 dont des bandes marginales opposées et écartées se voient appliquer
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directement une couche protectrice 20 qui s'étend c:- partie sur la totalité de la surface située entre les électrodes susdites.
Il est préférable que les films conducteurs d'élec- tricité et les couches protectrices des objets 10 et 16 soient déposés sur les corps de support correspondants par évaporation thermique directe, sous vide, de petites quantités des matières constitutives de ces films ou couches. Dans chaque cas, certaines parties des objets pourraient être masquées à l'aide d'un appareil approprié, de façon que les films respectifs soient déposés suivant le dessin voulu. En outre, il est bien entendu que lorsque les films conducteurs d'électricité 12 et 18 sont munis d'une couche adhésive intermédiaire, appliquée directement sur le corps de support, cette couche peut également être déposée par évaporation thermique.
Il est évident que les films conducteurs d'élec- tricité et les couches protectrices peuvent aussi être déposés sur les corps de support par d'autres procédés bien connus. Par exemple, la couche adhésive du film susdit peut être produite par pulvérisation sous un vide résiduel, tandis que le film de mtal appliqué par-dessus de cette couche adhésive peut être établi par une opéra- tion de pulvérisation dans une atmosphère d'hydrogène ou une atmosphère inerte. De même, le film de métal peut être déposé chimiquement sur le corps de support en question.
Comme montré dans les fig 1 et 2, des parties des électrodes peuvent chevaucher légomement, en 15, les bords adjacents de la couche protectrice 13. En effet, un certain degré de chevauchement est prsque inévitable. Il convient de noter toutefois que ceci n'a pas un effet défavorable
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sur 1.a conductibilité ea1 vr., trï cilze de l'objet; rl'<...,;t-r:.: l,t¯r ,, br2.ce à ce chevauchement toutes les parties du film 7..'- ..... trouvent recouvertes, tandis quu les bords du r:-rt:.-:.::'.: protecteur ne risquent pas d'être exposés au vi::;ln-'-0;; 4#z électrodes où s'amorcent généralement 1' "6caillc,,ti,3nt" et le "pelage".
Au besoin, les électrodes 1!4 peuvent ';;a18c:e;nt être déposées par évaporation thermique, en utilisant des . appareils d'interception dans la chambre d'évaporation.
On peut employer un procédé de variante dans lequel, après que la couche protectrice 13 a été déposée sur la totalité de la surface du film 12, sauf sur deux bandes marginales de c elui-ci, l'objet 10 peut être retiré de la chambre d'évaporation thermique, et l'on peut appliquer sur cet objet des électrodes 14 par des moyens autres que ceux indiqués plus haut, A cette fin, les électrodes peu- vent être établies en argent à partir d'un pigment d'argent contenant une encre résineuse de laque.
Selon un autre procédé, les électrodes d'argent peuvent être déposées à l'aide d'une réaction chimique réalisée en plaçant l'objet de champ dans un bain de pro- fondeur- limitée d'une solution habituelle d'argenture pour glaces, par exemple une.solution de nitrate alcalin d'ar- gent et de dextrose, répandue autour.
Il a été constaté en outre que l'adhérence directe des électrodes déposées par voie chimique, au film 12, peutêtre rendus plus intime grâce à une opération de cuisson. Ainsi, après avoir été déposées sur le film silo-
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dit, les électrodes 14 sont de préférence ;.r011!Il:l.::it3â a '1 une cuisson environ 1,5(Jc' F (60 C) ou 1,lu3, 1,,..ndan 16 heures au Moins. Bien que l'on no coJnna.i.:;5<: 1>;1;; la nature do 1=¯: roacbion chiI.1!Ï 1110 qui a 1,ïYii , on :.:ul'L,(),:ç> C[l\0 .la
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cuisson provoque une légère oxydation de l'électrode métallique.
