FR3027422A1 - Procede de fabrication d'un capteur tactile capacitif - Google Patents

Abstract

Le procédé comprend les étapes suivantes : - réaliser au moins une électrode (18) de détection en un matériau électriquement conducteur sur une face (14B) d'un substrat isolant électriquement (14) de sorte que le capteur (16) présente une surface tactile (S), - relier l'électrode (18) à un circuit (20) de détection de la capacitance de l'électrode (18). Plus particulièrement, pour former l'électrode (18), on applique sur le substrat (14) une pellicule (22) d'un revêtement métallique adhérant à un film servant de support à la pellicule (22) non permanent et détachable et l'on transfère à partir du film un premier motif prédéfini de pellicule (22) par pression contre le substrat (14) d'une matrice portant une empreinte délimitant le motif.

Description

Procédé de fabrication d'un capteur tactile capacitif.

La présente invention concerne le domaine technique des interfaces homme-machine et elle vise plus précisément le domaine technique de la fabrication de capteurs tactiles capacitifs. Les capteurs capacitifs ou capteurs tactiles permettent de détecter si une personne touche ou effleure un objet au sens général. De tels capteurs comportent une ou plusieurs électrodes reliées à un circuit de détection de la capacitance de la ou des électrodes. Lorsqu'une personne touche ou effleure l'électrode, la capacitance de l'électrode change et se trouve détectée par le circuit de détection qui est apte à délivrer un signal de sortie transmis à tout dispositif électrique ou électronique dans le domaine de la commande ou de l'affichage par exemple. En effet, l'approche d'un doigt perturbe le champ électrique : une certaine quantité de charges est transférée vers le doigt et cette variation est détectée par le circuit de détection. Généralement, l'électrode du capteur capacitif est formée par une couche électriquement conductrice déposée directement sur le substrat isolant. Le substrat est par exemple réalisé en verre ou en polyester. Afin de dissimuler l'électrode, pour des raisons esthétiques, il est connu de réaliser l'électrode avec une couche électriquement conductrice en un matériau électriquement conducteur transparent, ledit matériau pouvant être par exemple constitué par de l'ITO (oxyde d'indium-étain), des polymères conducteurs, des nanotubes de carbone, ou tout autre matériau conducteur transparent. Un tel procédé de fabrication se révèle être particulièrement coûteux et complexe à mettre en oeuvre.

L'invention a notamment pour but de proposer un procédé de réalisation d'un capteur capacitif à faible coût tout en étant très esthétique. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un capteur tactile capacitif comprenant les étapes suivantes : réaliser au moins une électrode de détection en un matériau électriquement conducteur sur une face d'un substrat isolant électriquement de sorte que le capteur présente une surface tactile, relier l'électrode à un circuit de détection de la capacitance de l'électrode, caractérisé en ce que, pour former l'électrode, on applique sur le substrat une pellicule d'un revêtement métallique, dite pellicule d'électrode, adhérant à un film servant de support à la pellicule non permanent et détachable et l'on transfère à partir du film un premier motif prédéfini de pellicule par pression contre le substrat d'une matrice portant une empreinte délimitant le motif.

La dorure à chaud est un procédé bien connu pour réaliser des motifs imprimés sur différents supports tels que notamment du papier, des reliures, du bois, du carton et plus généralement de tout matériau de recouvrement susceptible d'être utilisé pour réaliser des couvertures ou des reliures illustrées d'ouvrages divers. Il est également connu d'utiliser l'impression de dorures à chaud pour la sécurité des billets de banque. L'invention entend tirer profit de cette technique pour fabriquer des électrodes de capteur capacitif qui tout en étant fonctionnelles sont particulièrement esthétiques. La simplicité de fabrication de l'électrode facilite la mise en oeuvre du procédé.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, sur l'autre face du substrat, on transfère un deuxième motif d'une pellicule de revêtement, dite pellicule de masquage, réalisée dans un matériau métallique ou non métallique, en vis-à-vis du premier motif de la pellicule d'électrode de manière à ce que le deuxième motif couvre au moins partiellement la surface du premier motif au travers du substrat. Ceci permet d'améliorer encore significativement l'esthétisme du capteur capacitif. Par ailleurs, le deuxième motif peut avoir une forme relativement variée, non imposée par la définition d'une surface tactile. De préférence, le deuxième motif couvre entièrement la surface du premier motif au travers du substrat. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les deux pellicules de revêtement sont transférées au moyen de la même matrice de manière à ce que les motifs des pellicules de revêtement soient sensiblement identiques et viennent sensiblement en coïncidence l'un de l'autre au travers du substrat.

