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Patent 2437886 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2437886
(54) English Title: PROCEDE DE GRAVURE DE COUCHES DEPOSEES SUR DES SUBSTRATS TRANSPARENTS DU TYPE SUBSTRAT VERRIER
(54) French Title: METHOD FOR ETCHING LAYERS DEPOSITED ON TRANSPARENT SUBSTRATES SUCH AS A GLASS SUBSTRATE
Status: Deemed Abandoned and Beyond the Period of Reinstatement - Pending Response to Notice of Disregarded Communication
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • C25F 03/14 (2006.01)
  • H01J 09/02 (2006.01)
(72) Inventors :
  • MAZZARA, CHRISTOPHE (France)
  • EL KHIATI, NATHALIE (France)
  • GIRARD, JAONA (France)
(73) Owners :
  • SAINT-GOBAIN GLASS FRANCE
(71) Applicants :
  • SAINT-GOBAIN GLASS FRANCE (France)
(74) Agent: LAVERY, DE BILLY, LLP
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2002-02-27
(87) Open to Public Inspection: 2002-09-12
Examination requested: 2007-01-02
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2002/000706
(87) International Publication Number: FR2002000706
(85) National Entry: 2003-08-08

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
01/03092 (France) 2001-03-07

Abstracts

English Abstract

The invention concerns a method for electrochemical etching of a layer (11) with electrically conductive properties, of doped metal oxide type, on a glass-type transparent substrate (10) provided with a mask to be removed after etching, and the method which consists in: contacting at least a zone of the layer to be etched (13) with an electrically conductive solution (20), immersing in the solution (20) an electrode (30) and arranging it opposite and at a distance (d) from the zone (13), applying an electric voltage (U) between the electrode (30) and the layer (11) to be etched. The invention is characterised in that the electrode has an elongated shape such that the etching is carried out on several zones of the layer over a width (l) of the substrate.


French Abstract

Procédé de gravure électrochimique d'une couche (11) à propriétés de conduction électrique, de type oxyde métallique dopé, sur un substrat transparent (10) de type verrier muni d'un masque apte à être ôté après gravure, et le procédé consistant à: mettre en contact au moins une zone (13) à graver de la couche avec une solution électriquement conductrice (20), immerger dans la solution (20) une électrode (30) et à la disposer en regard et à une distance (d) de la zone (13), appliquer une tension électrique (U) entre l'électrode (30) et la couche (11) à graver, caractérisé en ce que l'électrode présente une forme oblongue de sorte que la gravure est effectuée sur plusieurs zones de la couche selon une largeur (l) du substrat.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


13
REVENDICATIONS
1. Procédé de gravure électrochimique d'une couche (11) à propriétés
de conduction électrique, de type oxyde métallique dopé, sur un substrat
transparent (10) de type verrier, le substrat comportant déposé sur ladite
couche
(11) préalablement au procédé, un masque (12) à motifs délimitant une
pluralité
de zones (13) mises à nu de la couche (11), le masque étant apte à être ôté
après
gravure, et le procédé consistant à:
- mettre en contact au moins une zone (13) à graver de la couche avec une
solution électriquement conductrice (20),
- immerger dans la solution (20) une électrode (30) et à la disposer en regard
et à une distance (d) de la zone (13),
- appliquer une tension électrique (U) entre l'électrode (30) et la couche
(11)
à graver,
caractérisé en ce qu'il utilise au moins une électrode et l'électrode présente
une
forme oblongue de sorte que la gravure est effectuée sur plusieurs zones de la
couche selon une largeur l.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat
(10) ou l'électrode (30) est déplacé l'un par rapport à l'autre et l'un étant
fixe de
façon que l'électrode soit positionnée successivement en regard ou des zones à
graver simultanément, et les zones déjà gravées sont isolées physiquement de
la
solution électriquement conductrice (20).
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat
(10) ou l'électrode (30) est déplacé l'un par rapport à l'autre et l'un étant
fixe de
façon que l'électrode soit positionnée successivement en regard des zones à
graver simultanément, et la vitesse de gravure est augmentée au fur et à
mesure
que des zones sont gravées et restent en contact avec la solution
électriquement
conductrice.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'électrode
(30) est maintenue fixe dans la solution conductrice (20) qui est mis en
contact
avec uniquement les zones (13) à graver simultanément de manière temporaire,
le
temps de la gravure.

