Brevet FR2792076A1 — publié le 20001013

A 2792076 Dispositif de test d'un réseau d'électrodes et procédé associé L'invention concerne un dispositif de test d'un panneau à plasma et un procédé de test dudit panneau. Plus particulièrement, le test vérifie I'intégrité des électrodes d'un écran plat, et notamment d'un panneau à plasma. Les panneaux à plasma, appelé par la suite PAP, sont des écrans de visualisation de type plat. Il existe deux grandes familles de PAP, à savoir les PAP dont le fonctionnement est du type continu et ceux dont le fonctionnement est du type alternatif. Les PAP comprennent généralement deux dalles isolantes (ou substrat), portant chacune un ou plusieurs réseaux d'électrodes parallèles et délimitant entre elles un espace rempli de gaz. Les dalles sont assemblées l'une à l'autre de manière à définir des intersections entre les électrodes desdits réseaux. Chaque intersection d'électrodes définit une cellule élémentaire à laquelle correspond un espace gazeux partiellement délimité par des barrières et dans lequel se produit une décharge électrique lorsque la cellule est activée. La décharge électrique provoque une ionisation du gaz dans la cellule élémentaire, accompagnée d'une émission de lumière de la cellule. Si une électrode d'un PAP est coupée, il apparaît un trait noir sur l'écran qui nuit à l'image et rend le PAP inutilisable. Lors de la fabrication, les électrodes peuvent être endommagées à n'importe quel moment suite à une erreur de manipulation. Les moments les plus critiques sont d'une part lors de la gravure des électrodes et d'autre part lors de l'assemblage des dalles. Un test visuel sur un écran allumé permet de détecter très rapidement une rupture d'électrode mais permet seulement le tri en fin de fabrication. Il est préférable de tester les dalles lors de la gravure des électrodes afin de pouvoir les réparer immédiatement et également juste après l'assemblage afin de ne pas réaliser le pompage et le remplissage du PAP sur les écrans défectueux. Classiquement, le test de continuité des électrodes est réalisé comme indiqué sur la figure 1. Chaque électrode 2 d'une dalle 1 est testée par un contrôleur de continuité 3, par exemple un ohmmètre, par l'intermédiaire de deux sondes 4 et 5 placées à chaque extrémité de I'électrode à tester. Un tel dispositif nécessite que toutes les électrodes 2 débouchent sur les deux cotés opposés de la dalle qui les supportent. La largeur des électrodes est de l'ordre de la centaine de tim, ce qui demande un positionnement précis pour chaque mesure. La répétition de ces mesures entraîne une durée de test importante. Un tel dispositif ne permet pas en outre de détecter les court-circuits entre électrodes voisines. L'invention propose de tester les électrodes par couplage capacitif avec une antenne. La dalle (ou le PAP) est positionnée sur un bâti qui polarise les électrodes d'une dalle. Une antenne se déplace ensuite au- dessus de la dalle (ou du PAP) pour mesurer le champ électrique produit par les électrodes. Le ou les écarts du champ électrique mesuré permettent de déterminer si les électrodes sont coupées ou non. L'invention a pour objet un dispositif de test pour un réseau d'électrodes placé sur au moins une dalle de support, le dispositif comportant des moyens d'alimentation pour polariser les électrodes afin que celles-ci produisent un champ électrique; au moins une antenne munie de moyens de guidage pour pouvoir être déplacée parallèlement à la dalle de support à une distance quasi constante des électrodes afin de mesurer un champ électrique provenant desdites électrodes. Afin d'améliorer la lisibilité de la mesure, les moyens d'alimentation comportent un premier moyen pour polariser la moitié des électrodes à une tension de polarisation et un deuxième moyen pour polariser l'autre moitié des électrodes avec l'opposée de la tension de polarisation, et en ce que lesdits premier et deuxième moyens sont agencés pour polariser les électrodes de manière alternée. L'invention a également pour objet un procédé de test d'un réseau d'électrodes placé sur au moins une dalle de support, caractérisé en ce que les électrodes sont polarisées afin d'émettre un champ électrique, et en ce qu'au moins une antenne est déplacée parallèlement à la dalle de support à une distance quasi constante des électrodes afin de mesurer un champ électrique provenant desdites électrodes. Afin d'améliorer la lisibilité de la mesure, la moitié des