FR3027120A1 - Dalle tactile capacitive a haute transmission dans le domaine visible et inrayable - Google Patents

Abstract

Dalle tactile capacitive comprenant: a) une façade « avant » (10) en matériau saphir traité antireflet (AR1) du coté surface de contact par bombardement ionique avec un faisceau d'ions He, N, O, Ne, Ar, Kr, Xe ; b) une couche de détection tactile capacitive comprenant des pistes électriques assemblées avec une résine isolante d'indice de réfraction supérieure ou égale à 1,6. c) Optionnellement une façade « arrière » (25) en matériau saphir traité antireflet (AR2) du coté donnant sur l'écran d'affichage par bombardement ionique de façon identique à celle mise en œuvre pour la façade « avant » (10) Il en résulte une dalle tactile inrayable permettant une transmission de la lumière supérieure à 90%, par exemple égale à 97% pour une longueur d'onde de 560 nm.

Description

1 Dalle tactile capacitive à haute transmission dans le domaine visible et inrayable L'invention a pour objet une dalle tactile capacitive 5 présentant une transmission dans le domaine visible supérieure ou égale à 90% voire égale à 97%, très supérieure à celles des dalles tactiles existantes, et une surface de contact inrayable (hormis toutes rayures induites par contact avec un diamant). Elle comprend au moins un voire 10 deux substrats en saphir traités antireflet par bombardement ionique pour augmenter fortement la transmission de lumière provenant de l'écran d'affichage, pour réduire fortement la réflexion parasite de la lumière ambiante (surtout en environnement extérieur) rendant difficile voire impossible 15 la lecture de l'écran d'affichage, pour réduire consécutivement et proportionnellement la consommation électrique associée à l'affichage, enfin pour accroitre significativement l'autonomie de la batterie. Le traitement par bombardement ionique mis en oeuvre dans l'invention 20 conserve les propriétés d'inrayabilité associées au saphir, n'a aucun impact sur la sensibilité de détection de la dalle tactile capacitive et permet avantageusement de renforcer la résistance mécanique de la dalle tactile soumise à des mouvements de flexion tactile ou encore à des chocs.

25 L'invention permet de créer une dalle tactile capacitive sans aucune limitation en taille, constituée par un assemblage connexe de dalles tactiles capacitives élémentaires qu'on ne peut pas distinguer visuellement. Les saphirs naturels sont constitués de cristaux 30 d'oxyde d'aluminium (A1203) contenant des impuretés (oxydes) 3027120 2 en traces qui leur donnent leur couleur (titane et fer pour le bleu, vanadium pour le violet, chrome pour le rose, fer pour le jaune et le vert). La couleur est due à l'apparition de niveaux énergétiques à l'intérieur de la bande interdite du corindon, du fait de la présence d'impuretés. Ces niveaux modifient les spectres d'émission et d'absorption du matériau et donc sa couleur. Le saphir peut être traité thermiquement ; les pierres, trop claires, trop sombres ou avec beaucoup d'inclusions, 10 sont chauffées. Ce processus permet de rehausser couleur et clarté en dissolvant les éléments présents à l'état de traces dans la pierre. Depuis le début du XIXe siècle, on sait fabriquer en laboratoire des saphirs synthétiques et des rubis 15 synthétiques, dont la composition chimique et les propriétés physiques sont les mêmes que celles des pierres naturelles. On peut cependant détecter ces pierres synthétiques par leurs lignes de cristallisation généralement incurvées, du moins pour les productions les plus anciennes.

20 Pour sa propriété de forte résistance aux rayures, le saphir synthétique est utilisé comme vitre de montre ou lentille de caméra, ou encore dans les smartphones. La fabrication de saphir synthétique est aujourd'hui au stade industriel.

25 Il est bien connu qu'une surface en saphir synthétique réfléchit environ 15,5% de la lumière incidente, réduisant la lecture d'une montre, d'un écran plat d'ordinateur ou de téléphone mobile. Pour alléger les expressions, on désignera ci-dessous 30 le « saphir synthétique » par le terme de « saphir ».

3027120 3 Dans ce qui suit on appellera « verre » des matériaux appartenant à la famille des silicates (à bases de silicium) ou encore à la famille des alumino-silicates (à base d'aluminium silicium). Les verres ont une structure amorphe 5 ou semi cristallin avec des régions amorphes pouvant faire l'objet d'une transition vitreuse (d'où le nom). On rappelle que pour ces raisons le saphir ne peut être en aucune manière apparenté aux verres. On rappelle qu'un écran tactile est un périphérique informatique qui combine deux fonctionnalités : l'affichage d'un écran (moniteur) et celles d'un dispositif de pointage, qui peut être une souris, une dalle tactile mais aussi un stylet optique. Cela permet de réduire le nombre de périphériques sur certains systèmes et de réaliser des logiciels ergonomiques très bien adaptés à certaines fonctions. Les écrans tactiles sont utilisés, par exemple, pour les PDA, les GPS, des lecteurs MP3, les Smartphones, les tablettes, des consoles de jeux portables, les billetteries automatiques, les DAB, toutes les caisses sans caissier et les ordinateurs. On entend par dalle tactile la partie de l'écran qui peut être sensible à plus de deux niveaux de pression avec une résolution meilleure (tablette graphique et stylet) et à 25 plus de un endroit à la fois (multi-touch et doigts de la main) La détection d'un point d'appui sur la dalle tactile repose sur la mesure de la variation d'une grandeur physique.

30 Les technologies tactiles se distinguent par les différentes grandeurs physiques mesurées et les méthodes 3027120 4 d'acquisition pour traduire les mesures en coordonnées (x; y). Le principe des technologies tactiles les plus répandues sont de nature résistives, capacitives, infrarouge.

