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~,
. .
DISPOSITIF DE VISUALISATION A CRISTAUX LIQUIDES, A MATRICE
ACTIVE ET A CONTRE-ELECTRODE FRACTIONNEE
La présente invention concerne les dispositifs de
visualisation à cristaux liquides, du type dit à matrice
active, comprenant un écran afficheur ayant une couche mince
de cristaux liquides disposée entre une contre-électrode
plane et des électrodes (définissant chacune un condensateur
et un élément d'image, ou pixel, avec la contre-électrode)
disposées de telle sorte que chacun des pixels correspond à
une ligne et une colonne, chaque électrode étant reliée à un
élément de commande, tel qu'un transistor en couche mince,
permettant ou bien de la porter au potentiel d~un conducteur
de colonne qui est commun à tous les pixels de la colonne à
laquelle elle appartient, ou bien de l'isoler et de rendre
son potentiel flottant, suivant la tension qui est appliquée
à un conducteur de ligne commun à tous les éléments de
commande d'une même ligne.
Chaque élément de commande constitue ainsi un commuta-
teur qui, à l'état fermé, permet de porter l~électrode au
potentiel du conducteur de colonne et, à l'état ouvert,
isole l'électrode.
Pour éviter l~accumulation de charges résiduelles, qui
donneraient naissance à des images fantômes, on inverse en
gén~ral la polarité de la tension appliquée aux condensa-
teurs à intervalles réguliers, par exemple à la fréquence de
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`
rafraîchissement d~images. Ainsi la valeur moyenne , dans le
temps, de la tension appliquée au condensateur de chaque
pixel est nulle.
Il sera essentiellement question par la suite, pour la
clarté de l'exposé, d'écrans monochromes. Mais l'invention
est également applicable aux écrans d~affichage en couleur,
ayant au moins trois jeux de pixels, respectivement verts,
rouges et bleus.
Chacun des L conducteurs de ligne et chacun des C
conducteurs de colonne est relié à un circuit d'attaque ou
"driver" qui détermine la tension appliquée au conducteur.
Il faut donc L+C circuits dlattaque s'il y a LxC=P pixels.
Toute augmentation du nombre de circuits d'attaque
accroît le prix, la complexité et le risque de défaut du
dispositif. Ces conséquences sont d'autant plus graves que
l'écran est plus grand. Or la tendance est actuellement de
réaliser des écrans larges, par exemple ayant 1920x480
pixels dans le cas des écrans colorés.
La présente invention vise à fournir un dispositif du
type ci-dessus défini répondant mieux que ceux antérieure-
ment connus aux exigences de la pratique, notamment en ce
qu'il permet de réduire le nombre de circuits d'attaque.
Dans ce but, l'invention propose notamment un dispositif
caractérisé en ce que :
- chaque conducteur affecté à une rangée de pixels dans
une première direction (llgne ou colonne) est commun à un
groupe ayant un nombre entier n, supérieur à 1, de rangées
2153744
.
et comporte un seul circuit d'attaque, prévu pour appliquer
successivement plusieurs tensions de commande au cours d'un
cycle d'écriture de l'écran (ou cycle de trame) alors que
chaque conducteur affecté à une rangée de pixels dans la
seconde direction (colonne ou ligne) n~attaque qu'une seule
rangée dans ladite seconde direction, orthogonale à la
première ;
- en ce que la contre-électrode est fractionnée en n
parties munies chacune d'un élément commutateur de tension,
chaque partie étant affectée à des rangées homologues des
groupes de pixels ;
- en ce que lesdits éléments commutateurs sont prévus
chacun pour porter la contre-électrode à une tension
déterminée de validation uniquement pendant les durées
nécessaires à la commande d'une rangée parmi n rangées; et
- en ce l'un des conducteurs affecté à chaque pixel applique
une tension qui est une somme de termes d'un code orthogonal
pondérés et le conducteur affecté au pixel, dans llautre
direction, applique une tension représentative des termes du
code orthogonal.
Cette disposition permet de réduire le nombre des
circuits d'attaque dans l'une des deux directions ; de plus,
elle réduit le nombre de connexions à réaliser entre les
circuits d~attaque et l'écran proprement dit, ce qui se
traduit également par une augmentation du taux d~ouverture
de l'écran, c'est-à-dire du rapport entre la surface utile
d'affichage et la surface totale.
~153744
.
