Brevet FR2733852A1 — publié le 19961108

La présente invention concerne de façon générale les dispositifs d'affichage et, plus particulièrement, un procédé et un circuit de commande de dispositif d'affichage. Dans le passé, on a utilisé toute une variété de techniques pour commander les dispositifs d'affichage adressés de facçon matricielle. Ces dispositifs d'affichage possèdent typiquement plusieurs éléments dits pixels, qui sont organisés suivant plusieurs rangées et plusieurs colonnes. Des informations devant être affichées sont typiquement réparties en groupes de données destinés à être appliqués aux colonnes, chaque groupe de données correspondant à une rangée du dispositif d'affichage. Chaque groupe de données est ensuite appliqué aux colonnes tandis que la rangée correspondante est validée. Un groupe suivant de données, correspondant à une rangée suivante, est appliqué aux colonnes tandis que la rangée suivante est validée. Cette séquence se répète jusqu'à ce que toutes les informations aient été affichées. Un problème lié à cette technique est celui de la capacité électrique élevée des colonnes, qu'il faut exciter à chaque fois qu'on valide une rangée. Les colonnes présentent typiquement une capacité parasite élevée, de sorte que les temps de charge des colonnes sont très longs. Ces longs temps de charge conduisent à un affichage non linéaire, puisqu'une grande partie du temps se passe à charger la capacité parasite des colonnes. Il est donc souhaitable de pouvoir disposer d'un schéma de commande de dispositif d'affichage qui n'utilise pas une grande partie du temps d'affichage à la charge des colonnes, et qui fournit un affichage linéaire. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elles s'appuient sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 représente schématiquement une partie d'un dispositif d'affichage par émission de champ selon l'invention; et la figure 2 est un diagramme temporel qui illustre le fonctionnement d'une partie du dispositif d'affichage de la figure 1 selon l'invention. Sur la figure 1, est représentée schématiquement une partie d'un dispositif d'affichage à émission de champ 10. Le dispositif d'affichage 10 comporte une première pluralité d'émetteurs du type émission de champ, qui comporte les émetteurs d'émission de champ 11, 12, 13 et 14, lesquels sont organisés en une première colonne 21, et une deuxième pluralité d'émetteurs d'émission de champ qui comporte des émetteurs d'émission de champ 16, 17, 18 et 19, lesquels sont organisés en une deuxième colonne 22. Une anode 23 du dispositif d'affichage 10 s'étend sur les émetteurs 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18 et 19 et possède un revêtement luminophore sur sa face tournée vers les première et deuxième pluralités d'émetteurs d'émission de champ, de sorte que les émetteurs 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18 et 19 font chacun fonction d'un pixel du dispositif d'affichage 10. Le dispositif d'affichage 10 comporte donc une première rangée ou grille d'émission 26, une deuxième rangée ou grille d'émission 27, une deuxième rangée ou grille d'émission 28 et une quatrième rangée ou grille d'émission 29, qui organisent les émetteurs 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18 et 19 en une matrice, et qui sont utilisées pour stimuler le courant d'émission venant des premières et deuxième pluralités d'émetteurs d'émission de champ. Les rangées 26, 27, 28 et 29 sont couplées à la sortie de sources de tension 31, 32, 33 et 34, respectives, de façon que les rangées 26, 27, 28 et 29 soient respectivement validées par les sources 31, 32, 33 et 34. Un exemple de dispositif d'affichage à émission de champ adressé de façon matricielle est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 5 142 184, délivré le 25 août 1992 à Robert C. Kane. Pour assurer une bonne linéarité de l'affichage et une charge rapide des capacités parasites qui sont associées aux colonnes 21 et 22, le dispositif d'affichage 10 précharge les colonnes 21 et 22 à un potentiel de référence avant de valider les rangées 26, 27, 28 et 29. Un tampon ou moyen suiveur de tension 46, indiqué dans une boîte en trait interrompu, est utilisé pour créer la tension de référence et charger les colonnes 21 et 22. Le tampon 46 reçoit une tension d'entrée de la part d'un générateur de référence 45, indiqué par une boîte en trait interrompu, sur une