5 On entend par dalle tactile capacitive, une dalle comprenant au moins une surface solide de contact pouvant être en verre, ou encore en saphir, laquelle est parcourue sous la surface de contact, par une grille électriquement chargée. Le contact des doigts de l'utilisateur sur la 10 surface de contact, transfère une partie de ces charges dans les doigts, ce qui provoque un déficit qu'il suffit ensuite de localiser pour traiter l'information. Le traitement de l'information se fait au moyen d'un algorithme de calcul intégré directement dans le 15 périphérique. Il détermine le ou les points d'impact (dans le cas du multi touch), le sens du mouvement, parfois la pression exercée, et agit en conséquence. Les dalles tactiles capacitives existantes ont des architectures en couches qui varient entre elles mais ont 20 en commun d'avoir une surface de contact rigide (en verre ou ou en saphir) et une grille électrique sous jacente qui peut se présenter sous la forme d'une grille de pistes électriques XY situées dans un même plan ou encore une grille de pistes électriques X superposée à une grille de 25 pistes électriques Y dans deux plans distincts. Dans les deux cas les pistes électriques X et Y sont séparées et assemblées par une résine isolante. Aujourd'hui 90% des dalles tactiles capacitives sont dotées de pistes électriques faites en ITO (Indium Tin 3027120 5 Oxyde), un oxyde métallique qui présente les propriétés suivantes : - Transparence dans la lumière visible, - Haut indice optique compris entre 1,7 et 2 dans la 5 lumière visible selon les longueurs d'onde - Conductivité électrique limitée à: o 100 ohm/carré sur les polymères (flexibles) o 50 ohm/carré sur les verres (rigides) Cette limitation de la conductivité électrique a 10 pour un impact direct une limitation en taille des dalles tactiles capacitives à 12 pouces (autrement dit 30 cm) L' ITO (Indium Tin Oxyde) a pour inconvénients essentiels: 15 - Son cout énergétique pour le déposer à haute température, - Sa très haute réflectivité (en formant un dioptre avec l'air (n=1) ou encore un verre (n=1,5)) - Sa fragilité, 20 - Sa faible flexibilité, - Sa résistivité acceptable mais élevée comparée à l'argent, le cuivre. Parmi les architectures de dalles capacitives avec des grilles ITO (Indium Tin Oxide) toutes déposées sur verre on 25 citera : 3027120 6 - Configuration 1 : Verre (surface de contact façade avant) / Grille X / Verre / adhésif / Grille Y/ Verre (façade arrière) - Configuration 2 : Verre de contact (surface de 5 contact façade avant) / Grille XY/ Verre (façade arrière) - Configuration 3 : Verre de contact (surface de contact façade avant) / Grille X / Verre / Grille Y 10 - Configuration 4 : Verre de contact (surface de contact façade avant) / Grille X Y Parmi les architectures de dalles capacitives avec des grilles ITO (Indium Tin Oxide) déposées en partie sur verre et en partie sur film polymère on citera : 15 - Configuration 5 : Verre de contact (surface de contact façade avant) / Grille X / Verre / adhésif / Grille Y/ film polymère (façade arrière) Parmi les architectures de dalles capacitives ITO (Indium Tin Oxide) toutes déposées sur film polymère on 20 citera: - Configuration 6 : Verre (surface de contact façade avant) / Grille X / Film/ adhésif / Grille Y/ Verre (façade arrière) - Configuration7 : Verre (surface de contact façade avant) / Grille XY/ Verre (façade arrière) - Configuration 8 : Verre (surface de contact façade avant) / Grille X / Verre / Grille Y 3027120 7 - Configuration 9 : Verre (surface de contact facade avant) de contact / Grille X Y Les dalles tactiles capacitives présentent aujourd'hui des limitations optiques inhérentes à l'architecture et à la 5 composition de celle-ci. Ces limitations optiques sont associées à la transmission et à la réflexion de la lumière provenant de l'écran d'affichage et à celle du milieu ambiant, ainsi qu'aux dimensions de l'écran d'affichage. Ces limitations sont relatives à la complexité de la 10 structure de la dalle tactile capacitive (nombre de dioptres s'interposant entre le lecteur et l'écran d'affichage) et à la nature physique des couches (résistivité des grilles, différence d'indice de réfraction des milieux séparés par les différents dioptres). On donne ci-dessous l'origine ce 15 type de limitations optiques, les solutions envisagées et les inconvénients associés. - Multiplication du nombre de dioptres s'interposant entre l'écran d'affichage et le lecteur. La transmission de la lumière provenant de l'écran 20 de l'affichage s'atténue lorsque le nombre de dioptre à traverser augmente. De même la réflectivité la lumière ambiante (notamment en environnement extérieur) est renforcée lorsque le nombre de dioptres augmente. La combinaison des 25 effets à pour conséquence une dégradation de la lisibilité de l'écran d'affichage. La solution consiste à réduire le nombre de couches constituant la dalle tactile capacitive au détriment de sa résistance mécanique. 3027120 8 - Indice de réfraction des pistes électriques des grilles en ITO trop élevé par rapport celui de leur substrat de dépôt. La réflexion de la lumière sur un dioptre est 5 d'autant plus importante que la différence d'indice réfraction entre les milieux séparés par le dioptre, est élevée. C'est le cas pour des pistes électriques à base d'ITO (d'indice de réfraction égal à 1,8) déposées sur un substrat en 10 verre (d'indice de réfraction égale à 1,5). La perte en réflexion d'environs 1% n'est pas négligeable et vient s'ajouter aux autres pertes en réflexion. électriques en La solution consiste 15 antireflet à base de substrat en verre et ITO, au détriment du pistes à déposer un traitement TiO2 et de Si02 entre le les pistes électriques en cout et la durabilité des ITO soumises à des contraintes de flexion tactile. 20 - Conductivité des pistes électriques en ITO trop faible pour permettre la détection d'un signal électrique au-delà de 30 pouces. La solution consisterait à introduire des pistes électriques hautement conductrices se présentant 25 sous la forme d'un réseau de faible densité (un volume comprenant au moins 90% d'espace vide), ce qui a pour avantage de faciliter le passage de la lumière autrement dit sa transmission en augmentant la transparence du milieu. Cette approche n'a pas encore connue de succès pour des 3027120 9 questions d'industrialisation et de cout. Aujourd'hui 90% des grilles sont faites en pistes électriques à base d'ITO. On citera comme exemples technologiques pouvant un 5 jour succéder à l'ITO: ^ Les grilles métalliques constituées de pistes conductrices de 4 à 5 microns espacées de 100 à 400 microns. Ce type de grille ne recouvre que très 10 partiellement le substrat (taux de vide > 90%). ^ Réseau de nano fils d'argent (10 ohm/carré ; taux de vide > 94%). ^ Réseau de nanoparticules d'argent (4 15 ohm/carré ; taux de vide > 95% de vide). ^ Réseau de nanotubes de carbone.. Aux limitations optiques citées précédemment s'ajoutent une deuxième catégorie de limitations optiques pouvant survenir à tout moment et relatives à l'usage de la dalle 20 tactile capacitive : rayabilité de la surface de contact, fissuration de la dalle tactile capacitive sous l'effet d'un choc ou d'une flexion, traces de doigts. On donne ci-dessous l'origine de ce type de limitations optiques, les solutions envisagées et les inconvénients associés à celles-ci. 25 - Rayabilité de la surface de contact. Les surfaces en verre sont facilement rayées par des particules abrasives ambiantes qui peuvent s'y déposer avant d'être déplacées par le doigt. Les rayures et les débris ainsi crées ont pour effet 3027120 10 de diffuser à la fois la lumière transmise par l'écran d'affichage et la lumière ambiante réfléchie sur cette même surface de contact. Cette diffusion de lumière s'ajoute à la dégradation de 5 la lecture de l'image émise par l'écran d'affichage. La solution consiste à substituer aux surfaces en verre des surfaces en saphir. Le saphir est connu pour son extrême dureté située juste en deca de 10 celle du diamant, mais avec comme inconvénients majeurs, celui de sa production longue et couteuse dans des fours portés à 2050°C et celui de son indice de réfraction extrêmement élevé (n= 1,76) dont l'effet direct se traduit par une grande 15 réflexion à la lumière ambiante sur la surface de contact (réflexion de 15%) et par une atténuation considérable des images provenant de l'écran d'affichage (transmission de 85%). Pour compenser cela, il est nécessaire d'augmenter la lumière de 20 l'affichage autrement dit la consommation d'énergie électrique. Les dépôts antireflets de nature PVD sont bien adaptés comme revêtements intérieurs des verres de montre en saphir, mais ne sont pas adaptés (en raison de leur fragilité) 25 comme revêtement extérieur exposé par exemple à l'usure de revers de manche et encore moins à l' usure tactile. - Sensibilité aux chocs et aux contraintes de flexions.

3027120 11 Une grande dureté est associée à une faible résistance au choc mais une plus grande résistance aux efforts de flexion (élasticité plus élevée). La solution consiste à trouver un compromis sous 5 la forme d'une surface hybride constituée d'un substrat relativement dur dont la surface ne présente que peu ou pas de têtes de fissure noyées dans une épaisseur de moindre dureté. - Oléophilie : Il existe des produits pour rendre 10 des surfaces oléophobes mais qui ont pour inconvénients d'être chers et peu durables. L'invention a pour but de remédier aux limites, inconvénients et problèmes techniques exposés précédemment. L'invention propose une dalle tactile capacitive 15 comprenant successivement les parties connexes (sans aucune couche d'air) suivantes: a) Une façade « avant » constituée d'un substrat rigide en saphir dont l'un des cotés constitue la surface de contact de la dalle tactile. Cette façade « avant » est 20 traitée par bombardement ionique sur un seul coté (celui en contact avec les doigts) pour réduire sa réflectivité. Le bombardement ionique est effectué grâce à un faisceau d'ions où les ions sont choisis parmi les ions des atomes de la liste constituée de l'hélium (He), l'azote (N), l'oxygène 25 (0), le néon (Ne), l'argon (Ar), le krypton (Kr), le xénon (Xe) ; On entendra dans ce qui suit par façade « avant » de la dalle tactile capacitive cette couche en saphir dont la face recto est la surface de contact avec les doigts de l'utilisateur. Cette couche est plane et à une épaisseur 3027120 12 inférieure à 1 mm, par exemple égale à 400 pm, voire par exemple 330 pm. b) Une couche de détection capacitive constituée d'une ou plusieurs couches dont la fonction est de permettre par 5 la technologie capacitive de détecter le contact du et/ou des doigts sur la surface de contact de la façade « avant ». Ces couches comprennent les grilles détection capacitive constituées d'un ensemble de pistes électriques, les résines isolantes qui isolent et assemblent les pistes électriques.

10 Ces pistes électriques peuvent être faites en ITO (Indium Tin Oxide), en grille de métal hautement conducteur (conductivité électrique supérieure à celle de l'aluminium) en nanofils ou nanoparticules d'argent, en nanotube de carbone. Les résines isolantes utilisées ont un indice de 15 réfraction proche de celui l'ITO (égal à environ 1,8). On entendra dans ce qui suit par couche de détection capacitive l'assemblage des couches susmentionnées hors façade « avant » et façade « arrière » et située de façon connexe (sans couche d'air) entre la façade « avant » et la façade 20 « arrière » décrite ci-dessous. c) une façade « arrière » constituée d'un substrat en saphir traité par bombardement ionique pour réduire sa réflectivité, du coté donnant vers l'écran d'affichage, dans des conditions identiques à celles mise en oeuvre pour 25 traiter la façade « avant ». On obtient ainsi un effet antiréflectif avantageux qui renforce considérablement celui obtenu pour la façade « avant » permettant d'atteindre une transmission de la lumière de l'écran d'affichage au travers de la dalle supérieure à 90% par exemple égale à 97%. Cette 30 façade arrière à une épaisseur réduite de préférence 3027120 13 inférieure à 400 pm pour des questions de couts liés au saphir, par exemple égale à 100 pm. On entend par traitement anti-réflectif un traitement permettant de réduire au moins de moitié la réflexion de la 5 lumière. Pour un dioptre en air/saphir la réflexion est d'environs 7,5%, le traitement anti réflectif permet de ramener la valeur de cette réflexion à une valeur inférieure à 3,75%. A titre d'exemple la transmission d'un dioptre air/saphir est approximativement égale à 92,5%, un 10 traitement anti-réflectif du saphir doit permettre une transmission au moins égale à 96,25%. Pour une lame saphir traitée des deux cotés cela doit se traduire par une transmission de la lumière à travers elle d'au moins égale à 92,5% au lieu de 85%.

