Brevet FR2587830A1 — publié le 19870327

La présente invention porte de manière générale sur la mise d'une matière sous forme de fines particules entre des couches transparentes voisines dans un panneau de recouvrement sensible au toucher pour empêcher la forma- tion d'anneaux de Newton entre ces couches. Des panneaux de recouvrement sensibles au toucher (TS0) sont fréquemment utilisés avec les claviers ou les écrans de moniteur d'ordinateur sensibles au toucher. Ils compor- tent ordinairement au moins deux couches de matière plas- tique flexible appropriée maintenues très rapprochées et parallèles, chacune des faces voisines étant revêtue sui- vant une configuration appropriée d'une matière conduc- trice, par exemple d'or déposé sous vide. Lorsqu'une pres- sion extérieure est appliquée sur l'une des feuilles par exemple par le doigt d'un opérateur, llinterstice entre celles-ci se ferme et un contact électrique s'établit entre les matières conductrices, ce qui produit un signal utile qui peut être décodé. Une surface rigide transparente est généralement prévue derrière les couches flexibles revêtues de matière conductrice pour l'appui de celles-ci quand elles sont pressées. Une matière pratique pour cela est un plastique acrylique. Les différentes couches sont très rapprochées et tenues solidement sur leur pourtour. Les parties conductrices sont reliées électriquement à un circuit approprié pour former un TS0 opérant. Dans de nombreuses utilisations, par exemple lorsqu'on ob- serve à travers un TS0 classique la lumière qui émane d'un moniteur d'ordinateur, on remarque qu'il se forme des anneaux de Newton autour de l'endroit o l'on appuie sur le TS0 pour produire les signaux. Suivant les matières transparentes, l'épaisseur des couches et la distance entre les faces voisines de celles-ci, on peut voir des anneaux de Newton même sans application d'une force locale. Les anneaux de Newton sont des striations multicolores qui apparaissent par exemple autour de l'endroit o l'on appuie sur le TSO et qui sont produites par interférence entre les ondes lumineuses qui traversent les régions minces très étroites situées autour d'un point o les ma- tières transparentes sont très rapprochées. Lorsque des anneaux de Newton se forment à un endroit tel qu'ils per- turbent ou interceptent un signal perceptible à l'oeil ou optiquement qui arrive en traversant le TS0, ils dérangent l'opérateur et nuisent au fonctionnement du TS0 pendant des périodes prolongées. Il est par conséquent souhaitable de trouver une solution simple, pratique et bon marché pour réduire ou éliminer la formation d'anneaux de Newton dans les ensembles TS0. Il est connu depuis longtemps d'appliquer intentionnelle- ment une matière non conductrice suivant une configuration choisie ou d'avoir de petites pointes ou protubérances sur une face ou les deux faces sur lesquelles des couches conductrices sont appliquées comme partie de l'ensemble TS0. Cependant, ce qu'on se propose ici, c'est d'éviter la formation d'anneaux de Newton derrière la face la plus en arrière d'une telle couche, entre elle et une plaque d'ap- pui transparente faisant partie de l'ensemble TS0. La présente invention propose une solution qui comprend le dép8t d'une matière sous forme de fines particules de clas- se granulaire déterminée pour réduire notablement ou évi- ter la formation d'anneaux de Newton gênants comme indiqué ci-dessus. 3o En conséquence, un but de la présente invention est de fournir un moyen qui empêche la formation d'anneaux de Newton entre des surfaces transparentes parallèles très rapprochées. Un autre but de la présente invention est de fournir des panneaux de recouvrement sensibles au toucher (TS0) dans lesquels la formation d'anneaux de Newton soit notable- ment réduite autour de l'endroit de contact créé par un opérateur qui utilise le TS0. Un autre but de la présente invention est de fournir une matière bon marché et facile à appliquer qui empêche la formation d'anneaux de Newton entre une surface de support et la couche arrière d'un panneau sensible au toucher à deux couches. Un autre but encore de la présente invention est de fournir un procédé de traitement facile et bon marché d'une surface de support transparente située à l'arrière d'un panneau TSO pour empêcher la formation d'anneaux de Newton à cet endroit pendant l'utilisation du panneau. Ces buts et d'autres buts connexes de la présente invention sont atteints par dép8t de fines particules de grosseurs aléatoires à l'intérieur d'une classe granulaire déterminée, de préférence 3-100 microns, dans l'étroit espace entre des couches transparentes o des anneaux de Newton sont suscep- tibles de se former, et ce de manière telle que les plus grosses de ces particules déposées soient distribuées au hasard avec une densité déterminée, de préférence comprise entre 45 et 450 particules par centimètre carré, et soient en contact simultanément avec les deux faces voisines. Un procédé d'élimination