14
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la solution
conductrice (20) est en position fixe tandis que le substrat est déplacé à
vitesse
constante par rapport à la solution.
6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le substrat
est en position fixe tandis que la solution (20) est déplacée à vitesse
constante par
rapport au substrat.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6,
caractérisé en ce que la solution conductrice (20) est contenue dans un bac
(21)
ajusté aux dimensions de l'électrode et disposé sous le substrat.
8. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le substrat
est immergé dans la solution conductrice (20) pour la gravure et plonge après
gravure dans une seconde solution non-conductrice (23) sur laquelle repose en
suspension la solution conductrice (20).
9. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le
substrat (10) est totalement immergé de manière fixe dans la solution (20), la
face
dotée de la couche (11) étant parallèle et en regard de la surface de la
solution, et
l'électrode (30) est déplacée à vitesse constante en regard des zones (13) à
graver et est associée à des moyens de couverture (32) qui recouvrent
l'électrode
les zones à graver pour les isoler des zones gravées.
10. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'électrode
est fixe dans la solution conductrice (20) tandis que le substrat (10) est
immergé
progressivement dans la solution au fur et à mesure de la gravure, la vitesse
de
gravure étant augmentée en diminuant la vitesse de déplacement du substrat.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la vitesse
de déplacement du substrat est une fonction exponentielle décroissante.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'électrode (30) est en platine.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'électrode (30) présente une section (s) comprise entre
0,2
et 5 mm2.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la distance (d) séparant une zone (13) de l'électrode
(30)
est comprise entre 0,1 et 30 mm.

15
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la totalité des zones (13) à graver constituent une
pluralité
de bandes sensiblement parallèles les unes aux autres.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'électrode
(30) est disposée transversalement aux bandes.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la couche (11) du substrat (10) est munie d'un contact
électrique (14) pour l'application de la tension électrique (U), le contact
étant
agencé à une extrémité du substrat, et la gravure est effectuée depuis
l'extrémité
libre de tout contact électrique jusqu'au bord opposé muni du contact
électrique
(14).
18. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'application
de la tension entre l'électrode (30) et la couche (11) est réalisée par un
contact
électrique obtenu par l'immersion d'une électrode (31) dans une solution
électriquement conductrice (24) mise en contact avec au moins une zone (13)
non
gravée.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la tension électrique (U) est au moins égale au
potentiel de
réduction du matériau conducteur constitutif de la couche (11).
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que sont prévus des moyens (50) de décollement de bulles
d'oxygène et d'hydrogène (51) apparaissant en cours de gravure à proximité
et/ou
sur l'électrode.
21. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications
précédentes à une couche (11 ) d'oxyde métallique d'étain ou d'oxyde
métallique
d'étain dopé au fluor, ou de ITO.
22. Substrat transparent comportant une couche (11) à propriétés de
conduction électrique gravée par le procédé selon l'une des revendications 1 à
20.
23. Substrat selon la revendication 22, le substrat étant constitué d'une
composition de verre présentant un Strain Point supérieur à 540°C, la
valeur de
compaction du substrat étant inférieure à 60 ppm, et sa performance thermique
DT étant supérieure à 130°C.
24. Ecran de visualisation, du type écran plasma, intégrant un substrat
selon la revendication 22 ou 23.

16
24. Ecran de visualisation, du type écran plasma, intégrant un substrat
selon la revendication 22 ou 23.
25. Dispositif pour graver des zones (13) d'un substrat transparent (10)
revêtu d'une couche (11) à propriétés de conduction électrique comportant au
moins une électrode (30), une solution électriquement (20) conductrice dans
laquelle est immergée l'électrode, caractérisé en ce que l'électrode est de
forme
oblongue.
26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce qu'il comporte
des moyens de déplacement (53, 54, 55) du substrat ou de l'électrode, l'un
restant
fixe par rapport à l'autre, lesdits moyens étant aptes à immobiliser le
substrat ou
l'électrode de façon que l'électrode soit en regard des zones à graver, ainsi
que
des moyens (21, 23, 32?) pour isoler les zones déjà gravées de la solution
(20).
27. Dispositif selon la revendication 26, caractérisé en ce que les
moyens pour isoler les zones déjà gravées consistent en un bac (21) contenant
la
solution (20)et ajusté aux dimensions de l'électrode.
28. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce pue les
moyens pour isoler les zones déjà gravées consistent en une solution non-
conductrice (23) sur laquelle repose en suspension la solution conductrice
(20).

