Brevet FR2738378A1 — publié le 19970307

La présente invention concerne un procédé de commande d'affichage matriciel à cristaux liquides (LCD) permettant d'améliorer le rapport de sélection d'une électrode de balayage et de réduire fortement la varia- tion d'amplitude en termes de tension. Un dispositif d'affichage matriciel à cristaux liquides est composé en grande partie d'électrodes de ba- layage qui commandent les lignes de balayage du disposi- tif d'affichage et d'électrodes de données qui commandent l'affichage sur chaque pixel lorsque sont sélectionnées les lignes de balayage respectives. Un procédé consistant à effectuer la moyenne de tensions, adoptant un procédé de commande séquentielle de lignes utilisant le multi- plexage, est normalisé en tant que procédé de commande d'affichage matriciel à cristaux liquides simple. Cepen- dant, ce procédé n'est utilisé sans pertes de contraste au niveau de l'image que lorsque la réponse des cristaux liquides est lente, c'est-à-dire lorsque le temps de ré- ponse de l'affichage à cristaux liquides est de l'ordre de 400 ms. Par conséquent, dans les domaines qui deman- dent une caractéristique de réponse haute vitesse, c'est-à-dire lorsqu'une réponse rapide par rapport à la vitesse de transfert d'une souris d'ordinateur ou à la vitesse d'affichage d'une image animée est nécessaire, un procédé de balayage multiligne (MLS) ou un procédé d'adressage actif (AA) étaient utilisés. Tout d'abord, conformément au procédé de com- mande séquentielle de lignes, les électrodes de balayage sont commandées en appliquant de manière séquentielle à chaque ligne une impulsion de sélection. Les figures lA à 1D sont des diagrammes de formes d'onde de signaux de commande d'électrodes de balayage et d'électrodes de don- nées, et de signaux appliqués aux pixels conformément aux signaux de commande des électrodes de balayage et de don- nées, lorsqu'un affichage matriciel à cristaux liquides simple, composé de 2 x 6 pixels, est commandé par le pro- cédé consistant à effectuer la moyenne de tensions en utilisant le procédé de commande séquentielle de lignes. Conformément au procédé de commande séquentielle de li- gnes, des impulsions de tension Vs (signaux de commande d'électrodes de balayage) sont appliquées de manière sé- quentielle aux électrodes de balayage 1, 2, 3, 4, 5 et 6, comme représenté sur la figure 1A, et des impulsions de tensions +Vd et -Vd (signaux de commande d'électrodes de données) sont appliquées aux électrodes de données 1 et 2. Par conséquent, comme représenté sur la figure 1D, l'affichage à cristaux liquides est commandé par les si- gnaux de pixels (tensions Vd, 2Vd, 3Vd et -Vd) représen- tés sur la figure 1C, qui sont formés en effectuant la moyenne des tensions Vs et Vd. A cet instant, les rap- ports de sélection des électrodes de balayage respectives sont déterminés par un facteur de commande du dispositif d'affichage. Par conséquent, si la réponse de l'affichage à cristaux liquides devient rapide, le contraste au ni- veau de l'image est réduit par la réponse trame. Par con- séquent, ce procédé est difficile à adopter dans la pra- tique pour un instrument nécessitant une vitesse de transfert rapide de l'image, tel qu'une souris d'ordina- teur. Par ailleurs, du fait que la tension du signal de commande d'électrode de données qui est appliqué à l'électrode de donnée est elle-même importante, la plage de commutation de la tension est extrêmement importante, ce qui produit une forme d'onde différentielle sur une électrode de balayage non-sélectionnée, engendrant un phénomène de diaphonie à l'image. Ensuite, comme représenté sur la figure 2, con- formément au procédé MLS ou au procédé AA, plusieurs électrodes de balayage sont sélectionnées simultanément pour être ensuite commandées de manière séquentielle. La figure 2 représente les signaux appliqués aux électrodes de balayage et aux électrodes de données lorsqu'un affi- chage à cristaux liquides est commandé en adoptant le procédé AA. Comme représenté sur la figure 2, conformé- ment au procédé AA, plusieurs électrodes de balayage F1 à F5 sont sélectionnées de manière simultanée à un instant t pour être ensuite commandées. A l'instant t, le signal de commande d'électrode de données Gi(t), qui est égal à -cF1(t) + cF2(t) - cF3(t) + cF4(t) + cF5(t), est appliqué à l'électrode de donnée G1 et, ensuite, deux pixels de- viennent "actifs". ce procédé est avantageux en ce sens qu'il peut être adopté avec un affichage à cristaux liquides à ré- ponse rapide compte tenu du facteur de service accru de l'affichage à cristaux liquides obtenu par la commande simultanée de plusieurs électrodes. Cependant, ce procédé nécessite de nombreux niveaux de tension pour les don- nées. Par ailleurs, il nécessite un dispositif de mémori- sation supplémentaire et un circuit d'exploitation pour les données d'écran, ce