Brevet FR2596186A1 — publié le 19870925

La présente invention concerne un agencement pour attaquer un afficheur à cristaux liquides. On connait un agencement d'attaque à multiplexage pour un afficheur à cristaux liquides mais les signaux exigés pour application aux électrodes d'affichage sont complexes en ce qu'ils impliquent de multiples niveaux de tension. La présente invention concerne un agencement qui réduit le nombre de niveaux de tension exigés pour 10 attaquer un afficheur à cristaux liquides multiplexé. Selon la présente invention, on réalise un agencement d'attaque pour un afficheur à cristaux liquides multiplexé, comprenant un moyen pour produire un certain nombre de signaux d'arrière-plan pour une 15 application illimitée à des électrodes respectives d'arrière-plan de l'afficheur, et un moyen pour produire des signaux de segment sélectifs pour une application à une électrode de segment de l'afficheur, chacun des signaux d'arrière-plan et de segment se commutant entre 20 deux niveaux et servant à attaquer des segments choisis selon le signal de segment particulier qui est choisi et appliqué à ladite électrode de segment. Dans des modes de réalisation préférés de la présente invention, les signaux d'arrière-plan sont de 25 motifs périodiques respectifs et ils sont appliqués continuellement et indéfiniment aux électrodes d'arrièreplan respectives. Les signaux de segment sont également de motifs périodiques respectifs, les uns différents des autres, mais à tout instant donné seulement l'un choisi des signaux de segment est appliqué à l'électrode de segment, et détermine lesquels (s'il y en a) des segments de l'afficheur à cristaux liquides sont actifs ou "en service" (ces segments étant disposés entre l'électrode de segment et les électrodes 35 d'arrière-plan respectives). Chacun des signaux d'arrière-plan et de segment se commute entre seulement deux niveaux de tension et ceci permet aux signaux d'être produits de façon directe en utilisant des techniques numériques conventionnelles, même si le motif ou forme d'onde de certains des signaux est relativement complexe. Les modes de réalisation qui vont être décrits ici sont des exemples de systèmes de multiplexage à deux voies et trois voies mais les principes de la présente invention reste applicable de façon plus générale (par 10 exemple à des systèmes de multiplexage à quatre voies, etc...). L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description 15 explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure i est une vue schématique en coupe 20 à travers un afficheur à cristaux liquides ayant deux électrodes d'arrière-plan et représentant schématiquement un agencement d'attaque pour cet afficheur; - la figure 2 représente en (a) et (b) des formes d'onde des signaux pour l'application aux électrodes respectives d'arrière-plan de l'afficheur représenté en figure 1; - la figure 3 représente en (a) - (d) les formes d'onde des signaux pour une application sélective à une électrode de segment de l'afficheur représenté en 30 figure 1; - la figure 4 représente en (a) (d) les tensions d'attaque apparaissant entre une électrode de segment et les deux électrodes d'arrière-plan de l'afficheur représenté en figure 1, pour chacun des quatre signaux de segment susceptible d'être sélectionné représentés en figure 3; - la figure 5 est une vue schématique en coupe à travers un afficheur à cristaux liquides ayant trois électrodes d'arrièreplan; - la figure 6 représente en (a) - (c) les signaux d'arrière-plan pour l'afficheur de la figure 5; - la figure 7 représente en (a) - (h) les formes d'onde des signaux de segment susceptibles d'être choisis pour l'afficheur de la figure 5; - la figure 8 représente en (a) et (b) les tensions d'attaque apparaissant entre une électrode de segment et deux des électrodes d'arrière-plan de l'afficheur de la figure 5, lorsque l'un particulier des signaux pouvant être sélectionné est appliqué à l'électrode de segment; - la figure 9 représente un autre exemple de signaux pour une application aux électrodes d'arrière20 plan de l'afficheur représenté en figure 1; - la figure 10 représente des signaux de segment pour utilisation avec les signaux d'arrière-plan3..... de la figure 9; - la figure 11 représente un autre exemple de signaux pour application aux électrodes d'arrière-plan de l'afficheur représenté en figure 5; et - la figure 12 représente des