électrodes est polarisée avec une tension de polarisation, et l'autre moitié des électrodes est polarisée avec l'opposée de la tension de polarisation, et en ce que, les électrodes sont polarisées de manière alternée L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels: la figure 1 représente schématiquement un dispositif de test selon l'état de la technique, la figure 2 représente schématiquement un dispositif de test selon l'invention, les figures 3 et 4 représentent l'invention selon un premier mode de réalisation, les figures 5 et 6 représentent le principe de mesure mis en oeuvre dans l'invention, la figure 7 représente un circuit de mesure utilisé dans l'invention, les figures 8 et 9 représentent les signaux mesurés par l'antenne en absence de coupure d'électrode, la figure 10 représente les signaux internes du circuit de mesure de la figure 7 lorsqu'une erreur est détectée, la figure 11 représente un dispositif selon l'invention à deux antennes, la figure 12 représente une extrémité d'antenne utilisée dans le dispositif de la figure 11, les figures 13 et 14 représentent deux modes de fonctionnement du dispositif de la figure 11. La figure 2 représente un dispositif de test pour une dalle de panneau à plasma 20 dont les électrodes 21 débouchent alternativement de part et d'autre de la dalle 20. L'homme du métier peut remarquer qu'une telle configuration permet d'élargir les électrodes 21 sur leur extrémité de contact. La dalle 20 est placée sur deux rails 22 et 23 de manière à ce que la moitié des électrodes soit en contact avec chaque rail 22 ou 23 de manière alternée. Le rail 22 est alimenté électriquement à un potentiel de polarisation, et le rail 23 est alimenté avec une tension égale à l'inverse de la tension de polarisation. Les deux rails 22 et 23 se comportent comme des moyens d'alimentation pour polariser la moitié des électrodes avec une tension de polarisation et l'autre moitié des électrodes avec l'opposée de la tension de polarisation de manière alternée. Dans l'exemple préféré, la tension de polarisation est sinusoïdale et est par exemple égale à V * sin (o)t), I'inverse de la tension étant égal à -sin (ot). L'antenne 24 se déplace parallèlement à la dalle testée. Il est possible d'utiliser n'importe quelle forme de tension de polarisation y compris des tensions continues, mais il devient alors difficile de filtrer les parasites de basse fréquence. Egalement, il est possible d'utiliser une unique tension de polarisation, mais cela revient alors à mesurer une variation de capacité de manière très précise, ce qui dans le cas d'un panneau à plasma peut être difficile à interpréter. L'alternance de signaux sinusoïdaux sur les électrodes permet d'avoir une simplicité de mise en oeuvre doublée d'une très bonne lisibilité des mesures. Les figures 3 et 4 représentent un exemple de réalisation d'une table servant à tester des dalles d'écran à plasma selon l'invention. La table comporte un plateau 30 qui supporte les deux rails d'alimentation 22 et 23 et deux rails de guidage 31 et 32. Les rails d'alimentation 22 et 23 servent également de support pour la dalle 20 à tester. Un portique 33 qui supporte l'antenne 24 est relié aux rails de guidage pour pouvoir effectuer une translation parallèle à la dalle à tester. Le déplacement du portique 33 s'effectue par exemple à l'aide un moteur pas à pas (non représenté). Préférentiellement, l'antenne 24 est un fil conducteur relié au portique 33 par des éléments de réglage 34 et 35 qui permettent de régler la hauteur de l'antenne 24 par rapport à la dalle 20. Les éléments de réglage 34 et 35 peuvent être supprimés si la table sert uniquement à tester des dalles dont I'épaisseur est définie comme étant fixe. La figure 5 illustre le principe de test mis en oeuvre dans l'invention. L'antenne 24 se déplace parallèlement à la dalle 20 et donc parallèlement aux électrodes 21 soutenues par la dalle. Bien évidemment, une erreur de parallélisme est toujours possible, celle-ci n'est pas gênante si le déplacement de l'antenne 24 reste sensiblement parallèle au plan de la dalle 20. Une modélisation du champ électrique produit par les électrodes 21 et capté par l'antenne 24 revient à traiter l'interaction de chaque électrode 21 avec l'antenne 24 comme un condensateur 50 à 54 dont le diélectrique est constitué par une couche isolante de la dalle 20, I'isolant 55 entourant l'antenne 24 et l'air situé entre l'antenne 24 et la dalle 20. Une