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


CA 02437886 2003-08-08
WO 02/070792 PCT/FR02/00706
PROCEDE DE GRAVURE DE COUCHES DEPOSEES SUR DES SUBSTRATS
TRANSPARENTS DU TYPE SUBSTRAT VERRIER.
L'invention se rapporte à un procédé de gravure de couches, déposées sur
des substrats transparents du type substrat verrier et plus particulièrement
des
couches au moins légèrement conductrices électriquement en vue d'obtenir des
électrodes, éléments conducteurs.
L'invention s'intéresse notamment aux couches à base d'oxyde métallique
du type Sn02 dopé au fluor qui sont généralement utilisées en tant
qu'électrodes
pour des écrans émissifs du type écran plat, par exemple des écrans plasma.
II est connu du brevet US-3 837 944 une technique de gravure chimique de
couches d'oxyde métallique conducteur tel que du Sn02, consistant tout d'abord
à
déposer sur la couche à graver une couche continue à base de résine dite
« photoresist » qu'il faut insoler à travers un cliché, développer puis rincer
de
façon à obtenir un masque ayant le motif voulu. Ensuite est déposé sur la
couche
pourvue du masque de la poudre de zinc qui est séchée, et est alors opérée,
une
attaque chimique des zones de la couche non recouvertes par la résine en
plongeant le substrat dans un bain d'acide fort du type HCI.
La gravure par voie chimique est bien adaptée pour de l'ITO mais s'avère
peu efficace pour du Sn02 ou même du SnQ2 dopé au fluor (Sn02 : F) qui sont
plus résistants.
La demande de brevet français FR 2 325 084 divulgue un autre procédé,
par voie électrochimique. II s'agit de réduire de manière électrolytique la
couche
d'oxyde métallique Sn02 en plongeant, dans un bain d'une solution d'acide
chlorhydrique ou d'acide sulfurique, le substrat pourvu de la couche à graver
et
une électrode de cuivre, le substrat et l'électrode étant reliés à une
alimentation
électrique pour constituer respectivement la cathode et l'anode du système.
L'électrode présente des dimensions en hauteur et en largeur équivalentes à
celle
du substrat qui est immergé lentement à vitesse constante, par exemple à
environ
1 cm/mn pour une épaisseur de couche de 0,5,um.

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WO 02/070792 PCT/FR02/00706
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Le principe de gravure par voie électrochimique est avantageux,
cependant, le procédé décrit ci-dessus avec une telle électrode peut entrainer
un
problème de surgravure.
La figure 2 illustre le phénomène de surgravure. Le substrat est immergé à
vitesse constante, la gravure se fait donc au fur et à mesure de la
progression du
substrat. Comme le substrat reste immergé, les zones déjà gravées restent en
contact avec la solution électrolytique et en regard de l'électrode de sorte
que la
gravure continue sur ces zones en passant sous le masque. Cette partie de la
couche sous le masque qui est donc ôtée est appelée surgravure qui, si elle
est
inhomogène, rend alors le substrat inutilisable car la distance entre les
électrodes
du substrat gravé n'est plus constante.
L'invention a donc pour but en utilisant la gravure électrochimique de
proposer un nouveau type de procédé limitant grandement, et voire même
évitant,
le phénomène de surgravure.
Selon l'invention, le procédé de gravure électrochimique d'une couche à
propriétés de conduction électrique, de type oxyde métallique dopé, sur un
substrat transparent de type verrier, le substrat comportant déposé sur ladite
couche préalablement au procédé, un masque à motifs délimitant une pluralité
de
zones mises à nu de la couche, le masque étant apte à être ôté après gravure,
et
le procédé consistant à
- mettre en contact au moins une zone à graver de la couche avec une solution
électriquement conductrice,
immerger dans la solution une électrode et à la disposer en regard et à une
distance (c~ de la zone,
- appliquer une tension électrique entre l'électrode et la couche à graver,
est caractérisé en ce qu'il utilise au moins une électrode et l'électrode
présente
une forme oblongue de sorte que la gravure est effectuée sur plusieurs zones
de
la couche selon une largeur 1.
Une forme oblongue de l'électrode, c'est-à-dire présentant une section de
dimensions bien inférieures à sa longueur, permet que le substrat ne soit en
regard de l'électrode que selon une aire limitée et non selon toute sa surface
et
donc en regard de zones déjà gravées. Le risque de surgravure est alors
grandement limité.