15 Il est ainsi possible grâce au traitement anti réflectif par bombardement ionique de créer un gradient d'indice entre l'air situé sur la surface de contact et le saphir. Ce gradient d'indice est durable du fait de sa grande 20 résistance aux processus d'abrasion : par exemple le déplacement de particules abrasives entrainées par les doigts de l'utilisateur sur la surface de contact. Le traitement anti réflectif par bombardement ionique est parfaitement homogène en raison de la très grande 25 stabilité du faisceau produit par les moyens mis en oeuvre dans l'invention et de l'acuité de réglage des paramètres cinématiques associés au traitement (vitesse, pas d'avancement). Le réglage peut être aussi fin qu'on le souhaite pour atteindre par exemple en tout point de la 30 surface de contact de la façade « avant » de la dalle 3027120 14 tactile capacitive, une concentration atomiques moyenne en ions implantées avec une précision inférieure ou égale à (+/-) 5% par rapport à celle requise. En raison de la faiblesse de son épaisseur (environs 80 nm) et de sa 5 parfaite homogénéité, le traitement n'a aucun impact sur la sensibilité de la couche de détection capacitive sous jacente. L'invention propose une dalle tactile capacitive comprenant plusieurs dalles tactiles capacitives faites de 10 matériau(x) en saphir préalablement traité(s) antireflet sur leurs faces recto ou verso et sur leurs faces latérales, puis assemblées les aux autres pour donner un ensemble d'une parfaite planéité et ne laissant transparaitre aucune séparation entre elles (faces adjacentes anti-réflectives), 15 à l'oeil nu et au toucher. Contrairement aux verres, le saphir à des propriétés physiques qui le rendent extrêmement stable à la température (pas de transition vitreuse), le dotent d'une planéité et de plans de découpe cristallographiques extrêmement précis. Les 20 caractéristiques cristallographiques des matériaux en saphir sont parfaitement contrôlées au moment de la croissance du matériau en saphir dans le four. Grace à la dalle tactile capacitive de la présente invention la lisibilité de l'écran d'affichage est 25 considérablement améliorée par une réduction de la réflexion de la lumière ambiante et par un accroissement significatif de la transmission de la lumière de l'écran d'affichage supérieure ou égale à 90% par exemple égale à 97%. Grace à la dalle tactile capacitive de la présente 30 invention la consommation électrique de l'écran d'affichage est fortement réduite au moins de 15% voire de 30%, en 3027120 15 proportion des gains en luminosité et en contraste obtenus par une amélioration de la transmission de la lumière de l'écran d'affichage et par une atténuation de la réflexion de la lumière ambiante sur celle-ci.

5 Grace à la dalle tactile capacitive de la présente invention l'autonomie de la batterie est grandement augmentée en raison de la réduction significative de la consommation électrique de l'écran d'affichage. Grace à la dalle tactile capacitive de la présente 10 invention la surface de contact est hautement résistante à la rayure conservant sur une longue durée les qualités optiques sus mentionnées. Grace à la dalle tactile capacitive de la présente invention la tenue mécanique de la façade avant est 15 renforcée aux chocs et contraintes de flexion conservant sur une longue durée les qualités optiques sus mentionnées. Grace à la dalle tactile capacitive de la présente invention les traces de doigts sont significativement réduites conservant sur une longue durée les qualités 20 optiques sus mentionnées. Grace à la dalle tactile capacitive de présente invention, il est possible de concevoir une dalle capacitive de grande taille sans aucune limitation en surface, constituée d'un assemblage bord à bord d'une multitude de 25 dalles tactiles capacitives élémentaires comprenant des matériaux en saphir traités antireflets par bombardement ioniques sur les faces recto et/ou verso et sur les faces latérales, qui ne laissent transparaitre entres elles aucune séparation à l'oeil nu et au toucher.

