Brevet FR2605778A1 — publié le 19880429

PANNEAU DE VISUALISATION A CRISTAUX LIQUIDES ET PROCEDE D'INSCRIPTION DES DONNEES SUR CE PANNEAU La présente Invention concerne un panneau de visualisation à cristaux liquides. Elle concerne également un procédé d'inscription des données sur ce panneau. Les panneaux de visualisation a cristaux liquides sont généralement constitués de deux plaques parallèles, en matériau isolant et transparent, tel que par exemple du verre ou du quartz, entre lesquelles se trouvent les cristaux liquides. On réalise sur les faces des plaques en contact avec les cristaux liquides des dépôts conducteurs constituant les connexions de lignes et de colonnes. L'intersection des connexions de lignes et de colonnes détermine un réseau matriciel de cellules å cristaux liquides, également réparties selon des lignes et des colonnes. La figure 1 représente un mode de réalisation bien connu de panneau de visualisation å cristaux liquides. Chaque cellule à cristaux liquides est représentée de façon symbolique par un rectangle portant la mention C. L. Dans ce mode de réalisation, l'une des plaques constituant le panneau de visualisation porte å la fois les connexions de lignes et les connexions de colonnes.Sur la figure l, on n'a représenté 9 titre d'exemple que trois connexions de lignes li, 12, 13 et trois connexions de colonnes C1, C2, C3. L plaque constituant le panneau porte, dans ce cas, un seul contact rellé å toutes les cellules å cristaux liquides. Chaque cellule a cristaux liquides est reliée à une connexion de ligne et à une connexion de colonne par l'intermédiaire d'un transistor en couches minces, en silicium amorphe, souvent désigné par les initiales T. F. T pour "Thin Film Transistor". Sur la figure 1, on a désigné par les références T1l, T12 > T13, T21, T22... ces transistors. Ces transistors ont leur grille reliée à une connexion de ligne, leur source a une connexion de colonne et leur drain å l'une des deux électrodes de chaque cellule 9 cristaux liquides. L'autre électrode de chaque cellule est l'électrode commune å toutes les cellules du panneau. Les cellules å cristaux liquides sont adressées ligne par ligne. Les informations å afficher sur la ligne adressée sont présentée en parallèle sur les colonnes. Les transistors utilisés permettent d'envoyer l'information se trouvant sur les colonnes seulement vers les cellules de la ligne adressée. Le mode de réalisation des panneaux å cristaux liquides illustré sur la figure 1 a pour inconvénient de nécessiter la réalisation de connexions de lignes et de connexions de colonnes qui se croisent sur une seule des deux plaques que comporte le panneau de visualisation. Un autre inconvénient de ce mode de réalisation est qu'il nécessite un transistor en couches minces pour chaque cellule å cristaux liquides ce qui entraîne des difficultés en raison du manque de place et des problèmes technologiques 9 résoudre-. Un autre mode de réalisation d'une cellule å cristaux liquides et de ses moyens d'inscription est proposé dans un article intitulé "A new amorphous silicon alloy PIN liquid crystal TV display", ayant pour suteurs Z. Yaniv, Y. Baron, V. Cannella et J. McGill et publié en mai 1986. Ce mode de réalisation est illustré par la figure 2 et ne concerne qu'une seule cellule å cristaux liquides C.L. représentée par un condensateur. L'une des bornes de la cellule est reliée en un point D à une connexion de colonne C1 réalisée sur l'une des plaques du panneau de visualisation. L'autre électrode de la cellule est reliée a un point B, qui est le point commun å deux diodes d1 et d2 en série entre un point A et un point B. Sur la figure 2, l'anode de la diode d1 est reliée au point A, sa cathode est reliée au point B, ainsi que l'anode de la diode d2, et la cathode de la diode d2 est reliée au point C. Le point A est relié å une connexion de ligne li et le point C à la connexion de ligne suivante +li+1. Les connexions de ligne telles que li et li+l sont portées par une autre plaque du panneau de visualisation que celle portant la connexion de colonne Ci. Le principe de fonctionnement est le suivant . Lorsque l'on désire stocker une tension VDO donnée aux bornes de la cellule à cristaux liquides CL, on polarise les