EP1143405A1 - Procédé et dispositif de commande d'un affichage multiplexé avec mode de fonctionnement normal et mode de veille - Google Patents

Procédé et dispositif de commande d'un affichage multiplexé avec mode de fonctionnement normal et mode de veille Download PDF

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EP1143405A1
EP1143405A1 EP00201217A EP00201217A EP1143405A1 EP 1143405 A1 EP1143405 A1 EP 1143405A1 EP 00201217 A EP00201217 A EP 00201217A EP 00201217 A EP00201217 A EP 00201217A EP 1143405 A1 EP1143405 A1 EP 1143405A1
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EP
European Patent Office
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activation
display
signals
line
column
Prior art date
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EP00201217A
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German (de)
English (en)
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EP1143405B1 (fr
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Antonio Martino Ponzetta
Francisco Ramos
Sylvain Grosjean
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EM Microelectronic Marin SA
Original Assignee
EM Microelectronic Marin SA
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Publication date
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    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3622—Control of matrices with row and column drivers using a passive matrix
    • G—PHYSICS
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    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/021—Power management, e.g. power saving

Definitions

  • the present invention generally relates to a method and a device for controlling a multiplexed display device.
  • display device multiplexed or more simply multiplexed display
  • a multi-line display device that is to say a display device having a number of display lines greater than one, and whose control is operated by multiplexing.
  • multiplexing we will understand here that the display control signals are time multiplexed.
  • dynamic display.
  • the present invention applies to any type of multiplexed display, whatever either its size.
  • the present invention advantageously applies to multiplexed liquid crystal displays (LCD).
  • LCD liquid crystal displays
  • the display illustrated typically has a first section display 10A and a second display section 10B.
  • This display 10 is of a conventional type found for example in a cell phone.
  • the first display section 10A is thus a display section comprising predefined symbols, for example symbols intended to indicate the level of cell phone reception, battery life, incoming call, the time, or any other information that is typically permanently displayed on the display when the device is activated.
  • the second display section 10B is typically a matrix type display section allowing the display of alpha-numeric and / or graphic data such as the number of a caller, a short message, etc.
  • the first and second display sections are typically physically interconnected to form a single display composite comprising a symbol section and a matrix section intended for display of alpha-numeric messages.
  • the display illustrated in FIG. 1 thus typically presents a set of segments or pixels arranged in rows and columns.
  • a plurality of row and column electrodes (not shown), are respectively coupled to the rows and columns of the display.
  • these row and column electrodes are for example arranged on opposite plates between which the liquid crystal layer is arranged.
  • voltages applied to the row and column electrodes combine to generate an electric field in an area between the electrodes. This area between electrodes are called “pixel” or “segment” depending on the geometry of the area.
  • the voltages applied to the row and column electrodes combine to selectively activate or deactivate pixels or segments of the display.
  • pixel will be used hereinafter. description to indicate either a pixel or a segment of the display.
  • the terms “row” and “column” are used to indicate that the pixels are arranged in a matrix form and are controlled by pairs of electrodes, each pixel being located at an intersection of a pair of electrodes row and column. In some displays, these pairs of electrodes may however, be referred to differently, for example by the terms “electrode anterior "and” posterior electrode “, or” frontplane electrode “and” backplane electrode “in English terminology.
  • the terms “row electrode” and “column electrode” mean any type of electrode arrangements, including arrangements where the electrodes are not arranged linearly.
  • the terms “line” and “column” does not necessarily imply that a row extends horizontally and that a column extends vertically. The terms “row” and “column” can therefore perfectly be interchanged.
  • the dynamic displays which have just been briefly presented, such as LCD displays, are frequently used in many products powered by battery, such as calculators, electronic pocket diaries, cell phones, electronic timepieces, etc.
  • An advantage significant of such display devices is their relative low consumption allowing the products incorporating them to function durably by means of their battery or to operate with smaller batteries.
  • Control signals conventionally applied to the electrodes of row and column are in the form of a succession of frames alternating so that the resulting average voltage on a pixel, taken on a period encompassing two successive frames is zero. More specifically, from a frame to frame, the signal is reversed or inverted compared to the signal generated during the previous frame.
  • a series of two successive frames as a cycle, this cycle being thus divided into a first half-cycle corresponding to a first frame and a second half-cycle corresponding to a weft reversed compared to the first.
  • non-active pixels are typically kept in the "off” state by the application of voltages such as voltage result on the non-active pixel has too small an amplitude to bring it to the state "on".
  • Each pixel of the display, whether in the "on” or “off” state, thus sees typically abrupt and frequent switching of voltage levels at its terminals, each of these switches consuming energy.
  • a general aim of the present invention is therefore to propose a method of control of a multiplexed display which overcomes the drawbacks of control of the prior art and which responds, in particular, to both a concern for reduction in consumption and a concern for optimizing the order of such multiplexed display.
  • Another object of the present invention is to provide a device for control of a multiplexed display enabling the method to be implemented mentioned above.
  • An advantage of the technique proposed by the invention lies in the fact that the display control not only ensures a significant reduction in the consumption but also optimal display control. These two effects are ensured by adequate control of the multiplexing rate of the display as will be seen in great detail in the rest of this description.
  • Figure 2 shows as explanatory a non-limiting example of a multiplexed display, generally designated by the reference numeral 10, comprising a plurality of pixels arranged in twenty-four rows, designated 101 to 124 and in five columns, designated 201 to 205.
  • a multiplexed display generally designated by the reference numeral 10
  • some pixels, shown in black in the figure, are in the "ON" state, that is to say in an active state.
  • Other pixels, shown in white in in the figure are in the "OFF" state, that is to say in a non-active state.
  • Pixel 11 is thus at the intersection of row 101 and column 204, pixel 12 at the intersection of row 108 and column 202 and pixel 13 at the intersection of line 124 and column 204. It will be noted that the pixel 12 is active while the pixels 11 and 13 are inactive.
  • Lines 10 of FIG. 2 have not shown in display 10 of FIG. symbols. It will nevertheless be understood that the first line 101 of the display can for example correspond to a line of symbols according to the illustration in the figure 1 for example. It will again be recalled here that the term "pixel" also includes well a pixel of a matrix type display than a segment of a display made up of specific symbols.
  • the pixels are coupled to line electrodes and to column (not shown) on each of which a line signal is applied, respectively a column signal whose combination defines the activation state of the pixel at the intersection of the corresponding row and column.
  • Lines 101 to 124 of the display are sequentially activated by means of line signals applied to the corresponding line electrodes (not shown) of the display 10 in FIG. 2.
  • line signals will be designated in the following description by the references BP1 to BP24, the signal BP1 corresponding to the line signal applied to the electrode of line 101, the signal BP2 to the line signal applied to the electrode of line 102 and so on until BP24 signal applied to the electrode of line 124.
  • FIG. 3A illustrates, in a first mode of operation of the display says normal, the shape of the line signals applied to the line electrodes of display.
  • FIG. 3A only the line signals BP1, BP2, BP8 to BP10 and BP24 applied respectively to the electrodes of lines 101, 102, 108 to 110 and 124.
  • Those skilled in the art will perfectly able to deduce the shape of the remaining line signals from the information that is given here.
  • Each of the line signals BP1 to BP24 can take up to four levels separate voltage VLCD, V1, V4 and VSS.
  • the VLCD and VSS voltages are activation levels and the voltages V1 and V4 of the non-activation levels.
  • a pixel is not likely to be activated by a column signal suitable only if the corresponding line signal is simultaneously brought to the level activation voltage VLCD, respectively VSS.
  • the non-activation voltages V1 and V4 are respectively defined at 83% and 17% of the activation voltage VLCD, VSS being chosen as a reference at 0 Volt.
  • the signals of lines BP1 to BP24 thus vary between the activation voltage VSS and the voltage of no activation V1.
  • the signals of line BP1 to BP24 vary between the activation voltage VLCD and the voltage of no activation V4.
  • the line signal BP1 is briefly brought to the voltage VSS activation for a specific period T at the start of the first half-cycle A so activate line 101 of the display, then remains constant at the non-activation voltage V1 during the rest of half cycle A.
  • the line signal BP1 is inverted compared to the previous half-cycle, i.e. the signal BP1 briefly switches to the activation voltage VLCD for a determined duration T at start of the next half-cycle B, then remains constant at the non-activation voltage V4 during the rest of half cycle B.
  • line signal BP2 is briefly brought to the activation voltage VSS, respectively to the activation voltage VLCD, during the first half cycle A, respectively during the second half cycle B, just after passing the line signal BP1 to these same activation levels.
  • the remaining line signals BP3 to BP24 are arranged analogously, the BP24 line signal being thus brought to the activation levels VSS, VLCD at the end of each half cycle A, B.
  • each line signal BP1 to BP24 is brought sequentially once during a half-cycle A, B, for a determined duration T, at the activation voltage VSS, VLCD, so that the lines of the display are sequentially activated once during a half cycle period.
  • the duration T during which the line signal is brought to the activation voltage is determined by the duration of each half cycle, i.e. by the frequency of display frames, as well as the number of display lines, here the number twenty-four. In the example illustrated, it will therefore be understood that each signal of line is brought to the activation voltage VSS, VLCD during 1 / 24th of the period of a half cycle. The rest of the time the line signal is brought to the no voltage activation V1, resp. V4.
  • the lines are sequentially activated during each half-cycle, the activation and non-activation levels being alternated from one half cycle to another. At a given time, only one line of the display is not so activated, the other lines being all controlled by the non-activation voltage V1, V4.
