FR2524679A1 - Procede d'attaque d'un panneau d'affichage a cristaux liquides a matrice active - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES DISPOSITIFS D'AFFICHAGE A CRISTAUX LIQUIDES. UN PROCEDE D'ATTAQUE D'UN PANNEAU D'AFFICHAGE A CRISTAUX LIQUIDES ET A MATRICE ACTIVE COMPREND LES OPERATIONS QUI CONSISTENT A PRODUIRE UN SIGNAL VIDEO NEGATIF C PAR INVERSION DU SIGNAL VIDEO D'ENTREE, A FORMER UN SIGNAL VIDEO D SYMETRIQUE DU SIGNAL NEGATIF C PAR RAPPORT A UN NIVEAU COMMUN VCOM, ET A FORMER ENSUITE UN SIGNAL COMBINE EN ALTERNANT A CHAQUE TRAME LES SIGNAUX C, D OBTENUS PAR LES OPERATIONS PRECEDENTES. LE SIGNAL RESULTANT PERMET D'AMELIORER LA QUALITE DE L'IMAGE REPRODUITE. APPLICATION AUX RECEPTEURS DE TELEVISION MINIATURES A ECRAN PLAT.

Description

La présente invention concerne un procédé d'attaque d'un panneau à matrice

active pour un dispositif d'affichage à cristaux liquides, et elle porte plus particulièrement sur

un panneau à matrice active utilisant des transistors à cou-

che mince.

On a utilisé jusqu'à présent l'affichage par cris-

taux liquides pour des dispositifs d'affichage de petite

taille, comme ceux d'une montre, etc Cependant, il est main-

tenant nécessaire d'utiliser l'affichage par cristaux liqui-

des pour des dispositifs d'affichage de grande taille, tels qu'un terminal d'ordinateur, un récepteur de télévision de poche, etc, dans lesquels l'affichage par cristaux liquides doit nécessairement avoir une grande capacité Cependant, dans un procédé classique, qui est le procédé de multiplexage généralisé en alternatif avec sélectivité d'amplitude, la limite du rapport cyclique d'attaque est de 1/30 à 1/50, et il est difficile de parvenir à un rapport cyclique offrant

une grande capacité, comme par exemple un rapport de 1/500.

Ainsi, pour améliorer le rapport cyclique d'attaque, il a été

proposé d'utiliser un transistor tel qu'un transistor à cou-

che mince ou un élément actif tel qu'un élément métal-isolant-

métal (au sens strict, un élément MIM n'est pas un élément actif, mais on considérera ici qu'il s'agit d'un élément

actif) pour écrire et maintenir les données dans chaque élé-

ment d'image.

La figure 1 montre un panneau à matrice active dans lequel des cellules en nombre (n x m) sont disposées en une

matrice Sur la figure 1, on sélectionne chaque élément d'ima-

ge dans une cellule en sélectionnant un signal sur m lignes de grille, après quoi des signaux de données présents sur n

lignes de données sont écrits dans l'élément d'image sélec-

tionné et maintenus dans cet élément.

La figure 2 montre la structure d'un type de cellu-

le utilisant des transistors à couche mince dans une matrice active, cette cellule correspondant à une ligne de données spécifiée Di m cellules sont disposées dans la direction des colonnes, comme les cellules Pil Pim qui sont représentées sur la figure 2 Un transistor est placé à l'état conducteur par un signal de sélection présent sur une ligne de grille et les données d'affichage présentes sur une ligne de données sont écrites dans un élément d'image par l'intermédiaire du transistor Après cette écriture de données, le transistor

est à nouveau bloqué, grâce à quoi les données écrites peu-

vent être maintenues jusqu'à l'instant de sélection suivant d'un transistor Un élément d'image qui est défini par une électrode pour cristaux liquides et qu'on représente de façon équivalente par une résistance RL et une capacité CL, est connecté au transistor Tr La ligne de données Di est connectée au circuit d'attaque de données 3 Dans le circuit d'attaque de données 3, un signal vidéo V S est échantillonné

par un transistor 2 en synchronisme avec le signal de sélec-

tion Si provenant d'un registre à décalage 1, et ce signal est conservé dans un condensateur Csi branché à la ligne de données Di Ceci constitue ce qu'on appelle un procédé "un

point à la fois".

