EP1734423A1 - Assemblage d'une glace tactile sur un boîtier - Google Patents

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EP1734423A1
EP1734423A1 EP06009294A EP06009294A EP1734423A1 EP 1734423 A1 EP1734423 A1 EP 1734423A1 EP 06009294 A EP06009294 A EP 06009294A EP 06009294 A EP06009294 A EP 06009294A EP 1734423 A1 EP1734423 A1 EP 1734423A1
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ice
connection area
housing
enamel
transparent material
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Rudolf Dinger
Gilles Derriey
Christian Verdon
Giancarlo Poli
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    • G—PHYSICS
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    • G04G17/02—Component assemblies
    • G04G17/04—Mounting of electronic components
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    • G04G21/00—Input or output devices integrated in time-pieces
    • G04G21/08—Touch switches specially adapted for time-pieces

Definitions

  • the present invention relates to a device for assembling a touch screen on a housing in which contact areas located near an edge of the ice for connecting structured electrodes on the underside of the ice to a module electronics contained in the case are masked and electrically isolated.
  • the invention will be more particularly illustrated by a wristwatch having a touch screen extending to the outer edge of the middle part.
  • the wristwatch shown comprises in a known manner a housing 1 formed of a middle part 3 closed at its bottom by a bottom 5 and at its upper part by an ice 10 delimiting a compartment 7.
  • the compartment 7 can accommodate a watch movement 8 to display time information on a dial 6.
  • the display is an analog display by means of hour hands 9a, minutes 9b and 9c seconds.
  • the lower face 11 of the ice 10 comprises five electrodes 15 forming for example capacitive sensors, said electrodes 15 being each connected by conducting tracks 16 to contact zones 17 situated near the edge 12 of the ice 10.
  • the conductive network 15, 16, 17 is produced in known manner by structuring a transparent conductive oxide, such as indium tin oxide (ITO), deposited for example by evaporation on a thickness of between 25 and 25.degree. 75nm.
  • ITO indium tin oxide
  • the electrodes 15 and the conductive tracks 16 can be made virtually invisible by depositing dielectric layers in the spaces between said electrodes 15 and tracks 16, as described for example in the patent EP 1 457 865 .
  • the present invention therefore aims to overcome the disadvantages of the aforementioned prior art by providing a touch screen which can be assembled for example by gluing on the scope of the opening of a housing by masking the contact areas, without the risk of causing short circuits.
  • the invention relates to a device for assembling a touch screen, made of a transparent material, resistant to a temperature greater than 500 ° C. over the range of the opening of a housing, such as the
  • the touch-sensitive glass comprises a conductive network comprising transparent electrodes connected by conductive tracks to contact zones generally grouped together to form a connection area, opposite the ends of the wristwatch. connectors connected to an electronic module housed in a housing compartment.
  • the touch screen is characterized in that it has near its edge an enamel deposit, at least a portion of the surface makes it possible to mask the connection area of the electrodes.
  • the transparent material resistant to a temperature greater than 500 ° C. may be a mono or polycrystalline material, for example a quartz, a spinel or a corundum, in particular sapphire. It is also possible to use an amorphous material, such as an inorganic glass, insofar as its softening point is greater than the temperature necessary to effect enamel deposition.
  • the deposit of email has the form of a ribbon following the inner contour of the ice and whose width is at least equal to the width of the connection area.
  • the conductive network prefferably structured on a non-discontinuous surface.
  • a hollow is made in the inner face of the ice, the contour of which substantially corresponds to at least that of the connection area, the enamel is deposited in one or more steps until it reaches a thickness of barely greater than the depth of the recess, then polishing is carried out to put the surface of the enamel at the same level as that of the ice before performing the structuring of the conductive network.
  • enamel deposition is performed in a groove formed in the thickness of the ice, said groove having a depth at least equal to the width of the connection area.
  • FIGS. 1 and 2 have already been described to indicate which was the closest prior art, and will be described hereinafter only FIGS. 4 and following, in which the same references are used to designate identical elements of the watch. bracelet.