  • Adequate column signals are applied to the electrodes (not shown) of columns 201 to 205 of display 10 in order to selectively activate or turn off the display pixels.
  • These line signals will be designated in the continuation of the description by the references FP1 to FP5, the signal FP1 corresponding to the column signal applied to the column electrode 201, the signal FP2 to the signal of column applied to the electrode of column 202 and so on until the signal FP5 applied to the column electrode 205.
  • FIG. 3B illustrates, also in the first operating mode of the display, the shape of the column signals FP1 to FP5 applied to the electrodes of column (not shown) of the display 10 of FIG. 2. Also for the sake of simplification, in FIG. 3B, only the FP2 column signals have been shown and FP4 applied respectively to the electrodes of columns 202 and 204, that is to say the electrodes comprising in particular the pixels 11, 12 and 13 taken by way of example. Those skilled in the art will be perfectly able to deduce the appearance of the remaining column from Figure 2 and Figure 3B.
  • the column signals FP1 to FP5 can also take up to four separate VLCD voltage levels, V2, V3 and VSS.
  • the voltages V2 and V3 also constitute levels of no activation. It will be understood that a pixel is not likely to be activated by a signal of appropriate line only if the corresponding column signal is simultaneously fed at the activation voltage level VLCD or VSS, depending on the half-cycle considered.
  • the non-activation voltages V2 and V3 are respectively defined at 66% and 34% of the activation voltage VLCD.
  • the column signals FP1 to FP5 vary thus between the activation voltage VLCD and the non-activation voltage V2.
  • the column signals FP1 to FP5 vary between the voltage VSS activation voltage and V3 non-activation voltage.
  • the line signal FP2 illustrated in FIG. 3B is brought to time intervals determined during the first half cycle A, at the voltage activation button to activate the corresponding pixels in column 202 of the display, namely the pixels of lines 102 and 106 to 108.
  • the column signal is brought to the non-activation level V2.
  • the column signal FP2 is reversed with respect to in the previous half cycle, that is to say that the signal FP2 is brought to the voltage VSS activation at determined time intervals corresponding to the activation of pixels of lines 102 and 106 to 108, this signal FP2 being brought the rest of the time to level of non-activation V3.
  • the column signal FP4 illustrated in FIG. 3B is brought, at time intervals determined during the first half-cycle A, to the activation voltage VLCD in order to activate the corresponding pixels in column 204 of the display, namely the pixels of lines 102 and 104, this FP4 signal remaining at level of non-activation V2 the rest of the time.
  • the FP4 signal is reversed and is thus brought to the VSS activation level at intervals of time corresponding to the activation of the pixels of lines 102 and 104, this signal FP4 being brought the rest of the time to the level of non-activation V3.
  • each column signal FP1 to FP5 is brought selectively, during a half-cycle A, B, at the activation voltage VLCD, VSS, in order activate the corresponding pixels in each of the columns 201 to 205 of display. It will therefore be understood that the signals making it possible to activate and deactivate the pixels in a column are multiplexed in time on each signal of column FP1 to FP5.
  • the elementary duration during which the column signal is brought to the activation voltage VLCD, resp. VSS, to enable the activation of a determined pixel in the column corresponds to the duration T previously defined in relation to the line signals BP1 to BP24, i.e. 1 / 24th of the half-cycle period in this example.
  • each half cycle A, B is broken down into this mode of operation in twenty-four sub-periods corresponding to twenty-four pixels that can be activated in each column of the display.
  • multiplex rate means a parameter determined by the number of so-called active lines of the display and defining strictly speaking the number of active lines multiplexed on the signals of column FP1 to FP5.
  • the twenty-four lines 101 to 124 of the display are active.
  • T previously defined in relation to line signals BP1 to BP24, also the elementary duration during which the column signals are brought to the voltage activation to enable the activation of a determined pixel in the column, is directly related to this parameter.
  • the multiplexing rate thus determines the shape of the line signals BP1 to BP24 as well as the intervals during which the column signals FP1 to FP5 must be brought to the activation level VLCD, resp. VSS, for selectively activate pixels.
  • the multiplexing rate is reduced in proportion to the number of inactive lines.
  • the rate of multiplexing will therefore be reduced to 1: 8 meaning that each half-cycle A, B is then broken down into eight sub-periods.
  • FIGS. 4A to 4C will subsequently make it possible to highlight this point.
  • FIG. 3C illustrates the signals at the terminals of pixels 11, 12, 13 resulting from the combination of the corresponding row and column signals.
  • the three signals represented thus correspond respectively to the signal present at the boundaries of the pixel 11 resulting from the difference FP4-BP1 of the column signal FP4 and the line signal BP1, at the signal present at the terminals of pixel 12 resulting from the difference FP2-BP8 of column signal FP2 and line signal BP8 and to the signal present at the terminals of the pixel 13 resulting from the difference FP4-BP24 of the column signal FP4 and the signal of line BP24.
  • the levels of tension activation VSS, VLCD and non-activation V1 to V4 are chosen so that the resulting signals at the terminals of the pixels present, over a period of two successive half-cycles, i.e. over a period encompassing half-cycles A and B in FIG. 3C, an average value substantially zero.
  • the levels of non-activation V1 to V4 are chosen, in the example illustrated in Figures 3A to 3C, as fractions of the voltage VLCD activation (VSS being set as reference to 0 Volt) and so that the signal resulting at the terminals of each pixel is +/- V4 during twenty-three of the twenty-four sub-periods of each half-cycle, and +/- VLCD or +/- V2 during one of the twenty-four sub-periods depending on whether the pixel is active or inactive respectively.
  • the non-activation voltages V1, V2 and V3 are worth VLCD-V4, VLCD-2V4 and 2V4 respectively.
  • this signal is at + V2 during the first sub-period of the half cycle, then varies between +/- V4 during the twenty-three remaining sub-periods.
  • the signal is inverted with respect to the preceding half-cycle A.
  • this signal is at + VLCD, respectively -VLCD, during the eighth subperiod of the half cycle, and varies between +/- V4 during the other twenty-three sub-periods.
  • a set of lines, called non-active, among the lines 101 to 124 of the display is disabled.
  • Figures 4A to 4C illustrate only one choice from others. We could for example choose to keep active the first line 101 (such as a line of symbols) as well as the last seven lines 118 to 124 of display.
  • FIGS. 4A to 4C for the sake of simplification, we have chosen to represent the signals with an identical number of activation levels and no activation. These activation and non-activating levels are also designated VSS, VLCD and V1, V2, V3, V4 respectively. Note however that the distribution of non-activation levels V1 to V4 is different, in this second mode of operation.
  • the voltages of no activation V1 to V4 are respectively defined at 90%, 80%, 20% and 10% of the activation voltage VLCD. The reasons for this choice, which is by no means limiting, will be presented later. It will suffice for the moment to understand that this distribution non-activation voltages V1 to V4 is chosen in this way in order to compensate increasing the display contrast when switching from normal operation in standby mode.
  • the signals applied to columns 201 to 205 of the display as well as the signals applied to the active lines 101 to 108 of the display are analogous to the signals applied during the first operating mode or normal mode.
  • the rate of multiplexing is reduced in proportion to the number of disabled lines.
  • the multiplexing rate is thus reduced to example of 1:24, in normal operating mode, to 1: 8 in standby operation. Consequently, the shape of the line signals BP1 to BP8 and column signals FP1 to FP5 is modified as illustrated in FIGS. 4A and 4B.
  • Each half-cycle A, B of the line signals BP1 to BP8, respectively of the column signals FP1 to FP5 is thus broken down, in this second mode of operation, in eight sub-periods
  • FIG. 4A illustrates, in the second operating mode of the display, the shape of the line signals BP1 to BP24 applied to the line electrodes of display.
  • line signals BP1, BP2, BP8 to BP10 and BP24 applied respectively on the electrodes of lines 101, 102, 108 to 110 and 124.
  • the man of profession will be perfectly able to deduce the shape of the remaining line signals to from the information that is given here.
  • the appearance of the line signals BP1 to BP8 applied, in the second mode of operation, on the active lines 101 to 108 of the display is analogous to the pace line signals BP1 to BP24 applied to lines 101 to 124 in the first operating mode.
  • the multiplexing rate is reduced to 1: 8 in this second operating mode, it will be seen that the duration T during which each of the line signals BP1 to BP8 is brought to the level VSS activation, resp. VLCD is higher, in this second mode of operation, with respect to this same duration T, in the first mode of operation.
  • the line signals BP1 to BP8 vary between the activation voltage VSS and the non-activation voltage V1.
  • the line signals BP1 to BP8 vary between the activation voltage VLCD and the non-activation voltage V4.
  • the line signal BP1 is briefly brought, at the start of each half-cycle A, B, at the activation voltage VSS, resp. VLCD, during 1 / 8th of the half-cycle period to activate line 101 of the display, then remain constant at the non-activation voltage V1, resp. V4 during the rest of the half cycle.
  • line signal BP2 is briefly brought to the activation voltage VSS, resp. VLCD, during each half cycle A, B, just after passing the line signal BP1 to these same activation levels.
  • Line signals BP3 to BP8 are arranged analogously, the line signal BP8 being thus brought to the levels of activation VSS, resp. VLCD, after each half cycle A, B, as illustrated in Figure 4A.
  • each line signal BP1 to BP8 is brought sequentially once during a half cycle A, B, during 1 / 8th of the period of a half cycle, at activation voltage VSS, VLCD, so that the active lines 101 to 108 of the display are sequentially activated once during a half-cycle period.