diodes dl et d2 en direct en appliquant des tensions adéquates sur les connexions de lignes li et 11+1. Par exemple, on peut appliquer des tensions continues de signe opposé +V1 et -V1 aux lignes li et li+î. Ces tensions sont définies å une constante près, et on peut les décaler d'une valeur VO et appliquer par exemple des tensions V1+VO et -V1+VO aux lignes li et li+1. Simultanément, on impose sur la colonne Ci la tension VDO ou VDO+VO que IVon veut stocker sur la cellule à cristaux liquides. Les diodes d1 et d2 sont choisies avec des caractéristiques identiques, et le point B se stabilise å une tension nulle ou à VO. La tension VDO est alors appliquée à la cellule à cristaux liquides CL. Pour stocker cette tension sur la cellule à cristaux liquides, on polarise les diodes d1 et d2 en inverse en appliquant aux lignes li et 11+1 des tensions continues opposées égales par exemple à -V2 et +V2. Comme précédemment, ces tensions sont définies à une constante près. Les deux diodes d1 et d2 en inverse se comportent comme des capacités. Il faut que ces capacités soient de faible valeur devant la capacité de la cellule à cristaux liquides, afin que toute variation de tension sur la connexion de colonne Ci soit intégralement transmise au point B et que la tension aux bornes de la cellule à cristaux liquides reste constante et égale å VDO. En conséquence, on peut adresser les autres cellules à cristaux liquides reliées à la même colonne Ci sans perturber la tension VDO stockée sur une cellule à cristaux liquides donnée. Les variations de tension susceptibles de se produire sur la colonne Ci lorsqu'on adresse d'autres cellules ne doivent pas pouvoir entraîner la mise en direct des diodes d1 et d2. On choisit donc les tensions V2 et -V2 en fonction de l'information à afficher sur les différentes cellules reliées a une même connexion de colonnes pour éviter cela. L'intérêt du mode de réalisation de la figure 2 est qu'il ne nécessite pas de croisement de connexions de lignes et de colonnes sur une même plaque du panneau de visualisation, puisque ces connexions sont portées par des plaques différentes. 11 présente aussi l'avantage de ne pas nécessiter de transistors en couches minces. L'article précédemment cité se limite à la description d'une seule cellule à cristaux liquides. Sur la figure 3, on a représenté le schéma d'un panneau de visualisation dans lequel chaque cellule à cristaux liquides est commandée de la même façon que dans le cas de la figure 2. Sur la figure 3, on a représenté à titre d'exemple un panneau de visualisation ne comportant que trois lignes et trois colonnes de cellules à cristaux liquides. Chaque cellule à cristaux liquides CL est reliée par l'une de ses électrodes en un point B qui est le point, commun à deux diodes d1 et d2 en série entre un point A et un point C qui sont reliés à deux connexions de lignes 11 et l'î, 12 et 1'2, 13 et 1'3. L'autre électrode de chaque cellule à cristaux liquides est reliée en un point D à une connexion de colonnes C1, C2, C3. Sur la figure 3, les connexions de colonnes sont représentées en pointillés car elles sont situées sur l'une des plaques constituant le panneau différente de celle qui porte les connexions de lignes. La présente Invention concerne un panneau de visualisation à cristaux liquides qui conserve les avantages du mode de réalisation représenté sur la figure 3, -en ce qui concerne la suppresslon des croisements de lignes et de colonnes et la suppression des transistors en couches minces. De plus, l'invention présente l'avantage de supprimer une connexion de lignes sur deux, par rapport au mode de réalisation de la figure 3, ce qui entraîne une simplification de la technologie et permet une meilleure résolution. La diminution du nombre de connexions, qui sont opaques, permet d'augmenter la surface utile réservée à chaque pixel. La présente invention concerne un panneau de visualisation à cristaux liquides, comportant des cellules à cristaux liquides, réparties selon des lignes et des colonnes, des connexions de lignes, déposées sur l'une des deux parois du panneau et des connexions de colonnes, déposées sur l'autre paroi du panneau, chaque cellule comportant deux électrodes, l'une des électrodes des cellules d'une même