de la formation d'anneaux de Newton entre des faces voisines très proches l'une de l'au- tre de deux couches parallèles dans un ensemble TS0 comprend le dépôt de fines particules d'une matière choisie, en suspension dans un fluide porteur, sur l'une de ces faces voisines de façon à obtenir une distribution aléatoire de ces particules avec une densité comprise entre 150 et 450 particules par centimètre carré de façon que lorsque les deux couches transparentes sont assemblées dans le panneau TSO, les particules les plus grosses soient en contact simultanément avec les deux faces voisines. De petites perles de verre en suspension dans une solution d'un chloru- re de métal alcalin ou alcalino-terreux produisent égale- ment une séparation satisfaisante. Le fluide porteur s'évapore dans chaque cas et laisse une distribution au hasard appropriée des fines particules sans effets optiques, qui adhèrent à la surface sur laquelle elles ont été pro- jetées pour se trouver ensuite entre les couches conduc- trices voisines. On ne connait pas exactement la cause de l'adhérence désirée des fines particules à la surface sur laquelle elles ont été projetées, mais croit que cette adhérence est due à de petites forces ou forces de liaison moléculaire autrement appelées forces de Van der Waals. Ainsi, les particules n'ont pas besoin d'gtre serrées entre les deux faces pour conserver leur distribution. On croit aussi que le fluide porteur évite ou empêche l'exercice de forces de Van der Waals entre les particules, ce qui permet d'obtenir la distribution au hasard désirée de par- ticules qui adhèrent à la surface sur laquelle elles ont été projetées. La fig. 1 est une vue de dessus d'un panneau de recouvre- mmt sensible au toucher de l'art antérieur type avec les connexions aux couches transparentes conductrices supérieure et inférieure. 3o La fig. 2 est une coupe perpendiculaire au plan de la fig. 1 qui montre les couches composées, les espaces et la plaque d'appui transparente type qui constituent un TSO type. La fig. 3 montre schématiquement la formation d'anneaux de Newton lorsqu'un opérateur appuie avec un doigt sur l'avant d'un panneau TSO. La fig. 4 montre l'envoi d'un jet de fines particules en suspension dans un fluide porteur sur une des deux sur- faces qui produisent des anneaux de Newton lorsqu'on appuie dessus. La fig. 5 est une vue de dessus agrandie qui montre la distribution au hasard des particules déposées sur une surface traitée selon la présente invention. La fig. 6 est une coupe perpendiculaire à un ensemble TS0 préparé selon la présente invention. Les éléments ou parties d'éléments semblables sont repérés par le même chiffre sur les différentes figures. La fig. 1 montre un panneau TSO plat classique, type 11, auquel sont fixés des fils 12 et 13 qui vont à un circuit décodeur 14. Les fils 12 sont en contact avec des dépôts verticaux conducteurs 18, qu'on voit très bien sur la fig. 2, prévus sur la face inférieure de la couche trans- parente supérieure 15. Les fils 13 sont de même fixés à des couches horizontales respectives de matière conductrice 23 déposées sur la face supérieure d'une couche transpa- rente 20 située sous la couche transparente 15 comme on le voit très bien sur la fig. 2. Le circuit décodeur 14 est relié électriquement ou associé à un ordinateur non représenté. Les gens du métier se rendront compte que d'autres configu- rations comprenant des surfaces très rapprochées, par exemple de forme cylindrique ou sphérique, sont réalisables et parfois même souhaitables. La forme des surfaces en général ou leur utilisation particulière, par exemple dans un panneau analogique, ne diminue en aucune façon l'utilité de la présente invention pour y réduire nota- blement la formation d'anneaux de Newton. La couche transparente supérieure 15 a sur la fig. 2 une face supérieure 16 sur laquelle l'opérateur, pour utiliser le TS0, appuie à un endroit choisi. En appuyant sur cette face 16 vers le bas sur la fig. 2, l'opérateur met la face 19 de la couche conductrice 18 en contact localement avec la surface 24, qui est la face supérieure de la couche conductrice inférieure 23. Il est classique de prévoir de petites protubérances 25 en matière non conductrice dis- tribuées uniformément sur la surface active du TS0 pour maintenir les surfaces conductrices supérieure et infé- rieure espacées sauf lorsque l'opérateur appuie dessus localement. Une configuration type de telles protubérances est représentée sur la fig. 1, qui est une vue de dessus du panneau TS0. La couche 30 de la fig. 2 est souvent une plaque d'appui en plastique acrylique transparent du panneau TS0 et a une f-esupérieure 3LrCette plaque d'appui peut aussi être en d'autres matières transparentes, par exemple verre ou polycarbonates. La couche 32 située entre la plaque d'appui et la couche transparente inférieure 20 est en matière empêchant la formation d'anneaux de Newton et est ordinai- rement déposée sur l'une ou l'autre des faces 31 