FR2486694A1 - Dispositif d'affichage par cristal liquide - Google Patents
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Abstract
DANS UN DISPOSITIF D'AFFICHAGE PAR CRISTAL LIQUIDE LES CIRCUITS-PORTES UTILISES POUR LES COMMUTATEURS DE SELECTION DE RANGEE 25, 26 PEUVENT ETRE SIMPLIFIES GRANDEMENT SI UN POLE 30 DE LA SOURCE D'ALIMENTATION 32 POUR LES COMMUTATEURS DE SELECTION EST COUPLE AU CONDUCTEUR DE MASSE 39 A L'AIDE D'UNE SOURCE D'ALIMENTATION AUXILIAIRE DEVANT FOURNIR UNE TENSION CONTINUE PULSATOIRE PERIODIQUE 33, 34, 40. POUR UN DISPOSITIF D'AFFICHAGE AVEC COMMANDE EN MULTIPLEX DE TEMPS DES ELEMENTS D'AFFICHAGE PAR CRISTAL LIQUIDE 1, 2, 3, 4 DU TYPE "ROOT-MEAN-SQUARE", ON PEUT DE LA MEME FACON UTILISER UNE AUTRE SOURCE D'ALIMENTATION AUXILIAIRE 43, 44, 50 POUR SIMPLIFIER LA COMMANDE DES COMMUTATEURS D'EXCITATION DE COLONNE 27, 28. A L'AIDE D'AU MOINS UN CIRCUIT SOURCE DE COURANT 100, 102, TOUTES LES TENSIONS INDISPENSABLES PEUVENT S'OBTENIR A PARTIR D'UNE SEULE SOURCE D'ALIMENTATION CENTRALE 122, 124. APPLICATION: AFFICHAGE DE SIGNES ALPHANUMERIQUES.
Description
"Dispositif d'affichage par cristal liquide."
L'invention concerne un dispositif d'affichage opérant par un cristal liquide et comportant un écran d'affichage avec un certain nombre d'éléments d'affichage dont chacun comporte des première et deuxième électrodes, ces éléments d'affichage étant répartis en au moins deux groupes, les premières électrodes d'un groupe d'éléments d'affichage étant interconnectées par un seul conducteur de sélection par groupe tandis que les deuxièmes électrodes des éléments d'affichage correspondants des différents groupes sont
interconnectées toujours par un seul conducteur d'excita-
tion, le dispositif étant muni en outre d'un circuit de commande avec d'une part un certain nombre de commutateurs de sélection de rangée pour sélectionner, dans un ordre de succession cyclique, les groupes d'éléments d'affichage chaque fois durant une seule durée de sélection de rangée,
et d'autre part un certain nombre de commutateurs d'exci-
tation pour exciter les éléments d'affichage d'un groupe sélectionné, ainsi que d'une première source de tension
pour les commutateurs de sélection de rangée et d'une deu-
xième source de tension pour les commutateurs d'excitation.
Les dispositifs d'affichage du genre spécifié ci-des-
sus sont utilisés pour l'affichage de signes alphanuméri-
ques ou d'autres figures sur un écran ad hoc. Ce dernier peut être aussi bien en forme de matrice et comporter un certain nombre d'éléments d'affichage identiques placés en rangées et en colonnes, que constituer un ensemble d'un certain nombre de caractères dont chacun est formé par
plusieurs segments d'affichage.
Dans le premier cas, les rangées de l'écran matriciel correspondent à un même nombre de commutateurs de sélection
de rangée du circuit de commande, et les colonnes correspon-
dent aux commutateurs d'excitation.
Dans le deuxième cas, les groupes d'éléments d'affichage sont formés par exemple par les segments d'affichage de toujours un seul caractère, ou par les segments d'affichage
correspondants de tous les caractères.
Un dispositif d'affichage du genre spécifié est connu de l'application allemande n0 25 08 619. Dans le document en question, il est décrit un dispositif d'affichage avec un circuit de commande pour commander en multiplex de temps les éléments d'affichage qui sont commandés par des tensions Vx - Vy suivant la figure 2c, la référence "21" indiquant
la tension pour un élément d'affichage dans un groupe sé-
lectionné, élément d'affichage qui doit être amené en si-
tuation "enclenchée" dans l'intervalle de temps durant le-
quel le groupe est sélectionné. Par la référence "22" il est indiqué dans le même intervalle de temps la tension Vx - Vy pour un élément d'affichage du même groupe, élément qui doit être amené en situation "déclenchée", tandis que par la référence-"23" et la référence "24", il est indiqué les tensions Vx - Vy entre les extrémités d'éléments
d'affichage correspondants de groupes non sélectionnés.
Les tensions Vx - Vy suivant la figure 2c concordent pratiquement avec les tensions Vx - Vy de la figure 2 du
brevet allemand cité ci-dessus.
Dans le cas du dispositif d'affichage décrit dans la-
dite application allemande, l'obtention de la tension V -
V nécessite au moins trois niveaux de tension différents, y et, pour chaque rangée et colonne, un certain nombre de
commutateurs de même qu'un circuit de décodage logique com-
me montré par exemple dans la figure 5 dudit document alle-
mand. De ce fait, il n'est pas possible d'utiliser des cir-
cuits intégrés normalisés peu coûteux et connus pour des dispositifs d'affichage permettant la formation plus simple de la tension Vx - V.y
L'invention a pour but de procurer un dispositif d'affi-
chage muni d'un circuit de commande beaucoup plus simple pour la fourniture des tensions Vx - V selon la figure 2c, y dispositif qui, tant du fait que le nombre de composants est moins grand que du fait que les autres composants sont combinés en grande partie dans des circuits intégrés connus, est notablement moins coûteux que le dispositif d'affichage répondant à l'état actuel de la technique, et cela sans que d'aucune façon l'on ne soit confronté avec une perte
de qualité.