signaux de segment pour utilisation aux signaux d'arrière-plan de la figure 11. En se référant à la figure 1, il est représenté schématiquement un afficheur à cristaux liquides 10 et un agencement d'attaque 20 pour celuici. L'afficheur comprend un substrat à cristaux liquides 12 ayant deux électrodes d'arrière-plan A, B appliquées à sa face arrière, et une électrode de segment S appliquée à sa face avant. En pratique, l'afficheur sera pourvu d'un certain nombre d'électrodes de segment, chacune agencée pour être excitée indépendamment à partir de l'agencement d'attaque 20. Chaque électrode de segment, par exemple l'électrode S, définit des segments 14, 16 avec les électrodes respectives d'arrière- plan. Selon le signal choisi et appliqué à l'électrode de segment à un instant donné, l'un ou l'autre ou les deux ou aucun des segments 14, 16 sera "en service". L'afficheur représenté en figure 1 est ainsi un afficheur à multiplexage à deux voies. L'agencement d'attaque 20 comporte des sorties 21, 22 appliquant des signaux d'arrière-plan, représentés respectivement en (a) et (b) en figure 2, aux électrodes 15 d'arrière- plan A et B. Ces signaux comprennent des formes d'onde ou des motifs périodiques ou répétitifs, se commutant entre deux niveaux de tension (0 et X), et ils sont continuellement et indéfiniment appliqués aux électrodes respectives d'arrière-plan A, B. Il est à 20 noter que chaque signal d'arrière-plan a un motif périodique de période totale T, divisé en huit unités de temps t et consistant en des premier et second blocs, chacun de quatre unités de temps, avec le motif dans le second bloc inverse du motif dans le premier bloc. Ainsi, 25 le motif du signal d'arrière-plan (a) peut être écrit comme "01001011" pour les huit unités de temps composant sa période totale T, et le signal d'arrière-plan (b) peut être écrit comme "00011110" pour sa période totale T, qui est synchronisé avec le signal d'arrière-plan (a). L'agencement d'attaque (20) comporte également une sortie 24 pour appliquer n'importe quel des quatre signaux différents représentés en (a) - (d) de la figure 3, à l'électrode de segment S de l'afficheur. Chacun de ces signaux de segment pouvant être choisi a un motif 35 périodique d'une période totale T, synchronisé aux signaux d'arrière-plan de la figure 2, la période T étant divisée en huit unités de temps t. Comme dans les signaux d'arrière-plan, chaque signal de segment a, dans chaque période T, des premier et second blocs, chacun de quatre unités de temps t, avec le motif dans le second bloc inverse du motif dans le premier bloc.Ainsi, le motif du signal de segment (a) peut être écrit comme "10100101", le signal de segment (b) comme "10010110", le signal de segment (c) comme "01101001" et le signal de segment (d) 10 comme "01011010". La figure 4 représente les tensions d'attaque apparaissant entre l'électrode de segment S et les électrodes respectives d'arrière-plan A et B, dans les quatre cas possibles (par exemple l'un des signaux de segment différents (a) - (d) de la figure 3 étant choisis et appliqués à chaque fois à l'électrode de segment S). En figure 4 (a), on suppose que le signal de segment (a) de la figure 3 est appliqué à l'électrode de segment S: lorsqu'une considération est donnée aux signaux respectifs d'arrière-plan de la figure 2 en comparaison au signal de segment (a), on observera que les deux ondes de tension de la figure 4 (a) apparaissent entre les électrodes respectives d'arrière-plan A, B et l'électrode S. Ces deux ondes sont différentes, mais elles alternent 25 toutes les deux entre +X et -X volts et ont toutes les deux la même valeur de racine carrée (RMS) de 0,866 X (dans ce cas, pour chaque période totale ou temps de cycle T = 8 t, le niveau de tension est + X pour un total de 6 t: la valeur RMS est alors donnée par V6xl/$.X. Les ondes de la figure 4 (a) attaquent de ce fait les deux segments 14, 16 actifs ou "en service". Par des considérations similaires, on voit aisément que la figure 4 en (b) - (d) représente les signaux de tension apparaissant entre les électrodes respectives d'arrière-plan et les électrodes de segment pour les autres signaux de segment pouvant être choisis représentés en figure 3. La figure 4 (b) représente le signal de tension apparaissant lorsque le signal de segment (b) de la figure 3 est choisi et appliqué à l'électrode de segment. Le signal associé à l'électrode