FR2621157A1 - Dispositif d'affichage matriciel electro-optique - Google Patents

Abstract

Avec des rangées de pixels s'étendant en ligne droite les unes au-dessous et à côté des autres, les électrodes de l'un des pixels b (désigné aussi lignes r), ainsi que les électrodes s'étendant sensiblement perpendiculairement dans l'autre plan f (désigné aussi colonnes k), sont délimitées. Deux électrodes voisines dans la direction des colonnes du premier plan bsont chaque fois connectées électriquement. Une connexion 13 de l'une des électrodes p de cette paire p-p aboutit à l'électrode p diamétralement opposée à la paire d'électrode p-p voisine selon les colonnes dans le même plan b. Par suite, on peut éviter en dehors des surfaces d'électrode p des croisements d'électrodes avec des connexions 12 s'étendant chaque fois dans la direction des colonnes jusqu'à l'électrode p suivant la prochaine.

Description

Dispositif d'affichage matriciel électro-optique.

La présente invention concerne un dispositif d'affichage matriciel électro-optique comportant des électrodes inférieures et supérieures se chevauchant ou se croisant en projection, pour la représentation optique déclenchée électriquement de certains éléments d'image (points ou pixels), les électrodes d'une paire de pixels dans l'un des plans d'électrode correspondant - à une électrode dans l'autre plan s'étendant transversalement à cette paire et allant au-delà des deux pixels et dans le plan de la paire de points une électrode de chaque pixel de la paire étant reliée à l'électrode suivant l'électrode voisine, donc à l'électrode de pixel correspondante de la paire voisine dans la direction longitudinale de la paire, avec passage de la connexion devant l'avant de l'électrode

non raccordée entre les deux électrodes reliées.

On connait un tel dispositif d'affichage sous la forme d'une matrice d'affichage à cristaux liquides par la DE-A 32 16 202 (en particulier figure 12), o les électrodes du plan frontal disposées en colonnes sont accouplées à la façon de pignons de manière telle que les surfaces de chaque paire de surfaces d'électrodes en dents de scie voisines dans la direction des colonnes correspondent à une électrode de ligne du plan arrière qui y passe en projection, avec groupement en colonnes d'une part des électrodes de plan frontal de tous les pixels supérieurs du plan arrière et d'autre part des électrodes de plan frontal de tous les pixels inférieurs du plan arrière par des connexions s'étendant dans la direction des colonnes devant les extrémités frontales libres des électrodes de plan frontal respectivement voisines reliées entre elles

avec un décalage corrélatif de l'autre côté.

L'inconvénient de cette configuration d'électrodes consiste en particulier en ce que les connexions devant l'avant des électrodes de pixels qui n'y sont pas raccordées s'etendent sur le même plan arrière, de sorte que, par exemple lors de l'activation du pixel inférieur d'un plan arrière, le tracé de la connexion avec ce point inférieur à côté du pixel situé au-dessus (qui n'est pas activé) provoque également une

réaction électro-optique.

De telles indications erronées devraient être spécialement masquées avec un masque de placage, ce qui augmenterait encore le coût de production déjà élevé pour le positionnement relatif des électrodes du plan avant et du plan arrière et réduirait la densité de pixels, donc la résolution dans une surface d'affichage prédéterminée. Compte tenu de ces faits, l'invention a pour objet d'indiquer une configuration d'électrodes et un tracé de connexion pour un dispositif d'affichage du type indiqué, o les zones de croisement des électrodes en dehors des surfaces de pixels prévues pour la représentation d'informations dans le dispositif d'affichage soient évitées, et permettant en outre une activation multiplexée du dispositif d'affichage matriciel avec un rapport de multiplexage réduit (par rapport au nombre de lignes de points), donc pouvant entraîner, pour une même résolution du dispositif d'affichage, un meilleur contraste et un domaine d'angle de visée plus étendu d'une marice de cristaux

liquides activée en fonctionnement multiplex.

Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, les électrodes de l'autre plan sont également limitées selon les paires de pixels du premier plan, avec une connexion entre les deux électrodes de pixels de l'autre plan dans la direction de la paire de pixels du premier plan et avec une connexion de pontage dans l'autre plan de l'une des électrodes à l'électrode diamétralement opposée du groupe voisin de paires de pixels, la connexion de pontage étant sensiblement parallèle aux extrémités de terminaison des connexions avec les paires de pixels se trouvant dans le premier plan.

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Selon cette solution (pour rester dans le cadre de l'exemple de réalisation selon la publication de cette catégorie; bien entendu, il est en principe possible de faire tourner cette configuration - échange des lignes et des colonnes - ou de la renverser - échange du plan arrière et du plan avant), on ne prévoit donc plus de réaliser le plan arrière dans chaque cas (sur la largeur de deux surfaces d'électrodes situées l'une audessous de l'autre selon les lignes) sous la forme de bandes larges contigues s'étendant chaque fois sur deux lignes. Au contraire, les plans arrières sont limités chaque fois, dans la direction des lignes, sensiblement à la largeur de colonnes des surfaces de pixels du plan frontal, avec connexion électrique de l'une des moitiés (supérieure ou inferieure) dans la première colonne avec l'autre moitié diamétralement opposée du plan arrière dans la colonne immédiatement voisine. Du fait que ces connexions diagonales pour le montage électrique en série des sections de colonnes individuelles des lignes du plan arrière peuvent chaque fois être placées là o une connexion de colonne du plan frontal a déjà contourné une électrode de point de plan frontal dans l'intervalle entre deux colonnes voisines et est parvenue dans la suivante (appartenant au même plan arrière) sensiblement parallèlement à la connexion de plan arrière diagonale, il ne se présente pas de chevauchements d'électrodes ou de croisements de connexions en dehors des surfaes, de sorte qu'on évite des affichages erronés en dehors des surfaces de pixels elles-mêmes et que l'on peut rapprocher de façon optimale les surfaces elles-mêmes (du fait qu'il n'y a plus besoin de placages de masquage dans les intervalles), en tenant compte de la largeur nécessaire

des pistes de connexion.

Cependant, cette subdivision des lignes de plan arrière correspondant chaque fois à deux points contigus dans une colonne, avec connexion diagonale par l'intermédiaire des intervalles de colonnes, avec

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division (déjà connue en tant que telle, par exemple par la publication antérieure précitée) des colonnes en une moitié supérieure et une moitié inférieure, permet en particulier d'effectuer l'activation des points par connexion en U ou en peigne de plans arrière correspondants dans la moitié supérieure et la moitié inférieure du dispositif d'affichage, de telle façon que le nombre de connexion de plan arrière à activer et, par suite, le rapport de multiplexage nécessaire pour le fonctionnement multiplex est multiplié par quatre. Du fait que les différences de potentiel entre l'état connecté et déconnecté diminuent dans le cas des allures de tension de commande en escalier connues pour l'activation multiplex de dispositifs d'affichage à matrices de cristaux liquides, ainsi que les durées de connexion et déconnexion de pixels individuels, lorsque le rapport de multiplexage augmente, cela entraîne rapidement en raison des caractéristiques de

commutation non idéalement raides des cellules électro-

optiques (comme en particulier les cellules à cristaux liquides), pour un rapport de multiplexage plus élevé, de mauvaises propriétés de contraste qui ne sont plus supportables avec un fort rétrécissement simultané du domaine d'angle de visée utile. Par contre, la mesure conforme à l'invention permet de faire fonctionner un dispositif d'affichage à forte résolution, donc comprenant beacoup de pixels, à un rapport de multiplexage relativement faible et, par suite, avec un bon contraste et un bon angle de visée. Cela résulte du fait que la moitié supérieure et la moitié inférieure de chaque colonne sont encore une fois subdivisées en ce qui concerne sa possibilité-d'activation électrique, ce qui est à son tour possible parce que les connexions diagonales entre les plans arrière de lignes doubles subdivisées en colonnes permettent un tracé sans croisements des connexions d'activation d'en haut également aux lignes inférieures de la moitié d'affichage supérieure et d'en bas également aux lignes

supérieures de la moitié d'affichage inférieure.