  • line activation signals are applied to the electrodes corresponding 109 to 124, so-called line activation signals. These signals are chosen so that when combined with the column signals FP1 to FP5, each pixel in these inactive lines 109 to 124 receives at its terminals a signal whose amplitude is too low to activate it.
  • line non-activation signals which are supplied, for the duration of the first half-cycle A, at non-activation level V1, then, throughout the duration of the half-cycle according to B, at the non-activation level V4.
  • FIG. 4B illustrates, also in the second operating mode of the display, the shape of the column signals FP1 to FP5 applied to the electrodes of column (not shown) of the display 10 of FIG. 2. Also for the sake of simplification, in FIG. 4B, only the FP2 column signals have been shown and FP4 applied respectively to the electrodes of columns 202 and 204, that is to say the electrodes comprising in particular the pixels 11, 12 and 13 taken by way of example. Those skilled in the art will be perfectly able to deduce the appearance of the remaining column from Figure 2 and Figure 4B.
  • the appearance of column signals FP1 to FP5 applied, in the second operating mode, on columns 201 to 205 of the display is similar to the appearance of the signals applied to these same columns in the first operating mode.
  • the multiplexing rate is reduced to 1: 8 in this second mode of operation, we can see that the time intervals during which the column signals FP1 to FP5 are brought to the activation levels VLCD, VSS so to activate the desired pixels are higher, in this second mode of operation, with respect to these same intervals, in the first mode of operation.
  • this signal is at + V2 during the first sub-period of the half cycle, then varies between +/- V4 during the remaining seven sub-periods.
  • the signal is inverted with respect to the preceding half-cycle A.
  • V4 ⁇ VLCD
  • ⁇ a parameter of distribution
  • V ON, rms and V OFF, rms are directly dependent on the number of active lines of the display, ie on the multiplexing rate. It will also be noted that these values V ON, rms and V OFF, rms increase during a reduction in the multiplexing rate.
  • this parameter ⁇ is approximately 17%.
  • this parameter ⁇ is worth approximately 25%.
  • FIGS. 5A to 5C illustrate, in the second mode of operation where the multiplex rate is 1: 8, other examples of line signals BP1 to BP24, column signals FP1 to FP5 and resulting signals present at the terminals of the pixels 11, 12, 13 in the case where the parameter ⁇ is chosen at 25% in order to optimize the display contrast for this multiplexing rate, only three levels of no activation is thus required in this case.
  • VA 75% VLCD
  • VB 50% VLCD
  • VC 25% VLCD.
  • the column signals such as the FP2 and FP4 signals illustrated in FIG. 4B, do not present only one level of VB non-activation in this case.
  • a first variant it is thus possible to choose to optimize the contrast of the display for each operating mode and to choose accordingly the distribution (parameter ⁇ above) of the non-activation voltages.
  • the contrast ratio V ON, rms / V OFF, rms
  • This increase in contrast may be considered unpleasant for the user.
  • the distribution of the voltages is adjusted not activating from one operating mode to another so as to maintain the substantially constant contrast.
  • the non-activation voltages V1 to V4 are thus respectively defined at 90%, 80%, 20% and 10% of the activation voltage VLCD as shown in Figures 4A to 4C.
  • the user can also decide not to adjust the contrast and tolerate a slight variation of the latter.
  • the reduction in the multiplexing rate when switching from normal operating mode to standby operating mode is also accompanied by a reduction in the activation voltage VLCD (the activation voltage VSS is chosen as a reference to 0 Volts in both modes).
  • the rms values or rms values V ON, rms and V OFF, rms increase when the multiplexing rate is reduced. It will thus be necessary to adjust the activation voltage VLCD so, for example, that the effective value V OFF, rms of the signal present at the terminals of a pixel in the non-active state is substantially constant from one operating mode to the other.
  • the advantages of this invention are multiple.
  • the reduction in the multiplexing rate and therefore of the frequency of multiplexing of the signals makes it possible to reduce the number of switching on the row and column electrodes of the display.
  • the reduction in the multiplexing rate reduces the VLCD activation voltage of the pixels as already mentioned more high.
  • the reduction in the multiplexing rate generates an increase in the display contrast which may or may not be adjustable by the user.
  • the Applicant has observed that for a multiplexed display device with twenty-four lines active in normal operating mode and eight lines active in standby mode, reduced consumption at least two-thirds of energy was reached (the activation voltage VLCD being reduced when switching to standby mode).
  • control method which has just been described can thus be applied from so as to switch a multiplexed display between a first mode of so-called normal operation (all lines active) and at least one second mode of standby operation (one or more inactive lines).
  • This switching between modes can be done in software through a adequate programming of the control device or in hardware by the use of dedicated circuits. This switching can be automatic if desired.
  • FIG. 6 We will now describe by means of FIG. 6, according to another aspect of the invention, an embodiment of a display control device multiplexed to implement the method described above.
  • Figure 6 shows schematically a device or circuit control of a multiplexed display, generally designated by the reference digital device 30.
  • This device 30 includes a mode switch 31, a programmable sequencer 32, a line signal generator 33, a means of shaping 34, a column signal generator 35, a voltage generator activation and non-activation 36 and a frequency generator 37.
  • the mode switch 31 ensures, as its name suggests, a switching, automatic or manual, between normal operating mode and standby mode of operation. It controls the operation of the sequencer programmable 32, activation and non-activation voltage generator 36 as well frequency generator 37.
  • the activation and non-activation voltage generator 36 is arranged to produce at its output the activation and non-activation voltages to be applied to the rows and columns of the display.
  • this generator 36 produces at its output activation voltages VON, BP and non-activation voltages VOFF, BP for display lines. These voltages VON, BP and VOFF, BP are applied to line signal generator 33.
  • the generator also produces at its output of the activation voltages VON, FP and of non activation VOFF, FP intended display columns. These voltages VON, FP and VOFF, FP are applied to the column signal generator 35.
  • the voltages produced at the output of the activation voltage generator and non activation 36 are alternated from one half-cycle to the other as seen above.
  • the generator 36 is therefore controlled by the programmable sequencer 32 of so as to ensure this alternation of activation and non-activation voltages.
  • the generator 36 is controlled by the mode switch 31 so that that the activation and non-activation voltage levels are modified during the change from normal operating mode to standby operating mode.
  • this generator 36 is arranged, on the one hand, to decrease the value of the activation voltage VLCD (VSS being chosen as reference at 0 Volt) in response to change from normal operating mode to standby operating mode, and to modify, on the other hand, the distribution of the non-activation voltages V1 to V4 in accordance with what has been described above.
  • the activation voltage generator and non-activation 36 can decompose the activation voltage generator and non-activation 36 in a first block 361 controlled by the switch mode and used to generate activation voltages VSS, VLCD and no activation V1 to V4, and a second block 362 controlled by the sequencer programmable 32 so as to alternate activation and non-activation voltages from one half cycle to another.
  • the frequency generator 37 includes an oscillator 371, a divider circuit 372 and a 373 frequency switch.
  • Oscillator 371 and the circuit frequency divider 372 are arranged to produce a signal whose frequency determines the appearance of the row and column signals.
  • the oscillator 371 and the frequency divider circuit 372 are arranged to deliver a first signal at a frequency f, called multiplexing, intended for the first mode of operation and a second signal at a frequency f / 3 intended for the second mode Operating.
  • the frequency switch 373 controlled by the mode switch 31, delivers at its output a multiplexing signal of frequency f during the first mode and a multiplexing signal of frequency f / 3 during the second mode. This multiplexing signal is applied to the mode sequencer 32 and by means of shaping 34.
  • the programmable sequencer 32 ensures the adequate sequence making it possible to generate the signals intended to be applied to the line electrodes of the display, such as the signals BP1 to BP24 presented previously.
  • This sequencer programmable 32 is thus connected to line signal generator 33.
  • the programmable sequencer 32 includes twenty-four outputs, connected to line signal generator 33, each of these outputs controlling the switching, in the line signal generator 33, between the activation voltages VON, BP and non-activation VOFF, BP according to the sequence described upper.
  • the line signal generator 33 has twenty-four outputs, in this example, on which the line signals BP1 to BP24.
  • the sequencer 32 In the normal operating mode, the sequencer 32 generates the adequate sequence for sequentially activating all lines of the display, i.e. the twenty-four lines of the display in this example.
  • the generator 33 produces in response twenty-four line signals BP1 to BP24 such as signals illustrated in Figure 3A.
  • the state of the outputs of the sequencer 32 in the normal operating mode over a period of half a cycle can for example be diagrammed, in the mode normal operation by a diagonal matrix, here a 24x24 matrix in which "1" and "0" correspond to the switching of the corresponding line signal respectively at the activation voltage and the non-activation voltage.
  • the sequencer 32 produces the adequate sequence to activate the first eight lines of the display in this example.
  • the last sixteen lines of the display are all kept at one not active state.
  • the first eight outputs of the sequencer (from the left in figure 6) sequentially controls the switching of the eight first corresponding outputs of generator 33 between activation voltages and of non activation in order to produce the adequate signals BP1 to BP8 as illustrated in Figures 4A or 5A.
  • the last sixteen outputs of sequencer 32 maintain the sixteen corresponding outputs of generator 33 at the non-activation voltage.
  • the line signals BP9 to BP24 thus produced conform to the illustration of the figures 4A or 5A.