En tout cas, il a été clairement démontra que cette cuisson a pour résultat d'améliorer notable- ment l'adhérence entre l'électrode et le film conduc- teur'd'électricité ainsi que d'accroître l'efficacité de l'objet fini.
Pour établir l'objet 16 selon la fig 3, on place d'abord le corps de support de,,cet objet dans la chambre ci-dessus après quoi on dépose'le film conducteur d'élec- tricité 18 par-dessus de ce corps, d'une manière:habitu- elle. Toutefois, dans ce cas, on peut employer un appareil d'interception non représenté, pour masquer les parties centrales du film 18, De cette façon, les électrodes 19 seront déposées directement, par évaporation thermique, uniquement sur les bandes marginales du film ci-dessus.
Après avoir déposé les électrodes 19, on peut écarter l'appareil central d'interception de sa position active, de façon à exposer toute la largeur de l'objet 16 à l'action des sources de la matière susceptible d'évapo- ration thermique, à partir de laquelle est formée la couche protectrice 20. Ainsi,à ce moment, l'objet 16 est complè- tement exposé à l'action des sources d'évaporation ther- mique, comme il l'était immédiatement avant la formation du dépôt de film conducteur d'électricité 18. Après avoir été déposée sur l'objet non masqué, la couche protectrice 20 recouvre les électrodes 19, de même que la partie du film 18 qui s'étend entre celles-ci, comme montré dans la fig 3.
D'autre part, il sera utile de prévoir de peites zones masquées qui empêchent la formation du dépôt consti- tuant la coucha protectrice 20 sur de petites surface de chaque électrode, ces dernières surfaces étant appelées
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à constituer des points do fixation pour les fils de connexion électriques. Il. est bien entendu que boutes ces opérations, de même que toutes celles décrite.3 à propos de l'objet montré dans les fig 1 et 2 peuvent être effèctuées dans une même enceinte à vide, ce qui élimine la nécessité de retirer les objets de la chambre à vide.
Il est bien entendu que l'on peut éventuellement employer'd'autres méthodes pour former les enduits sur les objets en question. Par exemple, les parties de l'ob- jet que l'on désire re'couvrir d'un enduit peuvent être re- couvertes d'une bande d'interception, ou d'un élément ana- loue, dans lequel cas l'application et l'enlèvement de cette bande entre les applications d'enduits successifs nécessiteraient l'interruption du processus d'évaporation thermique. Toutefois, et comme indiqué plus haut, on peut faire appel à des appareils d'interception commandés à distance, de tels appareils ayant donné des résultats particulièrement favorables lors de l'exécution des ob- jets selon la présente invention par la méthode de l'éva- poration thermique.
La fig 4 représente un tableau d'exemples de films conducteurs d'électricité et de couches protectrices pour ceux-ci, chacun de ces exemples étant décrit dans la suite.
Il convient toutefois de noter que ni la composition de ces objets, ni leurs propriétés électriques ou optiques ne doivent être considérées comme limitatives en ce qui concerne la portée de la présente invention. De même, il est bien entendu que les électrodes ou "barres omnibus" peuvent être appliquées de la manière décrite précédemment aux objets dont il est question dans ces exemples.
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Toutefois, les prUp±'iolLàs plly,2i qLléS de c..:::: 11<2cii'wÙËIJ n'ont pas été indiquées, 4 i.,.tM donné qiil(-llej r '=±1'<;ci#<;L pas notablenent le comportement de l'objet yl'1. ù,ü:... son c:::à.,tol:.
.. :PL.J 1 à :n ap..:--,liqu--lYl des éva, orations thermiques successives sous vide, on a établi, en deux opérations d'application 'distinctes sur chacune de deux lames de verre, un enduit constitué par des films d'aluminium et d'or. Après avoir
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déposé ce film cor;duc tB'l..:: d'électricité) et sans inter- rompre le vide, on a :::ené un appareil d! interC0.ficÍon pour les bords et on l'a placé de façon qu'il masque des bandes marginales espacées de cet enduit. Tout en maintenant l'ap- pareil d'interception dans la mène position, on a déposé une autre couche d'aluminium sur le film d'or, après quoi l'oojet ainsi enduit a été retiré de la chambre d'évapc- ration thermique.
