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WO1999031650A1 - Dispositif de commande d'une cellule d'un ecran matriciel - Google Patents

Dispositif de commande d'une cellule d'un ecran matriciel Download PDF

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WO1999031650A1
WO1999031650A1 PCT/FR1998/002236 FR9802236W WO9931650A1 WO 1999031650 A1 WO1999031650 A1 WO 1999031650A1 FR 9802236 W FR9802236 W FR 9802236W WO 9931650 A1 WO9931650 A1 WO 9931650A1
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WO
WIPO (PCT)
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signal
transistor
line
elementary
control circuit
Prior art date
Application number
PCT/FR1998/002236
Other languages
English (en)
Inventor
François Maurice
Original Assignee
Thomson-Lcd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US09/367,146 priority patent/US6844874B2/en
Priority to EP98949077A priority patent/EP0972282B1/fr
Priority to DE69828158T priority patent/DE69828158T2/de
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Definitions

  • the present invention relates to a matrix control device, more particularly a matrix control device used in a flat screen such as an active matrix type liquid crystal screen or other types of flat screen.
  • a matrix control device is used, for example, to control the cells of a flat screen such as liquid crystal cells.
  • a liquid crystal screen of the active matrix type also known by the abbreviation AM-LCD.
  • Such an active matrix type liquid crystal screen is shown in FIG. 1.
  • the screen is made up of a number of electro-optical cells each formed by an electrode and a counter-electrode enclosing the liquid crystal. These cells are referenced XL in said figure.
  • the electro-optical cells are arranged in rows and columns, and each controlled by a switching circuit forming part of a matrix type control device. As shown in FIG.
  • the switching circuit is produced by a transistor T, one of the electrodes of which is connected to a column Cj and of which the other electrode is connected to the electro-optical cell XL.
  • the gate of transistor T is connected to one of the lines Li of the control device.
  • the electro-optical cell XL is associated with a storage capacity CP mounted in parallel on the capacity formed by the electro-optical cell at the output of the transistor T.
  • the assembly formed by the transistor T and the capacity CP forms an elementary control circuit referenced Pij in FIG. 1.
  • each of the selection lines Li is connected to a control circuit 2 or "line driver" which successively applies to each line a control pulse having a voltage typically varying between - 10 and + 20 volts.
  • each of the columns Cj or data lines is connected to a column control circuit 3 or "column driver" which sends to the columns Cj an analog signal corresponding to the video signal more particularly representing a gray scale whose voltage varies typically between + and - 5 volts.
  • the control of an electro-optical cell XL is carried out as follows. When a pulse is applied to a selection line Li, the switching transistor T becomes conducting. As a result, the analog voltage applied to the column Cj is transmitted to the terminals of the electrodes of the electro-optical cell XL which displays a gray level corresponding to the data signal.
  • a matrix control device of this type has switching transistors which are most often constituted by thin film transistors TFT for "Thin Film Transistor".
  • Such a device is generally made of amorphous silicon.
  • the lines and columns control circuits 2,3 can be integrated on the substrate plate on which the flat screen is produced or can be produced independently. When they are integrated on the substrate plate, they are produced using also amorphous silicon.
  • the present invention aims to remedy the drawbacks mentioned above by providing a matrix control device having a new structure for the elementary control circuit of each elementary point, this structure being particularly well suited to the use of polycrystalline or monocrystalline silicon for the production of transistors or other semiconductor circuits.
  • the present invention therefore relates to a matrix control device comprising a set of control circuits arranged in rows and columns and controlling an elementary point, the state of each elementary point being a function of first and second control signals applied to the control circuit respectively by the lines and the columns, characterized in that each control circuit is an electrical circuit whose impedance between its output and that of its inputs which conveys the first signal becomes low following the application of a pulse of adequate voltage on this first signal, and in that this same impedance becomes very high following the application of an adequate voltage on the second signal.
  • the first signal is a signal which, at first, makes it possible to activate all the control circuits of the corresponding line by making them passable, then to apply a voltage ramp which is transmitted at the output of the command at the corresponding elementary point.
  • the first signal consists of a ramp-shaped signal preceded by a negative precharge pulse.
  • the instant of triggering of the ramp-shaped signal is adjusted from line to line so as to compensate for the propagation delays over the columns.
  • the second signal is a switching signal of digital type determining the duration during which the activated control circuits remain on.
