FR2584845A1 - Appareil a cristaux liquides et son procede de commande - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL A CRISTAUX LIQUIDES POUR L'AFFICHAGE D'IMAGES. IL COMPREND UN PANNEAU 60 A CRISTAUX LIQUIDES FERRO-ELECTRIQUES, UN ECLAIRAGE DE FOND 61 PLACE EN ARRIERE DE CE PANNEAU ET COMMANDE PAR UN CIRCUIT 62 DE COMMUTATION, ET UN CIRCUIT 63 DESTINE A APPLIQUER DES SIGNAUX DE COMMANDE A DES LIGNES DE BALAYAGE S-S ET A DES LIGNES D'INFORMATION G-G, AINSI QU'A DES LIGNES 1 ET 1A DU CIRCUIT DE COMMUTATION 62. L'APPAREIL EST COMMANDE DE FACON QUE LA QUANTITE DE LUMIERE DE L'ECLAIRAGE DE FOND SOIT SYNCHRONISEE SUR UN INSTANT AUQUEL UN SIGNAL D'ECRITURE EST APPLIQUE A DES ELEMENTS D'IMAGE SITUES SUR AU MOINS UNE LIGNE DE BALAYAGE. DOMAINE D'APPLICATION : AFFICHAGE D'IMAGES SUR ECRANS A CRISTAUX LIQUIDES.

Description

- 1 - L'invention concerne un appareil à cristaux

liquides et son procédé de commande, et plus particuliè-

rement un appareil à cristaux liquides comprenant un pan-

neau à cristaux liquides désigné parfois par l'expression abrégée "panneau CL" pourvu d'un cristal liquide ferro-

électrique et d'un éclairage de fond.

Au cours des dernières années, la mise au point d'un dispositif à cristaux liquides ferro-électriques a beaucoup attiré l'attention au détriment d'un dispositif à cristaux liquides NT (nématiques torsadés) qui était

largement utilisé jusqu'à présent. On rend bistable un dis-

positif à cristaux liquides ferro-électriques en réalisant de façon appropriée la cellule et on prévoit de réaliser un dispositif d'affichage à cristaux liquides présentant un ordre élevé de divisions temporelles. Cependant, la réponse

caractéristique d'un dispositif à cristaux liquides ferro-

électriques est fonction du produit d'une polarisation

spontanée et d'un champ électrique, à la différence du dis-

positif à cristaux liquides NT classique, et le seuil vis-

à-vis de la réponse est déterminé par le produit de l'in-

tensité d'un champ électrique et du temps d'application.

On peut rendre bistable le dispositif à cristaux liquides

ferro-électriques en donnant à la cellule une minceur suffi-

sante (3 micromètres ou moins), par exemple comme proposé

dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 367 924.

Ce type de cellule est connu comme étant une cellule à

cristaux liquides ferro-électriques stabilisée en surface.

Cependant, le problème se posant avec une telle cellule à cristaux liquides ferro-électriques bistable est le scintillement de la face d'affichage, comme décrit

en détail ci-après.

L'invention a pour objet de proposer un appa-

reil à cristaux liquides et son procédé de commande suppri-

mant le scintillement de la face d'affichage.

Ainsi l'invention concerne un appareil à cris-

-2 - taux liquides comprenant: un panneau à cristaux liquides

possédant plusieurs lignes de balayage, et plusieurs élé-

ments d'images disposés le long de chacune des lignes de balayage et comprenant un cristal liquide ferro-électrique; un éclairage de fond disposé en arrière du panneau à cris-

taux liquides afin de l'éclairer, l'éclairage de fond chan-

geant la quantité de lumière qu'il émet avec le temps; et

des moyens destinés à synchroniser le niveau bas de la quan-

tité de lumière de l'éclairage de fond avec l'instant o un signal d'écriture est appliqué à des éléments d'images sur

au moins une ligne de balayage.

Diverses formes de réalisation de l'appareil et

du procédé réalisant les objets décrits ci-dessus sont éga-

lement prévues.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: les figures 1 et 2 sont des vues schématiques

en perspective illustrant le principe fondamental de fonc-

tionnement d'un dispositif à cristaux liquides ferro-élec-

triques utilisé dans la présente invention; les figures 3A et 3B sont des graphiques des caractéristiques optiques d'un dispositif à cristaux liquides ferro-électriques lorsque des impulsions dépassant le seuil lui sont appliquées; les figures 4A et 4B sont des graphiques des

caractéristiques optiques d'un dispositif à cristaux li-

quides ferro-électriques lorsque des impulsions inférieures au seuil lui sont appliquées;

les figures 5A à 5F montrent des courbes carac-

téristiques indiquant les relations entre les caractéris-

tiques de commutation d'un dispositif à cristaux liquides

et diverses caractéristiques optiques d'une source de lu-

mière; -3 -

la figure 6 est une vue schématique de l'agen-

cement d'un appareil à cristaux liquides selon l'invention; la figure 7 est une vue schématique du circuit de commande utilisé dans l'appareil montré sur la figure 6; Lesfigures8 et 9 sont des diagrammes des temps

montrant des impulsions de commutation et des caractéristi-

ques optiques d'une source de lumière dans le temps;

les figures 10, 14 et 18 sont des vues schéma-

tiques en plan montrant des électrodes en matrice utilisées dans l'appareil à cristaux liquides selon l'invention; la figure 11 est une vue schématique montrant un autre appareil à cristaux liquides selon l'invention;

la figure 12 est une vue schématique d'un agen-

cement de circuit utilisé dans l'appareil représenté sur la figure 11; la figure 13 est un diagramme des temps montrant

des impulsions de commutation et des caractéristiques opti-

ques utilisées dans l'appareil représenté sur la figure 10; les figures 15A à 15D montrent des formes d'ondes de signaux de commande utilisés dans la présente invention; les figures 16A à 16D montrent des formes d'ondes de signaux appliqués à des éléments d'images; la figure 17 est une vue schématique illustrant l'agencement d'une autre forme de réalisation de l'appareil à cristaux liquides selon l'invention; les figures 19A à 19C sont des-diagrammes des

temps montrant une relation entre l'opération de marche-

arrêt d'un éclairage de fond et des signaux de balayage; la figure 20 est un diagramme des temps montrant la relation entre l'opération de marchearrêt d'un éclairage de fond et des tensions d'application; la figure 21 est une vue schématique montrant un agencement d'un appareil d'éclairage; - 4 - la figure 22 est un schéma d'un circuit détecteur; et la figure 23 est une vue schématique de l'agencement d'ensemble d'une autre forme de réalisation de l'appareil selon l'invention.

On expliquera d'abord une forme de réalisa-

tion d'une cellule à cristaux liquides utilisée dans la

présente invention.

En référence à la figure 1, celle-ci illustre

schématiquement un exemple d'une cellule à cristaux liqui-

des ferro-électriques. Des références numériques lia et 11b

désignent des plaques de base (plaques de verre) sur les-

quelles est disposée une électrode transparente, par exem-

ple en In203, SnO2,ITO (Oxyde d'indium et d'étain), etc.

Un cristal liquide d'une phase SmC*, dans lequel des cou-

ches moléculaires 12 du cristal liquide sont orientées perpendiculairement aux surfaces des plaques de verre, est disposé hermétiquement entre les plaques. Un trait plein 13 illustre des molécules de cristal liquide. Chaque molécule 13 du cristal liquide possède un moment dipolaire (Pl) 14 de direction perpendiculaire à son axe. Lorsqu'une tension supérieure à un certain niveau de seuil est appliquée entre des électrodes formées sur les plaques de base 11a et 11b, la structure hélicoïdale ou en spirale de la molécule 13 du cristal liquide se perd ou est relâchée de façon à modifier la direction d'alignement des molécules respectives 13 du cristal liquide afin que les moments dipolaires (Pi) 14

soient tous orientés dans la direction du champ électrique.

