Brevet FR2548469A1 — publié le 19850104

DISPOSITIF DE CONNEXION ET D'ALIGNEMENT DE CONDUCTEURS DISPOSES EN NAPPE 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 ecran 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 résolutionmaximale 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 mème surface d'écran. Pour fixer un ordre de grandeur, les pistes conductrices peuvent avoir une largeur de 250 m et être separées par une distance du même ordre, leur épaisseur étant inférieure à 1 m.Les dispositifs d'affichage à accès matriciel comporte généralement des écrans de visualisation connectés une électronique de commande implantée 5L:'. un circuit imprimé par lintermédiaire de connecteurs élastomères. Ceux-ci permettent la réalisation de conne::-ions à des pas très inférieurs à ceux réalisés par des systèmes mécaniques Le raccordement entre les pistes conductrices portées par Un substrat et un faisceau de fils conducteurs disposés en nappe ou d'autres pistes supportées par un circuit imprimé, par exemple par l'intermédiaire d'un connecteur, pose de sérieux problèmes lorsque le nombre de conducteurs augmente et que leur dimension diminue. Dans le cas des écrans de visualisation, les pistes conductrices de l'écran sont raccordées à leurs circuits de commande au moyen d'un connecteur comprenant un faisceau de conducteurs disposés en nappe sur un matériau isolant.Le raccordement consiste à faire comcider électriquement chaque piste conductrice de l'écran avec le conducteur correspondant placé sur le circuit imprimé; une certaine pression, obtenue par un ressort, assure la rigidité de l'ensemble. Des procédés optiques et mécaniques, longs et compliqués, doivent être mis en oeuvre d'abord pour aligner les conducteurs des différents éléments, ensuite pour maintenir ces conditions d'alignement pendant le rapprochement et le serrage de ces éléments. Enfin, l'alignement devient pratiquement impossible si les pistes conductrices sont en matériau transparent comme par exemple l'oxyde d'indium. Afin de pallier ces inconvénients, la présente invention propose un système de connexion et d'alignement assurant rapidement et simplement la mise en comcidence des conducteurs des différents éléments grâce à une détection électrique de la continuité entre deux conducteurs correspondants placés sur les différents éléments. L'invention a donc pour objet un dispositif de connexion et d'alignement d'au moins une nappe de conducteurs avec des électrodes déposées sur un substrat lesdits conducteurs devant occuper une position déterminée par rapport auxdites électrodes, les liaisons électriques entre les conducteurs et les électrodes étant assurées par un connecteur, le dispositif comprenant des moyens de détection du positionnement des électrodes par rapport aux conducteurs, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection comprennent au moins une piste de test associée auxdits conducteurs et au moins une piste de test associée auxdites électrodes, lesdites pistes présentant une continuité électrique lorsque ledit positionnement est réalisé, cette continuité étant décelée par un élément de détection. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront au moyen de la description qui va suivre et des figures annexées parmi lesquelles: - la figure 1 représente un système de connexion de conducteurs disposés sur deux éléments, selon l'art connu; - la figure 2 représente un système de connexion selon l'invention: - les figures 3 et 4 représentent des variantes de systèmes de connexion selon l'invention. La figure 1 représente un système de connexion de conducteurs disposés sur deux éléments, selon l'art connu. On a choisi de représenter le système de connexion d'un substrat 1 en verre qui peut être l'une des lames supportant l'un des réseaux d'électrodes d'un écran de visualisation à accès matriciel. L'élément 10 symbolise le reste de l'écran de visualisation comprenant, par exemple, une couche de cristal liquide insérée entre la lame 1 et une autre lame 11 supportant l'autre réseau d'électrodes de l'écran. Des conducteurs 2 sont gravés sur le substrat l du côté de l'élément 10. Ils sont disposés parallèlement entre eux et sont régulièrement espacés. Afin qu'un rayon lumineux incident au substrat 1 puisse accéder à la couche de cristal liquide de écran, il est nécessaire que les conducteurs 2 soient transparents. Ils peuvent être constitués d'une couche d'oxyde d'indium. Un circuit imprimé double face 3 est placé sous l'élément 10 et supporte des éiéments 4 faisant partie de circuits électroniques de commande de l'écran. On conçoit que les contacts électriques entre la face interne du circuit imprimé 3 et les conducteurs supportés par la lame 11 sont facilement réalisables. Par contre, les liaisons entre les conducteurs 2 du substrat 1 et les conducteurs 5 qui leur correspondent sur le circuit imprimé doivent être assurées par l'intermédiaire d'un connecteur 6. Les extrémités des conducteurs 5 sont gravées au même pas que les conducteurs 2 et sont situées en regard de ces conducteurs. Le connecteur 6 est généralement constitué par un corps 7 en élastomère qui est cerclé selon sa plus grande dimension de pistes conductrices 8 isolées entre elles et parallèles aux conducteurs 2 et 5. L'espace séparant les pistes 8 entre elles est du même ordre de grandeur que la largeur de ces pistes. Le pas des pistes de