Brevet FR2258081A1 — publié le 19750808

La présente invention a pour objet un procédé de formation d'un film de forme déterminée sur un substrat, Dans un certain procédé connu de formation divin film de forme déterminée sur un substrat, par dépit sous vide il est d'usage courant de déposer, sous forme de vapeur, le matériau constituant le film à travers une ouverture -ayant la même forme que le film à former, cette ouverture étant ménagée dans un masque qui est; maintenu en contact avec la surface du substrat.Un autre procédé connu consiste à appliquer un film photosensible sur la totalité de la surface du substrat, à photograver le film photosensible de manière à former un négatif, c'est-à-du~e un dessin correspondant aux parties du masque complémentaires à ltouverture, à former un autre film sur le négatif et les surfaces exposées du substrat (c'est-à-dire les parties du substrat sur lesquelles le négatif n'a pas été formé) par dépit sous vide ou processus analogue, puis à former le positif avec cet autre film (c'est-à-dire le dessin recherché) en mettant à profit les différences des caractéristiques physiques et chimiques existant entre le film photosensible et l'autre film.Les earactéristiques physiques peuvent concerner la forme et la disposition des films et les caractéristiques chimiques la résistance aux solutions d'attaque chimique. Toutefois, ces procédés connus présentent les défauts suivants. Le premier procédé, qui utilise un masque de dépit sous -forme de vapeur, Il'est pas satisfaisant quant à la forme, la grandeur et la précision du dessin obtenu. En particulier, lorsqu'il est impossible de fabriquer un masque précis de dépit ou lorsque le masque n'est pas fixé solidement à la surface du substrat il est impossible d'obtenir un dessin précis. Bien que le deuxième procédé permette d'obtenir des dessins plus précis que le premier, comme cela sera décrit plus loin en regard des dessins, il n'est pas toujours possible d'ob tenir la précision voulue lorsque les épaisseurs relatives du négatif et du positif ne satisfont pas certaines conditions. Un but de 11 invention est la réalisation d'un nouveau procédé amélioré de formation sur un substrat, d'un film de forme précise. Un autre but de l'invention est la réalisation d'un procédé amélioré de formation sur un substrat, d'un film de forme donnée, en eontroslant la précision en fonction des nécessités pratiques. Un autre but encore de l'invention est l'obtention d'un film de forme précise sans risque d'attaque chimique latérale ou insuffisante lorsque le film correspondant à l'image positive est formé en enlevant par attaque chimique la partie correspondant# à l'image négative Selon l'invention, le procédé de formation d'un film de forme déterminée sur un substrat isolant est caractérisé en ce qu'on dépose un film électroconducteur d'épaisseur déterminée sur une surface du substrat isolant, on produit, à partir de ce film électroconducteur, le négatif de ladite forme déterminée que l'on veut obtenir, on forme un film métallique sur ce négatif, on dépose un autre film sur le film métallique et sur les parties exposées de ladite surface, et on enlève le film électroconducteur en même temps que le film métallique et l'autre film déposé sur lui en laissant la partie de cet autre film recouvrant lesdites parties exposées, cette partie restante de l'autre film constituant le positif. L'invention est particulièrement utile pour la préparation d'un filtre à bandes d'analyse des couleurs pour un tube de prise de vues de télévision en couleurs, auquel cas le négatif est constitué par des bandes espacées du film électroconducteur tandis que l'autre film comprend une alternance de lamelles en une substance à indice de réfraction relativement bas et de lamelles en une substance à indice de réfraction relativement élevé. Pour faciliter l'enlèvement par attaque chimique du film conducteur, en meme temps que le film métallique et l'autre film déposé sur celui-ci, la somme des épaisseurs du film électroconducteur et du film métallique est avantageusement supérieure à l'épaisseur de cet autre film. Dans le dessin annexé la figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'un filtre à bandes d'analyse des couleurs utilisé dans un tube de prise de vues en couleurs; les figures 2a à 2e illustrent différentes opérations d'un procédé connu de fabrication d'un filtre à bandes d'analyse des couleurs; les figures 3a et 3b sont des vues partielles à plus grande échelle illustrant comment peuvent se présenter les dépôts à la suite de l'opération illus trke à la figure 2d; et les figures 4a à 4f illustrent différentes opérations successives d'un mode d'exécution