Brevet FR3121569A1 — publié le 20221007

Pixel d'affichage à diode électroluminescente La présente description concerne un pixel d'affichage (12 i,j ) comprenant au moins une diode électroluminescente (LED), un circuit de pilotage (40) de la diode électroluminescente et des premier, deuxième, troisième, et quatrième plots conducteurs (36). Le circuit de pilotage est alimenté par une première tension d'alimentation (Vdd) reçue entre les premier et deuxième plots. La diode électroluminescente est alimentée par un premier signal binaire (Vcc i , Vee i ), reçu entre les troisième et deuxième plots, et alternant entre une deuxième tension d'alimentation (Vcc), supérieure strictement à la première tension, et une troisième tension, inférieure strictement à la première tension. Le circuit de pilotage (40) est configuré pour déterminer un signal numérique (R, G, B) à partir des valeurs d'un deuxième signal binaire (Data j ) sur le quatrième plot reçues pendant chacune de premières impulsions du premier signal binaire à la troisième tension et pour commander la diode électroluminescente à partir du signal numérique. Figure pour l'abrégé : Fig. 7 Pixel d'affichage à diode électroluminescente La présente demande concerne un écran d'affichage dont les pixels d'affichage comprennent des diodes électroluminescentes. Un pixel d'une image correspond à l'élément unitaire de l'image affichée par un écran d'affichage. Pour l'affichage d'images couleur, l'écran d'affichage comprend en général pour l'affichage de chaque pixel de l'image au moins trois composants, également appelés sous-pixels d'affichage, qui émettent chacun un rayonnement lumineux sensiblement dans une seule couleur (par exemple, le rouge, le vert et le bleu). La superposition des rayonnements émis par ces trois sous-pixels d'affichage fournit à l'observateur la sensation colorée correspondant au pixel de l'image affichée. Dans ce cas, on appelle pixel d'affichage de l'écran d'affichage l'ensemble formé par les trois sous-pixels d'affichage utilisés pour l'affichage d'un pixel d'une image. Chaque sous-pixel d'affichage peut comprendre une source lumineuse, notamment une diode électroluminescente. Les pixels d'affichage peuvent être répartis de façon matricielle, chaque pixel d'affichage étant situé à l'intersection d'une rangée (ou ligne) et d'une colonne de la matrice. En général, chaque rangée de pixels d'affichage est sélectionnée successivement, et les pixels d'affichage de la rangée sélectionnée sont programmés pour afficher les pixels d'image souhaités. Une matrice active est une architecture de pilotage d’écran permettant de maintenir tous les lignes de pixels actives pendant toute la durée d’une image contrairement aux matrices dites passives où chaque ligne n’est active que pendant un temps T=Tframe/N (où Tframe est la durée de l’image et N le nombre de lignes de l’écran) . Ceci permet d'augmenter la luminosité de l'écran d'affichage. En outre, il est possible d’envoyer de faibles niveaux de tension ou de courant sur les lignes de commande de la matrice, ce qui permet d'afficher des flux de données plus importants. Dans le cadre d’écran à base de diodes électroluminescentes de dimensions micrométriques formées sur des circuits électroniques, la taille du circuit à diode électroluminescente est généralement inférieure à la taille du pixel de l’image grâce à la forte luminosité intrinsèque des diodes électroluminescentes. Une des solutions utilisées est donc de déposer ces diodes électroluminescentes unitaires sur un support (également appelé dalle) contenant l’électronique de pilotage. Une autre solution consiste à utiliser des pixels d’affichage comprenant des diodes électroluminescentes et un circuit de commande des diodes électroluminescentes. On parle alors de pixels intelligents. Ceci permet notamment de simplifier la réalisation d'une matrice active, puisque l'électronique de commande des diodes électroluminescentes du pixel d'affichage est pour l'essentiel embarquée sur le pixel d'affichage. Le document WO 2018/185433 décrit un exemple de pixel intelligent. Pour un pixel intelligent, c'est généralement le nombre de plots conducteurs du pixel intelligent, utilisés pour la connexion électrique du pixel intelligent au support, qui impose les dimensions