BE1021432B1 - Actionneur electrique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un actionneur électrique comprenant au moins un substrat verrier support revêtu d'une couche conductrice de l'électricité, au moins un moyen de mesure de variation de courant capacitif intégré au sein d'un microprocesseur, au moins un dispositif optoélectronique, ladite couche conductrice servant simultanément d'amenée de courant pour le dispositif optoélectronique et de moyen de détection capacitive pour écran tactile, la couche conductrice étant gravée pour chaque dispositif optoélectronique en deux zones, une première zone dite zone capacitive et une seconde zone dite zone d'amenée de courant pour le dispositif optoélectronique, les deux zones étant électriquement isolées, la zone d'amenée de courant comportant au moins deux aires isolées électriquement l'une de l'autre et en contact électrique avec ledit dispositif optoélectronique, la zone capacitive étant subdivisée par gravure en deux secteurs isolés électriquement, un premier secteur dit secteur de détection capacitive et un second secteur dit secteur d'isolation entourant partiellement le premier secteur, le moyen de mesure de variation de courant capacitif étant mis en contact électrique avec lesdits secteurs ou mis en contact électrique avec le secteur de détection capacitive d'une part et mis à la masse d'autre part.

Description

Actionneur électrique 1. Domaine de l’invention

Le domaine de l’invention est celui des actionneurs électriques tactiles.

Plus précisément, l’invention concerne un actionneur électrique tactile comprenant au moins un substrat verrier. 2. Solutions de l’art antérieur

Depuis toujours, pour actionner l’éclairage d’une pièce ou activer un élément électrique, un interrupteur ou bouton extérieur doit habituellement être installé. Cet actionneur est usuellement intégré au mur de la pièce à éclairer ou bien contenant l’élément électrique à mettre en marche ou à arrêter. Le contrôle visuel de l’état de fonctionnement étant habituellement réalisé par une diode électroluminescente (LED) en mode allumé ou éteint lorsque l’actionneur est mécanique tel qu’un interrupteur à bascule électrique. De surcroît, le coût d’installation de ce type d’actionneur est relativement élevé et nécessite un travail d’installation important. 3. Objectifs de l’invention L’invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l’art antérieur.

Plus précisément, un objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir un actionneur intégré dans un produit verrier, cet intégration simplifiant l’installation dudit intégrateur, muni d’un contrôle visuel.

Un autre objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de mettre en œuvre un procédé de fonctionnement dudit actionneur qui soit rapide et ne nécessitant aucun temps d’adaptation. L’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, a encore pour objectif de fournir un procédé de fabrication de Γ actionneur selon l’invention mais également de fournir des exemples d’utilisation dudit actionneur. 4. Exposé de l’invention

Conformément à un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un actionneur électrique comprenant au moins un substrat verrier support revêtu d’une couche conductrice de l’électricité, au moins un moyen de mesure de variation de courant capacitif intégré au sein d’un microprocesseur, au moins un microprocesseur, au moins un dispositif optoélectronique, ladite couche conductrice servant simultanément d’amenée de courant pour le dispositif optoélectronique et de moyen de détection capacitive pour écran tactile, la couche conductrice étant gravée pour chaque dispositif optoélectronique en deux zones, une première zone dite zone capacitive et une seconde zone dite zone d’amenée de courant pour le dispositif optoélectronique, les deux zones étant électriquement isolées, la zone d’amenée de courant comportant au moins deux aires isolées électriquement l’une de l’autre et en contact électrique avec ledit dispositif optoélectronique, la zone capacitive étant subdivisée par gravure en deux secteurs isolés électriquement, un premier secteur dit secteur de détection capacitive et un second secteur dit secteur d’isolation entourant partiellement le premier secteur, le moyen de mesure de variation de courant capacitif étant mis en contact électrique avec lesdits secteurs ou mis en contact électrique avec le secteur de détection capacitive d’une part et mis à la masse d’autre part.

Le principe général de l’invention repose sur l’utilisation simultanée d’un dispositif optoélectronique et d’une fonction tactile de nature capacitive afin de réaliser un actionneur électrique inséré dans un produit verrier. La fonction tactile étant notamment assurée en partie par une gravure de la couche conductrice afin de réalisé deux zones, une première zone dite zone capacitive et une seconde zone dite zone d’amenée de courant pour le dispositif optoélectronique, les deux zones étant électriquement isolées, la zone d’amenée de courant comportant au moins deux aires isolées électriquement l’une de l’autre et en contact électrique avec ledit dispositif optoélectronique, la zone capacitive étant subdivisée par gravure en deux secteurs isolés électriquement, un premier secteur dit secteur de détection capacitive et un second secteur dit secteur d’isolation entourant partiellement le premier secteur. Les zones d’amenée de courant pouvant être gravées de manière à placer une pluralité de dispositifs optoélectroniques en série par rapport à un générateur de courant. Le ou les dispositifs optoélectroniques a/ont une fonction de contrôle visuel.