d'arrière-plan A est différent du cas prévu, mais alterne encore et présente une valeur RMS de 0,866X. Cependant, le signal associé à l'électrode d'arrière-plan B alterne mais a un niveau de tension + X pour seulement 2t dans chaque cycle T, de sorte que sa valeur RMS correspondante est de 0,5 X. Dans ce cas, de ce fait, il existe une différence significative entre les valeurs RMS des tensions apparaissant entre l'électrode de segment et les électrodes respectives d'arrière-plan, de sorte que le 15 segment 14 (à l'électrode d'arrière-plan A) est effectivement "en service" et l'autre segment 16 (à l'électrode d'arrière-plan B) est effectivement "hors service". On notera que le rapport des deux valeurs RMS est de 0,866 X: 0, 5 X soit 1,73, ce qui permet une 20 différenciation tout à fait satisfaisante entre les conditions "en service" et "hors service des segments de l'afficheur à cristaux liquides. La figure 4(c) représsente les signaux de tension alternant lorsque le signal de segment de la figure 3c est appliqué: dans ce cas, il est apparent que le segment 14 à l'électrode A est "hors service" et le segment 16 à l'électrode B est "en service". La figure 4(d) représente le quatrième cas possible, avec le signal de segment de la figure 3(d), et dans ce cas les deux 30 segments 14 et 16 sont "hors service". Un système multiplexe à deux voies a été décrit en référence aux figures 1 à 4, c'est-à-dire l'électrode de segment unique S (coopère avec les deux électrodes d'arrière-plan A, B pour attaquer deux segments 14, 16. 35 Les principes de l'invention sont cependant également - applicables.à des systèmes multiplexes d'ordre plus élevé (par exemple à trois voies, quatre voies, etc....). Un ensemble de règles va maintenant être décrit, généralement applicable à un système multiplexe à M voies, (c'est-à-dire ayant l'électrode de segment unique et M électrodes d'arrière-plan pour attaquer M segments de l'afficheur). Selon ces règles, la période totale ou temps de cycle T de chaque motif de signal est divisée en 4M unités de temps t: T = 4Mt. Dans chaque signal, deux 10 blocs équaux de 2M unités de temps t peuvent être identifiés, composant la période T, le motif dans le second bloc étant l'inverse du motif dans le premier bloc. Dans le premier bloc de 2M unités de temps, chaque signal d'arrière-plan est "actif" pour deux unités de temps: s'il y a des électrodes d'arrière-plan A, B.;., l'électrode A serait "active" pour les deux premières unités de temps t,-l'électrode B serait "active" pour les deux secondes unités de temps, et ainsi de suite. Dans le premier bloc, un motif de signal "actif" peut être écrit 20 "01" (consistant d'une unité de temps de niveau 0 suivie par une unité de temps de niveau de tension X) et un motif inactif comme "00". Ainsi, par exemple, le motif de signal pour l'électrode d'arrière-plan C d'un système mutiplexe à auatre voies sera représenté comme suit À 25 - premier bloc de 2M(=8) unités de temps: 00000100 - période totale de 4M(=16) unités de temps: Pour les signaux de segment, dans le premier bloc de 2M unités de temps, le segment associé à une électrode particulière d'arrière-plan est adressé dans les deux mêmes unités de temps comme cette électrode d'arrière-plan. Pour un segment actif, dans le premier bloc de 2M unités de temps, le signal de segment est "10", et pour un segment inactif il est "01". De ce fait, dans un système multiplexe de quatre voies, le signal de segment pour des segments A et B "en service" et des segments C et D "hors service" serait: premier bloc de 2M(=8) unités de temps: 10100101 - période totale de 4M(=16) unités de temps: 1010010101011010. Le jeu ou ensemble des règles décrit ci-dessus s'applique au système multiplexe à deux voies décrit en référence aux figures 1 à 4 et s'applique en particulier 10 aux signaux de segment et d'arrière-plan représentés aux figures 2 et 3. A titre d'autres exemples, la figure 5 représente un système multiplexe à trois voies et les figures 6 à 8 représentent des motifs de signaux 15 applicables à celui-ci, les signaux de segment et d'arrière-plan étant formulés selon le même jeu de règles décrit ci-dessus. Ainsi, dans le mode de réalisation de la figure , l'afficheur à cristaux liquides 10 est pourvu de trois 20 électrodes d'arrière-plan A, B, C: comme en figure 1, une seule électrode de segment S est représentée mais en pratique un certain nombre de