possible du procédé selon l'invention de formation sur un substrat isolant d'un film de forme déterminée. On va décrire ci-dessous comme exemple du procédé selon llinvention, un procédé de fabrication d'un filtre à bandes d'analyse des couleurs, utilisé dans un tube de prise de vues en couleurs, Un filtre à bandes d'analyse des couleurs comprend généralement un substrat isolant et une ou deux bandes d'analyse des couleurs, ou meme davantage, disposées sur le substrat. Suivant le système de télévision, les caractéristiques d'analyse des couleurs sont établies de manière à transmettre soit le bleu-vert, le jaune et le magenta, soit le rouge, le bleu et le vert. On va décrire ici le filtre à bandes représenté à la figure 1. Comme représenté, des bandes d'interférence (dichroïques) 2a, 2b, 2c..., espacées uniformément d'environ 25 microns, sont formées sur un substrat en verre par dépôt sous vide. Chaque bande présente une épaisseur comprise entre 0, 7 et 3 microns. Les figures 2a à 2e illustrent un procédé connu de fabrication de ces filtres à bandes en utilisant un film négatif et un film positif. Comme représenté à la figure 2a, on prépare d'abord un substrat 1. On dépose alors sur celui-ci un film 3 en un métal pouvant etre gravé, par exemple en argent, par dépôt sous vide ou selon le processus d'argenture d'un miroir, jusqu'à obtention d'une épaisseur t3, comme représenté à la figure 2b. #Ensuite, le film est photogravé à l'aide d'une solution aqueuse de nitrate de fer, d'acide nitrique ou d'un mélange de ceux-ci de manière à former des bandes 3a, 3b, 3c.... qui constituent le négatif du dessin que l'on veut obtenir sur le sub strat, ceci comme représenté à la figure 2c.Comme illustré à la figure 2d, on dépose ensuite sur les bandes 3a, 3b, 3c.... et les surfaces exposées du substrat 1, c'est-à-dire les surfaces ne portant pas de bandes, des films d'interférence 4a, 4b, #....., et 4A, 4B, 4C1 4D...., respectivement dont l'épaisseur t4 est inférieure ou sensiblement égale à t3. Ensuite, les bandes 3a, 3b, 3c.... formées pour constituer le négatif sont dissoutes par attaque chimique ou arrachées pour enlever les films d'interférence 4a, 4b, 4c.... déposés sur ceJles-ci de sorte que seuls les films d'interférence 4A, 4B, 4C, 4D.... d'épaisseur t4 qui sont déposés directement sur les surfaces exposées du substrat et formant le positif sont laissés en place. De eette façon, on obtient le filtre à bandes d'analyse des couleurs, représenté à la figure Se, Dans un tel procédé de fabrication de filtres à bandes, il est essentiel que l'épaisseur t4 des films d'interférence 4A, 4B, 4C, 4D.... soit inférieure ou sensiblement égale à l'épaisseur t3 des bandes 3a, 3b, 3c.... de manière que les films d'interférence 4A, 4B, 4C, 4D déposés directement sur les surfaces exposées du substrat et les films d'interférence 4a, 4b, 4c.... déposés sur les bandes 3a, 3b, 3c.... ne forment pas une couche continue. Toutefois, on obtient souvent des couches continues telles que représenté à la figure 3a, ce qui provoque les difficultés décrites ci-dessous. De façon plus précise, lorsque les films d'interférence 4a, 4b, 4c.... et les films d'interférence 4A, 4B, 4C, 4D.... constituent une couche continue comme représenté à la figure 3a, elle empoche la pénétration de la solution d'attaque chimique de sorte que l'enlèvement des bandes lors de l'étape suivante devient impossible. Lorsque les bandes 3a, 3b, 3c.... sont corrodées par la solution d'attaque chimique pénétrant à travers des trous d'épingle formés dans la couche continue, les profils des bandes d'interférence 4A, 4B, 4C, 4D.... obtenues deviennent irréguliers. Si l'on utilise des moyens mécaniques pour corriger ces irrégularités, des parties du profil peuvent etre enlevées ou encore il peut se former des saillies.Pour éliminer ces difficultés dues aux couches continues, il faut que l'épaisseur des bandes 3a, 3b, 3c.... soit supérieure à celle des films d'interférence 4A, 4B, 4C, 4D.... (c'est-à-dire que t3 > t4) comme représenté à la figure 3b. Lorsque 1' épaisseur- t3 des bandes 3a, 3b, 3c.... est de beaucoup supérieure à 1'épaisseur t4 des films d'interférence 4A, 4E, 4C, 4D...., c'est à-dire lorsque t3 t4, il faut beaucoup de temps pour enlever par attaque chimique les bandes 3a, 3b, 3c.... avec pour résultat une attaque insuffisante donnant aux bandes d'analyse des couleurs une valeur différente de celle que l'on désire et un profil irrégulier. Dans ce procédé classique de formation de films décrit ci-dessus, il est difficile de former les films avec la préci#sion voulue mbeme dans le cas où t3 est légèrement supérieur à t4. De façon plus précise, l'épaisseur t3 doit