Brevet FR2810149A1 — publié le 20011214

PROCEDE DE COMMANDE D'UN PANNEAU D'AFFICHAGE A CRISTAUX LIQUIDES ANTI-FERROELECTRIQUES La présente invention se rapporte à un procédé de commande d'un panneau d'affichage à cristaux liquides anti-ferroélectriques (LCD), et plus particulièrement à un procédé de commande d'un panneau LCD anti- ferroélectrique dans lequel une pluralité de lignes parallèles d'électrodes de signal sont agencées sur des cellules de cristaux liquides anti-ferroélectriques (LC), et une pluralité de lignes parallèles d'électrodes de balayage sont disposées en dessous des cellules LC anti- ferroélectriques, perpendiculairement aux lignes d'électrodes de signal. En se référant à la figure 1, un dispositif LCD anti-ferroélectrique 1 comprend généralement un panneau LCD anti-ferroélectrique 11 et un dispositif de commande de celui-ci. Le panneau LCD anti-ferroélectrique 11 comporte une série de lignes parallèles d'électrodes de signal SL1, SL2, SL3,..., SLn disposées sur des cellules LC anti-ferroélectriques, et une série de lignes d'électrodes parallèles de balayage CL1, CL2, CL3,... CLm disposées en dessous des cellules LC anti- ferroélectriques, dans lequel les lignes d'électrodes de signal SL1, SL2, SL3,..., SLn sont perpendiculaires aux lignes d'électrodes de balayage CL1, CL2, CL3,..., CLm. Les lignes d'électrodes de signal SL1, SL2, SL3,..., SLn et les lignes d'électrodes de balayage CLl, CL2, CL3, CLm sont formées d'un matériau conducteur transparent, par exemple de l'oxyde d'étain-indium (ITO). Comme indiqué sur la figure 1, le dispositif de commande comprend un circuit de commande de segment 12, un générateur de signal de modulation 131 et un circuit de commande commun 132. Le dispositif de commande reçoit un signal de données DATA, un signal d'horloge de décalage SCK, un signal de trame FLM et un signal 2 2810149 d'horloge de verrouillage LCK provenant d'un hôte, par exemple d'un ordinateur portable. Le circuit de commande de segment 12 mémorise le signal de données reçu pour chacune des lignes d'électrodes de signal SL1, SL2, SL3, 5..., SLn, conformément au signal d'horloge de décalage SCK. Le circuit de commande de segment 12 applique une tension de signal correspondant au signal de données mémorisé DATA à chacune des lignes d'électrodes de signal SL1, SL2, SL3,..., SLn conformément au signal d'horloge de verrouillage LCK. Le signal de trame FLM indique le point de départ d'une trame. Le générateur de signal de modulation 131 divise la fréquence du signal d'horloge de verrouillage LCK afin de générer un signal de modulation. Les polarités des tensions de sortie provenant du circuit de commande de segment 12 et du circuit de commande commun 132 sont commandées par le signal de modulation. Le circuit de commande commun 132 applique une tension de balayage correspondante successivement à chacune des lignes d'électrodes de balayage CL1, CL2, CL3,..., CLm, conformément aux commandes du circuit d'horloge de verrouillage LCK, au signal de trame FLM et au signal de modulation. Il en résulte que l'état d'orientation des cellules LC antiferroélectriques d'un pixel devant être affichées est décalé, en transmettant ainsi la lumière ou en bloquant la transmission de la lumière. La figure 2 illustre la forme d'onde d'une tension de commande commune appliquée à une ligne d'électrodes de balayage grâce à un procédé de commande classique. En se référant à la figure 2, durant une première période de sélection tsj correspondant à une tranche élémentaire (SL), une tension de sélection de balayage +Vs est appliquée, et l'état d'orientation des cellules LC anti-ferroélectriques sélectionnées dépendant d'un signal de données d'affichage correspondant Ss passe dans 3 2810149 un état ferroélectrique, ce qui permet la transmission de la lumière de l'extérieur. Durant la première période de maintien tH1 suivante, une tension de maintien +VH, qui présente la même polarité que la tension de sélection de balayage +Vs, mais dont le niveau est inférieur à celui de la tension de sélection de balayage +Vs, est appliquée, et les cellules LC sélectionnées sont maintenues à l'état ferroélectrique. Durant la première période de réinitialisation tR1 suivante, une tension de masse est appliquée et les cellules LC sont rétablies à l'état anti- ferroélectrique depuis l'état ferroélectrique. La première période de réinitialisation tR1 est nécessaire à une attaque inverse progressive durant la période de commande élémentaire suivante. Durant la seconde période ts2 de sélection suivante, une tension de sélection de balayage -Vs est appliquée et des cellules LC antiferroélectriques sélectionnées suivant un signal de données d'affichage correspondant Ss passent à l'état ferroélectrique, ce qui permet la transmission de la lumière