D'autres variantes, développements, caractéristiques et avantages de l'invention

ressortiront de la description détaillée qui va suivre,

d'un exemple de réalisation préferentielle de la solution selon l'invention représentée sur le dessin annexé en se limitant à l'essentiel et pas complètement à l'échelle, dont: la figure 1 est une vue partielle de 24 pixels d'image disposés en huit lignes-et trois colonnes d'un

dispositif d'affichage à matrice de point électro-

optique, avec représentation du chevauchement des surfaces d'électrodes de pixels antérieures et postérieures et de leurs connexion d'activation sans croisements; la figure 2 est une vue partielle abstaite de la figure 1 représentant le tracé des connexions électriques; la figure 3 est une représentation schématique des connexions d'activation de la matrice selon la figure 2, et la figure 4 représente un groupement des pixels de la matrice différent de celui de la figure 3 pour simplifier l'explication de l'activation multiplexée

avec un rapport de multiplexage réduit.

Le dispositif d'affichage à matrice de points 11 représenté schématiquement et partiellement sur la figure 1 comprend un ensemble de plusieurs colonnes d'électrodes contiguës k et de lignes d'électrodes r qui leurs sont perpendiculaires. La géométrie de chevauchement des surfaces d'électrodes qui se croisent détermine la surface et la géométrie des pixels d'affichage devant être activés électriquement individuellement, dont l'excitation simultanée ou immédiatement successive donne la configuration de représentation perceptible visuellement. L'effet électro-optique de chaque pixel p est provoqué par des phénomènes physiques qui se produisent entre les surfaces partielles d'électrodes de lignes et de colonnes qui se croisent, de préférence par des cellules de cristaux liquides qui y sont incluses (non représentées sur le dessin). Usuellement, les électrodes assemblées électriquement en colonnes sont, dans la direction d'observation du dispositif d'affichage 11, situées à l'avant (plan f dit avant) et, par conséquent, les surfaces d'électrodes assemblées électriquement en lignes qui leurs sont perpendiculaires (plan arrière b) sont derrière la cellule opto- électronique activable électriquement; cependant, il est aussi possible en principe d'inverser la disposition des électrodes, donc de situer les lignes d'électrodes r à l'avant et les colonnes

d'électrodes k à l'arrière.

A chacune des électrodes de plan arrière agencées en bande b correspondent deux pixels p d'une colonne k, voisins l'un de l'autre perpendiculairement à sa direction longitudinale (donc placés au-dessus ou

au-dessous de la limite de la zone de cellule electro-

optiquement active). La connexion 12 avec le pixel p situe après le suivant, dans la même colonne k, qui est donc alors déjà rattache au plan arrière b suivant, s'étend dans la direction de la colonne k latéralement a côté du pixel p voisin (encore rattaché au même plan arrière b). Ainsi, en observant dans la direction des colonnes, tous les pixels p de rang impair le long d'un bord latéral de la colonne et tous les pixels p de rang pair le long du bord opposé de la colonne k sont reliés élecriquement. Cependant, les connexions 12 ne passent pas en propre par les bords des colonnes pour éviter des croisements d'électrodes fâcheux (cf plus bas), mais, à chaque point p raccordé à la connexion 12, le prolongement de la connexion 12 fait corps avec la

surface d'électrode de pixel électriquement raccordée.