Ceci fournit un moyen de repérage très décoratif de la surface tactile.

Un procédé selon l'invention peut comporter l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes : la pellicule de revêtement du premier motif est réalisée dans un matériau choisi parmi de l'or, de l'argent, de l'aluminium et une combinaison de l'un des matériaux ; on relie l'électrode au circuit au moyen d'un élément métallique venant faire jonction par contact entre l'électrode et le circuit de détection. L'invention a encore pour objet un dispositif électrique comprenant un boîtier muni d'une fenêtre d'émission d'un flux lumineux et une source de génération d'un flux lumineux à travers la fenêtre pour éclairer la zone, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur tactile capacitif fabriqué selon le procédé de l'invention pour activer/désactiver la source de génération du flux lumineux, la fenêtre d'émission formant le substrat isolant électriquement.

Un dispositif selon l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : la pellicule d'électrode étant positionnée sur une face intérieure de la fenêtre en contact électrique avec le circuit de détection, le dispositif comprend une autre pellicule de revêtement, dite pellicule de masquage, sans contact électrique avec le circuit et positionnée sur une face extérieure de la fenêtre, les deux pellicules de revêtement délimitant des motifs qui coïncident sensiblement ; - la fenêtre d'émission est réalisée dans un matériau translucide au flux lumineux généré par la source de lumière ; la fenêtre d'émission est réalisée en matière plastique ou en verre ; le boîtier est propre à être saisi par un utilisateur et a une forme générale parallélépipédique, la fenêtre s'étendant sur une des faces du boîtier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente un dispositif de photothérapie selon l'invention, les figures 2A et 2B représentent respectivement des premières faces et deuxièmes faces d'une fenêtre d'émission de lumière du dispositif de la figure 1, la figure 3 représente une vue en coupe du dispositif de la figure 1 selon la ligne 3-3 de la figure 1 ; la figure 4 représente un exemple d'utilisation du dispositif de la figure 1. On a représenté sur la figure 1 un dispositif de traitement par photothérapie selon l'invention. Ce dispositif est désigné par la référence générale 10. Ce dispositif 10 comprend un boîtier 12 muni d'une fenêtre 14 d'émission de la lumière et une source de génération de la lumière (non représentée sur la figure 1). Dans l'exemple décrit, le boîtier 12 est propre à être saisi par un utilisateur et a une forme générale parallélépipédique, la fenêtre 14 s'étendant sur une des faces du boîtier 12. Ainsi, dans cet exemple, la fenêtre 14 forme un couvercle du boîtier 12. Par exemple, la fenêtre d'émission 14 est réalisée dans un matériau translucide au flux lumineux généré par la source de lumière. La fenêtre 14 forme de préférence un substrat isolant électriquement. La fenêtre 14 est par exemple réalisée dans un matériau tel qu'une matière plastique ou encore du verre. Le dispositif 10 comprend également un capteur tactile capacitif 16 pour activer/désactiver la source de génération de la lumière. Le capteur 16 comprend une électrode 18 de détection et un circuit 20 de détection de la capacitance de l'électrode. Le capteur 16 est représenté en détail sur la figure 3. La figure 3 est une vue en coupe de la figure 1 selon la ligne de coupe 3-3. Le capteur tactile capacitif 16 est dans l'exemple décrit raccordé à un interrupteur d'activation/désactivation de la source lumineuse du dispositif 10.

Conformément à l'invention, l'électrode de détection 18 est réalisée en un matériau électriquement conducteur. L'électrode 18 est disposée sur une face d'un substrat isolant électriquement de sorte que le capteur 16 présente une surface tactile S.