depuis l'extérieur. Durant la seconde période de maintien tH2 suivante, une tension de maintien -VH, qui présente la même polarité que la tension de sélection de balayage -Vs, mais qui est de niveau inférieur à celui de la tension de sélection de balayage -Vs, est appliquée et les cellules LC sélectionnées sont maintenues à l'état ferroélectrique. Durant la seconde période de réinitialisation tR2 suivante, une tension de masse est appliquée et les cellules LC sont rétablies à l'état antiferroélectrique depuis l'état ferroélectrique. La seconde période de réinitialisation tR2 est nécessaire à une attaque inverse progressive de la période de commande élémentaire suivante. La figure 3 représente le changement du coefficient de transmission des cellules LC sélectionnées durant la première ou la seconde période de réinitialisation tR1 ou 4 2810149 tR2 de la figure 2. Sur la figure 3, la référence numérique 31 indique une forme d'onde circulaire dans l'état o une tension de mesure n'est pas appliquée, et les références numériques 311, 312, 313 et 314 indiquent des formes d'onde d'interférence lorsque la tension de mesure est appliquée. Comme décrit en faisant référence à la figure 2, durant la première ou la seconde période de réinitialisation tR1 ou tR2, le niveau de tension appliqué à une ligne d'électrodes de balayage passe de la tension de maintien +VH OU -VH à la tension de la masse, de sorte que les cellules LC sélectionnées, à l'état ferroélectrique sont rétablies à l'état anti- ferroélectrique. Il en résulte que le coefficient de transmission de la lumière des cellules LC sélectionnées est diminué, comme indiqué sur la figure 3. Dans des panneaux de dispositif LCD anti- ferroélectriques, la luminosité augmente avec un temps de rétablissement d'état en augmentation dans les cellules LC sélectionnées. Cependant, lorsqu'un panneau de dispositif LCD anti-ferroélectrique est simplement commandé par le procédé classique comme illustré sur la figure 2, il faut un long intervalle de temps pour rétablir l'état d'orientation des cellules LC dans la première ou seconde période de réinitialisation tR1 ou tR2, et donc la luminosité du panneau de dispositif LCD anti-ferroélectrique diminue. La figure 4 illustre la forme d'onde d'une tension de commande commune appliquée à une ligne d'électrodes de balayage par un autre procédé de commande classique. Sur la figure 4, des références numériques identiques sont utilisées pour se référer à des opérations identiques à celles de la figure 2. Par comparaison avec la figure 2, la forme d'onde de commande de la figure 4 comprend en outre des périodes d'activation uniques tB1 et tB2, pour lesquelles une seule impulsion de suppression est appliquée, entre la première période de maintien tH1 et 2810149 la première période de réinitialisation tR1, et entre la seconde période de maintien tH2 et la seconde période de réinitialisation tR2. La figure 5 illustre le changement du coefficient de transmission des cellules LC sélectionnées durant la première et la seconde périodes de réinitialisation tRl et tR2. Sur la figure 5, la référence numérique 51 indique une forme d'onde non active qui apparaît avec l'application du procédé de commande de la figure 2, et la référence numérique 521 indique une forme d'onde active qui apparaît avec l'application du procédé de commande de la figure 4, et les références numériques 522 et 523 indiquent des formes d'onde d'interférence lorsque la tension de mesure est appliquée. Comme indiqué sur la figure 5, le temps de rétablissement d'état devient court en raison de la présence des périodes d'activation uniques tB1 et tB2 durant chacune desquelles, l'impulsion de suppression de signal est appliquée. Cependant, lorsqu'on applique le procédé de commande de la figure 4, dans lequel une impulsion de suppression unique est appliquée durant chacune des périodes d'activation uniques tB1 et tB2, le rétablissement de l'état est sensible aux variations de la température. En d'autres termes, lorsque la température avoisinante est plus élevée ou plus basse que la température ambiante, l'impulsion de suppression unique appliquée durant chacune des périodes d'activation uniques tB1 et tB2 agit comme une composante de bruit, de sorte que le temps de rétablissement de l'état ne peut pas être réduit. Pour résoudre les problèmes ci-dessus, c'est un but de la présente invention de réaliser un procédé de commande d'un panneau d'affichage à cristaux liquides anti-ferroélectriques (LCD) grâce auquel le temps nécessaire au rétablissement de l'état des cellules à cristaux liquides peut être réduit de façon importante, 6 2810149 indépendamment d'un changement de la température au voisinage. Pour atteindre le but de la présente invention, il est réalisé un procédé de commande