Brevet FR2488016A1 — publié le 19820205

La présente invention concerne un module élémentaire pour panneau d'affichage matriciel à transistors en film mince. Elle concerne également les dispositifs de visualisation incorporant un tel module. Les panneaux de visualisation en technologie films minces sont généralement constitués d'un ensemble d'électrodes de lignes et d'électrodes de colonnes perpendiculaires aux premières, les points de croisement de ces électrodes définissant des modules élémentaires. Chaque module est constitué par un transistor dont l'information de commande est memorisée sous la forme d'une tension appliquée à une capacité, commandant elle-même la grille d'un transistor de puissance actionnant la commande d'un cristal liquide par exemple. A chaque module élémentaire est généralement associée une électrode de ligne qui lui est propre, servant à véhiculer l'impulsion de commande, une électrode de colonne qui lui est propre servant à véhiculer le signal à visualiser, une électrode de colonne commune à deux modules consécutifs servant de référence au système, soit deux connexions et demi nécessaires au fonctionnement d'un module élémentaire. I1 s'avère qu'un nombre important de connexions est une limitation importante dans la fabrication des panneaux d'affichage en technologie film mince. La présente invention a pour objet d'apporter une solution à ce problème, elle prévoit de concevoir un module dont le fonctionnement nécessite moins de connexions que ceux connus de l'art antérieur. De plus, la configuration du module selon l'invention diminue également le nombre de croisements entre électrodes, ce qui concourt également à diminuer les problèmes de fabrication de tels panneaux de visualisation. Le module selon l'invention possède en outre les avantages cités précédemment celui d'augmenter la surface active optique ment. La présente invention concerne un module élémentaire pour panneau d'affichage matriciel comprenant sur un substrat diélectrique, deux électrodes de ligne et deux électrodes de colonne limitant un périmètre rectangulaire à l'intérieur duquel sont situés deux transistors Mos en couches minces, une capacité et des moyens d'affichage, ledit module comprenant en outre des moyens assurant l'application des signaux à afficher aux bornes des électrodes de colonne, des moyens assurant séquentiellement l'application de potentiels aux bornes des électrodes de ligne au moment de la lecture desdites lignes, le premier transistor T1 ayant sa grille commandée par une électrode de ligne, son drain étant connecté à une électrode de colonne, sa source à une des bornes de la capacité connectée elle-même à la grille du second transistor T2 dont le drain est relié audit moyen d'affichage, module caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour appliquer un potentiel fixe à toutes les lignes en permanence et en ce que l'autre borne de la capacité est reliée à l'électrode de ligne opposée à celle assurant la commande de la grille du transistor T1, et la source du transistor T2 reliée à l'une ou l'autre des électrodes de ligne. D'autres objets, caractéristiques et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les figures annexées qui représentent. - les figures la, lb: des schémas de principe d'une portion de panneau d'affichage matriciel de l'art antérieur selon deux varian- tes. - les figures 2a, 2b : deux modes de réalisation d'un module élémentaire de panneau d'affichage matriciel selon l'invention. - les figures 3a et 3b: des schémas d'implantation d'un module selon l'invention. Sur les différentes figures, les mêmes repères désignent les mêmes éléments, mais pour des raisons de clarté, les cotes et proportions des différents éléments n'ont pas été respectées. La figure la représente un schéma de principe d'une portion de panneau d'affichage matriciel couramment utilise dans l'art antérieur. Par souci de compréhension, on a représenté sur cette figure quatre modules élémentaires. Un module élémentaire est constitué de deux transistors MOS T1, T2 réalisés en technologie film mince par évaporation sur un même substrat diélectrique qui est généralement en verre. Le transistor d'adressage T1 reçoit périodiquement sur sa grille une impulsion de déblocage qui est appliquée simultanément à tous les transistors d'adressage