Brevet FR2575576A1 — publié le 19860704

PROCEDE D'ACTIONNEMENT D'UN APPAREILLAGE A CRISTAUX LIQUIDES La présente invention concerne un procédé d'actionnement d'un appareillage à cristaux liquides et elle a trait plus particulièrement à un procédé d'actionnement permettant d'assurer l'activation de cristaux liquides suivant un mode à partage de temps. L'appareil d'enregistrement dans lequel un obturateur de lumière à cristaux liquides est utilisé est destiné à effectuer une écriture lumi- neuse sur un corps photosensible par actionnement en condition d'ouver- ture ou de fermeture d'une pluralité de micro-obturateurs prévus dans l'obturateur de lumière à cristaux liquides au moyen du circuit de commande, afin d'arrêter ou de transmettre la lumière d'une source lumineuse placée au-dessus de l'obturateur de lumière à cristaux liqui- des. Dans le cas de ce type d'appareil d'enregistrement, les cristaux liquides doivent avoir une grande vitesse de réponse. En conséquence, des cristaux liquides dont l'anisotropie diélectrique est inversée par la fréquence d'un signal appliqué aux micro-obturateurs sont utilisés et sont actionnés par deux fréquences, dont l'une (fH) est supérieure à une fréquence (fc) qui annule l'anisotropie diélectrique du cristal liquide tandis que l'autre (fL) est inférieure à la fréquence (fc). Dans le cas d'un tel obturateur de lumière à cristaux liquides, un enregistrement est effectué avec une densité d'environ 10 points par mm et, dans le cas du format A4, par exemple, il faut environ 3 000 micro-obturateurs par ligne. En vue d'empêcher une augmentation du nombre de fils et de la surface de montage, l'obturateur de lumière à cristaux liquides est par conséquent usuellement actionné suivant un mode en partage de temps. Cet actionnement en partage de temps est d'un type tel que des électrodes communes et de signaux se croisent perpendiculairement entre elles dans l'obturateur de lumière à cristaux liquides de façon à former des micro- obturateurs aux points de croisement des deux électrodes et des 25755?6 signaux d'enregistrement sont appliqués aux électrodes de signaux tandis que des signaux de sélection de partage de temps sont appliqués aux électrodes communes. Conformément à cet actionnement en partage de temps ou actionne- ment avec partage en deux périodes par exemple, la lumière peut être transmise seulement pendant la moitié de la période d'écriture Tw, et la période de temps pendant laquelle la lumière peut être transmise devient plus courte dans le cas d'un actionnement avec partage de temps en npériodes, de sorte que le corps photosensible peut être privé de la quantité appropriée de lumière d'exposition. En conséquence, l'actionne- ment est effectué d'une manière telle que les signaux de sélection soient utilisés pour ouvrir ou fermer les micro-obturateurs pendant une période de temps sélectionnée Tw/n de la période d'écriture complète TW et soient maintenus enclenchés pendant le reste de la période de temps (1 - 1 n)Tw (qui sera appelée dans la suite la période de temps non sélectionnée) de la période d'écriture totale Tw. Dans le cas d'un actionnement avec partage de temps en deux périodes par exemple, un signal d'actionnement de réseau, dans lequel des signaux fH' fL' *fH et *fL représentés sur la figure 1A, lesdits signaux *fH et *fL étant déphasés de 180 par rapport aux signaux fH et fL' ont été mélangés dans un cycle d'écriture, est formé et appliqué à l'électrode commune. En outre, un des quatre signaux d'actionnement de réseau 1 - 4 représenté sur la figure lB, est sélectionné et appliqué aux électrodes de signaux. Quatre types de signaux composites 5 - 8 représentés sur la figure 1C sont ainsi formés et un de ces signaux composites est appliqué aux microobturateurs pour les actionner en condition d'ouverture ou de fermeture. Puisqu'un signal qui est déphasé de TW/2 par rapport au signal qui a été appliqué à l'électrode commune mentionnée ci-dessus est appliqué à l'autre électrode commune, un signal composite correspondant à celui indiqué sur la figure 1C mais déphasé de TW/2 est appliqué aux micro- obturateurs pour les actionner en condition d'ouverture ou de fermeture. Bien que l'obturateur de lumière à cristaux liquides qui est utilisé pour expliquer la présente invention soit formé par des cristaux liquides de type GH, par exemple, qui permettent une transmission de la lumière lors de leur activation, des cristaux liquides de type TN, qui sont disposés entre des plaques polarisantes placées sur un prisme orthogonal de Nicol et qui arrête la lumière lors de son activation, peuvent être utilisés mais il est évident que l'obturateur de lumière à cristaux liquides est dans ce cas ouvert ou fermé inversement de l'obtu- rateur