Brevet FR2514536A1 — publié le 19830415

- Elément modulaire d'affichage à cristaux liquides. La présente invention concerne un élément modu- laire d'affichage à cristaux liquides formé d'au moins deux parties facilement déconnectables, à savoir, une tète d'affichage électro-optique et une unité électro- nique comprenant tout ou partie des éléments de com- mande de la tête d'affichage. D'une manière générale, on sait que les cellules à cristaux liquides actuellement disponibles dans le commerce, notamment pour l'affichage numérique de grandeurs, se présentent sous la forme d'une plaque présentant, sur la bordure périphérique de l'une de ses faces, une série d'électrodes de commande connec- tées au réseau électrique interne de la cellule et que l'on doit connecter à l'unité électronique de com- mande. Il s'avère qu'en raison notamment du nombre important de ces électrodes de commande et des liaisons électriques correspondantes, la cellule et l'unité de commande sont généralement montées dans un même bottier de section généralement importante par rapport aux di- mensions de la cellule. Une telle disposition présente cependant un cer- tain nombre d'inconvénients parmi lesquels on mention- nera: l'encombrement important de l'élément d'affichage; la difficulté du montage et, en particulier, du cablage des liaisons cellule/unité de commande, et, la difficulté de la maintenance (détection des pannes et remplacement des composants défectueux). L'invention a tout d'abord pour but de supprimer tous ces inconvénients. Elle propose à cet effet un élément modulaire d'affichage à cristaux liquides formé d'au moins deux parties amovibles, à savoir, une tète d'affichage électro-optique et une unité de commande, et dans le- quel les liaisons électriques entre ces deux parties 14536 2- s'effectuent au moyen d'un système de connexions sépa- rables. D'une façon plus précise, la tête d'affichage se compose d'un boîtier muni, dans sa face avant, d'une fenêtre dans laquelle vient se monter, de façon amovible, la cellule 'à cristaux liquides, la face arrière de ce boîtier destinée à venir s'assembler sur l'unité de commande étant ouverte. La partie du système de connexioncomprise dans cette tête d'affichage, se compose d'au moins un joint souple à conducteurs multiples, intercalé entre la bor- dure de la face intérieure-de la cellule munie des électrodes de commande et la bordure périphérique d'une carte de transfert refermant l'ouverture arrière du boîtier. Ce joint souple comprend une pluralité d'éléments conducteurs discrets, électriquement isolés les uns des autres et s'étendant d'un côté à l'autre du joint, de préférence dans des plans perpendiculaires à l'axe longitudinal du joint. Il a pour rôle, d'une part, de maintenir la cel- lule fermement appliquée contre le rebord de la fenêtre et de connecter individuellement les électrodes de com- mande de la cellule à des plots de contact correspon- dants de la carte de transfert. Cette carte de transfert consiste en une plaque de circuit imprimé, éventuellement double face, qui comprend, d'un c 8 té, à sa périphérie, une pluralité de plots de contact primaires correspondant en dimensions et en implantation, aux électrodes de commande de la cellule et, de l'autre c 8 té, à sa périphérie, une plu- ralité de plots de contact secondaires reliés chacun à un plot de contact primaire correspondant. Ces plots de contact secondaires peuvent être disposés en des emplacements différents de ceux des plots de contact primaires, et présenter des dimensions différentes La carte de transfert permet donc ainsi -3- d'utiliser une unité de commande dont les plots de con- tactdestinés à assurer les liaisons électriques avec la tête d'affichage, peuvent présenter une implantation différente de celles des électrodes de commande de la cellule à cristaux liquides L'implantation des plots - de contact de l'unité de commande peut donc être avan- tageusement prévue en fonction des techniques de fabri- cation et de montage de l'unité de commande électronique. L'unité de commande électronique comprend elle- même un bottier renfermant au moins en partie le circuit électronique de commande et dont la face avant qui tient lieu de face d'assemblage de la tête d'affichage présen- te au moins un joint souple à conducteurs multiples destiné à venir en contact avec les plots de contact secondaires de la carte de transfert, lorsque la tête d'affichage se trouve assemblée à l'unité de commande électronique. Par ailleurs, ce joint souple porte lui-même sur une série de plots de contact électriquement reliés au circuit électronique de