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Pour rendre ce risque totalement nul, le procédé de l'invention prévoit que
l'électrode ou le substrat est déplacé l'un par rapport à l'autre de façon que
l'électrode soit positionnée successivement en regard des zones à graver
simultanément et que, selon un premier mode de réalisation, les zones déjà
gravées sont isolées physiquement de la solution électriquement conductrice,
ou
selon un second mode de réalisation, la vitesse de gravure est diminuée au fur
et
à mesure que des zones sont gravées et restent en contact avec la solution
électriquement conductrice.
Selon le premier mode de réalisation, l'électrode est maintenue fixe dans la
solution conductrice qui est mis en contact avec uniquement les zones à graver
simultanément de manière temporaire, le temps de la gravure. A cette fin, en
première variante, la solution conductrice est en position fixe tandis que le
substrat
est déplacé à vitesse constante par rapport à la solution ou bien, le substrat
est en
position fixe tandis que la solution est déplacée à vitesse constante par
rapport au
substrat. Aussi, selon une caractéristique, la solution conductrice est
contenue
dans un bac ajusté aux dimensions de l'électrode et disposé sous le substrat.
En seconde variante du premier mode de réalisation, le substrat est immergé
dans la solution conductrice pour la gravure et plonge après gravure dans une
seconde solution non-conductrice sur laquelle repose en suspension la solution
conductrice.
Selon une troisième variante du premier mode de réalisation, le substrat est
totalement immergé de manière fixe dans la solution, la face dotée de la
couche
étant parallèle et en regard de la surface de la solution, et l'électrode est
déplacée
à vitesse constante en regard des zones à graver et est associée à des moyens
de couverture qui recouvrent l'électrode et les zones à graver pour les isoler
des
zones gravées.
Selon le second mode de réalisation de l'invention, l'électrode est fixe dans
la solution conductrice tandis que le substrat est immergé progressivement
dans
la solution au fur et à mesure de la gravure, la vitesse de gravure étant
diminuée
en diminuant la vitesse de déplacement du substrat. Avantageusement, la
vitesse
de déplacement du substrat est une fonction exponentielle décroissante.
Lorsque la totalité des zones à graver constituent une pluralité de bandes
sensiblement parallèles les unes aux autres, l'électrode est disposée
transversalement aux bandes.

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De préférence, la couche disposée sur le substrat est de l'oxyde métallique
d'étain ou de l'oxyde métallique d'étain dopé au fluor.
L'électrode est de préférence en platine et présente une section comprise
entre 0,2 et 5 mm2.
Selon une autre caractéristique, le substrat est muni d'un contact électrique
pour l'application de la tension électrique, le contact étant agencé à une
extrémité
du substrat, et la gravure est effectuée depuis l'extrémité libre de tout
contact
électrique jusqu'au bord opposé muni du contact électrique. La tension
électrique
est au moins égale au potentiel de réduction du matériau conducteur
constitutif de
la couche. En variante, l'application de la tension entre l'électrode et la
couche est
réalisée par un contact électrique obtenu par l'immersion d'une électrode dans
une solution électriquement conductrice mise en contact avec au moins une zone
non gravée.
Avantageusement, sont prévus des moyens de décollement de bulles
d'oxygène et d'hydrogène qui apparaissent en cours de gravure à proximité
et/ou
sur l'électrode.
Aussi, l'invention a également trait à un substrat transparent comportant
une couche à propriétés de conduction électrique gravée par le procédé
explicité
ci-dessus.
On pourra en particulier utilisé ce type de substrat dans des écrans de
visualisation de type écran plasma.
Le substrat peut avantageusement être constitué d'une composition de
verre présentant un Strain Point (température inférieure de recuisson)
supérieur à 540°C, la valeur de compaction du substrat étant inférieure
à
60 ppm, et sa performance thermique DT étant supérieure à 130°C.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la
lecture de la description qui suit en regard des dessins annexés sur lesquels
- les figures 1 a et 1 b représentent un substrat, respectivement, avant et
après le procédé de gravure ;
- la figure 2 illustre le phénomène de surgravure ;
- la figure 3 est une vue de dessus du substrat pourvu du masque dont
une partie de la couche est gravée;
- les figures 4 à 7 sont des vues schématiques en coupe de variantes du
procédé de réalisation de l'invention ;

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WO 02/070792 PCT/FR02/00706
- la figure 8 est une vue de profil de l'électrode associée à un support
quant à la variante de la figure 4 ;
Les figures ne sont pas réalisées à l'échelle pour en simplifier la
compréhension.
5 On convient de prendre à titre d'exemple dans la suite de la description un
substrat 10 transparent de type verrier qui est illustré sur les figures 1 a
et 1 b,
respectivement, avant et après avoir subi le procédé de gravure de
l'invention.
Le substrat 10 est en verre flotté d'environ 2,8 mm d'épaisseur et ici à titre
d'exemple, de dimensions 60 cm x 100 cm, il est destiné à constituer une face
avant ou arrière d'un écran émissif du type écran plasma.
Le substrat 10 comporte une couche 11 d'oxyde d'étain dopé au fluor
(Sn02 : F) de 300 nm d'épaisseur par exemple déposée dans une étape préalable
et non décrite ici en détail, car connue de l'homme de l'art, soit par une
technique
du type pyrolyse en phase gazeuse (appelée également Chemical Vapor
Deposition) directement en continu sur le ruban de verre float ou en reprise
sur les
verres découpés, soit par une technique sous vide généralement en reprise sur
les verres découpés.
Le but est d'obtenir une gravure de haute résolution de la couche pour
fournir des électrodes 11' sous forme de bandes parallèles de 100 cm de long,
dimension correspondant à la longueur du substrat, et de 250 ,um de large. Ces
bandes peuvent être groupées en « paires » de bandes espacées les unes des
autres de 400 ,um, avec une distance entre deux bandes d'une même paire de
80,~m.
Un masque 12, à base de résine dite « photoresist », dont l'épaisseur peut
varier de 3 à 60,um recouvre la totalité de la couche 11 en vue de la gravure.
Le procédé de dépôt du masque, bien connu de l'homme de l'art et dont un
mode de réalisation est par exemple décrit dans le brevet américain
US 3 837 944, ne sera pas expliqué ci-après.
Le masque 12 présente un motif qui constitue la forme en bandes des
électrodes 11' à obtenir. Aussi, la gravure de la couche 11 est effectuée sur
les
zones 13 mises à nu et dépourvues de masque qui constituent dans leur
globalité,
également des bandes parallèles.
Le procédé de gravure de l'invention consiste à mettre en contact les zones
13 à graver avec une solution conductrice, ou électrolyte, à immerger une

