PROCEDE D'ADRESSAGE OPTIMISE D'ECRAN A CRISTAUX LIQUIDES

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé d'adressage d'écran à cristaux liquides permettant un affichage de qualité uniforme sur toute la ligne de l'écran.

[0002] Un écran à cristaux liquides est constitué d'un ensemble d'éléments images ("Pixels" pour Picture Element en langue anglaise) formés chacun d'une électrode et d'une contre-électrode encadrant le cristal liquide, la valeur du champ entre ces électrodes modifiant les propriétés optiques du cristal liquide. La tension aux bornes des électrodes des pixels est délivrée via des colonnes d'adressage par des circuits périphériques ("Driver" en langue anglaise) grâce aux transistors de commande de ces pixels, l'état passant et non passant de ces transistors étant déterminés par des lignes de sélection issues d'autres Drivers-lignes.

[0003] La figure 1 représente une ligne de sélection Lj d'un écran à cristal liquide à m lignes et n colonnes, commandant les transistors T1 à Tn des pixels P1 à Pn. Cette ligne est connectée à un driver-lignes qui délivre en A le signal de sélection carré V_A (t) tel que représenté sur la figure 2. Le signal V_A (t) rend passant les transistors T1 à Tn de la ligne Lj et permet ainsi la polarisation des électrodes des pixels P_i par le signal vidéo issu des colonnes C₁ à C_n. Les capacités C_cl représentent les couplages capacitifs entre la ligne Lj et la contre-électrode CE au travers du cristal liquide. Cette ligne Lj dont l'extrémité est flottante constitue une ligne de retard qui se traduit par une déformation du signal de sélection au point B par rapport au point A, ce signal V_B(t) au point B est représenté sur la figure 2. Cela est particulièrement visible lorsque l'on désire afficher une image uniforme et que l'on applique la même tension sur toutes les colonnes C₁ à C_n de l'écran. A l'instant t_F, la tension aux bornes des capacités Cp constituée par les électrodes des pixels P_i et la contre-électrode CE est la même. Cependant, après l'instant t_F cela n'est plus le cas du fait de la différence entre les formes des signaux V_A(t) et V_B(t).

[0004] En effet, au point A, la chute de tension est très rapide, le transistor T₁ est donc bloqué immédiatement après t_F. Par ailleurs, il existe une capacité parasite C_p entre la ligne L_j et les pixels P_j. La chute de tension ΔV_G au point A entraîne ainsi par couplage capacitif une chute de tension sur le pixel qui est :

[0005] Si V₁ est la tension fournie au pixel P1 par la colonne C₁, la chute de tension ΔV₁ sur le pixel à l'instant où le transistor T₁ devient non-passant est illustrée par la figure 3a, V_ce étant la tension de la contre-électrode.

[0006] Au point B, le phénomène de couplage capacitif est identique, mais dans ce cas, le transistor T_n reste passant tant que la tension V_B(t) est supérieure à V₁ + V_t' où V_t est la tension de seuil du transistor. Le couplage ΔV_n entre la ligne L_j et le dernier pixel P_n est donc plus faible que ΔV₁, car tant que le transistor T_n est passant, la tension aux bornes des pixels reste égale à la tension délivrée par la colonne C_n. Le couplage capacitif entraîne donc une chute de tension pour le pixel P_n :

[0007] ΔV' étant la chute de tension au point B.

[0008] La tension qui permet aux pixels de modifier les propriétés optiques du cristal liquide est donc V_pix1 = V₁-V_ce pour le pixel P₁ et V_pixn = V_n-V_ce pour le pixel P_n, V_pix1 étant différent de V_pixn. C'est ce qui est représenté sur la figure 3b. Le niveau de gris n'est donc pas le même en début et en fin de ligne. Ce problème dit de « dégradé horizontal » est particulièrement important pour les écrans de grande taille.