commande. Selonun mode particulièrement avantageux de l'inven- tion, ce joint souple vient directement porter sur des plots de contact du circuit imprimé de l'unité de com- mande qui est alors spécialement conçu à cet effet. Ainsi, lorsque la tête d'affichage se trouve mon- tée sur l'unité de commande, on obtient la liaison élec- trique individuelle de chacune des électrodes de comman- de de la cellule à cristaux liquides avec les plots de contact correspondants de l'unité de commande (par exemple de son circuit imprimé). Bien entendu, pour obtenir une bonne qualité des différents contacts électriques que comprennent ces liaisons et pour assurer un bon maintien en position des différents éléments, le verrouillage de la tête d'affichage doit être réalisé au moyen d'éléments de fixation (par exemple des vis) tendant à comprimer la tête d'affichage sur le bottier de l'unité de commande 14536 4 _ et à assurer une pression entre les différents plots de contact et les joints à conducteurs multiples. A l'image de la plupart des afficheurs à cristaux liquides, la tête d'affichage est, en outre, équipée d'un dispositif d'éclairage de la cellule à cristaux liquides disposé, soit en avant de la cellule pour un fonctionnement par réflexions soit en arribre de la cellule pour un fonctionnement par transmission du- rayonnement au travers de la cellule. Dans le cas d'un dispositif d'éclairage agissant par réflexion, la cellule peut être avantageusement montée oblique par rapport à l'axe longitudinal de symétrie du bottier de la tête d'affichage Dans ce cas, la source lumineuse peut être située sur la bor- dure interne du boîtier adjacente à la fenêtre, du côté o la cellule se trouve en retrait Cette source lumineuse peut être montée amovible de manière à pouvoir être facilement changée sans avoir besoin d'effectuer un démontage de la tête d'affichage. Dans le cas d'un dispositif d'éclairage agissant par transmission au travers de la cellule, la source lumineuse doit être disposée en arrière de la cellule, donc à l'intérieur du bottier Il se pose donc un pro- blème délicat pour l'implantation de la source lumineuse, son alimentation et son amovibilité sans démontage de la tête d'affichage. L'invention a également pour but de résoudre ces problèmes en utilisant les particularités de la struc- ture de la tête d'affichage précédemment décrite. Elle propose donc à cet-effet, une tête d'affichage comprenant un bottier de forme sensiblement parallélé- pip 6 dique, munie dfune fenêtre sensiblement rectangulai- re contre laquelle est montée une cellule à cristaux liquides rectangulaire dont les électrodes de commande sont disposéesle long de deux de ses bordures latérales opposées. La tête d'affichage comprend alors deux joints - souples latéraux à conducteurs multiples venant s'ap- pliquer contre les deux bordures latérales de la cel- lule qui portent les électrodes de commande. Contre ces deux joints (du côté intérieur du bot- tier) sont également prévus deux éléments de guidage qui délimitent un volume libre entre la carte de trans- fert, la cellule à cristaux liquides et les deux côtés latéraux libres du boîtier (perpendiculaires aux élé- ments de guidage) Par ailleurs, sur l'un de ces c 8 tés latéraux libres est prévue une ouverture de section sensiblement égale à la section du volume libre précé- demment mentionné, et par laquelle on introduit à la façon d'un tiroir, la source lumineuse. Cette source lumineuse peut avantageusement se présenter sous la forme d'une pièce en matière trans- parente présentant une forme sensiblement parallélépi- pédique de longueur sensiblement égale à la longueur du bottier et de largeur égale à la distance séparant les deux éléments de guidage Cette pièce comprend, du côté de la celluleeune face plane, et de l'autre côté, une face légèrement concave enduite d'une couche en matière apte à assurer une bonne diffusion du rayon- nement lumineux. Aux deux extrémités de cette face concave sont prévus deux logements respectifs ménagés dans la matière transparente, qui sont destinés à recevoir chacun une microampoule électrique Ces deux ampoules sont elles- mêmes montées sur une plaquette, par exemple un circuit imprimé, de même dimension que ladite pièce et qui pré- sente, du c 8 té opposé aux ampoules, deux plots de con- tact connectés aux fils des ampoules. En position montée de la tête d'affichage, ces plots de contact viennent porter sur des plots de con- tact correspondants de la carte de transfert, l'ensemble étant conçu pour assurer l'alimentation des ampoules en courant électrique. Ainsi, en cas de panne des