Brevet FR2845812A1 — publié le 20040416

SYSTEME D'ADRESSAGE D' CRAN DE VISUALISATION La présente invention a pour objet un système d'affichage à éléments individuels dans lequel chaque point d'image est adressable individuellement grâce à la mise en place d'un microcircuit intégré à adresse unique sur chaque élément. La présente invention se rapporte plus particulièrement au domaine des écrans plats de visualisation. De façon traditionnelle, de tels écrans comportent un ensemble d'éléments d'image ou pixels, organisés en matrice et adressés par un réseau de conducteurs en lignes et un réseau de conducteurs en 15 colonnes. Suivant l'objet de la présente invention, ces deux réseaux de conducteurs, lignes et colonnes, sont supprimés et chaque élément d'affichage, par exemple chaque point couleur de chaque pixel, est doté d'un microcircuit intégré possédant une adresse unique. Les microcircuits sont reliés en parallèle 20 sur des électrodes communes d'adressage, qui peuvent avantageusement prendre la forme de plans conducteurs. Chaque microcircuit contient les dispositifs électroniques et logiques lui permettant: - d'enregistrer son adresse, de façon non volatile, permanente ou 25 reprogrammable. On choisira par exemple une adresse formée de 32 bits. - de reconnaître son adresse parmi les signaux transmis sur les électrodes. - d'enregistrer temporairement les données de luminosité transmises à son adresse, par exemple sous la forme d'un mot binaire de 8 bits. - de moduler la luminosité de son élément d'affichage suivant les données 30 reçues, par exemple en modulant la tension aux bornes de l'élément ou en sélectionnant parmi les impulsions de puissance reçues du système d'adressage, celles qui seront transmises à l'élément. - de créer l'alimentation continue nécessaire à ses circuits logiques, par exemple par un dispositif de diode et condensateur. On peut aussi avantageusement doter le microcircuit de dispositifs lui permettant: - de reconnaître le contact tactile sur l'écran et de renvoyer son adresse au système d'adressage. La détection du contact peut se faire de diverses façons, 5 par exemple par contact mécanique d'un plot monté sur le microcircuit avec une électrode ou par détection capacitive du rapprochement mécanique du microcircuit d'une électrode, rapprochement induit par la pression de l'utilisateur sur l'écran. - d'enregistrer les adresses d'un certain nombre d'autres éléments, et ainsi de charger les données de luminosité transmises à un intervalle donnée de la transmission d'une de ces autres adresses, sans que sa propre adresse ait été transmise. On peut ainsi transmettre une adresse suivies de plusieurs informations de luminosité, et donc diminuer significativement le flot de données 15 sur les électrodes d'adressage. Le regroupement des éléments d'affichage peut être arbitraire mais sera choisi de façon à simplifier le traitement des données. - de corriger la modulation de son élément d'affichage en fonction d'une mesure locale, par exemple du courant traversant l'élément, ou d'un coefficient transmis par le système d'adressage. - de reconnaître certaines adresses globales prédéfinies et se mettre alors dans un mode de test prédéfini, par exemple de déclencher l'allumage à pleine luminosité de l'élément. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, un 25 élément d'affichage et un microcircuit sont disposés par point couleur élémentaire de l'image. Selon un autre mode, chaque microcircuit gère plusieurs points couleur ou points élémentaires adjacents de l'image, sur une ou plusieurs adresses. De façon avantageuse, les adresses individuelles sont gravées sur le microcircuit au cours de sa fabrication et restent visibles pour une lecture optique de cette dite adresse pendant l'assemblage de l'écran de visualisation. De préférence, les adresses individuelles sont inscrites électriquement dans une zone de mémoire non volatile du microcircuit pendant l'assemblage de l'écran de visualisation. Suivant un des modes de réalisation, l'écran de visualisation est 5 partitionné en plusieurs zones d'adressage pilotées indépendamment et simultanément de façon à diminuer la fréquence des signaux d'adressage. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la io description qui suit de modes préférés de réalisation donnés à titre non limitatif et à laquelle une planche de dessins est annexée sur laquelle: Les figures 1 à 6 sont des représentations schématiques d'un élément d'affichage suivant la présente invention. La figure 1 représente un mode de réalisation de la présente 15 invention dans lequel l'élément d'affichage 11, à deux électrodes 13 est relié au microcircuit 12, ce microcircuit étant lui-même relié à deux électrodes communes d'adressage 14. La figure 2 représente un mode de réalisation dans lequel l'élément d'affichage 21, par exemple un tube cathodique à émission de champ, 20 comporte trois électrodes, par exemple l'émetteur 23, l'anode avec luminophores et la grille de contrôle 24. Dans ce mode particulier, les anodes 25 des multiples éléments 21 sont reliées ensemble à une électrode commune 27, les émetteurs sont reliés à une masse commune 28, également reliée aux microcircuits, tandis que la modulation de luminosité s'effectue par le pilotage de 25 l'électrode 24 par le microcircuit. On trouve ici donc trois électrodes communes. La figure 3 représente un autre mode de réalisation dans lequel l'élément d'affichage 31 à deux électrodes est monté en série avec le microcircuit 32 entre les deux électrodes communes 33 et 34. La figure 4 représente un autre mode de réalisation dans lequel 30 l'élément d'affichage 41 est doté d'un transformateur, composé d'un circuit primaire 44 et d'un circuit secondaire 43, éventuellement reliés ensemble par une connexion 45. Le microcircuit 42 est monté en série avec le circuit primaire qu'il pilote. La figure 5 représente un autre mode de réalisation avec un transformateur similaire à la figure 4, l'élément d'affichage 51 étant ici un tube à décharge ou un tube cathodique à émission de champ, le circuit primaire 53 est relié au microcircuit 52 et à une électrode commune 56 dédiée à la distribution de 5 puissance, l'adressage s'effectuant sur une autre électrode 57 et une masse commune 55. La figure 6 représente un autre mode possible de réalisation dans lequel chaque microcircuit 64 contrôle plusieurs éléments d'affichage, par exemple trois points couleur élémentaires 61,62,63 d'un même pixel. Le 10 microcircuit peut alors contenir plusieurs adresses ou recevoir après son adresse, un groupe d'information correspondant aux différents éléments qu'il contrôle. Des montages en série tels que présentés Figure 1, 3, 4 ou 6 supposent des dispositifs dans le système d'adressage et les microcircuits 15 permettant de séparer, par exemple temporellement, les fonctions de transmission de données d'adresse et de luminosité, à haute fréquence et bas niveau de puissance et les fonctions de modulation de la luminosité, à basse fréquence et plus haut niveau de puissance. On peut également additionner sur les électrodes d'adressage une tension continue fournissant la puissance à la 20 modulation des signaux d'adressage, le microcircuit effectuant la séparation des signaux. Des montages tels que présentés Figure 2 ou 5 possèdent des électrodes séparées pour distribuer la puissance et pour l'adressage, ils simplifient donc le microcircuit mais nécessitent au moins trois électrodes 25 communes. La mise en place, selon l'invention, d'un microcircuit intégré par élément d'affichage apporte un grand nombre d'avantages dont une partie est décrite ci-après: - L'adressage individuel supprime le besoin de réaliser des réseaux de lignes et de colonnes comme dans les réalisations traditionnelles des écrans matriciels. Selon l'invention, les microcircuits sont reliés en parallèle sur des électrodes communes. Ces électrodes communes pourront servir à l'adressage et à l'alimentation. - L'adressage individuel permet de donner toute forme souhaitée à l'écran de visualisation, sans être contraint à la structure rectangulaire classique imposée par l'adressage traditionnel par lignes et colonnes. s - Il devient possible de découper un écran en modules plus petits, de forme quelconque. On peut ainsi envisager de fabriquer une taille standard d'écran que l'on découpera ensuite en écrans plus petits à la demande. - Il devient également possible de réparer une zone d'écran qui se trouverait défectueuse. - chaque microcircuit peut corriger des différences de luminosité d'un élément lumineux à l'autre, soit par mesure locale par exemple du courant d'émission et correction par comparaison avec une référence de tension intégrée, soit