d'une même ligne Ln. L'impulsion de déblocage est obtenue, de façon connue par un registre qui véhicule une impulsion de déblocage ou par un multiplexeur, non représentés sur la figure. Le déblocage du transistor T1 permet d'appliquer en A le potentiel de commande qui véhicule l'information. Ce potentiel est stocké aux bornes de la capacité C5 qui commande la grille du transistor de puissance T2, lequel commande l'effet électro optique du plot modulateur de lumière p constitué d'un crital liquide par exemple. Les électrodes de colonne Cln servent à véhiculer les signaux à afficher délivrés par des sources de tension non représentées sur la figure et pouvant être constituées des sorties latérales d'un registre à décalage ou d'un multiplexeur de l'art connu Les modules élémentaires sont connectés entre l'une des colonnes Cln et une colonne commune CL. La figure lb est une variante de la figure la dans laquelle une colonne Cln sert à véhiculer les signaux à afficher et une colonne sur deux CL sert de référence commune à deux modules contigus d'une même ligne. De sorte que le module élémentaire décrit ci-dessus comporte: - une ligne de commande de grille qui lui est propre; - une colonne pour véhiculer le signal à afficher, qui lui est propre; - une colonne de référence qu'il partage avec le module voisin. Soit en tout deux connexions et demi délicates à implanter, nécessaires au fonctionnement d'un module élémentaire, et un croisement et demi entre électrodes, par module élémentaire. Les figures 2a et 2b représentent deux modes de réalisation d'un module élémentaire de panneau d'affichage matriciel selon l'invention. L'amélioration faisant l'objet de l'invention consiste à connecter la borne B de la capacité de stockage de l'information et la source du transistor de puissance T2 à l'une ou l'autre des électrodes de ligne délimitant la cellule. Pour des raisons de facilité d'implantation il est préférable de connecter la borne B de la capacité de stockage CS à la ligne opposée à celle actionnant la commande de la grille du transistor T2. i2- En outre,compte tenu des valeurs non négligeables qu'il est nécessaire de donner à C5, 50 à 100 pF par exemple, il n'est pas souhaitable de faire interférer la fonction de commande de la grille du transistor T 1 avec la fonction de stockage de l'information. Le module élémentaire selon l'invention comporte: - une ligne de commande de grille, - une colonne pour véhiculer le signal à afficher. Soit deux connexions nécessaires au fonctionnement d'un module élémentaire. Cette diminution du nombre de connexions par rapport à l'art antérieur améliore sensiblement les problèmes d'implantation en technologie films minces. I1 en est de même pour la diminution du nombre de croisements entre électrodes qui se réduit à un seul dans le cas de l'invention. Les éléments représentés sur les figures 2a et 2b sont les mêmes que ceux représentés sur les figures la et lb. C'est pourquoi nous ne rappelons pas leur fonctionnement si ce n'est qu'on admet que la fraction de temps pendant laquelle l'impulsion positive nécessaire au déblocage d'un transistor T1 de la ligne suivante, est appliquée, est suffisamment faible pour qu'elle n'induise que le passage d'une charge négligeable dans le transistor T2 et qu'une impression lumineuse faible dans l'oeil de l'observateur de l'écran. On peut, pour cela, choisir une excitation de la ligne suivante, référée en phase relativement à la tension de commande de l'élé- ment électrooptique. La fréquence de commande de l'élément électrooptique doit dans ce cas être égale au produit du nombre de lignes par le nombre de trames par seconde. Par exemple 1OKHz dans le cas d'un panneau de 200 lignes fonctionnant à 50 trames par seconde; s'il est nécessaire, cette fréquence peut être choisie égale à 5KHz, puisque le courant s'annule deux fois par période. Les figures 3a et 3b représentent des schémas d'implantation d'un module élémentaire de panneau d'affichage matriciel selon l'invention. La figure 3a représente un schéma d'implantation du module élémentaire de panneau d'affichage matriciel selon l'invention correspondant au mode de réalisation représenté en figure 2a. Les électrodes de ligne et de colonne ont une largeur d d'environ 50um. La distance D entre électrodes est d'environ 500um. Les zones