FR2730843A1 - Dispositif d'adressage d'une electrode d'ecran plat de visualisation a micropointes - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de commande d'une électrode d'écran plat de visualisation du type comportant une première électrode constituant une cathode (1) à micropointes (2), une seconde électrode constituant une anode (5) pourvue d'éléments luminophores (7) et une grille (3) organisée en rangées (L), au moins une desdites électrodes étant organisée en colonnes (R, G, B) et le dispositif comportant des moyens (21, 22) pour adresser individuellement chaque colonne et pour couper la polarisation d'une colonne dès que sa charge atteint un seuil déterminé en fonction d'une consiqne de luminance (LUM).

Description

DISPOSITIF D'ADRESSAGE D'UNE ÉLECTRODE D'ÉCRAN PLAT DE

VISUALISATION À MICROPOINTES

La présente invention concerne un écran plat de

visualisation. Elle s'applique plus particulièrement à la com-

mande, ou adressage, d'une électrode d'un écran à micropointes.

La figure 1 représente la structure fonctionnelle d'un écran plat à micropointes classique.

Un tel écran à micropointes est essentiellement cons-

titué d'une cathode 1 à micropointes 2 et d'une grille 3 pour-

vue de trous 4 correspondant aux emplacements des micropointes

2. La cathode 1 est placée en regard d'une anode cathodo-

luminescente 5 dont un substrat de verre 6 constitue la surface

de l'écran.

Le principe de fonctionnement et le détail de la constitution d'un tel écran à micropointes sont décrits dans le brevet américain numéro 4 940 916 du Commissariat à l'Energie

Atomique.

Classiquement, la cathode 1 est organisée en colonnes et est constituée, sur un substrat 10 par exemple en verre, de

conducteurs de cathode organisés en mailles à partir d'une cou-

che conductrice. Les micropointes 2 sont réalisées sur une cou-

che résistive 11 déposée sur les conducteurs de cathode et sont disposées à l'intérieur des mailles définies par les conducteurs de cathode. La figure 1 représentant partiellement

l'intérieur d'une maille, les conducteurs de cathode n'appa-

raissent pas sur cette figure. La cathode 1 est associée à la grille 3 qui est elle organisée en rangées, une couche isolante (non représentée) étant interposée entre les conducteurs de cathode et la grille 3. L'intersection, d'une rangée de la

grille 3 et d'une colonne de la cathode 1, définit un pixel.

Ce dispositif utilise le champ électrique créé entre la cathode 1 et la grille 3 pour que des électrons soient extraits des micropointes 2 vers des éléments luminophores 7 de

l'anode 5. Pour un écran couleur, l'anode 5 est pourvue de ban-

des alternées d'éléments luminophores 7, correspondant chacune à une couleur (Bleu, Rouge, Vert). Les bandes sont séparées les unes des autres par un isolant 8. Les éléments luminophores 7

sont déposés sur des électrodes 9, constituées de bandes cor-

respondantes d'une couche conductrice transparente telle que de l'oxyde d'indium et d'étain (ITO). Les bandes sont disposées

parallèlement aux colonnes de cathode, un groupe de trois ban-

des (une par couleur) étant en regard d'une colonne de cathode.

Ainsi, la largeur d'un groupe de bandes de l'anode 5 correspond à la largeur d'un pixel. Les ensembles de bandes bleues, rouges, vertes sont alternativement polarisés par rapport à la cathode 1, pour que les électrons extraits des micropointes 2 d'un pixel de la cathode/grille soient alternativement dirigés vers les éléments luminophores 7 en vis à vis de chacune des

couleurs en traversant un espace vide 12.

La figure 2 illustre schématiquement et en perspec-

tive, un exemple d'adressage classique d'un écran à micro-

pointes. Pour des raisons de clarté le maillage des colonnes K de la cathode n'a pas été représenté. De même, la cathode 1 a été représentée écartée de la grille 3 alors qu'en pratique les

sommets des micropointes 2 arrivent au niveau des trous 4 réa-

lisés dans la grille 3. En outre, seules neuf micropointes 2 par pixel ont été représentées. En pratique, les micropointes sont au nombre de plusieurs milliers par pixel d'écran et la

grille 3 comporte un trou 4 à l'aplomb de chaque micropointe 2.

L'affichage d'une image s'effectue pendant un temps d'image (par exemple 20 ms pour une fréquence de 50 Hz) en polarisant convenablement l'anode 5, la cathode 1 et la grille

3 au moyen d'une l'électronique de commande (non représentée).