Les molécules 13 du cristal liquide ont une forme allongée et présentent une anisotropie de réfringence entre leur grand axe et leur petit axe. En conséquence, on comprend aisément que, lorsque, par exemple, des polariseurs agencés

en nicols croisés, c'est-à-dire de façon que leurs direc-

tions de polarisation se croisent mutuellement, sont dis-

posés sur les surfaces supérieure et inférieure des pla-

- 5 - ques de verre, la cellule à cristaux liquides ainsi agencée fonctionne à la façon d'un dispositif de modulation optique à cristaux liquides dont les caractéristiques optiques

varient en fonction de la polarité d'une tension appliquée.

En outre, lorsque l'épaisseur de la cellule à cristaux li- quides est suffisamment faible (par exemple 1 micromètre), la structure hélicoidale des molécules du cristal liquide disparaît sans application d'un champ électrique, de sorte que le moment dipolaire prend l'un ou l'autre des deux états, c'est-à-dire Pa dans une direction montante 14a ou Pb dans une direction descendante 14b, ce qui donne unétatbistable, comme montré sur la figure 2. Lorsque l'un de deux champs électriques Ea et Eb, supérieurs à un certain niveau de

seuil et dont les polarités sont différentes l'une de l'au-

tre, comme montré sur la figure 2, est appliqué à une cellu-

le possédant les caractéristiques mentionnées ci-dessus, le

moment dipolaire est orienté soit dans la direction ascen-

dante 14a soit dans la direction descendante 14b suivant le

vecteur du champ électrique Ea ou Eb. Les molécules du cris-

tal liquide s'orientent de façon correspondante afin de prendre un premier état d'orientation 15a ou un second état

d'orientation 15b.

Lorsque le cristal liquide ferro-électrique mentionné ci-dessus est utilisé comme élément de modulation

optique, il est possible d'obtenir deux avantages. Le pre-

mier est que la vitesse de réponse est très grande. Le second est que l'orientation du cristal liquide présente

un caractère bistable. Le second avantage sera donc da-

vantage expliqué, par exemple en référence à la figure 2.Lorsque le champ électrique Ea est appliqué aux molécules du cristal

liquide, elles s'orientent dans le premier état stable 15a.

Cet état est maintenu de façon stable même si le champ élec-

trique est supprimé. Par ailleurs, lorsque le champ électri-

que Eb, dont la direction est opposée à celle du champ

électrique Ea, est appliqué aux molécules, celles-ci s'orien-

-6 - tent dans le second état d'orientation 15b, de sorte que les directions des molécules changent. De la même manière, le dernier état est maintenu de façon stable même si le

champ électrique est supprimé. En outre, tant que l'ampli-

tude du champ électrique Ea ou Eb appliqué ne dépasse pas

une certaine valeur de seuil, les molécules du cristal li-

quide sont placées dans les états d'orientation correspon-

dants. Pour obtenir efficacement une grande vitesse de

réponse et la bistabilité, il est préférable que l'épais-

seur de la cellule soit aussi faible que possible et cette

épaisseur est généralement de 0,5 à 20 micromètres, en par-

ticulier 1 à 5 micromètres. Un dispositif électro-optique à cristaux liquides possédant une structure d'électrodes en matrice, dans lequel est utilisé le cristal liquide ferro-électrique de ce type, est proposé, par exemple, dans

le brevet des Etats-Unis d'Anmérique n 4 367 924 précité.

Le cristal liquide ferro-électriquebistable que l'on préfère utiliser dans la présente invention englobe les cristaux liquides smectiques chiraux possédant une

caractéristique ferro-électrique. Parmi ces cristaux liqui-

des, un cristal liquide en phase smectique C (SmC*) ou H (SmH*) convient particulièrement. Ces cristaux liquides

ferro-électriques sont décrits, par exemple, dans "The Jour-

nal of Physics Letters" 36 (L-69), 1975 "Ferroelectric Liquid Crystals": "Applied Physics Letters" 36 (11) 1980, "Submicro Second Bistable Electrooptic Switching in Liquid Crystals", "Kotai Butsuri (Physique de l'état solide)"16 (141),

1981 "Liquid Crystal", etc. Les cristaux liquides ferro-

électriques décrits dans ces publications peuvent être uti-

lisés dans la présente invention.

Plus particulièrement, des exemples de com-

posés à cristaux liquides ferro-électriques utilisés dans

la présente invention comprennent les décyloxybenzylidè-

ne-p'-amino-2-méthylbutyl-cinnamate (DOBAMBC), hexyloxy-

benzylidène-p'-amino-2-chloropropylcinnamate (HOBACPC), - 7 - 4-o-(2méthyle)-butylrésorcilidène-4'-octylaniline (MBRA 8), etc. Lorsque l'on réalise un dispositif à l'aide de ces matières, le dispositif peut être supporté au moyen d'un bloc de cuivre, par exemple, dans lequel est noyé un

élément chauffant afin d'établir une condition de tempéra-

ture dans laquelle les composés de cristaux liquides pren-

nent une phase SmC*- ou SmH*.

Les figures 3A et 3B montrent des courbes illustrant comment évolue la commutation entre ces deux états stables, la quantité de lumière ayant traversé une cellule à cristaux liquides (ordonnée) étant tracée en fonction du temps écoulé (abscisse). Au-dessus et au-dessous de la cellule à cristaux liquides, deux polariseurs sont disposés sous la forme de nicols croisés afin que l'axe de polarisation de l'un coïncide avec la direction d'alignement

des molécules du cristal liquide, par exemple dans le pre-

mier état stable, de façon que, d'un point de vue optique, le premier état stable soit affiché à un niveau sombre et le second état stable soit affiché à un niveau clair. Dans ce cas,

la commutation entre les deux états stables peut être effec-

tuée au moyen d'impulsions simples ayant des polarités mu-

tuellement opposées, dépassant le seuil. Plus particulière-

ment, la figure 3A montre une. commutation d'un état "sombre"

à un état "clair", tandis que la figure 3B montre une commu-

tation d'un état "clair" à un état "sombre". Dans tous les cas, la commutation entre les deux états, c'est-à-dire entre le premier état ou état sombre et le second état ou état

clair, ne se produit pas en douceur, mais provoque une sur-

modulation transitoire résultant ensuite en un état stable souhaité. Un tel phénomène de surmodulation peut être du à la raison suivante. Dans un état stable, les molécules

d'un cristal liquide sont torsadées dans une couche 'olé-

culaire 12 de cristal liquide, figure 2, de façon à prendre -8 apparemment un angle d'inclinaison plus petit que l'angle d'inclinaison (angle d'inclinaison réel) pris dans l'état dans lequel les molécules de cristal liquide sont alignées parallèlement dans une couche moléculaire. Ainsi, pendant l'opération de commutation, les molécules du cristal liquide formant l'angle d'inclinaison réel sous l'application d'un champ électrique peuvent probablement se déplacer jusqu'à un état torsadé stable, pendant un instant, lorsque le

champ électrique est supprimé, de sorte qu'une surmodula-

tion optique peut se produire. L'apparition d'un tel phéno-

mène signifie que, lorsque l'on effectue une écriture con-

formément à un principe de balayage séquentiel par lignes, en utilisant une cellule à cristal liquide ferro-électrique stabilisé en surface possédant un agencement en matrice de

lignes de signal de balayage et de lignes de signal d'infor-

mation, la surmodulation se produit à tous les éléments d'image choisis, ce qui a pour résultat un scintillement

visible de l'image et une image très difficile à observer.