Par les termes « dispositif optoélectronique », on entend désigner tout type de dispositif pouvant émettre de la lumière. De tels dispositifs sont par exemple les dispositifs organiques électroluminescents connus sous l’acronyme OLED (Organic Light Emitting Device) ou bien les dispositifs électroluminescents inorganiques connus sous l’acronyme LED (Light Emitting Diode). Préférentiellement, les dispositifs optoélectroniques utilisés sont des OLEDs étant donné leur faible consommation électrique et leur faible dissipation de chaleur. Le moyen de mesure de variation de courant capacitif intégré au sein d’un microprocesseur est tel qu’il permet de détecter une variation d’un facteur au moins égal à 2 du courant capacitif, préférentiellement d’un facteur au moins égal à 3, plus préférentiellement d’un facteur au moins égal à 4, le plus préférentiellement d’un facteur au moins égal à 5. Cette variation correspond à la différence entre une variation de courant résultant du contact digital et une variation liée à tout phénomène parasite. Un tel seuil de sensibilité permet de réduire les risques de tout fonctionnement intempestif de l’actioxmeur selon l’invention, un seuil de de sensibilité correspondant à un facteur d’au moins 5 permet de se prémunir totalement d’un tel allumage.

Ainsi, l’invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive d’assembleur intégré dans un produit verrier réalisé par combinaison d’un dispositif optoélectronique associé à une fonction tactile capacitive, ladite fonction tactile capacitive étant obtenue par combinaison d’un moyen de mesure de variation de courant capacitif intégré au sein d’un microprocesseur, d’un dispositif optoélectronique et d’une couche conductrice servant simultanément d’amenée de courant pour le dispositif optoélectronique et de moyen de détection capacitive pour écran tactile. L’intégration de l’actionneur dans le produit verrier simplifie son installation, ainsi dans le cadre d’une pièce délimitée par des parois en verre l’actionneur peut être intégré aux verres formant la cloison. En outre, le dispositif optoélectronique intégré au sein de l’actionneur permet de donner directement un aperçu de l’état du dispositif récepteur par un simple contrôle visuel. Par les termes « état du dispositif récepteur », on entend désigner le fait que le dispositif récepteur est en état de fonctionnement ou d’arrêt. Le microprocesseur utilisé est apte à mesurer plusieurs surfaces capacitives simultanément, un tel microprocesseur est par exemple un microprocesseur PSoC de la marque Cypress.

Avantageusement, le moyen de mesure de variation de courant capacitif est mis en contact électrique avec le secteur de détection capacitive d’une part et mis à la masse d’autre part.

Ainsi, cette disposition permet d’augmenter la sensibilité de la mesure de la variation de courant capacitif par rapport à un référentiel présentant une plus grande stabilité.

Selon un mode de réalisation particulier, l’actionneur selon l’invention est tel que le premier secteur dit secteur de détection capacitive comporte au moins deux domaines, un premier domaine ou domaine de contact tactile et un second domaine ou canal de connexion reliant électriquement le premier domaine ou domaine de contact tactile au moyen de mesure de variation de capacité électrique.

La délimitation de l’ensemble des zones, secteurs et domaines est réalisée par gravure de la couche conductrice, la gravure étant préférentiellement réalisée par laser. La gravure permet d’isoler électriquement les différents domaines, secteurs et zones. Cette gravure correspond à au moins un trait de gravure, préférentiellement à deux traits de gravure, préférentiellement à un seul trait de gravure. Préférentiellement, lorsque la gravure comporte plus d’un trait, lesdits traits se chevauchent. Par les termes « lesdits traits se chevauchent», on entend désigner le fait que les traits de gravure se recouvrent partiellement, ne laissant de ce fait pas de matériau de la couche conductrice entre lesdits traits. La largeur d’un trait de gravure est d’au moins 50 pm et d’au plus 200 pm, préférentiellement ladite largeur est de l’ordre de 100 pm.

Selon un mode de réalisation préféré, le moyen de mesure de variation de courant capacitif et le microprocesseur sont placés sur le bord du substrat verrier et connectés au secteur de détection capacitive. La dimension du premier domaine ou domaine de contact tactile a une dimension légèrement supérieure à une empreinte digitale, voire de l’ordre de celle-ci, typiquement de 2 à 4 cm de diamètre lorsque ledit premier domaine est de forme sphérique. Le second domaine ou canal de connexion se présente sous forme d’une bande. Ainsi une telle disposition permet d’atténuer la problématique de la gestion de la charge électrique sur la couche, cette problématique apparaissant lorsque le moyen de mesure de variation de courant capacitif et le microprocesseur sont connectés directement à un secteur de détection constitué d’une région de détection unique. La longueur du second domaine ou canal de connexion est telle qu’elle répond à la relation L = R *1/Rd Où L : représente la longueur de la bande R : la résistance de la bande en ohm 1 : la largeur de la bande

Rd : la résistance par carré de la couche conductrice constituant la bande exprimée en ohm/carré

Selon un mode réalisation préféré des deux modes précédents, l’actionneur selon l’invention ,est tel que le second domaine ou canal présente une largeur inférieure à la taille du doigt. Un tel mode de réalisation offre l’avantage de favoriser le domaine de contact tactile comme zone de contact tactile commandant la variation de courant capacitif enclenchant l’allumage ou l’extinction du dispositif optoélectronique. De manière préférée, les dimensions de la surface du dispositif optoélectronique en contact avec la couche conductrice sont comparables aux dimensions du domaine de contact tactile.