A cet effet, le dispositif d'affichage du genre visé dans le préambule et conforme à l'invention est remarqua- ble en ce qu'un pôle de la première source de tension est couplé à une borne de masse du circuit de commande à l'aide
d'une source dealimentation auxiliaire fournissant une ten-
sion continue pulsatoire périodique, une période de cette tension pulsatoire et une durée de sélection de rangée
étant dans le rapport des nombres entiers simples.
En pratiquant de la sorte, on obtient que la partie de tension périodique des tensions de rangée, partie qui est
la même pour toutes les rangées, est engendrée centrale-
ment et additionnée à la tension de sélection nécessaire pour une rangée sélectionnée. Cela permet d'éviter l'emploi
du circuit-porte compliqué qui, dans le circuit de comman-
de répondant à l'état actuel de la technique, est indispen-
sable pour chaque rangée, tandis qu'en outre tous les com-
mutateurs de sélection peuvent maintenant être logés dans un circuit intégré commun, ce qui est expliqué plus en
détail lors de la description des figures.
Ce qui est précisé ci-dessus est valable d'autant plus que par rangée, le circuit répondant à l'état actuel de la technique doit comporter plusieurs résistances dont les valeurs ohmiques soient exactement connues, de sorte
qu'il n'est pas possible d'incorporer complètement ce cir-
cuit dans un circuit intégré.
Suivant des modes de réalisation favorable d'un dispo-
sitif d'affichage conforme à l'invention, soit une durée de sélection de rangée est égale à au moins une période de la tension continue pulsatoire, soit une demi-période de ladite tension continue pulsatoire est égale à au moins
une durée de sélection de rangée.
L'obtention du même avantage est possible une fois de plus si l'on pratique également la même mesure pour les colonnes. A cet effet, un mode de réalisation favorable
d'un dispositif d'affichage conforme à l'invention est re-
marquable en ce qu'un pôle de la deuxième source de tension est couplé à la borne de masse à l'aide d'une autre source d'alimentation auxiliaire devant fournir une tension -con- tinue pulsatoire périodique, la période de cette tension pulsatoire étant égale à la période de la tension de la première source auxiliaire-et en opposition de phase à
cette période.
Aussi bien la source d'alimentation auxiliaire que
ladite autre source d'alimentation auxiliaire sont obtena-
bles de façon simple à l'aide d'une source de courant qui,-
est court-circuitée périodiquement à l'aide d'un commuta-
teur.
La description suivante, en regard des dessins, le tout
donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment
l'invention peut être réalisée.
La figure 1 représente de façon schématique une petite
partie d'un écran d'affichage.
La figure 2 montre par un diagramme raccourci l'allure
des tensions d'excitation nécessaires.
La figure 3 est un schéma de câblage simplifié d'un
dispositif d'affichage conforme à l'invention.
La figure 4 est un schéma synoptique simplifié se rapportant à un exemple d'un circuit intégré à utiliser dans un circuit de commande d'undispositif d'affichage
conforme à l'invention.
La figure 5 est un schéma de câblage des sources d'ali-
mentation. La figure 6 est un circuit pour engendrer la tension de commande nécessaire pour les sources d'alimentation auxiliaires. La figure 7 montre par un diagramme raccourci l'allure des tensions d'excitation nécessaires pour un dispositif
d'affichage conforme à l'invention, muni d'un cristal li-
quide à fonction de mémoire.
La figure 8 montre par un diagramme raccourci les ten-
sions d'excitation nécessaires pour un circuit de commande identique à celui selon les figures 3, 4 et/ou 5,-et en
présence d'une combinaison modifiée de signaux d'horloge.
La figure 9 montre par un diagramme raccourci l'allure de la tension d'horloge pour une source d'alimentation auxiliaire qui, par cycle d'image complet, commute plusieurs fois. La figure i représente une petite partie d'un écran d'affichage matriciel à éléments d'affichage 1, 2, 3 et 4
situés sur les points de croisement de conducteurs de sé-
lection 5, 6 et de conducteurs d'excitation 7, 8, les con-
ducteurs 5, 6 correspondant à des rangées et les conduc-
teurs 7, 8 correspondant à des colonnes dudit écran d'affi-
chage et du circuit de commande matriciel. Toutefois, en guise d'éléments d'affichage 1, 3, on peut utiliser tout aussi bien par exemple des segments d'un caractère formé
par des segments d'affichage, et en guide d'éléments d'af-
fichage 2, 4 des segments correspondants d'un autre carac-
tère. Le choix consistant en ce que des rangées correspon-
dent à des-conducteurs de sélection alors que les colonnes correspondent à des conducteurs d'excitation est tout à
fait quelconque et sans importance pour l'essence de l'in-
vention. Les rangées reçoivent des tensions Vx, tandis que les colonnes reçoivent des tensions Vy de sorte que la tension différentielle sur un élément d'affichage est égale à V-x V. y Dans une situation spécifique, il a été sélectionné le conducteur de sélection 5 tandis que le conducteur de sélection 6 n'a pas été sélectionné, la tension Vy sur le
conducteur d'excitation 7 correspondant à l'état "ENCLEN-
CHE", et la tension sur le conducteur d'excitation 8 cor-
respondant avec l'état "DECLENCHE".