En outre, il a été confirmé par un test psychologique qu'un tel scintillement de l'image apparaît de façon notable en particulier lors d'une commutation de l'état clair à l'état sombre. Lorsque le dispositif à cristauxliquides ferro-électriques mentionné ci-dessus est ccmmandé suivant un principe de commande matricielle, un signal d'affichage de +V ou -V est appliqué des lignes de signal d'affichage à des éléments d'image situés sur des lignes de balayage auxquelles aucun signal de balayage n'est appliqué. On a en outre découvert que, même lorsque la tension +V ou -V est inférieure à un niveau de seuil, la quantité de lumière transmise change momentanément lors de l'application de la tension. Ceci est expliqué ci-dessous en référence aux figures 3A, 3B, 4A, 4B. Les figures 3A à 4B montrent des changements de quantité de lumière transmise avec le temps lorsque des impulsions de tension supérieures et inférieures -9- à un seuil Sont appliquées. Lorsqu'une impulsion supérieure à un seuil est appliquée, un élément d'image dans un état d'interruption de lumière passe dans un état de transmission de la lumière, comme montré sur la figure 3A, tandis qu'un élément d'image dans un état de transmission de la lumière

passe dans un état d'interruption de la lumière, comme mon-

tré sur la figure 3B. Par ailleurs, lorsqu'une impulsion inférieure à un seuil est appliquée, un élément d'image

dans un état d'interruption de la lumière passe instantané-

ment dans un état de transmission de la lumière et revient à un état normal d'interruption comme montré sur la figure

4A, tandis qu'un élément d'image dans un état de transmis-

sion de la lumière diminue instantanément la quantité de

lumière transmise puis revient à un état normal de transmis-

]5 sion.

Par conséquent, dans une période de balayage, non seulement les éléments d'image d'une ligne de balayage choisie, mais la totalité des éléments d'image font varier la quantité de lumière transmise. De plus, la quantité de

0 lumière varie en fonction de la tension appliquée aux élec-

trodes de signal. Le problème qui en résulte est qu'un scintillement apparaît sur la totalité de l'image et donne une image qui est extrêmement malaisée à voir pour un

observateur et qui fatigue les yeux.

Les figures 5A à 5F sont des vues montrant la variation de diverses caractéristiques d'une cellule

à cristal liquide et d'une source de lumière avec le temps.

Plus particulièrement, la figure 5A montre la forme d'onde d'une tension de commande appliquée à une cellule ou à un élément d'image d'un panneau à cristaux liquides; la figure B montre la caractéristique de transmission de lumière de

la cellule lorsque la tensionde la figure 5A est appli-

quée; la figure 5C montre la caractéristique de quantité

de lumière d'une source de lumière qui n'est pas en synchro-

nisme avec la forme d'onde de tension de la figure 5A;

- 10 -

la figure 5D montre la caractéristique de quantité de lumiè-

re transmise à cet instant à travers la cellule; la figure E montre la caractéristique de quantité de lumière d'une source d'éclairage de fond qui est en synchronisme avec la forme d'onde de la tension de commande de la figure 5A;

et la figure 5F montre la variation de la quantité de lumiè-

re transmise à travers la cellule à cet instant.

Par exemple, lorsqu'un affichage est effectué à l'aide d'une impulsion de commande telle que montrée sur

la figure 5A, appliquée à une cellule à cristal liquide pré-

sentant une caractéristique de transmission de lumière mon-

trée sur la figure 5B, en association avec un éclairage de fond par une quantité de lumière uniforme, une quantité de lumière dépassant le niveau clair dans l'état de mémoire est transmise et provoque un scintillement de l'image. En outre, lorsqu'une source de lumière ayant une périodicité de la quantité de lumière telle que montrée sur la figure 5C

(par exemple une lampe à fluorescence, une lampe à incandes-

cence, etc. est utilisée et que l'opération marche-arrêt

d'un dispositif à cristaux liquides est effectuée indépendam-

ment de la périodicité de la source de lumière, la quantité de lumière instantanée,transmise à travers la cellule CL, dépasse un niveau moyen To pour atteindre une quantité de lumière anormale T1, de sorte qu'il apparaît un scintillement de l'image similaire à celui de l'exemple précédent. De tels phénomènes ont provoqué une diminution notable de la qualité

de l'affichage.

Par contre, dans une forme de réalisation de l'invention, comme montré sur la figure 5E, l'instant auquel une source de lumière augmente sa quantité de lumière est amené à coïncider avec l'instant auquel le pouvoir de transmission d'une cellule CL augmente instantanément comme

montré sur la figure 5C, de sorte que l'accroissement ins-

tantané de la quantité de lumière peut être empêché, comme montré sur la figure 5E, ce qui évite le scintillement de

- 11 -

l'image au moment de l'écriture. Dans ce cas, si la quantité de lumière varie périodiquement comme montré sur la igure C, on peut empêcher suffisamment le scintillement de l'ima- ge, même si la quantité de lumière ne diminue pas jusqu'au voisinage de 0. Par exemple, une diminution d'environ 50 %

peut être suffisante.

Une forme de réalisation de l'invention sera

à présent expliquée en référence aux figures 6 à 8. La figu-

re 6 représente schématiquement un appareil agencé confor-

mément à l'invention. En référence à la figure 6, un éclai-

rage de fond 61, composé d'une lampe à fluorescence qui est raccordée à un circuit 62 de commutation EN-HORS, est disposé en arrière d'un panneau 60 à matrice possédant 1 x n élémentsd'image. En outre, il est prévu un circuit 63 de commande à partir duquel des signaux de commande sont appliqués à des lignes Si - Sn de signaux de balayage et à des lignes G1 Gn de signaux d'information, ainsi que des signaux correspondant à des lignes de signaux 1 et la du

circuit 62 de commutation.

La figure 8 montre les formes d'ondes des signaux appliquées aux lignes S1 - Sn de signaux de balayage et à la ligne G1 de signaux d'information montrés sur la figure 6, ainsi

que les quantités de lumière caractéristiques I1 et I2.

Les impulsions appliquées à la ligne G1 de signaux d'infor-

mation sont celles utilisées dans un exemple du mode effa-

cement-écriture de toute l'image.

Lorsque les impulsions telles que montrées sur la figure 8 sont appliquées aux lignes S1 - Sn de signaux -de balayage et à la ligne

G1 de signaux d'information, la source de lumière est arrê-

tée à l'instant d'application du premier signal S1 de bala-

yage de ligne et est mise en marche après l'achèvement d'une période prédéterminée {comme montré en Il) pour effc-tuer un affichage. Dans ce cas, si l'on suppose qu'une période

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de 4 m.secondes est nécessaire pour l'écriture d'une ligne, une période de 4 x n m.secondes est nécessaire pour le balayage de n lignes. En conséquence, même lorsqu'un panneau de 100 lignes est utilisé pour l'affichage, on évite le scintillement pendant l'écriture si la lumière est maintenue

arrêtée pendant 400 m.secondes.

En outre, si on utilise une source de lumière présentant une courbe caractéristique marche-arrêt raide et rapide vis-à-vis de la quantité de lumière, une bonne caractéristique d'affichage peut être obtenue par mise en marche et arrêt pendant l'écriture de chacune de m lignes

(m > 1).

La figure 7 est un schéma simplifié d'un cir-

cuit de commande utilisé dans cette forme de réalisation.

Le circuit représenté sur la figure 7 comprend un éclairage de fond 71, un circuit 72 de détection de passage par zéro,

un circuit de bascule 73, un circuit 74 de signaux de balaya-

ge, un circuit 75 de signaux d'information, un panneau CL 76 et une source d'alimentation 77. En référence à la figure 7, l'éclairage de fond 71 est alimenté par la source 77

de façon à faire varier périodiquement la quantité de lu-

mière. Les signaux de la source électrique sont transformés

en impulsions de déclenchement par le circuit 72 de détec-

tion de passage par zéro, puis en impulsions d'horloge par la bascule 73 afin d'être utilisés pour une commande en tant que signaux de balayage et signaux d'information pour

le panneau à cristaux liquides. De cette manière, par exem-

ple, on peut obtenir un fonctionnement illustré par la

combinaison des figures 5A, 5E, 5F.