colonne étant reliée à une même connexion de colonne et l'autre électrode des cellules d'une même colonne étant reliée au point commun à deux diodes, de caractéristiques sensiblement identiques, en série, chaque diode étant également reliée à une connexion de ligne, caractérisé en ce que chaque connexion de ligne > hormis la première et la dernière du panneau, est reliée à deux diodes, connectées à deux cellules à cristaux liquides appartenant å deux lignes successives du panneau, et en ce que les connexions de lignes sont reliées alternativement aux anodes et aux cathodes des diodes. La présente invention concerne aussi un procédé d'inscription des données sur un panneau de visualisation a cristaux liquides tel que celui défini précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte la répétition des deux étapes suivantes - une première étape pendant laquelle toutes les diodes du panneau sont polarisées en inverse par application aux connexions de lignes de rang pair d'une tension continue, définie b une constante près, et par application aux connexions de lignes de rang impair de la même tension mais de signe contraire - une seconde étape pendant laquelle on inscrit les données sur l'une des lignes L de cellules à cristaux liquides du panneau en polarisation en direct les diodes reliées å cette ligne et à une ligne voisine Lt, par application à la connexion de ligne commune à ces diodes d'une tension continue adéquate et par application sur les connexions de colonnes, des tensions à inscrire sur la ligne donnée, augmentées de la tension que le passage en direct des diodes fait apparaître sur les électrodes des cellules à cristaux liquides reliées à ces diodes, une nouvelle première étape recommence ensuite, puis une nouvelle seconde étape au cours de laquelle on inscrit les cellules à cristaux liquides de ladite ligne voisine L' et d'une autre ligne de cellules à cristaux llguides L" ,et ainsi de suite. D'autres objets, caractéristiques et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante donnee à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les figures annexées qui représentent - la figure 1, le schéma d'un mode de réalisation d'un panneau de visualisation à cristaux liquides selon l'art antérieur - la figure 2, le schéma d'un mode de réalisation d'une cellule à cristaux liquides et de ses moyens de commande connus de l'art antérieur ; - la figure 3, le schéma d'un panneau de visualisation à cristaux liquides déduit du schéma de la figure 2 - la figure 4, le schéma d'un mode de réalisation d'un panneau de visualisation à cristaux liquides 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 divers éléments ne sont pas respectées. Les figures 1, 2 et 3 ont été décrites dans l'introduction à la description. TA fi ra 4 renrrsente un mode de réalisation d'un On a pris pour exemple les connexions des cellules à cristaux liquides CL11, CL21, CL31 de la première colonne. Les cellules des autres colonnes sont connectées de la même façon. Par contre > on peut sans Inconvénient, et contrairement à l'exemple de la figure 4, relier les connexions de lignes de rang impair 11 13 et 15 aux cathodes des diodes et les connexions de lignes de rang pair 12 et 14 à leurs anodes. On va maintenant expliquer comment est réalisée l'inscription du panneau de visualisation à cristaux liquides de la figure 4. Cette inscription comporte la répétition des deux étapes suivantes : une étape "mémoire" et une étape d'inscription. Au cours de l'étape "mémoire", toutes les diodes du panneau sont polarisées en inverse. Dans le mode de réalisation de la figure 4, les connexions de lignes de rang impair 11, 13et 15 sont reliées aux anodes des diodes et les connexions de lignes de rang pair 12 et 14 sont reliées aux cathodes des diodes. I1 est bien entendu possible d'envisager un mode de réalisation de l'invention où inversement les connexions de lignes de rang impair sont reliées aux cathodes des diodes et les connexions de lignes de rang pair sont reliées aux anodes des diodes. Dans le mode de réalisation de la figure 4, on applique aux connexions de lignes de rang pair une tension continue positive égale par exemple å +V2 et on applique aux connexions de lignes de rang impair la même