à cristaux liquides de type GH. Les caractéristiques de transmission de lumière des micro- obturateurs obtenus lorsque les signaux composites 5 - 8 sont appliqués aux micro-obturateurs sont indiquées sur la figure 10. Une caractéris- tique de transmission de lumière 9 est associée au signal composite 5 qui est obtenu lorsque le signal de réseau 1 est appliqué aux électrodes de signaux tandis que le signal de réseau représenté sur la figure 1A est appliqué aux électrodes communes, avec pour résultat que les micro- obturateurs appariés sont ouverts. Une caractéristique de transmission de lumière 10 est associée au signal composite 6 qui est obtenu quand le signal de réseau 2 est appliqué aux électrodes de signaux alors que le signal de réseau représenté sur la figure 1A est appliqué aux électrodes communes, avec pour résultat que certains des micro-obturateurs appariés sont ouverts tandis que les autres sont fermés. De façon analogue, les caractéristiques de transmission de lumière 11 et 12 sont associées aux signaux composites 7 et 8 qui sont obtenus quand les signaux de réseau 3 et 4 sont appliqués pour fermer certains des micro-obturateurs et pour ouvrir les autres d'une manière qui est inverse du cas mentionné ci- dessus, ou bien pour fermer ces deux types de micro-obturateurs. Le terme (fL - fH) représenté sur la figure 1C correspond à un signal composite formé par les signaux fL et fH' (fL - *fH) correspond à un signal composite formé par les signaux fL et *fH et (0) correspond à un signal de silence. Lorsque les obturateurs de lumière à cristaux liquides sont actionnés d'une manière analogue à celle décrite ci-dessus, des micro- obturateurs sélectionnés peuvent être maintenus ouverts même pendant la période de temps non sélectionnee (1-1/n)Tw dans le cas d'un actionne- ment avec partage de temps en n-périodes et le signal fL est appliqué aux micro-obturateurs pendant la dernière période de temps d'un cycle d'écriture TW pour assurer leur ouverture et pour éliminer l'effet d'hystérésis qui est particulier aux-cristaux liquides, en permettant ainsi l'ouverture et la fermeture des obturateurs de lumière à cristaux liquides même s'ils ont été actionnés en concordance avec un actionne- ment statique. Dans le cas o cependant les obturateurs de lumière à Cristaux liquides sont actionnés en partage de temps comme décrit ci-dessus, ces obturateurs peuvent être maintenus dans leur état précédemment établi pendant une période de temps non sélectionnée, en utilisant l'effet d'hystérésis du cristal liquide, mais leur température optimale varie seulement de 2 à 3 . En outre, leur température optimale change, en fonction de la qualité du cristal liquide utilisé, et il a été par conséquent nécessaire d'établir une gamme différente de températures dans chaque appareil d'enregistrement. En outre, la quantité de lumière transmise au moment de l'ouverture de l'obturateur n'est pas suffisante par comparaison au cas o les obturateurs sont ouverts conformément à l'actionnement statique. La présente invention a enconséquence pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus et l'objet de la présente invention est de créer un procédé d'actionnement d'un obturateur de lumière à cristaux liquides, à l'aide duquel la gamme de températures dans laquelle l'obturateur de lumière à cristaux liquides est actionné avec fiabilité est élargie et la quantité de lumière transmise est augmentée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel: - les figures IA à 1C sont des schémas de formes d'ondes montrant des signaux utilisés par le procédé d'actionnement classique tandis que la figure 1D est une vue mon- trant des caractéristiques de transmission de lumière obtenues conformément au procédé d'actionnement classique; - la figure 2 est une vue en plan d'une partie de l'obturateur de lumière à cristaux liquides; les figures 3A à 3C sont des schémas de formes d'ondes montrant des signaux utilisés par un procédé d'actionnement correspondant à un mode de mise en oeuvre de la présente invention tandis que la figure 3D est une vue montrant des caractéristiques de transmission de lumière obtenues en accord avec le procédé d'action- nement de la présente invention; - les figures 4A et 4B montrent des caractéristiques de la quantité de lumière transmise qui sont obtenues lors de l'application des procédés d'actionnement de l'art antérieur et de la présente invention lorsque la température est modifiée; - les figures 5A à 5C sont des schémas de formes d'ondes montrant des signaux utilisés par un procédé d'actionnement correspondant à un autre mode de mise en oeuvre de la présente invention tandis que la figure 5D est une vue montrant des caractéristiques de transmission de lumière obtenues