  • the second switching signal is constituted by PWM type pulses for "Puise Width Modulation" in English.
  • the moment of triggering of the pulses is adjusted from column to column to compensate for the delays on the lines.
  • the control circuit consists of a first transistor connecting the elementary point to the corresponding line receiving the first signal and a second transistor of which a first electrode is connected to the gate of the first transistor, whose gate is connected to the corresponding column receiving the second signal and whose second electrode is connected to a reference potential.
  • the elementary control circuit further comprises a capacitor connected between the gate of the first transistor and the corresponding line.
  • the second electrode of the second transistor is connected to the previous line.
  • the circuits are produced using polycrystalline silicon.
  • FIG. 1 already described is a schematic representation of a matrix control device used in the case of an active matrix liquid crystal screen associated with row and column control circuits according to the prior art;
  • FIG. 2 is a schematic representation of a matrix control device according to the present invention in the case where the elementary point is constituted by a liquid crystal cell, this device being associated with row and column control circuits,
  • FIG. 3 represents the shape of the different signals applied respectively to the lines, the columns, at point A, at point B and the source gate voltage of the transistor MN2 in the case of the elementary control circuit of FIG. 2, and, - Figure 4 is a schematic representation of a matrix control device according to the present invention in the case where the elementary point is constituted by an electroluminescent material, this device being associated with row and column control circuits.
  • FIG. 2 there is shown a matrix control device according to the present invention associated with a line control circuit 20 and a column control circuit 30, said circuits can be integrated or not on the same substrate as the control device matrix.
  • the elementary control circuit referenced P'ij has been modified so as to limit the electrical consumption and thus allow production in polycrystalline silicon. More specifically, the elementary control circuit P'ij arranged in rows and columns controls an elementary point constituted, in the embodiment shown, by an electro-optical cell XL, more particularly a liquid crystal cell. On this electro-optical cell is mounted in parallel a storage capacity CP, said cell itself playing the role of a capacity and its optical properties being modified as a function of the value of the electric field which passes through the liquid crystal.
  • the control circuit P'ij consists of essentially by a switching device MN2 preferably consisting of a thin film transistor or TFT.
  • An electrode of the transistor MN2 is connected to an electrode of the electro-optical cell XL while its other electrode is connected to a line L'i.
  • the gate of transistor MN2 is connected to an electrode of a second transistor MN 1, the other electrode of which is connected to ground in the embodiment shown and whose gate is connected to a column C'j .
  • a capacitor referenced CB is connected between the gate of the switching transistor MN2 and the line L'i.
  • the connection point between the capacitor CB and the gate of the transistor MN2 is referenced A while the connection point between the electrode of the transistor MN2 and the electrode of the electro-optical cell XL is referenced B.
  • the lines L'i are connected to a line control circuit 20 which provides on the lines a data signal constituted by a signal which, at first, makes it possible to activate all the elementary control circuits of the corresponding line by making them passable, then then apply a voltage ramp which is transmitted at the output of the elementary control circuit to the XL cell.
  • the set of columns C'j is connected to a column control circuit 30 which supplies, on each column, a second signal constituted by a switching signal of digital type, more particularly pulses of PWM type determining the duration during which the activated P'ij control circuits remain on.
  • the signal applied to the lines L'i, L'i + 1 is constituted by a pulse negative allowing to activate all the elementary control circuits of a line followed by a ramp whose amplitude typically varies between - 5 volts and + 10 volts preferably.
  • the duration T of the signal L'i corresponds to a line time.
  • the same signal is applied but offset by a time T as shown in FIG. 3.
  • a switching signal constituted by pulses of PWM type to modulate the pulses in width, the signal having levels included typically between 0 and 2 volts, in the case of an embodiment in polycrystalline silicon or in monocrystalline silicon.
  • the elementary control circuit mainly consisting of the two transistors MN 1 and MN2 operates in the following manner.
  • the second electrode of transistor MN1 is at a reference potential, namely either to ground in the embodiment shown or to the potential of the preceding line which is itself at a reference voltage, because it is not addressed.
  • a pulse is applied to column C'j, namely to the gate of transistor MN 1, the transistor
  • Vgs of transistor MN2 is zero and the "off" current of transistor MN2 is minimum. As a result, the electro-optical cell XL does not discharge.