tension continue négative de valeur -V2. Comme dans le cas des figures 2 et 3, ces tensions sont bien sûr définies à une constante près et lton peut utiliser des tensions continues égales à V2 +Vg et -V2 +Vg, où VO est une tension continue. Toutes les diodes du panneau sont alors bloquées. Les diodes du panneau sont choisies pour que leur capacité à l'état bloqué soit faible devant celle des cellules à cristaux liquides. Les informations stockées sur ces cellules sont alors figées et ne varient pas lorsque le potentiel des colonnes varie. Au cours de l'étape d'inscription, on inscrit les données sur l'une des lignes de cellules å cristaux liquides du panneau. Par exemple, pour inscrire les cellules de la première ligne du panneau, on modifie la tension appliquée à la connexion de ligne 12 afin que les diodes reliées à la première et å la deuxième lignes de cellules å cristaux liquides soient polarisées en direct. On applique par exemple å la connexion de ligne 12 une tension continue égale å -V2 -2V1. La polarisation des autres connexions de ligne n'est pas modifiée. Le point B qui est le point commun aux diodes reliées aux cellules de la première et de la deuxième lignes du panneau est alors porté à une tension sensiblement égale à -V2 -V1, à condition que les deux diodes' reliées à chaque cellule à cristaux liquides du panneau aient des caractéristiques identiques.On choisit pour simplifier la commande du panneau toutes les diodes du panneau pour que leurs caractéristiques soient sensiblement identiques. On applique alors sur les colonnes C1, C2, C3. les tensions å inscrire sur les cellules de la première ligne du panneau augmentées de la valeur -V2 -V1. Les cellules de la première ligne se trouvent polarisées aux tensions voulues. Par contre, les cellules de la deuxième ligne se trouvent polarisées aux mêmes tensions que les cellules de la première ligne ce qui constitue une fausse information qu'il faut effacer par la suite. En ce qui concerne la tension -V2 -2VlaPPliqUée à la connexion de ligne 12, elle est également définie å une constante près. Si lors de l'étape de mémorisation, des tensions +V2 +Vg et -V2 VO sont appliquées aux différentes connexions de lignes, on doit alors appliquer une tension égale 4 - V2 + VO - 2V1 pour polariser les diodes en direct. Après l'étape d'inscription qui vient d'être décrite, 11 y a une nouvelle étape "mémoire" au cours de laquelle la tension de la connexion de ligne 12 est ramenée à V2. Toutes les diodes sont bloquées et les informations stockées par les cellules à cristaux liquides sont figées. Au cours de l'étape d'inscription suivante, on va inscrire les cellules à cristaux liquides de la deuxième ligne ce qui va permettre d'effacer les fausses informations qu'elles contiennent depuis l'inscription des cellules de la première ligne. Pour cela, on polarise en direct les diodes reliées aux cellules de la deuxième et de la troisième lignes du panneau en faisant passer la tension appliquée à la connexion de ligne 13 de -V2 å V2+ 2V1. On applique alors sur les colonnes les tensions å inscrire sur la deuxième ligne de cellules å cristaux liquides augmentées de la tension V2 + V1 qui apparaît au point milieu B des diodes. Les cellules de la deuxième et la troisième lignes sont alors inscrite s avec les informations à afficher sur les cellules de la deuxième ligne. Au cours de l'étape d'inscription suivante, on inscrit les cellules' de la troisième ligne avec leurs propres informations ce qui efface les informations précédentes. I1 est donc préférable d'inscrire le panneau en explorant régulièrement ses lignes, soit en inscrivant les lignes selon un numéro d'ordre croissant lignes 1, puis 2, puis 3.... soit selon un numéro d'ordre décroissant. L'inscription de la troisième ligne de cellules a cristaux liquides se fait de la même façon que l'inscription de la première ligne en portant la connexion de ligne 14 à - V2 2V1. De même, l'inscription de la quatrième ligne de cellules å cristaux liquides se fait comme l'inscription de la deuxième ligne en portant la connexion de ligne 15 à +V2 + 2V1. Lorsqu'on inscrit une ligne de cellules à cristaux liquides, exceptées les diodes reliées à cette ligne et à une ligne voisine, toutes les autres