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électrode dans la même solution, à la disposer en regard de chaque zone 13 et
à
appliquer une tension électrique entre l'électrode et la couche 11.
L'électrode est de forme oblongue pour s'étendre de préférence selon toute
la largeur du substrat et transversalement aux bandes à graver, ce qui permet
de
couvrir plusieurs zones 13 qui pourront ainsi être gravées simultanément
(figure
3). La gravure est effectuée sur une surface de largeur l, d'environ 1 cm par
exemple, et perpendiculaire à l'axe de l'électrode. L'opération de gravure est
réitérée en déplaçant soit l'électrode, soit le substrat, transversalement aux
bandes à graver et selon toute la longueur du substrat.
Si l'électrode ne peut être aussi grande que la largeur du substrat,
l'opération de gravure est réalisée sur une longueur correspondante à la
longueur
de l'électrode et l'opération doit alors être répétée pour graver le substrat
sur toute
sa largeur. Ou bien pour gagner en temps de réalisation, on peut envisager
d'utiliser plusieurs électrodes qui gravent chacune une portion de la largeur
du
substrat.
La gravure est produite par une réaction électrochimique : les ions de la
solution véhiculent les électrons qui attaquent la couche de Sn02 pour la
réduire à
l'état métallique (Sn) et générer de l'oxygène et de l'hydrogène sous
l'apparition
de bulles 51 autour de la zone 13 (figures 4 à 7). Des moyens de décollement
50
de ces bulles (figure 4), tels que des ultrasons, peuvent être utilisés afin
d'éviter
qu'une bulle ne se fixe sur la couche Sn02 :F pour empêcher ou minimiser la
gravure ce qui engendrerait sinon un court-circuit.
Le procédé de l'invention consiste donc à ce que l'électrode ou le substrat
est déplacé l'un par rapport à l'autre de façon que l'électrode soit
positionnée
successivement en regard des zones à graver simultanément et que, selon un
premier mode de réalisation, les zones déjà gravées sont isolées physiquement
de la solution électriquement conductrice, ou selon un second mode de
réalisation, la vitesse de gravure est diminuée au fur et à mesure que des
zones
sont gravées et restent en contact avec la solution électriquement
conductrice.
Les figures 4 à 6a et 6b illustrent des variantes du dispositif de mise en
oeuvre du procédé selon le premier mode de réalisation, tandis que la figure 7

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illustre le dispositif de mise en oeuvre selon le second mode de réalisation.
Les
éléments communs sont repérés par des références identiques.
La solution conductrice 20 consiste en un bain qui peut contenir ou non la
totalité du substrat, au moins la zone à graver devant être en contact avec la
solution. On choisit par exemple de l'acide chlorhydrique (HCI) dont la
concentration est de 0,1 à 5 M, de préférence d'environ 1 M.
L'électrode est donc de forme oblongue, c'est-à-dire que sa section quelle
que soit sa forme est plus petite en dimensions que sa longueur. L'électrode
peut
par exemple être un fil conducteur électriquement, avantageusement en platine,
dont le diamètre correspond à la section s mise en regard des zones 13. En
variante, il peut s'agir d'un élément conducteur parallélépipédique plat, tel
qu'une
feuille métallique rigide dont l'épaisseur correspond sensiblement à la
section s
mise en regard des zones 13.
Le diamètre de la section s de l'électrode est par exemple égale à 0,5 mm
mais pourrait être plus grand ou plus petit. La taille est à adapter selon le
type
d'électrode choisie, par exemple pour un fil, elle est fonction de la longueur
du fil
et de son matériau pour assurer une certaine rigidité. La section sera
avantageusement comprise entre 0,2 et 5 mm2.
La distance d qui sépare l'électrode de la couche à graver est définie
comme étant la plus petite grandeur séparant l'électrode de la couche, c'est-à-
dire
à la perpendiculaire du plan du substrat. Elle peut varier de 0,1 mm à 3 cm
pour le
type de substrat pris ici comme exemple, elle est cependant imposée,
notamment,
selon la largeur et la profondeur voulues de la zone à graver et selon la
section s
de l'électrode.
Un contact électrique 14 est prévu connecté à la couche 11 et de manière
fixe à l'une des extrémités du substrat, il est relié au potentiel négatif
d'un
générateur de tension 40 tandis que l'électrode 30 est relié au potentiel
positif.
Comme on l'a vu, la gravure est effectuée transversalement aux bandes
parallèles
de la couche 11 à graver, en outre, elle commence avantageusement de
l'extrémité du substrat libre de tout contact électrique pour terminer à
l'extrémité
pourvue du contact 14 de manière à assurer une connexion électrique constante
des zones restant à graver, seul un déplacement de l'électrode par rapport au
substrat ou inversement s'avère nécessaire.