  • the shaping means 34 ensures, as a function of the data to be displayed, the formatting of the column signals, in the example illustrated, the column signals FP1 to FP5. This shaping means 34 adequately controls the column signal generator 35.
  • the line generator column signals 35 ensures adequate switching, for each column of the display of the column signals, here FP1 to FP5, between the activation voltages VON, FP and VOFF, FP non-activation produced by the voltage generator 36.
  • the rate of multiplexing in normal operation is mainly determined by the number of lines of the display.
  • the multiplexing rate in standby operating mode can perfectly be programmable so that it can be changed as desired by the user or display designer.
  • the present invention can be adapted so that the display can occupy more than one operating mode of standby, for example a first standby operating mode in which the rate multiplexing is reduced by two, a second standby mode of operation in which the multiplexing rate is reduced by three, etc. Everything can perfectly be programmed.
  • the present invention is therefore in no way limited to a display which can occupy only a normal operating mode and a single operating mode standby operation, but applies analogously if you want to plan more than one standby mode of operation.
  • the method and the control device do not are not limited to the particular modes of implementation described in the present description.
  • the method or the device applies well obviously similar to a display with a number of lines active different from twenty-four in normal operating mode and a number of active lines other than eight in standby mode.
  • the figures illustrate only a few modes of implementation particular and not limiting of the present invention.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé ainsi qu'un dispositif de commande (30) d'un affichage multiplexé comportant une pluralité de pixels agencés en lignes et en colonnes et couplés à des électrodes de ligne et à des électrodes de colonne, chacun des pixels étant sélectivement activé ou désactivé par une combinaison déterminée d'un signal de ligne (BP1 à BP24) et d'un signal de colonne (FP1 à FP5) appliqués respectivement sur les électrodes de ligne et de colonne correspondantes. Selon la présente invention, l'affichage est commuté entre un premier mode de fonctionnement, dit normal, dans lequel toutes les lignes de l'affichage sont activées, et au moins un deuxième mode de fonctionnement, dit de veille, dans lequel des lignes dites non actives de l'affichage sont désactivées par l'application, sur les électrodes de lignes correspondantes, de signaux dits de non activation de ligne. Lors du passage dans le mode de fonctionnement de veille, on agit sur les signaux de ligne appliqués sur les lignes encore actives et sur les signaux de colonne de manière à ce que leur taux de multiplexage soit réduit en proportion du nombre de lignes non actives. <IMAGE>

Description

La présente invention se rapporte généralement à un procédé et un dispositif de commande d'un dispositif d'affichage multiplexé. Par "dispositif d'affichage multiplexé" ou plus simplement "affichage multiplexé", on entendra, dans le cadre de la présente description, un dispositif d'affichage à lignes multiples, c'est-à-dire un dispositif d'affichage présentant un nombre de lignes d'affichage supérieur à l'unité, et dont la commande est opérée par multiplexage. Par "multiplexage", on comprendra ici que les signaux de commande de l'affichage sont multiplexés dans le temps. On parlera également d'affichage "dynamique".
La présente invention s'applique à tout type d'affichage multiplexé, quelle que soit sa taille. En particulier, la présente invention s'applique avantageusement à des affichages à cristaux liquides (LCD) multiplexés.
En se référant à la figure 1, il est illustré un dispositif d'affichage dynamique conventionnel 10. L'affichage illustré comporte typiquement une première section d'affichage 10A et une deuxième section d'affichage 10B. Cet affichage 10 est d'un type conventionnel que l'on trouve par exemple dans un téléphone cellulaire. La première section d'affichage 10A est ainsi une section d'affichage comportant des symboles prédéfinis, par exemple des symboles destinés à indiquer le niveau de réception du téléphone cellulaire, l'autonomie de la batterie, l'arrivée d'un appel, l'heure, ou tout autre information qui est typiquement affichée en permanence sur l'affichage lorsque l'appareil est activé. La deuxième section d'affichage 10B est typiquement une section d'affichage de type matriciel permettant l'affichage de données alpha-numériques et/ou graphiques tels le numéro d'un appelant, un message court, etc. Les première et seconde sections d'affichage sont typiquement physiquement interconnectées de manière à ne former qu'un seul affichage composite comportant une section de symboles et une section matricielle destinée à l'affichage de messages alpha-numériques.
L'affichage illustré à la figure 1 présente ainsi typiquement un ensemble de segments ou de pixels agencés en lignes et colonnes. Afin d'activer ces segments et pixels, une pluralité d'électrodes de ligne et de colonne (non représentées), sont respectivement couplées aux lignes et colonnes de l'affichage. Dans le cas d'un affichage LCD, ces électrodes de ligne et de colonne sont par exemple disposées sur des plaques opposées entre lesquelles est agencé la couche de cristaux liquides. Des tensions appliquées sur les électrodes de lignes et de colonnes se combinent pour générer un champ électrique dans une zone entre les électrodes. Cette zone entre les électrodes est dénommées "pixel" ou "segment" selon la géométrie de la zone. Ainsi, dans le cas de la première section d'affichage 10A comprenant les symboles, on parlera préférablement de "segments" alors que dans le cas de la seconde section d'affichage 10B, on parlera préférablement de "pixels". Néanmoins, dans les deux cas, les tensions appliquées sur les électrodes de lignes et de colonnes se combinent pour sélectivement activer ou désactiver des pixels ou segments de l'affichage. Au titre de simplification, on utilisera le terme "pixel" dans la suite de la présente description pour indiquer indifféremment un pixel ou un segment de l'affichage.
On comprendra que les termes "ligne" et "colonne" sont utilisés pour indiquer que les pixels sont agencés sous forme matricielle et sont commandés par des paires d'électrodes, chaque pixel étant situé à une intersection d'une paire d'électrodes de ligne et de colonne. Dans certains affichages, ces paires d'électrodes peuvent toutefois être dénommées différemment, par exemple par les termes "électrode antérieure" et "électrode postérieure", ou "frontplane electrode" et "backplane electrode" en terminologie anglo-saxonne. Dans le cadre de la présente description, les termes "électrode de ligne" et "électrode de colonne" désignent tout type d'agencement d'électrodes, y compris des agencements où les électrodes ne sont pas arrangées de manière linéaire. On comprendra également que les termes "ligne" et "colonne" n'implique pas nécessairement qu'une ligne s'étend horizontalement et qu'une colonne s'étend verticalement. Les termes "ligne" et "colonne" peuvent donc parfaitement être interchangés.
Les affichages dynamiques qui viennent d'être brièvement présentés, tels les affichages LCD, sont fréquemment utilisés dans de nombreux produits alimentés par batterie, tels que des calculatrices, des agendas de poches électronique, des téléphones portables, des pièces d'horlogeries électroniques, etc. Un avantage significatif de tels dispositifs d'affichage est leur relative faible consommation permettant aux produits les incorporant de fonctionner durablement au moyen de leur batterie ou de fonctionner avec des batteries de plus faibles dimensions.
La tendance actuelle est à la production de dispositifs performants, de faible dimensions et dont la puissance consommée est aussi réduite que possible. Une manière d'économiser de l'énergie dans un dispositif incorporant un affichage dynamique tel un affichage LCD consisterait à couper entièrement l'alimentation des pixels de l'affichage qui sont en mode de veille ou qui ne sont autrement pas utilisés. On réalise toutefois en pratique qu'il n'est pas possible de couper entièrement l'alimentation des pixels. En pratique, en effet, les pixels, en particulier les pixels d'un affichage LCD, doivent typiquement être commandés par un signal de commande alternatif de composante continue nulle, même lorsque ceux-ci sont à l'état "off". Si le signal de commande comportait une composante continue non nulle, il pourrait notamment en résulter une polarisation résiduelle de l'affichage qui rendrait ce dernier non opérationnel.
Les signaux de commande conventionnellement appliqués sur les électrodes de ligne et de colonne se présentent sous la forme d'une succession de trames alternées de telle sorte que la tension moyenne résultante sur un pixel, prise sur une période englobant deux trames successives est nulle. Plus spécifiquement, d'une trame à l'autre, le signal est renversé ou inversé par rapport au signal généré lors de la trame précédente. Dans la suite de la description, on définira une série de deux trames successives en tant que cycle, ce cycle étant ainsi divisé en un premier demi-cycle correspondant à une première trame et un second demi-cycle correspondant à une trame renversée par rapport à la première.
Selon cette technique de commande conventionnelle, les pixels non actifs sont typiquement maintenu à l'état "off" par l'application de tensions telles que la tension résultante sur le pixel non actif possède une amplitude trop faible pour le mettre à l'état "on". Chaque pixel de l'affichage, qu'il soit à l'état "on" ou "off" voit ainsi typiquement des commutations abruptes et fréquentes de niveaux de tension à ses bornes, chacune de ces commutations consommant de l'énergie.
Le document US-A-5,805,121 suggère ainsi une méthode pour commander un affichage dynamique susmentionné par laquelle le nombre de commutations sur les pixels, en particulier sur les pixels mis à l'état "off", est sensiblement réduit. Bien qu'une réduction sensible de la consommation sont atteinte grâce à l'enseignement de ce document, il existe toujours une nécessité de trouver des solutions plus optimales et permettant de réduire de manière encore plus sensible la consommation de tels affichages multiplexés.