isolantes, en verre par exemple, sont représentées par l'indice 1. Ces zones- sont situées aux croisements d'électrodes, entre les plaques de la capacité de stockage-ls, et enserrent les transistors T1 et T2. Les indices SC1 et SC2 représentent les parties semiconductr-ices des transistors T1 et T2. Le transistor d'adressage T1 reçoit sur sa grille G1 des impulsions de commande véhiculées par l'électrode de ligne Ln, le drain D1 de ce transistor étant connecté à J'électrode de colonne Cln véhiculant les signaux à afficher. Le déblocage du transistor T1 permet d'appliquer sur la plaque inférieure 10 de la capacité de stockage Cs, connectée à la source S1 dudit transistor, le potentiel de commande qui véhicule l'information, par exemple 10 volts pour l'état "ON", O volt pour l'état "OFF", reçue sur la grille G2 du transistor de puissance T2 dont le drain D2 commande l'effet électro-optique du dispositif modulateur de lumière p. La plaque supérieure 20 de la capacité est elle-même connectée à l'électrode de ligne Ln+let à la source S2 du transistor T2. La figure 3b décrit une variante d'implantation du module selon l'invention, présentant des avantages supplémentaires. Dans ce cas, le plot porteur de l'information est d'une surface augmentée, ce qui permet soit une modulation de signal supérieure entre les points "ON" et les points "OFF", soit à même contraste, une diminution de la dimension du point. L'augmentation de la surface est obtenue par le dépôt d'une nouvelle couche d'isolant 100 sur la capacité de stockage de l'information C5 et par l'utilisation de cette surface qui est ellemême recouverte par l'électrode de sortie D2 du transistor T2. Cette extension peut également porter sur la portion de la ligne Ln+1 à laquelle est connectée la capacité C5. On a disposé une fenêtre 101 dans la couche isorante, permettant le contact électrique avec la plaque porteuse du potentiel signal p du niveau inférieur. I1 en résulte une surface modulée S qui peut atteindre les six dixièmes de l'aire totale pour une dimension point de l'ordre de 0,4mm. REVENDICATIONS l.Module élémentaire pour panneau d'affichage matriciel comprenant sur un substrat diélectrique, deux électrodes de ligne et deux électrodes de colonne limitant un périmètre rectangulaire à l'intérieur duquel sont situés deux transistors Mos en couches minces, une capacité C5 et des moyens d'affichage reliés à un plot de visualisation,ledit module comprenant en outre des moyens assurant l'application des signaux à afficher aux bornes des électrodes de colonne, des moyens assurant séquentiellement l'ap plication de potentiels aux bornes des électrodes de ligne au moment de la lecture desdites lignes, des moyens pour appliquer un potentiel fixe à toute les lignes en permanence, le premier transistor T1 ayant sa grille commandée par une électrode de ligne, son drain étant connecté à une électrode de colonne, sa source à une des bornes de la capacité connectée elle-même à la grille du second transistor T2 dont le drain est relié audit plot de visualisation, et l'autre borne de la capacité étant reliée à l'électrode de ligne opposée à celle assurant la commande de la grille du transistor T1, module carac térisé en ce que la source du transistor T2 est reliée à l'électrode de 2 ligne assurant la commande de la grille du transistor T1. 2. Module élémentaire pour panneau d'affichage matriciel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur d des électrodes de ligne et de colonne est d'environ 50um. 3. Module élémentaire pour panneau d'affichage matriciel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance D entre deux électrodes de ligne consécutives est d'environ 500um. 4. Module élémentaire pour panneau d'affichage matriciel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance D entre deux électrodes de colonne consécutives est d'environ 500um. 5. Module élémentaire pour panneau d'affichage matriciel selon la revendication 1 caractérisé en ce que la borne de la capacité reliée à l'électrode de ligne et ladite électrode de ligne sont recouvertes d'une couche isolante 100, et en ce que le plot de visualisation p s'étend sur cette dite couche isolante. 6. Panneau d'affichage matriciel, caractérisé en ce qu'il est constitué de modules élémentaires selon l'une des revendications précédentes.