La description précédente montre simplement un

exemple d'agencement de circuit. Il est possible de trai-

ter les impulsions de déclenchement après la détection.de

passage par zéro au moyen d'un circuit logique, sans trans-

former ces impulsions en impulsions d'horloge. En outre, dans le cas o une lampe à fluorescence, par exemple, est

- 13 -

utilisée comme source de lumière, il est connu que sa carac-

téristique de quantité de lumière ne correspond pas à la

forme d'onde de la tension de la source d'alimentation.

Dans ce cas, une action appropriée sur le temps peut être effectuée au moyen d'un circuit afin de parvenir à un fonc-

tionnement optimal.

Dans une autre forme de réalisation de l'invention, un appareil d'affichage à cristaux liquides du type à transmission, comprenant un panneau à cristaux liquides formé d'un agencement d'électrodes en matrice et une source d'éclairage dont la quantité de lumière varie périodiquement, est commandé par l'écriture d'un état

"sombre" ou "clair" d'éléments d'image d'une ligne de balaya-

ge choisie, avant une période pendant laquelle la quantité

de lumière de la source d'éclairage est minimale. En consé-

quence, le scintillement dû à une surmodulation transitoire

d'éléments d'image choisis peut être rendu indécelable.

Cette forme de réalisation sera décrite en

référence aux figures 9 à 11.

La figure 10 représente schématiquement un dispositif 101 à cristaux liquides possédant un agencement d'électrodes en matrice dans lequel un cristal liquide ferro-électrique (non représenté) est intercalé entre deux groupes d'électrodes formant respectivement des lignes S1 - S5 de signaux de balayage destinés à l'application séquentielle d'un signal de sélection de balayage et des

lignes I1 - I5 de signaux d'information destinés à l'appli-

cation de signaux d'information. Une zone hachurée A dési-

gne un élément d'image dans un état "sombre", et une zone

blanche C désigne un élément d'image dans un état "clair".

La figure 9 est un diagramme des temps mon-

trant des formes d'onde de la tension pour la commande du dispositif à cristaux liquides mentionné ci-dessus. Sur

cette figure, la courbe T indique un changement de la quan-

tité de lumière d'une source d'éclairage qui est une lampe

- 14 -

* à fluorescence faisant varier la quantité de lumière à une fréquence d'environ 100 Hz. La fréquence peut être choisie

à une valeur quelconque pourvu que la variation de la quan-

tité de lumière ne puisse pas être perçue par l'oeil humain par suite d'un effet de persistance. En outre, les courbes Sl - S3 et Il - 12 de la figure 9 montrent respectivement un exemple de forme d'onde de tension appliquée aux lignes de signaux de balayage correspondantes et aux lignes de signaux d'information correspondantes de la figure 10, et les courbes A et C montrent des tensions appliquées aux éléments d'image correspondants de la figure 10. Ainsi, si les éléments d'image sont agencés de façon à prendre un état "sombre" à une tension négative et un état "clair" à une tension positive, on obtient les états d'affichage tels que

représentés dans une zone 102.

Cette forme de réalisation adopte un mode de commande dans lequel les éléments d'image situés sur une ligne de balayage choisie sont amenés une fois dans un état "clair", puis un signal de sélection de "sombre" ou de "clair" est applique. En référence à la figure 9, le signal appliqué à une ligne de signal de balayage comprend

deux impulsions d'une hauteur d'onde de 3V0 et - 2V0.

Lorsqu'une impulsion de 3VU est appliquée à une ligne de signal de balayage et qu'une ligne de signal d'information est placée à O V,l'élément d'image correspondant prend un état "clair" quel que soit son état précédent. Ensuite, lorsqu'une impulsion de -2V0 est appliquée à la ligne du signal de balayage, un signal d'information comprenant deux impulsions d'une hauteur d'onde de V0 et -V0 est appliqué à des lignes de signaux d'information. La sélection de

l'état "sombre" ou "clair" est établie par la première im-

pulsion du signal d'information qui comprend les deux im-

pulsions, et la seconde impulsion est appliquée pour empê-

cher tout phénomène de diaphonie pouvant apparaître lors-

qu'un même signal d'information est appliqué en continu.

- 15 -

par exemple, en ce qui concerne l'élément d'image A, la différence de tension entre les deux électrodes devient -3V0 (= -2V0 - Vo) afin d'amener l'élément d'image à l'état

"sombre" avant l'instant T1. Par ailleurs, en ce qui con-

cerne l'élément d'image C, la différence de tension devient -V0 (= -2V0 (-Vo0)). afin de retenir un état "clair". Les durées des impulsions du signal de balayage et du signal d'information sont les mêmes (To), et le niveau de tension V0 est étalé de façon à satisfaire l'inégalité suivante par rapport au Vth de seuil du cristal liquide pour une impulsion de durée To: V0 < Vth < 3V0O ou

-V0 < -Vth < -3V0o-

Dans cette forme de réalisation de l'invention telle que montrée sur la figure 9, la synchronisation du signal de balayage est ajustée de façon que sa première impulsion soit appliquée avant que la quantité de lumière de l'éclairage de fond arrive à un minimum. Dans ce cas, la synchronisation du signal d'information est choisie de façon que le milieu du temps (T1, T2,...) compris entre deux impulsions coincide avec l'instant auquel la quantité

de lumière T de la source de lumière atteint le minimum.

La figure 11 représente schématiquement l'agencement d'un appareil d'affichage à cristaux liquides pour la mise en oeuvre de cette forme de réalisation de l'invention. Pour synchroniser un signal de balayage avec

la variation de quantité de lumière d'une source d'éclai-

rage 112, les impulsions d'horloge provenant d'une source d'alimentation 113 pour la source d'éclairage 112 sont appliquées à un générateur 114 d'impulsions d'horloge à

partir duquel des impulsions d'horloge, synchronisées con-

formément à la synchronisation prescrite, sont transmises à un circuit 115 de commande du cristal liquide afin de

commander un panneau 101 à cristaux liquides pris en sand-

wich entre des polariseurs 116 agencés en nicols croisés

- 16 -

et éclairés par la source 112.

Conformément à la forme de réalisation décrite ci-dessus, en plus de l'effet d'empêchement du scintillement d'éléments d'image choisis à l'instant d'écriture dans un dispositif à cristaux liquides, on obtient les effets indiqués ci-après. Comme décrit précédemment, dans une cellule à cristaux liquides ferro-électriaues stabilisée en surface caractérisée comme étant bistable, aucune commutation entre les états stables n'est effectuée sous l'effet d'un champ électrique inférieur au seuil, de sorte que les molécules

du cristal liquide restent dans les états stables initiaux.

Cependant, ceci ne signifie pas que les molécules du cristal

liquide ne réagissent jamais à un champ électrique E infé-

rieur au seuil. En d'autres termes, les molécules du cristal liquide ne passent pas compl tement d'un état stable à l'autre, mais elles réagissent notablement autour du point d'équilibre pour un état stable, ce qui peut être décelé optiquement comme une variation temporaire de la quantité

de lumière transmise. Ce phénomène pose un problème en par-

ticulier lorsqu'une écriture a été effectuée par unbalaya-

ge séquentiel de lignes avec une cellule à cristaux liquides

ferrO-électriques stabilisée en surface possédant un agence-

ment matriciel comprenant des lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux d'information. Par conséquent, lorsque la commande d'une matrice est effectuée conformément au balayage séquentiel de lignes, un signal d'information est appliqué, même à des éléments d'image de lignes de balayage non choisies, de sorte que les molécules du cristal liquide réagissent pour tous les éléments d'image présents sur les lignes de signaux d'information auxquelles un signal

d'information est appliqué. Etant donné que le signal d'in-

formation est évidemment établi de façon à être inférieur au seuil, les molécules du cristal liquide ne changent pas leur état d'orientation, mais réagissent à des tensions,

- 17 -

ce qui provoque un scintillement visible de l'image. Ce scintillement pose un problème, car il s'étend à la totalité de l'image même en cas de réécriture partielle de cette image, c'est-à-dire lorsque seulement une partie des lignes de balayage est commandée. Par contre, conformément à l'in- vention, tous les signaux sont appliqués aux environs des instants auxquels la quantité de lumière de l'éclairage de fond passe par un minimum, de sorte que le scintillement apparaissant aux éléments d'image non choisis peut être

supprimé.