[0009] Une solution fréquemment utilisée et décrite dans le document SID 94 Digest, page 263, consiste à utiliser une contre-impulsion pour diminuer cet effet. Cette solution est coûteuse car elle oblige à réaliser des « drivers » plus compliqués.

[0010] Une autre solution fréquemment utilisée consiste à réduire la résistivité des lignes. Cependant, cela implique d'augmenter l'épaisseur du métal utilisé pour réaliser la ligne, ce qui rend le procédé plus coûteux et plus difficile à maîtriser.

[0011] Encore une autre solution est suggérée dans le brevet EP-A-0574920. Ce document décrit un procédé d'adressage matriciel dans lequel on balaie périodiquement chaque ligne avec un signal périodique de tension GP en fonction du temps. Ce signal appliqué sur la grille du transistor de commutation de l'écran matriciel à cristaux liquides comporte un palier puis une pente douce, ceci pour éviter la décharge instantanée de la charge stockée dans la capacité du cristal liquide.

[0012] La présente invention propose une solution simple et efficace à ce problème de « dégradé horizontal ».

[0013] En effet, le procédé selon l'invention consiste à balayer périodiquement chaque ligne par un signal de tension en fonction du temps appliqué sur la commande de l'élément de commutation, chaque période étant constituée par un palier puis une courbe. Le procédé est caractérisé en ce que la courbe est choisie pour passer de la valeur du palier à la tension de blocage de l'élément de commutation en un temps t>0.

[0014] Ces caractéristiques peuvent être facilement mises en oeuvre grâce à des drivers ayant une entrée analogique VDD permettant de contrôler le niveau haut VH, comme par exemple les drivers de Toshiba du type T6A02/T6A03.

[0015] D'autre part, ce procédé permet également de diminuer le couplage et donc les tensions parasites sur un écran.

[0016] La présente invention sera mieux comprise et des avantages supplémentaires apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre illustrée par les figures suivantes :

• la figure 1 déjà décrite est un schéma d'un exemple de lignes d'un écran à cristaux liquides,
• la figure 2 déjà décrite représente le signal de sélection tel qu'il est reçu en début de ligne et en fin de ligne, et illustre le problème posé du retard de la ligne,
• les figures 3a et 3b représentent les tensions des pixels en début et fin de ligne,
• les figures 4a et 4b représentent respectivement les signaux selon l'invention reçus respectivement en début et fin de ligne,
• les figures 5a et 5b représentent les tensions des pixels commandés selon l'invention respectivement en début et en fin de ligne,
• et la figure 6 représente la forme du niveau haut de référence d'un driver permettant la mise en oeuvre de l'invention.

[0017] Un mode de réalisation de la présente invention est représenté par la figure 4a et consiste à modifier la forme du signal délivré par le circuit de sélection afin de compenser l'effet de retard de la ligne responsable du dégradé horizontal. Après un palier d'une largeur par exemple de 28µs et selon une caractéristique importante de l'invention, le signal V_a (t) ne décroît pas brutalement (après un palier de durée t_F - t_j), mais à partir de t_F avec une pente α de préférence plus faible ou égale à la pente caractéristique de la ligne à retard au point B, c'est-à-dire que α est inférieur à ΔV/τ, τ étant le temps caractéristique de la ligne à retard en B et ΔV la chute de potentiel au point A. Un exemple de valeur de α peut être de quelques volts par µs. Ce signal décroît ainsi jusqu'à ce que la tension V_A (t) soit égale à V_F', tension pour laquelle les transistors T1 à Tn sont bloqués. A partir de cet instant t_F', le signal chute instantanément.

[0018] Ainsi, entre t_F et t_F' (la durée t_F'-t_F peut être par exemple égale à 3µs pour 6 volts), le signal est le même au point A et B, tous les transistors de la ligne maintenant les tensions constantes sur les pixels. Le signal de sélection avec retard muni d'une pente α entre t_F et t_F' est représenté sur les figures 4b.

