FR2972288A1 - Procédé de fabrication d'un film transparent, notamment pour un capteur tactile matriciel transparent - Google Patents

Procédé de fabrication d'un film transparent, notamment pour un capteur tactile matriciel transparent Download PDF

Info

Publication number
FR2972288A1
FR2972288A1 FR1151795A FR1151795A FR2972288A1 FR 2972288 A1 FR2972288 A1 FR 2972288A1 FR 1151795 A FR1151795 A FR 1151795A FR 1151795 A FR1151795 A FR 1151795A FR 2972288 A1 FR2972288 A1 FR 2972288A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
transparent film
transparent
film
touch sensor
conductive particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1151795A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2972288B1 (fr
Inventor
Guillaume Goncalves
Lionel Hirsch
Guillaume Wantz
Pascal Joguet
Julien Olivier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite des Sciences et Tech (Bordeaux 1)
Stantum SAS
Institut Polytechnique de Bordeaux
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite des Sciences et Tech (Bordeaux 1)
Stantum SAS
Institut Polytechnique de Bordeaux
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite des Sciences et Tech (Bordeaux 1), Stantum SAS, Institut Polytechnique de Bordeaux filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority to FR1151795A priority Critical patent/FR2972288B1/fr
Priority to PCT/FR2012/050439 priority patent/WO2012120225A1/fr
Publication of FR2972288A1 publication Critical patent/FR2972288A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2972288B1 publication Critical patent/FR2972288B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C10/00Adjustable resistors
    • H01C10/10Adjustable resistors adjustable by mechanical pressure or force
    • H01C10/103Adjustable resistors adjustable by mechanical pressure or force by using means responding to magnetic or electric fields, e.g. by addition of magnetisable or piezoelectric particles to the resistive material, or by an electromagnetic actuator
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C10/00Adjustable resistors
    • H01C10/10Adjustable resistors adjustable by mechanical pressure or force
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C10/00Adjustable resistors
    • H01C10/10Adjustable resistors adjustable by mechanical pressure or force
    • H01C10/106Adjustable resistors adjustable by mechanical pressure or force on resistive material dispersed in an elastic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C17/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/28Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for applying terminals
    • H01C17/281Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for applying terminals by thick film techniques
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

Un film transparent (10) est réalisé en un matériau ayant une résistance électrique variant en fonction d'une force de pression exercée sur la surface de ce film (10). Ce film transparent comprend un mélange de particules conductrices à effet tunnel (11) dans une matrice polymère (12) électriquement isolante, les particules conductrices à effet tunnel (11) étant réparties selon une structure colonnaire dans une direction perpendiculaire au plan du film transparent (10). Utilisation notamment dans un capteur tactile matriciel transparent (20).