diodes du panneau sont en inverse. Les capacités des diodes en inverse étant faibles durant celles des cellules à cristaux liquides, les informations stockées sur les cellules à cristaux liquides reliées à un couple de diodes en inverse sont figées et ne varient pas lorsque le potentiel des colonnes varie, c'est-à-dire lorsqu'on inscrit une autre ligne. D'une façon plus générale, l'inscription d'un panneau de visualisation å cristaux liquides selon l'invention comporte la répétition des deux étapes suivantes. Une première étape pendant laquelle toutes les diodes du panneau sont polarisées en inverse par application aux connexions de lignes de rang pair d'une tension continue, définie å une constante près, et par application aux connexions de lignes de rang impair, de la même tension mais de signe contraire. Une seconde étape pendant laquelle on inscrit l'information sur l'une des lignes de cellules å cristaux liquides en polarisant en direct les diodes reliées å cette ligne et à une ligne voisine, celle qui suit ou qui précède, en appliquant à la connexion de ligne commune à ces diodes une tension continue adéquate égale å V2 + 2V1 ou å - V2 - 2V1 selon que cette connexion de ligne est reliée aux anodes ou aux cathodes des diodes et en appliquant aux connexions de colonnes les tensions å inscrire sur la ligne donnée augmentées de la tension -V2- V1ou +V2+ V1, que le passage en direct des diodes fait apparaître sur les électrodes des cellules à cristaux liquides de cette ligne qui sont reliées à des diodes. Après cette seconde étape, une nouvelle première étape recommence, puis une autre seconde étape au cours de laquelle on inscrit les cellules à cristaux liquides reliées à des diodes qui ont été polarisées en direct lors de la précédente seconde étape, et ainsi de suite. REVENDICATIONS 1. Panneau de visualisation à cristaux liquides, comportant des cellules å cristaux liquides (CCL) réparties selon des lignes et des colonnes, des connexions de lignes (11 , 12 > 13. . . ), déposées sur l'une des deux parois du panneau et des connexions de colonnes (C1, C2, C3), déposées sur l'autre paroi du panneau, chaque cellule comportant deux électrodes, l'une des électrodes des cellules d'une même colonne étant reliée å une même connexion de colonne (C1, C2, C3) et l'autre électrode des cellules d'une même colonne étant reliée au point commun (B) à deux diodes, de caractéristiques sensiblement identiques, en série, chaque diode étant également reliée à une connexion de ligne (11, 12, 13...) > caractérisé en ce que chaque connexion de ligne (l1, 12, 13...) > hormis la première et la dernière du panneau, est reliée à deux diodes connectées à deux cellules à cristaux liquides appartenant à deux lignes successives du panneau, et en ce que les connexion de lignes (11, 12, 13...) sont reliées alternativement aux anodes et aux cathodes des diodes (d1, d2, d3). 2. Procédé d'inscription des données sur un panneau de visualisation à cristaux liquides tel que celui de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte la répétition des deux étapes suivantes - une première étape pendant laquelle toutes les diodes du panneau sont polarisées en inverse par application aux connexions de lignes de rang pair (12, 14...) d'une tension continue (V2), définie å une constante près, et par application aux connexions de lignes de rang impair (11, 13 > 15...) de la même tension mais de signe contraire (-V2) ;; - une seconde étape pendant laquelle on inscrit les données sur l'une des lignes L de cellules å cristaux liquides du panneau en polarisant en direct les diodes - reliées à cette ligne et à une ligne voisine L', par application à la connexion de ligne commune à ces diodes d'une tension continue adéquate (V2 + 2V1 ou - V2 - 2V1) et par application sur les connexions de colonnes (C1 > C2, C3...) des tensions å inscrire sur la ligne donnée, augmentées de la tension que le passage en direct des diodes fait apparaître sur les électrodes des cellules reliées à ces diodes, une nouvelle première étape recommence, puis une nouvelle seconde étape au cours de laquelle on inscrit les cellules à cristaux liquides de ladite ligne voisine L' et d'une autre ligne de cellules à cristaux liquides L" et ainsi de suite.