  • the line L'i When the line L'i is addressed, namely when it applies a signal as represented by L'i in FIG. 3, the line L'i first undergoes a negative voltage drop - V. Point A , due to the capacity CB, undergoes the same instantaneous voltage drop.
  • the source gate voltage Vgs of the transistor MN2 becomes positive and goes to a value corresponding to the voltage drop on the line L'i which makes the transistor MN2 on.
  • the voltage applied to the column C'j drops to zero, causing the transistor MN 1 to go to the "off" or high impedance state.
  • the source gate voltage Vgs of the transistor MN2 remains constant due to the capacitance CB.
  • the voltage at point B copies the voltage of the ramp until a new positive pulse on the column turns the transistor MN 1 on , which has the effect of reducing the voltage at point A to the potential reference.
  • the transistor MN2 becomes non-conducting and the voltage at point B remains constant as shown in FIG. 3.
  • the new elementary control circuit above therefore makes it possible to display gray levels corresponding to the duration during which the ramp is applied to point A.
  • the voltage of each elementary cell P 'ij can therefore reach any value in the range of variation of the ramp provided by the first signal.
  • the polarity of each cell can therefore be chosen independently of that of its neighbors provided that the voltage of the counter electrode is adjusted to a value close to half of the maximum voltage reached by the first signal.
  • the control circuit described above makes it possible to effectively reduce consumption. Indeed, the consumption is given by Vz f CV 2 , f being the line frequency, V the amplitude of the applied signal and C the capacities.
  • the table below shows the difference in consumption between the control device in FIG. 1 and in FIG. 2 for a liquid crystal screen comprising 600 rows and 2400 columns on a diagonal of the order of 30 cm.
  • the MN2 transistors operate with a controlled gate-source voltage Vgs, which gives a lower "off" current. .
  • Another advantage of this invention is that the "column drivers" 30 have a digital only function, and operate at low voltage, which facilitates their design and reduces their cost.
  • FIG. 4 presents a variant of the invention where the output of the elementary control circuits P'ij identical to those shown in FIG. 3 is no longer connected to a liquid crystal element, but to the gate of a transistor MN3 whose the role is to deliver, to an electroluminescent material, an excitation current controlled by this voltage.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de commande matriciel comportant un ensemble de circuits de commande (P'ij) disposés en lignes et en colonnes et commandant un point élémentaire (XL), l'état de chaque point élémentaire étant fonction de premier et second signaux (L'i, C'j) de commande appliqués sur le circuit de commande (P'ij) respectivement par les lignes (L'i) et les colonnes (C'j). Le circuit de commande (P'ij) est constitué par un premier transistor (MN2) connectant le point élémentaire (XL) à la ligne (L'i) correspondante recevant le premier signal et un second transistor (MN1) dont une première électrode est connectée à la grille du premier transistor, dont la grille est reliée à la colonne (C'j) correspondante recevant le second signal et dont la deuxième électrode est connectée à un potentiel de référence. L'invention s'applique en particulier aux écrans plats tels que les écrans à cristaux liquides ou les écrans électroluminescents.

Description

DISPOSITIF DE COMMANDE D ' UNE CELLULE D ' UN ECRAN MATRICIEL
La présente invention concerne un dispositif de commande matriciel, plus particulièrement un dispositif de commande matriciel utilisé dans un écran plat tel qu'un écran à cristaux liquides du type à matrice active ou d'autres types d'écran plat.