ampoules, il suffit -6- simplement de retirer, à la façon d'un tiroir, l'ensem- ble formé par la pièce en matière transparente et la plaquette portant les ampoules, puis de changer ltampou- le défectueuse (ou même l'ensemble de la plaquette). Selon une autre caractéristique de l'invention, le bottier renfermant l'unité de commande est réalisé en deux parties démontables comprenant chacune un Joint souple à conducteurs multiples destiné à venir au con- tact de la carte de transfert de la tête d'affichage, un circuit imprimé sur lequel est ciblée une partie du circuit électronique de commande, et, du c&té opposé au Joint souple, une série de bornes enfichables connec- tées audit circuit imprimé et destinées à venir se bran- cher sur des bornes correspondantes d'un circuit exté- rieur, les liaisons électriques entre les deux circuits imprimées steffectuant au moyen de broches transversales s'enfichant lors du montage du bottier. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels s La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un élément modulaire d'affichage. Les figures 2 et 3 sont deux coupes axiales longi- tudinales, à 900 l'une de l'autre de l'élément modulaire représenté figure 1. Les figures 4 et 5 sont respectivement une vue de la face arrière (figure 4) et une vue de la face avant (figure 5) de l'élément modulaire représenté figures 1 à 3. Comme précédemment mentionné, ltélément modulaire d'affichage à cristaux liquides représenté sur ces des- sins est formé de deux parties amovibles, à savoir, une tête d'affichage électre-eptique 1 et une unité de commande 2. La tête d'affichage 1 comporte un bottier 3 de forme sensiblement parallélépipédique, muni sur sa face avant, d'une fenêtre 4 sensiblement rectangulaire contre laquelle 14536 -7- est montée, de façon amovible, une cellule à cristaux liquides rectangulaire 5 dont les électrodes de commande sont disposées le long des deux bordures latérales opposées 6 et 7. Contre ces deux bordures latérales 6 et 7 viennent respectivement s'appliquer, du côté intérieur du bottier Ideux joints souples 8, 9 à conducteurs multiples se présentant sous la forme d'un cordon, de section rectan- gulaire, réalisé à l'aide d'une pluralité d'éléments conducteurs discrets, électriquement isolés les uns des autres et s'étendant d'un côté à l'autre du joint, de préférence dans des plans perpendiculaires à l'axe lon- gitudinal du joint. Le bottier 3 se trouve par ailleurs refermé, du c 8 té opposé à la fenêtre 4, par une carte de transfert 11 consistant en une plaque de circuit imprimé double face qui comprend à sa périphérie, du c 8 té intérieur du bottier, une pluralité de plots de contact primaires correspondant en dimensions et en implantation, aux électrodes de commande de la cellule 5 et qui viennent porter sur les deux joints souples 8, 9, et de l'autre c 8 té, à sa périphérie, une pluralité de plots de contact secondaires reliés chacun à un (ou éventuellement plusieurs) plot de contact primaire correspondant. Par ailleurs, contre les deux joints souples à conducteurs multiples 8, 9, c 8 té intérieur du bottier, sont également prévus deux éléments de guidage 12, 13 parallèles, formant glissières dans le bottier 3. Ces deux éléments de guidage 12, 13 délimitent avec la carte de transfert 11, la cellule à cristaux liquides 5 et les deux côtés latéraux 14, 15 du bottier 3, un volume libre 16 destiné à recevoir un dispositif d'éclairage amovible agissant par transmission au travers de la cellule 5. -8- Ce dispositif d'éclairage se compose d'une pièce en matière transparente 17 présentant une forme sensi- blement parallélépipédique, de longueur sensiblement égale à la longueur du bottier 3 et de largeur égale à la distance séparant les deux éléments de guidage 12, 13. Cette pièce 17 comprend, du c 8 té de la cellule 5, une face plane 18, et, de l'autre côté, une face légèrement concave 19 enduite d'une couche en matière apte à assu- rer une bonne diffusion du rayonnement lumineux. Aux deux extrémités de cette face concave sont prévus deux logements respectifs 20 ménagés dans la matière transparente, qui sont destinés à recevoir cha- cun une microampoule électrique 21. Ces deux ampoules 21 sont elles-mêmes montées sur une plaquette de circuit imprimé 22 qui présentedu côté opposé aux ampoules, deux plots de contact 23 con- nectés aux fils des ampoules 21. Ces plots de contact 23 sont destinés à venir porter sur des plots de contact correspondants de la car- te de transfert 11, l'ensemble étant conçu pour assurer l'alimentation des ampoules 21 en courant électrique. L'ensemble du