Description

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un film transparent en un matériau ayant une résistance électrique variant en fonction d'une force de pression appliquée sur la surface du film. Elle concerne également un tel film transparent obtenu par le procédé de fabrication ainsi qu'un capteur tactile matriciel transparent intégrant ce film transparent. Dans une application spécifique, la présente invention concerne le domaine des capteurs tactiles matriciels transparents, de préférence multicontacts, qui visent à équiper un écran tactile comprenant un écran de visualisation disposé sous le capteur tactile.
Un tel capteur tactile est notamment décrit dans le document EP 1 719 047. Ce capteur tactile comporte des pistes conductrices agencées en lignes sur une couche supérieure et des pistes conductrices agencées en colonnes sur une couche inférieure, la couche supérieure et la couche inférieure de pistes conductrices étant disposées en regard l'une de l'autre. Généralement, les lignes et les colonnes sont isolées par une couche d'air, un système d'entretoises permettant en outre de maintenir à distance la couche supérieure de la couche inférieure. Lorsqu'un utilisateur touche la surface de ce capteur tactile, un ou plusieurs contacts se créent entre les entretoises, au niveau des cellules définies par les intersections des lignes et des colonnes. Ce contact a pour effet de modifier l'impédance en créant notamment une résistance de contact au niveau de ces cellules sous-jacentes au toucher de l'utilisateur sur la surface du capteur tactile.
Par un balayage séquentiel des cellules, en alimentant tour à tour les lignes et en mesurant tour à tour un signal électrique aux bornes de chaque colonne, il est possible de détecter cette modification d'impédance et ainsi les différentes zones de contact du capteur tactile. Il est utile dans certaines applications, outre la détection des zones de contact dans le capteur tactile, d'obtenir une mesure physique en relation avec la pression exercée par l'utilisateur sur la surface du capteur tactile. Il existe notamment des solutions logicielles permettant de simuler la mesure d'une pression sur un capteur tactile. Ces solutions sont limitées au toucher du capteur tactile avec des objets souples, comme un doigt par exemple. Elles sont fondées sur le fait que l'écrasement d'un objet souple sur la surface du capteur tactile se traduit par une augmentation de la surface de contact qui est plus ou moins importante en fonction de l'écrasement réalisé. Ainsi, lors de la détection des cellules actives par le balayage séquentiel du capteur tactile, il est possible, en fonction du nombre de cellules voisines détectées comme correspondant à un même toucher, d'en déduire une indication sur la pression exercée par l'utilisateur sur la zone de contact. Toutefois, ces méthodes sont difficiles à mettre en oeuvre car elles demandent un étalonnage particulier en fonction de la grosseur de l'objet utilisé, tel qu'un doigt. Elles sont de plus limitées, comme indiqué précédemment, aux objets souples venant en contact avec la surface tactile du capteur et ne sont pas applicables à l'utilisation d'un stylet. On connaît par ailleurs des films résistifs présentant la particularité d'avoir une résistance électrique variant en fonction de la force de pression exercée sur la surface de ce film résistif. Ainsi, au repos, le film résistif est électriquement isolant, ce film résistif devenant conducteur lorsqu'une force de pression est appliquée sur la surface du film. Un tel film résistif formé d'un composite à effet tunnel (en anglais QTC ou Quantum Tunneling Composite) est décrit dans le document US 6 495 069.
Toutefois, ces films résistifs ont l'inconvénient d'être opaques, et ne peuvent pas être utilisés dans un capteur tactile transparent destiné à être placé au-dessus d'un écran de visualisation.
La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients précités et de proposer un procédé de fabrication d'un film transparent, pouvant être utilisé dans un capteur tactile matriciel transparent pour permettre la mesure d'une pression exercée en une zone de contact ou d'appui sur le capteur tactile. A cet effet, la présente invention concerne selon un premier aspect un procédé de fabrication d'un film transparent en un matériau ayant une résistance électrique variant en fonction d'une force de pression exercée sur la surface du film transparent. Ce procédé de fabrication comprend les étapes suivantes : - mélange de particules conductrices à effet tunnel dans une matrice polymère transparente et électriquement isolante ; - dépôt dudit mélange sous forme d'un film s'étendant dans un plan ; - application d'un champ magnétique perpendiculairement audit 15 plan du film ; et - réticulation de la matrice polymère. Grâce à l'application d'un champ magnétique perpendiculairement au film transparent chargé en particules conductrices à effet tunnel, ces dernières s'orientent selon une structure colonnaire dans une direction 20 perpendiculaire au plan du film de telle sorte que celui-ci conserve sa propriété de transparence. En effet, la structure colonnaire par l'alignement vertical des particules conductrices à effet tunnel permet d'obtenir la transparence du film ainsi fabriqué, à la différence d'une structure désordonnée de particules 25 conductrices à effet tunnel. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, afin d'améliorer la transparence du film fabriqué, le mélange comprend des particules conductrices à effet tunnel dans un ratio volumique de 0,3 à 10%. Selon un second aspect, la présente invention concerne un film 30 transparent en un matériau ayant une résistance électrique variant en fonction d'une force de pression exercée sur la surface dudit film transparent. 10 Selon l'invention, ce film transparent comprend un mélange de particules conductrices à effet tunnel dans une matrice polymère électriquement isolante, les particules conductrices à effet tunnel étant réparties selon une structure colonnaire dans une direction perpendiculaire au plan du film transparent. On dispose ainsi d'un film résistif, dont la résistance électrique varie avec la force de pression exercée sur ce film, qui présente la particularité d'être transparent. Selon un mode d'application de l'invention, un capteur tactile matriciel transparent comporte des pistes conductrices agencées en lignes sur une couche supérieure, des pistes conductrices agencées en colonnes sur une couche inférieure et une couche résistive placée entre la couche supérieure et la couche inférieure, cette couche résistive étant réalisée en un film transparent tel que décrit précédemment.
Selon un autre aspect de l'invention, elle concerne un écran tactile comprenant un écran de visualisation disposé sous un capteur tactile matriciel transparent tel que décrit précédemment. La présente invention permet ainsi la réalisation d'un écran tactile adapté non seulement à détecter des zones de contact sur la surface du capteur tactile, mais également à obtenir une mesure physique en relation avec la pression exercée par un utilisateur sur la surface du capteur tactile. D'autres particularités, et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatifs : - la figure 1 est un schéma illustrant le procédé de fabrication d'un film transparent résistif selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 illustre schématiquement la déformation du film transparent résistif en fonction de la pression exercée ; - la figure 3 est un graphe illustrant la variation de la résistance électrique d'un film transparent conforme à l'invention en fonction de la pression exercée. - la figure 4 est une vue en coupe schématique d'un capteur tactile transparent conforme à un mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 5 illustre schématiquement la déformation au niveau d'une zone de contact sur le capteur tactile transparent de la figure 4.
On va décrire à présent en référence à la figure 1 un procédé de fabrication d'un film transparent 10 conformément à un mode de réalisation de l'invention. Ce film transparent 10 a la particularité de permettre une mesure physique de la pression exercée sur ce film, par exemple pour une utilisation dans un capteur tactile qui sera décrit ultérieurement. A cet effet, le film transparent 10 est réalisé en un matériau ayant une résistance électrique qui varie en fonction de la force de pression exercée sur la surface de ce film transparent 10. Afin de réaliser un tel film transparent 10, on procède tout d'abord au mélange de particules conductrices à effet tunnel 11 dans une matrice polymère 12 transparente et électriquement isolante. La matrice polymère 12 comprend par exemple du silicone ou encore un gel transparent de polyuréthane. Ces matériaux présentent l'avantage d'être électriquement isolants.
Les particules conductrices à effet tunnel 11, également appelées en abrégé QTP (acronyme du terme anglo-saxon Quantum Tunneling Particles) présentent au contraire la particularité de conduire le courant électrique. Ces particules conductrices à effet tunnel 11 sont connues en elles-mêmes de l'état de la technique et peuvent correspondre par exemple aux particules conductrices commercialisées sous la dénomination Inco Type 123 ou Inco Type 287 par la société Novamet®. Structurellement, ces particules se présentent sous la forme particulière d'une sphère avec des pics en relief de cette sphère. La longueur des pics s'étendant à partir de cette sphère est sensiblement égale à 1 pm et rarement supérieure. Le diamètre de la particule conductrice à effet tunnel 11 est typiquement compris entre 2 et 5 pm.