Par les références 21, 22, 23 et 24, la figure 2 mon-
tre l'allure des différentes tensions au cours d'une seule période de sélection pour les éléments d'affichage 1, 2, 3, 4. Pour l'élément d'affichage sélectionné 1 qui doit être "ENCLENCHE", on obtient la tension différentielle Vx - Vy = V1l, du fait que durant la première moitié de la durée de sélection, V = VA + VB et V = 0, et que durant x VA+ B y la deuxième moitié de la durée de sélection, Vx = Q et
Vy = VC + VD. Eu égard à la durée de vie d'un cristal li-
quide, il faut que pour un tel cristal la tension continue moyenne soit égale à zéro, ce dont il résulte VA + VB =
VC + VD
Etant donné que pour la commande d'un cristal liquide, seule la valeur effective joue un rôle et non pas le signe de la tension appliquée, on obtient
XVTI =1 VA + VB = VC VD
De la même façon, pour l'élément d'affichage sélection-
né 2 qui doit être "DECLENCHE", il découle X ol = VA + VB - VD = VC' tandis que pour les éléments d'affichage non sélectionnés 3 et 4 il faut que
LVEI = VB = VA - VC - VD
et IVoo VA - VC = VD - VBt
expressions dans lesquelles la référence |T| indique tou-
jours la valeur absolue d'une tension.
Une image complète formée par a conducteurs de sélec-
tion nécessite n durées de sélection. Dans les durées de sélection, les éléments 1, 2 reçoivent les tensions Vol et V0O selon la demande si des éléments d'autres rangées dans
la même colonne doivent être "ENCLENCHES ou "DECLENCHES".
Dans le cas le plus simple, on choisit: Vool 1 B de sorte que la valeur effective moyenne de la tension sur
l'élément d'affichage devient indépendante du nombre d'au-
tres éléments d'affichage de la même colonne qui doivent
être "ENCLENCHES" ou "DECLENCHES".
De l'expression
IVo0l= VD - VB = VB, il découle maintenant VD = 2VB tan-
dis que de l'expressionfV001 = VA - Vc = VB il découle
VA = VB + Vc, et par conséquent [V1i = VA + VB = 2VB + Vc-
La valeur effective moyenne des tensions sur un élément
d'affichage "ENCLENCHE" est maintenant donnée par l'expres-
sion: V ENCLENCHE = V + (n - 1). V,tandis que n 1 + celle d'un élément d'affichage "DECLENCHE" est donnée par l'expression: V2 DECLENCHE 1Vo + (n - 1) V n Le contraste susceptible d'être réalisé est caractérisé par le rapport:
-V2 -2 1) V
C V ENCLENCHE Vil + (n - 01
C -2-2 --
-2 V + (n-t). 2
V2DECLENCHE
(2VB + VC)2 + (n - 1). B VC2 + (n - 1) 2
C VB
Lorsqu'on pose p = Vc/VB, on obtient pour C la valeur C B3 C (2+p)2 + n-l p2 + 4 + n+3 p +n-1 2 p + n-lp + n-l Le contraste susceptible d'être obtenu au maximum pour un certain nombre n est défini par différentiation de C vers la valeur p, après quoi l'on donne au résultat la valeur zéro. Pour Cmax, il en découle que: p -1. Par exemple pour n = 64, on obtient de la sorte p = 7 et Cmax = 1,29, valeur en présence de laquelle, dans
le cas de cristaux liquides normaux pour lesquels l'incli-
naison de la courbe donnant la relation entre le contras-
te et la tension, est encore suffisamment grande autour de la tension de seuil, l'on obtient un contraste visuel
encore largement suffisant.
Le choix des différentes tensions a lieu de façon que la valeur moyenne de VENCLENCHE et VDECLENCHE c p
environ à la tension qui appartient à la partie la plus in-
clinée de la courbe contraste/tension du cristal liquide.
Pour le but que vise l'invention, il est possible de choisir tout type d'écran d'affichage par cristal liquide, par exemple un cristal du type nématique twisté ou encore un cristal liquide à diffusion dynamique("dynamic
scattering")-
La figure 2a permet de se rendre compte que la tension VB est appliquée à tous les conducteurs de sélection durant la première moitié de chaque durée dé sélection, tandis que de son côté, la figure 2b permet de se rendre compte que la tension VC doit être appliquée à tous les conducteurs d'excitation durant la deuxième moitié de chaque durée de sélection. En guise aussi bien de la tension VB que la tension VC, il est donc possible d'utiliser une tension
continue pulsatoire périodique.
-La figure 3 montre la façon dont il est possible d'ob-
tenir pour un écran d'affichage- la tension d'alimentation
à l'aide d'un simple circuit de commande. Dans les diffé-
rentes figures, on a toujours utilisé les mêmes références
pour indiquer les constituants correspondants.
Les conducteurs de rangée 5, 6 sont raccordés avec commutateurs de sélection 25, 26, dans le présent exemple
aux collecteurs de transistors commutateurs dont les émet-
teurs sont interconnectés par un conducteur de retour 30.
De plus, les collecteurs des commutateurs de sélection 25, 26 sont couplés à un conducteur d'alimentation 31 à travers des résistances de collecteurs 35, 36. Les conducteurs 30 et 31 sont raccordés aux pôles correspondants d'une source
d'alimentation 32 fournissant la tension d'alimentation VA.
Le conducteur de retour 30 est en outre raccordé à une extrémité d'un montage en série formé par une source de tension 33 et une résistance 34 et devant fournir la tension d'alimentation VB, l'autre extrémité dudit montage en série étant couplée à un conducteur de masse 39. Le montage en série formé par la source 33 et la résistance 34 est shunté
par un commutateur 40, dans cet exemple un transistor com-
mutateur avec une entrée 41.
Si le commutateur 40 est ouvert, ce qui dans cet exem-
ple signifie que son entrée 41 est à l'état "1DECLENCHE"1 (C2 = "10"), le conducteur de retour 30 porte un niveau de tension VB par rapport au conducteur de masse 39, tandis que le conducteur d'alimentation 31 porte un niveau de tension
(VA + VB) par rapport audit conducteur de masse 39.
Si également le commutateur de sélection 25 est ouvert, son entrée 45 étant donc à l'état "DECLENCHE11, le conducteur de sélection porte également le niveau de tension (VA + VB), étant donné que l'on peut négliger le courant passant par les éléments d'affichage à cristal liquide raccordés au
conducteur de sélection 5.