Selon un mode de réalisation préféré des trois modes précédents, l’actionneur selon l’invention est tel que le rapport entre la largeur du domaine de contact tactile et la largeur du canal de connexion est supérieur ou égal à 4. Un tel mode de réalisation offre l’avantage de réduire la zone de contact tactile commandant la variation de courant capacitif enclenchant l’allumage ou l’extinction du dispositif optoélectronique au seul domaine de contact tactile.

Selon un mode de réalisation préféré ou conforme à l’invention, l’actionneur selon l’invention est tel que la couche conductrice est transparente et comprend au moins une couche à base d’au moins un oxyde dopé, préférentiellement sélectionné parmi l’oxyde d’indium dopé à l’étain, l’oxyde d’étain dopé au fluor, l’oxyde de zinc dopé au moins un élément dopant sélectionné parmi l’aluminium, le gallium ou leur mélange. Ainsi, l’utilisation de ce type de couche permet d’obtenir de faible valeur de résistance par carré, ladite résistance par carré étant inférieure ou égale à 15 ohm par carré, une telle couche permettant d’obtenir une variation du courant capacitif détectable par le moyen de mesure pour un substrat verrier présentant une épaisseur au plus inférieure à 6 mm. En outre une telle couche permet également d’augmenter la longueur du second domaine ou canal et de placer le domaine de contact tactile de l’actionneur selon l’invention à une distance au plus supérieure ou égale à 30 cm du bord du substrat verrier comportant un moyen de mesure de variation de capacité électrique.

Selon un autre mode de réalisation préféré, l’actionneur selon l’invention est tel que la couche conductrice est transparente et comprend au moins une couche métallique à base d’argent, l’argent étant présent sous forme pure ou alliée à un autre métal, la forme pure étant préférée, ladite couche d’argent étant protégée de part et d’autre, par au moins une couche à base d’oxyde ou de nitrure. Lorsque l’argent est présent sous forme alliée, l’autre métal comprend préférentiellement au moins le palladium et/ou l’or, plus préférentiellement le palladium. La couche d’argent a une épaisseur géométrique d’au moins 5,0 nm, préférentiellement d’au moins 9,0 nm. La couche d’argent a une épaisseur géométrique d’au plus 25,0 nm, préférentiellement d’au plus 18,0 nm, plus préférentiellement d’au plus 14,0 nm. Le plus préférentiellement, la couche d’argent a une épaisseur égale à 12,5 nm. La couche conductrice peut comprendre plusieurs couches à base d’argent, lesdites couches étant séparées par des couches diélectriques rendant la couche en argent transparente. Une telle couche permet d’obtenir des valeurs de résistances par carré plus faible et ainsi d’utiliser un substrat verrier de plus grande épaisseur.

Selon un mode de réalisation alternatif aux modes précédents, la couche conductrice est une couche de type miroir en un métal à base d’un élément sélectionné parmi l’argent, l’or, le palladium et le cuivre, préférentiellement sélectionné par l’argent et l’or, plus préférentiellement ladite couche est à base d’argent, l’argent étant présent sous forme pure ou alliée à un autre métal, la forme pure étant préférée. L’utilisation d’une telle couche conductrice permet d’obtenir une valeur de résistance de surface plus faible et ainsi d’utiliser un substrat verrier ayant une épaisseur au plus inférieure ou égale à 9 mm. En outre une telle couche permet également d’augmenter la longueur du second domaine ou canal et ainsi de placer le domaine de contact tactile de l’actionneur selon l’invention à une plus grande distance du bord du substrat verrier comportant le moyen de mesure de variation de capacité électrique.

Selon un mode de réalisation préféré, l’actionneur selon l’invention est tel qu’il comprend un second substrat verrier, ledit second substrat étant muni d’au moins un trou d’insertion au sein duquel le dispositif optoélectronique est inséré.

Selon un mode de réalisation particulier, l’actionneur selon l’invention est tel qu’il comprend entre les deux substrats verriers un film adhésif intercalaire. L’assemblage substrat verriers et film adhésif formant un verre feuilleté, ledit verre feuilleté permet d’améliorer la sécurité liée à l’utilisation de l’actionneur selon l’invention en limitant la dispersion de petits morceaux de verre lors de casse. Préférentiellement, le substrat verrier comportant une couche conductrice, voire les substrats verriers formant le verre feuilleté, est un substrat verrier antibactérien, tel que celui commercialisé par la société AGC Glass Europe sous l’appellation verre AntiBactérien™.