Dans l'art antérieur, un dispositif de commande matriciel est utilisé, par exemple, pour commander les cellules d'un écran plat telles que des cellules à cristaux liquides. Dans ce cas, il s'agit d'un écran à cristaux liquides du type à matrice active connu aussi sous l'abréviation AM-LCD. Un tel écran à cristaux liquides du type matrice active est représenté sur la figure 1 . Dans ce cas, l'écran est constitué d'un certain nombre de cellules électro-optiques formées chacune d'une électrode et d'une contre-électrode enfermant le cristal liquide. Ces cellules sont référencées XL sur ladite figure. Les cellules électro-optiques sont arrangées en lignes et en colonnes, et commandées chacune par un circuit de commutation faisant partie d'un dispositif de commande de type matriciel. Comme représenté sur la figure 1 , le circuit de commutation est réalisé par un transistor T dont une des électrodes est connectée à une colonne Cj et dont l'autre électrode est connectée à la cellule électro-optique XL. D'autre part, la grille du transistor T est connectée à une des lignes Li du dispositif de commande. Le plus souvent, la cellule électro-optique XL est associée à une capacité de stockage CP montée en parallèle sur la capacité formée par la cellule électro-optique en sortie du transistor T. L'ensemble formé du transistor T et de la capacité CP forme un circuit de commande élémentaire référencé Pij dans la figure 1 . D'autre part, chacune des lignes de sélection Li est connectée à un circuit 2 de commande ou "driver ligne" qui applique successivement sur chaque ligne une impulsion de commande présentant une tension variant typiquement entre - 10 et + 20 volts. De même, chacune des colonnes Cj ou lignes de données est connectée à un circuit 3 de commande de colonnes ou "driver colonnes" qui envoie sur les colonnes Cj un signal analogique correspondant au signal vidéo représentant plus particulièrement une échelle de gris dont la tension varie typiquement entre + et - 5 volts. Avec ce dispositif de commande matriciel, la commande d'une cellule électro-optique XL s'effectue de la manière suivante. Lorsqu'une impulsion est appliquée sur une ligne de sélection Li, le transistor de commutation T devient passant. De ce fait, la tension analogique appliquée sur la colonne Cj est transmise aux bornes des électrodes de la cellule électro-optique XL qui affiche un niveau de gris correspondant au signal de données.
En général, un dispositif de commande matriciel de ce type présente des transistors de commutation qui sont le plus souvent constitués par des transistors en couches minces TFT pour "Thin Film Transistor" . Un tel dispositif est en général réalisé en silicium amorphe. D'autre part, les circuits 2,3 de commande lignes et colonnes peuvent être intégrés sur la plaque substrat sur laquelle est réalisé l'écran plat ou être réalisés indépendamment. Lorsqu'ils sont intégrés sur la plaque substrat, ils sont fabriqués en utilisant aussi du silicium amorphe.
Un des problèmes rencontrés avec ce type de dispositif de commande matriciel est un problème de consommation dû notamment à l'amplitude des signaux appliqués sur les lignes et les colonnes. Ce problème est d'autant plus important que l'on utilise pour l'adressage lignes de l'écran matriciel, la technique connue sous le terme "inversion de ligne", l'inversion de polarité ayant lieu à chaque ligne. Dans ce cas, on peut obtenir une consommation allant jusqu'à un watt pour une fréquence ligne de 30 KHz.
Un autre problème rencontré avec cette structure lorsqu'elle est réalisée avec des transistors en silicium polycristallin ou en silicium monocristallin, concerne le courant de fuite du transistor de commutation T a l'état bloqué qui tend à décharger les points élémentaires ou cellules électro-optiques XL.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients cités ci-dessus en proposant un dispositif de commande matriciel présentant une nouvelle structure pour le circuit de commande élémentaire de chaque point élémentaire, cette structure étant particulièrement bien adaptée à l'utilisation du silicium polycristallin ou monocristallin pour la réalisation des transistors ou autres circuits semiconducteurs.
La présente invention a donc pour objet un dispositif de commande matriciel comportant un ensemble de circuits de commande disposés en lignes et en colonnes et commandant un point élémentaire, l'état de chaque point élémentaire étant fonction de premier et second signaux de commande appliqués sur le circuit de commande respectivement par les lignes et les colonnes, caractérisé en ce que chaque circuit de commande est un circuit électrique dont l'impédance entre sa sortie et celle de ses entrées qui véhicule le premier signal devient faible suite à l'application d'une impulsion de tension adéquate sur ce premier signal, et en ce que cette même impédance devient très élevée suite à l'application d'une tension adéquate sur le deuxième signal.
Dans ce cas, le premier signal est un signal qui, dans un premier temps, permet d'activer tous les circuits de commande de la ligne correspondante en les rendant passants puis d'appliquer une rampe de tension qui est transmise en sortie du circuit de commande au point élémentaire correspondant. Selon un mode de réalisation préférentiel, le premier signal est constitué par un signal en forme de rampe précédé par une impulsion négative de précharge. Selon un perfectionnement, de préférence, l'instant de déclenchement du signal en forme de rampe est ajusté de ligne en ligne de manière à compenser les délais de propagation sur les colonnes.