On peut noter en particulier qu'un inconvénient de la technique de commande proposée dans le document US-A-5,805,121, en considérant l'exemple présenté à la figure 5 de ce document, réside dans le fait que durant les trois-quarts d'un cycle de commande, les signaux de commande appliqués sur les électrodes de lignes sont tous maintenus à des niveaux de tension de non activation. Cette fraction du cycle durant laquelle les signaux sont maintenus à ces niveaux de non activation est d'autant plus importante que le nombre de lignes d'affichages mises à l'état non actif est important (dans l'exemple de la figure 5, ce nombre est de trois lignes d'affichage non actives sur quatre). On peut ainsi constater que le temps consacré à la commande des lignes d'affichage encore actives n'est pas optimisé par rapport à la durée totale d'un cycle de commande.
Un but général de la présente invention est donc de proposer une méthode de commande d'un affichage multiplexé qui pallie aux inconvénients des techniques de commande de l'art antérieur et qui répond, en particulier, à la fois à un souci de réduction de la consommation et à un souci d'optimisation de la commande d'un tel affichage multiplexé.
Ce but est atteint, selon la présente invention, grâce au procédé de commande dont les caractéristiques sont énoncées à la revendication 1.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de commande d'un affichage multiplexé permettant de mettre en oeuvre le procédé susmentionné.
Ce but est atteint, selon la présente invention, grâce au dispositif de commande dont les caractéristiques sont énoncées à la revendication x.
Des variantes avantageuses du procédé et du dispositif de commande selon la présente invention font l'objet des revendications dépendantes.
Un avantage de la technique proposée par l'invention réside dans le fait que la commande de l'affichage assure non seulement une sensible réduction de la consommation mais également une commande optimale de l'affichage. Ces deux effets sont assurés par une commande adéquate du taux de multiplexage de l'affichage comme on le verra amplement en détail dans la suite de la présente description.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels :
  • la figure 1, déjà présentée, montre un exemple conventionnel d'un dispositif d'affichage multiplexé;
  • la figure 2 montre un exemple d'un dispositif d'affichage multiplexé comportant vingt-quatre lignes et cinq colonnes, utilisé dans le cadre d'un mode de mise en oeuvre particulier pour illustrer le principe de fonctionnement de la présente invention;
  • les figures 3A et 3B illustrent, dans un premier mode de fonctionnement dit normal où les vingt-quatre lignes de l'affichage sont actives, des exemples de signaux pouvant être appliqués respectivement sur les lignes et sur les colonnes de l'affichage de la figure 2 pour sélectivement activer ou désactiver des pixels de cet affichage;
  • la figure 3C illustre, dans le premier mode de fonctionnement, les signaux présents aux bornes de trois pixels de l'affichage de la figure 2, ces signaux résultant de la combinaison des signaux, illustrés aux figures 3A et 3B, appliqués sur les lignes et colonnes correspondantes de l'affichage;
  • les figures 4A et 4B illustrent, dans un deuxième mode de fonctionnement dit de veille où seules les huit premières lignes de l'affichage sont actives, des exemples de signaux pouvant être appliqués respectivement sur les lignes et sur les colonnes de l'affichage de la figure 2 pour sélectivement activer ou désactiver des pixels de cet affichage;
  • la figure 4C illustre, dans le deuxième mode de fonctionnement, les signaux présents aux bornes de trois pixels de l'affichage de la figure 2, ces signaux résultant de la combinaison des signaux, illustrés aux figures 4A et 4B, appliqués sur les lignes et colonnes correspondantes de l'affichage;
  • les figures 5A et 5B illustrent, dans le deuxième mode de fonctionnement dit de veille où seules les huit premières lignes de l'affichage sont actives, d'autres exemples de signaux pouvant être appliqués respectivement sur les lignes et sur les colonnes de l'affichage de la figure 2 pour sélectivement activer ou désactiver des pixels de cet affichage;
  • la figure 5C illustre, dans le deuxième mode de fonctionnement, les signaux présents aux bornes de trois pixels de l'affichage de la figure 2, ces signaux résultant de la combinaison des signaux, illustrés aux figures 5A et 5B, appliqués sur les lignes et colonnes correspondantes de l'affichage;
  • la figure 6 montre schématiquement un exemple de réalisation d'un dispositif de commande d'un affichage multiplexé permettant de mettre en oeuvre le procédé de commande selon la présente invention.
On décrira tout d'abord au moyen de la figure 2 et des figures 3A à 3C et 4A à 4C, le procédé de commande selon la présente invention. La figure 2 montre à titre explicatif un exemple non limitatif d'un affichage multiplexé, désigné globalement par la référence numérique 10, comportant une pluralité de pixels agencés en vingt-quatre lignes, désignées 101 à 124 et en cinq colonnes, désignées 201 à 205. Comme cela est schématisé sur la figure 2, certains pixels, représentés en noir dans la figure, sont à l'état "ON", c'est-à-dire à un état dit actif. D'autres pixels, représentés en blanc dans la figure, sont à l'état "OFF", c'est-à-dire à un état non actif. Dans la suite de la présente description, on s'intéressera particulièrement aux pixels désignés par les références 11, 12 et 13 choisis parmi l'ensemble des pixels de l'affichage pour illustrer le procédé de commande selon la présente invention. Le pixel 11 se trouve ainsi à l'intersection de la ligne 101 et de la colonne 204, le pixel 12 à l'intersection de la ligne 108 et de la colonne 202 et le pixel 13 à l'intersection de la ligne 124 et de la colonne 204. On constatera que le pixel 12 est actif alors que les pixels 11 et 13 sont inactifs.
On n'a pas représenté dans l'affichage 10 de la figure 2 de lignes de symboles. On comprendra néanmoins que la première ligne 101 de l'affichage peut par exemple correspondre à une ligne de symboles conforme à l'illustration de la figure 1 par exemple. On rappellera à nouveau ici que le terme "pixel" englobe aussi bien un pixel d'un affichage de type matriciel qu'un segment d'un affichage constitué de symboles déterminés.
Les pixels sont couplés à des électrodes de ligne et à des électrodes de colonne (non représentées) sur chacune desquelles est appliqué un signal de ligne, respectivement un signal de colonne dont la combinaison définit l'état d'activation du pixel se trouvant à l'intersection de la ligne et de la colonne correspondantes.
Les lignes 101 à 124 de l'affichage sont séquentiellement activées au moyen de signaux de ligne appliqués sur les électrodes de ligne correspondantes (non représentées) de l'affichage 10 de la figure 2. Ces signaux de ligne seront désignés dans la suite de la description par les références BP1 à BP24, le signal BP1 correspondant au signal de ligne appliqué à l'électrode de la ligne 101, le signal BP2 au signal de ligne appliqué à l'électrode de la ligne 102 et ainsi de suite jusqu'au signal BP24 appliqué à l'électrode de la ligne 124.
La figure 3A illustre, dans un premier mode de fonctionnement de l'affichage dit normal, l'allure des signaux de ligne appliqués sur les électrodes de ligne de l'affichage. Par soucis de simplification, dans la figure 3A, on n'a représenté que les signaux de ligne BP1, BP2, BP8 à BP10 et BP24 appliqués respectivement sur les électrodes des lignes 101, 102, 108 à 110 et 124. L'homme du métier sera parfaitement à même de déduire l'allure des signaux de ligne restants à partir des informations qui sont données ici.
Chacun des signaux de ligne BP1 à BP24 peut prendre jusqu'à quatre niveaux de tension distincts VLCD, V1, V4 et VSS. Les tensions VLCD et VSS constituent des niveaux d'activation et les tensions V1 et V4 des niveaux de non activation. On comprendra qu'un pixel n'est susceptible d'être activé par un signal de colonne approprié que si le signal de ligne correspondant est simultanément amené au niveau de tension d'activation VLCD, respectivement VSS. Dans l'exemple illustré aux figures 3A à 3C, les tensions de non activation V1 et V4 sont respectivement définies à 83% et 17% de la tension d'activation VLCD, VSS étant choisi comme référence à 0 Volt.
Durant un premier demi-cycle, désigné A dans la figure 3A, les signaux de lignes BP1 à BP24 varient ainsi entre la tension d'activation VSS et la tension de non activation V1. Durant le demi-cycle suivant, désigné B dans la figure 3A, les signaux de ligne BP1 à BP24 varient entre la tension d'activation VLCD et la tension de non activation V4.
Plus spécifiquement, le signal de ligne BP1 est brièvement amené à la tension d'activation VSS pour une durée déterminée T au début du premier demi-cycle A afin d'activer la ligne 101 de l'affichage, puis reste constant à la tension de non activation V1 durant le reste du demi-cycle A. Durant le demi-cycle suivant B, le signal de ligne BP1 est renversé par rapport au demi-cycle précédent, c'est-à-dire que le signal BP1 passe brièvement à la tension d'activation VLCD pour une durée déterminée T au début du demi-cycle suivant B, puis reste constant à la tension de non activation V4 durant le reste du demi-cycle B.
Afin d'activer la ligne 102 de l'affichage, le signal de ligne BP2 est brièvement amené à la tension d'activation VSS, respectivement à la tension d'activation VLCD, au cours du premier demi-cycle A, respectivement au cours du deuxième demi-cycle B, juste après le passage du signal de ligne BP1 à ces mêmes niveaux d'activation. Les signaux de ligne restants BP3 à BP24 sont agencés de manière analogue, le signal de ligne BP24 étant ainsi amené aux niveaux d'activation VSS, VLCD au terme de chaque demi-cycle A, B.
On comprendra donc que chaque signal de ligne BP1 à BP24 est amené séquentiellement un fois durant un demi-cycle A, B, pour une durée déterminée T, à la tension d'activation VSS, VLCD, de telle sorte que les lignes de l'affichage sont séquentiellement activées une fois au cours d'une période de un demi-cycle.