3027120 16 Le traitement anti-réflectif du matériau en saphir par bombardement ionique mis en oeuvre dans la présente invention, ne nécessite pas des temps de traitement qui soient longs (quelques secondes par cm2 et par micro- 5 accélérateur). Le traitement anti-réflectif du matériau en saphir mis en oeuvre dans la présente invention, permet son utilisation dans un cadre industriel, son coût ne devant pas être rédhibitoire par rapport aux coûts du substrat en saphir (à 10 titre d'exemple un cm2 de saphir pour écran tactile coute environs 4 euros, un cm2 traité dans le cadre de l'invention coute quelques centimes d'euros). Selon un mode de réalisation de la présente invention la dalle tactile capacitive comprend une façade « avant » en 15 saphir traitée coté recto (surface de contact) par bombardement ionique pour lui conférer des propriétés antiréflectives et une couche de détection tactile capacitive contenant des pistes électriques faites en ITO (Indium Tin Oxyde) ou des pistes électriques faites dans un métal 20 hautement conducteur (conductivité électrique supérieure à celle de l'aluminium pur), en nanofils d'argent, en nanoparticules d'argent, ou en nanotube de carbone se présentant sous la forme d'un réseau de faible densité (volume comprenant au moins 90% d'espace vide), les pistes 25 électriques étant isolées électriquement et assemblées avec des résines isolantes dont l'indice de réfraction est de préférence supérieur ou égal à 1,6, de préférence proche de celui du saphir (égale 1,76) ou de l'ITO (égale à 1,8). Selon un mode de réalisation de la présente invention 30 la dalle tactile capacitive comprend une façade « avant » en saphir traitée coté recto (surface de contact) par 3027120 17 bombardement ionique pour lui conférer des propriétés antiréflectif, une couche de détection capacitive contenant des pistes électriques faites en ITO (Indium Tin Oxyde) ou des pistes électriques faites dans métal hautement 5 conducteur(conductivité supérieure à celle du cuivre pur), en nanofils d'argent, en nanoparticules d'argent, ou en nanotube de carbone se présentant sous la forme d'un réseau de faible densité (volume comprenant 90% d'espace vide), les pistes électriques étant isolées électriquement et 10 assemblées avec des résines isolantes dont l'indice de réfraction est de préférence supérieur ou égal à 1,6, de préférence proche de celui du saphir (égale 1,76) ou de l'ITO (égale à 1,8) et une façade « arrière » en saphir dont la face verso est soumise à un traitement anti-réflectif 15 identique à celui mis en oeuvre sur la face recto de la façade « avant ». La façade arrière à de préférence une épaisseur inférieure à 400 microns pour des questions de couts liés au saphir, par exemple 100 microns Le procédé de traitement anti-réflectif inrayable dans 20 le domaine visible d'un matériau en saphir consiste en un bombardement par faisceau d'ions d'un gaz mono et multichargés produits par une source à résonance cyclotronique électronique (RCE) où : - on choisit la dose d'ions d'un gaz implantés par 25 unité de surface dans une plage comprise entre 1016 ions/cm2 et 1018 ions/cm2 de manière à obtenir une concentration atomique en ions d'un gaz telle que l'indice de réfraction n de la couche implantée est approximativement égale à (nl*n2)h/2 ou n1 est l'indice de l'air et n2 l'indice du 30 saphir; 3027120 18 - on choisit la tension d'accélération dans une plage comprise entre 10kV et 100 kV de manière à obtenir une épaisseur implantée e égal à p*À/4*n ou e est l'épaisseur implantée correspondant à une zone d'implantation ou la 5 concentration atomique en ions d'un gaz est supérieure ou égale à 1%, où p un nombre entier, À la longueur d'onde incidente et n l'indice de la couche implantée. les ions du faisceau sont choisis parmi les ions des atomes He (Hélium), N (azote), 0 (oxygène), Ne (néon), 10 Ar(Argon), Kr(Krypton), Xe (Xénon) et leur énergie est comprise entre 10 keV et 100 keV Les inventeurs ont également pu constater que ce mode de réalisation permet d'améliorer très significativement l'efficacité du traitement anti-réflectif : une réduction de 15 la réflexion au minimum de 50% voire de 80%. Selon un mode de réalisation, le faisceau d'ions mis en oeuvre pour réduire l'anti-réflectivité du saphir est émis par une source à résonance cyclotronique (RCE). Sans vouloir être lié par une quelconque théorie 20 scientifique, on peut proposer le mécanisme suivant pour rendre compte des effets avantageux du traitement antiréflectif du saphir contenu dans la façade « avant » et « arrière » de la dalle tactile capacitive : le gradient d'indice est crée par une amorphisation dégressive plus ou 25 moins partielle entre la surface et la profondeur du saphir ou encore par un dopage d'espèce participant en fonction de sa concentration à un abaissement de l'indice ou encore à par combinaison des deux effets. D'autres particularités et avantages de la présente 30 invention apparaîtront dans la description ci-après 3027120 19 d'exemples de réalisation non limitatifs en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une dalle tactile capacitive constituée d'une façade « avant » 5 (10), de couches de détection capacitive (20) et d'un écran d'affichage (40) séparé de la dalle tactile capacitive par une tranche d'air (30). Les couches de détection tactile capacitive forment un ensemble compact (grille+résine isolante) et sont connexes à la face « avant » (sans aucune 10 tranche d'air pouvant les séparer). Les couches de détection tactile capacitive ont un indice de réfraction différent de la façade selon les cas : les couches de détection tactile capacitive ont un indice de réfraction proche de 1,8 (correspondant à celui de l'ITO et de sa 15 résine isolante), la façade avant à un indice proche de 1,51 si elle est faite en verre ou 1,76 si elle est faite en saphir. Les couches de détection tactile capacitive faites en métal hautement conducteur (conductivité supérieure ou égal à celle de l'aluminium), en nano-fils ou de 20 nanoparticules d'argent, ou encore en nanotube de carbone constituent un réseau à faible densité (volume comprenant 90% d'espace vide) isolée avec une résine isolante d'indice de réfraction supérieure ou égale à 1,6 de préférence comparable à celui de la résine utilisée pour les pistes ITO 25 (indice égale à 1,8) - la figure 2 est une illustration de l'abaissement de la transmission de lumière (TO) émise par l'écran d'affichage (40) et se dirigeant vers l'air ambiant (A). Les pertes par réflexion comprennent celles associées à : 3027120 20 - une première réflexion lumineuse (Ri) de la lumière émise (TO) sur le dioptre situé à l'interface de la tranche d'air (30) et des couches de détection tactile capacitives (20), 5 - une deuxième réflexion lumineuse (R2) de la lumière transmise (T1) entre les couches de détection tactile capacitive (20) et la façade avant (10) - une troisième réflexion lumineuse (R3) de la 10 lumière transmise (T2)entre la façade avant (10) et l'air ambiant (0). On associe à la réflexion et à la transmission de la lumière des coefficients de réflexion R et de transmission T dont les valeurs sont comprise entre 0 et 1 et calculables 15 d'après les formules ci-dessous. L'abaissement de la transmission de lumière émise par l'affichage correspond au cumul des réflexions qui ont eu lieu successivement au niveau des différents dioptres de la dalle tactile capacitive: 20 T = T0-(R1+R2+R3) ou La réfraction est d'autant plus forte que la différence d'indice de réfraction entre les deux milieux nl, n2 séparés par le dioptre est élevé. Les coefficients de réflexion et transmission peuvent être calculés à partir des 25 formules suivantes (connues sous le nom de formule de Fresnel): R = ((n1-n2)/(nl+n2))2 T = (2nlxn2 /(nl+n2))2 3027120 21 Avec R+T = 1 - la figure 3.a consigne dans un tableau les valeurs des coefficients de réflexion de la lumière lors de la traversée des différents dioptres constituant la dalle 5 tactile capacitive décrite dans la figure 1 lorsque la façade « avant » est en verre (d'indice de réfraction égal à 1,51) et les couches de détection capacitive comprennent des pistes électriques en ITO (d'indice de réfraction égale à 1,8) isolées par une résine d'indice de réfraction quasiment 10 comparable ou encore par un réseau de pistes électriques hautement conductrices (conductivité électrique supérieure ou égale à celle de l'aluminium pur) et de faible densité (volume comprenant au moins 90% d'espace vide) isolées par une résine d'indice de réfraction comparable à celui de la 15 résine utilisée pour l'ITO (indice de réfraction 1,8). La première colonne indique les dioptres D concernés par le calcul, la deuxième et troisième colonne (ni) et (n2) donnent les indices de réfraction ni et n2 des milieux séparés par le dioptre, la quatrième colonne (R) contient 20 les coefficients de réflexion exprimés en %, calculés par les formules de Fresnel. En face de la case contenant RT(%) la somme totale des coefficients de réflexions de la lumière traversant la dalle tactile capacitive soit une perte de 13% correspondant à une transmission de lumière de 87%. 25 - la figure 3.b consigne dans un tableau les valeurs des coefficients de réflexion de la lumière lors de la traversée des différents dioptres décrits dans la figure 1 lorsque la façade « avant » est en saphir (d'indice de réfraction égal à 1,76) et les couches de détection capacitive comprennent 30 des pistes électriques en ITO (d'indice de réfraction égale à 1,8) isolées et assemblées par une résine d'indice 3027120 22 quasiment identique ou encore par un réseau de pistes électriques hautement conductrices (conductivité supérieure ou égale à celle de l'aluminium pur) et de faible densité (volume comprenant au moins 90% de vide) isolées et 5 assemblées par une résine d'indice de réfraction quasiment comparable à celui utilisé pour l'ITO (indice de réfraction égal à 1,8). En face de la case contenant RT(%) la somme totale des coefficients de réflexions de la lumière traversant la dalle tactile capacitive soit une perte de 10 15,75% correspondant à une transmission de lumière de 84,25%. - la figure 4 reprend l'architecture de la dalle tactile capacitive décrite dans la figure 1 avec en ajout une façade arrière (25) qui peut être en verre ou en saphir. 15 - la figure 5.a consigne dans un tableau les valeurs des coefficients de réflexion de la lumière lors de la traversée des différents dioptres constituant la dalle tactile capacitive décrite dans la figure 4 lorsque la façade « avant » et « arrière » sont en verre (d'indice de 20 réfraction égal à 1,51) et les couches de détection capacitive comprennent des pistes électriques en ITO (d'indice de réfraction égale à 1,8) isolées par une résine d'indice quasiment identique ou encore par un réseau de pistes électrique hautement conductrices (conductivité 25 supérieure ou égale à celle de l'aluminium pur) et de faible densité (volume comprenant au moins 90% d'espace vide) isolés par une résine d'indice de réfraction comparable à celui de la résine utilisée pour l'ITO (indice de réfraction égal à 1,8). La première colonne indique les dioptres D 30 concernés par le calcul, la deuxième et troisième colonne (n1) et (n2) donnent les indices de réfraction n1 et n2 des 3027120 23 milieux séparés par le dioptre, la quatrième colonne (R) contient les coefficients de réflexion exprimés en %, calculés par les formules de Fresnel. En face de la case contenant RT(%) figure la somme totale des coefficients de 5 réflexions de la lumière traversant la dalle tactile capacitive. Cette somme correspond à une perte par réflexion égale à 9,79% complémentaire d'une transmission de lumière égale à 90,21%. La fig. 5.a consigne le cas le plus courant et le plus optimal, concernant une technologie « classique » 10 de dalle de tactile capacitive basée sur du verre. Nous nous servirons d'elle comme d'une référence standard du marché actuel, et permettra de mettre en lumière les gains obtenus pour les différents modes de réalisation de l'invention détaillés ci-dessous. 15 - la figure 5.b consigne dans un tableau les valeurs des coefficients de réflexion de la lumière lors de la traversée des différents dioptres décrits dans la figure 1 lorsque la façade « avant » et « arrière » sont en saphir (d'indice de réfraction égal à 1,76) et les couches de 20 détection tactile capacitive comprennent des pistes électriques en ITO (d'indice de réfraction égale à 1,8) isolés par une résine d'indice de réfraction quasiment identique ou encore par un réseau de pistes électriques hautement conductrices (conductivité supérieure ou égale à 25 celle de l'aluminium pur) et de faible densité (volume comprenant au moins 90% d'espace vide) isolés par une résine d'indice de réfraction comparable à celui de la résine utilisée pour l'ITO (indice de réfraction égal à 1,8). En face de la case contenant RT(%)figure la somme 30 totale des réflexions subies par la lumière traversant la dalle tactile capacitive soit une perte de 15,19% 3027120 24 correspondant à une transmission de lumière de 85,81%. On dépasse à peine le coefficient de transmission de l'architecture comprenant une seule façade avant en saphir décrite dans la figure 1. Cela est peu surprenant dans la 5 mesure où l'indice de réfraction du saphir, relativement proche de celui de l'ITO est encore bien supérieur à celui de la tranche d'air qui sépare l'écran d'affichage de la façade « arrière ». - la figure 6 représente un premier mode réalisation de 10 l'invention: la façade « avant » de la dalle tactile capacitive est en saphir et fait l'objet d'un traitement anti-réflectif (AR1) par bombardement ionique sur sa surface de contact. Ce traitement permet de réduire de 50%, voire de 80% la réflexion de la lumière à l'interface air (A)/surface 15 de contact (10) grâce à la création d'un gradient d'indice sous la surface de contact entre l'air et le coeur du saphir. Ce gradient se traduit dans la zone bombardée par un abaissement graduel de l'indice de réfraction du coeur du saphir (indice de réfraction égale à 1,76) vers l'extrême 20 surface (indice de réfraction égale à 1). - la figure 7.a et 7.b consignent dans un tableau les valeurs des coefficients de réflexion de la lumière lors de la traversée des différents dioptres décrits dans la figure 6 lorsque la façade « avant » (10) en saphir (d'indice de 25 réfraction égal à 1,76) est doté d'un traitement antireflet (AR1) qui a pour effet de réduire respectivement la réflexion de la lumière de 50% pour passer d'un coefficient de réflexion de 7,5% à 3,75% (et que l'on désignera par AR1(50%)) et de 80% pour passer d'un coefficient de 30 réflexion de 7,5% à 1,5% (et que l'on désignera par AR1(80%)) au niveau du dioptre (A)/(10), faisant l'hypothèse 3027120 25 que les couches de détection tactile capacitive comprennent des pistes électriques en ITO (d'indice de réfraction égale à 1,8) isolées par une résine d'indice de réfraction sensiblement comparable ou encore par un réseau de pistes 5 électriques hautement conductrices (conductivité supérieure ou égale à celle de l'aluminium) et de faible densité (volume comprenant au moins 90% d'espace vide) isolées par une résine d'indice de réfraction comparable à celui de la résine utilisée pour l'ITO (indice de réfraction égal à 10 1,8). En face de la case contenant RT(%), on trouve la somme totale des coefficients réflexions subies par la lumière traversant la dalle tactile capacitive. La perte RT(%) est égale à 11,92% correspondant à une transmission de lumière de 88,08% pour AR1 (50%) ; la perte RT(%) est égale à 9,68% 15 correspondant à une transmission de lumière de 90,32% pour AR1 (80%). On constate AR1 (50%) est équivalent à une couche d'indice de réfraction moyen égale à 1,48 pour obtenir une atténuation du coefficient de réflexion entre l'air et le saphir de 50% pour passer de 7,5% à 3,75%; On constate AR1 20 (80%) est équivalent à une couche d'indice de réfraction moyen égale à 1,28 pour obtenir une atténuation du coefficient de réflexion entre l'air et le saphir de 80% pour passer de 7,5% à 1,5%; dans le dernier cas l'indice de réfraction est proche de celui correspondant à la racine 25 carré du produit des indices de réfraction de l'air et du saphir, égal à (1x1,76)'12 = 1,32. Avec un AR (80%) ce mode de réalisation de l'invention présente des qualités optiques en transmission comparables à celles obtenues avec une dalle tactile capacitive « classique » utilisant des verres en 30 façade « avant » et « arrière » (transmission de 90,32% pour la première, 90,21% pour la seconde) avec comme avantage 3027120 26 incontestable l'inrayabilité de la surface de contact associée à une augmentation de la résistance mécanique aux chocs et aux contraintes de flexion. - la figure 8 représente un second mode réalisation de 5 l'invention: la façade « avant » (10) et la façade « arrière » (25) de la dalle tactile capacitive, toutes les deux en saphir, ont fait l'objet d'un traitement antiréflectif respectif et identique (AR1) et (AR2) par bombardement ionique, pour la première sur sa surface de 10 contact, pour la seconde sur la face donnant vers l'écran d'affichage. Ces traitements (AR1) et (AR2) permettent de réduire de 50%, voire de 80% la réflexion de la lumière à l'interface (air (A)/surface de contact (10)) pour la façade « avant » (10), (face donnant vers l'écran(25)/ air (30)) 15 pour la façade « arrière », grâce à la création d'un gradient d'indice qui abaisse graduellement l'indice de réfraction du saphir (égal à 1,76) vers celui de l'air (égal à 1). - la figure 9.a et 9.b consignent dans deux tableaux 20 respectifs les valeurs des coefficients de réflexion de la lumière lors de la traversée des différents dioptres décrits dans la figure 8, lorsque la façade « avant » (10) en saphir et la façade « arrière » (25) également en saphir sont dotées chacune d'un traitement antireflet (AR1) et (AR2) qui 25 ont pour effet de réduire la réflexion de la lumière respectivement de 50% pour passer d'un coefficient de réflexion de 7,5% à 3,75% (et que l'on désignera par AR1(50%)) pour la figure 9.a et de 80% pour passer d'un coefficient de réflexion de 7,5% à 1,5% (et que l'on 30 désignera par AR1(80%)) pour la figure 9.b, aux niveaux des dioptres air (A)/((10)+AR1) et ((25)+AR2)/(30), faisant 3027120 27 l'hypothèse que les couches de détection tactile capacitive comprennent des pistes électriques en ITO (d'indice de réfraction égale à 1,8) isolées par une résine d'indice de réfraction sensiblement comparable ou encore par un réseau 5 de pistes électriques hautement conductrices (conductivité supérieure ou égale à celle de l'aluminium pur) et de faible densité (volume comprenant un espace vide supérieur ou égal à à 90%) isolées par une résine d'indice de réfraction comparable à celui de la résine utilisée pour 10 l'ITO (indice de réfraction égal à 1,8). En face de la case contenant RT(%), on trouve la somme totale des réflexions subies par la lumière traversant la dalle tactile capacitive. La perte RT(%) est égale à 7,51% correspondant à une transmission de lumière de 92,49% pour AR1 (50%) et 15 AR2 (50%), la perte RT(%) est égale à 3,04% correspondant à une transmission de lumière de 96,96% pour AR1 (80%) et AR2 (80%). On constate que pour AR1 (50%) et AR2 (50%) (tableau fig. 9.a), la transmission qui est égale à 92,49%, dépasse la transmission égale à 90,21% des dalles tactiles 20 capacitives « classiques » utilisant des verres comme façades «avant », avec comme avantage incontestable l'inrayabilité de la surface de contact associée à une augmentation de sa résistance mécanique aux chocs et aux contraintes de flexion. Ces avantages optiques et mécaniques 25 sont considérablement renforcés pour AR1 (80%) et AR2 (80%) (tableau 9.b) pour lesquels la transmission est quasiment égale à 97% surpassant très largement la transmission égale à 90,21% des dalles tactiles capacitives « classiques » utilisant des verres comme façades « avant » et « arrière », supériorité, concernant l'inrayabilité de la surface de 30 avec en plus, là aussi, un avantage d'une incontestable 3027120 énergétique, on considère que pour consommation énergétique de l'écran 5 réduite approximativement de 15% transmission de la lumière de l'écran sa résistance point de vue AR1(50%), AR1(50%) la d'affichage peut être (augmentation de la d'affichage de 7,5% et 28 contact associée à une augmentation de mécanique aux chocs et en flexion. D'un réduction de la réflexion de la lumière ambiante de 7,5%) ; pour AR1(80%), AR1(80%), la consommation énergétique de l'écran d'affichage peut être réduite approximativement de 10 24% (augmentation de la transmission de la lumière de l'écran d'affichage de 12% et réduction de la réflexion de la lumière ambiante de 12%). L'autonomie de la batterie peut être ainsi augmentée significativement. - la figure 10 représente le profil de transmission 15 exprimé en % sur l'axe des ordonnées, d'un échantillon en saphir vierge en fonction de la longueur d'onde dans le domaine visible sous un angle de 0° (perpendiculaire à l'échantillon) exprimée sur l'axe des abscisses nm. On remarque que la transmission du saphir vierge est 20 relativement basse dans le domaine visible, comprise entre 83% (à 400 nm pour le bleu) et 84,5% (à 800 nm pour le rouge). - la figure 11, 12, 13 représentent les profils de transmission associés à 3 échantillons en saphir traités 25 coté recto/verso selon 3 doses différentes : 1,25 ; 1,375 et 1,5*1017 ions/cm2. Les profils de transmission sont exprimés en % en fonction de la longueur d'onde dans le domaine visible (comprise entre 400 et 800 nm). Le faisceau d'ions utilisé pour le traitement est constitué d'ions mono et 30 multichargés 0+, 022+, 033+, soumis à une tension 3027120 29 d'accélération égale 22,5 kV. L'intensité totale du faisceau est de 1,5 mA. Lors du traitement, les échantillons de saphir se déplacent par rapport au faisceau avec une vitesse de 5 déplacement à 40 mm/s et avec un pas d'avancement latéral à chaque aller/retour de 4 mm (10% du diamètre faisceau qui mesure 40 mm). Pour atteindre la dose nécessaire le traitement se fait en une ou plusieurs passes. Les inventeurs ont constaté que la transmission des 10 saphirs traités dans le domaine visible est fortement améliorée passant autour de la longueur d'onde de 560 nm, de 84,5% (saphir vierge) à 98,1% pour la dose 1,25*1017 ions/cm2, 97,70% pour la dose 1,375*1017 ions/cm2, 96,7% pour la dose 1,5*1017 ions/cm2. Le traitement par bombardement 15 ionique confère au saphir des propriétés hautement antireflectives. - la figure 14 représente l'effet du traitement antireflet pour un dose égale à 1,5*1017 ions/cm2 et une tension d'extraction de 25 KV, sur un échantillon en saphir 20 traité des deux cotés avec un faisceau d'ions 0+, 022+, 033 une intensité totale faisceau de 1,5 mA. Les inventeurs ont constaté que une pour dose identique et égale à 1,5*1017 ions/cm2, la transmission du saphir traité passe pour une longueur d'onde de 560 nm, 25 d'une transmission égale à 96,7% avec une tension d'extraction de 22,5 kV à une transmission égale à 96,2% avec une tension d'extraction égal à 25 KV. Cela met en évidence la sensibilité des épaisseurs traitées sur les propriétés d'anti-reflectivité : une réduction de 10% de 3027120 30 l'épaisseur traitée a un impact observable sur la transmission. Les inventeurs ont constaté également que le saphir présente sous un angle de vision approximativement égal à 5 45° des reflets de couleurs qui virent du jaune, à l'orange, puis au rouge lorsque la dose diminue respectivement de 1,5*1017 ions/cm2, à 1,375*1017 ions/cm2, puis 1,25*1017 ions/cm2 pour une même tension d'extraction de 22,5 KV. Ils ont également constaté également que pour une dose 1,5*1017 10 ions/cm2 en augmentant la tension d'extraction de 10%, passant de 22,5 kV à 25 kV, les reflets de couleur jaune sous un angle de 45° virent au bleu. Les inventeurs ont trouvé qu'il été possible de donner à un saphir une très haute transmission de plus 98% sous un 15 angle de vision de 0° (perpendiculaire) et donner avantageusement des reflets sous un angle de 45°. On pourrait par exemple personnaliser par des reflets de couleurs choisies la façade « avant » d'un téléphone portable ou d'une tablette. 20 - Les figures 15, 16, 17 représentent les profils de concentration d'oxygène implantés X (en ordonnées) en fonction de la profondeur exprimée an Angstroem (en abscisse), calculés pour 3 doses différentes 1,25, 1,375, 1,5*1017 ions oxygène/cm2. Ces profils de concentration ont 25 été simulés numériquement en considérant un faisceau d'ions mono et multichargés 0+, 02+ 03+ tension f soumis à une 0+/02+/03+ énergies d'accélération de 22,5 kV. La distribution des ions est estimée égale à 58%/31%/11% avec des respectives égales à 22,5 keV /45 keV/ 67,5 keV.