Les bandes R, G, et B d'éléments luminophores de l'anode sont séquentiellement polarisées par ensemble de bandes d'une même couleur pendant un temps de trame (par exemple 6,6 ms) correspondant au tiers du temps d'image diminué des temps nécessaires aux commutations. L'affichage s'effectue ligne par ligne, en polarisant séquentiellement les rangées L de la grille 3 pendant un "temps de ligne" durant lequel chaque

colonne K de la cathode est portée à un potentiel qui est fonc-

tion de la brillance du pixel à afficher le long de la rangée

courante (par exemple Lj) dans la couleur considérée. La pola-

risation des colonnes K de la cathode 1 change à chaque nou-

velle rangée du balayage ligne. Un "temps de ligne" (par exem-

ple 10 ms) correspond à la durée d'une trame divisée par le

nombre de rangées L de la grille 3.

La figure 2 illustre le trajet des électrons émis par les micropointes des colonnes Ki_1, Ki et Ki+1 portées à des potentiels qui sont fonction de la brillance souhaitée dans la couleur verte, respectivement pour les pixels P(i-l, j), P(i, j) et P(i+1, j) lors d'un "temps de ligne" pendant lequel la

rangée Lj est polarisée. Les surfaces des pixels P sont repré-

sentées en traits mixtes.

La figure 3 représente le schéma électrique simplifié équivalent d'un écran à micropointes tel que représenté à la

figure 2. La couche résistive 11 est symbolisée par une résis-

tance RK d'accès à chaque micropointe 2. Chaque colonne K de cathode et chaque rangée L de grille est individuellement

reliée à l'électronique de commande (non représentée).

Côté anode 5, chaque ensemble de bandes d'éléments luminophores 7 d'une même couleur est relié à une borne de polarisation, respectivement AR, AG ou AB de l'électronique de commande. Du point de vue électrique, chaque bande R, G, ou B se comporte comme une charge capacitive avec une résistance

d'accès RA.

Les ensembles de bandes d'éléments luminophores 7 sont donc séquentiellement portés à un potentiel permettant

d'attirer les électrons émis par les micropointes 2. Ce poten-

tiel est choisi par l'utilisateur en tenant compte, notamment, de la distance qui sépare la cathode/grille de l'anode et est par exemple de l'ordre de 300 à 400 volts. Les rangées L de la

grille 3 sont séquentiellement polarisées pendant une trame.

Une rangée donnée (par exemple Lj) est portée à un potentiel (par exemple 80 volts) alors que les autres rangées sont à un

potentiel nul pendant le "temps de ligne" de la rangée cou-

rante. Les colonnes K de la cathode, dont le potentiel, respec-

tivement Vj i-1, VKi et VKci+1 représente à chaque ligne la brillance du pixel défini par l'intersection de la colonne K et de la rangée L dans la couleur considérée (par exemple rouge), sont portées à des potentiels respectifs compris entre un

potentiel d'émission maximale et un potentiel d'absence d'émis-

sion (par exemple respectivement 0 et 30 volts). Le choix des

valeurs des potentiels de polarisation est lié aux caractéris-

tiques des éléments luminophores 7 et des micropointes 2. Clas-

siquement, en dessous d'une différence de potentiel de 50 volts entre la cathode 1 et la grille 3, il n'y a pas d'émission électronique et, l'émission maximale utilisée correspond à une

différence de potentiel de 80 volts.

Un inconvénient des écrans classiques est que les dispersions technologiques provenant de la réalisation des micropointes entraînent que toutes les micropointes de l'écran n'ont pas le même pouvoir émissif. En d'autres termes, pour un potentiel VK identique représentant une consigne de luminance donnée, on constate des disparités dans la brillance des pixels. Un autre inconvénient réside dans le fait que les électrons émis par des micropointes d'une colonne K donnée de

la cathode ont tendance à exciter les bandes d'éléments lumino-

phores de même couleur qui sont en regard des deux colonnes K voisines. En effet, bien que deux bandes de même couleur soient séparées par deux bandes d'une autre couleur, la distance (de l'ordre de 0,2 mm) entre les éléments luminophores 7 et les micropointes 2 conduit à ce que les électrons ont tendance à

dévier vers les bandes de même couleur les plus proches.

Ce phénomène d'éclairement des pixels voisins est illustré par la figure 3. On suppose que l'on est dans un temps de trame rouge o les bandes Ri_1, Ri et Ri+1 de l'anode sont adressées. Les électrons émis par certaines micropointes des

colonnes, respectivement Ki-1, Ki, etc. de la cathode ont ten-

dance a être attirés par les colonnes, respectivement Ri, Ri+l, etc. de l'anode. Ce bombardement parasite est représenté en

pointillés à la figure 3.

Un tel phénomène est accru en cas de désalignement des groupes de bandes d'éléments luminophores par rapport aux

colonnes K de la cathode, ce qui peut se produire lors de l'as-

semblage de l'écran.