connexion est en général choisi inférieur à celui des conducteurs à relier.Ceci a plusieurs avantages: le positionnement du connecteur par rapport aux conducteurs à relier n'a pas besoin d'être rigoureux et les risques de courtcircuits entre conducteurs sont ainsi évités. Un deuxième connecteur 9 jouant le même rôle que le connecteur G peut être prévu à l'autre extrémité des conducteurs 2. Un léger serrage exercé sur l'ensemble, comme l'indiquent les flèches, assure le contact électrique des différentes parties. Les corps des connecteurs étant en élastomère se déforment légèrement sous l'effet du serrage assurant l'efficacité du contact. Cependant, il est impératif d'aligner les conducteurs du substrat avec ceux du circuit imprimé. Cette opération est assez délicate surtout si le substrat n'est pas transparent et par conséquent ne permet pas un alignement visuel. La figure 2 est une vue éclatée d'un système de connexion de conducteurs disposés sur plusieurs éléments, selon l'invention. On a choisi de représenter, comme à la figure 1, le système de connexion d'une lame supportant l'un des réseaux d'électrodes d'un écran de visualisation à accès matriciel. C'est en effet dans ce domaine que le problème de la qualité des systèmes de connexion se pose avec acuité, surtout lorsque le nombre d'électrodes des réseaux tend à augmenter et les dimensions à diminuer. La figure 2 est une vue de dessus d'une lame 20 supportant un réseau d'électrodes gravées 21 qui sont situées sur la face opposée à celle représentée sur la figure. Les électrodes 21 peuvent être réfléchissantes ou transparentes suivant l'art connu des écrans de visualisation. Elles sont rectilignes et disposées parallèlement entre elles.On suppose qu'elles doivent être reliées à des éléments portés par un circuit imprimé 38 par l'intermédiaire de conducteurs 24 et 25. Cet agencement est notamment recherché dans le cas des écrans à cristaux liquides smectiques à accès matriciel où un courant de chauffage doit traverser les électrodes de l'un des réseaux de la matrice. Le circuit imprimé 38 comprend une partie 22 supportant les conducteurs 24 et une partie 23 supportant les conducteurs 25. Sur la figure 2, on a représenté côte à côte la lame 20, les connecteurs 26 et 27 ainsi que les parties 22 et 23 du circuit imprimé 38 afin de simplifier le dessin et sa compréhension.En fait, les connecteurs 26 et 27 sont situés sous la lame et sur les parties 22 et 23 de façon à assurer la liaison électrique entre les électrodes 21 et les conducteurs correspondants 24 et 2fui, comme le montre la figure 1. La largeur des conducteurs 24 et 25 est sensiblement égale à la largeur des électrodes 21. Le pas de ces conducteurs est égal au pas des électrodes 21. La liaison entre les électrodes 21 et les conducteurs 24 et 25 est réalisée par les connecteurs 26 et 27 par exemple du type décrit précédemment. Comme il a été dit plus haut, le pas des pistes portées par les connecteurs est inférieur au pas des électrodes 21 et des conducteurs 24 et 25 afin d'assurer des contacts sûrs et efficaces. Afin d'assurer un positionnement relatif correct des électrodes et des conducteurs, l'invention propose de- graver des pistes de test sur la lame 20 et sur les parties 22 et 23 du circuit imprimé 38. Les pistes de test sont composées des conducteurs 28 et 29 sur la partie 22, des conducteurs 32 et 33 sur la lame 20 et des conducteurs 30 et 31 sur la partie 23 du circuit imprimé 38. La distance moyenne séparant la piste 28 (respectivement 30) du conducteur 24 (respectivement 25) le plus proche est égale à la distance moyenne séparant la piste 32 de l'électrode 21 la plus proche. I1 en va de même pour les pistes de test 29, 31 et 33 par rapport à l'électrode et aux conducteurs les plus proches.Toutes les pistes de test étant parallèles aux conducteurs 24 et 25 ainsi qu'aux électrodes 21, les différents éléments représentés à la figure 2 seront correctement assemblés lorsqu'il y aura une continuité électrique entre les pistes 28, 3C et 32 d'une part et 29, 31 et 33 d'autre part. La continuité des pistes de test peut être décelée par un élément indiquant le passage d'un courant électrique. A cet effet, une source d'alimentation 34 en série avec une lampe 35 (ou un vibrateur) reliées en série avec les pistes 23, 30 et 32 peuvent assurer cette fonction. De meme la source cl'alimentation 36 et l'élément 37 confirment la continuité des pistes de test 29, 31 et 33. On peut noter quels théoriquement il suffit d'un seul jeu de pistes pistes de test (28, 30 et 32) pour assurer l'assemblage des différents éléments. Cependant, il convient d'éviter que la continuité électrique entre les pistes 28 et 30 ne soit assurer par l'une des électrodes 21. Ceci peut être réalisé par deux jeux de pistes Je test, chaque jeu étant de préférence placé de chaque côté du groupe d'électrodes 21. Avec une telle disposition, l'assem- blage sera correctement réalisé si la continuité électrique est décelée à la fois pour ses deux jeux-de pistes de test. tSne autre disposition peut être également mise en oeuvre : on peut faire ex. sorte que la distance séparant les pistes de test de l'électrode 21 la plus proche soit nettement supérieure au pas de ces électrodes peur éviter toute erreur possible. Pour permettre un alignement t plus précis des électrodes 32 avec les conducteurs 24 et 25 correspondants, on peut