conformément au second mode de mise en oeuvre du procédé de la présente invention; - les figures 6A à 6C sont des schémas de formes d'ondes servant à expliquer la génération du signal FHX. On va maintenant donner une description d'un premier mode de mise en oeuvre de la présente invention en référence aux dessins ci-joints. Ce mode de réalisation utilise un actionnement avec partage de temps en deux périodes et la figure 2 montre une partie de l'obturateur de lumière à cristaux liquides. Sur la figure 2, des électrodes commu- nes 13, 14 et des électrodes de signaux 15 - 16 se croisent perpendicu- lairement et des micro-obturateurs 15a - 18a et 15b - 18b sont formés par des électrodes transparentes occupant chacune une partie des por- tions de croisement des électrodes communes et de signaux. Des signaux d'enregistrement sont appliqués aux électrodes de signaux 15 - 18 tandis que des signaux de sélection sont appliqués aux électrodes communes 13, 14. La figure 3A représente des signaux d'enregistrement qui sont appliqués aux électrodes de signaux 15 - 18 tandis que la figure 3B représente un signal de sélection qui est appliqué à l'électrode com- mune 13. L'électrode commune 14 reçoit un signal qui est déphasé de TW/2 par rapport au signal appliqué à l'électrode commune 14. Parmi les signaux d'enregistrement qui sont appliqués aux électrodes de signaux 15 à 17, la figure 3A représente un signal d'enregistrement marche- marche 19 qui sert à faire passer les deux obturateurs appariés en condition d'ouverture et un signal d'enregistrement arrêt-arrêt 20 servant à fermer les deux obturateurs appariés. Les signaux d'enregis- trement marche-arrêt et arrêt-marche sont des combinaisons des première et seconde moitiés des signaux d'enregistrement mentionnés ci-dessus, d'une façon analogue aux formes d'ondes 2 et 3 représentées sur la figure lB. De façon analogue, comme dans le cas du signal fL' les signaux fL2 et fL3 de la figure 3A représentent des fréquences inférieu- res à la fréquence de croisement mais ce mode de mise en oeuvre de la présente invention utilise un signal ayant une fréquence différente de celle du signal fL afin de contenir des formes d'ondes correspondant à des unités intégrales dans des périodes prédéterminées TL1 et TL3. En conséquence, les micro-obturateurs 15a - 18a et 15b - 18b auxquels les signaux d'enregistrement 19, 20 et les signaux de sélection ont été appliqués reçoivent respectivement un signal d'actionnement marche- marche 21 et un signal d'actionnement arrêt-arrêt 22 qui sont formés par les signaux d'enregistrement et de sélection comme le montre la figu- re 3C. A la différence du signal d'actionnement marche-marche classi- que 5 et du signal d'actionnement arrêt-arrêt classique 8 représentés sur la figure 1C, le signal d'actionnement marche-marche 21 contient le signal de basse fréquence fL3 correspondant à la période TL3 du cycle sélectionné TW/2, tandis que le signal d'actionnement arrêt-arrêt 22 contient un signal de silence (0). Le signal d'actionnement marche-arrêt (non représenté) contient le signal de basse fréquence fL3 pendant une période TL2, tandis que le signal d'actionnement arrêt-marche contient la période du signal de silence. Le fait que le signal de basse fréquence fL3 soit inséré d'une manière analogue pendant la période sélectionnee TW/2 en vue d'un actionnement dans la condition de marche rapproche plus fortement l'orientation des molécules des cristaux liquides en direction du champ électrique et améliore ainsi la tendance à la marche. Comme le montre les caractéristiques de transmission de lumière de la figure 3D, en conséquence des caractéristiques de réponse marche-marche 23 et une caractéristique de réponse marche-arrêt 24 des micro-obturateurs 15a - 18a et 15b - 18b améliorent le taux de transmission de lumière des obturateurs pendant la période TL3. Plus spécifiquement, le taux de transmission de lumière qui a été réduit à certains niveaux peut être rétabli à son niveau initial par un signal (fL + fH) faisant partie du signal d'actionnement marche-arrêt 21 en vue d'augmenter ainsi la quantité de lumière transmise. - Par insertion du signal de silence (0) pendant la période d'ac- tionnement en condition d'arrêt sélectionnée à la place du signal fH' on voit que la relaxation diélectrique par laquelle les cristaux liquides sont décalés dans la condition de marche, est réduite pour se rapprocher d'une relaxation naturelle, en altérant ainsi la réponse en condition d'arrêt des cristaux liquides, mais une forte variation n'est effective- ment pas engendrée, comme le montrent les courbes caractéristiques de réponse arrêt-marche et arrêt-arrêt 25 et 26 sur la figure 3D, et cette insertion du signal de silence (0) sert