  • FIG. 3 which corresponds to a half section along line 11.11 of FIG. 1 passing through two sensors 15, a conductive track 16 and a contact zone 17, it can be seen that the edge 12 of the ice 10 extends to 'on the outer surface of the caseband 3 and said ice 10 is no longer maintained by means of a bezel attached to the caseband 3.
  • the inner face 11 of the ice 10 has near its edge an enamel deposit 20 which extends over all the connection area 18 (shown in dashed lines in FIG. 1) where the five contact zones 17 of the five electrodes 15 are grouped together.
  • connection area 18 It is possible to perform this enamel deposit only at said connection area 18 and to metallize the remaining portion of the scope of the housing where there is no risk of short circuit, then proceed to assembly, for example by gluing.
  • This procedure requires an additional step, which increases the cost, and it may be difficult, if not impossible to find the same shade and the same shade for enamel and metallization, which is troublesome when the aesthetic appearance also of importance. Therefore, it is preferred to perform the email deposition in the form of a continuous ribbon running around the ice 10 and having a width at least equal to the width of the connection area 18, so that can see the same hue all around the case.
  • a hollow 14 is made near edge 12 of ice 10 by means of a diamond grinding wheel to a depth of between 0.1 mm and 0.5 mm, depending on the thickness of the ice 10.
  • an enamel deposition 20 is carried out in one or more steps by known techniques for spraying, buffering or screen-printing soaking, each step being followed by a baking, until a slight overflow of the enamel above the inner face of the ice.
  • step not shown it polishes the entire inner surface of the ice so as to eliminate any discontinuity between the enamel layer and the rest of the ice.
  • ITO indium tin oxide
  • FIG. 7 there is shown a second embodiment.
  • the edge 12 of the ice 10 is machined to obtain a groove 25 in which the enamel layer 20 is formed.
  • This embodiment has the advantage of making the porosities invisible in the mass of enamel, to facilitate machining and polishing operations including at the opening of the groove 5.
  • This embodiment also makes it possible to carry out a polishing much easier to the surface where should be structured contact areas 17, without the risk of creating discontinuity areas that can have a detrimental effect on the conductive tracks 16 connecting the sensors 15 and the contact areas 17_

Abstract

La glace (10), dans la surface interne de laquelle sont structurées des zones de contact (17), comporte près de son bord une creusure (14) usinée dans l'une des ses faces (11, 12) ou une gorge (25) usinée dans son épaisseur et garnie par un dépôt d'émail (20) permettant après collage de masquer lesdites zones de contact 17.

Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • La présente invention a pour objet un dispositif d'assemblage d'une glace tactile sur un boîtier dans lequel des zones de contact situées prés d'un bord de la glace permettant de relier des électrodes structurées sur la face inférieure de la glace à un module électronique contenu dans le boîtier sont masquées et isolées électriquement.
  • L'invention sera plus particulièrement illustrée par une montre-bracelet ayant une glace tactile s'étendant jusqu'au bord extérieur de la carrure.
    • ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
  • La façon la plus courante d'assembler une glace tactile généralement réalisée en saphir sur le boîtier d'une montre-bracelet est expliquée ci-après en se référant à la figure 1 et à la coupe schématique de la figure 2, dans laquelle les contrastes et les épaisseurs ont fortement été exagérés pour une meilleure compréhension.
  • La montre-bracelet représentée comporte de façon connue un boîtier 1 formé d'une carrure 3 fermée à sa partie inférieure par un fond 5 et à sa partie supérieure par une glace 10 délimitant un compartiment 7. Le compartiment 7 permet de loger un mouvement horloger 8 permettant l'affichage d'informations horaires sur un cadran 6. Dans l'exemple représenté, l'affichage est un affichage analogique au moyen d'aiguilles d'heures 9a, de minutes 9b et de secondes 9c.