L'invention vise à pallier ces inconvénients en pro-

posant un dispositif de commande d'une électrode d'écran plat de visualisation qui assure une brillance uniforme des pixels

de l'écran pour une consigne de luminance donnée.

Pour ce faire, l'invention propose d'effectuer la commande, ou adressage, d'une électrode de l'écran en se basant

sur une mesure des charges des colonnes de cette électrode.

Pour atteindre cet objet, la présente invention pré-

voit un dispositif de commande d'une électrode d'écran plat de

visualisation du type comportant une première électrode consti-

tuant une cathode à micropointes, une seconde électrode consti-

tuant une anode pourvue d'éléments luminophores et une grille organisée en rangées, au moins une desdites électrodes étant organisée en colonnes et le dispositif comportant des moyens pour adresser individuellement chaque colonne et pour couper la polarisation d'une colonne dès que sa charge atteint un seuil

déterminé en fonction d'une consigne de luminance.

Selon un mode de réalisation de la présente inven-

tion, lesdits moyens sont constitués, pour chaque colonne, d'une cellule de commande comprenant un bloc de commutation de

la polarisation de la colonne entre un potentiel positif d'ali-

mentation et un potentiel négatif d'alimentation, et d'un bloc

de détection de la charge de cette colonne.

Selon un mode de réalisation de la présente inven-

tion, ladite anode est constituée d'au moins deux ensembles de

bandes alternées d'éléments luminophores organisées en colon-

nes, et ladite cathode est constituée d'un plan de micropointes

couvrant toute la surface de l'écran.

Selon un mode de réalisation de la présente inven-

tion, chaque bloc de commutation comporte deux interrupteurs montés en série entre le potentiel négatif d'alimentation et, par l'intermédiaire d'un capteur du bloc de détection auquel il

est associé, le potentiel positif d'alimentation, et un compa-

rateur recevant sur deux entrées, respectivement une tension de consigne de luminance et une tension délivrée par ledit bloc de détection et indicatrice de la quantité de charges reçues par ladite colonne, lesdits interrupteurs constituant un étage de polarisation de la colonne commandé par ledit comparateur dont la sortie commande un premier interrupteur par l'intermédiaire d'un inverseur tandis qu'elle commande directement un second interrupteur.

Selon un mode de réalisation de la présente inven-

tion, chaque bloc de détection comporte un premier amplifica-

teur opérationnel dont une entrée non inverseuse reçoit la ten-

sion aux bornes d'une résistance de détection constituant ledit

capteur, dont une entrée inverseuse reçoit la tension aux bor-

nes d'une résistance de charge et dont la sortie est envoyée sur la grille d'un premier transistor MOS à canal N placé entre ladite résistance de charge et un condensateur de stockage, la

tension aux bornes dudit condensateur constituant ladite ten-

sion indicatrice de la quantité de charges reçues par la colonne.

Selon un mode de réalisation de la présente inven-

tion, chaque cellule de commande comporte, en outre, des moyens pour décharger ledit condensateur avant chaque adressage d'une

nouvelle rangée de ladite grille.

Selon un mode de réalisation de la présente inven-

tion, ledit premier interrupteur est constitué d'un premier

transistor MOS de puissance à canal N dont la source est con-

nectée audit potentiel négatif d'alimentation et dont le drain est relié à une borne de raccordement de ladite colonne ainsi qu'au drain d'un deuxième transistor MOS de puissance à canal P, constituant ledit second interrupteur et dont la source est

connectée audit potentiel positif d'alimentation par l'intermé-

diaire dudit capteur.

Selon un mode de réalisation de la présente inven-

tion, ledit comparateur est constitué d'un second amplificateur opérationnel dont une entrée inverseuse reçoit ladite tension indicatrice de la quantité de charges reçues, dont une entrée non inverseuse reçoit ladite tension de consigne et dont la

sortie est envoyée sur les grilles desdits transistors de puis-

sance de l'étage de polarisation.

Selon un mode de réalisation de la présente inven-

tion, la sortie dudit comparateur est reliée à la grille dudit

premier transistor de l'étage de polarisation par l'intermé-

diaire d'un élément retardateur et d'un décaleur de tension tandis qu'elle est directement reliée à la grille dudit second transistor de l'étage de polarisation, ledit potentiel positif

d'alimentation étant constitué par la masse.

Selon un mode de réalisation de la présente inven-

tion, ladite tension de consigne est fournie par un convertis-

seur numérique-analogique recevant, en entrée, une consigne de

luminance sous forme numérique.

Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans

la description suivante de modes de réalisation particuliers

faite à titre non limitatif en relation avec les figures join-

tes parmi lesquelles: les figures 1 à 3 qui ont été décrites précédemment sont destinées à exposer l'état de la technique et le problème posé; la figure 4 représente un mode de réalisation d'un dispositif de commande d'un écran plat de visualisation selon l'invention; la figure 5 représente un mode de réalisation d'une cellule de commande constitutive du dispositif représenté à la figure 4; et la figure 6 représente le schéma électrique d'un mode de réalisation d'une cellule de commande telle que représentée

à la figure 5.

Pour des raisons de clarté, les mêmes éléments ont

été désignés par les mêmes références aux différentes figures.

Le dispositif selon l'invention est basé sur une

mesure individuelle des charges dans chaque colonne de l'élec-

trode à laquelle le dispositif est associé.

Selon un mode préféré de réalisation, le dispositif est associé aux bandes, ou colonnes, de l'anode. On mesure alors à chaque "temps de ligne" la quantité de charges reçues par chaque colonne d'éléments luminophores bombardée par les micropointes de la cathode. Dès que cette quantité correspond à la quantité requise pour obtenir la brillance souhaitée du pixel dans la couleur considérée, on coupe la polarisation de

la colonne. La figure 4 illustre un tel mode de réalisation.

Selon l'invention, chaque bande d'éléments luminopho-

res 7 de l'anode est commandée individuellement. En d'autres

termes, les colonnes R, G, B de l'anode sont adressées indivi-

duellement par une électronique de commande de l'écran à

laquelle est intégré le dispositif selon l'invention.

Chaque colonne est associée à une cellule de commande comportant un bloc de commutation 21 et un bloc 22 de comptage (SENSE) des charges reçues par les éléments luminophores 7 de la colonne. Le bloc 21 a pour rôle de commuter la polarisation de la colonne entre un potentiel positif d'alimentation +VA et

un potentiel négatif d'alimentation, ici la masse M. La diffé-

rence de potentiel entre les deux potentiels positif et négatif d'alimentation représente la tension d'adressage des colonnes R, G, B d'éléments luminophores 7, par exemple de l'ordre de

300 à 400 volts. La commutation s'effectue à partir d'une con-

signe de luminance LUM du pixel dans la couleur de la colonne et est asservie sur la quantité de charges reçues par la

colonne qui est détectée au moyen du bloc 22.

L'affichage s'effectue toujours, trame par trame, en adressant toutes les colonnes (par exemple rouges) d'une même couleur simultanément pendant un temps de trame, par exemple d'environ 6,6 ms pour une fréquence d'image de 50 Hz. La grille 3 est toujours adressée séquentiellement par rangée L au moyen d'un balayage ligne. Par contre, la cathode n'a plus besoin d'être adressée par colonne dans la mesure o la commande de

l'anode remplit ce rôle. Pendant le temps de trame d'une cou-

leur (par exemple rouge), les consignes de luminance LUM(Ri_1), LUM(Ri), LUM(Ri+I), etc. des colonnes de cette couleur sont en effet individualisées tandis que les consignes de luminance

LUM(Gi-1), LUM(Bi-1), LUM(Gi), LUM(Bi), LUM(Gi+l), etc. de tou-

tes les colonnes des deux autres couleurs sont nulles.

L'invention permet ainsi, selon ce mode de réalisa-

tion, de simplifier la constitution de la cathode en dispensant du maillage et de l'organisation en colonnes des conducteurs de cathode. La cathode 1 est, selon l'invention, constituée d'un plan de micropointes 2 couvrant toute la surface de l'écran et polarisé à une valeur fixe VK. Le potentiel VK correspond, de préférence, au potentiel entraînant une émission maximale des micropointes 2. Par exemple, si le potentiel VL de polarisation des rangées L de la grille 3 est de 80 V, la cathode 1 est à la

masse (VK = 0V).

Le début de l'adressage de toutes les colonnes, res-

pectivement R, G ou B d'une même couleur intervient à un même instant à chaque début d'adressage d'une rangée L de la grille. La fin de l'adressage de ces colonnes est individualisée au moyen du dispositif selon l'invention. Elle intervient, dans l'intervalle de chaque "temps de ligne", à l'instant o la quantité de charges reçues par une colonne donnée correspond à la luminance souhaitée pour le pixel défini par l'intersection de cette colonne et de la rangée de la grille dans la trame considérée. Ainsi, dès qu'une colonne a reçu son compte de charges, le bloc 21 coupe l'adressage de cette colonne qui

n'est donc plus bombardée.

Un avantage de la présente invention est que, pour une même consigne de luminance, la brillance des pixels sera régulière sur toute la surface de l'écran. En effet, elle ne

dépend plus de la capacité d'émission des micropointes de cha-

que pixel.