être inférieure à une limite déterminée pour permettre un enlèvement efficace par attaque chimique des bandes 3a, 3b, 3c.... Pour pouvoir enlever les bandes en formant des films de forme précise, l'épaisseur t3 doit Xetre petite. L'invention a pour but de trouver une solution à ces difficultés contradictoires. On va maintenant décrire l'invention en regard des figures 4a à 4f. Tout d'abord, on forme, sur un substrat en verre 10 (représenté à la figure 4a) un film 11 en une substance conductrice attaquable par voie chimique, par exemple de l'argent, de l'aluminium ou du chrome, ceci par dépôt de vapeur sous vide ou par placage sans électrolyte, ce film ayant une épaisseur appropriée, de préférence de quelques dizaines à quelques centaines de nanomètres, comme représenté à la figure 4b. L'épaisseur tll du film conducteur 11 peut etre considérablement plus faible que l'épaisseur t13 des films d'interférence 13A, 13B, 13C, 13D. ... que l'on cherche à obtenir, mais doit être suffisamment grande pour assurer la formation,par attaque chimoque, de films de formes précises.Ensuite, le film 11 est attaque par voie chimique pour former les bandes lia, lib, 11c.... {figure 4c) comme dans les procédés connus, ces bandes formant le négatif. Ensuite, des films métalliques 12a, 12b, 12c.... d'épaisseur tl2, sont déposés sur les bandes lia, llb, 11c.... (figure 4b) par galvanoplastie ceci en utilisant les bandes pour former l'une des électrodes et une plaque métallique de nickel par exemple pour former l'autre électrode. Tout procédé approprié peut sistre utilisé pour remplacer la galvanoplastie.Dans tous les cas il faut prendre soin que la somme de l'épaisseur tll des bandes conductrices lia, llb, 11c.... et de l'épaisseur t12 des bandes 12a, 12b, 12c.... soit supérieure ou approximativement égale à l'épaisseur t13 des films d'interférence 13A, 13B, 13C.... déposés ultérieurement Ensuite, des films d'interférence 13a, 13b, 13c.... et 13A, 13B, 13C...., ayant tous la mveme épaisseur, sont déposés sur les films métalliques 12a, 12b, 12c. ... et sur les surfaces exposées du substrat 10, ceci comme représenté à la figure 4e. Lorsque le filtre à bandes d'analyse des couleurs est utilisé dans la gamme de la lumière visible, chacun des films d'interférence 13a, 13A; 13b, 13B; 13c, 13C..., peut comprendre une alternance de lamelles en une substance à faible indice de réfraction tel que le fluorure de magnésium ou le bioxyde de silicium et de lamelles en une substance à indice de réfraction élevé tel que oxyde sérique ou le dioxyde de titane, et, comme indiqué plus haut, on fait en sorte que la somme des épaisseurs tll et t12 est supérieure ou approximativement égale à l'épaisseur tel3, ctest-à-dire (t11 + tl2) > tl3. Ensuite, les films conducteurs lia, llb, 11c. ... sont enlevéspar attaque chimique du substrat 10 en meme temps que les films métalliques 12a, 12b, 12c.... et les films d'interférence 13a, 13b, 13c.... déposés sur ces derniers, de manière à laisser les films d'interférence 13A~ 13B, 13C, 13D.... formant le positif, ce qui termine le filtre à bandes d'analyse des couleurs représenté à la figure 4f. A cause de la différence entre la somme (tll + tl2) et l'épaisseur tel3, les films métal liques 12a, 12b, 12c.... sont exposés à la solution d'attaque chimique ce qui facilite l'enlèvement des films conducteurs lia, llb, lac.... en meme temps que les films d'interférence 13a, 13b, 13c.... déposés sur les films métalliques. Ainsi, selon cette forme d'exécution, on dépose le film conducteur 11 d'épaisseur voulue sur le substrat de verre 10, on forme les films conducteurs lia, llb, lac.... correspondant au négatif, on dépose les films métalliques relativement minces 12a, 12b, 12c.... sur les films lia, 4 lob, lac.... par exemple par galvanoplastie, on dépose les films 13a, 13b, 13c.... et 13A, 13B, 13C, 13D.... sur les films métalliques 12a, i2b,. 12c.... et sur les surfaces exposées du substrat 11 respectivement et on enlève les films conducteurs par attaque chimique en meme temps que les films métalliques et les films d'interférence déposés sur les films conducteurs, de manière à former les films d'interférence 13A, 13B, 13C, 13D.... correspondant au positif. Conformément à la présente invention il est possible d'enlever de façon plus précise le négatif que dans les procédés connus. Meme si l'épaisseur des films métalliques 12a, 12b, 12c.... estplus grande que celle des films d'interférence 13A, 13B, 13C, 13D.... déposés sur les surfaces exposées du substrat aucun phénomène parasite, tel qu'une attaque chimique latérale, ne se produit. Pour cette raison, il est possible d'obtenir un filtre à bandes d'analyse des couleurs