Conformément à une autre forme de réalisation de l'invention, il est prévu un appareil d'affichage à cristaux liquides comprenant un panneau à cristaux liquides

ferro-électriques du type à transmission, équipé d'un éclai-

rage de fond, un circuit de commande du panneau, et un cir-

cuit de commande d'affichage, appareil dans lequel l'éclai-

rage de fond est mis en marche et arrêté à une fréquence

élevée, et une ligne de balayage est excitée non pas immé-

diatement après l'assurance d'une instruction de réécriture d'affichage à partir du circuit de commande d'affichage,

mais après avoir attendu l'arrêt de l'éclairage de fond.

Dans cette forme de réalisation, il est souhaitable que la fréquence des éclairs lumineux de l'éclairage de fond soit

de 100 Hz ou plus.

Etant donné que le balayage commence lorsque l'éclairage de fond est coupé, la variation instantanée de quantité de lumière transmise aux éléments d'image, sur lesquels une écriture est effectuée par l'application d'une

tension supérieure à un seuil, bien sûr, ainsi qu'aux élé-

ments d'image auxquels une tension inférieure au seuil est

appliquée, n'est pas décelable.

La figure 12 représente schématiquement un agencement d'un appareil d'affichage à cristaux liquides selon l'invention. En référence à la figure 12, lorsqu'une instruction d'écriture est appliquée par un dispositif

- 18 -

extérieur 128 d'entrée, une unité 124 de commande d'affi-

chage délivre un signal d'état d'écriture à une borne B. Par ailleurs, une borne A d'une unité 123 de commande

d'éclairage de fond délivre un signal d'éclairage intermit-

tent indiquant l'allumage et l'extinction d'un éclairage de

fond 122 destiné à éclairer un panneau 121 à cristaux liqui-

des. Ces deux signaux sont appliqués à un circuit de porte 129 duquel des signaux NON-ET sont appliqués au registre à décalage d'une unité 126 de commande côté balayage, en tant qu'impulsions d'horloge de décalage, ainsi qu'à une

borne C de l'unité 124 de commande d'affichage et à une uni-

té 127 de commande côté signal en tant qu'impulsions de bascule. A l'unité 124 de commande d'affichage, les flancs montants des signaux d'entrée de la borne C sont comptés

jusqu'à ce qu'ils atteignent un nombre prédéterminé de li-

gnes de balayage, et alors la sortie de la borne B est amenée dans un état de non-écriture. En outre, parallèlement

à ces opérations, l'unité 124 de commande d'affichage effec-

tue une opération de transfert de données d'un dispositif 125 de mémoire vidéo vers le registre à décalage de l'unité

127 de commande côté signal.

La figure 13 est un diagramme des temps mon-

trant les signaux utilisés pour l'exécution des opérations

ci-dessus. Sur la figure 13, la courbe L indique la lumi-

nance de l'éclairage de fond 122; la courbe A indique un signal d'éclairage intermittent émis par la borne A de l'unité 123 de commande d'éclairage de fond; la courbe B représente un signal d'état d'écriture émis par la borne B de l'unité 124 de commande d'affichage; et la courbe C représente un signal de sortie du circuit de porte 129, lequel signal est le résultat d'une opération NON-ET sur les signaux A et B. La borne C de l'unité de commande d'affichage et la bascule de l'unité 127 de' commande côté

signal sont toutes deux déclenchées par les flancs descen-

dants des signaux C, de sorte que, même si un signal d'état

- 19 -

d'écriture est appliqué en tant qu'entrée extérieure au temps T1, le balayage commence au temps T2. De cette manière, le temps auquel commence le balayage est retardé de façon à être synchronisé avec l'extinction de la source d'éclairage de fond, afin que cette source puisse être

maintenue éteinte. En conséquence, la variation du coeffi-

cient de transmission de la cellule à cristal liquide sous

l'effet de la tension appliquée n'aboutit pas à un scintil-

lement de l'image, ce qui permet d'obtenir l'affichage

d'une image aisée à observer.

La fréquence de clignotement de l'éclairage de fond est avantageusement d'au moins 100 Hz, car une

trop basse fréquence provoque un scintillement de la lu-

mière décelable à l'oeil nu. En conséquence, si le taux de travail de l'éclairage intermittent est établi à 50 %, la période d'extinction durant un cycle devient égale à 5

m.secondes ou moins, mais il subsiste une possibilité suf-

fisante pour achever le balayage dans cette période, car

la vitesse de réaction d'un cristal liquide ferro-êlectri-

que est très grande.

La figure 14 représente schématiquement un

exemple d'une cellule 141 comportant un agencement d'élec-

trodes en matrice dans lequel un cristal liquide ferro-

électrique (non représenté) est intercalé entre deux grou-

pes d'électrodes opposés entre eux. Les références numéri-

ques 142 et 143 désignent respectivement un groupe d'élec-

trodes de balayage et un groupe d'électrodes de signal. Les figures 15A et 15B montrent respectivement des signaux électriques appliqués à une électrode de balayage choisie 142 (s) et des signaux électriques appliqués aux autres

électrodes de balayage (électrodes de balayage non choi-

sies) 142 (n). Par ailleurs, les figures 15C et 15D mon-

trent des signaux électriques appliqués à l'électrode de

signal choisie 143 (s) et des signaux électriques appli-

qués aux électrodes de signal non choisies 143 (n,. res-

- 20 -

pectivement. Sur les figures 15A à 15D, les abscisses et

les ordonnéoe représentent le temps et la tension, respec-

tivement. Par exemple, lors de l'affichage d'une image cinématographique, les électrodes 142 du groupe d'électrodes de balayage sont choisies séquentiellement et périodiquement. Si une tension de seuil destinée à donner un premier état stable du cristal liquide bistable est désignée Vthl et une tension de seuil destinée à donner un second état stable est désignée -Vth2, respectivement, un signal électrique appliqué à l'électrode de balayage choisie 142(s) présente une tension alternative de valeurs V à une phase (temps} tl

et -V à une phase (temps) t2,comme montré sur la figure 15A.

Par ailleurs, les autres électrodes de balayage 142(n) sont à la masse comme montré sur la figure 15B. En conséquence, les signaux électriques qui leur sont appliqués ont zéro volt. En outre, un signal électrique appliqué aux électrodes

de signal choisies 143(s) présentent la valeur V comme indi-

qué sur la figure 15C, tandis qu'un signal électrique appli-

qué aux électrodes de signal non choisies 143(n) ont la valeur -V comme indiqué sur la figure 15D. Dans ce cas, la tension V est établie à une valeur souhaitée qui satisfait V < Vth1 < 2V et - 2V < -Vth2 < -V Les formes d'onde des tensions appliquées aux éléments d'image respectifs A, B, C et D montrés sur la figure 14, lorsque de tels signaux électriques sont donnés, sontmontrées respectivement sur les figures 16A, 16B, 16C et 16D. Ainsi, comme on peut le voir sur la figure 16A, une première tension

de signal de 2V au-dessus du niveau de seuil Vthl est appli-

quée aux éléments d'image A de la ligne de balayage choisie à une phase t2. En outre, une seconde tension de signal de -2V dépassant le niveau de seuil -Vth2 est appliquée aux éléments d'image B de la même ligne de balayage à une phase tl. En conséquence, suivant qu'une électrode de signal est

choisie ou non sur une ligne choisie d'électrodes de balaya-

ge, l'orientation des molécules du cristal liquide change.

- 21 -

Par conséquent, lorsqu'une certaine électrode de signal est choisie, les molécules du cristal liquide sont orientées dans le premier état stable, tandis que, lorsque l'électrode n'est pas choisie, les molécules sont orientées dans le second état stable. Dans tous les cas, l'orientation des molécules du cristal liquide est sans relation avec les états

précédents de chaque élément d'image.