On notera que plus la longueur des pics est importante, c'est-à-dire plus ces pics sont longs et effilés, meilleure sera la qualité du film transparent obtenu en terme de conduction électrique. Ces particules conductrices à effet tunnel 11 peuvent être réalisées à base de fer, de cobalt ou de nickel ou encore d'alliage à partir de ces métaux. Le mélange ainsi réalisé peut comporter une quantité variable de particules conductrices à effet tunnel 11. Un ratio volumique en particules conductrices à effet tunnel de 0,3 à 10% du mélange permet d'améliorer l'indice de transparence du film transparent 11 obtenu à l'issue du procédé de fabrication. Ce mélange est ensuite déposé sous la forme d'un film s'étendant dans un plan comme illustré sur la partie gauche de la figure 1. A cette étape du procédé de fabrication, le mélange présente une structure désordonnée, les particules conductrices à effet tunnel 11 étant disposées sans orientation particulière dans l'épaisseur du mélange déposé sous forme d'un film. Lors d'une étape suivante telle qu'illustrée sur la partie droite de la figure 1, un champ magnétique est appliqué perpendiculairement au plan du film (illustré par les flèches N-S symbolisant l'orientation Nord-Sud du champ magnétique). Cette application d'un champ magnétique a pour but de permettre la formation d'une structure colonnaire à l'intérieur du mélange. Comme bien illustré à la figure 1, les particules conductrices à effet tunnel 11 s'orientent ainsi selon les lignes du champ magnétique appliqué.
On notera à cet égard que les particules conductrices à effet tunnel telles que citées précédemment, réalisées en fer, cobalt ou nickel par exemple, ont la particularité d'être magnétiques et ainsi de réagir au champ magnétique appliqué sur le mélange. A titre d'exemple, la force du champ magnétique est comprise entre 3 et 10 milli-Tesla. Ce champ magnétique peut être créé par exemple au moyen d'électro-aimants afin de pouvoir modifier la force du champ magnétique appliqué et ainsi d'être en mesure de casser éventuellement des agrégats de particules conductrices à effet tunnel 11 qui pourraient se former à l'intérieur du mélange. En jouant également sur la force du champ magnétique, il est possible de gérer la création des colonnes, et notamment le diamètre de ces colonnes et leur espacement dans le plan du film. Par exemple, le champ magnétique appliqué peut être un champ magnétique pulsé (ou alternatif). Ainsi, les particules conductrices à effet tunnel 11 auront tendance à s'aligner selon les directions des lignes de champ magnétique dans l'épaisseur du film transparent 11. A titre d'exemple non limitatif, avec un champ magnétique constant, la section des colonnes est composée d'environ cinq à dix particules conductrices à effet tunnel 11. Chaque colonne présente dans sa section transversale un diamètre compris entre 20 et 25 pm. En appliquant un champ magnétique pulsé ou sinusoïdal, la section des colonnes est moins importante, et par exemple composée de trois à quatre particules conductrices à effet tunnel 11. Dans ce cas, le diamètre de la section transversale des colonnes est de l'ordre de 10 pm. Cette structure colonnaire permet ainsi de conserver la transparence du film ainsi réalisée à partir de la matrice polymère 12. A titre d'exemple non limitatif, l'épaisseur e du film 10 ainsi obtenue à l'issue du procédé de fabrication peut être comprise entre 50 et 100 pm.
Bien entendu, cette épaisseur e dépendra du type d'application du film transparent et de sa destination finale. Finalement, le procédé de fabrication comporte en outre une étape de réticulation de la matrice polymère 12 permettant la ramification des structures polymère et le durcissement du film transparent 10 ainsi obtenu.
Cette réticulation peut être mise en oeuvre grâce à l'action de la chaleur ou encore par irradiation, par un faisceau d'ultraviolet.
De préférence, cette étape de réticulation est mise en oeuvre simultanément à l'étape d'application du champ magnétique afin d'obtenir le durcissement de la matrice autour des structures colonnaires formées sous l'effet du champ magnétique.
On obtient ainsi en fin de procédé de fabrication un film transparent 10 solidifié formé d'une matrice polymère 12 comportant une structure colonnaire de particules conductrices à effet tunnel 11. Le film transparent 10 ainsi obtenu comprend un mélange de particules conductrices à effet tunnel 11 dans une matrice polymère 12 électriquement isolante, les particules conductrices à effet tunnel étant réparties suivant une structure colonnaire s'étendant dans une direction perpendiculaire au plan du film transparent 10. On obtient ainsi une structure colonnaire s'étendant dans l'épaisseur du film transparent et présentant une répartition aléatoire dans le plan de la surface 10a du film transparent 10. Toutefois, cette répartition est homogène, c'est-à-dire que le nombre de colonnes par unité de