du pixel intelligent, notamment en raison de la taille minimale de ces plots et de l'espace minimum devant être prévu entre ces plots. Pour limiter le nombre de plots conducteurs, il est connu de fournir une seule tension d'alimentation aux pixels d'affichage, et chaque pixel d'affichage génère en interne une ou des tensions d'alimentation réduites notamment pour la polarisation de composants de l'électronique de commande. La consommation statique d'un pixel d'affichage correspond à la puissance électrique consommée par le pixel d'affichage lorsque celui-ci n'émet pas de lumière. Il peut être composé des courants de fuite de composants ou de courants nécessaires au fonctionnement interne du circuit de commande du pixel d'affichage. Dans le cadre de pixels intelligents, une part importante de la consommation statique provient de la génération de tensions d'alimentation en interne du pixel intelligent. On pourrait envisager de prévoir un plot conducteur supplémentaire, sur chaque pixel intelligent, pour fournir au pixel intelligent la tension d'alimentation réduite afin qu'elle ne soit pas produite au sein du pixel intelligent. Toutefois, ceci peut entraîner une augmentation des dimensions du pixel intelligent, ce qui n'est pas souhaitable. La tendance est à l'augmentation du nombre de pixels d'affichage de l'écran d'affichage. La consommation statique des pixels d'affichage peut alors devenir un facteur critique. En effet, pour un écran d'affichage dit 4K ayant une résolution de 2160 par 3840 pixels d'affichage, la consommation statique de l'écran d'affichage peut être supérieure à 150 W. Il existe un besoin de réduire la consommation statique de l'écran d'affichage. Un objet d'un mode de réalisation est de prévoir un écran d'affichage à diodes électroluminescentes palliant tout ou partie des inconvénients des écrans d'affichage à diodes électroluminescentes existants. Un autre objet d’un mode de réalisation est que les pixels d'affichage ont des dimensions inférieures à 200 μm, ce qui limite le nombre d’interconnexions entre le pixel d'affichage et le support des pixels d'affichage. Un mode de réalisation prévoit un pixel d'affichage pour écran d'affichage, comprenant au moins une diode électroluminescente, un circuit de pilotage de la diode électroluminescente et des premier, deuxième, troisième, et quatrième plots conducteurs électriquement, le circuit de pilotage étant au moins en partie alimenté par une première tension d'alimentation reçue entre les premier et deuxième plots conducteurs électriquement, la diode électroluminescente étant alimentée par un premier signal binaire reçu entre les troisième et deuxième plots conducteurs électriquement, le premier signal binaire alternant entre une deuxième tension d'alimentation, supérieure strictement à la première tension d'alimentation, et une troisième tension, inférieure strictement à la première tension d'alimentation, le circuit de pilotage étant configuré pour déterminer un signal numérique à partir des valeurs d'un deuxième signal binaire sur le quatrième plot conducteur électriquement reçues pendant chacune de premières impulsions du premier signal binaire à la troisième tension et pour commander la diode électroluminescente à partir du signal numérique. Selon un mode de réalisation, le circuit de pilotage est configuré pour commander la diode électroluminescente par modulation de largeur d'impulsion à partir du signal numérique. Selon un mode de réalisation, le pixel d'affichage comprend seulement les premier, deuxième, troisième, et quatrième plots conducteurs électriquement. Selon un mode de réalisation, le circuit de pilotage est configuré pour allumer ou éteindre la diode électroluminescente à la cadence de deuxièmes impulsions du premier signal binaire à la troisième tension. Selon un mode de réalisation, le circuit de pilotage est configuré pour déterminer un signal d'horloge et un troisième signal binaire à partir du deuxième signal binaire. Selon un mode de réalisation, le circuit de pilotage comprend un circuit de mémorisation de données binaires déterminées lors de chaque première impulsion à partir du troisième signal binaire. Selon un mode de réalisation, le deuxième signal binaire est destiné à comprendre un mélange de troisièmes impulsions