qui augmente le coût de l'appa- reil de commande. Pour résoudre le problème mentionné ci-dessus, un but de la présente invention consiste à fournir un procédé de commande d'affichage matriciel à cristaux li- quides permettant d'améliorer le rapport de sélection d'une électrode de balayage et de réduire la diaphonie affichée à l'écran en réduisant la tension de la forme d'onde différentielle produite sur une électrode de ba- layage non-sélectionnée lorsqu'est modifiée la tension d'un signal de commande d'électrode de données. Pour obtenir le but mentionné ci-dessus, on fournit un procédé de commande d'affichage matriciel à cristaux liquides selon la présente invention, comportant les étapes consistant à: commander les électrodes de ba- layage en appliquant de manière séquentielle aux électro- des de balayage un signal de commande d'électrode de ba- layage à fonction orthogonale composé d'une combinaison constituée d'une impulsion de sélection et d'une impul- sion de compensation dont la largeur est inférieure à celle de l'impulsion de sélection à raison d'une largeur prédéterminée, et qui possède aussi une polarité opposée, de sorte que les impulsions de sélection des signaux de commande d'électrodes de balayage appliqués à des élec- trodes adjacentes se chevauchent mutuellement sur un in- tervalle prédéterminé; et à commander les électrodes de données en appliquant des signaux de commande d'électro- des de données composés d'impulsions ayant le même niveau de tension et une polarité opposée, aux électrodes de données d'un panneau d'affichage à cristaux liquides, les signaux de commande d'électrodes de données étant appli- qués pendant chaque intervalle d'émission d'une impulsion de sélection des signaux de commande d'électrodes de ba- layage appliqués aux électrodes de balayage adjacentes en maintenant un niveau de tension intermédiaire prédétermi- né pendant un intervalle de chevauchement, de sorte que la variation du niveau de tension de l'impulsion des si- gnaux de commande d'électrodes de données s'effectue, via le niveau de tension intermédiaire prédéterminé, pendant l'intervalle de chevauchement. Dans la présente invention, sur la base du ni- veau de tension de non-sélection du signal de commande d'électrode de balayage, la valeur absolue du niveau de tension de l'impulsion de sélection est de manière préfé- rée la même que celle du niveau de tension de l'impulsion de compensation, au cours de l'étape de commande des électrodes de balayage. Le niveau de tension intermédiaire prédéterminé du signal de commande d'électrode de données, au cours de l'étape de commande des électrodes de données, est le même que celui de la tension de non-sélection du signal de commande d'électrode de balayage. Au cours de l'étape de commande des électrodes de données, sur la base du niveau de tension de non-sélection du signal de commande d'électrode de ba- layage, la valeur absolue du niveau de tension de l'im- pulsion du signal de commande d'électrode de données est de manière préférée inférieure, à raison d'un niveau pré- déterminé, à celle du niveau de tension de l'impulsion de sélection ou de compensation du signal de commande d'électrode de balayage. Au cours de l'étape de commande des électrodes de balayage, le signal de commande d'électrode de ba- layage est de manière préférée une combinaison constituée de la séquence allant de l'impulsion de sélection à l'im- pulsion de compensation ou vice versa. Au cours de l'étape de commande des électrodes de balayage, le signal de commande d'électrode de ba- layage est de manière préférée une combinaison constituée de la séquence allant de l'impulsion de compensation, à l'impulsion de sélection et à l'impulsion de compensa- tion. Au cours de l'étape de commande des électrodes de balayage, le signal de commande d'électrode de ba- layage est recouvert de manière préférée partiellement par un demi-cycle de la période globale des signaux com- portant l'impulsion de sélection et l'impulsion de com- pensation. Au cours de l'étape de commande des électrodes de balayage, le signal de commande d'électrode de ba- layage change de manière préférée de polarité en la moi- tié de la période globale du signal ou en un rapport pré- déterminé pour une commande alternée. Au cours de l'étape de commande des électrodes de balayage, un signal de commande d'électrode de ba- layage de polarités opposées de celles de l'impulsion de sélection et de l'impulsion de compensation du signal de commande d'électrode de balayage et possédant aussi la combinaison constituée de l'impulsion de sélection et de l'impulsion de compensation est appliqué aux électrodes de balayage, de manière périodique, avec une séquence prédéterminée, afin de maintenir la compensation de la variation de tension. Les buts et les avantages de la présente inven- tion ci-dessus apparaîtront clairement à