surface est sensiblement constant. On a illustré schématiquement à la figure 2 le comportement du film transparent 10 ainsi obtenu lorsqu'il est soumis à une force de pression (suivant les flèches F) sur sa surface 10a. Dans son principe, la résistance électrique du film transparent 10 varie en fonction de la force de pression F appliquée. Dans ce mode de réalisation, plus la force appliquée F est élevée, plus la résistance électrique du matériau constituant le film transparent 10 diminue. En effet, plus la force appliquée F est élevée, plus les particules conductrices à effet tunnel 11 se rapprochent les unes les autres. Les électrons peuvent ainsi passer d'une particule à l'autre plus facilement et la résistance électrique diminue.
La résistance électrique diminuant, le courant passe plus facilement à travers l'épaisseur du film transparent 10.
Ainsi, comme illustré en haut de la figure 2, lorsque le film transparent 10 est au repos, c'est-à-dire qu'aucune force de pression n'est exercée sur sa surface supérieure 10a, la résistance électrique du film transparent est proche d'une valeur infinie, correspondant ainsi à un film transparent isolant. Lorsqu'une force F est exercée sur la surface 10a, la résistance du film transparent diminue et atteint une valeur de l'ordre de 104 C) par exemple. Plus la pression augmente comme illustré en bas de la figure 2, plus la valeur ohmique de la résistance diminue, le film transparent 10 ayant ainsi un comportement proche d'un conducteur électrique parfait. On a illustré à la figure 3, à titre d'exemple non limitatif, la variation de la résistance ohmique du film transparent en fonction d'une force de pression appliquée sur la surface 10a du film transparent 10. Ainsi, à titre d'exemple, lorsque la pression atteint une valeur de 100 g, la résistance ohmique est sensiblement égale à 104 C). Dans cet exemple, la valeur de la résistance électrique varie dans un intervalle compris sensiblement entre 104 C) et 105 C) pour un poids appliqué variant sensiblement entre 0 et 500 g. Indépendamment des valeurs d'exemple données ci-dessus, il est important que la valeur de la résistance électrique présente une forte variation sur une plage significative des valeurs des forces de pression qui peuvent être exercées. Cette caractéristique permet une bonne discrimination des différentes valeurs de pression exercées à partir d'une mesure représentative de la résistance électrique du film transparent. Ainsi, dans cet exemple de réalisation, sur une plage utile comprise entre 0 et 100 g pour la force appliquée, la valeur de la résistance électrique varie sensiblement de 105 C) à 104 C). En revanche, au-delà de 100 g, pour un poids appliqué variant sensiblement entre 100 et 500 g, la valeur de résistance électrique est sensiblement égale à 104 C) ou diminue faiblement à partir de la valeur de 104 C).
Ce type de film transparent 10 est ainsi avantageux par rapport à des composites tels que décrits dans l'article "Controlling percolation in fieldstructured particle composites: Observations of giant thermoresistance, piezoresistance and chemiresistance" de James E. Martin et al, Physical Review B67, 094207, 2003 et dans l'article "Tactile Shear sensing using anisotropically conductive polymer", de L. H. Chen et al, Appl. Phys. Lett., vol 62, n° 19, 10 mai 1993, pages 2440-2442. En effet, ces composites de l'art antérieur ont une variation de résistance électrique ayant un comportement binaire : au moindre contact, le matériau composite devient parfaitement conducteur, de résistance quasi-nulle. On va décrire à présent la mise en oeuvre d'un tel film transparent dans un capteur tactile tel qu'illustré aux figures 4 et 5. Bien entendu, le film transparent 10 ainsi réalisé pourrait être utilisé dans différents types d'application, et par exemple pourrait être intégré comme capteur de pression dans le domaine de la robotique, par exemple pour la manipulation d'objets fragiles. Il pourrait également être intégré dans des claviers d'ordinateur de faible épaisseur. Ici, ce film transparent 10 est intégré dans un capteur tactile matriciel destiné à équiper un écran tactile. On se reportera avantageusement à la description du document EP 1 719 047 pour la structure détaillée et le fonctionnement d'un tel capteur tactile dans un écran tactile. L'utilisation d'un tel film transparent 10 dans un capteur tactile permet, outre la détection des points de contact, d'obtenir une mesure représentative de la pression exercée en chaque point de contact du capteur tactile. Comme illustré à la figure 4, dans son principe général, le capteur tactile 20 comporte des pistes conductrices agencées en lignes 21 sur une couche supérieure 22 et des pistes conductrices agencées en colonnes 23 sur une couche inférieure 24.