Sur cette lame de verre, la première couche d'alu--
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.:¯irium avait une épaisseur de 56 unités Angstrôm, le fiii; d'or appliqué sur cette première couche avait une épais-
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. seur de 1 unités Angstrdam, tandis que le second enduit d'aluminium, c'est-à-dire le premier enduit d'en haut, qui forme la couche protectrice, avait une épaisseur de 56 unités Angström. Sur l'autre lame, ces enduits avaient res- pectivement une épaisseur de 9,3, 43 et 133 unités Angström.
La première lame ainsi enduite a été placée dans un'
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four à 7 , F (371 C ) pendant 16 licures, afin de permettre à l'oxygene de prénétrer à travers les couches superposées et de convertir ainsi chacune des couches d'aluminium en
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oxyde d'aluminium.
De m0mc, la sccone'l;1llle enduire a été placée dans un four à J00 E' (427 C) puudjnt un quart d'heure dans le même but. ainsi, dans chaque cas, l'objet obtenu
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consistait en une lame de verre transparente et bonne con- ductrice d'électricité à laquelle on avait fait adhérer un film d'or au moyen d'une coubbe d'oxyde d'aluminium,la sur- face extérieure du film d'or étant protégée par une couche dure d'oxyde d'aluminium.Les épaisseurs présentées par les couches après l'opération d'oxydation sont indiquées dans la fig. 4,les Ex. 1 et 2 se rapportant à la première lame et leurs enduits ayant des épaisseurs et des résistivités iden- tiques.
Des électrodes ont été appliquées aux bandes marginale.3 masquées du film d'or de la première lame, selon le procédé décrit plus haut.On a ensuite collé sur la face enduite de cette lame une lame de verre non enduite, au moyen d'une couche intermédiaire de matière plastique souple ayant un indice de réfraction d'environ 1,5. Le verre de sécurité ainsi formé est représenté dans la fig.4 par l'Ex.3, où la trans- parence figure avec 78% et le coefficient de réflexion de la face enduite de la lame triplexée avec 8,8%,et celui de la fa- ce non, enduite de cette lame,avec 9,2%.D'autre part, le pro- duit feuilleté de l'exemple 3 avait la même résistance que dans l'Exemple l,soit, de 60 ohms.
Exemples 4 à 6
On a préparé, par évaporation thermique sous vide, deux lames de, verre-sur lesquelles étaient appliqués successivement des en duits d'aluminium et d'or métalliques.En procédant de la manière décrite ci-dessus, et sans Interrompre le vide ini- tial, on a mis en place un appareil d'interception,de façon à masquer la partie médiane du film d'or, ot l'on a déposé des électrodes l'argent, par évaporation thermique, sur les
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zones marginales exposées du film susdit, des deux côtés opposés de l'appareil d'intereption précité.
E : en main- tenant le vide, on a amené le masque ou écran central dans une position inopérante à l'aide d'un mécanisme de commande actionné depuis un point éloigné de la chambre, après quoi on a déposé d'autres couches d'aluminium métallique et de silice par-dessus des électrodes d'argent et de la partie centrale exposée du film d'or,située entre ces électrodes.
Ces deux lames enduites ont été ensuite retirées de la chambre à vide, après quoi la première lame a été chauffée dans l'air,pendant un quart d'heure,à 800 F (427 C) à la suite de quoi les couches d'aluminium ont été converties en oxyde d'aluminium et présentaient chacune une épaisseur de 7 unités Angstrom. Le film d'or employé avait une épaisseur de 48 unités Angström, tandis que la couche extérieure protec- trice de silice avait une épaisseur de 225 unités Angström.