D'autre part, le second signal est un signal de commutation de type numérique déterminant la durée pendant laquelle les circuits de commande activés restent passants. Selon un mode de réalisation préférentiel, le second signal de commutation est constitué par des impulsions de type PWM pour "Puise Width Modulation" en langue anglaise. De préférence, l'instant de déclenchement des impulsions est ajusté de colonne en colonne pour compenser les délais sur les lignes. Selon un mode de réalisation préférentiel de la présente invention, le circuit de commande est constitué par un premier transistor connectant le point élémentaire à la ligne correspondante recevant le premier signal et un second transistor dont une première électrode est connectée à la grille du premier transistor, dont la grille est reliée à la colonne correspondante recevant le second signal et dont la deuxième électrode est connectée à un potentiel de référence.
Selon une caractéristique supplémentaire de la présente invention, le circuit de commande élémentaire comporte de plus une capacité connectée entre la grille du premier transistor et la ligne correspondante. De même, la deuxième électrode du second transistor est connectée à la ligne précédente. Selon une autre caractéristique de la présente invention, les circuits sont réalisés en utilisant du silicium polycristallin.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation préférentiel, cette description étant faite avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels :
- la figure 1 déjà décrite est une représentation schématique d'un dispositif de commande matriciel utilisé dans le cas d'un écran à cristaux liquides à matrice active associé à des circuits de commande lignes et colonnes conformément à l'art antérieur ;
- la figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif de commande matriciel conforme à la présente invention dans le cas où le point élémentaire est constitué par une cellule à cristaux liquides, ce dispositif étant associé à des circuits de commande lignes et colonnes,
- la figure 3 représente la forme des différents signaux appliqués respectivement sur les lignes, les colonnes, au point A, au point B et la tension grille source du transistor MN2 dans le cas du circuit de commande élémentaire de la figure 2, et, - la figure 4 est une représentation schématique d'un dispositif de commande matriciel conforme à la présente invention dans le cas où le point élémentaire est constitué par un matériau électroluminescent, ce dispositif étant associé à des circuits de commande lignes et colonnes.
Dans les figures, pour simplifier la description, les mêmes éléments portent les mêmes références. D'autre part, la présente invention sera décrite en se référant à un écran à cristaux liquides. Toutefois, il est évident pour l'homme de l'art que l'invention peut s'appliquer à des points élémentaires constitués par tout circuit de stockage d'un signal électrique tel qu'une cellule électro-optique ou autre.
Sur la figure 2, on a représenté un dispositif de commande matriciel conforme à la présente invention associé à un circuit de commande lignes 20 et un circuit de commande colonnes 30, lesdits circuits pouvant être intégrés ou non sur le même substrat que le dispositif de commande matriciel. Dans le dispositif de commande matriciel de la figure 2, le circuit de commande élémentaire référencé P'ij a été modifié de manière à limiter la consommation électrique et permettre ainsi une réalisation en silicium polycristallin. De manière plus spécifique, le circuit de commande élémentaire P'ij disposé en lignes et en colonnes commande un point élémentaire constitué, dans le mode de réalisation représenté, par une cellule électro-optique XL, plus particulièrement une cellule à cristal liquide. Sur cette cellule électro- optique est montée en parallèle une capacité de stockage CP, ladite cellule jouant elle-même le rôle d'une capacité et ses propriétés optiques étant modifiées en fonction de la valeur du champ électrique qui traverse le cristal liquide.