Bien entendu, la disposition en lignes et colonnes est relative et peut être inversée suivant l'orientation du capteur tactile. Dans ce mode de réalisation, la couche supérieure 22 peut être réalisée à partir d'un film souple 25 par exemple en polyéthylène teréphtalate (PET) sur lequel sont appliquées par des techniques connues les pistes conductrices agencées en lignes 21. La couche inférieure 24 peut être réalisée sur un support en verre 26 sur lequel sont déposées de manière connue les pistes conductrices agencées en colonnes 23.
On réalise ainsi un capteur tactile matriciel, les pistes conductrices agencées en lignes 21 et les pistes conductrices agencées en colonnes 23 définissant un ensemble de cellules au niveau des intersections des lignes 21 et des colonnes 23. Des moyens électroniques de balayage (non représentés) sont agencés pour balayer, par exemple séquentiellement, les cellules ainsi définies, ces moyens électroniques de balayage étant associés à des moyens de mesure, au niveau de chaque cellule, d'une caractéristique électrique représentative de la valeur de la résistance au niveau de cette cellule. Selon l'invention, une couche résistive 30 est placée entre la couche supérieure 22 et la couche inférieure 24, cette couche résistive 30 étant réalisée à partir du film transparent 10 tel que décrit précédemment. Ce film transparent 10 s'étend ainsi en contact avec les pistes conductrices agencées en lignes 21 et les pistes conductrices agencées en colonnes 23.
On notera toutefois que pour la compréhension de l'invention, sur les figures 4 et 5, la taille des particules conductrices à effet tunnel 11 est exagérée. Dans un mode de réalisation pratique, le diamètre des colonnes formées par l'alignement des particules conductrices à effet tunnel 11 est environ 150 fois plus petit que la largeur des pistes conductrices agencées en lignes 21 ou en colonnes 23.
Ainsi, au niveau d'une cellule définie par l'intersection d'une ligne et d'une colonne de pistes conductrices, on peut dénombrer environ une cinquantaine de colonnes de particules conductrices à effet tunnel 11. Comme indiqué précédemment, le nombre de colonnes de particules conductrices à effet tunnel par cellule est homogène. Lorsqu'aucune pression n'est exercée sur ce film transparent 10 au travers de la surface supérieure 25a du capteur tactile 20, cette couche intermédiaire 30 se comporte comme un isolant, aucun courant électrique ne pouvant circuler entre les lignes 21 et les colonnes 23 au niveau des cellules.
Par contre, comme illustré à la figure 5, lorsqu'une force de pression est exercée sur la surface 25a du capteur tactile 20, par exemple au moyen d'un doigt, la résistance ohmique du film transparent 10 diminue de telle sorte que la couche intermédiaire 30 devient conductrice et permet le passage du courant au niveau des intersections des lignes 21 et des colonnes 23, sous le point de contact. Ainsi, lorsque le capteur tactile matriciel est balayé séquentiellement, et qu'une différence de potentiel est appliquée entre les lignes 21 et les colonnes 23, le champ électrique est plus intense entre deux pointes de particules différentes et la circulation du courant électrique est possible par effet tunnel au travers des particules 11 du film transparent 10. Les électrons circulent ainsi de particules en particules dans toute l'épaisseur du film transparent 10. La résistance électrique du film transparent 10 variant en fonction de la force de pression exercée, la caractéristique électrique mesurée au niveau de point de contact est représentative d'une valeur de résistance qui dépend de la force de pression exercée sur la surface 25a du capteur 20. L'accès à l'information de la pression exercée permet d'améliorer le fonctionnement du capteur tactile et d'utiliser dans le traitement logiciel des données ainsi acquises non seulement l'information concernant la ou les zones de contact sur le capteur mais également l'information sur la pression exercée par l'utilisateur en chaque zone de contact.
Dans un mode d'application préféré, tel que décrit notamment dans le document EP 1 719 047, le capteur tactile 20 est associé à un écran de visualisation, par exemple disposé sous le capteur tactile matriciel transparent 20.
En particulier, contrairement au capteur tactile de l'état de la technique, comportant des entretoises afin d'aménager une couche d'air isolante entre les pistes conductrices agencées en lignes 21 et les pistes conductrices agencées en colonnes 23, le capteur tactile tel que décrit précédemment comporte un film transparent 10 qui se substitue à la couche d'air et aux entretoises entre la couche supérieure 22 et la couche inférieure 24 du capteur tactile 20. Les caractéristiques optiques d'un tel capteur sont ainsi améliorées en supprimant la présence de la couche d'air et des entretoises. Elles permettent de conserver la transparence nécessaire à la visualisation des données affichées sous l'écran sous-jacent.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un film transparent (10) en un matériau ayant une résistance électrique variant en fonction d'une force de pression (F) exercée sur la surface (10a) dudit film transparent (10), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : mélange de particules conductrices à effet tunnel (11) dans une matrice polymère (12) transparente et électriquement isolante ; - dépôt dudit mélange sous forme d'un film s'étendant dans un plan ; - application d'un champ magnétique perpendiculairement audit plan du film ; et - réticulation de la matrice polymère (12).