extrêmement précis. Gracie à la forme d'exécution représentée, il est possible de produire des filtres à bandes d'analyse des couleurs de différentes précisions en con trônant les valeurs relatives de tll, t12 et t13. On obtient une précision maximaie lorsque (t1l + t12) > t13, une précision intermédiaire lorsque (t11+t12) N t13, et une précision minimale lorsque (t1l + t12) Bien que dans la forme d'exécution décrite les films lia, llb, lac.... sont formés d'une substance électroconductrioe pour pouvoir déposer les films métalliques 12a, 12b, 12c.... par galvanoplastie, tout procédé de dépôt autre que la galvanoplastie peut être utilisé pour autant que les films métalliques 12a, 12b, 12c.... puissent ètre déposés. Lorsque l'on forme les films métalliques 12a, 12b, 12c.... sur les films conducteurs lia, llb, lac.... par galvanoplastie, les films discrets lia, llb, lac.... sont naturellement reliés de sorte que le courant de galvanoplastie peut leur être fourni par une ou plusieurs bornes. Lorsqu'il est impossible d'utiliser la galvanoplastie sur un substrat de verre en raison de la composition de l'électrolyte du traitement primaire, il est possible de former les films métalliques par un placage sans électrolyte, auquel cas aucune borne n'est nécessaire. Bien que l'invention a été illustrée et décrite dans le cadre d'un filtre à bandes destiné à astre utilisé dans un tube de prise de vues en couleurs, il est clair que cette invention est également utilisable pour-l1obtention de films de haute précision comme c'est le cas avec les électrodes pour éléments dlaffichage en cristal liquide, par exemple. Comme décrit ci-dessus, il est possible, selon le procédé de llinven- tion, d'enlever de façon plus précise le négatif, sans les inconvénients d'une attaque latérale ou d'une #attaque insuffisante, par exemple, ce qui permet d'obtenir un film de forme plus précise sur un substrat que ce tétait le cas dans les procédés connus, ceci en formant un film conducteur extremement mince sur le substrat pour la formation du négatif, puis en formant un film métallique relativement épais sur le film conducteur, et ensuite en formant un autre film sur le film métallique et sur les surfaces exposées du substrat. REVÉNDICATIONS 1. Procédé de formation d'un film de forme déterminée sur un substrat isolant, caractérisé en ce qu'on dépose un film électroconducteur d'épaisseur déterminée sur une surface du substrat isolant, on produit, à partir de ce film électroconducteur, le négatif de ladite forme déterminée que l'on veut obtenir, on forme un film métallique sur ce négatif, on dépose un autre film sur le film métallique et sur les parties exposées de ladite surface, et on enlève le film électroconducteur en même temps que le film métallique et l'autre film déposé sur lui en laissant la partie de cet autre film recouvrant lesdites parties exposées, cette partie restante de l'autre film constituant le positif. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le négatif est constitué par plusieurs bandes espacées dudit film électroconducteur, qui sont formées par enlèvement des parties de celui-ci situées entre lesdites bandes espacées. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le substrat est constitué par une plaque de verre et ledit autre film par une alternance de lamelles en une substance dont l'indice de réfraction est relativement bas et de lamelles en une substance dont l'indice de réfraction est relativement élevé de manière que le produit résultant constitue un filtre à bandes d'analyse des couleurs. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film électro conducteur a une épaisseur comprise entre plusieurs dizaines et plusieurs centaines de nanomètres. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film métallique présente une épaisseur supérieure à celle du film électroconducteur. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la somme des épaisseurs du film électroconducteur et du film métallique est supérieure à l'épaisseur dudit autre film déposé sur les parties exposées de ladite surface. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la somme des épaisseurs du film électroconducteur et du film métallique est sensiblement égale à l'épaisseur dudit autre film déposé sur les surfaces exposées de ladite surface. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la somme des épaisseurs du film électroconducteur et du film métallique est inférieure à l'épaisseur dudit autre film déposé sur les parties exposées de ladite surface. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film métallique est formé, sur le film électroconducteur constituant le négatif, par galvanoplastie.