Brevet FR2515401A1 — publié le 19830429

DISPOSITIF DE CONNEXION ET D'ALIGNEMENT D'UN FAISCEAU DE FILS EN NAPPE AVEC LES PISTES CONDUCTRICES CORRESPONDANTES PORTEES PAR UN SUBSTRAT ET SYSTEME D'AFFICHAGE COMPRENANT UN TEL DISPOSITIF L'invention concerne un dispositif de connexion et d'alignement d'un faisceau de fils en nappe avec les pistes conductrices correspondantes portées par un substrat. L'invention s'applique plus particulièrement aux dispositifs d'affichage à cristaux liquides avec écran à accès matriciel. De tels écrans comportent des pistes conductrices placées horizontalement appelées lignes et des pistes conductrices placées verticalement appelées colonnes. Le nombre de points d'intersection entre les lignes et les colonnes détermine la résolution maximale de l'image qu'il est possible d'obtenir. L'augmentation constante de cette résolution conduit à augmenter toujours davantage le nombre de lignes et de colonnes pour une même surface d'écran.Pour fixer un ordre de grandeur, les pistes conductrices peuvent avoir une largeur de 250 pm et être séparées par une distance du même ordre, leur épaisseur étant inférieure à I u in. Le raccordement de ces pistes conductrices à leurs circuits de commande se fait au moyen d'un faisceau de fils conducteurs disposés en nappe et placés à l'intérieur d'un film souple appelé dans ce qui suit limande. Le raccordement consiste à appliquer l'extrémité de la limande sur le bord de l'écran et à faire coincider chaque piste conductrice de l'écran avec le conducteur correspondant placé sur la limande; une certaine pression, obtenue par un ressort, maintient la limande appliquée sur l'écran. Des procédés optiques et mécaniques, longs et compliqués doivent être employés d'abord pour aligner les conducteurs de la limande avec les pistes de l'écran et ensuite pour maintenir ces conditions d'alignement pendant le rapprochement et le serrage de la limande sur l'écran. Enfin l'alignement devient pratiquement impossible si les pistes conductrices sont en matériau transparent comme par exemple l'oxyde d'indium. Pour pallier les inconvénients de l'art connu qui viennent d'autre rappelés la présente invention propose tout au contraire un dispositif de connexion et d'alignement assurant directement la mise en colncidence des conducteurs de la limande avec les pistes conductrices du substrat, ce de façon simple et précise. Selon l'invention chaque conducteur de la limande se termine par un plot en relief et en matériau conducteur qui vient s'appliquer par pression sur l'extrémité correspondante de la piste conductrice placée sur le sub strat; par ailleurs le substrat comporte, dans la zone de raccordement, des plots en relief et en matériau isolant placés entre les pistes conductrices de sorte que ces plots isolants placés sur le substrat s'insèrent automatiquement entre les plots conducteurs placés sur la limande lors de l'application de la limande sur le substrat assurant ainsi l'alignement correct des pistes conductrices du substrat avec les fils conducteurs de la limande.Un ou plusieurs plots de largeur ou de forme différente peut être introduit parmi les autres plots pour éviter un raccordement avec un ou plusieurs rangs de décalage entre les pistes conductrices du substrat et leurs conducteurs correspondants sur la limande. Selon les caractéristiques de l'invention, l'alignement optique n'est plus nécessaire, il suffit d'appliquer l'extrémité de la limande sur la zone de raccordement du substrat et d'effectuer éventuellement un léger déplacement latéral de la limande pour assurer l'interpénétration des deux rangées de plots. L'invention a donc pour objet un dispositif de connexion et d'alignement d'un faisceau de fils en nappe avec des pistes conductrices correspondantes portées par un substrat, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte une première rangée de plots conducteurs disposés sur ladite nappe, chaque plot étant en contact électrique avec un conducteur de la nappe et une deuxième rangée de plots isolants portés par le substrat, chaque plot étant placé entre les pistes conductrices du substrat et disposés de façon à s'insérer entre les plots conducteurs de la nappe lorsque la connexion est établi et en ce que l'épaisseur des plots isolants est au plus égale à celle des plots conducteurs afin de permettre à ces plots conducteurs d'entrer en contact avec les pistes conductrices du substrat. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaitront à l'aide de la description qui suit, en référence aux figures annexées: - la figure 1 présente un schéma synoptique de dispositif d'affichage et de ses circuits de commande; - la figure 2 est une vue éclatée d'un exemple de dispositif de raccordement selon l'art connu; - la figure 3 est une vue en coupe du dispositif selon la figure 2 et représenté en position raccordée; - la figure 4 illustre un dispositif de connexion et d'alignement selon une première variante d'exécution de l'invention; - la figure 5 est une vue en coupe du dispositif selon la figure 4 et représenté en position raccordée; - la figure 6 illustre, une seconde variante d'exécution possible du dispositif de connexion et d'alignement selon l'invention. La figure I présente un schéma synoptique de dispositif craffichage à cristaux liquides. L'écran 1 est constitué de deux substrats superposés et séparés par une mince couche de cristal liquide. Le substrat isolant placé à l'arrière a, en général, les propriétés d'un miroir et comporte des pistes conductrices 2 placées verticalement et appelées colonnes. Le substrat isolant placé à l'avant est, en général, en verre transparent et comporte des pistes conductrices transparentes 3 placées horizontalement et appelées lignes. Ces différents substrats ne sont pas représentés sur la figure, car ils ne sont pas essentiels à la comprehension de l'invention.Des conducteurs de liaison 4 et 5 disposés en nappe dans un film souple appelé limande relient les lignes 3 et les colonnes 2 à leurs circuits de commande respectifs 6 et 7. La figure 2 est une vue éclatée d'un exemple de dispositif de raccordement selon l'art connu. Elle représente un agrandissement d'une partie de l'écran et des éléments de raccordements associés. L'élément d'écran 10 comporte des pistes conductrices telles que Il représentées hachurées sur la figure 2. L'extrémité d'une limande 12 comportant des conducteurs 13 est placée au-dessus de l'écran 10 et positionnée par des procédés optiques de façon à aligner les conducteurs 13 de la limande 12 avec les extrémités des pistes conductrices 11 de l'écran 10.Un élément de liaison 14 constitué d'un grand nombre de conducteurs en forme de U disposés selon la figure, généralement en fil d'or, isolés les uns des autres et maintenus solidaires entre eux par un film souple, généralement un élastomère, assure la liaison entre les conducteurs de la limande 12 et les pistes conductrices de l'écran 10. Plusieurs conducteurs successifs en forme de U relient chacune des pistes Il a son conducteur correspondant 13. L'élément de liaison 14 est, dans certaines limites, compressible dans le sens vertical de sorte qu'une certaine pression peut être exercée et maintenue d'une part entre l'aile supérieure du U et la limande 12 et d'autre part l'aile inférieure du U et l'écran 10.Un cadre isolant rigide 15 d'épaisseur sensiblement inférieure à l'épaisseur de ltélément de liaison 14 limite la pression exercée sur l'élément de liaison 14 en limitant la distance de rapprochement possible entre la limande 12 et l'écran 10 lors de l'assemblage du dispositif de raccordement. Une barre isolante 16, généralement en caoutchouc isole la limande 12 d'un ressort 18 qui maintient les éléments en place; cette barre 16 par ailleurs répartit uniformément la pression du ressort 18 sur l'en- semble des conducteurs de la limande 12.Pour obtenir un lien mécanique rigide entre la limande 12 et l'écran 10 et ne pas modifier l'alignement optique dans le cas d'un effort exercé séparément sur la limande 12 ou sur l'écran 10, la limande est maintenue appliquée contre la partie inférieure de l'écran 10 par le ressort 18, une barre de caoutchouc 17 assurant l'isolement et la protection mécanique de la limande 12. La figure 3 est une vue en coupe dans le plan yOx en position raccordée du dispositif de raccordement selon l'aspect de l'art connu et représentée en vue éclatée sur la figure 2. Les éléments portent les mêmes références que sur la figure 2 et ne sont pas décrits une seconde fois. L'élément de liaison 14 est comprimé dans le cadre 15 par le ressort 13 et assure de ce fait la liaison entre les conducteurs de la limande 12 et les pistes de l'écran 10. La description des figures 2 et 3 fait apparaître clairement les difficultés d'alignement, particulièrement pour des pistes transparentes, présentées par un dispositif selon l'art connu; l'élément de liaison 14 limite, par ailleurs, la réalisation de pistes conductrices plus étroites. Au contraire la description qui suit d'un dispositif de connexion et d'alignement selon l'invention fait apparaître la simplicité des moyens mis en oeuvre pour résoudre les difficultés précitées. La figure 4 illustre une disposition pratique des éléments du dispositif selon l'invention. Ne sont représentés sur cette figure que les éléments nécessaires à la comprehension de l'invention. Des plots 20 en matériau isolant, généralement en résine polymérisee, sont placés entre les extrémités des pistes conductrices 11 de l'écran 10. Par ailleurs, des plots 21 en matériau conducteur, généralement en cuivre, sont reliés aux conducteurs 13 de la limande 12. Lorsque la limande 12 est appliquée sur l'écran 10 les plots 21 de la limande 12 s'insèrent entre les plots 20 de l'écran 10 et entrent en contact avec les pistes conductrices 1 1 de l'écran 10.Un plot 22 placé en première position et de largeur supérieure à celle des autres plots sert de détrompeur en ne rendant possible l'interpénétration des plots que pour le raccordement correct; un autre plot 22, non représenté sur la figure, est placé en dernière position. La figure 5 est une vue en coupe dans le plan yOx et en position raccordée du dispositif de connexion et d'alignement selon l'invention et décrit partiellement