  • On voit également que la face inférieure 11 de la glace 10 comporte cinq électrodes 15 formant par exemple des capteurs capacitifs, lesdites électrodes 15 étant chacune reliée par des pistes conductrices 16 à des zones de contact 17 situées prés du bord 12 de la glace 10. Le réseau conducteur 15, 16, 17 est réalisé de façon connue par structuration d'un oxyde conducteur transparent, tel que l'oxyde d'étain et d'indium (ITO), déposé par exemple par évaporation sur une épaisseur comprise entre 25 et 75nm. Les électrodes 15 et les pistes conductrices 16 peuvent être rendues pratiquement invisibles en déposant des couches diélectriques dans les espaces compris entre lesdites électrodes 15 et pistes 16, comme décrit par exemple dans le brevet EP 1 457 865 . Par contre les zones de contact 17, qui sont mises en contact avec un connecteur 19 traversant une entrebague isolante 2 et reliant un module électronique 9, capable de détecter la présence d'un doigt au-dessus d'une électrode 15 et d'envoyer un signal de commande au mouvement 8, sont beaucoup plus visibles.
  • Lorsque la glace 10 est assemblée sur le boîtier 1 au moyen d'une lunette 13 rendue solidaire de la carrure, il suffit de donner à la lunette 13 une largeur suffisante pour masquer les zones de contact 17.
  • Il existe toutefois des boîtiers, notamment pour des montres-bracelets, dans lesquels la glace 10 s'étend jusqu'au bord extérieur de la carrure 3. La glace 10 est assemblée par exemple par collage sur la portée de ladite carrure 3 ou sur une entre-bague isolante 2. Pour masquer le joint de colle il est nécessaire d'effectuer une métallisation en déposant près du bord de la glace au moins une très mince couche d'accrochage, généralement par évaporation de chrome, et éventuellement d'autres métaux ou alliages pour tenter d'harmoniser la teinte de la portée de la carrure vue à travers la glace avec celle du reste de la carrure. Pour les glaces tactiles il existe alors un risque important de mettre en court-circuit deux zones de contact 17 voisines, ou de créer des capacités parasites.
    • RESUME DE L'INVENTION
  • La présente invention vise donc à pallier les inconvénients de l'art antérieur précité en procurant une glace tactile qui puisse être assemblée par exemple par collage sur la portée de l'ouverture d'un boîtier en masquant les zones de contact, sans risquer de provoquer des courts-circuits.
  • A cet effet l'invention à pour objet un dispositif d'assemblage d'une glace tactile, réalisée en un matériau transparent, résistant à une température supérieure à 500°C sur la portée de l'ouverture d'un boîtier, tel que le boîtier d'une montre-bracelet, La glace tactile comporte de façon connue sur sa face interne un réseau conducteur comprenant des électrodes transparentes reliées par des piste conductrices à des zones de contact généralement regroupées pour former une aire de connexion, en regard des extrémités de connecteurs raccordés à un module électronique logé dans un compartiment du boîtier. La glace tactile est caractérisée en ce qu'elle comporte près de son bord un dépôt d'émail dont au moins une partie de la surface permet de masquer l'aire de connexion des électrodes.
  • Le matériau transparent résistant à une température supérieure à 500°C peut être un matériau mono ou polycristallin par exemple un quartz, un spinelle ou un corindon, notamment le saphir. On peut également employer un matériau amorphe, tel qu'un verre minéral dans la mesure où son point de ramollissement est supérieur à la température nécessaire pour effectuer le dépôt d'émail.
  • Selon un premier mode de réalisation, le dépôt d'email a la forme d'un ruban suivant le contour intérieur de la glace et dont la largeur est au moins égale à la largeur de l'aire de connexion.
  • Il est également souhaitable que le réseau conducteur soit structuré sur une surface ne présentant pas de discontinuités.