dispositif d'éclairage (pièce 17 + circuit imprimé 22) vient se loger à la façon d'un tiroir dans le volume 16, grâce à une ouverture 24 ména- gée sur le côté 15 du bottier 3 perpendiculaire aux éléments de guidage 12, 13. Par ailleurs, la pièce 17 peut comprendre,à l'une de ses extrémités, un téton d'encliquetage 25 destiné à coopérer avec un perçage 26 ménagé sur le c 8 té 14 du bottier 3 opposé à l'ouverture 24 et une tête de préhen- sion 27 située c 8 té ouverture 24. L'unité de commande 2 comprend un bottier réalisé en deux parties démontables 28, 29 renfermant chacune une plaquette de circuit imprimé 30, 31, l'ensemble présentant, une fois monté, une forme parallélépipédique, dont la face avant, sensiblement rectangulaire, présente sensiblement les mêmes dimensions que la face arrière de la tête d'affichage 1 sur laquelle elle doit venir -9- s'assembler. Au niveau de la face arrière (figure 4), les deux parties du bottier 28, 29 comprennent chacune une ouver- ture rectangulaire 32, 33, munie d'un rebord 34 axiale- ment en saillie vers l'extérieur, délimitant un volume parallélépipédique ouvert,dans lequel viennent se dispo- ser une série de bornes enfichables 36 montées sur la bordure arrière du circuit imprimé 30, 31 correspondant. Cette disposition est prévue pour permettre de brancher l'unité de commande 2 sur un connecteur de forme correspondante d'un circuit extérieur. Légèrement en saillie sur la face avant, les deux parties 28, 29 du bottier comprennent, en outre, à proxi- mité de deux de leurs bordures latérales opposées, deux joints souples respectifs 38, 39 à conducteurs multiples, destinés à venir au contact de la carte de transfert 11 de la tète d'affichage 1, ainsi que, respectivement,sur des plots de contact prévus sur la bordure avant des deux plaquettes de circuit imprimé 30, 31. Ces joints souples 38, 39 permettent donc d'assurer des liaisons électriques déconnectables entre l'unité de commande 2 et la tête d'affichage amovible 1. Par ailleurs, les liaisons électriques entre les deux plaquettes de circuit imprimé 30, 31 sont assurées au moyen de connecteurs à broches transversales 40 s'enfichant lors du montage des deux parties 28, 29 du bottier. Pour leur assemblage et leur fixation, les bordures latérales adjacentes des deux parties 28, 29 de bottier sont munies d'éléments 41, 42 conformés de manière à stinterpenêtrer mutuellement et dans lesquels sont pra- tiqués des trous coaxiaux 43 au travers desquels on fait passer une vis 44 destinée à venir se visser sur un filetage 45 prévu dans le bottier 3 de la tête d'afficha- ge 1. Ainsi, à l'aide de deux vis latérales 44, on obtient la fixation des deux parties 28, 29 de l'unité de com- mande 2,et de la tète d'affichage 1. - REVENDICATIONS 1. Elément modulaire d'affichage à cristaux liqui- des formé d'au moins deux parties facilement démontables, à savoir une tète d'affichage électro-optique incluant la cellule à cristaux liquides ( 5) et une unité électro- nique de commande de ladite cellule ( 5)/ caractérisé en ce que les liaisons électriques entre ces deux parties s'effectuent au moyen dfun système de connexions sépa- rables comprenant au moins un joint souple ( 38, 39) à conducteurs multiples. 2. Element modulaire d'affichage selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la tête d'affichage ( 1) se compose d'un bottier ( 3) muni, dans sa face avant, d'une fen tre ( 4) dans laquelle vient se monter, de façon amovible, la cellule à cristaux liquides ( 5), la face arrière de ce bottier ( 3) destinée à venir stasse- bler sur l'unité de commande étant ouverte, et en ce que la partie du système de connexion, comprise dans cette tète d'affichage ( 1), se compose d'au moins un joint souple à conducteurs multiples 8, 9, intercalé entre la bordure de la face intérieure de la cellule ( 5) munie des électrodes de commando et la bordure périphé- rique d'une carte de transfert ( 11) refermant l'ouvertu- re arrière du bottier ( 3), ladite carte de transfert ( 11) consistant en une plaque de circuit imprimé, éven- tuellement double face, qui comprend, d'un c 8 té, à sa périphérie, une pluralité de plots de contact primaires correspondant endimensions et en implantation, aux électrodes de commande de la cellule et, de l'autre c 8 té, à sa périphérie, une pluralité de plots de contact se- condaires reliés chacun à un plot de contact primaire correspondant. 