3027120 31 En ordonnée, on exprime par X la concentration atomique additionnelle en ions oxygène implantés qui s'ajoute à la composition chimique du saphir pur décrite par la formule A1203. Pour être précis, la composition chimique 5 du saphir dopé par implantation d'oxygène a une composition chimique décrite par la formule chimique A1203+x que l'on associe à une forme suboxydé de l'alumine (A1203). X est égale à 0 au-delà de la zone implantée et prend une valeur non nulle dans la zone implantée. Les inventeurs estiment 10 que la couche antireflet créée par implantation d'oxygène consiste en une forme suboxydée de l'alumine et a pour formule chimique A1203+x avec X compris entre 0,01 et 0,5 dans la zone implantée. Les inventeurs ont pu constater sur les figure 15, 16 15 et 17 que la concentration atomique X en ions oxygène implantés a une valeur maximale comprise entre 0,35 et 0,3, n'excédant pas 0,5 et présente une valeur non nulle et dégressive dans une épaisseur implantée égale à environs 80 nm. Il est très probable que la variation graduelle de X 20 soit en rapport avec l'apparition d'un gradient d'indice favorable à l'apparition de propriétés anti-réflectives constatées par les inventeurs. Les inventeurs estiment que la composition chimique et cristallographique du saphir implanté avec des ions oxygène doit évoluer continument dans 25 l'épaisseur implantée passant en extrême surface d'une formule chimique A1203,5 et sous une forme amorphe, à un formule chimique A1203 sous forme rhomboédrique (saphir) en extrême limite de la zone implantée. Les inventeurs ont pu constater expérimentalement 30 qu'une épaisseur implantée de 80 nm a une valeur sensiblement comparable à celle correspondant à un quart de 3027120 32 longueur d'onde « jaune » (560 nm) dans le saphir : en effet (560 nm/1,76x4) = 79,5 nm. L'épaisseur implantée correspond à la zone ou la concentration atomique en ions oxygène implantés est 5 supérieure ou égale à 1% (autrement dit X =0,01). On peut également la déduire en calculant le point d'intersection i entre la tangente (T) du flanc droit du profil de concentration et l'axe des abscisses. SUr les figures 15, 16, 17, figurent les points d'intersection respectifs il, 10 12, 13 situés sensiblement autour de 80 nm (800 Angstroems). La figure 18 représente le profil de concentration calculé pour une de 1,5*1017 ions/cm2 en considérant un faisceau d'ions mono et multichargés 0+, 02+, 03+, soumis à une tension d'accélération de 25 kV. La distribution des 15 ions 0+/02+/03+ est estimée égale à 58%/31%/11% avec des énergies respectives égales à 25 keV /50 keV/ 75 keV Le point d'intersection 14 est sensiblement situé autour de 85 nm. Cette épaisseur implantée laisse passer dans le domaine visible les longueurs d'onde les plus 20 grandes (transmission plus forte pour vert, jaune, rouge), et devient inopérante pour les longueurs d'onde les plus courtes (réflectivité plus forte pour le bleu, violet). Cela explique l'apparition des reflets bleus mentionnées dans la description associée à la figure 14.