celles-ci sera prévu et attaqué indépendamment. Pour chaque électrode de segment S, trois segments d'afficheur 14, 16 et 18 sont définis 25 par rapport aux trois électrodes d'arrière-plan A, B, C. L'agencement d'attaque comporte des sorties 21 23 appliquant les signaux représentés en (a) - (c) de la figure 6 aux électrodes d'arrière-plan respectives A - C, et une sortie 24 appliquant à l'électrode de segment S 30 n'importe quel choisi des huit signaux de segment différents représentés en (a) - (h) en figure 7. L'effet de ces signaux de segment différents est donné en figure 7 par la notation à titre d'exemple A B C (signifiant que les segments 14, 16, 18 sont tous "en service" ou par exemple A B C (signifiant que les segments 14 et 18 sont "hors service" et que le segment 16 est "hors service"). La figure 8 représente les signaux de tension entre chacune des électrodes d'arrière-plan A et B et l'électrode de segment S pour le signal de segment (c) de la figure 7. Pour l'électrode d'arrière-plan A et le segment 14, la valeur RMS du signal est de 0,816X car le niveau de tension est de + X pour un total de 8 des douze unités de temps t. Pour l'électrode d'arrière-plan B et le segment 16, la valeur RMS du signal est de 0,577X car 10 le niveau de tension est de +X pour seulement quatre des douze unités de temps t. Quel que soit le signal de segment (a) - (h) de la figure 7 sélectionné, chaque segment présentera une forme d'onde alternante de valeur RMS soit de 0,816X, soit de 0,577X, bien qu'habi15 tuellement différente en motif des formes d'onde précises représentées en figure 8. Le rapport de ces valeurs RMS est de 1,41 et est suffisant pour produire une différenciation satisfaisante entre les conditions "en service" et "hors service" des segments de l'afficheur à 20 cristaux liquides. Le jeu de règles qui a été décrit est donné à titre d'exemple et d'autres exemples de motifs de signaux sont donnés aux figures 9 et 10 (pour un système multiplexe à deux voies) et aux figures 11 et 12 (pour un 25 système multiplexe à trois voies). En se référant à la figure 9, (a) et (b) représentent les motifs des deux signaux d'arrière-plan. Dans le premier bloc de 2M = 4 unités de temps t, un motif actif peut être écrit "01" et un motif inactif 30 "11".Ainsi, l'électrode A est active pour les deux premières unités de temps et l'électrode B est active pour les deux secondes unités de temps. Le motif dans le second bloc de quatre unités de temps est l'inverse du motif dans le premier bloc. En se référant à la figure 10, le signal de segment choisi adresse de nouveau chaque segment dans les deux mêmes unités de temps comme le signal respectif d'arrière-plan, comme dans les règles préalablement décrites. Cependant, le motif dans le premier bloc est "10" pour chaque segment si les deux doivent être actifs ou "en service," voir (a). Si seulement un segment doit être actif, le motif est "11" pour le segment actif et "00" pour l'autre, voir (c) et (d). Si les deux segments doivent être inactifs le motif est "01" pour chaque segment si les deux doivent être 10 inactifs, voir (b). De nouveau, dans chaque signal de segment, le motif dans le second bloc de quatre unités de temps est l'inverse du motif dans le premier bloc. En se référant à la figure 11, (a) - (c) représentent les motifs pour les trois signaux d'arrière-plan. Dans le premier bloc de 2M = 6 unités de temps t, un motif actif peut être écrit "01" et un motif inactif "00". Le motif dans le second bloc de six unités de temps est l'inverse du motif dans le premier bloc. En se référant à la figure 12, (a) - (h) représentent les 20 signaux de segment pouvant être choisis. Chacun de ceux-ci adresse chaque segment dans les deux mêmes unités de temps comme les signaux d'arrière-plan respectifs. Cependant, le motif dans le premier bloc est "10" pour chaaue segment, si tous doivent être actifs, voir (c). Si 25 tous les segments doivent être inactifs ou "hors service", le motif dans le premier bloc est "01" pour chaque segment, voir (a). Si seulement un segment doit être actif, le motif dans le premier bloc est "00" pour ce segment et "01" et "11" pour les deux segments suivants, voir (b), par exemple. Si seulement un segment doit être inactif, le motif dans le premier bloc est "11" pour ce segment et "10" et "00" pour les deux segments suivants, voir (f) par exemple. Dans chaque signal de segment, le motif dans le