Les figures 3 (a) 3 (c) montrent un exemple de

signaux appliqués aux éléments d'image conformément au procé-

dé d'attaque "un point à la fois" Conformément à la figure

3 (a), une image est divisée en deux trames au cours desquel-

les un signal vidéo positif V 51 dans une trame impaire et un signal vidéo positif V 52 dans une trame paire sont appliqués à la ligne de données Di Les cristaux liquides peuvent être excités au maximum lorsque le niveau du signal vidéo devient égal à VDH et ils ne sont pas excités lorsque le niveau du signal vidéo est inférieur à VDL Ainsi, on peut reproduire

une image avec une gamme de gris dans un dispositif d'affi-

chage à cristaux liquides, lorsque le signal vidéo VS est compris dans la plage allant de VDH à VDL La figure 3 (b)

montre des signaux de balayage qui se décalent séquentielle-

ment un par un et sont appliqués aux grilles des transistors depuis la ligne de grille supérieure Gi jusqu'à la ligne de grille inférieure Gm Par exemple, si les lignes de balayage

sont au nombre de 200 dans une image de télévision, la pério-

de TS pour le balayage d'une ligne de grille est de 60 Us, et la durée d'une trame pour former une image est de 16 ms Par conséquent, le signal vidéo peut être écrit dans un élément d'image en une durée de 60 us, en appliquant un signal de balayage à une grille d'un transistor, et le signal peut être maintenu dans l'élément d'image pendant 16 ms La figure 3 (c) montre un signal VC appliqué à un élément d'image à chaque trame et maintenu dans un élément d'image pendant la période de non sélection Le signal V Cl est appliqué à un élément d'image Pil pendant une trame et le signal V Cm est appliqué

à un élément d'image Pim.

La figure 4 montre des signaux qui sont générés pendant une période d'une"ligne de balayage horizontal Le

signal vidéo VS est échantillonné par le transistor 2, repré-

senté sur la figure 2, en synchronisme avec le signal d'hor-

loge SH pendant la durée au cours de laquelle le signal de grille V Gj est appliqué à la ligne de grille Gj Les niveaux de tension VD 1-V Dn qui sont échantillonnés à partir du signal

vidéo sont maintenus sur chacune des lignes de données res-

pectives Dl-Dn pendant une période de balayage horizontal.

La figure 5 montre un signal vidéo caractéristique qui est appliqué aux éléments d'image et, dans le cas du signal A, un niveau de tension haut par rapport au niveau de palier indique un niveau de luminance élevé Cette relation entre le niveau de signal et le niveau de luminance résulte de la courbe caractéristique du signal vidéo pour le tube à

rayons cathodiques, représentée sur la figure 6, pour laquel-

le la tension de signal V _à l puissance y (gamma) est pro-

portionnelle à la lu"iwance.

D'autre part, la figure 7 montre la relation entre

le contraste et la tension de départ pour des cristaux liqui-

des du type nématique en hélice, positif, et on voit que le contraste approche de 100 %, c'est-à-dire qu'on obtient un degré élevé de noirceur lorsqu'on augmente la tension de départ appliquée aux cristaux liquides Ainsi, l'image vidéo reproduite est obligatoirement inversée sur un panneau d'affichage à cristaux liquides lorsqu'un signal vidéo pour un tube cathodique est directement appliqué à des cristaux liquides du type nématique en hélice, positif, du fait qu'un

niveau de tension élevé donne un degré de noirceur élevé.

Une telle inversion ne se produit pas dans le cas o on uti-

lise des cristaux liquides à substance principale/substance additionnelle, de type négatif Cependant, la qualité de la reproduction d'une image vidéo par l'utilisation de cristaux liquides à substance principale/substance additionnelle de type négatif est relativement inférieure à celle de cristaux liquides du type nématique en hélice, positif En outre, pour attaquer des cristaux liquides par un signal d'attaque alternatif, on doit utiliser le signal vidéo B représenté sur la figure 5, en inversant le signal vidéo A Les signaux vidéo A et B sont alors appliqués aux cristaux liquides en les alternant à chaque trame Il est cependant désavantageux

que la gamme de gris de l'image vidéo reproduite sur un dis-

positif d'affichage à cristaux liquides soit toujours inver-

sée dans le cas o on utilise des cristaux liquides du type

nématique en hélice, positif.