Le substrat verrier comportant une couche conductrice de l’actionneur selon l’invention et le second substrat verrier muni de trous sont de préférence des feuilles de verre. Les verres sont minéraux ou organiques. Les verres minéraux sont préférés. Parmi ceux-ci, on préfère les verres silicosodocalciques clairs ou colorés dans la masse ou en surface. Plus préférentiellement, ce sont des verres silicosodocalciques extra clairs. Le terme extra clair désigne un verre contenant au plus 0,020% en poids du verre de Fe total exprimé en Fe2Ü3 et de préférence au plus 0,015% en poids. Le support a de préférence une épaisseur géométrique d’au moins 0,35 mm. Par les termes « épaisseur géométrique », on comprend l’épaisseur physique moyenne. Avantageusement, les verres sont trempés thermiquement ou chimiquement, la trempe permettant d’augmenter la résistance aux impacts notamment. Le substrat verrier comportant une couche conductrice a une épaisseur comprise d’au moins à 0,15 mm, préférentiellement d’au moins 0,4 mm, plus préférentiellement d’au moins 0,7 mm. Le substrat verrier comportant une couche conductrice a une épaisseur d’au plus 9 mm, préférentiellement d’au plus 6 mm, plus préférentiellement d’au plus 4 mm, le plus préférentiellement d’au plus 3 mm.

Un second objet de l’invention est de mettre en œuvre un procédé de fonctionnement d’un actionneur selon l’invention dans un dispositif récepteur. Ledit procédé est tel qu’il comprend les étapes successives suivantes : a. le microprocesseur est en mode tactile lors du démarrage de l’actionneur, b. mesure du courant capacitif de l’actionneur non soumis à un contact tactile, c. mesure du courant capacitif lors d’un contact tactile, d. détection de la variation de courant capacitif par le microprocesseur, le seuil de détection étant une variation d’au moins un facteur 2, e. arrêt du mode tactile au niveau du microprocesseur, f. allumage du dispositif optoélectronique par application d’une tension entre les deux aires constituant la zone d’amenée de courant lorsque la variation de courant capacitif est d’au moins un facteur deux, et démarrage du dispositif récepteur, g. mise en mode tactile du microprocesseur, h. mesure du courant capacitif de Γ actionneur non soumis à un contact tactile après allumage du dispositif optoélectronique, i. mesure du courant capacitif lors d’un contact tactile, j. détection de la variation de courant capacitif par le microprocesseur, le seuil de détection étant une variation d’au moins un facteur 2, k. arrêt du mode tactile au niveau du microprocesseur, l. extinction du dispositif optoélectronique par arrêt de l’application d’une tension entre les deux aires constituant la zone d’amenée de courant lorsque la variation de courant capacitif est d’au moins un facteur deux, et arrêt du dispositif récepteur, m. mise en mode tactile du microprocesseur.

Par les termes « dispositif récepteur », on entend désigner tout dispositif mis en marche ou arrêter suite au toucher du domaine de contact tactile, ledit dispositif pouvant se présenter sous la forme d’un dispositif électrique tel qu’un dispositif d’éclairage, de ventilation, d’élévation, d’ouverture/fermeture, ... L’avantage lié au procédé de fonctionnement selon l’invention est qu’il permet d’éviter un décalage de l’ordre de 10 à 15 secondes entre le toucher de l’actionneur et l’allumage ou l’extinction du dispositif optoélectronique. Le décalage étant réduit d’un facteur au moins égale à 10.

Un troisième objet est de mettre en œuvre un procédé de fabrication d’un actionneur selon l’invention. Ledit procédé est tel qu’il comprend les étapes successives suivantes : a. gravure de la couche conductrice du substrat verrier support, préférentiellement la gravure est une gravure laser b. dépôt d’un moyen de protection de la couche conductrice à l’endroit où va être inséré le dispositif optoélectronique, ledit moyens ayant une dimension similaire à celle du trou qui lui correspond, c. dépôt du film adhésif intercalaire, d. dépôt du second substrat verrier de manière à ce que le trou dudit substrat coïncide avec le moyen de protection, e. obtention d’un verre feuilleté par laminage de l’assemblage obtenu à l’étape c, f. enlèvement au niveau du trou du moyen de protection et de la partie du film adhésif intercalaire qui le recouvre, g. insertion du dispositif optoélectronique dans le trou du second substrat verrier et collage de celui-ci au substrat verrier support, h. mise en place des connections électriques entre le dispositif optoélectronique et la couche conductrice, i. protection du dispositif optoélectronique par bouchage du trou d’insertion.

Lorsque la couche conductrice est une couche comprenant au moins une couche d’argent insérée entre deux couches diélectriques, il est nécessaire de réaliser une abrasion de la couche diélectrique située, par rapport au substrat verrier, au-dessus de la couche d’argent afin de réduire la perte ohmique lors de la connexion de ladite couche au dispositif optoélectronique.

Selon une mise en œuvre préférée, le procédé de fabrication selon l’invention est tel que le collage de l’étape f est effectué par application d’une colle sur toute la surface du dispositif optoélectronique.

Selon une mise en œuvre préférée de la mise en œuvre précédente, le procédé selon l’invention est tel que le collage de l’étape f est effectué par application d’une la colle transparente ayant un indice de réfraction supérieur ou égale à 1,5 mesuré à une longueur d’onde de 550 nm.

Selon une mise en œuvre préférée des mises en œuvre précédentes, le procédé selon l’invention est tel que le collage de l’étape f est effectué par application d’une colle ayant une viscosité plus grande ou égale à 5000 mPa.s et inférieure ou égale à 7000 mPa.s.