telle modélisation est représentée sur la figure 6. Dans l'exemple décrit, seul cinq condensateurs 50 à 54 sont pris en compte. En réalité, avec une antenne réalisée à l'aide d'un fil, il faut prendre en compte 50 à 100 condensateurs, le nombre dépendant de la taille de l'antenne 24, de la taille et de l'espacement des électrodes 21 et de l'écart entre les électrodes 21 et l'antenne 24. Le modèle électrique de la figure 6 représente deux sources de tension 60 et 61 connectées chacune à une armature de la moitié des condensateurs 50 à 54. Les source de tension 60 et 61 fournissent deux tensions de signe opposé. L'autre armature des condensateurs 50 à 54 est connectée à l'antenne 24. Pour détecter un éventuel court-circuit entre deux électrodes 21 voisines, il suffit de mesurer le courant à l'aide d'un ampèremètre 62 placé en série avec une des sources de tension 60. L'antenne 24 est connectée à l'entrée d'un amplificateur 63 dont la sortie est connectée à un circuit de contrôle 64 dont un exemple de réalisation est détaillé sur la figure 7. Le circuit de contrôle 64 dispose d'une entrée qui reçoit le signal provenant de l'antenne 24 après amplification dans l'amplificateur 63. Un filtre passe-bande 70 dont une entrée correspond à l'entrée du circuit de contrôle 64 élimine les parasites captés par l'antenne 24, fournissant sur une sortie un signal filtré. L'homme du métier peut remarquer que les composantes continues et basses fréquences (secteur) parasites sont rejetées aisément étant donné que le signal de polarisation est sinusoïdal (la fréquence étant choisie pour permettre un filtrage simple). Un mélangeur 71 disposant de deux entrées et d'une sortie reçoit sur l'une des entrées une tension proportionnelle à l'une des tensions de polarisation, par exemple sin (oet). L'autre des entrées du mélangeur 71 est connectée à la sortie du filtre passe-bande 70. Le signal fourni sur la sortie du mélangeur correspond au produit des signaux présents sur ses entrées. Un filtre passe-bas 72 dispose d'une entrée connectée à la sortie du mélangeur 71 et d'une sortie. La fréquence de coupure correspond à une fréquence inférieure à la fréquence de la tension de polarisation mais supérieure à la fréquence d'enveloppe qui module le signal capté par l'antenne 24. La sortie du filtre passe-bas 72 fournit un signal qui est proportionnel à l'enveloppe du champ électrique capté par l'antenne 24. Un comparateur 73 compare le signal sortant du filtre passe-bas 72 avec zéro volt afin de fournir sur une sortie un signal représentatif du signe de l'enveloppe. Un générateur d'impulsion 74 dispose d'une entrée connectée à la sortie du comparateur 73 et d'une sortie qui fournit une impulsion chaque fois que l'enveloppe change de signe. Un compteur 75 dispose d'une entrée de remise à zéro, d'une entrée d'horloge et d'une sortie de comptage. L'entrée de remise à zéro est connectée à la sortie du générateur d'impulsion 74 de sorte que le compteur est remis à zéro chaque fois que l'enveloppe change de signe. Un signal d'horloge H est fourni sur l'entrée d'horloge. On choisira préférentielle une fréquence de signal d'horloge élevée pour avoir une bonne résolution de comptage. Le compteur 75 mesure la durée entre deux changements de signe du signal d'enveloppe. Un comparateur 76 dispose d'une entrée de donnée connectée à la sortie de comptage du compteur 75 et d'une sortie qui fournit un signal binaire d'erreur actif si le comptage est supérieur à une valeur prédéfinie Dmax. Le signal binaire peut être traité de différentes façons. Une manière simple et efficace d'utiliser le signal binaire d'erreur consiste à commander un dispositif de marquage solidaire du portique 33 chaque fois que ledit signal d'erreur est actif. Le résultat ainsi obtenu permet de repérer de manière précise les électrodes défectueuses. Bien évidemment, d'autres traitements de ce signal d'erreur peuvent être envisagés. Sur les figures 8 et 9, sont représentées des morceaux de courbes de la tension présente à la sortie du filtre passe bande 70 lorsque les électrodes ne sont pas coupées. La figure 8 correspond à l'extrémité de la dalle. Le signal d'enveloppe 80 correspond à une sinusoïde amortie car lorsqu'on se situe sur une extrémité du panneau, I'antenne est soumise à des électrodes réparties unilatéralement. L'amortissement vient de la prise en compte successive des électrodes de manière bilatérale. Pour des raisons pratiques, I'amortissement