par mesure externe, lors d'une phase de calibration, des caractéristiques de chaque élément, calcul des coefficients de correction nécessaires pour améliorer l'uniformité et envoi 15à chaque microcircuit de ces coefficients de corrections. - la modulation de l'allumage de l'élément d'affichage étant gérée localement par le microcircuit, on peut alors faire fonctionner cet élément avec un rapport cyclique beaucoup plus grand que ne le permet un système d'adressage lignes colonnes. Le fort rapport cyclique permet d'éviter les papillotements et surtout de travailler avec une luminosité instantanée plus faible et donc, particulièrement pour un écran à émission de champ et luminophores, avec un rendement lumineux plus élevé. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. Chaque microcircuit pourra enregistrer en plus de son adresse individuelle et dans un ordre prédéfini, les adresses d'un ou plusieurs éléments d'affichage, adjacents ou non, et être capable, lorsqu'il détecte la transmission d'une des dites adresses enregistrées, de décompter le nombre d'informations de luminosité transmises en série et sans nouvelle adresse, et de charger après ce décomptage les informations 30 qui lui sont destinées. De plus, lorsque le microcircuit est doté de moyens lui permettant de détecter que l'utilisateur a touché ou appuyé sur l'écran à proximité de l'élément d'affichage correspondant, il sera doté de moyens de renvoyer cette information, avec son adresse individuelle, sur les électrodes communes d'adressage et d'alimentation. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'affichage constitué d'éléments individuels (11) caractérisé par la mise en place sur chaque élément d'un microcircuit électronique (12) capable de reconnaître son adresse parmi les autres microcircuits des autres éléments d'affichage reliés en parallèle sur les électrodes communes d'adressage et d'alimentation. 2. Dispositif selon la revendication 1, se caractérisant par le fait qu'il comporte un élément d'affichage et un microcircuit par point couleur élémentaire de l'image. 3. Dispositif selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que chaque microcircuit gère plusieurs points couleur ou points élémentaires 15 adjacents de l'image, sur une ou plusieurs adresses. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les adresses individuelles sont gravées sur le microcircuit au cours de sa fabrication et restent visibles pour une lecture optique de cette dite adresse pendant l'assemblage de l'écran de 20 visualisation. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les adresses individuelles sont inscrites électriquement dans une zone de mémoire non volatile du microcircuit pendant l'assemblage de l'écran de visualisation. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que l'écran de visualisation est partitionné en plusieurs zones d'adressage pilotées indépendamment et simultanément de façon à diminuer la fréquence des signaux d'adressage. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que chaque microcircuit peut enregistrer, en plus de son adresse individuelle et dans un ordre prédéfini, les adresses d'un ou plusieurs éléments d'affichage, adjacents ou non, et est capable, lorsqu'il 35 détecte la transmission d'une des dites adresses enregistrées, de décompter le nombre d'informations de luminosité transmises en série et sans nouvelle adresse, et de charger après ce décomptage les informations qui lui sont destinées. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, se caractérisant par le fait que le microcircuit est doté de moyens lui permettant de détecter que l'utilisateur a touché ou appuyé sur l'écran à proximité de l'élément d'affichage correspondant et de moyens de renvoyer cette information, avec son adresse individuelle, sur les électrodes communes d'adressage et d'alimentation. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le microcircuit est doté de moyens lui permettant de corriger la modulation de son élément d'affichage en fonction d'une mesure locale, par exemple de courant, ou d'un coefficient de correction transmis 15 par le système d'adressage. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le microcircuit est doté de moyens lui permettant de reconnaître certaines adresses globales prédéfinies et se mettre 20 alors dans un mode de test prédéfini.