A l'aide d'un circuit-porte non représenté, l'entrée 41 est amenée dans l'état "ENCLENCHE", dont C2 = "1"ll, et cela
toujours durant la deuxième moitié de chaque durée de sé-
lection. Les entrées 45 et les entrées correspondantes sont amenées dans l'état "ENCLENCHE" durant la deuxième moitié de cette durée de sélection, moitié au cours de laquelle le conducteur de sélection correspondant est sélectionné, tandis que durant la première moitié de toutes les autres
durées de sélection, le conducteur de sélection correspon-
dant n'est pas sélectionné.
Ainsi, on obtient sur les conducteurs de sélection les tensions Vx dont l'allure est illustrée sur la figure 2a, en correspondance au tableau pour Vx: entrée 41
" ENCLENCHE" 1 "DECLENCHE"
entrée "'ENCLENCHE}MV=0 V = VB x x "DECLENCHE"1 Vx = VA Vx V+Vi Le circuit servant à l'excitation des colonnes est
conçu de la même façon à l'aide de commutateurs d'excita-
tion 27, 28, de résistances de collecteur 37, 38, d'une source d'alimentation 42 deva fournir une tension d' alimentation c%
d'un montage en série 43, 44 pour une tension d'alimenta-
tion VC, et d'un commutateur 50 à entrée 51, et fonctionne de façon identique pour la réalisation des tensions Vy sur les conducteurs d'excitation. Dans la situation envisagée, l'entrée 51 du commutateur est à l'état "ENCLENCHE" durant la première moitié de chaque durée de sélection, et à l'état "DECLENCHE" durant la
deuxième moitié.
Si, comme dans l'exemple choisi, l'élément d'affichage 1 doit devenir "ENCLENCHE", le commutateur d'excitation 27
est, pendant la durée de sélection dans laquelle le conduc-
teur de sélection 5 est sélectionné, fermé durant la premiè-
re moitié de ladite durée de sélection et ouvert durant la
deuxième moitié, ce qui veut dire que l'entrée 57 du com-
mutateur 27 est tantôt dans l'état "ENCLENCHE" et tantôt
dans l'état "DECLENCHE".
L'élément d'affichage 2 est amené en état "DECLENCHE" si au cours de la même durée de sélection, une entrée 58 du commutateur 58 est amenée à l'état "DECLENCHE" ou "ENCLENCHE". Cela fournit les tensions V désirées suivant y la figure 2b et donc les tensions différentielles désirées
(Vx - Vy) répondant à la figure 2c.
Dans la durée de sélection qui suit la durée de sélec-
tion en question, les commandes des entrées 57, 58 et les entrées correspondantes sont choisies en principe de la même façon et selon la demande si les éléments d'affichage 3, 4 etc. doivent être amenés soit à l'état "ENCLENCHE",
soit à l'état "DECLENCHE".
La figure 4 illustre un mode de réalisation possible
des circuits logiques indispensables pour la commande cor-
recte des commutateurs-; sur ladite figure 4, un schéma sy-
noptique simplifié illustre la réalisation d'un circuit in-
tégré susceptible d'être utilisé aussi bien pour la sélec-
tion des rangées que pour l'excitation des colonnes. Le circuit intégré est formé à l'aide d'un registre à décalage il de par exemple 32 bits avec une entrée d'information 61 (DI), une entrée 64 pour un signal de 'décalage,. et une sortie d'information 66 (DO). Par l'intermédiaire d'une liaison multiple 68, les éléments du registre à décalage 60 sont couplés à des éléments correspondants à fonction de mémoire d'un registre 70 comportant une entrée 72 pour un signal de charge (LD). A travers une autre liaison multiple
74, les sorties des éléments à fonction de mémoire du regis-
tre 70 sont couplées à des commutateurs correspondants dans
un groupe de commutateurs 80, ces commutateurs correspon-
dant par exemple soit aux commutateurs de sélection de rangée
, 26, etc. de la figure 3, soit aux commutateurs d'exci-
tation 27, 28, etc. Les commutateurs appartenant au groupe 80 sont en outre couplés à des entrées de signal d'horloge 82, 84 pour deux signaux d'horloge, à savoir le signal C1 et le signal Cil
inverse au signal C1, ces deux signaux C1 et Ci étant en-
gendrés par un circuit 90 comportant une entrée 92 recevant
un signal d'horloge central CLK.
En utilisant ledit circuit pour la sélection des rangées,
le fonctionnement de ce circuit a lieu de la façon suivante.
L'entrée de signal de décalage 64 reçoit un signal d'horloge auxiliaire C2 qui, tout comme Le signal Ci, est
en opposition de phase avec le signal d'horloge central CLK.
Un peu avant le début de l'affichage d'une image complète, l'information DI devient égale à "1" durant un court laps de temps et inscrite dans lepremier élément S0 du registre
sous l'effet d'un signal d'horloge C2 = "1".
Au début de la première durée de sélection, le contenu du registre 60 est repris dans les éléments correspondants
à fonction de mémoire G. du registre 70. Le contenu du re-
i gistre est alors S ='T', St='V"&Oi 1, 2,... 31, le contenu
du registre 70 devient donc Go = "1", G. = "0".
Pour les entrées de commutateur, par exemple l'entrée 45 sur la figure 3, le signal SW., avec i = 0, 1, 2,... 31, o -e l'expression suivante est valable en notation SWi = C1. G'. + C'. G.,
1L 1 1L
ce qui veut dire que l'entrée de commutateur est à l'état "1" lorsque SWi = "1", ce qui est le cas si soit C1 = "1" ET Gi = "1" soit Ci = "1" ET G. = "1"
1_ 1- 2.