est représenté sur trois périodes alors que, dans la pratique, I'amortissement dure dix à vingt périodes. Une période correspond au passage de l'antenne 24 à vitesse constante au-dessus de deux électrodes successives polarisées avec des tensions de signe opposé. La figure 9 correspond à la courbe mesurée au milieu de la dalle, le signal d'enveloppe 80 est alors d'amplitude constante. Le signal d'enveloppe 80 peut s'écrire sous la forme f(x)*sin(t/I), avec x la position de l'antenne 24 par rapport à une extrémité de la dalle 20, f(x) la fonction d'amortissement et 6 la durée pour que l'antenne parcoure (à vitesse constante) la distance entre deux électrodes de même polarité. A l'aide de la figure 10, on va à présent expliquer comment est détectée une coupure d'électrode. La figure 10A représente le signal mesuré qui sort du filtre 70 lorsqu'il n'y a pas de coupure et que l'on se situe au milieu de la dalle 20. Le signal mesuré 100 est un signal de la forme K * sin (cet) * sin (t/b). Le signal mesuré 100 est affecté de l'enveloppe 80 comme expliqué précédemment. Mais si jamais une électrode est coupée, cela revient à diminuer plus ou moins fortement la capacité d'un condensateur 52 correspondant à la position o se situe la coupure. L'influence du condensateur 52 de capacité réduite est maximale lorsque l'antenne 24 se trouve juste au-dessus de celui-ci. Ainsi on peut mesurer un signal dont l'enveloppe est déformée comme indiqué sur les courbes 101 et 102. La courbe 101 correspond à une électrode coupée près du bord o elle est alimentée, et la courbe 102 correspond à une électrode coupée loin du bord o elle est alimentée. Au niveau de l'électrode coupée, l'enveloppe n'a plus un rapport cyclique constant. La figure O10B représente le signal sortant du filtre 72 dans les cas correspondant aux courbes 101 et 102. Par la suite les courbes en trait plein se rapporteront à la courbe 101 et les courbes en trait pointillés se rapporteront à la courbe 102. La figure 10C représente la courbe qui correspond au signal sortant du comparateur 73 lorsqu'il reçoit le signal 101. Le générateur d'impulsions 74 fournit alors des impulsions comme indiqué sur la figure 10D. L'homme du métier notera que la coupure de l'électrode est ici détectée par l'absence d'impulsions. La figure 10E représente d'une part une courbe de comptage 103 qui est remise à zéro lors de chaque impulsion et qui est représentative de la sortie du compteur 75, et d'autre part le seuil de comptage Dmax. La courbe de la figure 10F représente le signal binaire d'erreur qui est actif lorsque le comptage est supérieur à Dmax. Les courbes représentées sur les figures 1OG à 10J correspondent au cas de l'enveloppe 102. Ici, on peut voir que l'erreur est détectée par le déplacement des passages à zéro de l'enveloppe 102. Le signal d'erreur est ici actif deux fois pour une seule électrode coupée. L'homme du métier peut remarquer que si la coupure est très éloignée de l'extrémité d'alimentation, celle-ci est peu détectable avec un tel système car on est obligé de prévoir une marge d'erreur sur le seuil Dmax pour palier à une éventuelle gigue de phase notamment due à l'influence d'une électrode coupée à une certaine distance. Un défaut de la table 30 est de nécessiter une manipulation du panneau à plasma lorsque l'on désire tester les électrodes des deux dalles après assemblage. De plus, il faut avoir recours à des rails mobiles et disposer d'une table carrée dont le côté correspond à la plus grande longueur d'un panneau à plasma. La figure 11 montre une table de mesure 110 disposant de quatre rails d'alimentation 111 à 114 parallèles deux à deux pour pouvoir alimenter les électrodes situées selon deux orientations perpendiculaires. La table comporte également deux rails de guidage 115 et 116 qui servent à guider deux portiques 117 et 118 qui supportent chacun un porte- antenne 119 et 120. Chacun des porte-antenne 119 et 120 est guidé en translation le long du portique 117 et 118 qui le supporte. Chaque porte- antenne 119 et 120 supporte une antenne de taille réduite, chaque antenne ayant son propre circuit de traitement. La figure 12 représente un exemple d'extrémité d'antenne de taille réduite en forme de pointe. L'extrémité de l'antenne est constituée d'une âme 121 métallique entourée d'un isolant 122, le tout entouré d'un blindage métallique 123 relié à la masse. Une telle antenne n'est sensible qu'à ce qui se trouve dans une zone de petite