second bloc de six unités de 35 temps est l'inverse du motif dans le premier bloc. Pour les signaux multiplexes à deux voies des figures 9 et 10 et pour les signaux multiplexes à trois voies des figures 11 et 12, les signaux de tension qui apparaissent à travers les segments respectifs seront des signaux alternants ayant les mêmes valeurs RMS que les signaux représentés aux figures 4 et 8. On appréciera que les signaux de segment et d'arrière-plan peuvent tous être produits de façon directe en utilisant des techniques numériques conventionnelles au vu de leur nature à deux niveaux. De ce fait, l'agencement d'attaque est simplifié par rapport aux agencementx d'attaque connus pour afficheurs à cristaux liquides.- REVENDICATIONS 1. Agencement d'attaque pour un afficheur à cristaux liquides multiplexé, comprenant un circuit pour produire un certain nombre de signaux pour application 5 aux électrodes de segment et d'arrière-plan respectives de l'afficheur et servant à attaquer des segments choisis de l'afficheur, caractérisé en ce que le circuit de production (20) produit un certain nombre de signaux d'arrière-plan pour application indéfinie aux électrodes 10 d'arrière-plan respectives (par exemple A, B) de l'afficheur (10), et en ce que le circuit de production (20) produit également des signaux de segment sélectifs pour application à l'électrode de segment (S), chacun des signaux de segment et d'arrière-plan se commutant entre 15 deux niveaux (O) et (X) et servant à attaquer des segments choisis (par exemple 14, 16) selon le signal de segment particulier qui est choisi et appliqué à l'électrode de segment (S). 2. Agencement selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que chaque signal d'arrière-plan comprend un motif périodique respectif appliqué continuellement et indéfiniment à l'électrode d'arrière-plan respective. 3. Agencement selon la revendication 1 ou 2, 25 caractérisé en ce que chacun des signaux de segment sélectifs comprend un motif périodique respectif. 4. Agencement selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour un système multiplexe à M voies, la période totale T du motif périodique de chaque 30 signal de segment et d'arrière-plan comprend 4M unités de temps t consistant en deux blocs égaux de 2M unités de temps, le motif dans le second bloc étant l'inverse du motif dans le premier bloc. 5. Agencement selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque signal d'arrière-plan est actif pour une paire respective d'unités de temps dans chaque bloc, et le signal de segment est actif dans la 5 même paire d'unités de temps si le segment associé à ce signal d'arrière-plan doit être actif. 6. Agencement selon la revendication 5, caractérisé en ce que dans le premier bloc précité, chaque signal d'arrière-plan est actif pour la paire précitée d'unités de temps lorsqu'il comprend des niveaux "01" dans ces unités de temps successives. 7. Agencement selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que dans le premier bloc précité, chaque signal de segment est actif pour une paire d'unités de temps lorsqu'il comprend des niveaux "10" dans ses unités de temps successives. 8. Agencement selon la revendication 7, caractérisé en ce que, dans le premier bloc, le signal d'arrière-plan est inactif lorsqu'il comprend des niveaux 20 "00" et le signal de segment est inactif lorsqu'il comprend des niveaux "01". 9. Agencement selon la revendication 6, caractérisé en ce que, pour un système multiplexe à deux voies, dans le premier bloc, le signal d'arrière-plan est 25 inactif lorsqu'il comprend des niveaux "11" et le signal de segment comprend (a) des niveaux "10" pour chaque segment si les deux sont actifs, (b) des niveaux "01" si les deux segments sont inactifs, et (c) des niveaux "11" pour un segment actif et "00" pour l'autre si seulement 30 un segment est actif. 10. Agencement selon la revendication 6, caractérisé en ce que, pour un système multiplexe à trois voies, dans le premier bloc, le signal d'arrière-plan est inactif lorsqu'il comprend des niveaux "00" et le signal 35 de segment comprend (a) des niveaux "10" pour chaque segment si tous sont actifs, (b) des niveaux "01" si tous les segments sont inactifs, (c) des niveaux "00" pour un seul segment actif et "01" et "11" pour les deux segments suivants, et (d) des niveaux "11" pour un seul segment inactif et "10" et "00" pour les deux segments suivants.