Du fait qu~on dispose pour chaque pixel de trois
paramètres de commande (tension appliquée aux conducteurs de
ligne, tension appliquée aux conducteurs de colonne et
tension de contre-électrode) au lieu de deux dans les ecrans
classique, la valeur de transmission de lumière d'un pixel
(transparence en général) peut être commandée isolément bien
que deux lignes (ou plus généralement n lignes) soient
commandées par le même conducteur, ou deux colonnes (ou plus
généralement n colonnes) soient commandées par le même
conducteur.
Divers modes de commande électrique sont possibles. Dans
un mode de réalisation particulièrement avantageux lorsque
n est largement supérieur à 1 et lorsque lesdits groupes
sont constitués de lignes :
- chaque circuit d'attaque commun à n lignes est prévu
pour, au cours d~un cycle d~écriture d~écran, réaliser au
moins n séquences successives de durée (Ti) comportant une
première fraction (Ta) au cours de laquelle toutes les
électrodes du groupe sont portées au potentiel de la colonne
correspondante et une seconde fraction (Tm) au cours de
laquelle le potentiel précédent reste maintenu ;
- les éléments de commutation des parties de la contre-
électrode sont prévus pour, au cours desdites séquences
successives d'un même cycle, appliquer successivement des
tensions ayant l'une ou l'autre de deux valeurs (+ VCe) et
(- Vce), la suite des valeurs appliquées à chaque partie de
contre-électrode représentant un code à valeur moyenne nulle
~1~3744
qui est orthogonal à tous les autres codes de partie de
contre-électrode; et
- les colonnes sont commandées de façon à être portées
chacune successivement, au cours des premières fractions
(Ta) desdites séquences d'un même cycle, à des tensions
successives représentées, pour chaque colonne, par la somme
des produits des valeurs de transmission de lumière à donner
aux pixels appartenant au groupe et à la colonne par des
termes successifs de codes affectés aux pixels.
Au lieu de constituer des groupes de lignes, il est
possible de constituer des groupes de colonnes. Le mode de
commande peut être alors du même genre que ci-dessus, mais
transposé au cas des colonnes.
Il n'y a pas une relation linéaire entre la transmission
de lumière d'un pixel d'un écran à cristaux liquides et la
tension aux bornes du condensateur qui définit ce pixel. De
plus, le mode de commande fait apparaître une erreur
quadratique. Cette dernière peut être notamment corrigée en
prévoyant chaque circuit d'attaque pour réaliser au moins
une n + lième séquence, au cours de laquelle les conducteurs
de colonne sont portés au produit d'une même tension de
correction d'erreur quadratique par les termes successifs
d'un code binaire additionnel à valeur moyenne nulle,
orthogonal aux autres codes. Ce mode de correction est
possible du fait que l'erreur est la même pour tous les
pixels du groupe affectés à la même colonne.
Les caractéristiques ci-dessus, ainsi que d'autres qui
21537~4
`
sont avantageusement utilisables avec elles, mais peuvent
l'être indépen~mm~nt, apparaîtront mieux à la lecture de la
description qui suit de modes particuliers de réalisation,
donnés à titre dlexemples non limitatifs.
La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent,
dans lesquels :
- la figure 1 est un schéma de principe, montrant une
constitution connue d'un fragment d'un écran monochrome à
cristaux liquides et à matrice active ;
- la figure 2, similaire à la figure 1, est un schéma de
principe d'un premier dispositif conforme à l'invention,
suivant un mode particulier de réalisation, ayant une
contre-électrode en deux parties seulement ;
- la figure 3 est une vue en plan d'un fragment
d'écran, montrant un aspect possible des masques utilisés
pour constituer un écran du genre montré en figure 2 ;
- la figure 4 montre schématiquement une constitution
interdigitée de la contre-électrode, utilisable dans le
dispositif de la figure 5 ;
- la figure 5, similaire à la figure 3, montre une autre
répartition possible des parties d~une contre-électrode en
deux parties ;
- la figure 6, similaire à la figure 4, montre une
constitution en trois parties de la contre-électrode ;
- la figure 7, similaire à la figure 4, montre des
masques utilisables en coopération avec une contre-électrode
en trois parties du genre montré en figure 5 ;
215374~
. .