25 Les inventeurs ont déduit de ces résultats expérimentaux, qu'il était possible pour une tension d'extraction de référence T exprimées en kV( kilovolts) et une dose de référence D exprimés en (nb ions/cm2) pour laquelle on obtient une haute transmission supérieure sous 30 un angle de 0° et des reflets jaunes sous un angle de 45°, 3027120 33 d'obtenir des reflets plus neutres (blanc) sous ce même angle de 45° (correspondant à un profil de transmission plat et constant entre la couleur bleu (400 nm) et rouge (800 nm)), en procédant à un traitement antireflet par 5 bombardement ionique selon deux tensions d'extraction différentes, l'une plus faible de 10% par rapport à la tension d'extraction de référence T et l'autre plus forte de 10% environs par rapport à la tension d'extraction de référence T, en associant à chacune des deux tensions 10 d'extraction des doses identiques et égales à la moitié de la dose totale de référence D. Par exemple, en reprenant conditions expérimentales associées aux figures 13 et 14 : pour une tension d'extraction de 22,5 KV et une dose 1,5*1017 ions/cm2 (figure 15 13) on obtient une transmission de 96,7% sous un angle de 0° et des reflets jaunes sous un angle de 45° ; pour une tension d'extraction de 25 KV (+10% par rapport à 22,5 kV) et une dose 1,5*1017 ions/cm2 (figure 14), on obtient une transmission de 96,2% et des reflets bleus sous un angles de 20 45°. En extrapolant ces résultats, on peut raisonnablement supposer que pour une tension d'extraction d'environ 20 KV et une dose 1,5*1017 ions/cm2, on obtiendrait une transmission sensiblement égale 96,2% sous un angle de 0° (10% par rapport à 22,5kV) et des reflets rouges sous un 25 angle de 45° s'expliquant par le fait que l'épaisseur traitée étant plus faible, elle favorise la transmission du bleu au détriment du rouge. Pour obtenir un profil de transmission plat et constant compris entre 96 et 97%, située entre le bleu (400 nm) et le rouge (800 nm), les 30 inventeurs préconisent le traitement par bombardement ionique suivant réalisé en deux étapes: 3027120 34 - Un premier traitement par bombardement ionique avec une tension d'extraction d'environs 10% inférieure à la tension d'extraction de référence (permettant d'obtenir des reflets jaunes sous 45°) 5 et une dose correspondant à la moitié de la dose de référence (mise en oeuvre pour obtenir ces mêmes reflets jaunes sous un angle de 45°), autrement dit une tension égale approximativement égale à 20 KV et une dose égale à 0,75*1017 ions/cm2 10 - Un deuxième traitement par bombardement ionique avec une tension d'extraction d'environs 10% supérieure à la tension d'extraction de référence (permettant d'obtenir des reflets jaunes sous 45°) et une dose correspondant à la moitié de la dose 15 de référence (mise en oeuvre pour obtenir ces mêmes reflets jaunes sous un angle de 45°), autrement dit une tension égale approximativement égale à 25 KV et une dose égale à 0,75*1017 ions/cm2 Le taux de réduction et d'augmentation de la tension 20 d'extraction par rapport à la tension d'extraction de référence est généralement compris entre 5 et 20%, par exemple égal à 10% comme dans le cas présent. Ce traitement en deux étapes permet de créer avantageusement un profil de transmission plat et constant 25 entre le bleu (400 nm) et le rouge (800 nm) en conservant la sensiblement la haute transmission constatée pour la couleur jaune (560 nm). - La figure 19.a représente une vue de dessus d'une dalle tactile capacitive de grande taille (70) constituée 3027120 d'un assemblage de dalles tactiles capacitive élémentaires A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L disposées cotes à cotes. - La figure 19.b décrit la double réflexion (2) d'un rayon de lumière incliné (1) sur les faces latérales et 5 adjacentes des façades « avant » (10) et (11) séparées par une très fine couche d'air (non représentée) et appartenant respectivement aux dalles tactiles capacitives élémentaires (F) et (G). Le rayon de lumière transmis (3) est réfléchi à son tour par la couche de détection tactile (20) de la dalle 10 de tactile capacitive élémentaire (F) sous la forme d'un rayon de lumière (4). Ces réflexions successives créent des bordures visuelles apparentes entre chaque dalle capacitive élémentaire et constituent une limitation visuelle rédhibitoire.