à établir un bon équilibre entre les deux caractéristiques 25 et 26. Lorsqu'une forme d'onde dans laquelle la basse fréquence de fL3 est insérée pendant une partie TL3 de la période de temps sélection- née TW/2 est utilisée, comme décrit ci-dessus, on peut obtenir un effet de marche encore plus remarquable par le signal fL3 dais le cas d'un signal d'actionnement en condition de marche et on peut empêcher ce que l'on appelle un effet d'hystérêsis à haute fréquence par le signal de silence (0) dans le cas du signal d'actionnement en condition d'arrêt. Dans le cas d'un obturateur de lumière à cristaux liquides qui répète son fonctionnement, on peut par conséquent obtenir un bon rendement de fonctionnement dans ces opérations d'ouverture et de fermeture. Du fait que les composantes de haute fréquence sont réduites alors que les composantes de basse fréquence sont augmentées, la caractéristique de température de l'obturateur peut être remarquablement améliorée et celuici peut fonctionner d'une manière optimale dans une large gamme de températures. Les figures 4A et 4B montrent les résultats obtenus, les parties 27 et 31 représentant des caractéristiques d'actionnement marchemarche, les parties 28 et 32 des caractéristiques d'actionnement marchearrêt, les parties 29 et 33 des caractéristiques d'actionnement arrêtmarche et les parties 30 et 34 des caractéristiques d'actionnement arrêt-arrêt. Les quantités de lumière transmises par les micro- obturateurs sous l'effet des signaux d'actionnement classiques (figu- re 4A) sont comparées avec les quantités de lumière transmises par les micro-obturateurs sous l'effet des signaux d'actionnement de la présente invention (figure 4B) en relation avec les températures. Par comparaison avec la plage étroite de températures de 45 à 48 C qui est représentée sur la figure 4A, la plage optimale des températures dans laquelle les micro-obturateurs décrits ci-dessus peuvent exécuter leurs opérations d'ouverture et de fermeture avec un bon rendement est large dans le cas de la présente invention, en étant comprise entre 40 C et 50 C, comme le montre la figure 4B. En conséquence, on se rend compte à partir de la figure 4B que la plage optimale de températures peut être élargie par la présente invention. Un second mode de mise en oeuvre de la présente invention va être décrit en référence aux figures 5A à 5D. Ce second mode de mise en oeuvre est le même que le premier par le fait que la période de temps pendant laquelle le signal fL3 est inséré est établie dans la période de temps sélectionnée TW/2 mais est diffé- rente par le fait qu'un signal fHY est inséré dans le signal de sélec- tion pendant une période de temps non sélectionnée correspondant à une période de temps THy représentée sur la figure 5B. La figure 6B montre le signal fHy à échelle agrandie. Le signal fH d'un signal d'enregistre- ment arrêt-arrêt 35 représenté sur la figure 5A a été représenté à échelle partiellement agrandie sur la figure 6A. Lorsque le signal fH est combiné avec le signal fHy, il constitue la forme d'ondes représen- tée sur la figure 6C. Plus spécifiquement, lorsque le signal précité et un signal d'actionnement représenté sur la figure 5B et appliqué aux électrodes communes sont appliqués aux micro-obturateurs, ils engendrent les formes d'ondes représentées sur la figure 5C et la forme d'ondes représentee sur la figure 6C est obtenue par élargissement d'un signal (fH - fH) sur la figure 5C. Par comparaison au signal classique (fL fH), le signal (fH - fHy) devient un signal composite qui a une puissance plus petite et qui a, en correspondance, une valeur effective plus faible. Un signal (fL - fHy) d'un signal d'actionnement marche- marche 37 et d'un signal d'actionnement arrêt-marche (non représenté) qui sont obtenus lorsque le signal fL d'un signal d'actionnement marche- marche 36 représenté sur la figure 5A et un signal de sélection repré- senté sur la figure 5B sont appliqués aux micro-obturateurs à une phase différente de celle du signal (fH - fHy) mais il présente sensiblement la même forme d'onde. En conséquence, il peut être essentiellement identique au signal (fH - fHy)' Lorsque le signal fHY est inséré pendant la période de temps non sélectionnée (comme décrit ci-dessus), il sert à atténuer le maintien d'une opération de marche, un peu dans le cas d'un actionnement de marche, mais il empêche les micro-obturateurs d'avoir tendance à s'ou- vrir à un certain degré sous l'effet d'une haute température dans le cas d'un actionnement-arrêt. Ce fait sert à renforcer l'opération d'ouver- ture des micro-obturateurs à un certain degré pendant la période de temps TL3 con.e indiqué sur la figure 5D. Comme décrit ci-dessus, un actionnement en partage de temps d'un