Brevet FR2005224A1 — publié le 19691212

6906:: r> 2005224 La présente invention concerne les verres de fenêtres ou lucarnes, ou vitres, protégés contre les charges électrostatiques, qui sont destinés à être employés par exemple dans des lucarnes d'instruments de mesures électriques, pour empêcher que les indi-5 cations soient altérées par des forces électrostatiques. Une autRe application très importante de cette invention se trouve dans la technique aéronautique : on a constaté que, pendant les vols à grande altitude et à basse température (c'est-à-dire dans des conditions atmosphériques correspondant à une très faible humidité de 1C l'air), la face extérieure des vitres avant d'un avion volant à grande vitesse peut être chargée électriquement assez fortement pour que des décharges électriques se produisent entre cette face extérieure et la couche de chauffage (servant au dégivrage) qui se trouve sur la face intérieure de la vitre, ou bien qui est enrobée 15 dans la vitre (dans les vitres à couches multiples), et ces décharges peuvent provoquer des ruptures. De plus, même si ces décharges ne provoquent pas des avaries mécaniques, elles perturbent les instruments électriques de bord. On sait déjà installer sur les vitres que lJon veut protéger 20 des revêtements transparents, électriquement conducteurs, qu'on appelle revêtements antistatiques et qui permettent d'évacuer les charges électriques superficielles. Sur les lucarnes des instruments de mesures électriques, on emploie souvent dans ce but des couches de matières déposées thermiquement par vaporisation, et 25 constituées par exemple par de l'oxyde d'indium, de l'oxyde d'é-tain ou d'autres corps analogues. Il est important que le revêtement déposé soit en une matière possédant une transparence suffisante sous une épaisseur assurant de façon certaine l'évacuation désirée des charges électriques. De plus, pour qu'une telle cou-, 30 che antistatique soit pratiquement utilisable, il faut qu'elle satisfasse à certaines conditions concernant la résistance à l'abrasion et la résistance aux agents atmosphériques. Dans les lucarnes d'instruments de mesures, ces dernières conditions sont relativement peu sévères, car on peut dans ce cas 35 déposer les couches antistatiques uniquement sur la face intérieure des vitres. Far contre, le problème n'a pas encore pu être résolu d'une façon satisfaisante sur les vitres ax^ant des avions. On a constaté en effet que les matières que l'on peut envisager au point de vue de leur- transparence optique et dè leur conductivité 40 électrique constituent des revêtements relativement tendres, quel î 6 9 0 6 S G' S 2 2005224 que soit le procédé d'obtention de ces revêtements. Cette remarque s'applique malheureusement également aux couches de ces mêmes matières quand on les dépose thermiquement par vaporisation sous vide. 5 L'inventeur s'est proposé de résoudre ce problème, c'est-à- dire de réaliser des vitres qui sont protégées contre les charges électrostatiques, qui satisfont aux conditions électriques, optiques et mécaniques imposées à ces vitres, et qui conviennent en particulier également pour les vitres avant des avions. 10 La vitre protégée contre les charges électrostatiques confor mément à la présente invention, destinée par exemple aux instruments de mesures électriques et aux vitres avant des avions, et sur laquelle on dépose un revêtement transparent, électriquement conducteur et résistant à,l'abrasion mécanique et aux facteurs 15 atmosphériques, est caractérisée par le fait qu'on dépose sur le revêtement électriquement conducteur une couche de couverture en un oxyde, qui sert de frontière à la couche précédente et à l'air extérieur. On sait déjà que l'on peut protéger les objets contre l'abra-20 sion par des couches dures déposées sur leurs surfaces, par exemple par vaporisation. On a déjà employé ces couches de couverture pour protéger par exemple les surfaces d'organes délicats en mécanique de précision. On sait également déjà protéger contre l'abrasion et les attaques atmosphériques des couches supplémentaires, 25 appelées couches de protection, que l'on dépose sur des supports» D'autre part, on a déjà proposé de déposer sur un revêtement antistatique une couche supplémentaire faiblement réfringente, qu'on appelle la couche anti-réfléchissante et qui est par exemple en fluorure de magnésium. Mais comme cette couche doit avoir une fai-30 ble épaisseur (d'un quart de longueur d'onde de la lumière visible), elle ne peut pas remplir le rôle désiré de protection, en particulier lorsque la vitre à recouvrir ne doit pas être chauffée pendant le dépôt par vaporisation, ce qui est le cas pour les matières synthétiques à envisager pour les vitres avant des avions. 