la lecture dé- taillée d'un mode préféré de réalisation, faite en réfé- rence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente des diagrammes de for- mes d'onde de signaux de commande d'électrodes de ba- layage et d'électrodes de données dans le cas d'un procé- dé de commande séquentielle de lignes, - la figure 2 représente des procédés de com- mande d'électrodes de balayage et d'électrodes de données dans le cas d'un procédé d'adressage actif habituel, et - la figure 3 représente des diagrammes de for- mes d'onde de signaux de commande d'électrodes de ba- layage et d'électrodes de données dans le cas de la com- mande des électrodes de balayage en utilisant un signal à fonction orthogonale selon la présente invention. On va maintenant décrire en détail la présente invention. Sur la figure 3, un signal de commande d'élec- trode de balayage composé de trois impulsions de tension +Vs et d'une impulsion de tension -Vs est recouvert par- tiellement par un demi-cycle de la période de sélection globale, c'est-à-dire par la période d'une ligne, dans deux électrodes de balayage (parmi les électrodes de ba- layage N - 1, N, N + 1, N + 2 et N + 3 sur la figure 3C), par exemple, selon la séquence (1, 2), (2, 3), (3, 4),.... Par conséquent, toutes les électrodes de ba- layage sont commandées partiellement en même temps que leurs électrodes adjacentes, mais seule une électrode n'est pas commandée de manière indépendante. Comme représenté sur la figure 3B, avec le pro- cédé de commande des électrodes de balayage, les signaux de commande d'électrodes de données changent de niveaux de tension, via un niveau de tension intermédiaire, qui est une tension de référence (V0). Ainsi, le niveau de tension du signal de commande d'électrode de données va- rie de Vd, et non de 2Vd, comme dans le procédé habituel de commande séquentielle de lignes. Par conséquent, les formes d'onde différentielles produites sur des électro- des de balayage situées en mode de non-sélection adjacen- tes sont relativement petites, ce qui réduit de manière considérable la diaphonie engendrée à l'image. Par ailleurs, la polarité du signal de commande d'électrode de balayage peut être modifiée pendant la période de du- rée d'une ligne pour obtenir une commande alternée. Dans ce cas, le signal de commande d'électrode de données su- bit aussi un changement de polarité. Par conséquent, il est possible de corriger la fréquence d'affichage des pixels d'un affichage à cristaux liquides par un procédé de commande alternée. Un mode de réalisation de la présente invention est représenté sur la figure 3A, sur laquelle les signaux de commande d'électrodes de balayage sont tous haut-haut-haut-bas. Cependant, dans le but de maintenir la compensation de la variation de tension, afin d'en mi- nimiser l'influence sur la production de la forme d'onde différentielle sur les électrodes de données, la combi- naison de signaux bas-bas-bas-haut peut être adoptée. Bien que cela ne soit pas représenté sur les dessins, dans un autre mode de réalisation de la présente inven- tion, la séquence des signaux de commande d'électrodes de balayage peut être bas-haut-haut-haut ou haut-bas-bas-bas. Dans le présent mode de réalisation, l'impulsion de compensation précède l'impulsion de sélec- tion. Comme décrit ci-dessus, selon le procédé de commande d'affichage à cristaux liquides de la présente invention, les signaux de commande d'électrodes de ba- layage sont amenés à se chevaucher mutuellement conformé- ment à une fonction orthogonale, pour être ensuite appli- qués de manière séquentielle aux électrodes de balayage adjacentes, et les signaux de commande d'électrodes de données sont amenés à changer de niveaux de tension, via l'étape consistant à maintenir un niveau de tension in- termédiaire pendant l'intervalle de chevauchement, les- quels sont ensuite appliqués aux électrodes de données, ou, sinon, les signaux de commande d'électrodes de ba- layage de polarité opposée sont appliqués de manière pé- riodique aux électrodes de balayage adjacentes. Par con- séquent, les rapports de sélection des électrodes de ba- layage sont améliorés et la production de la forme d'onde différentielle est minimisée, réduisant par conséquent la diaphonie engendrée dans une image. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'affichage matriciel à cristaux liquides selon la présente invention, caractéri- sé en ce qu'il comporte les étapes consistant à commander des électrodes de balayage (N-l, N, N+1, N+2, N+3) en appliquant de manière séquentielle auxdites électrodes de balayage un signal de commande d'électrode de balayage à fonction orthogonale composé d'une combinaison constituée d'une impulsion de sélection et d'une impulsion de compensation, l'impulsion de com- pensation ayant une largeur qui est inférieure à celle de ladite impulsion de sélection à raison d'une quantité prédéterminée, l'impulsion de compensation possédant en outre une polarité opposée à l'impulsion de sélection, de sorte que les impulsions de sélection des signaux de com- mande d'électrodes de balayage appliqués aux électrodes adjacentes se chevauchent mutuellement sur un intervalle prédéterminé, et commander les électrodes de données en appli- quant des signaux de commande d'électrodes de données composés d'impulsions ayant le même niveau de tension et une polarité opposée, auxdites électrodes de données d'un panneau d'affichage à cristaux liquides, les signaux de commande d'électrodes de données étant appliqués pendant chaque intervalle d'émission d'une impulsion de sélection desdits signaux de commande d'électrodes de balayage ap- pliqués auxdites électrodes de balayage adjacentes en maintenant un niveau de tension intermédiaire prédétermi- né pendant un intervalle de chevauchement, de sorte que la variation du niveau de tension de l'impulsion des si- gnaux de commande d'électrodes de données s'effectue, via ledit niveau de tension intermédiaire prédéterminé, pen- dant l'intervalle de chevauchement. 2. Procédé de commande d'affichage matriciel à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours de ladite étape de commande des élec- trodes de balayage (N-i, N, N+1, N+2, N+3), sur la base du niveau de tension de non-sélection dudit signal de commande d'électrode de balayage, la valeur absolue du niveau de tension de ladite impulsion de sélection est la même que celle du niveau de tension de ladite impulsion de compensation. 3. Procédé de commande d'affichage matriciel à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours de ladite étape de commande des élec- trodes de données, ledit niveau de tension intermédiaire prédéterminé dudit signal de commande d'électrode de don- nées est le même que celui de la tension de non-sélection dudit signal de commande d'électrode de balayage. 4. Procédé de commande d'affichage matriciel à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours de ladite étape de commande des élec- trodes de données, sur la base du niveau de tension de non-sélection dudit signal de commande d'électrode de ba- layage (N-1, N, N+1, N+2, N+3), la valeur absolue du ni- veau de tension de ladite impulsion du signal de commande d'électrode de données est inférieure à celle du niveau de tension de l'une desdites impulsions de sélection et de compensation dudit signal de commande d'électrode de balayage, à raison d'un niveau prédétermine. 5. Procédé de commande d'affichage matriciel à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours de ladite étape de commande des élec- trodes de balayage (N-1, N, N+1, N+2, N+3), ledit signal de commande d'électrode de balayage est une combinaison constituée de la séquence allant de ladite impulsion de sélection à ladite impulsion de compensation. 6. Procédé de commande d'affichage matriciel à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours de ladite étape de commande des élec- trodes de balayage (N-l, N, N+l, N+2, N+3), ledit signal de commande d'électrode de balayage est une combinaison constituée de la séquence allant de ladite impulsion de compensation à ladite impulsion de sélection. 7. Procédé de commande d'affichage matriciel à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours de ladite étape de commande des élec- trodes de balayage (N-1, N, N+l, N+2, N+3), ledit signal de commande d'électrode de balayage est recouvert par- tiellement par un demi-cycle de la période globale du si- gnal ayant ladite impulsion de sélection et ladite impul- sion de compensation. 8. Procédé de commande d'affichage matriciel à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours de ladite étape de commande des élec- trodes de balayage (N-Il, N, N+1, N+2, N+3), ledit signal de commande d'électrode de balayage change de polarité pendant la moitié de la période globale du signal pour une commande alternée. 9. Procédé de commande d'affichage matriciel à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours de ladite étape de commande des élec- trodes de balayage (N-l, N, N+l, N+2, N+3), ledit signal de commande d'électrode de balayage change de polarité pendant un rapport prédéterminé de la période globale du signal pour une commande alternée. 10. Procédé de commande d'affichage matriciel à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours de ladite étape de commande des élec- trodes de balayage (N-l, N, N+l, N+2, N+3), des signaux de commande d'électrodes de balayage ayant des polarités opposées à celles de ladite impulsion de sélection et de ladite impulsion de compensation desdits signaux de com- mande d'électrodes de balayage sont appliqués de manière périodique auxdites électrodes de balayage, avec une sé- quence prédéterminée, afin de maintenir la compensation de la variation de tension.