Par ailleurs, comme montré sur les figures 16C et 16D, une tension appliquée à tous les éléments d'image des lignes de balayage non choisies prend la valeur +V ou -V, chacune de ces valeurs ne dépassant pas le niveau de seuil. En conséquence, les molécules du cristal liquide des

éléments d'image respectifs situés sur les lignes de balaya-

ge non choisies sont placées dans les orientations corres-

pondant aux états de signaux produits au moment de leur

dernier balayage, sans changement d'orientation.

comme indiqué précédemment, dans cette forme de réalisation de l'invention, l'éclairage de fond est appliqué et arrêté à une fréquence constante et le circuit de commande est activé afin de commander le panneau après

que le circuit de commande d'affichage a émis une instruc-

tion d'écriture et après un temps d'attente pendant lequel l'éclairage de fond prend un état éteint, ce qui évite tout scintillement de l'image dû à une variation du coefficient de transmission durant la commande du panneau à cristaux liquides afin d'obtenir un appareil d'affichage donnant une

image aisée à voir.

Dans une autre forme de réalisation de l'in-

vention, il est prévu un procédé de commande dans lequel les impulsions sont appliquées à plusieurs lignes de signaux de balayage en une période au cours de laquelle un éclairage de fond est éteint ou après que la quantité de lumière de

l'éclairage de fond s'est atténuée d'une proportion prédéter-

minée à partir de son maximum, c'est-à-dire dans une période relativement sombre, et aucune impulsion n'est appliquée

- 22 -

lorsque l'éclairage de fond est excité ou pendant une pério-

de relativement claire.

Dans la présente invention, pendant que les

impulsions sont appliquées aux lignes de signaux de balaya-

ge pour sélectionner des éléments d'image dans une période au cours de laquelle l'éclairage de fond est éteint ou

dans une période relativement sombre, avant ou après la pé-

riode d'extinction, le scintillement des éléments d'image non choisis devient indécelable. En outre, dans ce cas, des impulsions sont appliquées à plusieurs lignes de signaux de balayage afin que le temps total demandé pour la sélection

d'éléments d'image sur une image complète soit plus court.

La figure 17 représente schématiquement la

structure fondamentale d'un appareil d'affichage selon l'in-

vention. Plus particulièrement, la figure 17 montre l'agen-

cement d'un appareil 1711 d'affichage à cristaux liquides ferroélectriques d'un type à transmission. L'appareil 1711 d'affichage comprend un panneau 1701 à cristaux liquides qui, lui-même, comprend des substrats de verre 1705 et 1706 pourvus d'électrodes de balayage 1702 et d'électrodes

d'affichage 1703, respectivement, sous la forme de bandes.

Les électrodes de balayage 1702 et les électrodes d'afficha-

ge 1703 sont disposées de façon à se croiser perpendiculai-

rement les unes aux autres et à encadrer une couche de cris-

tal liquide ferro-électrique 1703. En ce qui concerne le

panneau 1701 à cristaux liquides, comme montré schématique-

ment, il comporte des lignes de signaux de balayage 1702 (1702a,...) et des lignes de signaux d'affichage 1704 (1704a,...). L'appareil d'affichage comprend en outre un circuit 1707 de commande d'électrodes, un éclairage de fond 1700, un circuit 1709 de commande de l'éclairage de fond

1700, et une horloge 1708 destinée à synchroniser les si-

gnaux respectifs de commande du circuit 1707 de commande d'électrodes et du circuit 1709 de commande d'éclairage de fond. Comme décrit précédemment, dans cette forme de

- 23 -

réalisation, la synchronisation des électrodes est effectuée de façon que les électrodes soient commandées pendant la période d'extinction ou pendant une période relativement sombre de l'éclairage de fond 1700. L'appareil à cristaux liquides reçoit des signaux d'image 1712 de l'extérieur. La figure 18 est une vue en plan montrant l'agencement des électrodes du panneau 1701 à cristaux liquides. Sur la figure 18, Y1 - Yn désigne des électrodes de balayage et Xl - Xm désigne des électrodes d'affichage qui produisent

m x n éléments d'image.

Le procédé de commande de cette forme de

réalisation est expliqué en référence aux figures 19A à 19C.

Ces figures montrent ensemble la relation entre le cligno-

tement d'un éclairage de fond (lampe à fluorescence) et un signal de balayage. Sur les figures, l'indication "HORS" indique une période pendant laquelle l'éclairage de fond 1700 est éteint ou la quantité de lumière est atténuée ou inférieure à un niveau prédéterminé situé au- dessous du niveau maximal de lumimnce, par exemple au-dessous de 50 %, avantageusement au-dessous de 30 %, de la quantité maximale de lumière pendant la variation de la quantité de lumière de l'éclairage de fond, tandis que l'indication "EN" désigne une période pendant laquelle l'éclairage de fond est excité ou la quantité de lumière est augmentée jusqu'à ou au-dessus

d'un niveau prédéterminé, par exemple 50 % ou plus, avanta-

geusement 70 % ou plus, de la quantité maximale de lumière

pendant la variation de la quantité de lumière de l'éclai-

rage de fond. La figure 19A montre la variation de quantité

de lumière pendant le clignotement d'une lampe à fluores-

cence normale, et plus particulièrement la variation de l'intensité lumineuse (ordonnée) en fonction du temps écoulé (abscisse). La figure 19A montre que l'intensité lumineuse de l'éclairage de fond est affaiblie lorsque la tension alternative appliquée au circuit 1709 de commande de l'éclairage de fond passe par le niveau de poten'iel

- 24 -

zéro. La forme d'onde peut varier dans une certaine mesure

suivant le type de la commande 1709 de l'éclairage de fond.

Par contre, la figure 19B montre une forme d'onde obtenue

par commande du clignotement à l'aide des impulsions d'hor-

loge ou de l'horloge mentionnée précédemment. En outre, la figure 19C est un diagramme des temps montrant la présence MYou l'absence (N) d'un signal de balayage. Ainsi qu'il ressort de cette figure, cette forme de réalisation est caractérisée par le fait que plusieurs signaux de balayage sont appliqués pendant la période "HORS" de l'éclairage de fond 1700 et, dans cet exemple particulier, deux signaux de

balayage sont émis.

Une forme de réalisation particulière de la commande sera décrite en référence à la figure 20 qui est un diagramme des temps montrant les formes d'ondes de tension appliquées pour la commande du panneau à cristaux liquides

représenté sur la figure 18. Le diagramme des temps corres-

pond à une caractéristique d'un cristal liquide ferro-élec-

trique. Plus particulièrement, lorsqu'on utilise un cristal

liquide ferro-électrique, l'état clair ou sombre d'un élé-

ment d'imageaffichée est choisi selon la direction d'un champ élec-

trique qui lui est applique, et l'état choisi résultant est maintenu même après la suppression du champ électrique,

c'est-à-dire qu'il existe une caractéristique de mémoire.

C'est la raison pour laquelle, dans un exemple de commande montré sur la figure 20, avant la sélection d'un état "clair" ou. sombre" d'une rangée d'éléments d'image, une tension ou

un champ électrique de (3Vo-O)/d est appliquée dans la di-

rection Y - X par positionnement d'une électrode de balayage à un potentiel de 3V0 et d'une électrode d'affichage à un potentiel de O pour amener uniformément la totalité des éléments d'image de la rangée à l'état "clair", d désignant

la différence entre les électrodes.