ayant la même durée et de quatrièmes impulsions ayant la même durée supérieure à la durée de chaque troisième impulsion, le circuit de pilotage étant configuré pour fournir le signal d'horloge à la même cadence que les troisièmes et quatrièmes impulsions et le troisième signal binaire égal à un premier état ou à un deuxième état selon la succession des troisièmes et quatrièmes impulsions. Un mode réalisation prévoit également un écran d'affichage comprenant une matrice de pixels d'affichage tels que définis précédemment, l'écran d'affichage comprenant en outre des circuits de fourniture, pour chaque pixel d'affichage, de la première tension d'alimentation entre les premier et deuxième plots conducteurs électriquement, du premier signal binaire entre les troisième et deuxième plots conducteurs électriquement, et du deuxième signal binaire sur le quatrième plot conducteur électriquement. Selon un mode de réalisation, les circuits de fourniture sont configurés pour maintenir le premier plot conducteur électriquement à un premier potentiel sensiblement constant, le deuxième plot conducteur électriquement à un deuxième potentiel sensiblement constant, et le troisième plot conducteur électriquement à un troisième potentiel qui alterne entre des première et deuxième valeurs, soit la première valeur est supérieure strictement au premier potentiel et la deuxième valeur est égale au deuxième potentiel, soit la première valeur est égale au premier potentiel et la deuxième valeur est inférieure strictement au deuxième potentiel. Selon un mode de réalisation, les circuits de fourniture sont configurés pour fournir la troisième tension égale à la tension nulle. Selon un mode de réalisation, les circuits de fourniture sont configurés pour fournir le deuxième signal binaire alternant entre deux potentiels, la différence en valeur absolue entre les deux potentiels étant inférieure strictement à la deuxième tension d'alimentation. Selon un mode de réalisation, les circuits de fourniture sont configurés pour fournir le premier signal binaire comprenant, pour l'affichage d'une image, la première impulsion à la troisième tension d'une première durée et une succession de deuxièmes impulsions, chaque deuxième impulsion ayant une deuxième durée inférieure à la première durée. Selon un mode de réalisation, les durées entre deux paires de deuxièmes impulsions successives augmentent ou diminuent. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la représente, de façon partielle et schématique, un exemple connu d'écran d'affichage ; la est une vue en coupe très schématique d'un exemple connu de pixel d'affichage ; la est une vue de dessous du pixel d'affichage de la ; la représente un exemple connu de schéma par blocs du pixel d'affichage de la ; la représente des exemples connus de chronogrammes de signaux du pixel d'affichage de la ; la représente, de façon partielle et schématique, un mode de réalisation selon l'invention d'un écran d'affichage ; la représente un schéma par blocs d'un mode de réalisation selon l'invention d'un pixel d'affichage de l'écran d'affichage de la ; la représente des chronogrammes de signaux du pixel d'affichage de la ; la représente un schéma par blocs d'un autre mode de réalisation selon l'invention d'un pixel d'affichage de l'écran d'affichage de la ; et la représente des chronogrammes de signaux du pixel d'affichage de la . Pixel d'affichage (12 i,j ) pour écran d'affichage (60), comprenant au moins une diode électroluminescente (LED), un circuit de pilotage (40) de la diode électroluminescente et des premier, deuxième, troisième, et quatrième plots conducteurs électriquement (36), le circuit de pilotage étant au moins en partie alimenté par une première tension d'alimentation (Vdd) reçue entre les premier et deuxième plots conducteurs électriquement, la diode électroluminescente étant alimentée par un premier signal binaire (Vcc i , Vee i ) reçu entre les troisième et deuxième plots conducteurs électriquement, le premier signal binaire alternant entre une deuxième tension d'alimentation (Vcc), supérieure strictement à la première tension d'alimentation, et une troisième tension, inférieure strictement à la première tension d'alimentation, le circuit de pilotage (40) étant configuré pour déterminer un