La durée T durant laquelle le signal de ligne est amené à la tension d'activation est déterminée par la durée de chaque demi-cycle, c'est-à-dire par la fréquence de trames de l'affichage, ainsi que par le nombre de lignes de l'affichage, ici au nombre de vingt-quatre. Dans l'exemple illustré, on comprendra donc que chaque signal de ligne est amené à la tension d'activation VSS, VLCD durant 1/24ème de la période d'un demi-cycle. Le reste du temps le signal de ligne est à amené à la tension de non activation V1, resp. V4.
En résumé, on comprendra donc que les lignes sont séquentiellement activées durant chaque demi-cycle, les niveaux d'activation et de non activation étant alternés d'un demi-cycle à l'autre. A un instant donné, seule une ligne de l'affichage n'est ainsi activée, les autres lignes étant toutes commandées par la tension de non activation V1, V4.
Des signaux de colonne adéquats sont appliqués aux électrodes (non représentées) des colonnes 201 à 205 de l'affichage 10 afin de sélectivement activer ou désactiver les pixels de l'affichage. Ces signaux de ligne seront désignés dans la suite de la description par les références FP1 à FP5, le signal FP1 correspondant au signal de colonne appliqué à l'électrode de la colonne 201, le signal FP2 au signal de colonne appliqué à l'électrode de la colonne 202 et ainsi de suite jusqu'au signal FP5 appliqué à l'électrode de la colonne 205.
La figure 3B illustre, également dans le premier mode de fonctionnement de l'affichage, l'allure des signaux de colonne FP1 à FP5 appliqués sur les électrodes de colonne (non représentées) de l'affichage 10 de la figure 2. Egalement par soucis de simplification, dans la figure 3B, on n'a représenté que les signaux de colonne FP2 et FP4 appliqués respectivement sur les électrodes des colonnes 202 et 204, c'est-à-dire les électrodes comprenant notamment les pixels 11, 12 et 13 pris à titre d'exemple. L'homme du métier sera parfaitement à même de déduire l'allure des signaux de colonne restants à partir de la figure 2 et de la figure 3B.
On constatera également, de la figure 3B, que les signaux de colonne FP1 à FP5 peuvent également prendre jusqu'à quatre niveaux de tension distincts VLCD, V2, V3 et VSS. Les tensions V2 et V3 constituent également des niveaux de non activation. On comprendra qu'un pixel n'est susceptible d'être activé par un signal de ligne approprié que si le signal de colonne correspondant est simultanément amené au niveau de tension d'activation VLCD ou VSS, selon le demi-cycle considéré. Dans l'exemple illustré aux figures 3A à 3C, les tensions de non activation V2 et V3 sont respectivement définies à 66% et 34% de la tension d'activation VLCD.
Durant le premier demi-cycle A, les signaux de colonne FP1 à FP5 varient ainsi entre la tension d'activation VLCD et la tension de non activation V2. Durant le demi-cycle suivant B, les signaux de colonne FP1 à FP5 varient entre la tension d'activation VSS et la tension de non activation V3.
Plus spécifiquement, le signal de ligne FP2 illustré à la figure 3B est amené, à des intervalles de temps déterminés durant le premier demi-cycle A, à la tension d'activation VLCD afin d'activer les pixels correspondants dans la colonne 202 de l'affichage, à savoir les pixels des lignes 102 et 106 à 108. Le reste du temps, durant ce premier demi-cycle A, le signal de colonne est amené au niveau de non activation V2. Durant le demi-cycle suivant B, le signal de colonne FP2 est renversé par rapport au demi-cycle précédent, c'est-à-dire que le signal FP2 est amené à la tension d'activation VSS aux intervalles de temps déterminés correspondant à l'activation des pixels des lignes 102 et 106 à 108, ce signal FP2 étant amené le reste du temps au niveau de non activation V3.
De manière analogue, le signal de colonne FP4 illustré à la figure 3B est amené, à des intervalles de temps déterminés durant le premier demi-cycle A, à la tension d'activation VLCD afin d'activer les pixels correspondants dans la colonne 204 de l'affichage, à savoir les pixels des lignes 102 et 104, ce signal FP4 restant au niveau de non activation V2 le reste du temps. Durant le demi-cycle suivant B, le signal FP4 est renversé et est ainsi amené au niveau d'activation VSS aux intervalles de temps correspondant à l'activation des pixels des lignes 102 et 104, ce signal FP4 étant amené le reste du temps au niveau de non activation V3.
On comprendra donc que chaque signal de colonne FP1 à FP5 est amené sélectivement, durant un demi-cycle A, B, à la tension d'activation VLCD, VSS, afin d'activer les pixels correspondants dans chacune des colonnes 201 à 205 de l'affichage. On comprendra donc que les signaux permettant d'activer et de désactiver les pixels dans une colonne sont multiplexés dans le temps sur chaque signal de colonne FP1 à FP5.
La durée élémentaire durant laquelle le signal de colonne est amené à la tension d'activation VLCD, resp. VSS, pour permettre l'activation d'un pixel déterminé dans la colonne, correspond à la durée T précédemment définie en rapport aux signaux de lignes BP1 à BP24, c'est-à-dire 1/24ème de la période d'un demi-cycle dans cet exemple. En d'autres termes, chaque demi-cycle A, B est décomposé dans ce mode de fonctionnement en vingt-quatre sous-périodes correspondant aux vingt-quatre pixels susceptibles d'être activés dans chaque colonne de l'affichage.
On aura de même compris que l'intervalle durant lequel chacun des signaux de ligne BP1 à BP24 est amené au niveau d'activation VSS, resp. VLCD, apparaít séquentiellement, dans les signaux de ligne BP1 à BP24, à chacune de ces vingt-quatre sous-périodes.
Dans la suite de la description, on entendra par "taux de multiplexage", un paramètre déterminé par le nombre de lignes dites actives de l'affichage et définissant à proprement parler le nombre de lignes actives multiplexées sur les signaux de colonne FP1 à FP5. Ainsi, dans le mode de fonctionnement dit normal, illustré par les figures 3A à 3C, les vingt-quatre lignes 101 à 124 de l'affichage sont actives. On parlera dans un tel cas d'un taux de multiplexage de 1:24. On notera que la durée T précédemment définie en rapport aux signaux de lignes BP1 à BP24, soit également la durée élémentaire durant laquelle les signaux de colonne sont amené à la tension d'activation pour permettre l'activation d'un pixel déterminé dans la colonne, est directement liée à ce paramètre. On déduira ainsi directement d'un taux de multiplexage de 1:24 que vingt-quatre lignes d'affichage actives sont commandées et qu'en conséquence chaque demi-cycle des signaux de ligne BP1 à BP24 et de colonne FP1 et FP5 est décomposé en vingt-quatre sous-périodes.
Le taux de multiplexage détermine ainsi l'allure des signaux de ligne BP1 à BP24 ainsi que les intervalles durant lesquels les signaux de colonne FP1 à FP5 doivent être amenés au niveau d'activation VLCD, resp. VSS, pour sélectivement activer des pixels.
Dans la suite de la description, on verra que, selon la présente invention, dans au moins un deuxième mode de fonctionnement dit de veille dans lequel un ensemble de lignes parmi les lignes de l'affichage est désactivé, le taux de multiplexage est réduit en proportion du nombre de lignes inactives. Selon le mode de mise en oeuvre particulier de l'invention utilisé et décrit ultérieurement à titre d'exemple uniquement, seules huit lignes de l'affichage resteront actives dans ce mode de fonctionnement de veille. Selon ce mode de mise en oeuvre illustratif de la présente invention, le taux de multiplexage sera donc réduit à 1:8 signifiant que chaque demi-cycle A, B est alors décomposé en huit sous-périodes. Les figures 4A à 4C permettront ultérieurement de mettre en évidence ce point.
On comprendra bien évidemment que l'invention ne se limite pas aux seuls modes de mise en oeuvres décrits dans la suite de la présente description, à savoir des modes de mise en oeuvres où seules huit lignes sont actives en mode de fonctionnement de veille. L'homme du métier sera parfaitement à même d'adapter le procédé ainsi que le dispositif selon la présente invention pour qu'un nombre différent de lignes soient actives en mode de fonctionnement de veille.
La figure 3C illustre les signaux aux bornes des pixels 11, 12, 13 résultant de la combinaison des signaux de ligne et de colonne correspondants. Les trois signaux représentés correspondent ainsi respectivement au signal présent aux bornes du pixel 11 résultant de la différence FP4-BP1 du signal de colonne FP4 et du signal de ligne BP1, au signal présent aux bornes du pixel 12 résultant de la différence FP2-BP8 du signal de colonne FP2 et du signal de ligne BP8 et au signal présent aux bornes du pixel 13 résultant de la différence FP4-BP24 du signal de colonne FP4 et du signal de ligne BP24.
De l'examen de la figure 3C, on pourra formuler les constatations suivantes. Comme cela a déjà été mentionné en préambule, les niveaux des tensions d'activation VSS, VLCD et de non activation V1 à V4 sont choisis de telle sorte que les signaux résultants aux bornes des pixels présentent, sur une période de deux demi-cycles successifs, c'est-à-dire sur une période englobant les demi-cycles A et B de la figure 3C, une valeur moyenne sensiblement nulle.