En conséquence, les connexions de colonne 12 sont perceptibles seulement latéralement à côté des pixels p non raccordés en tant que pistes conductrices d'électrodes, pour parvenir alors au-delà des surfaces d'électrodes non raccordées (chaque fois frontalement dans la direction des colonnes) dans les surfaces de

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pixels d'électrodes raccordées et en sortir (cf la

representation détaillée de la figure 2).

Une excitation électro-optique (et, par suite, une présentation visuelle d'informations) a toujours lieu au moment et à l'endroit o les électrodes se chevauchant sont activées. Pour ne permettre d'activations électro-optiques que dans la zone de surface du pixel p, il faut éviter dans la zone visible du dispositif d'affichage 11, en dehors des surfaces de ces pixels p, des zones de croisement d'électrodes de plan arrière b et d'électrodes de plan avant f. En conséquence, il ne correspond pas au paires de pixels d colonnes p-p respectivement contiguës d'électrode de

plan arrière b s'étendant en surface perpen-

diculairement, mais les plans arrières b sont interrompus selon les limites de colonnes mutuellement voisines du plan frontal f. Pour la connexion électrique de plan arrière, on prévoit des connexions séries 13 qui franchissent les interruptions de fentes parallèlement à l'entrée ou à la sortie des connexions de colonnes 12 dans leurs surfaces de point de plan avant des plans arrières b correspondants, donc s'étendent en coupant sensiblement diagonalement l'intervalle entre les colonnes k voisines d'un pixel p de ce plan arrière b au pixel p diamétralement opposé du même plan arrière b dans la colonne k suivante. Pour faciliter le raccordement sans croisement des connexions 12 ou 13 (donc le raccordement sans croisement des connexions 12 ou 13 dans la projection du plan avant f sur le plan arrière b) en formant des connexions 12, 13 suffisamment large, les électrodes p d'un plan arrière b groupées en colonnes sont rétrécies dans la zone de la séparation entre les deux lignes r d'un plan arrière b, à partir des interruptions de colonnes, de sorte qu'on obtient, pour chaque paire d'électrodes p groupées en colonnes d'un plan arrière b, à peu près la configuration de bordure du chiffre 8, avec par exemple, comme on l'a représenté, des limites des électrodes de plan arrière s'étendant obliquement

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par rapport aux bords des colonnes et des lignes,

auxquelles se raccordent les connexions de lignes 13.

Cela est indiqué sur la figure 1 par des les hachures horizontales des électrodes de plan arrière et de plan avant b et de leurs connexions de colonne 13 (à la différence des hachures verticales des électrodes de lignes p et de leurs connexions 12). Grâce à cette configuration de pixel, on peut donc réaliser un tracé extrêmement resserré mais sans croisements des

connexions 12, 13 de plan arrière et de plan avant.

La représentation des possibilités d'activatioon électrique de tout pixel individuel quelconque p du dispositif d'affichage à matrice de pixels 11 par sélection de l'une des connexions de ligne 13 CT ou U) et de l'une des connexions de colonnes 12 (A...) dans l'exemple de réalisation géométrique réel de la figure 1 est encore plus schématise sur la figure 3 par rapport à la représentation schématisée de la figure 2 pour représenter plus clairement les possibilités d'activation existantes. La figure 1 et, plus clairement encore, la figure 3 montrent que, dans le cas des connexions 12, 13 décrites, et avec connexion électrique des plans arrière bl/b4 ou b2/b3 selon la figure 3, le dispositif d'affichage il peut être divisé en une moitié supérieure et une moitié inférieure, de sorte qu'on obtient, malgré encore la possibilité d'activation indiviuelle de chacun des pixels p, une minimisation des bornes électriques nécessaires à quatre bornes de colonnes 14 par colonne k et une borne de ligne 15 pour deux plans arrière b, donc pour quatre

lignes r.