sur la figure 4. Le mode d'assemblage est comparable à celui décrit figure 3 pour le dispositif de raccordement correspondant à l'art antérieur. La référence 23 représente, vu par son extrémité, l'alignement des deux rangées de plots interdigités ; l'élément de liaison 14 et le cadre 15 représentés sur les figures 2 et 3 ne sont plus nécessaires. Le dispositif de connexion et d'alignement d'un faisceau de fils en nappe avec les pistes conductrices correspondantes portées par un substrat présente donc les avantages suivants: - suppression des procédés optiques pour l'alignement du faisceau de fils avec le substrat; - alignement direct des points de contact électrique du faisceau et du substrat ; - suppression des problèmes liés à la transparence des pistes conductrices dans le cas d'un dispositif d'affichage - possibilité de réaliser des pistes conductrices de faible largeur; - possibilités de connexions et de déconnexions rapides et répétées dans le cadre, par exemple, de la maintenance; - suppression d'un élément de liaison 14 et d'un cadre rigide (15) en matériau isolant;; - simplification substantielle du dispositif. Pour illustrer le dispositif de connexion et d'alignement selon l'invention, les plots représentés, à titre d'exemple, sur la figure 4 sont de forme rectangulaire et tout déplacement latéral (dans la direction Oz) de la limande 12 par rapport à l'écran 10 est impossible. Sans quitter le cadre de l'invention d'autres formes de plots peuvent être utilisés. A titre d'exemple non limitatif, la figure 6 illustre des formes de plots isolants 120 aux contours concaves associés à des plots conducteurs 121 aux contours convexes interdisant tout déplacement latéral (direction Oz) ou longitudinal (direction Ox) de la limande par rapport à l'écran. La figure 6 représente, dans le plan xOz, le dispositif en position raccordée. Pour la clarté du dessin, le matériau isolant de la limande 12 a été représenté transparent; par ailleurs les mêmes éléments portent les mêmes références que sur les figures précédentes et ne sont pas décrits une seconde fois. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisations qui viennent d'être décrits. Restent notamment dans le cadre de l'invention toutes combinaisons utilisant des plots de formes différentes placés sur un même dispositif de connexion et d'alignement visant à jouer un rôle de détrompeur ou à éviter un déplacement de la limande par rapport au substrat dans plusieurs directions. Ces possibilités sont encore un avantage supplémentaire par rapport à fart connu. REVENDICATIONS 1. Dispositif de connexion et d'alignement d'un faisceau de fils en nappe (12) avec des pistes conductrices correspondantes (11) portées par un substrat (10), caractérisé en ce que ledit dispositif comporte une première rangée de plots conducteurs (21) disposés sur ladite nappe, chaque plot (21) étant en contact électrique avec un conducteur (13) de la nappe et une deuxième rangée de plots isolants (20) portés par le substrat (10) chaque plot (20) étant placé entre les pistes conductrices du substrat et disposés de façon à s'insérer entre les plots conducteurs (21) de la nappe lorsque la connexion est établie et en ce que l'épaisseur des plots isolants (20) est au plus égale à celle des plots conducteurs (21) afin de permettre à ces plots conducteurs (21) d'entrer en contact avec les pistes conductrices (11) du substrat (10). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour éviter, lors de la connexion, un décalage de rang entre les fils (13) de la nappe (12) et les pistes correspondantes (11) du substrat (10). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour éviter le décalage de rang lors du raccordement sont constitués par un plot conducteur (22), disposé à chaque extrémité de la rangée de plots conducteurs (21) et de largeur supérieure à celle des autres plots conducteurs (21). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un ressort (18) en forme de lyre maintenant le faisceau de fils en nappe (12) appliqué contre le substrat (10). 5. Dispositif selon les revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que les plots conducteurs (21) sont en cuivre. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plots isolants (20) sont en verre ou en résine polymérisée. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des plots dotés d'une configuration particulière n'autorisant le déplacement du faisceau de fils en nappe (12) par rapport au substrat (10) que selon une seule direction. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les plots isolants (120) ont un contour présentant des parties concaves et les plots conducteurs (121) ont un contour présentant des parties convexes rendant impossible tout déplacement latéral ou longitudinal par rapport auxdites rangées de plots. q 9. Système d'affichage à écran matriciel comportant un substrat sur lequel se trouve une grande densité de pistes métallisées, lesdites pistes étant reliées à leurs circuits de commande par un faisceau de fils en nappe et comportant un dispositif de connexion et d'alignement selon 1' une des Neuendications 1 8.