Un autre avantage du mode de réalisation représenté à la figure 4 est qu'il simplifie le positionnement des plaques supportant respectivement l'anode et la cathode/grille lors de l'assemblage de l'écran. En effet, les colonnes de l'anode n'ont plus besoin d'être alignées avec des colonnes de la

cathode qui est ici constituée d'un plan de micropointes cou-

vrant toute la surface de l'écran.

Encore un avantage de ce mode de réalisation est qu'en cas de déficience de certaines micropointes de la cathode, même sur une zone atteignant la taille d'un pixel de l'écran, la brillance du pixel considéré n'en souffrira pas. En effet, en supposant que la colonne située en regard de ce pixel

n'a pas reçu son compte de charges, son excitation est poursui-

vie par les micropointes des pixels voisins, dès qu'une colonne de même couleur qui lui est proche est ramenée à la masse pour

avoir été correctement chargée.

Ce phénomène est illustré par la figure 4 o l'on suppose que l'on est dans un temps de trame rouge et o la position des interrupteurs des blocs 21 indique que la colonne Ri+1 du pixel P(i+l, j) a reçu son compte de charges. Dans ce cas, comme le montrent les pointillés illustrant le trajet des électrons émis par les micropointes 2, la colonne Ri du pixel P(i, j) est bombardée par certaines micropointes se trouvant à

l'aplomb du pixel P(i+l, j).

Lorsque les électrons émis par certaines micropointes (par exemple celles en regard de la colonne Gi+1 du pixel P(i+l, j)) de la cathode ne peuvent plus être attirés par l'anode 5 pour être trop loin d'une colonne polarisée, ces

électrons sont collectés par la grille 3.

La figure 5 représente un mode de réalisation d'une cellule de commande constitutive du dispositif représenté à la

figure 4.

Le bloc de commutation 21 est constitué de deux interrupteurs K1 et K2 montés en série entre la masse et un capteur du bloc de détection 22. Ces interrupteurs K1 et K2 constituent un étage de polarisation de la colonne, désignée ici par la référence A, d'éléments luminophores 7 à laquelle la cellule est associée. Le capteur du bloc de détection 22 crée

une chute de tension négligeable de sorte que l'on peut consi-

dérer que les interrupteurs K1 et K2 sont montés en série entre

la masse et le potentiel +VA. La colonne A est raccordée élec-

triquement à une borne D correspondant au point milieu de l'as-

sociation des interrupteurs K1 et K2.

Le bloc 21 comporte également un comparateur 23

chargé de permettre la commutation des interrupteurs K1 et K2.

Une première entrée du comparateur 23 reçoit une tension VCE indicatrice de la quantité de charges reçues par la colonne A. Cette tension est délivrée par le bloc 22 à partir du courant prélevé par la colonne A sur l'alimentation. Une seconde entrée

du comparateur 23 reçoit une tension de consigne Vref corres-

pondant à la consigne de luminance LUM du pixel dans la couleur de la colonne A. La sortie du comparateur 23 est envoyée, par l'intermédiaire d'un inverseur 24, sur l'entrée de commande

d'un premier interrupteur K1 tandis qu'elle est envoyée direc-

tement sur l'entrée de commande d'un second interrupteur K2.

Lorsque la tension V E est inférieure à la tension Vref, l'interrupteur K2 est fermé et l'interrupteur K1 est ouvert. La colonne A est alors adressée en étant portée au potentiel +VA. Dès que la tension VCE devient égale à Vref, ce qui signifie que la colonne A a reçu la quantité de charges

correspondant à sa consigne de luminance, la sortie du compara-

teur 23 inverse les positions des interrupteurs K1 et K2, ce

qui provoque la coupure de la polarisation de la colonne.

La tension Vref est fournie par un convertisseur numérique-analogique (DAC) 25 chargé de délivrer le niveau de

tension Vref correspondant à la consigne de luminance LUM sou-

haitée pour le pixel dans la couleur considérée. Le DAC 25 reçoit de l'électronique de commande (non représentée) des signaux numériques, par exemple sur huit bits DO à D7 dont les valeurs correspondent au niveau de luminance LUM souhaité. Si l'électronique de commande fournit directement un niveau de luminance sous la forme d'un signal analogique, le recours à un

tel convertisseur n'est pas nécessaire.

Selon une variante s'appliquant plus particulièrement au cas o les consignes de luminance LUM sont codées sur un

faible nombre de bits (par exemple 3), un nombre réduit de con-

vertisseur numérique-analogique peut être utilisé pour fournir les tensions de consigne Vref à toutes les colonnes en étant associés à des éléments de stockage de ces tensions (un élément

par colonne d'anode).

La figure 6 est un schéma électrique d'une cellule de commande illustrant un mode de réalisation des interrupteurs K1

et K2 et du bloc de détection 22.