Un but de l'invention est d'offrir des moyens

d'attaque pour des cristaux liquides de type positif, permet-

tant de reproduire de façon plus naturelle une image vidéo avec une gamme de gris, dans un dispositif d'affichage à

cristaux liquides.

On va maintenant considérer les figures 14 (a) -

14 (d) qui représentent un exemple de signaux appliqués à des éléments d'image dans le procédé d'attaque "un point à la fois" Conformément à la figure 14 (a), une image est divisée en deux trames dans lesquelles un signal vidéo négatif V 51 dans une trame impaire et un signal vidéo positif V 52 dans

une trame paire sont appliqués à une ligne de données Di.

Ainsi, les signaux vidéo V S variant conformément au niveau correspondant à la gamme de gris de l'image sont inversés alternativement à chaque trame par rapport au point milieu VCOM dans la plage allant de GND à VDD De plus, les figures 14 (b) et 14 (c) montrent des signaux de balayage sur les lignes degrille G 1 et Gm, qui sont appliqués à la grille du transistor Tr Dans le cas d'un transistor à couche mince de type N, le niveau +VDD est appliqué à la grille au moment de la sélection d'une cellule Pil Pim, et le niveau GND est

appliqué lorsque la cellule n'est pas sélectionnée Par con-

séquent, la tension entre la grille et la source du transis-

tor pendant une période de trame impaire est notablement plus basse que la tension pendant une période de trame paire, du

fait qu'un signal vidéo négatif est appliqué à la source pen-

dant la trame impaire La figure 14 (d) montre un signal Vc qui est appliqué à un élément d'image à chaque trame, et

cette tension écrite dans l'élément d'image doit être mainte-

nue dans l'élément d'image pendant la période de non sélec-

tion Le signal Vcl écrit une information dans la cellule Pil et le signal Vcm écrit une information dans la cellule Pim

(voir la figure 2).

La figure 15 montre des caractéristiques V-I de deux types de transistors (courant de drain ID en fonction de la tension grille-source VGS) La courbe caractéristique B correspond à un transistor classique comprenant un substrat

en silicium monocristallin La courbe T correspond à un tran-

sistor à couche mince comportant une couche mince amorphe ou polycristalline. Une caractéristique favorable apparaissant sur la courbe B consiste en ce que le courant de drain ID s'élève

de façon abrupte sous l'effet d'une augmentation de la ten-

sion grille-source VGS dans la région positive, tandis que le courant de fuite ID est extrêmement faible et constant dans la région du zéro ou la région négative Cependant, dans

le cas o on utilise un transistor classique pour un affi-

chage à matrice active, il existe un inconvénient qui con-

siste en ce que les matières à cristaux liquides utilisées pour le panneau d'affichage à cristaux liquides doivent nécessairement être des cristaux liquides du type substance principale/substance additionnelle ou du type à diffusion dynamique, du fait qu'un substrat en silicium monocristallin est opaque Cependant, un substrat doit être transparent pour permettre l'utilisation de cristaux liquides du type nématique en hélice, présentant les meilleures performances d'affichage On a donc envisagé de former un transistor à couche mince sur un substrat en verre ou un substrat en quartz Si O 2, et on a développé essentiellement un transistor utilisant une couche mince de silicium tel que du silicium

polycristallin ou du silicium amorphe Cependant, en compa-

raison du transistor classique, le transistor à couche mince présente une courbe caractéristique T défavorable, comme le montre la figure 15 En effet, le courant de drain augmente lentement dans la région positive et le courant de fuite varie en fonction de la tension de polarisation négative VGS et est relativement élevé, même au point minimal dans la région négative Par conséquent, les inconvénients suivants se manifestent lorsqu'on utilise ce type de transistor pour l'attaque de cristaux liquides de la même manière que sur

les figures 14 (a) 14 (d).

1 Pendant la période de non sélection, la charge maintenue dans chaque élément d'image fuit vers une ligne de données par l'intermédiaire du transistor, ou une charge présente sur une ligne de données circule vers un élément

d'image, du fait que le niveau de fuite est relativement éle-

vé dans l'état non conducteur du transistor Ainsi, le défaut

ci-dessus dégrade le contraste de l'affichage.