[0019] A partir de l'instant T_F', les transistors T₁ et T_n sont bloqués, le couplage est donc ΔV₁ = ΔV₂ = C_P/C x ΔV. Les tensions aux bornes des pixels P₁ et P_n sont illustrées respectivement par les figures 5a et 5b. On constate que les tensions des pixels P₁ à P_n sont égales et qu'il n'y a par conséquent plus de dégradé horizontal.

[0020] Un raffinement de la méthode consiste à utiliser entre t_F et t_F' une courbe qui n'est pas une portion de droite mais une portion d'une fonction f(t) qui reste inchangée par la fonction de transfert de la ligne à retard : appliquer f(t) sur T₁ résulte à appliquer f(t - T) sur T_n, T étant un retard. f(t) peut être par exemple une sinusoïde ou une somme de sinusoïdes.

[0021] Ce procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre par un "driver" ayant une entrée qui permet de contrôler le courant de sortie. En limitant fortement le courant de sortie entre t_F et t_F', on peut modifier le signal standard pour obtenir la forme d'onde désirée.

[0022] On peut aussi utiliser des "drivers" qui ont une entrée analogique qui permet de définir le niveau haut V_H. On obtient le signal désiré en sortie du "driver" en modulant cette entrée de manière à obtenir une onde V_H ayant une forme en dents de scie inversées telle qu'illustrée par la figure 6. C'est-à-dire chaque ligne 1, 2, 3, 4, etc ... le niveau haut V_H est maintenu sur un palier pendant une période ligne jusqu'à l'instant T_F, puis descendu linéairement jusqu'à l'instant T_F' pour être instantanément remonté à nouveau audit palier et balayer la ligne suivante.

[0023] La présente invention peut être utilisée pour la réparation d'écran plat à cristaux liquides. En effet, il existe des procédures connues de réparation mais qui ne fonctionnent pas car elles augmentent le RC de la ligne réparée, ce qui la rend visible car elle ne subit pas le même couplage que les lignes voisines. En prenant pour τ le plus grand des temps caractéristiques ligne réparée ou lignes normales, les lignes réparées deviennent semblables aux lignes voisines.

[0024] La présente invention s'applique à la commande d'écrans plats à cristaux liquides comportant des drivers périphériques ou intégrés, et en particulier à des écrans de grandes tailles.

Revendications

1. Procédé d'adressage matriciel d'un écran balayant périodiquement chaque ligne (L_j) par un signal périodique de tension (V_A(t)) en fonction du temps, appliqué sur la commande d'un élément de commutation, chaque période de ce signal (V_A(t)) constituée par un palier puis une courbe f(t), caractérisé en ce que la courbe f(t) est choisie pour passer de la valeur du palier à la tension de blocage de l'élément de commutation en un temps t > 0.

2. Procédé d'adressage matriciel selon la revendication 1, caractérisé en ce que f(t) est une portion de droite de pente (α).

3. Procédé d'adressage matriciel selon la revendication 1, caractérisé en ce,que f(t) est une portion de sinusoïde d'amplitude A et de pulsation w.

4. Procédé d'adressage matriciel selon la revendication 1, caractérisé en ce que f(t) est une portion de somme de sinusoïdes d'amplitudes Ai et de pulsation wi.

5. Procédé d'adressage matriciel selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les coefficients de la ou des sinusoïdes sont calculés de façon à ce que f(t) soit inchangé au début et à la fin de la ligne.

6. Procédé d'adressage matriciel selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur de la pente (α) du signal est inférieure à la valeur de la pente caractéristique de la ligne à retard en bout de ligne (B).

7. Procédé d'adressage selon l'une des revendications 2 et 6, caractérisé en ce que la pente (α) est une pente négative.

8. Procédé d'adressage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le signal (V_A(t)) est délivré par un circuit d'adressage périphérique ayant une entrée qui permet de contrôler le courant de sortie.