et 21. Cette couche 32 a pour fonction d'empêcher la formation d'anneaux de Newton entre la couche transparente 20 et la plaque d'appui 30. Une telle couche 32 adhérant à la face inférieure de la couche transparente 20 et à la face supé- rieure de la plaque d'appui transparente 30 tend à réduire la quantité de lumière qui peut traverser un panneau TSO et augmente la complexité et le coût d'assemblage de ce panneau. La vue de dessus de la fig. 3 montre des anneaux de Newton qui apparaissent à l'endroit o l'opérateur appuie sur le dessus du panneau TSO avec un doigt 41. Ces anneaux de Newton 42 ont tendance à prendre des striations multicolo- res, ressemblant assez à un arc-en-ciel, dues à une inter- férence entre la lumière qui traverse les couches voisines situées au-dessous. On constate qu'une distribution de fines particules d'une matière choisie et de classe granulaire déterminée, de préférence 3-100 microns, entre la face inférieure 21 de la couche transparente 20 et la face supérieure 31 de la plaque d'appui transparente 30 empêche la formation d'an- neaux de Newton quand le panneau TSO est utilisé comme indiqué schématiquement sur la fig. 3. Une matière parti- culièrement appropriée pour ces particules est l'alumine brune (environ 96 % d'A1203). On constate aussi qu'une densité de distribution appropriée pour les particules de cette classe granulaire est 45 à 450 particules par centi- mètre carré de surface traitée. La fig. 4 montre une technique pratique d'obtention de la distribution désirée de particules, ici sur la face supé- rieure 31 de la plaque d'appui transparente 30. Un appareil de pulvérisation classique 51 ayant une buse à jet réglable 52 et produisant un jet 34 formé de particules 53 et d'un fluide porteur 54 est actionné devant la surface 31 de manière à produire la densité désirée. Il importe que les particules soient humides, par exemple par suspension dans un liquide porteur, lorsqu'elles sont appliquées sur la surface à laquelle on veut qu'elles adhèrent. Il importe aussi que la distribution de particules soit uniforme, 2587830 - c'est-à-dire que la distribution au hasard de particules de différentes grosseurs à l'intérieur de la classe gra- nulaire choisie ne varie pas notablement sur la surface 31. Une autre solution aussi efficace serait de projeter des particules de la même manière sur la face 21 de la couche transparente 20. On trouve que le fréon (TM) TMS et l'eau désionisée sont des fluides porteurs appropriés dans les- quels des particules d'alumine brune peuvent être mises en suspension pour cette projection. On trouve que l'alumine brune a une tendance naturelle à adhérer aux matières qu'on trouve généralement appropriées à ces applications, par exemple verre, polycarbonates, plastiques acryliques et films Mylar, que lesdites surfaces aient ou non sur elles un dépôt de métal ou d'oxyde conducteur. L'alumine brune, naturellement, n'est pas conductrice. On constate aussi que l'alumine brune ainsi déposée devient pratique- ment invisible dans le panneau TSO assemblé, à la diffé- rence du film qui produit des images floues dans les panneaux classiques de la technique antérieure. Lorsqu'on utilise de cette manière d'autres matières sous forme de particules, par exemple des perles de verre, il peut être avantageux d'employer une solution aqueuse d'un chlorure de métal alcalin ou alcalino-terreux, par exemple NaCl, KC1. Après que le fluide porteur s'est évaporé, laissant les particules avec la distribution choisie sur la surface traitée, on place la couche suivante ou voisine par-dessus. Ainsi, les grosses particules sont en contact simultané- ment avec les deux surfaces voisines formant l'espace clos dans lequel se trouvent les particules. Evidemment, il y a aussi sur la surface traitée de nombreuses petites parti- cules dispersées parmi les grosses qui ne sont pas en contact simultanément avec les deux couches transparentes voisines. La fig. 5 est une représentation schématique agrandie d'une partie de la face 31 de la plaque d'appui qui montre sur celle-ci les particules les plus grosses 53 distribuées au hasard entre des particules plus petites. La fig. 6 est une coupe perpendiculaire au plan de la fig. 5 qui montre en particulier le contact simultané des grosses particules 53 avec la face 21 de la couche transpa- rente 20 et la face 31 de la plaque d'appui transparente 30. On pense que c'est la grosseur non uniforme des par- ticules déposées sur les surfaces traitées qui produit l'effet désiré de réduction notable ou d'élimination des anneaux de Newton lorsque l'opérateur appuie sur le TSO. Les gens du métier moyennement avertis pourront envisager d'autres techniques de dépôt de particules, avec ou sans utilisation d'une suspension de celles-ci dans un fluide porteur, pour obtenir les résultats décrits plus haut, de sorte que l'invention peut être mise en pratique autrement que de la manière décrite et exposée ici. Des matières autres que l'alumine brune