2 La plage R sur la figure 15 montre la région de

fonctionnement du transistor pendant la période de non sélec-

tion On notera que le courant de fuite dans la trame paire est relativement grand en comparaison du courant de fuite dans la trame impaire, du fait que l'amplitude maximale du signal vidée dans la trame paire approche de VDD En outre, dans la ligne de balayage finale d'une trame paire, la valeur du courant de fuite s'accumule à cause de l'inversion de la polarité du signal vidéo sur une ligne de données dans la trame suivante, du fait que la différence-de potentiel entre l'élément d'image et la ligne de données prend une valeur maximale, et la tension entre la source et le drain prend également la valeur la plus élevée Sur la figure 15,

TA, TB et TC montrent les variations de la courbe caractéris-

tique T en fonction de différentes valeurs de la tension entre la source et le drain, Vl (TA correspond à 2 V, TB correspond à 4 V et TC correspond à 8 V) Par conséquent, la

valeur effective appliquée à l'élément d'image dans la par-

tie d'extrémité inférieure diminue, et ceci produit un phéno-

mène d'affichage non uniforme.

3 La tension de grille VG doit être relativement supérieure à-celle qui correspond à un transistor à substrat monocristallin, pour obtenir le même niveau de courant de drain Ceci fait que VDG doit être plus élevéeet dépasse

quelquefois la tension de claquage du circuit intégré d'atta-

que, ou conduit à une augmentation de l'énergie consommée.

Un autre but de l'invention est donc d'éliminer les inconvénients cidessus et d'offrir un affichage de grande

qualité donnant une image uniforme, ainsi que des moyens assu-

rant une polarisation correcte de la grille.

L'invention offre des moyens pour effectuer une polarisation ou une fixation du niveau de tension de grille à une certaine valeur pendant la période de non sélection, dans la plage de la source d'alimentation du circuit intégré d'attaque de ligne de données, en prenant en considération la caractéristique de transistor à couche mince qui est

représentée sur la figure 15 Au contraire, dans l'art anté-

rieur, le niveau de potentiel pendant la période de non sélectin

est fixé au niveau zéro (niveau GND ou de la masse) du cir-

cuit intégré d'attaque de ligne de données.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la

description qui va-suivre de modes de réalisation et en se

référant aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est un schéma de la structure d'un

panneau à matrice active (n x m).

La figure 2 montre un circuit d'attaque du panneau

à matrice active et une cellule de la matrice.

Les figures 3 (a) -

d'attaque du circuit.

La figure 5 montre

qué à l'entrée.

La figure 6 montre représentant la luminance en La figure 7 montre représentant le contraste en

aux cristaux liquides.

La figure 8 montre

dans l'invention.

La figure 9 montre 3 (c) et 4 montrent des signaux

la forme du signal vidéo appli-

la courbe caractéristique

fonction du signal vidéo.

la courbe caractéristique fonction de la tension appliquée un signal vidéo qui est utilisé

un schéma synoptique d'un cir-

cuit destiné à générer le signal vidéo composite négatif

représenté sur la figure 8.

La figure 10 montre un mode de réalisation du cir-

cuit de la figure 9.

La figure 11 montre des signaux qui interviennent

dans le fonctionnement du circuit de la figure 9.

La figure 12 montre des courbes caractéristiques

contraste-tension qui sont obtenues conformément à l'inven-

tion.

La figure 13 montre la relation entre le niveau

d'entrée VI du transistor 35 et son niveau de sortie VE.

Les figures 14 (a) 14 (d) montrent un procédé

d'attaque du circuit de la figure 2.

La figure 15 montre en B une caractéristique de

transistor classique et en T des caractéristiques de transis-

tor conformes à l'invention.

La figure 16 montre un procédé d'attaque conforme

à l'invention.

La figure 17 montre des caractéristiques de tran-

sistor conformes à l'invention.

La figure 18 montre un mode de réalisation d'un

circuit d'attaque conforme à l'invention.

Les figures 19 et 20 sont des graphiques qui mon-

trent les effets de l'invention.

Les figures 21 et 22 montrent d'autres formes de

procédés d'attaque conformes à l'invention.

On va maintenant considérer la figure 8 qui montre

une forme de signaux appliqués aux cristaux liquides confor-

mément au procédé d'attaque de l'invention On produit tout d'abord un signal vidéo négatif C en inversant le niveau de blanc, la gamme de gris et le niveau de noir du signal vidéo A représenté sur la figure 5 Secondement, on forme un signal vidéo D en inversant le signal vidéo négatif C de manière à donner deux signaux mutuellement symétriques par rapport au niveau de VCOM Enfin, on peut former un signal vidéo composite en combinant les signaux C et D, en les alternant mutuellement à chaque trame En outre, on règle la tension de polarisation VB et le niveau d'amplitude Av à la

valeur appropriée pour obtenir la qualité d'affichage désira-

ble, en liaison avec la courbe tension-contraste qui est

représentée sur la figure 7.