  • A cet effet, on usine dans la face interne de la glace une creusure dont le contour correspond sensiblement au moins à celui de l'aire de connexion, on dépose en une ou plusieurs étapes de l'émail jusqu'à atteindre une épaisseur à peine supérieure à la profondeur de la creusure, puis on effectue un polissage pour mettre la surface de l'émail au même niveau que celui de la glace avant d'effectuer la structuration du réseau conducteur.
  • Selon un deuxième mode de réalisation, le dépôt d'émail est effectué dans une gorge formée dans l'épaisseur de la glace, ladite gorge ayant une profondeur au moins égale à la largeur de l'aire de connexion.
    • BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante illustrée par une montre-bracelet donnée à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels ;
    • la figure 1 représente une montre-bracelet à glace tactile en vue de dessus ;
    • la figure 2 correspond à une demi-coupe selon la ligne II-II de la figure 1 pour une montre-bracelet de l'art antérieur ;
    • la figure 3 correspond à une demi-coupe selon la figure II-II de la figure 1 pour une montre-bracelet selon l'invention:
    • les figures 4 à 6 représentent les différentes étapes d'un procédé permettant de réaliser une glace tactile selon l'invention, selon un premier mode de réalisation, et
    • la figure 7 représente une glace tactile selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
    DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
  • Les figures 1 et 2 ont déjà été décrites pour indiquer quel était l'art antérieur le plus proche, et on ne décrira ci-après que les figures 4 et suivantes dans lesquelles les mêmes références sont utilisées pour désigner des éléments identiques de la montre-bracelet.
  • Sur la figure 3, qui correspond à une demi-coupe selon ligne 11.11 de la figure 1 passant par deux capteurs 15, une piste conductrice 16 et une zone de contact 17, on voit que le bord 12 de la glace 10 s'étend jusqu'à la surface extérieure de la carrure 3 et que ladite glace 10 n'est plus maintenue au moyen d'une lunette fixée à la carrure 3. La face interne 11 de la glace 10 comporte près de son bord un dépôt d'émail 20 qui s'étend en dessus de toute l'aire de connexion 18 (représentée en pointillés sur la figure 1) où sont regroupées les cinq zones de contact 17 des cinq électrodes 15.
  • Il est possible d'effectuer ce dépôt d'émail uniquement au niveau de ladite aire de connexion 18 et d'effectuer une métallisation de la partie restante de la portée du boîtier où il n'existe pas de risques de court-circuit, puis de procéder à l'assemblage par exemple par collage. Cette façon de procéder nécessite une étape supplémentaire, ce qui augmente le coût, et il peut-être délicat, voire impossible de trouver la même teinte et le même nuance pour l'émail et la métallisation, ce qui est gênant lorsque l'aspect esthétique à également une importance. C'est pourquoi on préfère effectuer le dépôt d'email sous forme d'un ruban continu faisant tout le tour de la glace 10 et ayant une largeur au moins égale à la largeur de l'aire de connexion 18, de sorte qu'on puisse observer la même teinte sur tout le pourtour du boîtier.
  • Selon le type de boîtier, il est également possible de monter la glace 10 à cran avec interposition d'un joint en matière synthétique.
  • En se référant maintenant aux figures 4 et 6 on indique ci-après un procédé permettant de réaliser une glace tactile selon l'invention, le matériau constituant ladite glace étant à titre d'exemple un saphir.
  • Dans un première étape représentée à la figure 4, on effectue une creusure 14 prés du bord 12 de la glace 10 au moyen d'une meule diamantée sur une profondeur comprise en 0,1mm et 0,5 mm, selon l'épaisseur de la glace 10.
  • Dans une deuxième étape représentée à la figure 5, on effectue, en une ou plusieurs étapes, un dépôt d'émail 20 par les techniques connues de trempage pulvérisation, tamponnage ou sérigraphie, chaque étape étant suivie d'une cuisson, jusqu'à obtenir un léger débordement de l'émail au dessus de la face interne de la glace.
  • Selon une étape non représentée, on procède à un polissage de toute la surface interne de la glace de façon à éliminer toute discontinuité entre la couche d'émail et le reste de la glace.