Selon ce mode de réalisation, la tension positive d'alimentation est constituée par la masse M et la tension négative d'alimentation est constituée par un potentiel -VA. Le

choix de la masse comme potentiel positif d'alimentation per-

met, comme on le verra par la suite, de disposer d'une réfé-

rence uniforme et stable et de simplifier la polarisation de

tous les composants de la cellule qui sont utilisés pour mesu-

rer la quantité de charges reçues par la colonne A.

Le potentiel -VA est par exemple de -400 V, le poten-

tiel -VL de polarisation des rangées L de la grille 3 est par exemple de -320 V et le potentiel -VK de la cathode 1 est par exemple de - 400 V. Le bloc de détection 22 comporte une résistance de détection Rs placée entre la masse et l'interrupteur K2. La résistance Rs qui constitue le capteur du bloc de détection a pour rôle de mesurer le courant Is prélevé par la colonne A. La tension aux bornes de la résistance Rs est envoyée

sur l'entrée non inverseuse d'un premier amplificateur opéra-

tionnel AP 26. Le potentiel positif de polarisation de cet amplificateur correspond au potentiel positif d'alimentation (la masse) et son potentiel négatif de polarisation est un potentiel -Vcc qui est fonction de la plage de fonctionnement en tension de polarisation de l'amplificateur 26, par exemple

de l'ordre de 15 volts.

L'entrée inverseuse de l'amplificateur 26 est reliée à une première borne d'une résistance de charge Rch dont une deuxième borne est connectée à la masse. La première borne de la résistance Rch est également reliée au drain d'un premier transistor MOS à canal N MNl. La source de ce transistor MNl est connectée au potentiel négatif de polarisation -Vcc par l'intermédiaire d'un condensateur de stockage C. La grille du

transistor MNl est reliée à la sortie de l'amplificateur 26.

Le rôle de l'amplificateur 26 est de recopier la ten-

sion Vs, aux bornes de la résistance Rch. Ainsi, le courant Ich dans la résistance Rch est proportionnel au courant dans la résistance Rs. Ich = Vs/Rch = Rch*Is/Rs. Si les résistances Rs et Rch sont choisies de même valeur, on veillera à ce que cette valeur soit importante (par exemple 100 kQ) pour éviter que le courant Ich prennent des valeurs trop importantes. Le fait de choisir une valeur importante pour les résistances n'est pas gênant pour l'adressage de l'anode. En effet, même si la chute de tension aux bornes de la résistance Rs atteint une dizaine de volts, cette chute est à rapporter à une tension d'adressage

de 300 à 400 volts.

Lors de l'adressage de la colonne A, c'est-à-dire lorsque son potentiel est porté à la masse et qu'elle prélève

un courant Is, le condensateur C est chargé par le courant Ich.

La tension VCE aux bornes du condensateur C est donc propor-

tionnelle aux charges reçues par la colonne A. Une telle mesure

de charge est particulièrement bien adaptée aux éléments lumi-

nophores dont l'émission lumineuse est fonction de leur charge

et non de leur tension.

Le fait de choisir la masse comme potentiel positif d'alimentation et de polarisation évite de générer une forte

tension négative de polarisation ou d'avoir recours à un dispo-

sitif décaleur de tension sur l'entrée non inverseuse de l'am-

plificateur 26. De plus, cela évite toute conséquence d'une variation des tensions d'alimentation et de polarisation sur le

résultat de la détection de charge.

Les interrupteurs K1 et K2 constituant l'étage de polarisation de lacolonne A sont constitués de transistors MOS de puissance. L'étage de polarisation est ainsi constitué de deux transistors MOS de puissance, respectivement à canal N ML

et à canal P MH. La source d'un premier transistor ML est con-

nectée au potentiel négatif d'alimentation -VA et son drain est relié à la borne D de raccordement de la colonne A. La borne D est également reliée au drain d'un second transistor MH dont la source est connectée à la masse par l'intermédiaire de la

résistance de détection Rs.

L'adressage de la colonne A est effectué par une com-

mande appropriée des grilles des transistors MH et ML. Les

* grilles de ces transistors sont commandées au moyen du compara-

teur 23 constitué, par exemple, d'un second amplificateur opérationnel. Le comparateur 23 reçoit sur ses deux entrées,

respectivement la tension Vref fournie par le DAC 25 et la ten-

sion VCE aux bornes du condensateur C. En d'autres termes, l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel 23 est reliée au drain du transistor MN1, son entrée non inverseuse reçoit la tension Vref et sa sortie commande les grilles des transistors MH et ML. Le comparateur 23 et le DAC 25 sont,

comme l'amplificateur 26, polarisés entre la masse et -Vcc.