La figure 9 montre un schéma synoptique d'un cir-

cuit destiné à générer le signal vidéo composite négatif con-

forme à l'invention Le signal d'image vidéo VIF provenant d'un circuit externe est appliqué à un inverseur 20 dans

lequel ce signal est inversé pour donner un signal vidéo néga-

tif Ce signal vidéo négatif est appliqué à l'amplificateur symétrique 21 qui génère deux types différents de signaux vidéo négatifs, c'est-à-dire que les tensions de polarisation

et les amplitudes de ces signaux vidéo négatifs sont mutuel-

lement symétriques par rapport au niveau commun VCOM Les

deux types de signaux vidéo négatifs sont appliqués au sélec-

teur 22 dans lequel l'un des signaux vidéo négatif est sélec-

tionné en alternance, une trame sur deux, en synchronisme

avec le signal d'image Sf, ce qui forme le signal vidéo néga-

tif composite Ce signal vidéo négatif composite VS est appli-

qué finalement à l'élément d'image par l'intermédiaire de

l'amplificateur séparateur 23.

La figure 10 montre le schéma développé du circuit destiné à générer le signal vidéo composite négatif et la

figure 11 montre les formes des signaux vidéo qui apparais-

sent à différents points dans le circuit représenté sur la figure 10 Le signal vidéo VIF provenant du circuit externe

est appliqué à l'inverseur constitué par le transistor 35.

Le niveau de base ou de palier VB' du signal vidéo au point I représenté sur la figure 11 peut être réglé au moyen du

transistor 32, de la résistance variable 30 et du condensa-

teur 31 Ce niveau de base VB' détermine la tension de pola-

risation VB du signal vidéo négatif composite VS' L'inver-

seur 20 est constitué par le transistor 35, la résistance de

charge de collecteur 34 et les résistances de charge dtémet-

teur 36 et 40 On peut faire varier l'amplitude Av' du signal vidéo négatif au point E en commandant l'impédance du circuit d'émetteur constitué par le condensateur 41 et la

résistance variable 42 Ceci signifie qu'on commande l'ampli-

tude Av' du signal vidéo composite VS en réglant la résistan-

ce variable 42 L'amplificateur symétrique 21 est constitué

par le transistor 45 et les résistances 43 et 44 Cet ampli-

ficateur symétrique génère deux types de signaux vidéo F et

G, représentés sur la figure 11, qui sont mutuellement inver-

sés Les portes de transmission 46 et 47 formées par des interrupteurs bilatéraux CMOS sélectionnent alternativement les signaux vidéo F et G, en alternance à chaque trame et en synchronisme avec le signal d'image Sf, et elles génèrent le signal vidéo négatif composite VS Ce signal vidéo composite

VS est amplifié par l'amplificateur séparateur vidéo consti-

tué par les transistors 48, 49, 52, 53 et les résistances 50 et 51 Le signal vidéo VIF provenant du circuit externe n'est prévu que pour un tube cathodique et sa polarité est

différente de celle du signal vidéo composite négatif consi-

déré ci-dessus En outre, la forme du signal vidéo composite négatif doit être modifiée dans le cas o on génère ce signal vidéo en utilisant le signal vidéo VIF, du fait qu'il existe une forte différence entre un affichage à cristaux liquides et un affichage à tube cathodique, en ce qui concerne la

courbe tension-luminance, qui est non linéaire Comme le mon-

tre la figure 6, le niveau de tension à la puissance Y(gamma) est pneportionnel à la luminance dans le cas o le signal vidéo est utilisé pour un tube cathodique De ce fait, le

signal vidéo VIF présente la courbe caractéristique tension-

contraste (a) représentée sur la figure 12 En utilisant ce signal vidéo VIF, on peut générer le signal composite négatif VS, et en réglant le niveau de polarisation VB et l'amplitude

Av, sa caractéristique tension-contraste devient celle repré-

sentée par la courbe (b) sur la figure 12 Lorsqu'on compare

cette courbe (b) avec la courbe P des cristaux liquides néma-

tiques en hélice qui est représentée sur la figure 7, on voit que les deux courbes (b) et P ont des courbures semblables au point correspondant au niveau de contraste le plus élevé, c'est-à-dire au point correspondant au niveau de noir le plus élevé, et des courbures mutuellement différentes au point qui

correspond au plus faible niveau de contraste, ou au blanc.