rendre les gravures des pistes de test portées par les parties 22 et 23 moins larges que les pistes de test portées par la lame 20. Par exemple, la .ar?e.ur des pistes 28, 29, 30 et 31 sera moitié de la largeur des électrodes 21. Ceci permet de réaliser un alignement avec une précision au moins égale au demi-pas des électrodes 21. Toujours polir permettre une plus grande précision dans l'alignement, la largeur des pis-t-es de test peut entre sensiblement inferieure à la largeur des électrodes 32. Par exemple, la largeur des pistes 28, 30, 32 et 29, 31, 33 peut entre cinq fois plus petite que la largeur des électrodes 21 et des conducteurs 24 et 25. D'une manière générale, plus les pistes de test seront fines par rapport aux électrodes et conducteurs, meilleure sera la précision d'alignement. Mais il faut aussi que la largeur des pistes de test soit supérieure au pas des pistes des connecteurs 26 et 27. Pour des questions de clarté de description, on a représenté deux sources d'alimentation 34 et 36 bien qu'une seule source suffit ainsi qu'un seul élément de détection pour déceler la continuité des deux jeux de pistes de test. Un tel système est représenté à la figure 3 qui reprend la disposition de base révélée par la figure 2 et où les mêmes références représentent les mêmes éléments. Les pistes 30 et 31 sont court-circuitées par un conducteur 42 et on dispose entre les extrémités A et B des pistes 28 et 29 d'une source d'alimentation en série ayec un élément de détection 41. Lorsque l'alignement des électrodes 21 avec les conducteurs 24 et 25 correspondantes sera réalisé, la source 40 délivrera un courant qui traversera l'élément de détection 41 par l'intermédiaire des pistes 28, 32, 30, 42, 31, 33 et 29 et grâce aux connecteurs 26 et 27. Il entre dans le cadre de l'invention de détecter l'alignement par des pistes de test ayant une configuration différente. On peut par exemple utiliser un détrompeur constitué par une forme en balonnette donnée aux pistes de test. C'est ce que représente la figure 4 qui montre un système de connexion de conducteurs du type décrit aux figures précédentes et où les mêmes références désignent les mêmes éléments. Au vu de la figure 4, on conçoit que la source d'alimentation 45 ne pourra délivrer un courant qui traversera l'élément de détection 46 (par exemple une lampe) que lorsque le circuit série formé de la source 45,de l'élément 46 et des pistes de test sera fermé. I1 faut pour ce faire qu'il existe une continuité électrique des pistes 28, 47 et 30 par l'intermédiaire des connecteurs 26 et 27. Les caractéristiques de largeur de piste énoncées précédemment s'appliquent aussi dans le cas de la figure 4. Pour éviter tout risque d'erreur d'alignement, il faut que le décrochement d de la balonnette 48 soit supérieur à la largeur des électrodes 21. Le système d'alignement selon l'invention permet de réaliser des connexions entre des ensembles de conducteurs d'une manière simple et efficace. I1 est particulièrement recommandé dans le cas du raccordement des électrodes d'un écran de visualisation à leur électronique de commande. REVENDICATIONS 1. Dispositif de connexion et d'alignement d'au moins une nappe de conducteurs (24, 25) avec des électrodes (21) déposées sur un substrat (20), lesdits conducteurs devant occuper une position déterminée par rapport auxdites électrodes, les liaisons électriques entre les conducteurs et les électrodes étant assurées par un connecteur (26, 27), le dispositif compre nant des moyens de détection du positionnement des électrodes par rapport aux conducteurs, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection com prennent au moins une piste de test (28) associée auxdits conducteurs et au moins une piste de test (32) associée auxdites électrodes, lesdites pistes présentant une continuité électrique lorsque ledit positionnement est réa lisé, cette continuité étant décelée par un élément de détection (41). 2. Dispositif de connexion et d'alignement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit connecteur comprend un corps en matériau déformable (7) cerclé de pistes conductrices (8) dont le pas est inférieur au pas desdites électrodes (21) et au pas desdits conducteurs (24, 25). 3. Dispositif de connexion et d'alignement selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit corps est réalisé en élastomère. 4. Dispositif de connexion et d'alignement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la distance séparant lesdites pistes de test (28, 30, 32) des conducteurs (24, 25) ou électrodes (21) adjacentes est sensiblement supérieure au pas desdits conducteurs ou desdites électrodes. 5. Dispositif de connexion et d'alignement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des pistes de test (28 à 33) sont prévues de chaque côté des conducteurs (24, 25) et électrodes (21) à connecter. 6. Dispositif de connexion et d'alignement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins l'une des pistes de test possède un détrompeur. 7. Dispositif de connexion et d'alignement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le détrompeur a une forme en talonnette (48). 8. Dispositif de connexion et d'alignement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la largeur des pistes de test est inférieure à la largeur des conducteurs et des électrodes à connecter, et supérieure au pas des pistes du connecteur.