- la figure 8, similaire aux figures 4 et 6, montre une
constitution possible de contre-électrode à deux niveaux,
permettant d'utiliser des groupes de quatre lignes ;
- la figure 9, similaire à la figure 7, montre des
masques utilisables dans le cas de groupes de trois colon-
nes ;
- la figure 10 est un chronogramme des signaux de
commande des groupes de lignes ;
- la figure 11 est un schéma montrant côte à côte un
schéma de principe d'un groupe de six lignes et un chrono-
gramme des tensions appliquées aux parties de contre-
électrode correspondantes ; et
- la figure 12, similaire à la figure 11, correspond à
un groupe de six colonnes.
L'écran de visualisation classique à matrice active dont
un fragment est montré schématiquement en figure 1 comporte
une couche mince de cristaux liquides placée entre deux
lames transparentes. Dans le cas d'un écran travaillant en
transmission de lumière, l'ensemble ainsi constitué est
monté entre un polariseur et un analyseur. L'une des lames
porte une contre-électrode unique, qui constitue l'une des
armatures 20 des condensateurs formant chacun un élément
d'image ou pixel. L'autre lame transparente porte des
électrodes de commande 22 définissant chacune un pixel et
constituant des condensateurs avec la contre-électrode 20.
Ces électrodes peuvent être constituées par des dépôts
conducteurs transparents. On supposera par la suite qu~il y
21~374~
a LxC pixels, répartis en L lignes Ll, L2, L3, ..., et C
colonnes, Cl, C2,
La figure 1 montre également un mode de commande classi-
que. Chaque pixel est commandé par un transistor à effet de
champ en couche mince (habituellement désigné par l'abrévia-
tion TFT). Tous les transistors Tll, Tl2, Tl3, dlune même
ligne Ll sont rendus simultanément conducteurs en portant le
conducteur de ligne Ll correspondant à un potentiel déter-
miné (par exemple +15 Volts) alors que les conducteurs de
ligne de toutes les autres lignes sont portés à un potentiel
de blocage des transistors (par exemple -15 Volts). Les
transistors passants communiquent la tension Vc du conduc-
teur de colonne correspondant à l'électrode 22 associée.
L'information constituée par la tension Vc appliquée est
ensuite conservée pendant la durée d'une image, la constante
de temps de décharge du condensateur étant choisie suffisam-
ment longue à cet effet.
Classiquement, la commande des conducteurs de colonne
est effectuée à partir d'un registre à décalage 24 consti-
tuant mémoire de ligne, dans lequel l'avance est provoquée
par un signal d'horloge provenant d'une base de temps 26.
L'entrée de données 28 du registre à décalage reçoit le
signal par l'intermédiaire dlun échantillonneur 30 également
commandé par la base de temps 26. une fois l'ensemble de
l~information correspondant à une ligne recue, elle est
transférée dans une mémoire tampon 32. Le contenu de toutes
les cellules de cette mémoire est simultanément appliqué aux
` ` 215374~
conducteurs de colonne Cl, C2, ... par des circuits d'atta-
que 341~ 342, ..., à réception d~une commande provenant de la
base de temps 26. La ligne qui doit recevoir l'information
est sélectionnée par adressage à l'aide des circuits
d'attaque des conducteurs de ligne 36. Le potentiel de la
contre-électrode est fixé par une source 37, généralement en
alternance à des valeurs + Vce et - Vce-
Dans le mode particulier de réalisation de l~invention
illustré en figure 2, où les éléments correspondant à ceux
de la figure 1 sont désignés par le même numéro de référen-
ce, chaque circuit d'attaque, ou "driver", de lignes est
affecté à deux lignes, généralement adjacentes parce que
cette solution est la plus simple du point des liaisons avec
les ~drivers~ de ligne. Par exemple la première sortie des
circuits d~attaque 36 est reliée au conducteur des lignes Ll
et L2, la seconde sortie au conducteur des lignes L3 et L4,
etc.
En contrepartie, la contre-électrode est fractionnée en
deux parties CEl et CE2 affectées aux lignes de telle façon
qu~une même ligne n~ait pas tout à la fois le même conduc-
teur de lignes et la même partie de contre-électrode.
Lorsque les groupes comportent n = 2 lignes seulement,
il est possible de réaliser la contre-électrode en une seule
couche conductrice gravée, en conservant la même résistance
électrique pour les deux parties.