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ô
En variante, pour éviter de fixer un tel contact électrique sur le substrat,
il
est possible d'envisager un contact effectué par capillarité avec la solution
conductrice comme décrit plus loin en regard de la figure 6b.
La tension électrique U fournie par le générateur 40 et appliquée entre
l'électrode 30 et la couche 11 doit être au minimum égale au potentiel de
réduction
du métal ou de l'oxyde métallique de la couche; pour du Sn02, la tension
minimale
est de 2V. On peut envisager d'appliquer une tension jusqu'à quelques
centaines
de Volts. Le courant fourni par ce même générateur peut par exemple être de
3A.
Enfin, le temps de gravure durant lequel l'électrode 30 reste en position
face à la zone 13 à graver et qu'est appliquée la tension, peut varier de
quelques
secondes à quelques minutes pour le type de substrat pris ici comme exemple.

encore, le temps dépend des différents paramètres intervenant dans le procédé
et
cités plus haut, et notamment de la distance d et de l'épaisseur de la zone à
graver, c'est-à-dire de l'épaisseur de la couche 11.
Ainsi, les divers paramètres intervenant dans le procédé pour graver une
zone de largeur et d'épaisseur données, qui sont la concentration de la
solution, le
courant, la distance d, la section s de l'électrode, et le temps de gravure
dépendent les uns des autres et doivent par conséquent être ajustés les uns
par
rapport aux autres.
Dans la première variante du premier mode de réalisation visible à la figure
4 et illustrant une vue en coupe dans un plan parallèle et passant par une
bande
du substrat dépourvue de masque et donc à graver, le substrat 10 est
totalement
immergé horizontalement dans la solution 20 et maintenu fixe, la face pourvue
de
la couche 11 et du masque 12 étant tournée vers la surface de la solution. La
gravure s'effectue en déplaçant l'électrode 30 selon un mouvement de
translation
F à vitesse constante.
La couche 11 est reliée par l'une des extrémités du substrat via le contact
électrique 14 au pôle négatif du générateur 40 tandis que le pôle positif de
ce
dernier est connecté à l'électrode 30.
L'électrode 30 constituée d'un fil de platine est agencée transversalement
aux bandes à graver et le fil est positionné à la verticale de la zone 13 à
graver.
Le maintien en position fixe de l'électrode au cours de la gravure est assuré
grâce à des moyens de support 31 non visibles sur la figure 2 mais illustrés
sur la
figure 8. II s'agit d'un cadre en forme de cavalier, isolant et apte à
résister