Un dernier objet de l’invention est de fournir des exemples d’utilisations de l’actionneur selon l’invention. Ainsi l’actionneur selon l’invention peut être utilisé comme interrupteur marche/arrêt pour dispositif électrique tel que des dispositifs d’éclairage, de ventilation, comme bouton de sélection tel que bouton d’ascenseur, comme indicateur de présence, comme variateur de puissance, comme ouverture électrique, ... 5. Liste des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : • la figure 1 présente un schéma de la gravure de la couche conductrice présente dans l’actionneur selon l’invention • la figure 2 correspond à un agrandissement de la zone capacitive 6. Description d’un mode de réalisation de l’invention

On présente, en relation avec la figure 1, un mode de gravure de la couche conductrice. Cette couche présente une gravure, préférentiellement une gravure laser. Ladite gravure délimite deux zones, une première zone dite zone capacitive (10) et une seconde zone dite zone d’amenée de courant (11). La zone d’amenée de courant comportant au moins deux aires isolées électriquement l’une de l’autre (110, 111). La zone capacitive (10) est subdivisée en deux secteurs (100, 101), un premier secteur dit secteur de détection capacitive (100) et un second secteur dit secteur d’isolation (101) entourant partiellement le premier secteur. Le premier secteur dit secteur de détection capacitive (100) comporte au moins deux domaines (1000, 1001), un premier domaine ou domaine de contact tactile (1000) et un second domaine ou canal de connexion (1001) reliant électriquement le premier domaine ou domaine de contact tactile (1000) au moyen de mesure de variation de capacité électrique.

La figure 2 présente un agrandissement de la zone capacitive (10) L’actionneur selon l’invention est réalisé par intégration d’un interrupteur tactile combiné à un dispositif organique électroluminescent dans un verre feuilleté. La détection tactile est réalisée par mesure de variation de courant capacitif. Une zone dite zone capacitive est gravée par laser dans la couche conductrice recouvrant un premier substrat verrier afin de délimiter une zone de la couche à laquelle nous associons la technologie capacitive. Ladite zone capacitive (10) est subdivisée en deux secteurs (100, 101), un premier secteur dit secteur de détection capacitive (100) et un second secteur dit secteur d’isolation (101) entourant partiellement le premier secteur. Le premier secteur dit secteur de détection capacitive (100) comporte au moins deux domaines (1000, 1001), un premier domaine ou domaine de contact tactile (1000) et un second domaine ou canal de connexion (1001) reliant électriquement le premier domaine ou domaine de contact tactile (1000) au moyen de mesure de variation de capacité électrique. Le domaine de contact tactile peut-être de toute forme (circulaire, carrée, perpendiculaire, ...). La surface du domaine de contact est telle qu’elle est plus grande que l’empreinte du doigt (typiquement de 2 à 4 cm de diamètre). Il est évident pour l’homme de métier que le contact tactile est effectué sur la face du substrat verrier opposée à la face comportant la couche conductrice

Le dispositif optoélectronique utilisé est une oled. Celle-ci est placée sur la couche conductrice du substrat verrier, la surface du secteur de détection capacitive correspondant à la surface émettrice de lumière de l’oled. Afin d’implémenter la technologie capacitive, les inventeurs ont également utilisé un microprocesseur de type PSoC de la marque Cypress. Ce microprocesseur peut gérer plusieurs surfaces capacitives simultanément. Dans son mode de fonctionnement, le microprocesseur est connecté à la surface capacitive du domaine de contact. Le microprocesseur mesure en permanence la valeur de la capacité vis-à-vis d’une capacité de référence placée sur une carte électronique. Lorsque l’on touche la face du substrat verrier opposée à la surface capacitive, on modifie la capacité électrique de cette surface. Le microprocesseur constate cette modification et réagit en conséquence en exécutant un programme permettant l’allumage ou l’extinction de l’oled.

Les inventeurs ont dimensionné l’électronique (microprocesseur) afin que l’oled masque cette dernière. Le microprocesseur est ainsi connecté directement au secteur de détection capacitive. Une telle disposition permet de réduire l’effet de la résistance de la connexion microprocesseur-couche et permet une interaction électrique directe entre le microprocesseur et l’oled au travers de la fonction allumer /éteindre de l’oled. Les inventeurs ont toutefois observé qu’une telle disposition n’est pas avantageuse car la gestion de la charge électrique sur la couche n’est pas évidente à réaliser.