15 Réciproquement la lumière provenant des écrans d'affichages (40) et (41) des dalles tactiles capacitives élémentaires (F) et (G) subissent les mêmes pertes par réflexions et donnent la même impression de bordures entre dalles tactiles capacitives élémentaires. La lumière émise 20 par les écrans d'affichage (40) et (41) des dalles tactiles capacitives élémentaires (F) et (G) traverse la couche d'air (30), les couches de détection tactile capacitive (20), (21) les façades « avant » (10), (11) avec au passage de chaque dioptre des pertes par réflexion qui s'additionnent. 25 - La figure 20 décrit les traitements antireflets AR1, AR2 respectivement appliqués sur les faces recto (R) et verso (V) de la façade « avant » (10) et de la façade « arrière » (25) ainsi que sur les faces latérales (L) des mêmes façades appartenant à une dalle capacitive élémentaire 30 (80) de l'invention. Grace au traitement antireflet ainsi appliqué la lumière émise par l'écran d'affichage (40) peut 3027120 36 traverser la couche d'air (30), la couche de détection tactile capacitive (20), les faces (R), (V) ou (L) des façades « avant » (10) et « arrière » (25) avec un taux de réflexion extrêmement réduit donnant une impression visuelle 5 de continuité à l'assemblage de dalles tactiles capacitives élémentaires. Les inventeurs préconisent un traitement antireflet par bombardement ionique identique pour les faces (R), (V) et (L) des façades « avant » (10) et « arrière » (25) des dalles tactiles capacitives élémentaires.

10 Le choix des ions d'un gaz mono et multichargés et des conditions de bombardement de ces ions d'un gaz mono et multichargés selon l'invention permet d'obtenir avantageusement une diminution de l'indice de réfraction du matériau en saphir se traduisant par une réduction du 15 coefficient de réflexion et une augmentation du coefficient de transmission. Ces propriétés sont très importantes pour améliorer significativement la transmission d'une dalle tactile capacitive. Les inventeurs ont pu constater que les plages choisies 20 selon l'invention de tension d'accélération et de dose d'ions d'un gaz mono et multichargés par unité de surface permettent de sélectionner des conditions expérimentales où la réduction des reflets (donc du coefficient de réflexion), est possible grâce à un bombardement ionique d'ions d'un gaz 25 mono et multichargés. En outre, ils ont pu constater que l'invention permet d'augmenter la ténacité superficielle du saphir traité en observant l'empreinte laissée par un diamant à une charge donnée sur un saphir de référence et un saphir traité.

30 L'empreinte laissée sur le saphir traité a une forme de losange aux contours partiellement dessinés tandis que 3027120 37 l'empreinte laissée sur le saphir de référence présente par sur l'intégralité du pourtour des éclats qui diffractent la lumière. Après traitement le saphir a une meilleure ténacité superficielle, autrement dit une meilleure résistance à la 5 rayure. Le choix de la dose d'ions d'un gaz mono et multichargés par unité de surface dans la plage de dose selon l'invention peut résulter d'une étape préalable d'étalonnage où on bombarde avec un des ions d'un gaz mono 10 et multichargés, par exemple parmi He, Ne, Ar, Kr, Xe, N2r 02, un échantillon constitué du matériau en saphir envisagé. Le bombardement de ce matériau en saphir peut s'effectuer dans différentes zones du matériau avec une pluralité de doses d'ions d'un gaz mono et multichargés, dans la plage 15 selon l'invention. On observe ensuite les zones traitées de manière à choisir une dose adéquate en fonction de l'observation plus ou moins importante des reflets sur la surface traitée sous un angle 0° (perpendiculaire à la surface).

20 L'observation des zones traitées ainsi peut s'effectuer par des techniques d'observation simples, telles qu'une observation à l'oeil nu sous un angle d'incidence de 0°ou 10° respectivement de l'observateur lui-même ou encore d'une image réfléchie (par exemple d'un mur proche de 25 l'échantillon ) ou de techniques expérimentales courantes en laboratoire permettant de mesurer quantitativement le profil de transmission associée à chaque longueur d'onde du spectre visible comprise entre 400 et 800 nm( voir résultats fig.9) Sans vouloir être lié par une quelconque théorie 30 scientifique, on peut penser que ce phénomène de réduction de l'indice de réfraction de l'épaisseur implantée peut 3027120 38 s'expliquer par la création et l'agglomération de lacunes, voire la formation de nanocavités remplies de gaz dont l'indice de réfraction est très proche de 1. En effet ces ions d'un gaz mono et multichargés sont dissous dans le 5 saphir en deçà d'un certain seuil de concentration atomique (que l'on estime en deçà de 1%). Dès que ce seuil de concentration est dépassé, des nanocavités remplies de gaz se forment, contribuant à l'abaissement de l'indice de la couche implantée. Il est également possible que le 10 bombardement ionique détruise l'ordre cristallographique régulier du saphir (amorphisation), réduisent la permittivité diélectrique de la couche implantée qui est en rapport avec l'indice de réfraction. On peut également imaginer dans le cas de l'oxygène que le dopage en oxygène 15 favorise la formation de sub-oxydes dont la formule chimiques est relativement proche de celle de l'alumine ( A1203), que l'on écrit sous la forme A1203-Fx avec x compris entre 0 et 0,5 dont la variabilité en composition chimique et/ou cristallographique permet de constituer un gradient 20 d'indice très efficace comparativement aux autres types d'ions, pour atténuer fortement la réflexion de la lumière. Selon un mode de réalisation de l'invention la dalle capacitive comprend une façade « avant » dont la surface de contact est traitée antireflet par bombardement ionique 25 avec des ions des atomes de la liste constituée de l'hélium (He), l'azote (N), oxygène (0), néon(Ne), l'argon (Ar), le krypton (Kr), le xénon (Xe) et une couche de détection tactile capacitive Selon un mode de réalisation de l'invention la couche 30 de détection tactile capacitive comprend des grilles de pistes électriques en ITO(Indium, Tin, Oxide) et une résine 3027120 39 qui permet de les isoler et de les assembler, dont l'indice de réfraction est supérieur ou égale à 1,6, de préférence le plus proche possible de celui de l'ITO, à savoir un indice égale à 1,8, de manière à ne constituer qu'une seule couche 5 de même indice et réduire ainsi au minimum la réflexion de la lumière provenant de l'écran d'affichage, traversant les pistes électriques, la résine et la façade «avant» en saphir. Selon un autre mode de réalisation de l'invention la 10 couche de détection tactile capacitive comprend des pistes électriques en métal hautement conducteur de conductivité électrique supérieure ou égale à celle de l'aluminium pur, en nanofils d'argent, en nanoparticules d'argent, en nanotube de carbone sous la forme d'un réseau de faible 15 densité (volume comprenant au moins 90% d'espace vide ), isolées et assemblées par une résine dont l'indice de réfraction est supérieur ou égale à 1,6, de préférence le plus proche possible de celui du saphir (indice de réfraction égal à 1,76), de manière à ne constituer, autant 20 que possible, qu'une seule et même couche de même indice réfraction (égal à 1,76) et de réduire ainsi au minimum la réflexion de la lumière provenant de l'écran d'affichage, et traversant l'épaisseur connexe (sans couche d'air) comprenant les pistes électriques, la résine et la façade 25 « avant » en saphir. Selon un autre mode réalisation de l'invention, une façade «arrière» traitée antireflet est ajoutée de façon connexe (sans couche d'air) à la couche de détection tactile capacitive. Cette « façade arrière » est traitée antireflet 30 du coté de l'écran d'affichage d'une manière identique à celle mise en oeuvre sur la surface de contact de la façade 3027120 « avant ». La façade « arrière » traitée antireflet permet de réduire considérablement la réflexion de la lumière entre la façade « arrière » et la couche d'air (qui sépare la façade « arrière » de l'écran d'affichage). La transmission 5 de la lumière est ainsi hautement renforcée. La façade « avant », la couche de détection tactile et la façade « arrière » constitue un ensemble connexe (sans couche d'air), séparés de l'écran d'affichage par une couche d'air. On doit en effet pouvoir remplacer une dalle tactile 10 capacitive qui ne fonctionne plus par une nouvelle dalle tactile capacitive sans jeter l'écran d'affichage. Selon différents modes de réalisation de l'invention concernant le traitement antireflet du matériau en saphir, qui peuvent être combinés : 15 - la dose d'ions d'un gaz mono et multichargés par unité de surface est supérieure ou égale à 1016 ions/cm2 et inférieur ou égal à 1018 ions/cm2; - la tension d'accélération des ions d'un gaz mono et multichargés est comprise entre 10 kV et 100 kV ; 20 - la tension d'accélération est choisie pour obtenir une épaisseur implantée égale à p* 80 nm où p est un nombre entier ; - le matériau en saphir est mobile par rapport au faisceau d'ions d'un gaz mono et multichargés à une vitesse, 25 VD, comprise entre 0,1 mm/s et 1000 mm/s ; selon un mode de réalisation, une même zone du matériau en saphir est déplacée sous le faisceau d'ions d'un gaz mono et multichargés selon une pluralité, N, de passages à la vitesse VD.