On décrira maintenant un mode de réalisation d'un circuit de commande élémentaire P'ij dont la caractéristique principale est d'avoir un signal de sortie suivant le signal d'entrée lorsqu'il est activé par un premier signal, à savoir celui appliqué sur les lignes L'i, et dont l'impédance entre l'entrée et la sortie devient très grande sous l'effet d'un deuxième signal, à savoir le signal appliqué sur les colonnes C'j. Dans le cas de la figure 2, le circuit de commande P'ij est constitué essentiellement par un dispositif de commutation MN2 constitué de préférence par un transistor en couches minces ou TFT. Une électrode du transistor MN2 est reliée à une électrode de la cellule électro-optique XL tandis que son autre électrode est reliée à une ligne L'i. D'autre part, la grille du transistor MN2 est reliée à une électrode d'un second transistor MN 1 dont l'autre électrode est connectée à la masse dans le mode de réalisation représenté et dont la grille est connectée à une colonne C'j. Comme représenté sur la figure 2, une capacité référencée CB est connectée entre la grille du transistor de commutation MN2 et la ligne L'i. Le point de connexion entre la capacité CB et la grille du transistor MN2 est référencé A tandis que le point de connexion entre l'électrode du transistor MN2 et l'électrode de la cellule électro-optique XL est référencé B. Les lignes L'i sont connectées à un circuit de commande de lignes 20 qui fournit sur les lignes un signal de données constitué par un signal qui, dans un premier temps, permet d'activer tous les circuits élémentaires de commande de la ligne correspondante en les rendant passants, puis d'appliquer ensuite une rampe de tension qui est transmise en sortie du circuit élémentaire de commande à la cellule XL. De même, l'ensemble des colonnes C'j est relié à un circuit de commande de colonnes 30 qui fournit, sur chaque colonne, un second signal constitué par un signal de commutation de type numérique, plus particulièrement des impulsions de type PWM déterminant la durée pendant laquelle les circuits de commande P'ij activés restent passants.
On expliquera maintenant, avec référence à la figure 3, le fonctionnement du circuit de commande représenté à la figure 2. Comme représenté sur la figure 3, le signal appliqué sur les lignes L'i, L'i + 1 est constitué par une impulsion négative permettant d'activer tous les circuits de commande élémentaires d'une ligne suivie d'une rampe dont l'amplitude varie typiquement entre - 5 volts et + 10 volts de préférence. La durée T du signal L'i correspond à un temps ligne. Sur la ligne L'i + 1 , le même signal est appliqué mais décalé d'un temps T comme représenté sur la figure 3. D'autre part, sur les colonnes C'j est appliqué un signal de commutation constitué par des impulsions de type PWM pour moduler les impulsions en largeur, le signal présentant des niveaux compris typiquement entre 0 et 2 volts, dans le cas d'une réalisation en silicium polycristallin ou en silicium monocristallin.
Lorsque la ligne L'i n'est pas adressée, le circuit de commande élémentaire constitué principalement des deux transistors MN 1 et MN2 fonctionne de la manière suivante. Comme représenté sur la figure 2, la deuxième électrode du transistor MN1 est à un potentiel de référence à savoir soit à la masse dans le mode de réalisation représenté soit au potentiel de la ligne précédente qui se trouve elle-même à une tension de référence, car elle n'est pas adressée. Lorsqu'une impulsion est appliquée sur la colonne C'j, à savoir sur la grille du transistor MN 1 , le transistor
MN 1 devient passant et le point A, à savoir la grille du transistor MN2 passe au potentiel de référence. A ce moment, la tension grille source
Vgs du transistor MN2 est à zéro et le courant "off" du transistor MN2 est minimum. Il en résulte que la cellule électro-optique XL ne se décharge pas.
Lorsque la ligne L'i est adressée, à savoir lorsqu'elle applique un signal tel que représenté par L'i sur la figure 3, la ligne L'i subit tout d'abord une chute de tension négative - V. Le point A, du fait de la capacité CB, subit la même chute de tension instantanée. La colonne C'j recevant une impulsion positive, comme représenté sur la figure 3, le transistor MN1 est passant et, de ce fait, le potentiel du point A est ramené au niveau du potentiel de référence, à savoir à la masse ou zéro, dans le cas du mode de réalisation représenté. La tension grille source Vgs du transistor MN2 devient positive et passe à une valeur correspondant à la chute de tension sur la ligne L'i ce qui rend le transistor MN2 passant. Immédiatement après, la tension appliquée sur la colonne C'j chute à zéro, entraînant le passage à l'état "off" ou haute impédance du transistor MN 1 . La tension grille source Vgs du transistor MN2 reste constante du fait de la capacité CB. Lorsque la rampe de tension est appliquée sur la ligne L'i, le transistor MN2 étant passant, la tension au point B recopie la tension de la rampe jusqu'à ce qu'une nouvelle impulsion positive sur la colonne rende le transistor MN 1 passant, ce qui a pour effet de ramener la tension au point A au potentiel de référence. A ce moment, le transistor MN2 devient non passant et la tension au point B reste constante comme représenté sur la figure 3.