Les inventeurs ont avantageusement choisi de placer l’électronique (microprocesseur) sur le bord du substrat verrier, à une certaine distance de la zone de contact digitale et donc du secteur de détection capacitive. Afin de réaliser une telle disposition, il est nécessaire de subdiviser ledit secteur en deux domaines, un premier domaine ou domaine de contact tactile et un second domaine ou canal de connexion (1001) reliant électriquement le premier domaine ou domaine de contact tactile (1000) au microprocesseur afin de mesurer toute variation de courant capacitif au niveau du domaine de contact tactile, ledit domaine étant avantageusement délimité par la zone active de l’oled. A cette fin, un long et fin canal de connexion est gravé au laser sur la couche conductrice. Pour définir les dimensions de ce canal, les inventeurs ont déterminé la largeur et la longueur dudit canal sur base de la résistance de la couche, la résistance dudit canal ne peut excéder une certaine valeur . La résistance de ce canal est d’autant plus grande que ledit canal est long et fin. En outre, ce canal doit idéalement être insensible à tout contact engendrant une variation de courant capacitif. Autrement dit, la surface utile en terme capacitif que ledit canal présente vis-à-vis de l’empreinte du doigt doit être inférieure à cette empreinte. Les inventeurs ont ainsi déterminé les dimensions du canal de connexion et du domaine de contact tactile qu’un substrat verrier de type « Planibel G » commercialisé par la société AGC doit présenter afin que tout contact digital avec le domaine de contact tactile induise une variation de courant capacitif supérieure à la variation dudit courant lorsque le contact digital est effectué sur le canal. Les dimensions sont telles qu’avec un canal de 5 mm de large et une zone capacitive de 3 cm de diamètre, la longueur du canal ne doit pas excéder 30 cm. Pour cette longueur de 30cm, la variation de capacité est encore significative vis-à-vis du canal. Au-delà de cette longueur de 30cm, la sensibilité diminue et devient équivalente à celle du canal. Il est alors difficile de distinguer l’endroit où la personne a appuyé. L’utilisation d’une couche conductrice moins résistive telle que la couche conductrice présente sur un substrat verrier de type Energy N commercialisé par la société AGC, cette distance permet, à largeur constante, d’augmenter la longueur du canal . Une couche miroir représente une couche idéale en terme de longueur de canal car sa résistivité est très faible. Les inventeurs ont déterminé qu’une diminution de l’épaisseur du verre n’améliore pas les performances en terme de ratio entre la sensibilité du domaine de contact tactile sur la sensibilité du canal.

Les inventeurs ont placé l’oled à 30cm du bord du verre, des pistes ont été gravées pour alimenter l’oled sous forme de zone d’amenée de courant. Si l’isolation électrique créée par la gravure laser n’est pas suffisante autour du canal, les courants qui alimentent l’oled perturbe la détection de variation de courant capacitif. Toutefois, l’isolation électrique peut être améliorée en ajoutant à en augmentant le nombre de traits laser dans la gravure laser. Cependant, une isolation excessive, en ajoutant davantage de traits laser, nuit à l’esthétique, la visibilité desdits traits lasers augmentant avec leur nombre. Les inventeurs ont minimiser les perturbations provenant de ces courants d’alimentation, par Γutilisation d’un programme informatique intégré.

Lorsque ces courants circulent de part et d’autre du canal, l’équivalent d’une capacité parasite vient s’ajouter à la capacité du domaine de contact tactile. Au plus ces courants sont importants, au plus cette capacité parasite sera importante. Lorsque l’oled passe de l’état OFF à l’état ON, cette capacité parasite s’ajoute à celle du domaine de contact tactile. Si l’électronique et son logiciel embarqué ne sont pas adapté à cette variation rapide de la capacité du domaine de contact tactile, l’électronique interprète cette variation comme étant celle d’une personne qui touche le vitrage. De plus le circuit électronique peut s’emballer et l’oled se mettre à clignoter sans cesse.

Comme c’est le circuit électronique qui commande l’oled, avant tout changement de l’état d’allumage de l’oled, le mode tactile du microprocesseur est coupé. Ensuite, lorsque la capacité parasite s’est rajoutée à la capacité du domaine de contact tactile, le mode tactile du microprocesseur est démarré. Cet arrêt et redémarrage prennent une fraction de seconde.

Par cette méthode, tous les autres effet parasites capacitifs peuvent être contrecarrer à condition que ceux-ci soient prévisibles. Il est à noter que l’oled elle-même engendre une capacité parasite vis-à-vis de la couche qui se situe juste devant elle, à 0.7 mm. L’oled est collée sur le substrat verrier comportant la couche conductrice afin de réaliser l’actionneur selon l’invention. En effet, les oleds commercialisées actuellement ne peuvent pas être laminées directement au sein d’un verre feuilleté du fait de la température élevée utilisée lors du procédé de lamination, ladite température entraînant une détérioration de l’oled.

Les inventeurs ont déterminé que le collage de l’oled est réalisé par application de la colle sur toute la surface de l’oled. Un tel collage permet d’éviter la formation d’anneaux d’interférences lumineuses apparaissant entre l’oled et la couche conductrice lorsque la colle est appliquée uniquement sur les bords de l’oled. Les inventeurs ont également déterminé que la colle utilisée ne doit pas être liquide, la viscosité de la colle optimum pour un tel collage est comprise entre 5000 et 7000 mPa.s. Avantageusement, la colle doit présenter un indice de réfraction proche du verre afin d’assurer le bon couplage optique entre l’oled et le verre support. A cette fin une colle de type Loctite 3494 a été utilisée, ladite colle étant transparente et ayant un indice de réfraction proche du verre. L’indice de réfraction de ladite colle est égale à 1.5 nm à une longueur d’onde de 550 nm. En outre la colle doit être polymérisable dans le domaine du visible, les organiques qui composent les oleds étant très sensibles aux UV.