La répartition physique des conducteurs et des électro-
des et la répartition des masques servant à les réaliser
2153744
.,~
peuvent être celles données schématiquement en figure 3. Les
plages indiquées désignent les électrodes qui définissent
les pixels, qui peuvent être des pixels rouges R, verts V et
bleus B. Chaque électrode est prolongée par une excroissance
5qui constitue le drain, tel que D, d~un transistor en couche
mince respectif. Un même conducteur de colonne, C1 par
exemple, attaque les sources, telles que S, des transistors
à effet de champ appartenant à une seule colonne. Une piste
formant un conducteur de lignes constitue les grilles des
10transistors de deux lignes adjacentes. Par exemple, un même
conducteur de lignes L12 constitue, dans le cas de la figure
3, la grille des transistors à effet de champ des pixels des
deux lignes, généralement successives, L1 et L2 de la
matrice.
15Le fractionnement de la contre-électrode n~est pas
obligatoirement celui qui a été montré en figure 3 : la
figure 5 montre un autre regroupement possible, permettant
de simplifier la gravure des deux parties CE1 et CE2,
utilisant la répartition en plan des conducteurs de ligne et
20des parties de la contre-électrode montrée en figure 4, où
les éléments correspondant à ceux de la figure 2 portent la
même référence.
Comme on l'a indiqué plus haut, il est possible de
répartir les lignes en groupes ayant un nombre entier
25quelconque n de lignes, n ~tant supérieur à 1. La contre-
électrode est alors fractionnée en n parties CE1, ..., CEn.
Dans le cas où n = 3, il est encore possible d'utiliser
21537~
.
11
une contre-électrode en une seule couche gravée, en donnant
à la troisième partie CE3 une forme en grecque, telle que
celle dont un fragment est montré en figure 6. Cette
solution a cependant l'inconvénient de donner à la partie
CE3 une impédance plus élevée que celle des deux autres,
sauf si des alimentations intermédiaires sont prévues sous
forme de via dans une couche dlisolant recouvrant la contre-
électrode.
La commande, par un même conducteur de lignes, tel que
L123, de trois transistors appartenant à trois lignes
successives Ll, L2, L3, peut alors être réalisée par une
gravure du genre montré en figure 7, qui permet de regrouper
les transistors de commande dans un espace d'encombrement
moindre du fait qu'une seule piste gravée est nécessaire
pour 3 (et plus généralement n) lignes.
Chaque conducteur de colonne, tel que Cl, a alors des
excroissances dont chacune constitue la source commune de
trois transistors appartenant à une même colonne et à trois
lignes successives. Les électrodes des trois pixels corres-
pondants présentent des excroissances constituant les drains
Dl, D2 et D3 des transistors à couche mince de commande.
Afin de réduire notablement le nombre de circuits
d'attaque, on sera souvent amené à adopter un nombre n
supérieur à 3. En particulier, dans le cas d'un écran
trichrome, on adoptera souvent n = 6, c'est-à-dire que
chaque conducteur de ligne sera affecté à deux jeux de trois
pixels R, V et B.
21~3744
`
12
Lorsque n est égal à 4 ou davantage, l'extrapolation de
la solution montrée en figure 6 reste possible mais au prix
de résistances élevées pour plusieurs parties. On peut alors
adopter une répartition des parties de la contre-électrode
5en deux couches (généralement en oxyde d'étain et d'indium,
ou ITO) séparées par une pellicule mince isolante. La
disposition relative des éléments CEl, CE2, CE3 et CE4 et
celle de quelques conducteurs de ligne et de colonne peuvent
alors être par exemple celle de la figure 8, lorsque n = 4.
10D'autres combinaisons que celles décrites ci-dessus et
d'autres modes de constitution des transistors sont possi-
bles. Une constitution utilisant des groupes de n = 6 lignes
sera décrite plus loin, en même temps qu'une constitution
possible de la partie électrique du dispositif.
15Chaque partie de la contre-électrode peut être consti-
tuée par une mosaïque de pavés séparés, gravés sur une même
couche conductrice et reliés à des conducteurs respectifs
par des trous de via à travers une pellicule isolante.
Il est encore possible de diviser un écran de grande
20taille en plusieurs zones rectangulaires et d'utiliser une
des dispositions ci-dessus dans chaque zone.
Comme on l'a indiqué plus haut, il est également
possible de constituer des groupes de colonnes et non pas
des groupes de lignes. Des exemples de tels groupements
25seront donnés plus loin, à l'occasion de la description de
constitution particulières de la partie électrique du
dispositif. Une disposition relative possible, dans le cas
~1~37~4
13
de groupes de trois colonnes, est celle montrée en figure 9.