entrée 48 et produit la tension de référence sur une sortie 47. Le tampon 46 possède une grande impédance d'entrée, qui dépasse la centaine de mégaohms par exemple afin d'empêcher la perturbation du générateur 45, et une très faible impédance de sortie, qui est suffisante pour exciter toutes les colonnes en une durée voulue, cette impédance de sortie étant inférieure à 10 ohms par exemple. L'entrée 48 est connectée à une entrée 44 d'un premier émetteur d'émission de champ de référence 36, d'un deuxième émetteur d'émission de champ de référence 37, d'un troisième émetteur d'émission de champ de référence 38 et d'un quatrième émetteur d'émission de champ de référence 39. Les émetteurs 36, 37, 38 et 39 sont formés de la même manière que les émetteurs 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18 et 19. Pour empêcher qu'ils ne créent de la lumière sur le dispositif d'affichage 10, les émetteurs 36, 37, 38 et 39 ne possèdent typiquement pas de partie d'anode 23 qui les surmontent. Toutefois, si l'on polarise des émetteurs 36, 37, 38 et 39 de façon qu'ils produisent une lumière non visible, on peut faire que l'anode 23 s'étende sur les émetteurs 36, 37, 38 et 39. Une source de tension 42 applique une tension à une rangée ou grille d'émission de référence 41, laquelle tension est approximativement égale à la tension appliquée par chacune des sources 31, 32, 33 et 34 de façon à obtenir des conditions appareillées à celles appliquées par les rangées 26, 27, 28 et 29 aux colonnes 21 et 22. Une source de courant de référence 43 possède une sortie qui est connectée à l'entrée 44 afin de fournir un courant d'excitation destiné aux émetteurs 36, 37, 38 et 39. La source 43 fournit un courant d'excitation d'intensité suffisante pour produire un courant d'émission non visible venant des émetteurs 36, 37, 38 et 39, c'est-à-dire un courant d'émission qui donne lieu à un éclairement non visible du dispositif d'affichage 10. Par conséquent, l'entrée 44 se charge jusqu'à une valeur de tension d'éclairement non visible qui est suffisante pour produire ce courant d'émission non visible. Cette valeur de tension d'éclairement non visible présente sur l'entrée 44 est reçue par le tampon 46 qui produit une tension correspondante ou la tension de référence sur la sortie 47. En fonctionnement, avant de valider une rangée telle que la rangée 26, 27, 28 ou 29, la valeur de tension de référence présente sur la sortie 47 est appliquée aux deux colonnes 21 et 22. Les colonnes 21 et 22 possèdent des entrées respectives 24 et 25 qui sont couplées à la sortie 47 par des coupleurs de précharge respectifs 51 et 52. Une fois la charge achevée, les coupleurs 51 et 52 sont invalidés de façon à déconnecter les colonnes 21 et 22 vis-à-vis du tampon 46. Ensuite, l'une des rangées 26, 27, 28 et 29 est validée, ou bien juste avant la validation des coupleurs d'excitation 53 et 54, ou bien en même temps que cette validation, ou encore juste après cette validation, de façon à coupler des sources de courant d'émetteur 56 et 57 respectives aux colonnes 21 et 22, afin d'exciter les émetteurs 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18 et 19 au moyen du courant d'émission voulu. Alors que le générateur 45 est représenté comme ayant plusieurs émetteurs 36, 37, 38 et 39, le générateur 45 peut n'avoir qu'un seul émetteur. Toutefois, l'utilisation de plusieurs émetteurs dans le générateur 45 compense, du point de vue de la tension de référence, les variations de fabrication qui sont associées à l'existence d'un grand nombre d'émetteurs. De plus, il faut noter que le dispositif d'affichage 10 peut posséder plus d'un tampon 46. Par exemple, chaque colonne peut avoir un tampon 46 distinct. La tension de référence peut aussi avoir d'autres valeurs. Toutefois, les valeurs inférieures conduisent à charger la capacité des colonnes pendant le temps d'affichage, et des valeurs plus élevées peuvent amener la création d'un affichage erroné si aucune donnée ne doit être affichée (c'est-à-dire s'il ne doit pas y avoir d'éclairement) pendant que la colonne se décharge. Selon une autre possibilité, pour des valeurs plus élevées de la tension de référence, la charge peut être empêchée si aucune donnée ne doit être affichée. La figure 2 est un diagramme temporel qui illustre le schéma de synchronisation utilisé dans le fonctionnement du dispositif d'affichage 10 de la figure 1. L'axe portant