Ainsi, dès que la tension VîE atteint le niveau Vref, indiquant que la colonne a reçu une quantité de charges correspondant au niveau de luminance LUM souhaité pour le pixel considéré, le potentiel en sortie du comparateur 23 devient nul pour couper l'adressage de la colonne A. Pour permettre la commutation des transistors MH et

ML et pour éviter qu'elle soit simultanée, la sortie du compa-

rateur 23 est reliée à la grille du transistor ML, par l'inter-

médiaire d'un élément retardateur 27 et d'un décaleur de ten-

sion 28, tandis qu'elle est reliée directement à la grille du

transistor MH. L'élément retardateur 27 a pour effet de retar-

der la commande du transistor ML par rapport à la commande du transistor MH et évite ainsi leur commutation simultanée. Le décaleur de tension 28 a pour rôle de permettre la commutation

du transistor ML en rapportant le niveau de sortie basse-

tension du comparateur 23 à un niveau permettant la commutation du transistor ML, c'est-à-dire un potentiel, respectivement inférieur au potentiel -VA majoré de la tension seuil Vgs de ce transistor ou supérieur au potentiel -VA majoré de la tension Vgs. A chaque fin de "temps de ligne", le condensateur C

est déchargé au moyen d'un second transistor MOS à canal N MN2.

La source de ce transistor MN2 est raccordée au potentiel -Vcc, son drain est relié au drain du transistor MN1 et sa grille est commandée par un signal RESET fourni par l'électronique de commande.

La durée d'un "temps de ligne" correspond, comme pré-

cédemment, au temps de trame divisé par le nombre de rangées L de la grille 3. Par exemple, pour un écran de 288 rangées, le "temps de ligne" est d'environ 25 ms. Pour éviter que la colonne adressée continue à recevoir des électrons une fois son seuil de charge atteint, il faut que la décharge des capacités parasites qui existent entre cette colonne et ses deux colonnes voisines soit très rapide devant le "temps de ligne". Une telle condition, qui dépend de la résistance drain-source à l'état passant RdsoN du transistor ML, est parfaitement respectée. En effet, la résistance RdsCN d'un transistor MOS de puissance est généralement de l'ordre de 1 k.. Or, la valeur des capacités parasites est généralement d'environ 10 pF ce qui conduit à un

temps de décharge de l'ordre 10 ns.

Selon une variante, le potentiel positif d'alimenta-

tion des colonnes et le potentiel positif de polarisation des amplificateurs opérationnels et du DAC est un potentiel +VA. Le

potentiel négatif de polarisation des amplificateurs opération-

nels et du DAC doit alors correspondre à VA - Vcc pour que la tension de polarisation de ces composants soit Vcc. La mise en

oeuvre d'une telle variante impose que les composants basse-

tension utilisés ne requièrent pas une connexion à la masse du circuit. Sinon, ces composants sont polarisés entre +Vcc et la

masse mais il faut alors prévoir un dispositif décaleur de ten-

sion supplémentaire pour permettre le fonctionnement du dispo-

sitif. Le décaleur 28 est ici associé à la grille du transistor MH et le décaleur supplémentaire est, comme il a été vu plus

haut, associé à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur 26.

De plus, les potentiels +VA et +Vcc doivent être stables en fonction des conditions de fonctionnement de l'écran, ou au moins évoluer dans les mêmes proportions pour ne pas fausser la

détection de charge.

Le dispositif selon l'invention tel qu'exposé en

relation avec les figures 4 à 6 peut être transposé à la com-

mande individuelle des colonnes d'une cathode à micropointes en effectuant la mesure des charges émises par les micropointes de chaque colonne. Dans ce cas, on mesure à chaque rangée du balayage ligne, la quantité de charges (d'électrons) émises par

chaque colonne de micropointes. Dès que cette quantité corres-

pond à la quantité requise pour obtenir la brillance souhaitée du pixel considéré, on coupe la polarisation, donc l'émission de cette colonne. Si un tel mode de réalisation rend la

brillance de l'écran indépendante des dispersions technologi-

ques provenant de la réalisation des micropointes, il ne permet

pas de pallier la déficience d'une zone importante de micro-

pointes et il impose de maintenir une organisation en colonnes de la cathode. De plus, les capacités parasites qui existent entre la grille et les micropointes sont de l'ordre de 5 pF ce qui conduit, pour l'écran entier, à une dissipation d'énergie

plus importante lors de la décharge de ces capacités parasites.

Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, chacun des composants décrits pourra être remplacé par un ou plusieurs éléments remplissant

la même fonction.