3027120 41 Selon un mode de réalisation de l'invention concernant le traitement antireflet, les ions d'un gaz mono et multichargés sont produits par une source à résonance cyclotronique électronique (RCE) qui a l'avantage d'être 5 compacte et économe en énergie. La présente invention vise également toute dalle tactile comprenant au moins un matériau en saphir avec un ion implanté, selon l'un quelconque des modes de réalisation du traitement antireflet décrit ci-dessus, où la réflexion 10 d'une onde incidente dans le domaine visible est réduite au moins de moitié. Pour l'implantation avec des ions oxygène, l'invention vise un traitement antireflet pour un matériau en saphir consistant à créer dans une épaisseur implantée, une forme 15 sub-oxydée de l'alumine ayant pour formule chimique A1203+x avec X compris entre 0,01 et 0,5 dans l'épaisseur implantée. X= 0,01 à la profondeur limite de l'épaisseur implantée. X ne dépasse pas 0,5 en extrême surface, sa moyenne valeur se situant plutôt aux alentours de 0,3. X a une valeur nulle 20 au-delà de l'épaisseur implantée. Les inventeurs ont rassemblés dans le tableau comparatif ci-dessous (Tab.1) les valeurs de transmission obtenues pour des dalles en verre et/ou en saphir, des dalles conçues selon l'invention avec des matériaux en 25 saphir traités (SaphirH+) pour avoir une réflectivité réduite de 80% pour une longueur d'onde 560 nm (couleur jaune).

3027120 42 Architecture Dalle Transmission(%) Réflexion(%) SaphirH+/ITO/SaphirH+/Air/Ecran 97% 3,00% Verre/ITO/Verre/Ecran 95,88 4,12% SaphirH+/ITO/Air/Ecran 90,32% 9,68% Verre/ITO/Verre/Vide/Ecran 90,21% 9,79% Verre/ITO/Vide/Ecran 86,95 13,05% Saphir/ITO/Saphir/Vide/Ecran 84,81 15,19% Saphir/ITO/Vide/Ecran 84,25% 15,75% Tab.

1 On peut constater grâce au tableau comparatif tab 1. que au les dalles tactiles capacitives de la présente 5 invention ont une transmission de lumière supérieure ou égale à 90% à 560 nm pour un traitement simple (SaphirH+/ITO/Air/Ecran) voire égale à 97% à 560 nm (Saphirli+/ITO/Saphiel+LAir/Ecran) pour un traitement double et ont comme avantage considérable d'être inrayable, 10 résistante aux chocs, et aux contraintes de flexion, autrement dit d'être capable de conserver cette qualité de haute transmission sur une longue durée. La technologie Verre/ITO/Verre/Ecran consiste à supprimer la couche d'air entre la façade arrière en verre et l'écran d'affichage en 15 collant l'écran d'affichage au verre. Cette technologie permet dans le meilleur des cas d'atteindre 95% mais présente comme inconvénient de présenter une surface de contact en verre rayable, de ne pas permettre en cas de fissuration le remplacement de la dalle tactile seule 20 (l'écran d'affichage solidaire de la dalle tactile est 3027120 43 remplacé en même temps) enfin elle ne dépasse pas la haute transmission obtenue par l'invention (supérieur ou égale Enfin pour pouvoir dépasser les limitations en taille des dalles capacitives, les inventeurs préconisent dans 5 l'invention l'assemblage de dalles tactiles capacitives élémentaires comprenant des matériaux en saphir traités antireflet par bombardement ionique, non seulement sur les faces recto ou verso mais aussi sur les faces latérales. Une fois assemblées les faces latérales des matériaux en saphir 10 deviennent transparentes à l'oeil nu donnant ainsi l'impression d'une seule est unique dalle capacitive de grande taille. Les traitements antireflets par bombardement ionique sont mise en oeuvre dans des conditions identiques pour les faces recto ou verso et les faces latérales.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Dalle tactile capacitive haute transmission dans le domaine visible et inrayable caractérisée en ce qu'elle comprend: a) une façade « avant » en matériau saphir (10) d'épaisseur inférieure ou égale à 1 mm par exemple égale à 400 pm, traitée antireflet (AR1) dans le domaine visible, par exemple égale à 330 pm, du coté de la surface de contact (face recto), par bombardement ionique grâce à un faisceau d'ions où les ions sont choisis parmi les ions des atomes de la liste constituée de l'hélium (He), l'azote (N), oxygène (0), néon(Ne), l'argon (Ar), le krypton (Kr), le xénon (Xe) ; b) une couche de détection tactile capacitive (20) comprenant des pistes électriques, de la résine isolante;
2. 2. Dalle tactile capacitive selon la revendication précédente caractérisée en ce que les pistes électriques de la couche de détection tactile capacitive sont en matériau ITO (Indium Tin Oxyde).
3. 3. Dalle tactile capacitive selon la revendication 1 caractérisée en ce que les pistes électriques de la couche de détection tactile capacitive constituent un réseau dont le volume comprend au moins 90% d'espace vide et sont faites en métal ayant une conductivité électrique supérieure ou 3027120 45 égale à celle de l'aluminium pur, en nano-fils d'argent, en nanoparticules d'argent ou en nanotubes de carbone.
4. 4. Dalle tactile capacitive selon l'une quelconque des revendications précédente caractérisée en ce que les pistes 5 électriques de la couche de détection tactile capacitive sont assemblés avec une résine isolante dont l'indice de réfraction dans le domaine visible est supérieure ou égal à 1,6, par exemple égale à 1,8.
5. 5. Dalle tactile capacitive selon la revendication 1 10 caractérisée en ce qu'elle comprend une façade « arrière » en matériau saphir (25) d'épaisseur inférieure ou égale à 400 pm, par exemple égale à 100 pm, traitée antireflet (AR2) du coté de l'écran d'affichage (face verso) grâce à un bombardement ionique identique à celui mis en oeuvre pour 15 traiter antireflet (AR1) la surface de contact de la façade « avant » (10).
6. 6. Dalle tactile capacitive selon l'une quelconque des revendications 1 et 5 caractérisée en ce que la façade « avant » (10), la couche de détection tactile capacitive 20 (20) et la façade « arrière » (25) sont connexes et séparées de l'écran d'affichage (40) par une couche d'air (30).
7. 7. Dalle tactile capacitive selon l'une quelconque des revendications 1 et 5 caractérisée en ce que le traitement 25 antireflet dans le domaine visible d'un matériau en saphir consiste en un bombardement par faisceau d'ions d'un gaz mono et multichargés où : - on choisit la dose d'ions d'un gaz mono et multichargés implantés par unité de surface dans une plage 30 comprise entre 1016 ions/cm2 et 1018 ions/cm2 de manière à 3027120 46 obtenir une concentration atomique en ions d'un gaz mono et multichargés telle que l'indice de réfraction n de la couche implantée est approximativement égale à (nl*n2)1/2 ou n1 est l'indice de l'air et n2 l'indice du saphir; 5 - on choisit la tension d'accélération dans une plage comprise entre 10kV et 100 kV de manière à obtenir une épaisseur implantée (e) égal à p*À/4*n ou e est l'épaisseur implantée correspondant à une zone d'implantation ou la concentration atomique en ions d'un gaz mono et multichargés 10 implantés est supérieure ou égale à 1%, où p un nombre entier, À la longueur d'onde incidente et n l'indice de la couche implantée.
8. 8. Dalle tactile capacitive selon la revendication 7 caractérisée en ce que l'épaisseur implantée (e) est égale à 15 p* 80 nm où p est un nombre entier.
9. 9. Dalle tactile capacitive selon l'une quelconque des revendications 7 à 8 caractérisée en ce que le faisceau d'ions d'un gaz mono et multichargés est produit par une source à résonance cyclotronique électronique (RCE). 20
10. 10. Dalle tactile capacitive selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce qu'un matériau en saphir est traité antireflet en se déplaçant par rapport au faisceau d'ions d'un gaz mono et multichargés à une vitesse, VD, comprise entre 0,1 mm/s et 1000 mm/s. 25
11. 11. Dalle tactile capacitive selon l'une quelconque des revendications 7 à 10 caractérisée en ce qu'une même zone du matériau en saphir est traitée antireflet en se déplaçant sous le faisceau d'ions d'un gaz mono et ou multichargés selon une pluralité, N, de passages à la vitesse VD. 3027120 47
12. 12. Dalle tactile capacitive selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant au moins un matériau en saphir traité antireflet avec un ion implanté caractérisé en ce que la réflexion d'une onde incidente dans le domaine 5 visible soit réduite au moins de moitié.
13. 13. Dalle tactile capacitive selon l'une quelconque des revendication précédente comprenant au moins un matériau en saphir traité antireflet caractérisée en ce que l'épaisseur implantée (e) a pour formule chimique A1203+x avec X compris 10 entre 0,01 et 0,5 dans l'épaisseur implantée.
14. 14. Dalle tactile capacitive selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la transmission de lumière est supérieure ou égale à 90% pour une longueur d'onde de 560 nm, par exemple égale à 97%. 15
15. 15. Dalle tactile capacitive de grande taille (70) constituée d'un assemblage de dalles tactiles capacitives élémentaires (80) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la façade « avant » (10) et/ou la façade « arrière » (25) en matériau saphir de 20 chaque dalle tactile élémentaire (80), sont traitées antireflet par bombardement ionique sur leurs faces latérales (L) dans des conditions identiques à celles mises en oeuvre pour traiter antireflet leurs faces recto (R) et/ou verso (V). 25