Ainsi, l'aptitude à la reproduction de l'image vidéo est extrêmement mauvaise dans la plage allant du plus faible niveau de gris jusqu'au blanc, si on applique directement aux

cristaux liquides le signal vidéo ayant la courbe caractéris-

tique (b) de la figure 12 Ainsi, conformément à l'invention, on étire la tension dans la plage du blanc, en particulier

dans la plage qui entoure le point Le de la courbe tension-

contraste représentée sur la figure 7, afin d'améliorer l'aptitude à la reproduction de l'image vidéo, ce qui donne

la courbe (c) sur la figure 12 L'expression "étirer la ten-

sion" du signal vidéo signifie ici qu'on augmente la tension appliquée aux cristaux liquides pour obtenir un contraste spécifié dans la plage qui correspond au blanc On utilise la

résistance variable 37 et la diode 38 dans le schéma représen-

té sur la figure 10 pour étirer la tension du signal vidéo-.

La figure 13 montre la relation entre le niveau d'entrée VI du transistor 35 et le niveau de sortie VE On voit que la courbure de la courbe VD est affectée par la variation de la valeur R de la résistance 37, et le niveau de sortie VE est notablement étiré dans la plage correspondant à un niveau élevé du signal d'entrée VI On peut ainsi obtenir la courbe caractéristique (c), à tension étirée, en utilisant la non linéarité de la diode 38 et en commandant la valeur de la résistance variable 37 Par conséquent, la plage du signal

vidéo correspondant à un niveau d'amplitude élevé, c'est-à-

dire la plage correspondant au blanc, est davantage étirée,

dans la région négative comme dans la région positive.

Conformément à l'invention, il est avantageux de pouvoir utiliser les cristaux liquides nématiques en hélice de type positif, présentant la meilleure qualité de contraste d'affichage, pour reproduire dans un dispositif d'affichage à

cristaux liquides une image ayant une gamme de gris naturelle.

On peut avantageusement appliquer l'invention à un récepteur de télévision miniature utilisant un affichage à cristaux liquides. On va maintenant considérer la figure 16 qui montre les formes d'un signal vidéo et d'un signal de grille et sur laquelle le signal (b) correspond à l'art antérieur, tandis

que les signaux (c), (d) et (e) correspondent à l'invention.

Le signal vidéo (a) est établi de façon à être

symétrique par rapport au niveau commun VCOM, à chaque trame.

Ainsi, la tension de source pour le circuit d'attaque pour les lignes de données est fixée de façon à être comprise dans la plage allant de GND à VDD D'autre part, le niveau de la tension de départ appliqué à la ligne de grille pendant la période de non sélection est fixé de façon à être voisin de VSOM, comme il est représenté en (c) sur la figure 16 Il en

résulte que la plage de fonctionnement R du transistor pen-

dant la période de non sélection est décalée vers la plage Rl' qui est située autour du niveau zéro, comme le montre la figure 17 Ce décalage de la polarisation peut contribuer à

diminuer le courant de fuite En outre, la dépendance du cou-

rant de fuite d'un transistor à couche mince vis-à-vis de la tension source-drain, décrite ci-dessus, peut être supprimée en appliquant une polarisation pour le niveau de tension de grille correspondant à l'absence de sélection Ce résultat peut éviter l'accumulation du courant de fuite dans la ligne finale d'une trame paire et la dégradation du contraste de l'image de la partie supérieure vers la partie inférieure dans une trame On peut ainsi obtenir une qualité d'image uniforme sur la totalité d'une trame En outre, l'amplitude de la tension de grille devient VDG-VCOM, ce qui peut être un niveau inférieur de VCOM à celui de l'art antérieur, pour

obtenir le même niveau de courant à l'état conducteur.