Au cours de la première durée de sélection to, Go = "1", o de sorte que l'entrée de commutateur porte le signal SW = o "1" (ENCLENCHE) durant la deuxième moitié de la durée de sélection to, moitié dans laquelle Ci = "1", et porte le signal SW0 = "0" ("DECLENCHE") durant la première moitié o de la durée to. Conformément à la figure 2a, cela signifie
que le premier conducteur de sélection est sélectionné.
Pour les autres signaux SWi, le signal Gi = "0" et par conséquent le signal G! = "1". Le signal SW. = "1" durant i 1 la première moitié de la durée de sélection t et est "DECLENCHE", durant la deuxième moitié de la durée de to o
Par conséquent, aucun conducteur de rangée i n'est sélec-
tionné. La charge du registre 70 a lieu par exemple du fait
d'appliquer le signal d'horloge CLK à l'entrée de charge 72.
A mi-chemin de la durée to le signal C' redevient égal à "1" et l'information "1" de S0 est maintenant décalée vers S. Au début de la durée de sélection suivante, puisque DI = "0" et S = "0", on a maintenant pour S1 = "1" et pour
tous les autres Si = "O". Au début de la durée t1, ce con-
tenu est repris dans le registre Gj. Ceci a donc comme con-
séquence que durant t1, la rangée suivante est maintenant
sélectionnée mais aucune des autres rangées.
Ce jeu continue jusqu'à la sélection de la dernière ran-
gée de l'image complète. Durant cette dernière durée de sé-
lection, l'information DI redevient égale à "1" durant un court laps de temps après quoi suit une nouvelle durée de sélection t o Dans le cas d'un dispositif d'affichage comportant plus de 32 groupes, donc pour un dispositif d'affichage matriciel comportant plus de 32 rangées, deux ou davantage de ce genre de circuits intégrés peuvent être branchés en série de façon connue du fait de raccorder la sortie d'information 66
d'un circuit à l'entrée d'information 62 d'un circuit sui-
vant, et en outre de raccorder les entrées de signal d'hor-
loge et les entrées de charge 64, 72, 92 aux entrées cor-
respondantes du (des) circuit(s) suivant(s).
En guise de circuit intégré, on peut utiliser par exem-
ple le circuit intégré type HLCD 0438 de Hughes.
De façon pratiquement identique, un même circuit peut
être utilisé pour l'excitation des colonnes.
Dans ce cas, durant la durée de sélection, le registre à décalage 60 est chargé d'une combinaison de zéros et de uns qui correspond au contenu qui pour tous les emplacements
de colonne de la rangée alors sélectionnée est souhaité du-
rant la première durée de sélection suivante.
Pour k colonnes, il faut pratiquer pour le signal de décalage à l'entrée 64 une fréquence d'horloge au moins
égale à k fois la fréquence du signal CLK.
Cette information qui est inscrite au cours de la durée de sélection t i1 est de nouveau reprise au début de la
durée ti dans le registre 70 qui ensuite conserve cette in-
formation durant t1.
Si pour une colonne déterminée q, l'information de l'é-
lément à fonction de mémoire Gq est égale à "1", l'entrée de commutateur SW acquiert, de la même façon que ci-dessus, l'état "ENCLENCHE" durant le signal Ci, donc durant la deuxième moitié de la durée de sélection envisagée ti, et
l'état "DECLENCHE" durant la première moitié. Pout un élé-
* ment d'affichage qui doit être à l'état "DECLENCHE", cela correspond au diagramme-figure 2b pour les colonnes 22 et 24 de ce diagramme. De la même façon, Gq = "0" dans le cas o l'élément d'affichage correspondant q de la rangée i
doit être "ENCLENCHE".
Il est tout aussi bien possible de charger le registre
à décalage de façon inverse, c'est-à-dire avec une infor-
mation "0" pour un élément "DECLENCHE" et une information "1" pour un élément "ENCLENCHE", et d'échanger dans ce cas la polarité des signaux C et Ci, par exemple du fait de
fournir le signal C2 à l'entrée 92 du circuit 90. Ceci four-
nit le même résultat pour les situations du circuit d'exci-
tation. Si le nombre de colonnes et d'unités par groupe doit être supérieur à 32, il est de nouveau possible d'utiliser pour l'excitation des colonnes deux circuits intégrés ou davantage. En outre, on est dans ce cas libre dans le choix de remplir d'information simultanément deux registres à décalage 60 ou davantage avec un signal de décalage dont la fréquence est au moins 32 fois plus élevée que celle du signal CLK, ou de les remplir en série en présence d'une fréquence k fois plus élevée et les deux registres à décalage ouc ivges oLden c uefu branchés en série par l'intermédiaire de l (des)soeties(s) 66 et de l'entrée (62) ou des entrées (62)
de façon à former un registre à décalage plus long.
On conçoit facilement que durant la dernière durée de
sélection ti d'une image complète dans ce registre à déca-
lage a lieu le chargement de l'information qui est indis-
pensable durant la première rangée de sélection to pour
une image complète suivante.
La figure 5 montre la façon dont les quatre sources
de tension sont réalisables de manière simple et peu co-
teuse à partir d'une seule source d'alimentation centrale.
Par sarésistance d'émetteur 102, un transistor 100 forme un circuit source de courant pour le montage en série que
forment les résistances 104, 106 vers le conducteur de mas-
se 39. La résistance 106 peut être court-circuitée par le transistor 40 décrit en ce qui concerne la figure 3. La
tension de base constante pour le transistor 100 est assu-
rée par une diode de Zener 108 à résistance de charge 110.