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chimiquement à la solution conductrice 20, par exemple en PVC, autour duquel
est serré le fil de platine. Les pattes 31 a du cavalier sont en appui sur le
substrat,
et le fil 30 est gardé à la distance d du substrat par son engagement dans
deux
échancrures 31 b disposées face à face sur les pattes 31 a du cavalier, la
hauteur h
des échancrures correspondant à la distance d. Plusieurs échancrures 31 b, de
hauteurs distinctes, peuvent être prévues, de manière à prévoir différentes
distances d possibles.
Pour éviter totalement la surgravure des zones déjà gravées, on isole
physiquement la zone en cours de gravure en entourant l'électrode et la zone
par
des moyens de couverture 32 tels qu'une jupe souple. La jupe est conçue pour
entourer l'électrode 30, ses pans 32a affleurant la couche 11 sans la rayer et
tombant de chaque côté des zones 13 en cours de gravure.
Enfin, plutôt que d'utiliser des ultra-sons comme moyens de décollement
des bulles d'hydrogène et d'oxygène, il est envisagé une attaque plus « douce
»
de la couche par la mise en place d'une circulation fermée de la solution
conductrice grâce à une pompe 50 aspirante et foulante par exemple, qui aspire
du liquide de la solution par une extrémité et le rejette par l'autre
extrémité sur le
dessus de la zonel3 en cours de gravure de façon à chasser les bulles.
Dans la seconde variante du premier mode de réalisation illustrée
sur la figure 5, l'électrode 30 reste en position fixe dans la solution
électriquement
conductrice 20 tandis que le substrat 10 est immergé verticalement selon le
déplacement F et à vitesse constante dans la solution par des moyens de
déplacement 53 tels qu'une pince manipulée par un bras mécanique.
La solution électriquement conductrice 20 repose en suspension sur une
solution non-conductrice 23. La hauteur de la solution 20 correspond au moins
à
la largeur l de la gravure (figure 2) d'une bande 13 à graver et la hauteur de
la
solution non-conductrice 23 est sensiblement égale à la grandeur du substrat.
Un
bac 52 accueille le contenant des solutions 20 et 23 afin de recevoir le
débordement de la solution 20 au cours de l'immersion du substrat.
Ainsi, après passage du substrat dans la solution 20 pour la gravure, son
introduction dans la solution 23 qui est non-conductrice stoppe immédiatement
la
gravure. Tout risque de surgravure est écarté.

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Dans la troisième variante (figures 6a et 6b), l'éleçtrode 30 est maintenue
fixe dans la solution conductrice 20 qui est mis en contact avec uniquement
les
zones 13 à graver simultanément de manière temporaire, le temps de la gravure.
Pour y parvenir, l'électrode 30 reste plongée dans un bac 21 qui contient la
5 solution 20 et est adapté juste à la taille de l'électrode. Les zones à
graver du
substrat sont alors mises en contact par capillarité avec la solution,
l'électrode
étant en regard de ces zones.
La mise en contact successive des zones à graver est réalisée soit en
déplaçant le substrat vis-à-vis du bac 21 restant en position fixe, le
substrat
10 pouvant défiler à vitesse constante au-dessus du bac 21 par des moyens
d'entraînement adaptés 54, soit en déplaçant le bac 21 vis-à-vis du substrat
restant en position fixe, le bac 21 défilant à vitesse constante par des
moyens
d'entraînement adaptés 55 et en dessous du substrat maintenu en position par
des moyens de suspension.
Afin que la solution 20 soit toujours en contact avec le substrat, l'un des
deux éléments étant continûment en déplacement, des moyens de surpression
non illustrés sont prévus pour obtenir un état de mini-bouillonnement ou de
débordement permanent de la solution 20.
Ainsi, la solution conductrice 20 contenant l'électrode 30 n'est en contact
avec les zones 13 à graver simultanément qu'uniquement pour la gravure, et une
fois les zones gravées, celles-ci ne sont plus en contact avec la solution
évitant
obligatoirement le phénomène de surgravure.
Eventuellement, la surface gravée du substrat peut ensuite être rincée de
tous résidus de la solution conductrice par la mise en contact des zones
gravées
du substrat avec un autre bac 22 rempli d'eau. Ce bac est fixe si le substrat
se
déplace ou est mobile si le substrat reste fixe.
Dans ce dispositif, il est tout à fait possible d'utiliser comme type
d'électrode
non pas un fil, mais par exemple un support métallisé, le support étant
structurellement intégré au bac 21 et formant un canal dans lequel est logé du
métal mis en regard du substrat.
Sur la figure 6a, le contact électrique 14 est fixé à l'une des extrémités du
substrat, l'opération de gravure s'effectuant comme déjà expliqué plus haut
depuis
l'extrémité libre du substrat vers celle connectée électriquement.