35 Pour les couches antistatiques, il a même semblé qu'on devait au contraire interdire l'emploi de couches de protection suffisamment épaisse]?,,parce que les matières transparentes à envisager pour les couches de protection sont si faiblement conductrices au point de vue électrique, qu'elles risquent elles-mêmes de s'éïee-40 triser superficiellement» Les couches transparentes de protection 6906585 3 2005224 qui ont donné les meilleurs résultats sont des isolants aussi bons ou meilleurs que le verre, et elles constituent des couches isolantes remarquables sous des épaisseurs de 0,1 à 1 micron, par exemple pour les condensateurs et les montages en couches minces-5 Mais on a constaté d'âne façon inattendue que les couches de protection habituelles, dures et résistantes et pratiquement exem-tes d'absorption, qui sont constituées par des oxydes, n'annulent pas l'effet utile d'une couche antistatique sous-jacente, malgré leurs propriétés isolantes considérables. Grâce à cette circons-10 tance, on a pu pour la première fois réaliser pour les avions des vitres avant (même des vitres en matière synthétique,.qui sont plus menacées par les décharges que les vitres en verre) qui satisfont également aux conditions mécaniques qu'on leufr impose. Pour fabriquer une vitre conforme à la présente invention, on 15 peut procéder par exemple de la façon suivante : La surface d'une vitre en matière synthétique qui doit recevoir lé revêtement électriquement conducteur est tout d'abord nettoyée5 ensuite, dans une installation de vaporisation sous vià de, elle reçoit un revêtement d'oxyde d'indium, par exemple par 20 vaporisation d'indium métallique dans une atmosphère d'oxygène à environ 10torr et par dépôt de la vapeur sur le support synthétique jusqu'à une épaisseur comprise entre environ 0,1 micron et quelques microns. Ce revêtement est ensuite exposé à line décharge électrique luminescente dans l'installation de vaporisation, sous _2 25 une pression d'oxygène d'environ 10 torr, et l'on observe la. résistance électrique pendant cette décharge au moyen dêinstruments de mesures appropriés. On interrompt le traitement par décharge luminescente quand on a atteint la faible résistance superficielle désirée, qui est comprise entre quelques centaines d'ohms et quel-30 ques mégohms. Le^revêtements ainsi obtenus adhèrent particulièrement bien sur des supports en polystyrole ou en méthacrylate-éthy-lester. Les revêtements en oxyde d'indium présentent l'avantage de bien adhérer sur la plupart des matières synthétiques et d'avoir dans ces conditions une conductivité électrique très élevée. Un : 35 autre avantage de l'emploi des vitres en matière synthétique en remplacement du verre consiste dans le fait qu'on peut donner plus facilement aux vitres en matière synthétique des formes quelconques, ce qui est important par exemple dans les vitrages des avions. Mais surtout, comme on l'a déjà indiqué, les vitres en 40 matière synthétique et les vitres composites comportant au moins 6906585 4 2005224 un revêtement synthétique sur la face extérieure résistent mieux aux collisions contre des oiseaux. Dans l'exécution de la présente invention, on dépose sur la couche électriquement conductrice d'oxyde d'indium la couche de 5 protection précitée, qui est par exemple en monoxyde de silicium ou en bioxyde de silicium .(quartz). Cette opération également peut se faire d'une façon déjà connue par vaporisation sous vide,» 6906585 5 2005221 REVENDICATIONS 1) Vitre protégée contre les charges électrostatiques, destinée par exemple à des instruments de mesures électriques et à des vitres avant d'avions, et sur laquelle on dépose un revêtement 5 transparent, électriquement conducteur et résistant à l'abrasion mécanique et aux agents atmosphériques, cette vitre étant caractérisée par le l'ait qu'on dépose sur le revêtement électriquement conducteur une couche de couverture en un oxyde, qui est intermédiaire entre le revêtement précédent et l'air extérieur. 10 2) Objet conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche électriquement conductrice est principalement de l'oxyde d'indium. 3) Objet conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche électriquement conductrice est un oxyde d'é- 15 tain. 4) Objet conforme à la revendication 1, caractérisé par le _ fait que la couche de couverture est en un oxyde de silicium, qui est de préférence le monoxyde. 5) Objet conforme à la revendication 1, caractérisépar le 20 fait que la couche électriquement conductrice et la couche de couverture sont des couches déposées par vaporisation sous vide.