Pour l'intensité choisie de la source de courant 100, 102, cette intensitéétant par exemple égale à environ 1,5 mA, les valeurs ohmiques des résistances 104, 106 sont choisies
et au besoin mises au point de façon qu'entre les extrémi-
tés de la résistance 104 existe la tension d'alimentation désirée VA et, qu'en présence du commutateur 40 ouvert, la
tension VB existe entre les extrémités de la résistance 106.
i Lorsque le commutateur 40 est fermé, l'entrée 41 étant ainsi à l'état "ENCLENCHE", la tension entre les extrémités de la
résistance 106 devient environ égale à zéro.
En soi, cela peut déjà suffire pour l'alimentation de la sélection de rangée pour la figure 3. Comme au cours de la
commutation un cristal liquide consomme un peu plus de cou-
rant, et comme lors de la commutation il s'agit aussi d'in-
verser la charge de condensateurs parasitaires, il est sou-
haitable, surtout dans le cas o le nombre de groupes est grand, d'abaisser la résistance interne des sources de tension eu égard à la vitesse de commutation à atteindre en ce qui concerne les éléments d'affichage. A cet effet,
le circuit a été étendu de façon connue par les circuits-
émetteurs suiveurs 112, 114 et 118, 120. Pour compenser les tensions de seuil base-émetteur des transistors 112, 118 et surtout pour compenser les variations de ces tensions en fonction de la température, on a branché-en série avec la résistance 104 les diodes de compensation 119, de sorte que parmi les sorties d'émetteur 30 et-31 des transistors 112 et 118 il existe de nouveau la tension VA. La diode de Zener 116 assure une tension de collecteur suffisante pour le transistor 112, également lorsque le commutateur 40 est
fermé. L'ensemble est alimenté à partir d'une seule sour-
ce d'alimentation centrale non représentée, munie de con-
nexions 122, 124.
Un circuit correspondant a été utilisé pour l'excita-
tion des colonnes, et les mêmes références ont été utili-
sées tout en y ajoutant la lettre a: on a par exemple 1Oa, 102a, etc. La somme des valeurs ohmiques des résistances 104a et
106a est choisie de façon que les tensions Vc et VD main-
tenant formées respectent l'expression Vc + VD = VA + V tandis que les valeurs ohmiques des résistances 104 et 106a sont choisies de façon que le rapport exact existe entre les tensions VC et VD, rapport qui est calculé, comme déjà mentionné, en fonction du degré de multiplex nécessaire.
-2486694
Si en conséquence des fluctuations de température dans les transistors 100, 1OOa ou dans la diode de Zener 108 surviennent des variations, les intensités de courant des sources de courant 100, 102, et 1Oa, 102a varieront dans le même sens et dans la même mesure, de sorte qu'entre elles, les quatre tensions d'alimentation gardent exactement les
mêmes rapports.
Il importe notamment que l'expression Vc + VD = VA + VB soit respectée dans une large plage de températures, car
dans ce cas on a également la certitude que la tension con-
tinue moyenne sur le cristal liquide est égale à zéro. Cela
est important pour une durée de vie intéressante des cris-
taux liquides.
La résistance 106a est évidemment shuntée par un commu-
tateur 50 à entrée de commutation 51, conformément à la
figure 3.
La figure 6 montre la façon dont il est possible de déduire hors du signal d'horloge central CLK les signaux d'horloge C2 et C2 à l'aide de deux circuits inverseurs
130, 132.
Au lieu d'un circuit inverseur distinct 132, il est possible aussi d'utiliser le commutateur 40 si l'entrée 51 du commutateur 50 est couplée au conducteur de retour 30
sur les figures 3 et 5.
Enfin, la figure 7 illustre à l'égard d'un cristal liquide à fonction de mémoire la situation dans laquelle est utilisée, exclusivement pour l'excitation des rangées, une source d'alimentation auxiliaire fournissant une tension
continue pulsatoire périodique.
L'agencement des parties des figures 7a, b et c corres-
pond entièrement à celui des parties des figures 2a, b et c,
et maintenant uniquement Vc = 0.
De façon identique, la tension Vx devient égale à la tension VA ou VB ou VA + VB' et la tension VD est appliquée aux mêmes instants que sur la figure 2 pour la tension Vy On a de nouveau que VA + VB = VC + VD et avec V= 0,
on obtient VA + VB =VD.
Il est tout indiqué de choisir la tension VA égale à
la tension VB.
Pour un élément d'affichage qui dans une rangée sélec-
tionnée doit être à l'état "ENCLENCHE", on obtient mainte-
nant Vx y =VA +VB VD = 2VA' voir la colonne 21 de
la figure 7.
Pour un élément d'affichage qui dans une rangée sélec-
tionnée doit rester à l'état "DECLENCHE", la tension Vx - Vy = 0 (colonne 22). Pour des éléments d'affichage dans une rangée non sélectionnée, on a toujours Vx - V = VA-
Le niveau de tension est choisi de façon qu'en concor-
dance avec les spécifications de type de cristal liquide utilisé, une tension 2VA -suffit largement pour inscrire une seule fois l'information d'un élément d'affichage,
alors qu'une tension de maintien VA est insuffisante.
Pour la tension VD, il est possible d'utiliser non mo-
difié le circuit intégré selon la figure 4; sur la figure 3 disparaissent les composants 43, 44, 50, tandis que sur la figure 5 disparaissent les composants 106a, 50, 112a, et
114a; la résistance 104a est maintenant connectée directe-
ment au conducteur de masse 39. Parmi les deux diodes de
compensation 119a, une diode disparaît du fait de l'omis-
sion de la tension de seuil du transistor 112a.
Comme le signal CD n'est pas exigé, il est possible
d'omettre pour cette application également le circuit inver-
seur 132 de la figure 6.