L'objet ainsi forcée, désigné ici comme Exemple 4, avait une résistance électrique de 30 ohms, une transparence de 72%, ainsi que les autres propriétés physiques indiquées dans l'Exemple 4.
La seconde lame a été chauffée d'une manière analogue, mais à température de 1000 F (538 C) et l'on a constaté que la couche d'oxyde d'aluminium en contact direct avec la lame de verre,couche qui constituait la nappe adhésive pour le film d'or, avait une épaisseur de 14,5 unités Angström; que le film d'or avait une épaisseur de 40 usités Angström ;et, que la couche protectrice d'oxyde d'aluminium avait une épaisseur de 7 unités Ansröm. La couche extérieure de silice, appli- quée sur la couche protectrice d'oxyde d'aluminium, avait une épaisseur de 450 unités Angström.
Cet objet,désigné
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comme "Exemple 5" avait les'propriétés indiquées en regard de cet exemple dans la fig.4. @
La seconde lame en question a été transformée par tri- .plexage en un verre de sécurité dans lequel la couche inter- médiaire de matière plastique était en contact direct avec la surface enduite del'objet. Le produit final présentait sensiblement les mêmes propriétés que celles inscrites en regard de l'Exemple 6 dans 'la f ig.4.
Exemple 7
Une chambre, à vide a reçu préalablement un revêtement de fer en¯procédant à une évaporation thermique du fer à l'inté- rieur- de cette chambre.On a ensuite ouvert la chambre et l'on a placé dans celle-ci des lames de verre vierges,après quoi on a établi dans cette chambre un vide allant jusqu'à la pres- sion de pulvérisation.Un courant alternatif de haute tension a été appliqué aux parois revêtues de fer de la chamhre, lesquelles agissaient comme une électrod,e,ainsi qu'aux dis- ques d'aluminium isolés, qui agissaient comme seconde électro- de.Après dix minutes de pulvérisation, une couche mince et invisible d'oxyde de fer était déposée sur le verre.
On a ensuite ramené le vide à une pression convenable pour l'éva- poration thermique d'une faible quantité d'or,de façon à pro- duire sur le verre et sur lacouche adhésive d'oxyde de fer un enduit d'or ayant une épaisseur de 48 unités Angström.
A ce moment, un appareil d'interception a été actionné à distance et amené dans une position d'interception au-dessus des bandes marginales des lam,es de verre munies de leurs en- duits comme il a été décrit plus haut .Après avoir amené l'ap- pareil.'d'interception dans cette posit,ion, on a déposé succes- sivement des couches protectrices d'aluminium métallique et de silice sur le film d'or,après quoi l'objet ainsi revêtu
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a été retiré de la chambre.
La couche d'sluminium a été con- vertie en oxyde d'aluminium par chauffage dans 1.'air à 800 F (427 C) pendant un quart d'heure.La couche protectrice finale se composait alors d'une couche d'oxyde d'aluminium d'une épaisseur de 7 unités Angström et d'une couche de silice d' une épaisseur de 225 usités Angström.
L'objet ainsi constitué possédait une résistance électri- que de 35 ohms et une trasparence de 74, com e indiqué en regard de 1''Exemple 7 dans la fig. 4. Le côté enduit de l'objet avait un coefficient de 'réflexion de 8%, tandis que le côté non enduit avait un coefficient de réflexion de 4%.
REVENDICATIONS
1. Objet transparent et conducteur d'électricité, carac- térisé en ce qu'il comprend: un corps de support transparent; un film de métal transparent et bon conducteur d'électricité, amené à adhérer d'une manière permanente à la surface du corps de support susdit ; des électrodes appliquées directement au dit film de métal,en des endroits écartés l'un de l'autre;et, un enduit protecteur transparent, relativement dur, apporté sun le film ci-dessus, entre les électrodes espacées susdites, ce dernier enduit s'étendant au-delà d'une bande marginale des électrodes en question.