dimension. Une antenne de taille réduite prendra en compte environ dix électrodes. Par ailleurs, les antennes sont déplacées au niveau des extrémités de la dalle qui sont utilisées pour alimenter les électrodes, comme montré sur les figures 13 et 14, de sorte que les coupures apparaissent toujours comme des suppressions de condensateur sur au moins une des antennes quelle que soit la localisation de la coupure. Bien évidemment, de nombreuses variantes sont possibles sans pour autant sortir du cadre de l'invention. L'analyse des signaux mesurés peut se faire de manière totalement différente. On peut par exemple numériser le signal et effectuer un traitement numérique qui fasse appel à une modélisation précise du phénomène. L'homme du métier comprendra également qu'il est possible d'utiliser plus de deux antennes dont les formes peuvent varier considérablement. Les moyens d'alimentation ne sont pas nécessairement des rails et peuvent être remplacés par tout autre type de contacts. Les moyens de guidage peuvent être totalement différents de ceux représentés, à partir du moment o ceux-ci permettent un déplacement parallèle de la ou des antennes par rapport aux électrodes à tester. Egalement, l'invention a été décrite pour tester des dalles d'écran plasma, il va de soi que l'invention peut être utilisée pour tester tout type de dalle comportant un réseau d'électrodes, par exemple une dalle d'écran à cristaux liquides. REVENDICATIONS 1. Dispositif de test pour un réseau d'électrodes (21) placé sur au moins une dalle (20) de support, caractérisé en ce que le dispositif comporte: des moyens d'alimentation (22, 23) pour polariser les électrodes afin que celles-ci produisent un champ électrique; - au moins une antenne (24) munie de moyens de guidage (31 à 33) pour pouvoir être déplacée parallèlement à la dalle (20) de support à une distance quasi constante des électrodes (21) afin de mesurer un champ électrique provenant desdites électrodes (21). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation comporte un premier moyen (22) pour polariser la moitié des électrodes à une tension de polarisation (Vsin(cot)) et un deuxième moyen (23) pour polariser l'autre moitié des électrodes avec l'opposée (-Vsin(ot)) de la tension de polarisation, et en ce que lesdits premier et deuxième moyens sont agencés pour polariser les électrodes de manière alternée. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (34, 35) pour régler la distance entre la au moins une antenne (24) et la dalle (20). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'antenne (24) est un fil parallèle à la dalle (20). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte quatre rails conducteurs (111 à 114) parallèles deux à deux et au moins deux antennes. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les antennes sont des pointes dont une extrémité se déplace dans un plan parallèle au réseau d'électrodes. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la tension d'alimentation est une tension sinusoïdale. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation comportent un moyen (62) pour mesurer le courant traversant les électrodes. 9. Procédé de test d'un réseau d'électrodes (21) placé sur au moins une dalle (20) de support, caractérisé en ce que les électrodes (21) sont polarisées afin d'émettre un champ électrique, et en ce qu'au moins une antenne (24) est déplacée parallèlement à la dalle (20) de support à une distance quasi constante des électrodes (21) afin de mesurer un champ électrique provenant desdites électrodes (21). 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la moitié des électrodes est polarisée avec une tension de polarisation (Vsin(cot)), et l'autre moitié des électrodes est polarisée avec l'opposée (- Vsin(cot)) de la tension de polarisation, et en ce que, les électrodes sont polarisées de manière alternée 1il. Procédé selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que la tension d'alimentation est une tension sinusoïdale. 12. Procédé selon l'une des revendications 9 à 1 1, caractérisé en ce que l'on mesure le courant qui traverse les électrodes. 13. Procédé selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que si une électrode est coupée alors l'électrode coupée est localisée. 14. Procédé selon l'une des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que l'on déplace deux antennes à proximité des extrémités de la dalle qui servent à alimenter les électrodes.