d'un panneau d'affichage à cristaux liquides antiferroélectriques (LCD) dans lequel une pluralité de lignes parallèles d'électrodes de signal sont disposées sur des cellules à cristaux liquides anti-ferroélectriques (LC) et une pluralité de lignes parallèles d'électrodes de balayage sont disposées en dessous des cellules LC anti- ferroélectriques, perpendiculairement aux lignes d'électrodes de signal, le procédé comprenant les étapes consistant à faire passer sélectivement les cellules LC dans un état ferroélectrique, maintenir les cellules LC sélectionnées, à l'état ferroélectrique, activer les cellules LC sélectionnées, et rétablir les cellules LC activées dans un état anti-ferroélectrique. En particulier, une tension de sélection de balayage est appliquée à des lignes d'électrodes de balayage devant être balayées, et un signal de données d'affichage est appliqué à toutes les lignes d'électrodes de signal, afin de faire passer sélectivement les cellules LC dans un état ferroélectrique. Ensuite, une tension de maintien, qui est inférieure à la tension de sélection de balayage et présente la même polarité, est appliquée à la ligne d'électrodes de balayage pendant un intervalle de temps prédéterminé, afin de maintenir les cellules LC sélectionnées à l'état ferroélectrique. Des impulsions en courant alternatif (CA), présentant chacune une polarité inversée et une tension inférieure à la tension de sélection de balayage, sont appliquées à la ligne d'électrodes de balayage afin d'activer les cellules LC sélectionnées. Ensuite, une tension de masse est appliquée à la ligne d'électrodes de balayage afin de rétablir les cellules LC activées dans un état anti- ferroélectrique. 7 2810149 Conformément au procédé innovant destiné à attaquer un panneau de dispositif LCD anti-ferroélectrique, durant l'étape d'activation des cellules LC sélectionnées, des impulsions en courant alternatif, présentant chacune une polarité inversée et une tension inférieure à la tension de sélection de balayage, sont appliquées aux lignes d'électrodes de balayage. Il en résulte que le temps nécessaire au rétablissement de l'état des cellules LC peut être réduit de façon cohérente indépendamment d'une variation de température. Les buts et avantages ci-dessus de la présente invention deviendront plus évidents dans la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation préféré de l'invention, en faisant référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides antiferroélectriques général (LCD), La figure 2 illustre la forme d'onde d'une tension de commande commune appliquée à une ligne d'électrodes de balayage par un procédé de commande classique, La figure 3 illustre la variation du coefficient de transmission des cellules à cristaux liquides sélectionnées (LC) dans la première ou la seconde période de réinitialisation de la figure 2, La figure 4 illustre la forme d'onde d'une tension de commande commune appliquée à une ligne d'électrodes de balayage par un autre procédé de commande classique, La figure 5 illustre la variation du coefficient de transmission des cellules LC sélectionnées dans la première et la seconde périodes de réinitialisation de la figure 4, et La figure 6 illustre la forme d'onde d'une tension de commande commune appliquée à une ligne d'électrodes de balayage grâce à un procédé de commande conforme à la présente invention. 8 2810149 Dans un panneau d'affichage à cristaux liquides anti-ferroélectriques (LCD) auquel un mode de réalisation du procédé de commande innovant est appliqué, comme illustré sur la figure 1, une pluralité de lignes parallèles d'électrodes de signal SL1, SL2, SL3,..., SLn sont disposées sur des cellules à cristaux liquides anti- ferroélectriques (LC), et une pluralité de lignes parallèles d'électrodes de balayage CL1, CL2,..., CLm sont disposées en dessous des cellules LC anti- ferroélectriques, perpendiculairement aux lignes d'électrodes de signal SL1, SL2, SL3,..., SLn. La figure 6 illustre la forme d'onde d'une tension de commande commune appliquée à une ligne d'électrodes de balayage grâce à un procédé de commande conforme à un mode de réalisation préféré de la présente invention. Comme indiqué sur la figure 6, une période de commande élémentaire présente la polarité opposée à une autre période de commande élémentaire voisine. La période de commande élémentaire comprend une période de sélection ts1 ou ts2, une période de maintien tH1 ou tH2, une période d'activation tB1 ou tB2, et une période de réinitialisation tR1 ou tR2. Durant la première période de sélection ts1 correspondant à une tranche élémentaire SL (se reporter à la figure 2), une tension de sélection de balayage +Vs est appliquée à une ligne d'électrodes de balayage, et des cellules LC anti-ferroélectriques sélectionnées