signal numérique (R, G, B) à partir des valeurs d'un deuxième signal binaire (Data j ) sur le quatrième plot conducteur électriquement reçues pendant chacune de premières impulsions du premier signal binaire à la troisième tension et pour commander la diode électroluminescente à partir du signal numérique. Pixel d'affichage selon la revendication 1, dans lequel le circuit de pilotage (40) est configuré pour commander la diode électroluminescente (LED) par modulation de largeur d'impulsion à partir du signal numérique (R, G, B). Pixel d'affichage selon la revendication 1 ou 2, comprenant seulement les premier, deuxième, troisième, et quatrième plots conducteurs électriquement (36). Pixel d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le circuit de pilotage (40) est configuré pour allumer ou éteindre la diode électroluminescente (LED) à la cadence de deuxièmes impulsions du premier signal binaire (Vcc i , Vee i ) à la troisième tension. Pixel d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le circuit de pilotage (40) est configuré pour déterminer un signal d'horloge (Clk) et un troisième signal binaire (Data) à partir du deuxième signal binaire (Data j ). Pixel d'affichage selon la revendication 5, dans lequel le circuit de pilotage (40) comprend un circuit (50) de mémorisation de données binaires (Data) déterminées lors de chaque première impulsion à partir du troisième signal binaire. Pixel d'affichage selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le deuxième signal binaire (Data j ) est destiné à comprendre un mélange de troisièmes impulsions ayant la même durée et de quatrièmes impulsions ayant la même durée supérieure à la durée de chaque troisième impulsion, le circuit de pilotage (40) étant configuré pour fournir le signal d'horloge (Clk) à la même cadence que les troisièmes et quatrièmes impulsions et le troisième signal binaire (Data) égal à un premier état ou à un deuxième état selon la succession des troisièmes et quatrièmes impulsions. Ecran d'affichage (60) comprenant une matrice de pixels d'affichage (12 i,j ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, l'écran d'affichage comprenant en outre des circuits de fourniture (22, 24), pour chaque pixel d'affichage, de la première tension d'alimentation (Vdd) entre les premier et deuxième plots conducteurs électriquement, du premier signal binaire (Vcc i , Vee i ) entre les troisième et deuxième plots conducteurs électriquement, et du deuxième signal binaire (Data j ) sur le quatrième plot conducteur électriquement. Ecran d'affichage selon la revendication 8, dans lequel les circuits de fourniture (22, 24) sont configurés pour maintenir le premier plot conducteur électriquement (36) à un premier potentiel (Vdd) constant, le deuxième plot conducteur électriquement à un deuxième potentiel (GND) constant, et le troisième plot conducteur électriquement à un troisième potentiel qui alterne entre des première et deuxième valeurs, soit la première valeur est supérieure strictement au premier potentiel et la deuxième valeur est égale au deuxième potentiel, soit la première valeur est égale au premier potentiel et la deuxième valeur est inférieure strictement au deuxième potentiel. Ecran d'affichage selon la revendication 8 ou 9, dans lequel les circuits de fourniture (22, 24) sont configurés pour fournir la troisième tension égale à la tension nulle. Ecran d'affichage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel les circuits de fourniture (22, 24) sont configurés pour fournir le deuxième signal binaire (Data j ) alternant entre deux potentiels, la différence en valeur absolue entre les deux potentiels étant inférieure strictement à la deuxième tension d'alimentation (Vdd). Ecran d'affichage selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel les circuits de fourniture (22, 24) sont configurés pour fournir le premier signal binaire (Vcc i , Vee i ) comprenant, pour l'affichage d'une image, la première impulsion à la troisième tension d'une première durée et une succession de deuxièmes impulsions, chaque deuxième impulsion ayant une deuxième durée inférieure à la première durée. Ecran d'affichage selon la revendication 12, dans lequel les durées entre deux paires de deuxièmes impulsions successives augmentent ou diminuent.