Elle tient compte du fait que ce sont toujours les
conducteurs de colonne qui reçoivent les tensions fixant la
transmission de lumière, les conducteurs de ligne ne jouant
qu'un rôle de commande d'interrupteur.
Il est également possible de combiner des groupes de
colonnes et des groupes de lignes, mais au prix d'une
augmentation du nombre nécessaire de parties de contre-
électrode. Plus précisément, le nombre des parties de
contre-électrode sera égal au produit du nombre de colonnes
groupées par le nombre de lignes groupées.
Les montages électriques, qui seront maintenant donnés
à titre d~exemple, sont utilisables lorsque les éléments de
commande sont constitués par des transistors. Dans ce cas,
- lorsque le conducteur de ligne affecté au transistor
est porté à un potentiel de commande (état conducteur du
transistor), l'électrode de pixel prend le potentiel du
conducteur de colonne,
- lorsque le conducteur de ligne est porté à un poten-
tiel de blocage, l'électrode est isolée et la tension aux
bornes du condensateur est conservée, avec une décroissance
due à la décharge progressive du condensateur.
C~s ~le grol~es ~le l~anes
On considèrera le cas général où llon souhaite donner
une valeur de transmission représentée par un coefficient
ajgk à un pixel appartenant à la j i~m~ ligne d~un groupe g de
21~3~44
.
14
n lignes, situé au croisement avec une colonne k. On s'atta-
chera cependant surtout au cas où n = 6, c'est-à-dire à des
groupes de six lignes et des contre-électrodes en six
parties.
Une solution particulièrement intéressante utilise non
plus une commande isolée et individuelle de chaque ligne
pendant un temps égal à la durée trame Tr divisée par le
nombre de lignes de llécran (suivi d'une durée de maintien
représentant le reste de la durée trame), mais une commande
globale de chacun des groupes tour à tour. Au cours de
chaque durée trame Tr~ tous les transistors du groupe
considéré sont bloqués sauf pendant les périodes Ta affec-
tées à ce groupe. Comme le montre la figure 10, il est
possible d'adresser chaque groupe de lignes pendant les
durées qui appartiennent aux périodes Tm de tous les autres
groupes.
Les lignes du groupe sont soumises à au moins n séquen-
ces successives de durée Ti ayant chacune :
- une première fraction T~ au cours de laquelle les
transistors de toutes les lignes du groupe sont rendus
conducteurs, de façon à porter les électrodes au potentiel
du conducteur de colonne respectif ;
- une seconde fraction Tm~ beaucoup plus longue que T~,
au cours de laquelle tous les transistors du groupe consi-
déré sont bloqués.
Comme le montre la figure 10, il est possible d'adresser
chaque groupe de lignes pendant les périodes Tm commune aux
2153749
autres lignes.
Ce mode de commande permet d'utiliser des codes orthogo-
naux, qui seront souvent binaires, constitués dans ce cas
d'un nombre déterminé de termes +l et -1 ; dans des codes
5orthogonaux :
- la somme des carrés des termes de chaque code est
égale à une même valeur, qui peut être ramenée à 1 par
normalisation,
- la somme des produits terme à terme de deux codes
10quelconques est nulle.
Les tensions VCej appliquées aux parties de contre-
électrode au cours de fractions T~l, T~2 successives seront
alors constituées par le produit d'une même valeur Vce par
les termes d'un des codes orthogonaux.
15Les codes utilisés auront généralement un nombre de
termes supérieur au nombre n des lignes par groupe, pour
disposer de paramètres supplémentaires. Le nombre de frac-
tions sera égal à n+l en cas d~utilisation d'un alternat sur
la contre-électrode, n+2 dans le cas contraire. Par exemple,
20on pourra utiliser, dans le cas particulier de groupes de
n = 6 lignes et de six parties de contre-électrode, huit
codes de huit termes ; six codes sont alors affectés à des
parties de la contre-électrode et un autre à la compensation
d'une erreur quadratique, le dernier code restant inutilisé.
25On peut notamment utiliser les codes suivants, dont
chacun est à somme nulle, sauf celui fO qui reste inutilisé.