Dans la présente description, le substrat isolant sur lequel s'étend l'électrode est la fenêtre d'émission. De préférence, l'électrode 18 s'étend sur une face intérieure 14B de la fenêtre 14. Plus précisément, l'électrode 18 est formée par une pellicule de revêtement 22, dite par la suite pellicule d'électrode, positionnée sur une face intérieure 14B de la fenêtre 14 en contact électrique avec le circuit de détection 20. La pellicule d'électrode 22 délimite un premier motif prédéfini. Le premier motif délimite par exemple un cadre de forme générale rectangulaire. La surface tactile S s'étend ainsi en périphérie de la fenêtre d'émission 14.

La pellicule d'électrode 22 est réalisée par exemple dans un matériau choisi parmi de l'or, de l'argent, de l'aluminium et une combinaison de l'un des matériaux. On voit notamment sur la figure 3 que l'électrode 18 est reliée au circuit 20 au moyen d'un connecteur électrique 24 venant faire jonction par contact électrique entre l'électrode 18 et le circuit de détection 20. Comme cela est illustré sur la figure 3, le circuit de détection 20 de la capacitance est réalisé sur un support 21 de type PCB (acronyme anglais pour « Printed Circuit Board ») logé à l'intérieur du boîtier 12. De préférence, le dispositif 10 comprend une autre pellicule de revêtement 26 sans contact électrique avec le circuit 20 et positionnée sur une face extérieure 14A de la fenêtre 14. De préférence, l'autre pellicule 26 est transférée sur le substrat 14 selon un deuxième motif prédéfini. Cette autre pellicule est désignée par la suite pellicule de masquage 26. De préférence, le deuxième motif formé par cette pellicule 26 couvre entièrement la surface du premier motif au travers du substrat 14. Ainsi, cette autre pellicule 26 a pour fonction de masquer la pellicule 22 déposée sur l'autre face du substrat 14 et d'améliorer ainsi l'aspect esthétique du dispositif 10. Cette pellicule de masquage 26 à la différence de la pellicule d'électrode peut être réalisée dans un matériau métallique ou non.

De préférence, les deux pellicules de revêtement 22 et 26 délimitent des motifs qui coïncident sensiblement au travers du substrat 14. On a représenté sur les figures 2A et 2B, une face externe 14A et une face interne 14B de la fenêtre 14. On voit notamment le premier motif formé par la pellicule d'électrode 22 et le deuxième motif formé par la pellicule de masquage 26. Dans cet exemple, les deux motifs sont identiques et ont une forme générale de cadre rectangulaire. On va maintenant décrire les principales étapes du procédé de fabrication du capteur capacitif selon l'invention.

Initialement, on réalise au moins une électrode 18 de détection en un matériau électriquement conducteur sur une face du substrat isolant électriquement, dans le cas présent la fenêtre 14, de sorte que le capteur 16 présente une surface tactile S. Pour former l'électrode 18, on applique sur le substrat 14 une pellicule de revêtement métallique 22, cette pellicule adhérant à un film servant de support à la pellicule, non permanent et détachable. Ce film est désigné couramment par film de transfert. Puis on détache du film un premier motif prédéfini de pellicule par pression contre le substrat d'une matrice portant une empreinte délimitant le motif. A cet effet, on utilise une matrice qui porte sur sa face inférieure le premier motif sous la forme d'une empreinte sur un support, ici le substrat isolant 14. Pour cela, on presse contre le substrat, de préférence à chaud (par exemple à des températures supérieures à 50°C) un film de transfert dont certaines parties, correspondant au relief de l'empreinte de la matrice se détachent et restent accrochées au substrat 14. Lorsque la matrice est pressée sur le film, déjà en contact avec le substrat, la partie comprimée du film s'accrochent sur le substrat 14. Puis, on soulève la matrice et seule la partie de pellicule comprimée adhère au substrat 14 alors que la partie non comprimée de pellicule reste sur le film. De préférence, sur l'autre face 14A du substrat 14, on transfère un deuxième motif d'une pellicule de revêtement métallique ou non métallique en vis-à-vis du premier motif de manière à ce que le deuxième motif couvre entièrement le premier motif au travers du substrat.