9. Procédé d'adressage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ce signal (V_A(t)) est délivré par un circuit d'adressage ayant une entrée analogique permettant de définir le niveau haut en sortie et modulé par un signal en dents de scie inversées de période ligne.

Ansprüche

1. Verfahren zur matrixartigen Adressierung eines Schirms, wobei jede Leitung (L_j) durch ein periodisches Signal mit der Spannung (V_A(t)) in Abhängigkeit von der Zeit abgetastet wird, das an den Steuereingang eines Umschaltelementes angelegt ist, wobei jede Periode des Signals (V_A(t)) durch eine Stufe und dann durch eine Kurve f(t) gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kurve f(t) für einen Übergang von dem Wert der Stufe zu der Sperrspannung des Umschaltelementes in einer Zeit t > 0 dient.

2. Verfahren zur matrixartigen Adressierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß f(t) ein Teil der Geraden der Steigung (α) ist.

3. Verfahren zur matrixartigen Adressierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß f(t) ein Teil einer Sinuskurve mit der Amplitude A und der Periodendauer w ist.

4. Verfahren zur matrixartigen Adressierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß f(t) ein Teil der Summe der Sinuskurven mit den Amplituden Ai und der Periodendauer wi ist.

5. Verfahren zur matrixartigen Adressierung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Koeffizienten der Sinuskurve oder der Sinuskurven derart berechnet werden, daß f(t) zu Beginn und am Ende der Leitung unverändert bleibt.

6. Verfahren zur matrixartigen Adressierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert (α) der Steigung des Signals kleiner ist als der Wert der charakteristischen Steigung der Verzögerungsleitung am Ende der Leitung (B).

7. Verfahren zur Adressierung nach einem der Ansprüche 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung (α) eine negative Steigung ist.

8. Verfahren zur Adressierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (V_A(t)) durch eine periphere Adressierschaltung mit einem Eingang geliefert wird, der eine Steuerung des Ausgangsstroms ermöglicht.

9. Verfahren zur Adressierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (V_A(t)) durch eine Adressierschaltung geliefert wird, die einen analogen Eingang zur Bestimmung des Ausgangswertes enthält und durch ein Sägezahnsignal moduliert ist, das sich mit der Zeilenperiode umkehrt.

Claims

1. Method of matrix addressing of a screen periodically scanning each line (L_j) with a periodic time-varying voltage signal (V_A(t)) applied to the control of a switching element, each period of this signal (V_A(t)) consisting of a plateau and then a curve f(t), characterized in that the curve f(t) is chosen in order to pass from the plateau value to the voltage for turning off the switching element at a time t > 0.

2. Method of matrix addressing according to Claim 1, characterized in that f(t) is a straight-line portion of slope (α).

3. Method of matrix addressing according to Claim 1, characterized in that f(t) is a sinusoidal portion of amplitude A and angular frequency w.

4. Method of matrix addressing according to Claim 1, characterized in that f(t) is a portion of a sum of sinusoids of amplitudes Ai and of angular frequency wi.

5. Method of matrix addressing according to Claim 3 or 4, characterized in that the coefficients of the sinusoid or sinusoids are calculated in such a way that f(t) is unchanged at the start and at the end of the line.

6. Method of matrix addressing according to Claim 2, characterized in that the value of the slope (α) of the signal is less than the value of the characteristic slope of the delay line at the end of line (B).

7. Addressing method according to one of Claims 2 and 6, characterized in that. the slope (α) is a negative slope.

8. Addressing method according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the signal (V_A(t)) is delivered by a peripheral addressing circuit having an input which makes it possible to control the output current.

9. Addressing method according to one of Claims 1 to 7, characterized in that this signal (V_A(t)) is delivered by an addressing circuit having an analogue input making it possible to define the high level in the output and modulated by an inverse-sawtooth signal of line period.

Dessins