Comme le montrent les courbes (c'), (d') et (e') de la figure 17, il existe des différences notables entre les caractéristiques V-I, et en particulier les points correspondant au minimum des courants de drain varient du fait de conditions de fabrication différentesou du fait de

différences de structure des différents transistors Rl dési-

gne la plage de fonctionnement du transistor ayant la carac-

téristique représentée par la courbe (c') R 2 désigne la pla-

ge de fonctionnement du transistor ayant la caractéristique

représentée par la courbe (e') R 3 désigne la plage de fonc-

tionnement du transistor ayant la caractéristique représentée par la courbe (d') Il est donc nécessaire qu'il y ait une

compensation pour réduire les différences ci-dessus Par exem-

ple, le niveau de non sélection de la tension de grille, polarisé de la valeur +VGB (-VGB) vers VCOM (voir les parties (d) ou (e) de la figure 16) , est appliqué à la grille du transistor correspondant aux caractéristiques (d') ou (e') représentées sur la figure 17, pour lesquelles le point de courant de drain minimal se trouve dans la région positive (négative) Cette polarisation peut contribuer à réduire

encore davantage le courant de fuite.

La figure 18 montre un mode de réalisation d'un

circuit d'attaque pour la mise en oeuvre du procédé d'atta- que conforme à l'invention Sur la figure 18, un circuit

d'attaque 11 pour les lignes de données et un circuit d'atta-

* que 12 pour les lignes de grille sont connectés à un panneau 13 constitué par un substrat matriciel Dans la structure ci-dessus, le circuit d'attaque 11 produit des signaux de sortie d'attaque VD 1 V Dn et le circuit d'attaque 12 produit

des signaux de sortie d'attaque VG 1 V Gm Un circuit d'ali-

mentation 10 génère des tensions d'alimentation VDD et GND qui sont appliquées à un circuit échantillonneur-bloqueur du circuit d'attaque pour les lignes de données et à un registre à décalage L'amplitude des signaux vidéo V S est dans la

plage VDD GND Le circuit d'alimentation 10 génère égale-

ment des niveaux de tension pour les lignes de grille, à savoir VCOM pour le niveau de non sélection et VDG pour le niveau de sélection VCOM est également le potentiel de

l'électrode commune opposée du panneau à matrice active.

La figure 19 est un graphique montrant les effets de l'invention Sur la figure 19, la valeur efficace moyenne VCR de chaque élément d'image est représentée en fonction de

la valeur de polarisation VGB, dans le cas o un niveau spé-

cifié de signal vidéo est appliqué à un élément d'image et est maintenu dans cet élément pendant 16 ms On note que la valeur efficace VCR est minimale lorsque VGB est égale à

zéro, ce qui est la valeur utilisée dans le-procédé classi-

que Au contraire, conformément à l'invention, on fixe VGB autour de la valeur de VCOM, et ceci donne la valeur efficace

VCR maximale et une grande qualité d'image.

Sur la figure 20, VGM représente une valeur de ten-

sion grille-source VGS qui donne la valeur minimale de cou-

rant dans le cas des caractéristiques d'un transistor à cou- che mince La figure 20 montre la plage de niveau de non sélection de VGB, en fonction de VGM VGB est la valeur qui minimise la diminution de la valeur efficace de façon à

donner un contraste vidéo favorable dans un affichage à cris-

taux liquides Ce graphique montre qu'il est nécessaire de régler le niveau de non sélection de VGB conformément à VGM, en fonction des caractéristiques d'un transistor à couche mince. La figure 21 montre la forme d'un signal vidéo

correspondant à un autre mode de réalisation de l'invention.

Dans le cas o la caractéristique T d'un transistor à couche mince n'est pas symétrique par rapport à VGS, on peut fixer un niveau de tension pour l'attaque d'une ligne de données

de façon qu'il ne soit pas symétrique par rapport à V'COM.

On peut considérer le cas ci-dessus de deux manières L'une consiste à considérer qu'on fixe un niveau de façon que seule l'amplitude ou la polarisation du signal vidéo V S ne soit pas symétrique par rapport à V'COM, dans chaque trame, en

commandant le gain d'un amplificateur inverseur ou non inver-

seur, ou en commandant le niveau de sortie continu de l'am-

plificateur L'autre manière consiste à considérer que le niveau est fixé de façon que les potentiels électriques de la source d'alimentation ne soient pas symétriques par rapport à

V'COM.