On a représenté la même situation d'activation électrique que sur les figures 1 et 3 sur la figure 4, en conservant les désignations des connexions (T, U; A...) et les désignations qui en résultent des zones de croisement ou pixels p pouvant être activées individuellement. Il ressort de cette représentation (figure 4) que, par exemple, un dispositif d'affichage à matrice de points 11 comprenant vingt points de ligne

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g et huit points de colonne, donc 20 x 8 = 160 pixels d'image permet au moyen de seulement 82 bornes 14, 15 (soit 80 bornes de plan avant 14 et 2 bornes de plan arrière 15) un fonctionnement avec le rapport de multiplexage de 1: 2 seulement. Corrélativement, un dispositif d'affichage à 32 x n pixels d'image entraînerait de nouveau, au lieu du rapport de multiplexage usuellement nécessaire de 1: 32 (conformément aux 32 bornes de plan arrière), lO pour une disposition relative des électrodes selon la figure 4 avec un tracé des liaisons selon les figures 1 et 3, une division par quatre du rapport de multiplexage, donc le fonctionnement avec un rapport de

multiplexage de 32: 4 = 1/8.

Cette réduction du rapport de multiplexage, que l'on recherche constamment, comme on le sait, pour obtenir un fort contraste avec une faible variation corrélative de l'angle de vision, résulte donc, selon la présente invention, du fait que le tracé des connexions 12/13 selon les figures 1 et 3 permet le raccordement sans croisement (trace en tirets sur la figure 4) de parties intérieures d'une colonne k avec un assemblage sinueux et en peigne de lignes (ou inversement. R.Xr]DIGATIONS

1. Dispositif d'affichage matriciel électro-

optique (11l) comportant des électrodes inférieures (b) et supérieures (f) se chevauchant ou se croisant en projection, pour la représentation optique activée électriquement de certains éléments d'image (pixels p), les électrodes d'une paire de pixels (p-p) dans l'un des plan d'électrode (f) correspondant à une électrode dans l'autre plan (b) s'étendant perpendiculairement à

cette paire (p-p) et allant au-delà des deux pixels (p-

p) et dans le plan (f) de la paire de pixels (p-p) une

électrode de pixel (p) de chaque pixels de la paire (p-

p) étant reliée à l']électrode de pixel (p), suivant l'électrode voisine, correspondante de la paire (p-p)

voisine dans la direction longitudinale de la paire (p-

p), avec passage de la connexion (12) devant l'avant de l'électrode (p) non raccordée entre les deux électrodes reliées, caractérise en ce que les électrodes de l'autre plan.b) sont également limitées selon les paires de pixels (p-p) du premier plan (f), avec une connexion entre les deux électrodes de l'autre plan (b) dans la direction de la paire (p-p) du premier plan (f) et avec une connexion de pontage (13) dans l'autre plan (b) de l'une des électrodes (b) à l'électrode diamétralement opposée du groupe voisin de paires de pixels (p-p), la connexion de pontage (13) étant sensiblement parallèle aux extrémités de terminaison des connexions (12) avec les paires de pixels (p-p) se

trouvant dans le premier plan (f).

2. Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode de l'autre plan (b) s'étendant au-delà de la paire d'élecrodes (p-p) du premier plan présente un rétrécissement dans la zone marginale duquel se raccorde la connexion de pontage (13). 3. Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les paires de pixels voisines

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en direction longitudinale (p-p) sont groupées électriquement en deux groupes délimités entre eux par des connexions (12) dont celles des bornes d'activation (14) dirigées dans des sens opposés sortent parallèlement à l'orientation des paires de pixels (p- p). 4. Dispositif d'affichage selon la revendication 3, caractérisé en ce que plusieurs électrodes de l'autre plan (b) groupées par les connexions de pontage (13) sont connectées électriquement de chacun des deux côtés de la subdivision des paires de pixels à une

borne d'activation (15).

5. Dispositif d'affichage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il fonctionne en multiplex avec un rapport de multiplexage dépendant des bornes d'activation (15) restantes pour les électrodes

groupées de l'autre plan (b).