- ~153744
16
Cod~ T~mps Tl T2 T3 T4 T5 T6 T7 T~Somm~
fO inutilisé 1 1 1 1 1 1 1 1 8
fl(t) pour com- 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 0
pensation
fl(t) 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 0
f2(t) 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 0
f3(t) 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 0
f4(t) 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 0
f5(t) 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 0
f6(t) 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 0
Durant les huit périodes T, à T8 entre lesquelles est
fractionnée Tr~ les tensions Vcej sont alors les produits des
termes fl à f6, multipliés par Vce. Par exemple, la tension
de la partie CEl sera, pendant les périodes T~ consécuti-
ves :
Tensions Til Ti2 Ti3 Ti4 Ti5 Ti6Ti7 Ti8
de
contre-
élec-
trode
CEl +Vce +Vce -Vce -Vce +Vce +Vce -Vce -Vce
Cette répartition est celle illustrée sur la figure 11.
Pendant les périodes T~ correspondantes, on désignera les
tensions Vck appliquées aux conducteurs de colonne dlordre k,
alors que le groupe g est adressé, par :
~15374~
17
Ta1 Ta2 Ta3 Ta4 Ta5 Ta6 Ta7 Ta8
Tension VC1 gk Vc2gk Vc3gk Vc4gk Vc5gk Vc6gk Vc7gk Vc8gk
sur la
colonne
Vck
Les indices 1 à 8 indiquent seulement un échelonnement
temporel.
Pour que les condensateurs des pixels 1 à n d'un même
groupe d~ordre g, correspondant à la même colonne k, aient,
pendant le temps T, des valeurs radiométriques (généralement
des valeurs de transmission de lumière) appropriées, il faut
15appliquer aux condensateurs des pixels des tensions quadra-
tiques moyennes appropriées, du fait que la transmission de
lumière par un pixel de la ligne j du groupe g au croisement
de la ligne k est fixée par la valeur quadratique moyenne
(V~sjgk) 2 pendant la durée Tr.
20On obtiendra, pour n = 6 pixels d'une colonne k, des
valeurs algk, a2gk, ..., a6gk d'un paramètre radiométrique,
représentatif de la transmission à donner, mais pouvant
varier entre -1 et +1, en appliquant, à la colonne k, des
tensions différentes au cours d~au moins six périodes
25successives, et généralement davantage pour effectuer une
correction.
Dans le cas précédemment mentionné où l~on adopte huit
périodes, la tension appliquée sur un conducteur de colonne
pendant un intervalle Ta sera constitué par le produit d'une
2153744
18
tension de référence Vc par la somme des produits des
paramètres pour chaque pixel, par les termes du code affecté
à la ligne (et à la partie de contre-électrode) correspon-
dante.
En d~autres termes les signaux envoyés seront, si on
fait abstraction de l'erreur quadratique :
Vc.~+algk+a2gk+a3gk+a4gk+a5gk+a6gk)
Vc.(+algk+a2gk-a3gk-a4gk-a5gk-a6gk)
Vc.(-algk-a2gk+a3gk-a4gk+a5gk-a6gk)
Vc.(-algk-a2gk-a3gk+a4gk-a5gk+a6gk) (1)
Vc.(+algk-a2gk+a3gk+a4gk-a5gk-a6gk)
Vc.(+algk-a2gk-a3gk-a4gk+a5gk+a6gk)
Vc.(-algk+a2gk+a3gk-a4gk-a5gk+a6gk)
Vc.(-algk+a2gk-a3gk+a4gk+a5gk-a6gk)
On obtiendra alors les valeurs al pour le pixel de la
première ligne, et ainsi de suite, du fait que la tension
(Vpix)jgk vue par le point situé à l~intersection de la
colonne k et de la ligne (ou contre-électrode) j dans le
groupe de ligne g, est donnée par (Vpix)jgk(t) = VCEj - VCk.
Cette tension est réajustée pendant chaque période Ti par un
nouvel adressage durant Ta. Elle reste à la valeur ajustée
durant toute la période Tm qui suit. Ceci a lieu 8=n+2 fois
de suite durant une période trame Tr.