Il est préférable que la ligne de données soit fixée dans des conditions non symétriques conformément aux

caractéristiques du transistor à couche mince Il est égale-

ment possible de fixer le niveau de non sélection de la ten-

sion de grille de façon qu'il corresponde à la polarisation

l VGB par rapport à V'COM.

La figure 22 représente une forme de signal correspondant à un autre mode de réalisation du procédé

d'attaque conforme à l'invention Dans ce mode de réalisa-

tion, on peut changer à chaque trame le niveau de non sélec-

tion de la tension de grille, ceci s'accompagnant d'une

inversion de la polarité du signal vidéo Ceci peut contri-

buer à réduire environ de moitié la plage de variation de VGS (tension grille-source), en fonction de la variation du niveau du signal vidéo Il en résulte que la valeur efficace d'un élément d'image est plus appropriée Dans ce mode de réalisation, le niveau de non sélection de la tension de

grille est VCOM dans une trame impaire et +VDS dans une tra-

me paire.

Comme mentionné précédemment, l'invention permet de fixer le niveau de non sélection de la tension de grille à l'intérieur de la plage de la tension d'alimentation et, en particulier, elle permet de fixer ce niveau autour du potentiel central (VCOM) du signal vidéo inversé Ce procédé d'attaque permet d'obtenir les effets indiqués ci-après et

permet donc d'envisager un récepteur de télévision à cris-

taux liquides ayant un affichage de meilleure qualité.

1 Du fait de l'utilisation de la valeur efficace, plus appropriée, de la tension des éléments d'image, on peut obtenir un effet d'affichage correspondant au signal vidéo d'origine On peut donc offrir le contraste d'affichage le

plus approprié.

2 En particulier, on peut empêcher la chute de la valeur efficace de la tension d'élément d'image du côté

de la dernière ligne de balayage, s'accompagnant d'une aug-

mentation du courant à l'état non conducteur pour une pola-

risation négative entre la grille et la source On peut donc écrire une tension uniforme dans les éléments d'image dans n'importe quelle ligne de balayage, et on peut obtenir une valeur efficace uniforme pour les élément d'image dans

n'importe quelle ligne de balayage, ce qui permet de suppri-

mer un défaut d'uniformité de l'affichage.

3 Du fait qu'il est possible de réduire l'amplitu-

de de la ligne de grille, la conception du circuit intégré

d'attaque est facilitée et, de plus, la consommation d'éner-

gie est réduite. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux procédés décrits et représentés,

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1 Procédé d'attaque de cristaux liquides de type positif dans un panneau à matrice active, dans lequel un signal vidéo d'entrée est écrit dans un élément d'image par l'intermédiaire d'un transistor pendant une période de sélec- tion, et est maintenu dans cet élément d'image pendant une période de non sélection, caractérisé en ce qu'on inverse le niveau de blanc et le niveau de noir du signal vidéo d'entrée

pour former le signal vidéo négatif.

2 Procédé d'attaque de cristaux liquides de type

positif dans un panneau à matrice active selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce qu'on étire la tension du signal vidéo dans la région du blanc et des bas niveaux de la gamme

de gris.

3 Procédé d'attaque de cristaux liquides de type

positif dans un panneau à matrice active selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce qu'on sélectionne, en alternant à chaque trame, le signal vidéo négatif et le signal vidéo à

phase inversé qui est obtenu à partir du signal vidéo néga-

tif, et on combine ces signaux pour former un signal vidéo

négatif composite.

4 Procédé d'attaque d'un panneau à matrice active dans lequel un transistor est placé à l'état conducteur par une ligne de grille et le niveau d'un signal vidéo dont la polarité est inversée alternativement à chaque trame est écrit dans un élément d'image à partir d'une ligne de données, après quoi le transistor est placé à l'état non conducteur et le niveau du signal vidéo dans l'élément d'image est maintenu, caractérisé en ce que ce transistor consiste en un transistor à couche mince et la tension qui est appliquée à une grille

du transistor à couche mince pendant une période de non sélec-

tion est fixée dans la plage de la source d'alimentation qui

produit le signal vidéo.

Procédé d'attaque d'un panneau à matrice active selon la revendication 4, caractérisé en ce que le niveau du signal vidéo n'est pas symétrique par rapport à un potentiel

électrique commun.

6 Procédé d'attaque d'un panneau à matrice active

selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé

en ce que les niveaux de non sélection de la tension de gril-

le sont différents dans les trames paires et impaires.