Après qu'une rangée d'éléments d'image a été amenée à l'état "clair" conformément à l'opération

- 25 -

ci-dessus, le potentiel de l'électrode de balayage est modi-

fié de 3V0 à -2V0, tandis que le potentiel d'une électrode d'affichage opposéeest commandé pour prendre l'un de deux états, à savoir l'état "sombre" ("1" sur la figure 20) et l'état "clair" ("O" sur la figure 20). En conséquence, lorsque l'état "sombre (1)" est choisi par établissement d'une électrode d'affichage à un potentiel de +V0, un champ électrique de (-2V0-Vo)/d est appliqué dans la direction Y - X. Dans ce cas, le champ électrique est opposé à celui utilisé dans l'opération précédente pour la sélection d'un état "clair", de sorte que l'élément d'image est inversé pour passer à l'état "sombre". Par ailleurs, lorsqu'un état "clair (0)" est choisi par application, à une électrode d'affichage, d'un potentiel de -Vo, un champ électrique de L-20-(-V0)J/d = -Vo/d (inférieur au seuil) est appliqué,

de sorte que l'état "clair" choisi dans l'opération précé-

dente est maintenu tel quel.

Par ailleurs, l'impulsion "C" de la figure 20 est une impulsion destinée à empêcher toute diaphonie et possédant une polarité opposée à celle de l'impulsion "1" ou "O" la précédant, afin de compenser la

polarisation du champ électrique.

Dans l'exemple expliqué ci-dessus, deux lignes de balayage sont choisies dans la période "HORS" de l'éclairage de fond, mais on peut choisir davantage de lignes de balayage pour raccourcir encore le temps demandé

pour la sélection de tous les éléments d'image sur une image.

Comme décrit précédemment, dans cette forme de réalisation de l'invention, des impulsions sont appliquées à plusieurs lignes de balayage pendant la période

"HORS" ou pendant une période relativement sombre de l'éclai-

rage de fond et aucune impulsion n'est appliquée pendant la période "EN" ou pendant une période relativement claire de

l'éclairage de fond, de sorte que le scintillement de l'ima-

ge affichée est synchronisé avec le clignotement de l'éclai-

- 26 -

rage de fond, ce qui permet d'obtenir une image aisée à observer et, de plus, ce qui permet de mener à bien la sélection des éléments de la totalité de l'image en un temps court. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, il est proposé un appareil à cristaux liquides comprenant une valve à lumière à cristaux liquides, un illuminant, des moyens destinés à régler la quantité de lumière émise par l'illuminant et des moyens destinés à détecter des données concernant une variation de la quantité de lumière de l'illuminant et à émettre les données sous la forme d'un signal électrique transmis à l'extérieur. Plus

particulièrement, une tension d'alimentation est partielle-

ment divisée en un signal électrique correspondant à la

variation de la quantité de lumière de l'illuminant. En ou-

tre, dans cette forme de réalisation, la valve à lumière à cristaux liquides peut être avantageusement composée d'un

dispositif à cristaux liquides ferro-électriques.

conformément à cette forme de réalisation, la variation de la quantité de lumière d'un illuminant est elle-même contrôlée et un signal de déclenchement est émis

sur la base d'un signal électrique correspondant à la varia-

tion de la quantité de lumière, afin que le temps de comman-

de de l'illuminant et le temps de commande de la valve à

lumière puissent être mis en corrélation précise.

La figure 21 est un schéma du circuit de l'appareil d'éclairage utilisé. En référence à la figure 21,

l'appareil d'illumination ou d'éclairage comprend un cir-

cuit 211 d'alimentation en énergie de l'illuminant et un illuminant 215. Le circuit d'alimentation comprend une unité 214 de réglage de l'illuminant destinée à régler la quantité

de lumière émise par l'illuminant 215, et des moyens desti-

nés à détecter des données concernant la variation de la quantité de lumière et à transmettre les données sous forme d'un signal électrique vers l'extérieur, ce signal étant

- 27 -

notamment transmis à un circuit 212 diviseur de tension

et à un circuit détecteur 213.

Le circuit réalisé comme décrit ci-dessus est concu pour contrôler la tension d'alimentation et pour dériver indirectement une variation de la quantité de lu- mière et il convient particulièrement lorsqu'une lampe à

fluorescence est utilisée comme source de lumière. Un exem-

ple de réalisation du circuit détecteur 213 faisant partie du circuit 211 d'alimentation en énergie de l'illuminant est montré sur la figure 22. Le circuit détecteur représenté sur la figure 22 est un circuit redresseur double-alternance comprenant un transformateur 221, des diodes 222, 223, des résistances 224, 225 et 226 et un transistor 227. Le circuit détecteur peut, en variante, comprendre un circuit écrêteur

ou un circuit de déclenchement de Schmidt.

Le fonctionnement de l'appareil sera à présent expliqué en référence à la figure 21. Comme montré

sur la figure 21, lorsqu'une tension alternative est appli-

quée à la borne 216 d'entrée d'alimentation du circuit divi-

seur de tension 212, une partie de la tension appliquée à l'unité 214 de commande de l'illuminant est divisée par le diviseur 212 et transmise au circuit détecteur 213. Dans le

circuit détecteur 213 tel que le circuit redresseur double-

alternance indiqué ci-dessus, la tension divisée est trans-

formée en une tension de signal sous la forme d'impulsions d'horloge devant être émises à partir de la borne 217 de sortie des impulsions d'horloge. Par ailleurs, au lieu de la conception décrite ci-dessus, il est possible d'adopter une conception telle qu'un circuit extérieur 218 de commande

puisse être prévu pour le circuit 211 d'alimentation d'illu-

mination afin de produire des signaux destinés à régler la fréquence, la tension, le courant, etc. La figure 23 représente l'agencement d'ensemble d'un appareil à cristaux liquides. En uti isant un appareil d'illumination tel que montré sur la figure 21

- 28 -

et en mettant en corrélation les temps de marche et d'arrêt ou temps EN-HORS de l'illuminant et la synchronisation de

l'application des signaux de balayage à l'aide d'un agence-

ment tel que montré sur la figure 23, on peut procéder à une écriture pendant la période "sombre" de l'illuminant. Cette opération est expliquée en référence à la figure 23. Sur la figure 23, le bloc 231 désigne une unité de circuit de synchronisation destinée à transmettre des signaux de synchronisation à une unité 232 de commande côté balayage et une unité 233 de commande côté signal, qui

fournissent des signaux respectifs à un panneau 234 à cris-

taux liquides ferro-électriques. En arrière du panneau est disposé un illuminant 215 qui est identique à celui montré

sur la figure 22. Sur la figure 23, le circuit 211 de comman-

de de l'illuminant n'est pas représenté.

Tout d'abord, des impulsions d'horloge du signal de balayage sont appliquées au compteur de l'unité du circuit de synchronisation, et le nombre d'impulsions d'horloge appliquées est totalisé par ce compteur pendant

une période au cours de laquelle l'illuminant est excité.

Puis un premier signal de charge est appliqué pour position-

* ner un décompteur afin d'émettre un signal de sortie pendant la période au cours de laquelle l'illuminant est éteint et

le décalage d'un pas du registre à décalage côté balayage.

Cette opération est répétée pour l'écriture d'éléments d'image à des périodes pendant lesquelles l'illuminant est

éteint ou est dans un état relativement sombre.

Par ailleurs, l'unité de circuit de syn-

chronisation 231 contient un circuit ET 235 en tant que circuit de porte destiné à arrêter les impulsions d'horloge

de l'illuminant lorsqu'aucune donnée n'est fournie au décomp-

teur. Le décompteur est rechargé par un signal de report qui lui est destiné, puis le compteur est mis à zéro. Cette période est établie de façon à être suffisamment plus courte que l'impulsion d'horloge du signal de balayage. En outre,

- 29 -

l'unité 231 de synchronisation peut être intégrée à l'appa-

reil d'illumination ou peut en être séparée ou encore fixée

au côté du panneau.

Comme décrit précédemment, conformément à l'invention, la variation de la quantité de lumière de

l'illuminant ou de la source de lumière elle-même est contrô-

lée et est transmise à l'extérieur afin que la synchronisa-

tion de l'illuminant et la synchronisation de la valve à lumière à cristaux liquides puissent être établies à une corrélation optimale pour que la qualité de l'affichage

puisse être améliorée.

De très nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir

du cadre de l'invention.