  2. 2. Procédé de fabrication conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mélange comprend des particules conductrices à effet tunnel (11) dans un ratio volumique de 0,3 à 10% du mélange.
  3. 3. Procédé de fabrication conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite matrice polymère (12) comprend du silicone ou un gel de polyuréthane.
  4. 4. Procédé de fabrication conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite étape de réticulation est mise en oeuvre simultanément à l'étape d'application d'un champs magnétique.
  5. 5. Procédé de fabrication conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites particules conductrices à effet tunnel (11) ont un diamètre compris entre 2 et 5 pm.
  6. 6. Film transparent en un matériau ayant une résistance électrique variant en fonction d'une force de pression (F) exercée sur la surface (10a) dudit film (10), caractérisé en ce qu'il comprend un mélange de particules conductrices à effet tunnel (11) dans une matrice polymère (12) électriquement isolante, lesdites particules conductrices à effet tunnel (11) étant réparties selon une structure colonnaire dans une direction perpendiculaire au plan du film transparent (10).
  7. 7. Film transparent conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que ledit film transparent (10) est constitué d'une matrice polymère (12) sensiblement isolante et de particules conductrices à effet tunnel (11) dans un ratio volumique de 0,3 à 10% du mélange.
  8. 8. Film transparent conforme à l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il présente une épaisseur (e) comprise entre 50 et 100 pm.
  9. 9. Film transparent conforme à l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la valeur de la résistance électrique dudit matériau diminue lorsque la force de pression exercée sur la surface (10a) dudit film (10) augmente.
  10. 10. Film transparent conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que ladite valeur de résistance électrique présente une variation dans un intervalle compris sensiblement entre 104 0 et 105 0 pour un poids appliqué variant sensiblement entre 0 et 500 g.
  11. 11. Film transparent conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que ladite valeur de résistance électrique varie sensiblement de 105 0 à 104 0 pour un poids appliqué variant sensiblement entre 0 et 100 g.
  12. 12. Capteur tactile matriciel transparent, comportant des pistes conductrices agencées en lignes (21) sur une couche supérieure (22), des pistes conductrices agencées en colonnes (23) sur une couche inférieure (24), et une couche résistive (30) placée entre la couche supérieure (22) et la couche inférieure (24), caractérisé en ce que ladite couche résistive (30) est réalisée en un film transparent (10) conforme aux revendications 6 à 11.
  13. 13. Ecran tactile, caractérisé en ce qu'il comprend un écran de visualisation disposé sous un capteur tactile matriciel transparent (20) conforme à la revendication 12.
  14. 14. Ecran tactile conforme à la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens électroniques de balayage agencés pour balayer séquentiellement des cellules définies par les intersections des lignes (21) et des colonnes (23) dudit capteur tactile (20), et des moyens de mesure pour chaque cellule d'une caractéristique électrique représentative d'une valeurde résistance dépendante d'une force de pression exercée sur la surface (25a) dudit capteur (20) au droit de ladite cellule.
  15. 15. Ecran tactile conforme à la revendication 14, caractérisé en ce que ladite valeur de résistance électrique diminue lorsque ladite force de 5 pression exercée sur la surface (25a) dudit capteur (20) augmente.
FR1151795A 2011-03-04 2011-03-04 Procédé de fabrication d'un film transparent, notamment pour un capteur tactile matriciel transparent Expired - Fee Related FR2972288B1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1151795A FR2972288B1 (fr) 2011-03-04 2011-03-04 Procédé de fabrication d'un film transparent, notamment pour un capteur tactile matriciel transparent
PCT/FR2012/050439 WO2012120225A1 (fr) 2011-03-04 2012-03-02 Procede de fabrication d'un film transparent, notamment pour un capteur tactile matriciel transparent