Abstraction faite du choix de la tension d'alimenta-
tion VA = VB = 1/2VD; VC = 0, le fonctionnement du circuit de commande au cours de l'inscription d'information d'un dispositif d'affichage par cristal liquide à fonction de
mémoire, est identique au fonctionnement du circuit de com-
mande pour exciter en multiplex de temps un dispositif d'affichage par cristal liquide d'un type sans fonction de mémoire mais par contre de la classe dite "roat-mean-square", c'est-à-dire que l'état dans lequel se trouve un élément d'affichage est déterminé par la tension efficace moyenne
sur cet élément.
La méthode pour effacer l'information fournie par un
cristal liquide à fonction de mémoire n'a pas été précisée.
L'effacement est possible d'une façon connue et est sans importance pour l'idée qui est à la base de l'invention. Par un diagramme de temps, la figure 8 montre la façon dont des signaux modifiés permettent une autre commande des éléments d'affichage par l'emploi des mêmes circuits selon
les figures 4 et 5.
Pour cela, on a pris comme base que l'exigence voulant que la tension continue moyenne sur un cristal liquide soit égale à zéro, ne doit pas être satisfaite dans chaque durée de sélection, mais qu'il suffit que cette valeur devienne égale à zéro par la formation de la valeur moyenne sur un plus grand nombre de durées de sélection, ce qui en soi est connu. Sur trois lignes consécutives, la figure 8a donne les tensions de sélection V pour trois rangées consécutives ou groupes d'un dispositif d'affichage, à gauche durant un premier cycle d'image BC2n' et à droite durant un cycle d'image suivant BC 2n+1 Par l'expression "cycle d'image", on entend ici la durée qui est nécessaire pour une seule image complète. Pour un dispositif d'affichage comportant r rangées ou groupes, cette durée est égale à r durées de sélection consécutives. Durant le premier intervalle, la
tension Vx devient égale à VA + VB pour une rangée sélec-
tionnée, et égale à Vx = VE pour toutes les rangées non sélectionnées. Durant le deuxième intervalle, la tension Vx devient égale à 0 pour une rangée sélectionnée, et égale à VA pour
toutes les rangées non sélectionnées.
Ceci est réalisable par exemple du fait d'imposer à la tension VB l'état "ENCLENCHE" durant toutes les images complètes de rang pair (BC2n) et l'état "DECLENCHE" durant toutes les images de rang impair (BC 2n+), et du fait de laisser passer par le registre à décalage de sélection de
rangée pour VA une information "1" et une information "0".
De la façon déjàadécrite, il est possible également de laisser passer par le registre à décalage toujours une
information "1", mais d'inverser périodiquement en un syn-
chronisme avec la tension VB la polarité des signaux d'hor-
loge Ci et Ci. Ceci est réalisable de façon connue si par exemple à l'entrée 92 sur la figure 4 on n'applique pas le signal CLK mais un signal d'horloge auxiliaire HC, alors que, en notation booléenne, on a
HC = CLK O VB
ou
HC = CLK c2.
le signe G indiquant la fonction EXCLUSIF-OU.
La figure 8b illustre l'allure des tensions d'excita-
tion pour trois colonnes. La première ligne montre par exem-
ple un signal pour une colonne dont l'élément d'affichage dans la rangée sélectionnée en premier lieu de la figure doit être à l'état "ENCLENCHE", à l'état "DECLENCHE" dans la rangée suivante et ainsi de suite, la deuxième ligne
montre un signal pour une colonne dont l'élément sélection-
né en premier lieu doit être à l'état "DECLENCHE", et ainsi
de suite.
Durant un cycle d'image de rang pair BC2n' la tension
VY ENCLENCHE = O et Vy DECLENCHE = VD, -
tandis que durant un cycle d'image de ramg impair BC2n+l, V ENCLENCHE = VC + V et V DECLENCHE = V y D Vy C' Tout comme précédemment, l'expression VA + VB = VC + VD
et l'expression VD = 2VB sont valables.
La réalisation des tensions Vy est identique à celle
des tensions Vx, alors que tout comme précédemment, les ten-
sions VB et VC sont toujours en opposition de phase.
Ensuite, les figures 8c et 8d montrent les tensions
d'excitation de par exemple le premier élément de la premiè-
re rangée qui doit être à l'état "ENCLENCHE", et le premier élément de la deuxième rangée qui doit être à l'état
"DECLENCHE".
Dans le premier cas, la différence Vx - Vy devient éga-
le à VA + VB durant l'intervalle de temps que la première rangée est sélectionnée dans l'image BC2ne alors que la différence V - Vy = o - VC VD B durant cette
première durée de sélection dans l'image BC2n+l.
Durant les (r - 1) autres durées de sélection, la dif-
férenceV V =VB VD = -VB ou Vx y =+V dans une succession quelconque, mais bien toujours, pour les durées
de sélection durant l'image BC2 +î, est respectivement éga-
le et opposée par rapport à la différence V X-Vy dans la du-
rée de sélection correspondante dans l'image BC2n'
Par conséquent, la condition voulant que la tension con-
tinue moyenne soit égale à zéro est donc exactement respec-
tée. Les valeurs moyennes pour VENCLENCHE et VDECLENCHE sont
égales à celles discutées à l'égard de la figure 2. -
Il n'est pas indispensable qu'une demi-période du signal
C2 corresponde à une durée complète BC.
La figure 9 montre un exemple dans lequel le signal
C2 change de façon périodique durant l'image BC2n' le si-
gnal C2 changeant toutes les 21 durées de sélection lors-
qu'il s'agit de 64 rangées, ledit signal C2 changeant éga-
lement de la même façon durant l'image BC2n mais en oppo-
sition de phase.
Il suffit lorsqu'une demi-période du signal C2 et, par-
tant, de la tension VB et de la tension Vc est égale à un nombre entier de durées de sélection, à condition que pour
des durées de sélection correspondantes de différents cy-
cles d'image complets, le signal C2 se trouve à l'état "ENCLENCHE" dans 50 % des cas, et à l'état "DECLENCHE" dans
les 50 % restants.