Plus spécifiquement, les niveaux de non activation V1 à V4 sont choisis, dans l'exemple illustré dans les figures 3A à 3C, comme des fractions de la tension d'activation VLCD (VSS étant fixé comme référence à 0 Volt) et de telle sorte que le signal résultant aux bornes de chaque pixel vaut +/-V4 durant vingt-trois des vingt-quatre sous-périodes de chaque demi-cycle, et +/-VLCD ou +/-V2 durant une des vingt-quatre sous-périodes selon que le pixel est respectivement actif ou inactif. Pour satisfaire cette condition, on constatera que les tensions de non activation V1, V2 et V3 valent respectivement VLCD-V4, VLCD-2V4 et 2V4.
Il résulte de ce choix que le signal présent aux bornes de chaque pixel durant le demi-cycle B est inversé par rapport au demi-cycle précédent A. La valeur moyenne du signal sur une période englobant les demi-cycles A, B est donc effectivement nulle.
En se référant au premier signal de la figure 3C, illustrant le signal FP4-BP1 présent aux bornes du pixel à l'état non actif 11, on constate que durant le premier demi-cycle A, ce signal est à +V2 durant la première sous-période du demi-cycle, puis varie entre +/-V4 durant les vingt-trois sous-périodes restantes. Durant le demi-cycle suivant B, le signal est inversé par rapport au demi-cycle précédent A.
De même, en se référant au troisième signal de la figure 3C, illustrant le signal FP4-BP24 présent aux bornes du pixel à l'état non actif 13, on constate que ce signal est à +V2, respectivement -V2, durant la dernière sous-période du premier demi-cycle A, respectivement du demi-cycle suivant B, ce signal étant à +/-V4 le reste du temps.
En se référant au second signal de la figure 3C, illustrant le signal FP2-BP8 présent aux bornes du pixel à l'état actif 12, on constate que durant les demi-cycles A, B, ce signal est à +VLCD, respectivement -VLCD, durant la huitième sous-période du demi-cycle, et varie entre +/-V4 durant les vingt-trois autres sous-périodes.
Selon la présente invention, dans au moins un deuxième mode de fonctionnement dit de veille, un ensemble de lignes, dites non actives, parmi les lignes 101 à 124 de l'affichage est désactivé. Dans l'exemple illustré à la figure 2, on a par exemple choisi de désactiver les lignes 109 à 124 de l'affichage 10 et de ne maintenir actives que les huit premières lignes de l'affichage, à savoir les lignes 101 à 108.
On comprendra bien évidemment que l'homme du métier est libre de choisir le nombre de lignes devant être désactivées et quelles seront effectivement les lignes de l'affichage qui seront désactivées. Les figures 4A à 4C n'illustrent qu'un choix parmi d'autres. On pourra par exemple choisir de maintenir actives la première ligne 101 (telle une ligne de symboles) ainsi que les sept dernières lignes 118 à 124 de l'affichage.
Dans les figures 4A à 4C, par soucis de simplification, on a choisi de représenter les signaux avec un nombre identique de niveaux d'activation et de non activation. Ces niveaux d'activation et de non activant sont également désignés VSS, VLCD et V1, V2, V3, V4 respectivement. On notera toutefois que la répartition des niveaux de non activation V1 à V4 est différente, dans ce deuxième mode de fonctionnement. Dans l'exemple illustré aux figures 4A à 4C, les tensions de non activation V1 à V4 sont respectivement définies à 90%, 80%, 20% et 10% de la tension d'activation VLCD. Les raisons de ce choix, qui n'est nullement limitatif, seront présentées ultérieurement. Il suffira pour l'instant de comprendre que cette répartition des tension de non activation V1 à V4 est choisie de la sorte afin de compenser l'augmentation du contraste de l'affichage lors du passage du mode de fonctionnement normal au mode de fonctionnement de veille.
On verra ultérieurement que la réduction du taux de multiplexage conduit par ailleurs à réduire la tension d'activation VLCD, ceci constituant un avantage supplémentaire par rapport à l'état de la technique en vue de réduire la consommation de l'affichage.
Les signaux appliqués sur les colonnes 201 à 205 de l'affichage ainsi que les signaux appliqués sur les lignes actives 101 à 108 de l'affichage sont analogues aux signaux appliqués durant le premier mode de fonctionnement ou mode normal. Cependant, à la différence du premier mode de fonctionnement, le taux de multiplexage est réduit en proportion du nombre de ligne désactivées. Dans ce mode de mise en oeuvre de la présente invention, le taux de multiplexage est ainsi réduit à titre d'exemple de 1:24, en mode de fonctionnement normal, à 1:8 en mode de fonctionnement de veille. En conséquence, l'allure des signaux de lignes BP1 à BP8 et des signaux de colonnes FP1 à FP5 est modifiée comme illustré aux figures 4A et 4B. Chaque demi-cycle A, B des signaux de ligne BP1 à BP8, respectivement des signaux de colonne FP1 à FP5 est ainsi décomposé, dans ce deuxième mode de fonctionnement, en huit sous-périodes
La figure 4A illustre, dans le deuxième mode de fonctionnement de l'affichage, l'allure des signaux de lignes BP1 à BP24 appliqués sur les électrodes de ligne de l'affichage. Par soucis de simplification, dans la figure 4A, on n'a également représenté que les signaux de ligne BP1, BP2, BP8 à BP10 et BP24 appliqués respectivement sur les électrodes des lignes 101, 102, 108 à 110 et 124. L'homme du métier sera parfaitement à même de déduire l'allure des signaux de ligne restants à partir des informations qui sont données ici.
L'allure des signaux de ligne BP1 à BP8 appliqués, dans le deuxième mode de fonctionnement, sur les lignes actives 101 à 108 de l'affichage est analogue à l'allure des signaux de ligne BP1 à BP24 appliqués sur les lignes 101 à 124 dans le premier mode de fonctionnement. Cependant, selon le mode de mise en oeuvre de l'invention utilisé ici à titre d'exemple, étant donné que le taux de multiplexage est réduit à 1:8 dans ce deuxième mode de fonctionnement, on pourra constater que la durée T durant laquelle chacun des signaux de ligne BP1 à BP8 est amené au niveau d'activation VSS, resp. VLCD est supérieure, dans ce deuxième mode de fonctionnement, par rapport à cette même durée T, dans le premier mode de fonctionnement.
Durant le premier demi-cycle A, les signaux de lignes BP1 à BP8 varient entre la tension d'activation VSS et la tension de non activation V1. Durant le demi-cycle suivant B, les signaux de ligne BP1 à BP8 varient entre la tension d'activation VLCD et la tension de non activation V4.
Plus spécifiquement, le signal de ligne BP1 est brièvement amené, au début de chaque demi-cycle A, B, à la tension d'activation VSS, resp. VLCD, durant 1/8ème de la période du demi-cycle afin d'activer la ligne 101 de l'affichage, puis reste constant à la tension de non activation V1, resp. V4 durant le reste du demi-cycle.
Afin d'activer la ligne 102 de l'affichage, le signal de ligne BP2 est brièvement amené à la tension d'activation VSS, resp. VLCD, au cours de chaque demi-cycle A, B, juste après le passage du signal de ligne BP1 à ces mêmes niveaux d'activation. Les signaux de ligne BP3 à BP8 sont agencés de manière analogue, le signal de ligne BP8 étant ainsi amené aux niveaux d'activation VSS, resp. VLCD, au terme de chaque demi-cycle A, B, comme cela est illustré dans la figure 4A.
On comprendra donc que chaque signal de ligne BP1 à BP8 est amené séquentiellement un fois durant un demi-cycle A, B, durant 1/8ème de la période d'un demi-cycle, à la tension d'activation VSS, VLCD, de telle sorte que les lignes actives 101 à 108 de l'affichage sont séquentiellement activées une fois au cours d'une période de un demi-cycle.
Afin de maintenir inactives les lignes 109 à 124 de l'affichage, dans ce deuxième mode de fonctionnement, on applique, sur les électrodes des lignes correspondantes 109 à 124, des signaux dit de non activation de ligne. Ces signaux sont choisis de telle sorte que, lorsqu'ils sont combinés avec les signaux de colonne FP1 à FP5, chaque pixel dans ces lignes inactives 109 à 124 reçoit à ses bornes un signal dont l'amplitude est trop faible pour l'activer. A cet effet, on applique des signaux de non activation de ligne qui sont amenés, durant toute la durée du premier demi-cycle A, au niveau de non activation V1, puis, durant toute la durée du demi-cycle suivant B, au niveau de non activation V4.
La figure 4B illustre, également dans le deuxième mode de fonctionnement de l'affichage, l'allure des signaux de colonne FP1 à FP5 appliqués sur les électrodes de colonne (non représentées) de l'affichage 10 de la figure 2. Egalement par soucis de simplification, dans la figure 4B, on n'a représenté que les signaux de colonne FP2 et FP4 appliqués respectivement sur les électrodes des colonnes 202 et 204, c'est-à-dire les électrodes comprenant notamment les pixels 11, 12 et 13 pris à titre d'exemple. L'homme du métier sera parfaitement à même de déduire l'allure des signaux de colonne restants à partir de la figure 2 et de la figure 4B.
Abstraction faite des niveaux d'activation et de non activation, l'allure des signaux de colonne FP1 à FP5 appliqués, dans le deuxième mode de fonctionnement, sur les colonnes 201 à 205 de l'affichage est analogue à l'allure des signaux appliqués sur ces même colonnes dans le premier mode de fonctionnement. Cependant, selon le mode de mise en oeuvre de l'invention utilisé ici à titre d'exemple, étant donné que le taux de multiplexage est réduit à 1:8 dans ce deuxième mode de fonctionnement, on pourra constater que les intervalles de temps durant lesquels les signaux de colonne FP1 à FP5 sont amenés aux niveaux d'activation VLCD, VSS afin d'activer les pixels désirés sont supérieurs, dans ce deuxième mode de fonctionnement, par rapport à ces mêmes intervalles, dans le premier mode de fonctionnement.