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1151795A FR2972288B1 (fr) 2011-03-04 2011-03-04 Procédé de fabrication d'un film transparent, notamment pour un capteur tactile matriciel transparent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2972288A1 true FR2972288A1 (fr) 2012-09-07
FR2972288B1 FR2972288B1 (fr) 2013-04-05

Family

ID=43920146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1151795A Expired - Fee Related FR2972288B1 (fr) 2011-03-04 2011-03-04 Procédé de fabrication d'un film transparent, notamment pour un capteur tactile matriciel transparent

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2972288B1 (fr)
WO (1) WO2012120225A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201813857D0 (en) * 2018-08-24 2018-10-10 Lussey David Composite Materials

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2357040A1 (fr) * 1976-06-30 1978-01-27 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Conducteur sensible a la pression et procede pour sa fabrication
US4644101A (en) * 1985-12-11 1987-02-17 At&T Bell Laboratories Pressure-responsive position sensor
US20110050588A1 (en) * 2009-08-27 2011-03-03 Symbol Technologies, Inc. Methods and apparatus for pressure-based manipulation of content on a touch screen
US20110050394A1 (en) * 2009-08-27 2011-03-03 Symbol Technologies, Inc. Systems and methods for pressure-based authentication of an input on a touch screen

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6495069B1 (en) 1998-01-30 2002-12-17 Peratech Limited Of A Company Of Great Britain And Northern Ireland Polymer composition
FR2866726B1 (fr) 2004-02-23 2006-05-26 Jazzmutant Controleur par manipulation d'objets virtuels sur un ecran tactile multi-contact

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2357040A1 (fr) * 1976-06-30 1978-01-27 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Conducteur sensible a la pression et procede pour sa fabrication
US4644101A (en) * 1985-12-11 1987-02-17 At&T Bell Laboratories Pressure-responsive position sensor
US20110050588A1 (en) * 2009-08-27 2011-03-03 Symbol Technologies, Inc. Methods and apparatus for pressure-based manipulation of content on a touch screen
US20110050394A1 (en) * 2009-08-27 2011-03-03 Symbol Technologies, Inc. Systems and methods for pressure-based authentication of an input on a touch screen

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012120225A1 (fr) 2012-09-13
FR2972288B1 (fr) 2013-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2548076B1 (fr) Dispositif de variation optique, son utilisation et procédé de sa fabrication.
FR2934921A1 (fr) Capteur tactile multicontacts a moyens d'espacement de taille et impedance variables
EP2015223A2 (fr) Microcapteur de pression
EP1960307A1 (fr) Systeme micro-electromecanique comprenant une partie deformable et un detecteur de contrainte
FR2925717A1 (fr) Capteur tactile transparent multicontatcs a base de depot surfacique metallise
WO2016067097A1 (fr) Dispositif capteur capacitif comprenant des électrodes ajourées
WO2004049364A1 (fr) Dispositif d'entree de donnees
EP2786426B1 (fr) Structure semiconductrice apte a recevoir un rayonnement électromagnétique, composant semiconducteur et procédé de fabrication d'une telle structure semiconductrice
FR2954982A1 (fr) Capteur tactile multicontacts a resistance de contact electrique elevee
FR2972288A1 (fr) Procédé de fabrication d'un film transparent, notamment pour un capteur tactile matriciel transparent
EP4016026A1 (fr) Capteur de force
LU88033A1 (fr) Tablette digitalisante
EP2399185B1 (fr) Capteur multipoints
WO2018130672A1 (fr) Capteur et écran tactile à compensation environnementale, notamment en température
FR2968103A1 (fr) Capteur tactile transparent et procédé de fabrication associe
FR3014186A1 (fr) Systeme de determination de la forme au moins partielle d'un objet tridimentionnel et procede correspondant.
EP3995936B1 (fr) Actionneur haptique pour surface tactile
EP3663752B1 (fr) Capteur de flux thermique a nanofilaments chauffants
EP4200625B1 (fr) Procédé de mesure d'un champ magnétique extérieur par au moins un point mémoire magnétique
WO2024213465A1 (fr) Dispositif piezoelectrique flexible de mesure de deformation, unidirectionnel, bidirectionel ou omnidirectionnel
FR2876498A1 (fr) Procede de realisation d'heterostructures resonnantes a transport planaire
FR2954981A1 (fr) Afficheur et capteur tactile bidimensionnel multicontacts a elements longitudinaux conducteurs inclines
FR2991780A1 (fr) Procede de realisation de films a magnetoresistance anisotrope et procede et dispositifs de detection et/ou de mesure comprenant de tels films.
FR3061303A1 (fr) Dispositif de cellules electrochimiques et systeme de mesure electrochimique comprenant un tel dispositif
FR3057418A1 (fr) Procede de filtrage frequentiel

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20141128