  • Dans une dernière étape, représentée de la figure 6 on effectue une structuration du réseau conducteur 15, 16, 17 réalisé avec un oxyde conducteur transparent tel que l'oxyde d'indium et d'étain (ITO), Cette étape ne sera pas d'avantage décrite comme étant bien connue de l'homme de l'art. La glace 10 peut alors être assemblée sur la portée 4 de la carrure avec interposition d'un joint de colle, puis pressage.
  • En se référant maintenant à la figure 7 on a représenté un deuxième mode de réalisation. Comme on peut le voir, le bord 12 de la glace 10 est usiné pour obtenir une gorge 25 dans laquelle est formée la couche d'émail 20. Ce mode de réalisation a l'avantage de rendre invisible les porosités dans la masse d'émail, de faciliter les opérations d'usinage et de polissage y compris au niveau de l'ouverture de la gorge 5. Ce mode de réalisation permet aussi d'effectuer un polissage beaucoup plus facile de la surface où doivent être structurées les zones de contact 17, sans risque de créer des zones de discontinuité pouvant avoir un effet néfaste sur les pistes conductrices 16 reliant les capteurs 15 et les zones de contact 17_
  • Dans la description qui précède, l'invention a été illustrée par une glace tactile plane, mais il est bien évident que l'invention s'applique également à toute glace bombée.

Claims (10)

  1. Dispositif comprenant une glace tactile (10), assemblée sur l'ouverture (4) d'un boîtier (1), ladite glace étant réalisée en un matériau transparent résistant à une température supérieure à 500°C, et comportant sur sa face interne (11) des électrodes (15) formant capteurs, reliées par des pistes conductrices (16) à des zones de contact (17) situées dans une aire de connexion (18) prés du bord (12) de la glace (10) en regard des extrémités de connecteurs (19) d'un module électronique (9) contenu dans un compartiment (7) du boîtier (1), caractérisé en ce que le bord (12) de la glace (10) comporte un dépôt d'émail (20) dont au moins une partie de la surface permet de masquer l'aire de connexion (18), de façon telle que l'assemblage soit réalisé sans recouvrement par une lunette.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dépôt d'émail (20) est effectué dans une creusure (14) usinée dans la face interne (11) de la glace (10) au moins au niveau de l'aire de connexion (18).
  3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dépôt d'émail (20) est effectué dans une gorge (25) usinée dans l'épaisseur de la glace (10) au moins au niveau de l'aire de connexion (18).
  4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau transparent formant la glace est un matériau mono ou polycristallin par exemple un quartz, un spinelle ou un corindon.
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau constituant la glace est un saphir.
  6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau transparent formant la glace est un matériau amorphe, tel qu'un verre minéral.
  7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche d'email (20) à une teinte assortie à celle du boîtier (1).
  8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la glace tactile (10) est assemblée sur la portée (4) du boîtier (1) par collage.
  9. Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le compartiment (7) du boîtier (1) contient en outre un mouvement horloger (8) et un cadran (6) pour former une pièce d'horlogerie à commande au moins partiellement tactile.
  10. Procédé de fabrication d'une glace tactile (10) en un matériau transparent résistant à une température supérieure à 500°C comportant au niveau de sa face interne (11) un réseau conducteur (15, 16, 17) comprenant des électrodes (15), des pistes conductrices (16) et des zones de contact (17) formant une aire de connexion (18) comportant les étapes consistant à :
    usiner une creusure (14) dans la face interne (11) de la glace (10), ou une gorge (25) dans son épaisseur dont le contour correspond sensiblement au moins à celui de l'aire de connexion (18) ;
    - former un dépôt d'émail (20) dans la creusure (14) ou dans la gorge (25);
    - effectuer un polissage de la surface d'émail et de la surface de glace non émaillée pour les mettre au même niveau, et
    - structurer le réseau conducteur (15, 16, 17) sur la surface interne émaillée et non émaillée de la glace (10).
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