suivant une tension de signal de données d'affichage correspondant Ss (se reporter à la figure 2) passent à l'état ferroélectrique, ce qui permet la transmission de la lumière depuis l'extérieur. Durant la première période de maintien suivante tH1, une tension de maintien +VH, qui présente la même polarité que la tension de sélection de balayage +Vs, mais est de niveau inférieur à celui de la tension de sélection de balayage +Vs est appliquée, et 9 2810149 les cellules LC sélectionnées sont maintenues à l'état ferroélectrique. Durant la première période d'activation suivante tB1, des impulsions en courant alternatif (CA) sont appliquées à la ligne d'électrodes de balayage pendant des première à troisième périodes de sous-activation tBll, tB12 et tB13 avec une polarité inversée, en activant ainsi les cellules LC sélectionnées. Ici, le niveau des impulsions en courant alternatif appliqué à la ligne d'électrodes de balayage pendant la première période d'activation tB1 est inférieur à la tension de sélection de balayage +Vs et est égal à la tension de maintien +VH. La largeur de chacune des impulsions en courant alternatif, c'est-à-dire pendant les première à troisième périodes de sous-activation tBll, tB12 et tB13 devient étroite dans le temps. Conformément au résultat d'une expérimentation et d'une simulation, lorsqu'un rapport des largeurs d'impulsion tBll, tB12 et tB13 est de 3:2:1, les caractéristiques de rétablissement d'état sont supérieures. Dans le présent mode de réalisation, trois tranches élémentaires (3SL) sont allouées pendant la première période de sous-activation tBll, deux tranches élémentaires (2SL) sont allouées pendant la seconde période de sous-activation tB12, et une tranche élémentaire (SL) est allouée pendant la troisième période de sous-activation tB13. Les valeurs des paramètres appliquées pendant la première période d'activation tB1 comprenant les trois périodes de sous-activation tBll, tB12 et tB13 figurent dans le tableau 1. Tableau 1 Paramètre Valeur tBll 3SL VB11 -VH tB12 2SL VB12 +VH 2810149 tB13 |SL VB13 -VH Dans le tableau 1, VB11 indique la tension d'une première impulsion de suppression pour la première période de sous-activation tBll, VB12 indique la tension d'une seconde impulsion de suppression pour la seconde période de sous-activation tB12, et VB13 indique la tension d'une troisième impulsion de suppression pour la troisième période de sous-activation tB13. Durant la première période de réinitialisation suivante tR1, une tension de masse est appliquée à la ligne d'électrodes de balayage, et les cellules LC à l'état ferroélectrique sont rétablies dans l'état anti- ferroélectrique. En raison de la présence des première à troisième périodes de sous-activation tBll, tB12 et tB13, malgré les variations de température, le temps nécessaire au rétablissement de l'état dans les cellules LC peut être réduit avec cohérence. Conformément au résultat d'une expérimentation et d'une simulation, des résultats satisfaisants peuvent être obtenus lorsque quatre tranches élémentaires 4SL sont allouées pendant la première période de réinitialisation tR1. Durant la seconde période de sélection ts2 correspondant à une tranche élémentaire SL, une tension de sélection de balayage -Vs est appliquée à la ligne d'électrodes de balayage, et des cellules LC anti- ferroélectriques sélectionnées suivant une tension de signal de données d'affichage correspondant Ss (se reporter à la figure 2) passent à l'état ferroélectrique, ce qui permet la transmission de la lumière depuis l'extérieur. Durant la seconde période de maintien suivante tH2, une tension de maintien -VH, qui présente la même polarité que la tension de sélection de balayage - Vs, mais un niveau inférieur à la tension de sélection de il 2810149 balayage -Vs, est appliquée et les cellules LC sélectionnées sont maintenues à l'état ferroélectrique. Durant la seconde période d'activation suivante tB2, des impulsions en courant alternatif (CA) sont appliquées à la ligne d'électrodes de balayage pendant les première à troisième périodes de sous-activation tB21, tB22 et tB23, avec une polarité inversée, en activant ainsi les cellules LC sélectionnées. Ici, le niveau des impulsions en courant alternatif appliquées à la ligne d'électrodes de balayage pendant la première période d'activation tB2 est inférieur à la tension de sélection de balayage -Vs et est égal à la tension de maintien _VH. La largeur de chacune des impulsions en courant alternatif, c'est-à- dire pendant les première à troisième périodes de sous- activation tB21, tB22 et t323 devient étroite avec le temps. Dans le présent mode de réalisation, trois tranches élémentaires (3SL) son: allouées pendant la première période de sous-activation tB21, deux tranches élémentaires (2SL) sont