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Sur la figure 6b, on préfère un contact électrique 14 indépendant
physiquement du substrat, qui consiste en une électrode 33 plongée dans une
solution électriquement conductrice 24 contenue dans un bac 25, la solution 24
étant mise en contact avec au moins une zone non encore gravée du substrat.
Aussi, le bac 25 est écarté d'une distance constante du bac 21 équivalente et
proportionnelle à au moins une distance de séparation de deux bandes
parallèles
de la couche 11.
Dans le dispositif de mise en oeuvre du procédé selon le second mode de
réalisation (figure 7), l'électrode 30 reste en position fixe tandis que le
substrat 10
est plongé, verticalement ou de biais, progressivement dans la solution 20
selon
un mouvement de translation F pour réaliser la gravure des zones 13.
L'électrode 30 constituée par le fil de platine est solidaire d'un flotteur 34
qui
est apte à coulisser dans un guide parallèle au mouvement de translation du
substrat. Le flotteur permet de maintenir constante la distance d
électrode/substrat
en raison de l'accroissement du niveau de la solution avec l'introduction
progressive du substrat. Le flotteur est encore ici un moyen pris à titre
d'exemple
pour garder fixe la distance d électrode/substrat. Par ailleurs, on peut
prévoir en
raison du débordement de la solution par l'introduction progressive du
substrat un
bac de recueillement.
Le substrat 10 garde une position fixe durant le temps de gravure, les
zones 13 à graver étant mises en regard du fil 30. Le substrat est déplacé
gràce à
des moyens de support mobiles non visibles sur la figure. Les deux bords du
substrat latéraux aux bandes à graver sont associés aux moyens de support qui
sont aptes à coulisser dans des rails de guidage s'étendant selon la direction
de
translation du substrat.
Le contact électrique 14 du substrat est situé à l'extrémité supérieure du
substrat sortant de la solution 20 de manière que la connexion électrique soit
permanente fors de la gravure.
Pour s'assurer que le phénomène de surgravure ne survienne malgré la
limitation des zones mises en regard de l'électrode, on augmente la vitesse de
gravure lors de l'immersion. Pour cela, on diminue la vitesse d'immersion du
substrat selon de préférence une fonction du type exponentielle décroissante.
Après l'attaque de la couche 11 sur la totalité des zones 13, selon l'un
quelconque des modes de réalisation et variantes expliqués ci-dessus, on
procède

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au retrait du masque, étape bien connue de l'homme de l'art, soit par voie
chimique en le dissolvant dans un solvant approprié, soit par un traitement
thermique, une lame d'air chaud étant soufflée sur le masque ou le substrat
étant
passé dans un four.
Le procédé de gravure décrit ci-dessus est particulièrement adapté à la
gravure de Sn02, mais bien entendu, il peut s'appliquer à tous types de métaux
ou
d'oxydes métalliques tels que de l'ITO, conducteurs ou peu conducteurs.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Letter Sent 2007-01-19
Request for Examination Received 2007-01-02
Request for Examination Requirements Determined Compliant 2007-01-02
All Requirements for Examination Determined Compliant 2007-01-02
Inactive: IPRP received 2004-03-24
Letter Sent 2003-12-23
Inactive: Courtesy letter - Evidence 2003-10-14
Inactive: Cover page published 2003-10-10
Inactive: Notice - National entry - No RFE 2003-10-07
Application Received - PCT 2003-09-17
Inactive: Single transfer 2003-09-08
National Entry Requirements Determined Compliant 2003-08-08
National Entry Requirements Determined Compliant 2003-08-08
Application Published (Open to Public Inspection) 2002-09-12

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Abandonment Date Reason Reinstatement Date
2010-03-01

Maintenance Fee

The last payment was received on 2009-01-08

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  • the reinstatement fee;
  • the late payment fee; or
  • additional fee to reverse deemed expiry.

Patent fees are adjusted on the 1st of January every year. The amounts above are the current amounts if received by December 31 of the current year.
Please refer to the CIPO Patent Fees web page to see all current fee amounts.

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Basic national fee - standard 2003-08-08
Registration of a document 2003-09-08
MF (application, 2nd anniv.) - standard 02 2004-02-27 2004-01-15
MF (application, 3rd anniv.) - standard 03 2005-02-28 2005-01-14
MF (application, 4th anniv.) - standard 04 2006-02-27 2006-01-16
Request for examination - standard 2007-01-02
MF (application, 5th anniv.) - standard 05 2007-02-27 2007-01-12
MF (application, 6th anniv.) - standard 06 2008-02-27 2008-01-16
MF (application, 7th anniv.) - standard 07 2009-02-27 2009-01-08
Owners on Record

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Past Owners on Record
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JAONA GIRARD
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Description 2003-08-07 12 648
Abstract 2003-08-07 2 86
Claims 2003-08-07 4 193
Representative drawing 2003-08-07 1 9
Drawings 2003-08-07 3 72
Reminder of maintenance fee due 2003-10-27 1 106
Notice of National Entry 2003-10-06 1 188
Courtesy - Certificate of registration (related document(s)) 2003-12-22 1 125
Reminder - Request for Examination 2006-10-29 1 116
Acknowledgement of Request for Examination 2007-01-18 1 189
Courtesy - Abandonment Letter (Maintenance Fee) 2010-04-25 1 171
PCT 2003-08-07 5 160
Correspondence 2003-10-06 1 29
Fees 2004-01-14 1 39
PCT 2003-08-08 2 78
Fees 2005-01-13 1 38
Fees 2006-01-15 1 54
Fees 2007-01-11 1 46
Fees 2008-01-15 1 48
Fees 2009-01-07 1 48