De façon avantageuse, les deux pellicules de revêtement sont transférées au moyen de la même matrice de manière à ce que les motifs des pellicules de revêtement soient sensiblement identiques et viennent sensiblement en coïncidence l'un de l'autre au travers du substrat. Ceci permet de réaliser une surface tactile aisément identifiable et esthétique. Le deuxième motif prédéfini disposé sur la face externe 14A du substrat 14 forme un moyen de repérage esthétique de la surface tactile. Comme ce deuxième motif prédéfini ne requiert aucune caractéristique de conductivité électrique, il peut avantageusement être réalisé à partir d'une pellicule de revêtement dans un matériau non nécessairement électriquement conducteur. On a illustré sur la figure 4 un exemple d'application de l'invention. Sur la figure 4, l'utilisateur met le dispositif de photothérapie contre une zone de son corps. Comme la fenêtre d'émission 14 est en contact avec le corps, la capacité de l'électrode se trouve modifiée.

Le circuit de détection de la capacitance détecte cette variation et provoque l'allumage de la source de lumière. Dès lors que le traitement de photothérapie est terminé, l'utilisateur écarte le dispositif de photothérapie de son corps. Le corps n'est par conséquent plus en contact avec la surface tactile S du dispositif 10 et la source de lumière s'éteint immédiatement. Bien entendu, d'autres modes de réalisation sont envisageables sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite à titre d'exemple.20

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un capteur tactile capacitif (16) comprenant les étapes suivantes : réaliser au moins une électrode (18) de détection en un matériau électriquement conducteur sur une face (14B) d'un substrat isolant électriquement (14) de sorte que le capteur (16) présente une surface tactile (S), relier l'électrode (18) à un circuit (20) de détection de la capacitance de l'électrode (18), caractérisé en ce que, pour former l'électrode (18), on applique sur le substrat (14) une pellicule (22) d'un revêtement métallique, dite pellicule d'électrode, adhérant à un film servant de support à la pellicule (22) non permanent et détachable et l'on transfère à partir du film un premier motif prédéfini de pellicule (22) par pression contre le substrat (14) d'une matrice portant une empreinte délimitant le motif.
2. 2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel sur l'autre face (14A) du substrat (14), on transfère un deuxième motif d'une pellicule (26) de revêtement, dite pellicule de masquage, réalisée dans un matériau métallique ou non métallique, en vis-à-vis du motif de la pellicule d'électrode (22) de manière à ce que le deuxième motif couvre au moins partiellement la surface du premier motif au travers du substrat (14).
3. 3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel les deux pellicules de revêtement (22, 26) sont transférées au moyen de la même matrice de manière à ce que les motifs des pellicules de revêtement soient sensiblement identiques et viennent sensiblement en coïncidence l'un de l'autre au travers du substrat (14).
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pellicule de revêtement (22) du premier motif est réalisée dans un matériau choisi parmi de l'or, de l'argent, de l'aluminium et une combinaison de l'un des matériaux.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on relie l'électrode (18) au circuit (20) au moyen d'un élémentmétallique venant faire jonction par contact entre l'électrode (18) et le circuit de détection (20).
6. 6. Dispositif (10) électrique comprenant un boîtier (12) muni d'une fenêtre (14) d'émission d'un flux lumineux et une source de génération d'un flux lumineux à travers la fenêtre (14), caractérisé en ce qu'il comprend un capteur tactile capacitif (16) fabriqué selon le procédé de l'une quelconque des revendications précédentes pour activer/désactiver la source de génération du flux lumineux, la fenêtre d'émission (14) formant le substrat isolant électriquement.
7. 7. Dispositif (10) selon la revendication précédente, dans lequel la pellicule d'électrode (18) étant positionnée sur une face intérieure (14B) de la fenêtre (14) en contact électrique avec le circuit de détection (20), le dispositif (10) comprend une autre pellicule de revêtement (26), dite pellicule de masquage, sans contact électrique avec le circuit (20) et positionnée sur une face extérieure (14A) de la fenêtre (14), les deux pellicules de revêtement (22, 26) délimitant des motifs qui coïncident sensiblement.
8. 8. Dispositif (10) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel la fenêtre d'émission (14) est réalisée dans un matériau translucide au flux lumineux généré par la source de lumière.
9. 9. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel la fenêtre d'émission (14) est réalisée en matière plastique ou en verre.
10. 10. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel le boîtier (12) est propre à être saisi par un utilisateur et a une forme générale parallélépipédique, la fenêtre (14) s'étendant sur une des faces du boîtier (12).