3. Elément modulaire d'affichage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'unité de commande électronique ( 2) comprend elle-m&me un bottier renfermant au moins en partie le circuit électronique de commande et dont la face avant qui tient lieu de face 11 - d'assemblage de la tête d'affichage ( 1) présente au moins un joint souple à conducteurs multiples( 38, 39) destiné à venir en contact avec les plots de contact secondaires de la carte de transfert ( 11), lorsque la t&te d'affichage ( 1) se trouve assemblée à l'unité de commande électronique ( 2), ce joint souple portant éga- lement sur une série de plots de contact électriquement reliés au circuit électronique de l'unité de commande ( 2). 4. Elément modulaire d'affichage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le joint souple de l'unité électronique de commande ( 2) vient directement porter sur des plots de contact d'un circuit imprimé ( 30, 31) de l'unité électronique de commande ( 2). 5 Elément modulaire d'affichage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête d'affichage ( 1) est en outre équipée d'un dispositif d'éclairage de la cellule à cristaux liquides ( 5). 6. Elément modulaire d'affichage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que, dans le cas d'un dispositif d'éclairage agissant par réflexion, la cellule à cristaux liquides ( 5) est montée oblique par rapport à l'axe longitudinal de symétrie du bottier ( 3) de la tète d'affichage ( 1), et en ce que la source lumineuse est située sur la bordure interne du bottier ( 3) adjacente à la fenêtre ( 4), du c 8 té o la cellule ( 5) se trouve en retrait. 7. Elément modulaire d'affichage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, pour un éclairage par transmission, la source lumineuse est dis- posée à l'intérieur du bottier ( 3) de la tète d'affichage ( 1), en arrière de la cellule à cristaux liquides ( 5). 8. Elément modulaire d'affichage selon la revendi- cation 7, caractérisé en ce que la susdite tête d'affi- chage ( 1) comprend un bottier ( 3) de forme sensiblement parallélépipédique, munie d'une fenêtre ( 4) sensiblement rectangulaire contre laquelle est montée une cellule à 12 - cristaux liquides rectangulaire ( 5) dont les électrodes de commande sont disposées le long de deux de ses bordu- res latérales opposées, en ce que, la t 8 te d'affichage ( 1) comprend deux joints souples latéraux ( 8, 9) à con- ducteurs multiples venant s'appliquer contre les deux dites bordures latérales de la cellule ( 5), en ce que, contre ces deux joints ( 8, 9), du côté intérieur du bottier, sont également prévus deux éléments de guidage ( 12, 13) qui délimitent un volume libre ( 16) entre la susdite carte de transfert ( 11), la cellule à cristaux liquides ( 5) et les deux côtés latéraux libres ( 14, 15) du bottier ( 3), et en ce que, sur l'un de ces c 8 tés latéraux libres ( 15) est prévue une ouverture ( 24) par laquelle vient s'introduire, à la façon dtun tiroir, la source lumineuse. 9. Elément modulaire dtaffichage selon la revendi- cation 8, caractérisé en ce que ladite source lumineuse se présente sous la forme d'une pièce en matière trans- parente ( 17) de forme correspondant sensiblement à celle du susdit volume libre ( 16) et qui comprend, du côté opposé-à la cellule ( 5), une face légèrement concave ( 19) enduite d'une couche en matière optiquement diffusante et en ce que, aux deux extrémités de cette face concave, sont prévus deux logements respectifs ( 20) ménagés dans la matière transparente, destinés à recevoir chacun une ampoule électrique ( 21). 10. Elément modulaire d'affichage selon la revendi- cation 9, caractérisé en ce que les deux susdites ampou- les électriques ( 21) sont montées sur une plaquette ( 22) présentant, du c 8 té opposé aux ampoules, au moins deux plots de contact ( 23) connectés aux fils des ampoules ( 21), ces deux plots ( 23) de contact étant destinés à venir porter sur des plots de contact correspondants de la carte de transfert ( 11). 11 Elément modulaire d'affichage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bottier renfermant l'unité de commande ( 2) est réalisé 13 - en deux parties démontables ( 28, 29) comprenant chacune un Joint souple à conducteurs multiples ( 38, 39) destiné à venir au contact de la carte de transfert ( 11) de la tite d'affichage ( 1), un circuit imprimé ( 30, 31) sur lequel est càblée une partie du circuit électronique de commande, et, du c 8 té opposé au Joint souple ( 38, 39), une série de bornes enfichables ( 36) connectées audit circuit imprimé ( 30, 31) et destinées à venir se brancher sur des bornes correspondantes d'un circuit extérieur, les liaisons électriques entre les deux circuits imprimés ( 30, 31) s'effectuant au moyen de broches transversales ( 40) s'enfichant lors du montage du bottier.