allouées pendant la seconde période de sous-activation tB22, et une tranche élémentaire (SL) est allouée pendant la troisième période de sous-activation tB23. Les valeurs des paramètres appliquées pendant la première période d'activation tB2 comprenant les trois périodes de sous-activation tB21, tB22 et tB23, figurent dans le tableau 2. Tableau 2 ParamèPre Valeur tB21 3SL VB21 +VH tB22 2SL VB22 VH tB23 SL VB23 +VH 12 2810149 Dans le tableau 2, VB21 indique la tension d'une première impulsion de suppression pendant la première période de sous-activation tB21, VB22 indique la tension d'une seconde impulsion de suppression pendant la seconde période de sous-activation tB22, et VB23 indique la tension d'une troisième impulsion de suppression pendant la troisième période de sous-activation tB23. Durant la seconde période de réinitialisation suivante tR2, une tension de masse est appliquée à la ligne d'électrodes de balayage, et les cellules LC à l'état ferroélectrique sont rétablies dans l'état anti- ferroélectrique. En raison de la présence des première à troisième périodes de sous-activation tB21, tB22 et tB23, bien que la température au voisinage varie, le temps nécessaire au rétablissement de l'état dans les cellules LC peut être réduit avec cohérence. De la même manière que pour la première période de réinitialisation tR1, quatre tranches élémentaires 4SL sont allouées pendant la seconde période de réinitialisation tR2. Comme on l'a décrit précédemment, dans le procédé destiné à attaquer un panneau de dispositif LCD anti- ferroélectrique conforme à la présente invention, durant les première et seconde périodes d'activation tB1 et tB2, des impulsions en courant alternatif dont le niveau de tension est inférieur à la tension de sélection de balayage +Vs ou -Vs sont appliquées à une ligne d'électrodes de balayage pendant leur période de sous- activation avec une polarité inversée. Il en résulte que le temps nécessaire au rétablissement de l'état des cellules LC peut être réduit avec cohérence indépendamment d'une variation de température. Bien que l'invention ait été particulièrement présentée et décrite en faisant référence à des modes de réalisation préférés de celle-ci, l'homme de l'art comprendra que diverses variantes de forme et de détail peuvent être apportées à celle-ci sans sortir de l'esprit 13 2810149 et de la portée de l'invention telle qu'elle est définie par les revendications annexées. 14 2810149 REVENDICATIONS 1. Procédé destiné à attaquer un panneau d'affichage à cristaux liquides (LCD) anti-ferroélectriques dans lequel une pluralité de lignes parallèles d'électrodes de signal (SL1 à SLn) sont disposées sur des cellules à cristaux liquides anti-ferroélectriques (LC) et une pluralité de lignes parallèles d'électrodes de balayage (CL1 à CLm) sont disposées en dessous des cellules LC anti-ferroélectriques, perpendiculairement aux lignes d'électrodes de signal, le procédé comprenant les étapes consistant à: appliquer une tension de sélection de balayage (Vs) à des lignes d'électrodes de balayage devant être balayées, et un signal de données d'affichage (Ss) à la totalité des lignes d'électrodes de signal, afin de faire passer sélectivement les cellules LC dans un état ferroélectrique, appliquer une tension de maintien (VH), qui est inférieure à la tension de sélection de balayage (Vs) et qui présente la même polarité, à la ligne d'électrodes de balayage pendant un intervalle de temps prédéterminé, afin de maintenir les cellules LC sélectionnées à l'état ferroélectrique, appliquer des impulsions en courant alternatif (CA), présentant chacune une polarité inversée et une tension inférieure à la tension de sélection de balayage, à la ligne d'électrodes de balayage, afin d'activer les cellules LC sélectionnées, et appliquer une tension de masse à la ligne d'électrodes de balayage afin de rétablir les cellules LC activées dans un état anti-ferroélectrique. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, en activant les cellules LC sélectionnées, le niveau de 2810149 tension des impulsions en courant alternatif est le même que celui de la tension de maintien. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, en activant les cellules LC sélectionnées, les largeurs des impulsions en courant alternatif deviennent étroites dans le temps. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel en activant les cellules LC sélectionnées, les impulsions en courant alternatif comprennent une première impulsion présentant une polarité opposée à la tension de maintien, une seconde impulsion présentant une polarité opposée à la première impulsion, et une troisième impulsion présentant une polarité opposée à la seconde impulsion, et le rapport des première, seconde et troisième largeurs d'impulsion est 3:2:1.