- 30 -

Claims (28)

REVENDICATIONS

1. Appareil à cristaux liquides,caractérisé en ce qu'il comporte un panneau (60) à cristaux liquides comprenant plusieurs lignes de balayage et plusieurs éléments d'image disposés le long de chacune des lignes de balayage,

et comprenant un cristal liquide ferro-électrique, un éclai-

rage de fond (61) disposé en arrière du panneau afin d'illu-

miner celui-ci, l'éclairage de fond modifiant la quantité de lumière qu'il émet avec le temps, et des moyens (63) destinés à synchroniser le niveau bas de la quantité de lumière de

l'éclairage de fond sur un instant auquel un signal d'écri-

ture est appliqué à des éléments d'image situés sur au moins

une ligne de balayage.

2. Appareil à cristaux liquides selon la reven-

dication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens assument une fonction consistant à synchroniser le niveau bas de la

quantité de lumière de l'éclairage de fond sur chaque ins-

tant auquel un signal d'écriture est appliqué à des éléments

d'image situés sur une ligne de balayage.

3. Appareil à cristaux liquides selon la reven-

dication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens assument une fonction consistant à synchroniser le niveau bas de la

quantité de lumière de l'éclairage de fond sur chaque ins-

tant auquel une écriture porte sur des éléments d'image si-

tués sur un nombre prédéterminé de lignes de balayage.

4. Appareil à cristaux liquides selon la reven-

dication 3, caractérisé en ce que chaque instant possède une

période égale à une période de trame.

5. Appareil à cristaux liquides selon la reven-

dication 1, caractérisé en ce que l'éclairage de fond est

constitué par une lampe à fluorescence.

6. Appareil à cristaux liquides selon la reven-

dication 1, caractérisé en ce que le cristal liquide ferro-

électrique est un cristal liquide smectique chiral.

- 31 -

7. Appareil à cristaux liquides selon la reven-

dication 6, caractérisé en ce que le cristal liquide smecti-

que chiral est formé à une épaisseur assez faible pour per-

dre la structure en spirale.

8. Appareil à cristaux liquides,caractérisé en

ce qu'il comporte un panneau (60) à cristaux liquides com-

prenant un agencement d'électrodes en matrice comportant des lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux

d'information définissant des éléments d'image, et un cris-

tal liquide interposé entre les lignes de signaux de balaya-

ge et les lignes de signaux d'information, une source

(61) d'illumination faisant varier périodiquement la quan-

tité de lumière qu'elle émet, et des-moyens (63) destinés à appliquer un signal d'information à des éléments d'image situés sur une ligne de balayage choisie avant une période

pendant laquelle la quantité de lumière de la source d'illu-

mination passe par un minimum.

9. Appareil à cristaux liquides selon la reven-

dication 8, caractérisé en ce que le cristal liquide est

un cristal liquide ferro-électrique.

10. Appareil à cristaux liquides selon la re-

vendication 9, caractérisé en ce que le cristal liquide

ferro-électrique est un cristal liquide smectique chiral.

11. Appareil à cristaux liquides selon la reven-

dication 10, caractérisé en ce que le cristal liquide smectique chiral est formé à une épaisseur assez faible

pour perdre la structure en spirale.

12. Appareil à cristaux liquides,caractérisé en

ce qu'il comporte un panneau (60) à cristaux liquides com-

prenant plusieurs lignes de balayage et plusieurs éléments d'image disposés le long de chacune des lignes de balayage

et comprenant un cristal liquide ferro-électrique, un éclai-

rage de fond (61) disposé en arrière du panneau à cristaux liquides afin de l'illuminer, cet éclairage de fond faisant varier périodiquement la quantité de lumière qu'il émet

- 32 -

entre une période de niveau haut et une période de niveau bas, et des moyens (63) destinés à synchroniser le niveau bas de la quantité de lumière de l'éclairage de fond sur un instant auquel un signal d'écriture est appliqué à des éléments d'image situés sur au moins une ligne de balayage.

13. Appareil à cristaux liquides selon la reven-

dication 12, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens destinés à détecter des données concernant le niveau haut et le niveau bas de la quantité de lumière de l'éclairage

de fond.

14. Appareil à cristaux liquides selon la reven-

dication 12, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens destinés à détecter des données concernant le niveau haut et le niveau bas de la quantité de lumière de l'éclairage de fond et à transmettre les données vers l'extérieur sous

la forme d'un signal électrique.

15. Appareil à cristaux liquides selon la reven-

dication 12, caractérisé en ce que le cristal liquide ferro-

électrique est un cristal liquide smectique chiral.

16. Appareil à cristaux liquides selon la reven-

dication 15, caractérisé en ce que le cristal liquide smec-

tique chiral est formé à une épaisseur assez faible pour

perdre la structure en spirale.

17. Appareil à cristaux liquides,caractérisé en ce qu'il comporte un panneau (121) à cristaux liquides ferro-électriques du type à transmission, un éclairage de fond (122) disposé en arrière du panneau et produisant un éclairage à clignotement périodique, un circuit de commande (126, 127) destiné à la commande du panneau, et des moyens (124) de commande d'affichage destinés à maintenir, une fois établi,un signal d'écriture d'entrée et à appliquer un signal d'écriture afin de déclencher l'action du circuit de

commande lorsque l'éclairage de fond est éteint.

18. Appareil à cristaux liquides selon la reven-

dication 17, caractérisé en ce que les moyens de commande

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d'affichage comprennent un circuit de commande d'affichage destiné à émettre un signal d'écriture devant être appliqué au circuit de commande (126, 127), et un circuit de porte disposé entre le circuit de commande d'affichage et le circuit de commande (126, 127) afin de commander l'appli- cation du signal d'écriture au circuit de commande (126,

127) suivant l'état de la source d'éclairage de fond.

19. Appareil dication 17, caractérisé tement de l'éclairage de

20. Appareil dication 17, caractérisé électrique est un cristal

21. Appareil dication 20, caractérisé tique chiral est formé à

à cristaux liquides selon la reven-

en ce que la fréquence de cligno-

fond est de 100 Hz ou plus.

à cristaux liquides selon la reven-

en ce que le cristal liquide ferro-

liquide smectique chiral.

à cristaux liquides selon la reven-

en ce que le cristal liquide smec-

une épaisseur assez faible pour

perdre la structure en spirale.

22. Procédé de commande d'un appareil à cristaux

liquides comprenant un panneau à cristaux liquides ferro-

électriques ayant un agencement en matrice du type à trans-

mission comportant des lignes de balayage et un éclairage

de fond disposé en arrière du panneau et modifiant la quan-

tité de lumière qu'il émet avec le temps, le procédé étant

caractérisé en ce qu'une impulsion de commande est appli-

quée à plusieurs lignes de balayage en synchronisme sur un instant lorsque l'éclairage de fond est éteint ou que la quantité de lumière qu'il émet diminue dans une proportion

prédéterminée au-dessous de son maximum.

23. Procédé de commande selon la revendication 22, caractérisé en ce que la proportion prédéterminée est de

% ou au-dessous de la quantité maximale de lumière.

24. Procédé de commande selon la revendication 22, caractérisé en ce que la proportion prédéterminée est de

% ou au-dessous de la quantité maximale de lumière.

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25. Procédé de commande selon la revendication

22, caractérisé en ce que la quantité de lumière de l'éclai-

rage de fond est de 50 % ou au-dessus de son maximum lorsque

l'impulsion de commande n'est pas appliquée.

26. Procédé de commande selon la revendication

22, caractérisé en ce que la quantité de lumière de l'éclai-

rage de fond est de 70 % ou au-dessus de son maximum lorsque

l'impulsion de commande n'est pas appliquée.

27. Procédé selon la revendication 22, caracté-

risé en ce que le cristal liquide ferro-électrique est un

cristal liquide smectique chiral.

28. Procédé selon la revendication 27, caracté-

risé en ce que le cristal liquide smectique chiral est formé à une épaisseur assez faible pour perdre la structure

en spirale.