Brevet FR2693305A1 — publié le 19940107

DISPOSITIF DE VISUALISATION A CRISTAUX LIQUIDES, A MATRICE ACTIVE La présente invention concerne un dispositif à écran de visualisation à cristaux liquides, dit à matrice active, comprenant une couche mince de cristaux liquides disposée entre une contre-électrode plane et des électrodes de commande définissant chacune un condensateur et un élément d'image avec la contre-électrode disposées de telle sorte que chacun des points de l'image corresponde à une ligne et une colonne, chaque électrode de commande étant reliée à un élément de commande, tel qu'un transistor en couche mince, permettant ou bien de la porter au potentiel d'un conducteur qui est commun à tous les éléments de la colonne à laquelle elle appartient, ou bien de l'isoler et de rendre son potentiel flottant. On connaît déjà des écrans de visualisation plats du type ci-dessus défini. En général, la contre-électrode constitue un plan de potentiel couvrant la totalité de l'écran. Des moyens sont souvent prévus pour faire varier le potentiel de la contre-électrode, afin de diminuer la dynamique de tension requise sur les conducteurs de colonne, qui reçoivent les informations. Pour éviter l'accumulation de charges résiduelles, qui donnent naissance à des images fantômes, il est nécessaire que la valeur moyenne dans le temps de la tension appliquée au condensateur de chaque élément d'image soit nulle. Cela oblige à inverser à intervalles réguliers la polarité de la tension appliquée au condensateur. Mais, du fait que les tensions à 50 Hz ou 60 Hz généralement utilisées ne sont pas parfaitement symétriques, on ne peut éviter un papillotement qui n' est invisible que si les polarités sont alternées avec une fréquence spatiale élevée ; cela conduit à adopter, en général, comme fréquence spatiale, celle de la répartition des éléments d'image en lignes ou en colonnes. La solution qui vient immédiatement à l'esprit consiste à inverser la tension appliquée à la contreélectrode, de valeur absolue Vce, d'une trame à l'autre et à inverser la polarité appliquée aux conducteurs de colonne à chaque ligne et à la contre-életrode. Cela revient à dire que les tensions appliquées à la contre-électrode et aux conducteurs de colonnes, lors de l'affichage des lignes d'ordre p et p+l, pour les images d'ordre i et d'ordre i+l, seront les suivantes image "i" (ou trame "i") ligne "p" contre-électrode: Vce+ Vce+ Vce+ Vce+ colonne: V- V- V- Vligne "p+l" contre-électrode: Vce- Vce- Vce- Vce colonne: V+ V+ V+ image "i+1" (ou trame "i + 1") ligne "p" contre-électrode: Vce- Vce- Vce- Vce colonne: V+ V+ V+ ligne "p+l" contre-électrode: Vce+ Vce+ Vce+ Vce+ colonne:V- V- V- V Lorsqu'on fait ce choix, la contre-électrode conserve une polarité fixe Vce+ ou Vce- pendant toute la durée d'une ligne. Sa commande en est facilitée. En revanche il est difficile d'obtenir une convergence suffisamment rapide de l'information présentée sur chacun des conducteurs de colonne, du fait que la polarité de ce conducteur est inversé à chaque ligne, c'est-å-dire à une fréquence de quelques dizaines de KHz dans le cas d'une image de type télévision à 625 lignes. On pourrait penser qu'il est possible d'écarter le problème en inversant la polarité de colonne qu'une fois par trame, ce qui améliore la précision de commande de chaque élément d'image. L'excursion de tension sur le conducteur de colonnes est en effet alors plus faible d'une ligne à la suivante. Mais en contrepartie il deviendrait nécessaire d inverser la polarité de la contre-électrode à chaque "colonne". Du fait que l'ensemble des points d'une ligne sont écrits simultanément, cela revient à dire qu'il faudrait Vce+ = Vce-. On perdrait alors l'avantage de la faible dynamique sur les colonnes. L'invention vise à fournir un écran de visualisation du type ci-dessus défini, répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique. Dans ce but, l'invention propose un dispositif ayant un écran dont la contre-électrode est constituée de deux fractions munies de moyens permettant de les porter à des potentiels différents, inversées à chaque trame ou un multiple de la fréquence trame et dans lequel deux colonnes (ou deux groupe de quelques colonnes) successives d'électrodes de commande coopérent avec des fractions différentes. Ces potentiels peuvent être égaux et de polarités opposées. Dans la pratique, les contre-électrodes seront en général constituées par des plans équipotentiels conducteurs interdigités, dont les doigts ont une largeur correspondant à celle d'une colonne d'éléments d'image, afin de donner une valeur maximale à la fréquence spatiale de papillotement. I1 serait cependant possible de prévoir des fractions dont les doigts couvrent plus d'une colonne, par exemple deux ou meme trois, de façon à faciliter la réalisation. Grâce à cette disposition, on conjugue les avantages des solutions précédentes en éliminant leurs inconvénients respectifs. La polarité des contre-électrodes n'est inversée qu'à la fréquence trame, de 25 Hz au minimum. La polarité des colonnes n'est elle aussi inversée qu'à la fréquence trame. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la figure 1 montre une constitution classique d'un écran de visualisation à cristaux liquides et à matrice active - la figure 2 est un schéma de principe d'un mode de commande de dispositif de visualisation, utilisable avec l'écran à matrice active de la figure 1 ; et - la figure 3 montre une constitution possible conforme à l'invention, d'une contre-électrode pour un écran du genre montré en figure 1. L'écran de visualisation montré en figure 1 est du type monochrome. Il comporte une couche mince 10 de cristaux liquides placée entre deux lames transparentes 12 et 14 portant des électrodes. Dans le cas d'un écran travaillant en transmission, l'ensemble ainsi constitué est monté entre un polariseur 16 et un analyseur 18. L'une des lames, 12 par exemple, porte une contre-électrode 20. L'autre lame, 14 par exemple, porte des électrodes de commande 22 définissant chacune un élément d'image et constituant un condensateur avec la contre-électrode 20. Ces électrodes peuvent être constituées par des dépôts conducteurs transparents. Un mode de commande avantageux est schématisé en figure 2, pour deux éléments d'image appartenant à une même colonne, donc associés à un même conducteur de colonne 24 et appartenant à deux lignes successives i et i+l. Chaque élément d'image est commandé par un élément, généralement constitué par un transistor à effet de champ, schématisé sous forme d'un interrupteur 26p,q et 26p+1q. Tous les transistors d'une même ligne sont rendus simultanément conducteurs en portant le conducteur de ligne 28 correspondant à un potentiel déterminé (par exemple +15 Volts) alors que les conducteurs de ligne de toutes les autres lignes sont portés à un potentiel de blocage des transistors (par exemple -5 Volts). Sur la figure 2, le transistor 26p,q est représenté passant, alors que les transistors des autres lignes sont bloqués. Les transistors passants communiquent la tension Vc du conducteur de colonne correspondant à l'électrode de commande associée. La formation est ensuite conservée pendant toute la durée de la trame. Conformément à l'invention, la contre-électrode 20 est en deux fractions 201, par exemple associée à toutes les colonnes 20 paires, et 202, qui est alors associée à toutes les colonnes paires. La polarité de chaque fraction alterne entre des valeurs Vce+ et Vce-, les polarités des deux fractions étant toujours opposées. Ce résultat peut être atteint à l'aide d'un séquenceur 30 commandé par un signal d'horloge H à la fréquence de trame. Le mode de commande des éléments de commutation peut être le même que dans le cas d'un dispositif classique du genre montré en figure 2. En revanche, les tensions de commande auxquelles seront portés les conducteurs de colonne, tels que le conducteur 24, pour fournir l'information vidéo, dépendra, pour un résultat donné, de la colonne commandée. On peut résumer la succession des polarités appliquées, pour les lignes d'ordre p et p+l et les images d'ordre i et i+l, par le tableau suivant colonne colonne q + 1 q+3 image "i": colonne colonne q q+2 ligne "p" contre-électrode 201: Vce- Vce+ contre-électrode 202: Vce conducteur de colonne: V- V+ V- V+ ligne "p+1" contre-électrode 201: Vce+ Vce+ contre-électrode 202: Vce conducteur de colonne: V- V+ Vimage "i+1": ligne "p" contre-électrode 201: Vce- Vce contre-électrode 202: Vce+ UxF conducteur de colonne: V+ V- V+ Vligne "p+1" contre-électrode 201: Vce- Vce contre-électrode 202: Vce+ conducteur de colonne: V+ V- V+ V On voit que les polarités sur les fractions de contre-électrodes et sur les conducteurs de colonne ne s'inversent qu'à la cadence de trame. REVENDICATIONS 1. Dispositif de visualisation à écran à cristaux liquides, à matrice active, comprenant une couche mince (10) de cristaux liquides disposée entre une contre-électrode plane et des électrodes de commande définissant chacune un condensateur et un élément d'image avec la contre-électrode, disposées de telle sorte que chacun des points de l'image corresponde à une ligne et une colonne, chaque électrode de commande étant reliée à un élément de commande, tel qu'un transistor en couche mince, permettant ou bien de la porter au potentiel d'un conducteur qui est commun à tous les éléments de la colonne à laquelle elle appartient, ou bien de l'isoler et de rendre son potentiel flottant, caractérisé en ce que la contre-électrode est constituée de deux fractions (201,202) munies de moyens permettant de les porter à des potentiels différents, inversées à chaque trame ou un multiple de la fréquence trame et dans lequel deux colonnes (ou deux groupes de quelques colonnes) successives d'électrodes de commande coopèrent avec des fractions différentes. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fractions sont constituées par des plans équipotentiels conducteurs interdigités, dont les doigts ont une largeur correspondant à celle d'une colonne d'éléments d'image. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les potentiels différents sont égaux et de polarités opposées.