- 21~3744
19
Mais, du fait que l'information reçue par un pixel d~un
groupe dépend de celle reçue par les autres pixels du
groupe, des signaux (1) doivent être corrigés de l'erreur
due au caractère quadratique de la relation qui fixe la
transmission. Théoriquement cette erreur est :
S=~/~n- ~ a jgk2)
On obtient alors :
Vclgk = Vc.(+algk+a2gk+a3gk+a4gk+a5gk+a6gk+S) durant Tal
Vc2gk = Vc.(+algk+a2gk-a3gk-a4gk-a5gk-a6gk+s) durant Ta2
Vc3gk = Vc.(-algk-a2gk+a3gk-a4gk+a5gk-a6gk+S) durant Ta3
Vc4gk = Vc.(-algk-a2gk-a3gk+a4gk-a5gk+a6gk+S) durant Ta4
Vc5gk = Vc.(+algk-a2gk+a3gk+a4gk-a5gk-a6gk-S) durant Ta5
Vc6gk = Vc.(+algk-a2gk-a3gk-a4gk+a5gk+a5gk-S) durant Ta6
Vc7gk = Vc.(-algk+a2gk+a3gk-a4gk-a5gk+a6gk-S) durant Ta7
Vc8gk = Vc.(-algk+a2gk-a3gk+a4gk+aSgk-a6gk-S) durant Ta8
Ces huit valeurs de tension Vclgk, ..., Vc8gk sont
celles qu'il faut appliquer à la colonne k considérée durant
chacune des huit périodes Ta de charge des six pixels de la
colonne k et du groupe g.
On voit que le pixel de la ligne j et de la colonne k
dans le groupe g voit à tout moment la tension :
2153744
~.
(Vpix)jgk = VCE . fj - Vcgk
On remarquera que tous les codes donnés plus haut sont
à moyenne nulle sur une période Tr. La valeur moyenne de
(Vpix)jgk sur Tr est alors nulle.
Si un code n'est pas à moyenne nulle, il est possible
d'utiliser la technique, classique en adressage de transis-
tors à couche mince ou TFT, dite d'alternat. Il ne faut
alors que n + 1 fonctions orthogonales pour mettre en oeuvre
l'invention.
A titre d'exemple, on voit que la valeur quadratique
moyenne pour le pixel au croisement de la quatrième ligne du
groupe g et pour la colonne k est :
(VRM5jgk) = Vce + 6.Vc - 2.a4gk.Vce.Vc
où a4gk est compris entre -1 et +1, et peut prendre
n'importe quelle valeur intermédiaire, lorsque l'on souhaite
un affichage avec des valeurs de gris, en noir et blanc, ou
de couleur non saturée. Ainsi, en choisissant Vc et Vce, on
peut moduler la transmission de lumière du point correspon-
dant à n'importe quelle valeur entre les états éteint et
allumé, c'est-à-dire que (VRMs)jgk) 2 peut prendre n'importe
quelle valeur entre Vce2 + 6.Vc2 - 2.Vce.Vc et Vce2 + 6.Vc2
+ 2.Vce.Vc.
'- ` 21~374~
21
C~s ~e arouDes ~e colo~nes
Il est également possible de constituer des groupes de
n colonnes, cette solution permettant de réduire le nombre
des circuits d'attaque de colonne, plus complexes que les
circuits d'attaque de ligne.
On considèrera le cas d'un groupe g de n colonnes 1,
..., k, ..., n et notamment la commande du pixel au croise-
ment de la ligne j et de la colonne k du groupe g. La
contre-électrode est encore découpée en n parties ou
éléments distincts CEk. Le premier élément CEl est placé en
vis à vis des colonnes 1 de chacun des groupes définis. Le
deuxième élément CE2 est placé en vis-à-vis des colonnes 2
de chacun des groupes définis, et ainsi de suite, jusqu'à la
nième contre-électrode CEn qui est placée en vis-à-vis des
colonnes n de chacun des groupes définis. Il n'est pas
nécessaire, ici encore, que les colonnes d~un même groupe
soient contiguës, sur une plaque de matrice active.
Les parties de la contre-électrode CEl sont reliées
électriquement ensemble sur la plaque contre-électrode. Les
éléments de la contre-électrode CE2 sont reliés électrique-
ment ensemble sur la plaque contre-électrode, et ainsi de
suite jusqu~à n, suivant une disposition qui peut être l'une
de celles données plus haut.
La figure 12 montre, à titre d~exemple, un fragment d~un
dispositif à groupes de six colonnes. Les pixels correspon-
dant ~ six lignes seulement et à un seul groupe de n = 6
colonnes ont été représentés. Les codes orthogonaux indiqués
` 215374'1
22
à droite de la figure 12 sont les mêmes que ceux mentionnés
plus haut.