obturateur à cristaux liquides qui permet d'obtenir un bon fonctionne- ment répétitif dans une plus large gamme de températures, peut être obtenu par application d'un signal fL3 pendant une période de temps TL3 faisant partie d'une période de sélection et en outre par application d'un signal-de sélection contenant un signal fHY pendant une période de non-sélection, en vue d'une meilleure adaptation aux caractéristiques diélectriques et aux caractéristiques de températures des cristaux liquides. Sous l'effet de l'application d'un signal fL3 pendant la période TL3, les caractéristiques de marche d'un obturateur de lumière à cristaux liquides peuvent être améliorées remarquablement sans altéra- tion de ses caractéristiques d'arrêt. La température de fonctionnement n'est pas sensible à une modifi- cation du matériau du cristal liquide et sa souplesse peut être amélio- rée. Comme décrit ci-dessus, la gamme optimale de températures de fonctionnement dans laquelle un obturateur à cristaux liquides peut être commandé avec précision est élargie à plus de 6 degrés par comparaison à une gamme classique de 2 à 3 degrés et il est possible d'augmenter la quantité de rayonnement lumineux arrivant sur un corps photosensible. Lorsque la gamme des températures de fonctionnement est élargie, on augmente la souplesse en ce qui concerne le changement du matériau du cristal liquide. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés et elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. 25755 6 REVENDICATIONS 1.- Procédé d'actionnement d'un dispositif d'enregistrement comportant n électrodes communes (13, 14) et plusieurs électrodes de signaux (15, 16) qui se croisent et qui sont opposées aux électrodes communes (13, 14), o un matériau pour cristaux liquides dont l'aniso- tropie diélectrique est annulée lorsqu'une fréquence déterminée est appliquée, se trouve emprisonné entre les électrodes communes et de signaux de façon que leurs parties de croisement servent de micro- obturateurs (15a - 18a; 15b - 18b), procédé selon lequel on applique auxdits micro-obturateurs (15a - 18a; 15b - 18b) une forme d'ondes d'actionnement, qui sert à les faire passer en condition d'ouverture ou de fermeture, pendant une partie sélectionnée d'une période de partage de temps et on applique aux micro-obturateurs pendant la période non sélectionnée une forme d'onde d'actionnement, qui maintient les micro- obturateurs (15a - 18a; 15b - 18b) dans une condition d'ouverture ou de fermeture, suivant ce qui est établi dans la période sélectionnée précédant juste une période non sélectionnée, procédé caractérisé en ce que ladite forme d'ondes d'actionnement qui fait passer les micro- obturateurs (15a - 18a; 15b - 18b) dans la condition d'ouverture ou de fermeture pendant la période sélectionnée est un signal contenant un signal dont la fréquence est inférieure à la fréquence spécifiée et en ce que la forme d'ondes superposée obtenue lorsque le signal dont la fréquence est inférieure à la fréquence spécifiée, est superposée à un signal dont la fréquence est supérieure à la fréquence spécifiée, et en ce qu'une forme d'ondes d'actionnement qui fait passer inversement les micro-obturateurs en condition d'ouverture ou de fermeture pendant la période sélectionnée est un signal comportant une fréquence supérieure à la fréquence spécifiée et un signal de silence. 2.- Procédé d'actionnement d'un dispositif d'enregistrement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une première partie de la forme d'ondes d'actionnement qui fait passer les micro-obturateurs (15a - 18a; b - 18b) en condition d'ouverture ou de fermeture pendant la période sélectionnée est une forme d'ondes superposée qui est obtenue lorsque le signal dont la fréquence est inférieure à la fréquence spécifiée est superposé à un signal dont la fréquence est supérieure à la fréquence spécifiée et en ce qu'une première partie de la forme d'ondes d'action- nement qui fait passer inversement les micro-obturateurs (15a - 18a; b 18b) dans la condition d'ouverture ou de fermeture pendant la période sélectionnée est le signal dont la fréquence est supérieure à la fréquence spécifiée. 3.- Procédé d'actionnement du dispositif d'enregistrement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal dont la fréquence est supérieure ou inférieure à la fréquence spécifiée est appliqué aux électrodes de signaux (15, 16) pendant une partie de la période non sélectionnée tandis qu'un signal qui agit sur la forme d'ondes superpo- sée pour obtenir sensiblement le même effet d'actionnement entre les électrodes communes et de signaux, indépendamment de la fréquence du signal appliqué aux électrodes de signaux (15, 16), est appliqué aux électrodes communes (13, 14).