La protection de l’oled et de la couche conductrice est obtenue par lamination deux substrats verrier par du polyvinyl butyrale (PVB). Le premier substrat est un substrat verrier comportant une couche conductrice de type « Planibel G » commercialisé par la société AGC, ledit substrat ayant une épaisseur de 3mm, la couche conductrice étant gravée par laser. Le second verre, au même dimension que le premier, est un verre clair de 6 mm d’épaisseur. Cet assemblage de type « verre feuilleté » permet d’éviter la dispersion de petits morceaux de verre lors d’une casse éventuelle et assure la sécurité de l’utilisateur lors de la manipulation de l’assemblage.

Les oleds ne pouvant être laminées, le verre clair est percé à différents endroits où l’on veut placer les oleds. Ainsi, après assemblage des deux verres, un accès à la couche conductrice du Planibel G est conservé. En outre, la gravure laser doit parfaitement coïncider avec la position des trous. Le domaine de contact tactile doit être en face de la zone luminescente de l’oled, les bornes d’alimentation de l’oled devant être accessibles.

Lors de l’assemblage des deux verres, un tape de type « Niton » est appliqué sur le verre Planibel G aux emplacements correspondant des trous du verre clair afin que le PVB n’adhère pas au Planibel G à ces endroits, En effet, la couche conductrice du Planibel G devant rester accessible pour que la connexion électrique de l’oled avec la couche conductrice soit possible.

Après assemblage, un cassage des arrêtes qui entourent le verre feuilleté (à l’exception du côté où sort la connectique) est réalisé afin d’en améliorer l’esthétique. Avantageusement, la face avant du substrat verrier de type Planibel G est usinée par sablage aux endroits où sont situées les oleds. Au niveau de chacun des trous de l’assemblage, un sablage de forme annulaire est réalisé afin de cacher le bord du trou circulaire et les bords de l’oled, la zone luminescente de l’oled étant plus petite que la surface complète de celle-ci.

Après assemblage, cassage des arrêtes qui entourent les bords et sablage, les oleds sont insérée dans les trous. Le collage de la surface complète de l’oled dans le trou est une étape cruciale, le centrage de l’oled dans la zone de collage doit être parfait car l’opération est irréversible. Aucune bulle d’air ne doit être présente dans la colle. Pour faciliter le centrage de l’oled dans le trou, les inventeurs ont conçu une pièce métallique au même dimension que le trou. L’oled est d’abord centrer et coller à l’envers sur la pièce métallique au moyen d’un tape double face. Ensuite, cette assemblage est glissé dans le trou. Sous l’effet du poids de la pièce métallique, l’oled s’enfonce dans la colle. Et comme la pièce métallique est parfaitement aux dimensions du trou, le centrage est parfait.

Après séchage de la colle sous l’effet de la lumière ambiante, un nettoyage du surplus de colle est effectué avec de l’acétone, ledit surplus de colle étant susceptible d’empêcher la connexion de l’oled sur la couche conductrice. Après nettoyage, la connexion électrique de l’oled sur la couche est réalisée grâce à des petits plots de colle conductrice de 1mm2.

Afin de protéger l’oled, les inventeurs ont développé deux techniques la première consiste à verser un encapsulant transparent dans le trou jusqu’à ras-bord, la seconde à placer un bouchon métallique en inox brossé dans ce trou. La solution du bouchon métallique est privilégié car elle nous permettait de garder un accès à l’oled et à la couche.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation mentionnés ci-dessus.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS

   1. Actionneur électrique comprenant au moins un substrat verrier support revêtu d’une couche conductrice de l’électricité, au moins un moyen de mesure de variation de courant capacitif intégré au sein d’un microprocesseur, au moins un dispositif optoélectronique, ladite couche conductrice servant simultanément d’amenée de courant pour le dispositif optoélectronique et de moyen de détection capacitive pour écran tactile, la couche conductrice étant gravée pour chaque dispositif optoélectronique en deux zones (10, 11), une première zone dite zone capacitive (10) et une seconde zone dite zone d’amenée (11) de courant pour le dispositif optoélectronique, les deux zones étant électriquement isolées, la zone d’amenée de courant (11) comportant au moins deux aires (110, 111) isolées électriquement l’une de l’autre et en contact électrique avec ledit dispositif optoélectronique, la zone capacitive (10) étant subdivisée par gravure en deux secteurs (100, 101) isolés électriquement, un premier secteur dit secteur de détection capacitive (100) et un second secteur dit secteur d’isolation (101) entourant partiellement le premier secteur, le moyen de mesure de variation de courant capacitif étant mis en contact électrique avec lesdits secteurs ou mis en contact électrique avec le secteur de détection capacitive d’une part et mis à la masse d’autre part.
2. 2. Actionneur selon la revendication 1, tel que le premier secteur dit secteur de détection capacitive (100) comporte au moins deux domaines (1000, 1001), un premier domaine ou domaine de contact tactile (1000) et un second domaine ou canal (1001) reliant électriquement le premier secteur dit secteur de détection capacitive (100) au moyen de mesure de variation de capacité électrique.
3. 3. Actionneur selon la revendication précédente, tel que le premier domaine ou domaine de contact tactile (1000) à une dimension supérieure à la taille de l’empreinte du doigt.
4. 4. Actionneur selon une quelconque des revendications 2 à 3, tel que le second domaine ou canal (1001) présente une largeur inférieure à la taille du doigt.
5. 5. Actionneur selon une quelconque des revendications 2 à 4, tel que le rapport de la largeur du domaine de contact tactile (1000) et de la largeur du canal (1001) est supérieur ou égal à 4.
6. 6. Actionneur selon une quelconque des revendications précédentes, tel que la couche conductrice comprend au moins une couche transparente à base d’au moins un oxyde dopé, préférentiellement sélectionné parmi l’oxyde d’indium dopé à l’étain, l’oxyde d’étain dopé au fluor, l’oxyde de zinc dopé au moins un élément dopant sélectionné parmi l’aluminium, le gallium ou leur mélange.
7. 7. Actionneur selon une quelconque des revendications précédentes, tel que la couche conductrice comprend au moins une couche métallique à base d’argent.
8. 8. Actionneur selon une quelconque des revendications précédentes, tel qu’il comprend un second substrat verrier, ledit substrat étant munis d’au moins un trou d’insertion au sein duquel le dispositif optoélectronique est inséré.
9. 9. Actionneur selon la revendication 8, tel qu’il comprend entre les deux substrats verriers un film adhésif intercalaire.
10. 10. Procédé de mise en œuvre d’un actionneur selon une quelconque des revendications précédentes dans un dispositif récepteur, tel qu’il comprend les étapes successives suivantes : a. le microprocesseur est en mode tactile lors du démarrage de l’actionneur, b. mesure du courant capacitif de l’actionneur non soumis à un contact tactile, c. mesure du courant capacitif lors d’un contact tactile, d. détection de la variation de courant capacitif par le microprocesseur, le seuil de détection étant une variation d’au moins un facteur 2, e. arrêt du mode tactile au niveau du microprocesseur, f. allumage du dispositif optoélectronique par application d’une tension entre les deux aires constituant la zone d’amenée de courant lorsque la variation de courant capacitif est d’au moins un facteur deux, et démarrage du dispositif récepteur, g. mise en mode tactile du microprocesseur, h. mesure du courant capacitif de l’actionneur non soumis à un contact tactile après allumage du dispositif optoélectronique, i. mesure du courant capacitif lors d’un contact tactile, j. détection de la variation de courant capacitif par le microprocesseur, le seuil de détection étant une variation d’au moins un facteur 2, k. arrêt du mode tactile au niveau du microprocesseur, l. extinction du dispositif optoélectronique par arrêt de l’application d’une tension entre les deux aires constituant la zone d’amenée de courant lorsque la variation de courant capacitif est d’au moins un facteur deux, et arrêt du dispositif récepteur, m. mise en mode tactile du microprocesseur,
11. 11. Procédé de fabrication d’un actionneur selon une quelconque des revendications 8 à 9, tel qu’il comprend les étapes successives suivantes : a. gravure de la couche conductrice du substrat verrier support, b. dépôt d’un moyen de protection de la couche conductrice à l’endroit où va être inséré le dispositif optoélectronique, ledit moyens ayant une dimension similaire à celle du trou qui lui correspond, c. dépôt du film adhésif intercalaire, d. dépôt du second substrat verrier de manière à ce que le trou dudit substrat coïncide avec le moyen de protection, e. obtention d’un verre feuilleté par laminage de l’assemblage obtenu à l’étape c, f. enlèvement au niveau du trou du moyen de protection et de la partie du film adhésif intercalaire qui le recouvre, g. insertion du dispositif optoélectronique dans le trou du second substrat verrier et collage de celui-ci au substrat verrier support, h. mise en place des connections électriques entre le dispositif optoélectronique et la couche conductrice, i. protection du dispositif optoélectronique par bouchage du trou d’insertion.
12. 12. Procédé de fabrication selon la revendication 11, tel que le collage de l’étape f est effectué par application d’une colle sur toute la surface du dispositif optoélectronique.
13. 13. Procédé selon une quelconque des revendication 11 à 12, tel que le collage de l’étape f est effectué par application d’une la colle transparente ayant un indice de réfraction supérieur ou égale à 1,5 mesuré à une longueur d’onde de 550 nm.
14. 14. Procédé selon une quelconque des revendication 11 à 13, tel que le collage de l’étape f est effectué par application d’une colle ayant une viscosité plus grande ou égale à 5000 mPa.s et inférieure ou égale à 7000 mPa.s.
15. 15. Utilisation d’un actionneur selon une quelconque des revendications 1 à 9 comme interrupteur marche/arrêt pour dispositif électrique tel que des dispositifs d’éclairage, de ventilation, comme bouton de sélection tel que bouton d’ascenseur, comme indicateur de présence, comme variateur de puissance, comme ouverture électrique.