peuvent être utilisées dans le même but et seront certainement envisagées par les gens du métier moyennement avertis. Des modifications peuvent par conséquent être apportées aux réalisations et procédés particuliers présentés ici sans sortir du cadre de la présente invention et sont réputées comprises dans les revendications jointes. Revendications 1. Appareil dans lequel deux couches de matières transpa- rentes espacées, transmettant la lumière et normalement parallèles, sont placées très près l'une de l'autre locale- ment, la production d'anneaux de Newton par cela étant en grande partie évitée, comprenant: une première couche (30),d'une première matière transpa- rente, ayant une première face et une deuxième face (31) parallèles, la première face recevant de la lumière dont une première partie traverse la première couche et sort de celle-ci par la deuxième face (31), une deuxième couche (20),d'une deuxième matière transpa- rente, ayant une troisième face (21) et une quatrième face parallèles, la troisième face (21) étant placée près de la deuxième face (31) de la première couche (30) et parallè- lement à elle de façon à recevoir la lumière transmise par la première couche (30), cette deuxième couche transmettant jusqu'à la quatrième face une deuxième partie de la lu- mière reçue par la troisième face, et de fines particules (53) de grosseurs aléatoires à l'intérieur d'une classe granulaire déterminée placées dans l'espace entre la deuxiè- me face (31) et la troisième face (21) de façon que les particules les plus grosses soient distribuées de façon aléatoire avec une densité déterminée et en contact simul- tanément avec la deuxième face (31) et la troisième face (21). 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel la deu- xième couche est sensiblement plus rigide que la première couche. 3. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les fines particules sont déposées sur la deuxième face de la pre- mière couche avant étroite juxtaposition des première et deuxième couches. 4. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les fines particules sont déposées sur la troisième face de la deuxième couche avant étroite juxtaposition des pre- mière et deuxième couches. 5. Appareil selon la revendication 1, dans lequel la classe granulaire déterminée est 3-100 microns. 6. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les fines particules sont chimiquement inertes. 7. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les fines particules sont non conductrices. 8. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les fines particules ont tendance à adhérer à une surface sur la- quelle elles sont projetées en suspension dans un fluide. 9. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les fines particules sont distribuées au hasard avec une densité comprise entre 45 et 450 particules par centimètre carré. 10. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les fines particules comprennent de ltalumine brune. 11. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les fines particules comprennent des perles de verre. 12. Appareil selon la revendication 1, dans lequel la pre- mière matière transparente est du Mylar (marque déposée). 13. Appareil selon la revendication 1, dans lequel la deu- xième matière transparente est un plastique acrylique. - 12 14. Procédé pour empêcher la formation d'anneaux de Newton entre des faces voisines de deux couches transparentes normalement parallèles et très rapprochées, selon lequel: on dépose sur une première desdites faces voisines de fines particules de grosseurs aléatoires à l'intérieur d'une classe granulaire déterminée et distribuées de façon aléatoire avec une densité surfacique déterminée, et on juxtapose lesdites couches de façon qu'une partie des- dites particules déposées sur ladite première face soient en contact simultanément avec les deux dites faces. 15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel l'opéra- tion de dép8t comprend la projection sur la première face d'une suspension de fines particules dans un fluide porteur. 16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel l'opéra- tion de dép8t comprend la projection sur la deuxième face d'une suspension de fines particules dans un fluide porteur. 17. Procédé selon la revendication 14, dans lequel l'opé- ration de dép8t comprend la projection sur la première face d'une suspension de particules d'alumine brune dans l'eau. 18. Procédé selon la revendication 14, dans lequel l'opé- ration de dép8t comprend la projection sur la première face d'une suspension de perles de verre dans une solu- tion aqueuse d'un chlorure de métal alcalin ou alcalino- terreux. 19. Procédé selon la revendication 14, dans lequel les fines particules sont de la classe granulaire 10-100 microns. 20. Proc6dé selon la revendication 14, dans lequel les fines particules sont distribuées au hasard avec une densité surfacique comprise entre 45 et 450 particules par centimètre carré.