En résumé, les deux exemples d'application donnés dans le présent exposé se distinguent en ce que les signaux sont donnés de façon soit qu'une durée de sélection compte n périodes du signal C2, avec n = 1, 2, 3, etc., soit qu'une demi-période du signal C2 est égale à n durées de
sélection.
Les circuits qui viennent d'être décrits à l'appui des figures du présent exposé servent exclusivement comme exemple de modes de réalisation possible d'un dispositif d'affichage à circuit de commande dans lequel l'idée de
base a été mise à profit sous la forme d'une source d'ali-
mentation auxiliaire commutée, et, au besoin, d'une autre
source d'alimentation auxiliaire commutée. Plusieurs varian-
tes sont possibles pour le technicien maître en la matière,
par exemple par un autre choix de la technologie de tran-
sistor utilisée. Sur la figure 6, les transistors utilisés dessinés comme transistors npn et transistors pnp peuvent tout aussi bien être remplacés entièrement ou en partie par d'autres composants commutateurs, par exemple des
transistors MOS.
Pour l'idée qui est à la base de l'invention, il est tout aussi bien possible d'utiliser un circuit intégré CMOS,
par exemple le circuit HLCD 0438, tandis qu'également l'or-
ganisation interne donnée à titre d'exemple à l'égard de ce circuit intégré peut être varié de nombreuses façons connues. Par ailleurs, il va de soi que par exemple pour des
dispositifs d'affichage il est possible également de choi-
sir une durée de sélection de rangée égale à deux périodes
entières (ou davantage) de la tension continue pulsatoire.
La tension de commande efficace moyenne Vx - Vy ne s'en
trouve pas influencée.
Pour terminer, la diode de Zener 108 peut être rempla-
cée par une source de tension de référence réglable des-
servant les bases des transistors 100, 100a.
Lorsqu'on change la tension de référence, les intensi-
tés des courants fournis par les sources de courant 100, 102 et 1Oa, 102a varieront dans le même sens et dans la même mesure. De ce fait, également les tensions VA, VBl VC et VD varieront dans le même sens, mais les rapports entre ces tensions resteront les mêmes. Ainsi, il est possible d'imposer aux tensions VENCLENCHE et VDECLENCHE les valeurs les plus favorables comparativement à la tension de seuil
du cristal liquide.
Comme généralement cette tension de seuil dépend dans une mesure assez forte des fluctuations de température, la compensation indispensable est possible également du
fait de faire varier la tension de référence.
Si l'on utilise dans le cristal liquide une sonde de température -ou plusieurs sondes de température, par exemple
des segments de mesure, ladite compensation des fluctua-
tions de température est réalisable également lorsque,
d'une façon connue, la tension de référence est réglée au-
tomatiquement.
Claims (7)
1.- Dispositif d'affichage opérant par un cristal li-
quide et comportant un écran d'affichage avec un certain
nombre d'éléments d'affichage dont chacun comporte des pre-
mièreset deuxièmesélectrodes, ces éléments d'affichage étant répartis en au moins deux groupes, les premières
électrodes d'un groupe d'éléments d'affichage étant inter-
connectées par un seul conducteur de sélection (5,6) par groupe tandis que les deuxièmes électrodes des éléments d'affichage correspondants des différents groupes sont
interconnectées toujours par un seul conducteur d'excita-
tion (1,2), le dispositif étant muni en outre d'un circuit
de commande avec d'une part un certain nombre de commuta-
teurs de sélection de rangées (25, 26) pour sélectionner,
dans un ordre de succession cyclique, les groupes d'élé-
ments d'affichage chaque fois durant une seule durée de sélection de rangée, et d'autre part un certain nombre de
commutateurs d'excitation (27, 28) pour exciter les élé-
ments d'affichage d'un groupe sélectionné ainsi que d'une première source de tension (32) pour les commutateurs de sélection de rangée et d'une deuxième source de tension (42) pour les commutateurs d'excitation, caractérisé en ce ce qu'un pôle de la première source de tension (32) est couplé à une borne de masse (39) du circuit de commande à l'aide d'une source d'alimentation auxiliaire (33, 34, ) fournissant une tension continue pulsatoire périodique V., une période de cette tension pulsatoire et une durée de sélection de rangée étant dans le rapport des nombres
entiers simples.
2.- Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une durée de sélection de rangée est
égale à au moins une période de la tension continue pulsa-
- toire.
3.- Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une demi-période de la tension
continue pulsatoire est égale à au moins une durée de sélec-
tion de rangée.
4.- Dispositif d'affichage selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'un pôle de la deuxième source de ten-
sion (42) est couplé à la borne de masse (39) à l'aide d'une autre source d'alimentation auxiliaire (43, 44, 50) devant
fournir une tension continue pulsatoire périodique, la pé-
riode de cette tension pulsatoire étant égale à la période
de la tension de la première source auxiliaire et en oppo-
sition de phase à cette période.
5.- Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'alimentation auxiliaire est formée par le montage en série d'une source de courant (102, 100, 104) et d'un commutateur (40) qui sous l'action
d'un signal d'horloge, est fermé périodiquement.
6.- Dispositif d'affichage selon la revendication 4,
caractérisé en ce que l'autre source d'alimentation auxi-
laire est formé par le montage en série d'une source de courant (102a, lOOa, 104a) et d'un commutateur (50) qui,
sous l'action d'un signal auxiliaire est fermé périodique-
ment.
7.- Dispositif d'affichage selon la revendication.6, caractérisé en ce qu'une entrée (1) de commutateur recevant le signal auxiliaire périodique est couplé à une sortie de
la source d'alimentation auxiliaire pour (VB).
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|---|---|---|---|
| NL8003930A NL8003930A (nl) | 1980-07-08 | 1980-07-08 | Weergeefinrichting met een vloeibaar kristal. |
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