La période trame Tr est encore divisée en périodes Ti
(au nombre de huit, si on utilise le code ci-dessus, dont
six sont utilisées et une sert à compenser l'erreur quadra-
tique.
Au cours des périodes Tm de blocage des transistors de
chaque ligne j, il est possible d~adresser n~importe quelle
autre ligne de l'écran, une seule à la fois.
On veut encore appliquer à six pixels, cette fois
définis par le groupe g de colonne et la ligne j, six
valeurs de transmission de lumière par l'intermédiaire de
valeurs de tensions électriques quadratiques moyennes
appliquées à chacun des pixels. Ces valeurs de tensions
quadratiques varient en fonction d~un paramètre d~intensité
ajgl, ajg2, ajg3, ajg4, ajg5, ajg6, avec -l<ajgk<+l.
Le signal à envoyer sur les colonnes du groupe g durant
chacune des huit périodes Ti, sans correction de l'erreur
quadratique théorique, est défini de la même facon que
précédemment ; il est
pendant Tal = Vc.(+ajgl+ajg2+ajg3+ajg4+ajg5+ajg6)
pendant Ta2 = Vc.(+&jgl+ajg2-ajg3-ajg4-ajg5-ajg6)
pendant Ta8 = Vc.(-ajgl+ajg2-ajg3+ajg4+ajg5-ajg6)
` ` ~1537~
23
Pour corriger l'erreur quadratique moyenne, il faut
ajouter un terme S qui est le même que dans le cas de
groupes de lignes ; les tensions successives appliquées à la
colonne k sont alors :
Vcjgl = Vc.(+ajgl+ajg2+ajg3+ajg4+ajg5+ajg6+S) durant Tal
Vcjg2 = Vc.(+ajgl+ajg2-ajg3-ajg4-ajg5-ajg6+S) durant Ta2
Vcjg3 = Vc.(-ajgl-ajg2+ajg3-ajg4+ajg5-ajg6+S) durant Ta3
Vcjg4 = Vc.(-ajgl-ajg2-ajg3+ajg4-ajg5+ajg6+S) durant Ta4
Vcjg5 = Vc.(+ajgl-ajg2+ajg3+ajg4-ajg5-ajg6-S) durant Ta5
Vcjg6 = Vc.(+ajgl-ajg2-ajg3-ajg4+ajg5+ajg6-S) durant Ta6
Vcjg7 = Vc.(-ajgl+ajg2+ajg3-ajg4-ajg5+ajg6-S) durant Ta7
Vcjg8 = Vc.(-ajgl+ajg2-ajg3+ajg4+ajg5-ajg6-S) durant Ta8
Ces 8 valeurs de tension sont bien celles qu~il faut
appliquer à toutes les colonnes du groupe g considéré durant
chaque période Ta de charge des 6 pixels de la ligne j.
On voit que le nombre de "drivers" de colonne est divisé
par un facteur n, ici 6, car toutes les colonnes d~un même
groupe reçoivent exactement le même signal électrique. Cela
diminue le nombre de "drivers" de colonne et aussi le nombre
de points de connexion électrique entre ces "drivers" et la
cellule.
Durant ces 8 périodes les tensions VCEk, appliquées aux
6 contre-électrodes, sont données par un tableau qui est le
même que pour le groupage de lignes (si les codes sont les
mêmes).
215374~
24
Par exemple, pendant l'adressage de la ligne j :
Tension Ta1 Ta2 Ta3 Ta4 Ta5 Ta6 Ta7 Ta8
de
contre-
électrode
VCE1 +Vce +Vce -Vce -Vce +Vce +Vce -Vce -Vce
VCE2 +Vce +Vce -Vce -Vce -Vce -Vce +Vce +Vce
VCE3 +Vce -Vce +Vce -Vce +Vce -Vce +Vce -Vce
VCE4 +Vce -Vce -Vce +Vce +Vce -Vce -Vce +Vce
VCE5 +Vce -Vce +Vce -Vce -Vce +Vce -Vce +Vce
VCE6 +Vce -Vce -Vce +Vce -Vce +Vce +Vce -Vce
Tension Vcjg1 Vcjg2 Vcjg3 Vcjg4 Vcjg5 Vcjg6 Vcjg7 Vcjg8
sur le
groupe g
de co-
lonnes
On ne décrira pas davantage la commande et la correction
d~erreur quadratique, étant donné qu'elle est la même que
dans le cas de groupes de lignes.