l'indication "temps" représente le temps, qui avance de la gauche vers la droite de la figure 2. A l'instant t0, les coupleurs d'excitation 53 et 54 des colonnes sont invalidés, comme indiqué par un signal 61 des coupleurs d'excitation de colonne, et les coupleurs de précharge 51 et 52 sont invalidés comme indiqué par un signal 62 des coupleurs de précharge. De plus, la source 31 de tension de rangée (figure 1) est invalidée comme indiqué par un signal 33 de la source de tension de rangée. Un signal 64 de la tension de colonne représente la tension présente sur la colonne 21 ou la colonne 22 (figure 1). Puisque la source 31 est invalidée, le signal 64 de la tension de colonne commence à un niveau bas afin d'assurer que les première et deuxième pluralités d'émetteurs sont invalidées avant la validation des rangées 26, 27, 28 et 29 (figure 1). A l'instant t1, les coupleurs de précharge 51 et 52 (figure 1) sont validés, comme indiqué par le signal 62, de façon à appliquer la tension de référence présente sur la sortie 47 aux colonnes 21 et 22. Comme représenté par le signal 64 de la tension de colonne entre tl et t2, la tension présente sur les colonnes 21 et 22 se charge jusqu'à la valeur de la tension de référence, comme indiqué par le point 66 du signal 64, ce qui produit un éclairement non visible provenant des première et deuxième pluralités d'émetteurs. A l'instant t2, les coupleurs 51 et 52 sont invalidés, comme indiqué par le signal 62. A l'instant t3, les coupleurs de courant d'excitation 53 et 54 sont validés, comme indiqué par le signal 61, de façon à appliquer respectivement les sources de courant 56 et 57 (figure 1) aux colonnes 21 et 22. De plus, la source 31 de tension de rangée est validée afin de stimuler l'émission de lumière visible par les émetteurs 11 et 16. S'il y a des données à afficher sur la colonne 21 ou la colonne 22, un courant d'excitation est appliqué à la colonne correspondante et la tension de la colonne est excitée jusqu'à une valeur qui stimule l'éclairement visible, comme indiqué par la ligne en trait continu du signal de tension de colonne 64 entre t3 et t4. S'il n'y a pas de données à afficher, le courant d'excitation n'est pas appliqué et la colonne est typiquement excitée (par un circuit non représenté) jusqu'à une tension qui assure qu'aucun courant d'émission n'est produit, comme représenté par la partie en trait interrompu du signal 64 entre t3 et t4. A l'instant t4, les coupleurs 53 et 54 sont invalidés et les rangées 26, 27, 28 et 29 ainsi que la colonne 21 et 22 sont typiquement excitées jusqu'à zéro par un circuit (non représenté) de facçon à assurer qu'il n'y a aucun éclairement du dispositif d'affichage 10. Ensuite, les coupleurs 51 et 52 sont validés (ce qui n'est pas représenté) pour, une fois encore, précharger les colonnes 21 et 22 jusqu'à la tension de référence (ceci n'étant pas non plus représenté) avant la validation de la rangée 27. Par exemple, un dispositif d'affichage particulier utilise environ 100 V pour chacune des sources 31, 32, 33, 34 et 42 et environ deux microampères pour chacune des sources 43, 56 et 57. La tension de référence obtenue sur la sortie 47 du tampon 46 est d'environ 80 V. La technique de charge de la capacité des colonnes avant la validation d'une rangée du dispositif d'affichage peut être utilisée avec d'autres schémas d'excitation, comme la modulation en largeur d'impulsion. Pour la modulation en largeur d'impulsion, la précharge a lieu avant la validation d'une rangée particulière dans le seul cas o il y a des données à afficher sur une colonne pour cette rangée particulière. De plus, la tension de référence doit être la même que la tension de fonctionnement de la colonne qui est utilisée pour exciter la colonne pendant la modulation en largeur d'impulsions. Dans ce cas, l'anode 23 ne doit pas s'étendre au-dessus des émetteurs 36, 37, 38 et 39 pour empêcher la création d'une lumière visible. Il faut maintenant comprendre qu'il a été produit un circuit et un procédé nouveaux permettant de commander un dispositif d'affichage. En préchargeant les colonnes pendant le laps de temps intermédiaire séparant la validation des rangées, il n'est pas nécessaire de charger la capacité parasite des colonnes pendant le temps d'affichage actif. Par conséquent, une plus grande durée d'affichage actif est disponible pour la création d'un éclairement visible. Ceci conduit à un affichage plus linéaire ayant une moindre distorsion et des niveaux de gris plus utilisables. De plus, on peut produire de plus grands dispositifs d'affichage puisque la dissipation de puissance capacitive de crête associée est diminuée. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du procédé et du circuit dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande de dispositif d'affichage, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: organiser une pluralité de pixels (11 à 14, 16 à 19) en une pluralité de colonnes (21, 22); et précharger la pluralité de colonnes (21, 22) jusqu'à une valeur de tension de référence avant de valider une rangée (26 à 29) du dispositif d'affichage (10). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération consistant à précharger la pluralité de colonnes (21, 22) jusqu'à la valeur de tension de référence comporte la précharge jusqu'à une tension qui produit un éclairement non visible de la pluralité de pixels (11 à 14, 16 à 19). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération consistant à précharger la pluralité de colonnes (21, 22) jusqu'à la valeur de tension de référence comporte l'utilisation d'un émetteur d'émission de champ de référence servant à produire la valeur de tension de référence. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération consistant à précharger la pluralité de colonnes (21, 22) jusqu'à la valeur de tension de référence comporte la formation de la tension de référence par stimulation d'un éclairement non visible venant d'un émetteur d'émission de champ de référence, l'utilisation d'un tampon (46) servant à recevoir la valeur de tension d'une entrée de l'émetteur d'émission de champ de référence, et le couplage d'une sortie du tampon à la pluralité de colonnes (21, 22). 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération consistant à précharger la pluralité de colonnes (21, 22) jusqu'à la valeur de tension de référence avant de valider la rangée comporte la précharge de colonnes de la pluralité de colonnes (21, 22) qui ont des données à afficher. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'opération consistant à précharger la pluralité de colonnes (21, 22) jusqu'à une valeur de tension de référence comporte la précharge jusqu'à une tension de colonne de fonctionnement. 7. Circuit de commande de dispositif d'affichage à émission de champ, caractérisé en ce qu'il comprend: un émetteur d'émission de champ de référence (36 à 39) possédant une entrée (44); une source de courant de référence (43) couplée à l'entrée de l'émetteur d'émission de champ de référence (36 à 39); une pluralité d'émetteurs d'émission de champ (11 à 14, 16 à 19) organisés en une pluralité de colonnes (21, 22); un circuit suiveur de tension (46) qui possède une entrée couplée à l'entrée de l'émetteur d'émission de champ de référence (36 à 39), et une sortie couplée à chaque colonne de la pluralité de commande (21, 22); et une pluralité de sources de courant d'émetteur (56, 57) couplées à la pluralité d'émetteurs d'émission de champ (11 à 14, 16 à 19). 8. Circuit de commande de dispositif d'affichage d'émission de champ selon la revendication 7, caractérisé en ce que la source de courant de référence (43) couplée à l'entrée de l'émetteur d'émission de champ de référence (36 à 39) comporte une source de courant de référence dont le courant de sortie possède une intensité suffisante pour stimuler un courant d'émission non visible venant de l'émetteur d'émission de champ de référence (36 à 39). 9. Circuit de commande de dispositif d'émission de champ selon la revendication 7, caractérisé en ce que la sortie du circuit suiveur de tension (46) est couplée à chaque colonne de la pluralité de colonnes (21, 22) avant la validation de la pluralité de sources de courant d'émetteur (56, 57) afin de charger chaque colonne de la pluralité de colonnes (21, 22), et en ce que la sortie du circuit suiveur de tension (46) est découplée de chaque colonne de la pluralité de colonnes (21, 22) avant que la pluralité de sources de courant d'émetteur (56, 57) ne stimule un courant d'émission venant de la pluralité d'émetteurs d'émission de champ (11 à 14, 16 à 19). 10. Circuit de commande de circuit d'affichage d'émission de champ selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'émetteur d'émission de champ de référence (36 à 39) est dépourvue d'une anode (23) le recouvrant.