Le nouveau circuit de commande élémentaire ci-dessus permet donc d'afficher des niveaux de gris correspondant à la durée pendant laquelle la rampe est appliquée au point A. Pour une utilisation dans un écran plat à cristaux liquides, la tension de chaque cellule élémentaire P'ij peut donc atteindre une valeur quelconque dans la gamme de variation de la rampe fournie par le premier signal. La polarité de chaque cellule peut donc être choisie indépendamment de celle de ses voisines pour peu que la tension de la contre électrode soit ajustée à une valeur voisine de la moitié de la tension maximale atteinte par le premier signal.
Le circuit de commande décrit ci-dessus permet de diminuer efficacement la consommation. En effet, la consommation est donnée par Vz f CV2, f étant la fréquence ligne, V l'amplitude du signal appliqué et C les capacités.
Le tableau ci-après montre la différence de consommation entre le dispositif de commande de la figure 1 et de la figure 2 pour un écran à cristaux liquides comprenant 600 lignes et 2400 colonnes sur une diagonale de l'ordre de 30 cm.
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000011_0001
D'autre part, lorsque l'on utilise du silicium polycristallin réalisé sur verre ou du silicium monocristallin pour réaliser le dispositif de commande, les transistors MN2 fonctionnent avec une tension grille- source Vgs contrôlée, ce qui donne un courant "off" plus faible.
Un autre avantage de cette invention est que les « drivers colonne » 30 ont une fonction uniquement numérique, et fonctionnent à basse tension, ce qui facilite leur conception et diminue leur coût.
La figure 4 présente une variante de l'invention où la sortie des circuits de commande élémentaires P'ij identiques à ceux représentés sur la figure 3 est non plus connectée à un élément à cristal liquide, mais à la grille d'un transistor MN3 dont le rôle est de délivrer, à un matériau électroluminescent, un courant d'excitation contrôlé par cette tension.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de commande matriciel comportant un ensemble de circuits de commande (P'ij) disposés en lignes et en colonnes et commandant un point élémentaire (XL), l'état de chaque point élémentaire étant fonction de premier et second signaux (L'i, C'j) de commande appliqués sur le circuit de commande (P'ij) respectivement par les lignes (L'i) et les colonnes (C'j), caractérisé en ce que chaque circuit de commande (P'ij) est un circuit électrique dont l'impédance entre la sortie et celle de ses entrées qui véhicule le premier signal devient faible suite à l'application d'une impulsion de tension adéquate sur ce premier signal (L'i), et en ce que cette même impédance devient très élevée suite à l'application d'une tension adéquate sur le deuxième signal.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le premier signal (L'i) est un signal qui, dans un premier temps, permet d'activer tous les circuits de commande (P'ij) de la ligne (L'i) correspondante en les rendant passants puis d'appliquer une rampe de tension qui est transmise en sortie du circuit de commande (P'ij) au point élémentaire correspondant.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier signal (L'i) est constitué par un signal en forme de rampe précédé par une impulsion négative de précharge.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le déclenchement du signal en forme de rampe est ajusté de ligne en ligne de manière à compenser les délais de propagation sur les colonnes (C'j) .
5. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le second signal (C'j) est un signal de commutation de type numérique déterminant la durée pendant laquelle les circuits de commande (P'ij) activés restent passants.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second signal (C'j) de commutation est constitué par des impulsions de type PWM (Puise Width Modulation) .
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le déclenchement des impulsions est ajusté de colonne en colonne pour compenser les délais sur les lignes (L'i) .
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le circuit de commande (P'ij) est constitué par un premier transistor (MN2) connectant le point élémentaire (XL) à la ligne (L'i) correspondante recevant le premier signal et un second transistor (MN 1 ) dont une première électrode est connectée à la grille du premier transistor, dont la grille est reliée à la colonne (C'j) correspondante recevant le second signal et dont la deuxième électrode est connectée à un potentiel de référence.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte de plus une capacité (CB) connectée entre la grille du premier transistor (MN2) et la ligne (L'i) correspondante.
1 0. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la deuxième électrode du second transistor (MN1 ) est connectée à la ligne précédente (L'i-1 ) .
1 1 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les circuits sont réalisés en utilisant du silicium polycristallin, du silicium amorphe, ou du silicium monocristallin.
1 2. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les points élémentaires sont des cellules électro-optiques.
1 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sortie des points élémentaires P'ij servent à moduler le courant d'excitation d'un matériau électroluminescent.
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