En outre, l'invention s'applique également à la com-

mande d'un écran monochrome. Dans le cas o l'anode d'un tel écran est organisée en deux ensembles de colonnes alternées de

même couleur, on préférera effectuer l'adressage par une com-

mande individuelle des colonnes de l'anode. Si par contre,

l'anode est constituée d'un plan d'éléments luminophores cou-

vrant toute la surface de l'écran, on effectuera l'adressage

par une commande individuelle des colonnes de la cathode asso-

ciée à une mesure des charges émises par ces colonnes.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de commande d'une électrode d'écran plat de visualisation du type comportant une première électrode constituant une cathode (1) à micropointes (2), une seconde

électrode constituant une anode (5) pourvue d'éléments lumino-

phores (7) et une grille (3) organisée en rangées (L), caracté- risé en ce qu'au moins une desdites électrodes est organisée en colonnes (R, G, B; A) et en ce qu'il comporte des moyens (21,

22) pour adresser individuellement chaque colonne et pour cou-

per la polarisation d'une colonne dès que sa charge atteint un seuil (Vref) déterminé en fonction d'une consigne de luminance

(LUM).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués, pour chaque colonne (R, G, B; A), d'une cellule de commande comprenant un bloc (21) de commutation de la polarisation de la colonne entre un potentiel positif d'alimentation (+VA; M) et un potentiel

négatif d'alimentation (M; -VA), et d'un bloc (22) de détec-

tion de la charge de cette colonne.

3. Dispositif de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite anode (5) est constituée

d'au moins deux ensembles de bandes alternées d'éléments lumi-

nophores (7) organisées en colonnes (R, G, B; A), et en ce que ladite cathode (1) est constituée d'un plan de micropointes (2)

couvrant toute la surface de l'écran.

4. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque bloc de commutation (21) comporte deux interrupteurs (K1, K2) montés en série entre le potentiel négatif d'alimentation (M; -VA) et, par l'intermédiaire d'un capteur (Rs) du bloc de détection (22) auquel il est associé,

le potentiel positif d'alimentation (+VA; M), et un compara-

teur (23) recevant sur deux entrées, respectivement une tension de consigne de luminance (Vref) et une tension (VîE) délivrée par ledit bloc de détection (22) et indicatrice de la quantité de charges reçues par ladite colonne (A), lesdits interrupteurs (Kl, K2) constituant un étage de polarisation de la colonne commandé par ledit comparateur (23) dont la sortie commande un premier interrupteur (K1) par l'intermédiaire d'un inverseur (24) tandis qu'elle commande directement un second interrupteur (K2).

5. Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque bloc de détection (22) comporte un premier amplificateur opérationnel (26) dont une entrée non inverseuse reçoit la tension (Vs) aux bornes d'une résistance de détection (Rs) constituant ledit capteur, dont une entrée inverseuse reçoit la tension aux bornes d'une résistance de charge (Rch) et dont la sortie est envoyée sur la grille d'un premier transistor MOS à canal N (MN1) placé entre ladite résistance de charge (Rch) et un condensateur de stockage (C), la tension aux bornes dudit condensateur (C) constituant ladite tension (VCE) indicatrice de la quantité de charges reçues par

la colonne (A).

6. Dispositif de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque cellule de commande comporte, en outre, des moyens (MN2) pour décharger ledit condensateur (C) avant chaque adressage d'une nouvelle rangée (L) de ladite

grille (3).

7. Dispositif de commande selon l'une quelconque

des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ledit premier

interrupteur (K1) est constitué d'un premier transistor MOS de puissance à canal N (ML) dont la source est connectée audit potentiel négatif d'alimentation (-VA; M) et dont le drain est relié à une borne (D) de raccordement de ladite colonne (A) ainsi qu'au drain d'un deuxième transistor MOS de puissance à canal P (MH), constituant ledit second interrupteur (K2) et

dont la source est connectée audit potentiel positif d'alimen-

tation (+VA; M) par l'intermédiaire dudit capteur (Rs).

8. Dispositif de commande selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit comparateur (23) est constitué d'un second amplificateur opérationnel dont une entrée inverseuse

reçoit ladite tension (VcE) indicatrice de la quantité de char-

ges reçues, dont une entrée non inverseuse reçoit ladite ten-

sion de consigne (Vref) et dont la sortie est envoyée sur les grilles desdits transistors de puissance (ML, MH) de l'étage de

polarisation (K1, K2).

9. Dispositif de commande selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la sortie dudit comparateur (23) est reliée à la grille dudit premier transistor (ML) de l'étage de polarisation (K1, K2) par l'intermédiaire d'un élément retardateur (27) et d'un décaleur de tension (28) tandis

qu'elle est directement reliée à la grille dudit second tran-

sistor (MH) de l'étage de polarisation, ledit potentiel positif

d'alimentation étant constitué par la masse (M).

10. Dispositif de commande selon l'une quelconque

des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite tension

de consigne (Vref) est fournie par un convertisseur numérique-

analogique (25) recevant, en entrée, une consigne de luminance

(LUM) sous forme numérique (D0-D7).