On pourra en quelque sorte considérer que les signaux de ligne BP1 à BP8 ainsi que les signaux de colonne FP1 à FP5, dans le deuxième mode de fonctionnement, sont obtenus par étalement, sur toute la durée d'un demi-cycle, des huit premières sous-périodes de ces mêmes signaux, dans le premier mode de fonctionnement.
En se référant maintenant à la figure 4C, on examinera l'allure des signaux aux bornes des pixels 11,12,13 résultant de la combinaison des signaux de ligne et de colonne correspondants.
On constatera tout d'abord que tous les signaux présents aux bornes des pixels ont, sur une période de deux demi-cycles successifs, une valeur moyenne sensiblement nulle. On constatera, d'autre part, que les signaux de la figure 4C présentent une allure analogue aux signaux de la figure 3C, si l'on ne considère que les huit premières sous-périodes de ces signaux.
En se référant au premier signal de la figure 4C, illustrant le signal FP4-BP1 présent aux bornes du pixel à l'état non actif 11, on constate que durant le premier demi-cycle A, ce signal est à +V2 durant la première sous-période du demi-cycle, puis varie entre +/-V4 durant les sept sous-périodes restantes. Durant le demi-cycle suivant B, le signal est inversé par rapport au demi-cycle précédent A.
De même, en se référant au deuxième signal de la figure 4C, illustrant le signal FP2-BP8 présent aux bornes du pixel à l'état actif 12, on constate que ce signal est à +VLCD, respectivement -VLCD, durant la huitième et dernière sous-période du premier demi-cycle A, respectivement du demi-cycle suivant B, ce signal étant à +/-V4 le reste du temps.
En se référant au troisième signal de la figure 4C, illustrant le signal FP4-BP24 présent aux bornes du pixel à l'état non actif 13, on constatera que, suite à la réduction du taux de multiplexage, le signal présent aux bornes du pixel 13 varie uniquement entre +/-V4 et ne présente plus de pic à +/-V2 au terme de chaque demi-cycle. Ce pic étant dû, dans le premier mode de fonctionnement, à l'impulsion d'activation du signal de ligne BP24 de la ligne 124 de l'affichage, celui-ci n'apparaít bien évidemment plus puisque un signal de non activation de ligne est appliqué sur cette même ligne durant le deuxième mode de fonctionnement.
Il convient maintenant d'examiner l'influence de la réduction du taux de multiplexage lors du passage du mode de fonctionnement normal au mode de fonctionnement de veille. Le spécialiste cherchera généralement à optimiser, en l'occurrence, à maximiser le contraste de l'affichage, c'est-à-dire maximiser le rapport entre l'intensité d'un pixel à l'état actif et l'intensité d'un pixel à l'état non actif. Afin de maximiser ce contraste, on joue sur les valeurs des tensions de non activation V1 à V4, ou plus exactement sur la répartition de ces tensions de non activation. La description qui suit permettra de mettre en évidence l'existence d'un optimum, en terme de contraste, pour des valeurs déterminées des tensions de non activation.
Pour les besoins de l'explication, il sera utile de définir les tensions de non activation V1 à V4 de la manière suivante. En définissant V4 comme étant égal à une fraction de la tension d'activation VLCD, soit V4 = α VLCD, où α est un paramètre de répartition, on peut définir, conformément à ce qui a déjà été mentionné plus haut, que V1 = (1 - α) VLCD, V2 = (1 - 2α) VLCD, et V3 = 2α VLCD. On notera que le paramètre de répartition α est compris entre 0 et 50%.
On définira de plus les valeurs efficaces ou valeur rms du signal présent aux bornes de chaque pixel à l'état actif et à l'état actif, à savoir respectivement les valeurs VON,rms et VOFF,rms suivantes : VON,rms = n-1α2 + 1n ·VLCD VOFF,rms = n-1α2 + 1-2α n ·VLCD où n est défini comme le nombre de lignes actives de l'affichage, 1:n étant dans ce cas le taux de multiplexage.
On comprendra donc que les valeurs VON,rms et VOFF,rms susmentionnées sont directement dépendantes du nombre de lignes actives de l'affichage, soit du taux de multiplexage. On constatera de plus que ces valeurs VON,rms et VOFF,rms augmentent lors d'une réduction du taux de multiplexage.
Dans le but de maximiser le contraste, les tensions de non activation V1 à V4, ou, en d'autres termes, le paramètre de répartition α sera préférablement choisi de telle sorte que le rapport VON,rms/VOFF,rms est maximum. Cet optimum est obtenu, après développement mathématique, pour une valeur du paramètre α tel que α = n-1n-1
On constate ainsi que l'optimum est différent pour chaque taux de multiplexage. Avec un taux de multiplexage de 1:24 par exemple, c'est-à-dire vingt-quatre lignes actives, ce paramètre α vaut environ 17%. Dans un tel cas, les niveaux de non activation sont ainsi préférablement choisis tels que V1 = 83% VLCD, V2 = 66% VLCD, V3 = 34% VLCD et V4 = 17% VLCD comme cela est par exemple illustré dans les figures 3A à 3C.
De même avec un taux de multiplexage de 1:8, c'est-à-dire huit lignes actives, ce paramètre α vaut environ 25%. Dans un tel cas, les niveaux de non activation sont préférablement choisis tels que V1 = 75 % VLCD, V2 = V3 = 50% VLCD et V4 = 25% VLCD, de sorte que seuls trois niveaux de non activation sont alors nécessaires.
Les figures 5A à 5C illustrent, dans le deuxième mode de fonctionnement où le taux de multiplexage vaut 1:8, d'autres exemples des signaux de ligne BP1 à BP24, des signaux de colonne FP1 à FP5 et des signaux résultants présents aux bornes des pixels 11, 12, 13 dans le cas où le paramètre α est choisi à 25% afin d'optimiser le contraste de l'affichage pour ce taux de multiplexage, seuls trois niveaux de non activation étant ainsi requis dans ce cas. Dans les figures 5A à 5C, ces niveaux de non activation sont désignés VA, VB et VC pour éviter toute confusion, où VA = 75% VLCD, VB = 50% VLCD et VC = 25% VLCD. On ne décrira pas à nouveau ces signaux car ils sont analogues, mis à part la répartition des niveaux de non activation, aux signaux illustrés aux figures 4A à 4C. On notera simplement que les signaux de colonnes, tels les signaux FP2 et FP4 illustrés à la figure 4B, ne présentent qu'un seul niveau de non activation VB dans ce cas.
Selon une première variante, on peut ainsi choisir d'optimiser le contraste de l'affichage pour chaque mode de fonctionnement et de choisir en conséquence la répartition (paramètre α susmentionné) des tensions de non activation. Selon cette première variante, on notera cependant que le contraste (rapport VON,rms/VOFF,rms) augmente lors du passage du mode de fonctionnement normal au mode de fonctionnement de veille. Cette augmentation du contraste peut être jugée désagréable pour l'utilisateur.
Selon une variante préférée de l'invention, on ajuste la répartition des tensions de non activation d'un mode de fonctionnement à l'autre de manière à maintenir le contraste sensiblement constant. A titre d'exemple, en adoptant une répartition des niveaux de non activation V1 à V4 conforme à l'illustration des figures 3A à 3C telle que le paramètre de répartition α = 17% afin d'optimiser le contraste dans le mode de fonctionnement normal, on peut déterminer que la répartition des niveaux de non activation V1 à V4, dans le mode de fonctionnement de veille où le taux de multiplexage vaut 1:8, selon le mode de mise en oeuvre de l'invention utilisé ici à titre d'exemple, doit être telle que le paramètre de répartition α est sensiblement égal à 10%. Dans un tel cas, les tensions de non activation V1 à V4 sont ainsi respectivement définies à 90%, 80%, 20% et 10% de la tension d'activation VLCD conformément à l'illustration des figures 4A à 4C.
On comprendra bien évidemment que d'autres répartitions des tensions de non activation peuvent être envisagées pour permettre de maintenir le contraste de l'affichage constant d'un mode de fonctionnement à l'autre.
L'utilisateur pourra également décider de ne pas ajuster le contraste et tolérer une légère variation de ce dernier.
En tout état de cause, la réduction du taux de multiplexage lors du passage du mode de fonctionnement normal au mode de fonctionnement de veille s'accompagne également d'une réduction de la tension d'activation VLCD (la tension d'activation VSS est choisie comme référence à 0 Volt dans les deux modes). En effet, comme cela a déjà été mentionné plus haut, les valeurs efficaces ou valeurs rms VON,rms et VOFF,rms augmentent lors d'une réduction du taux de multiplexage. Il conviendra ainsi d'ajuster la tension d'activation VLCD afin, par exemple, que la valeur efficace VOFF,rms du signal présent aux bornes d'un pixel à l'état non actif soit sensiblement constante d'un mode de fonctionnement à l'autre.
En prenant à titre d'exemple, la variante illustrée aux figures 3A à 3C et 4A à 4C, c'est-à-dire la variante où la répartition des tensions de non activation V1 à V4 est telle que α = 17% dans le mode de fonctionnement normal et α = 10 % dans le mode de fonctionnement de veille afin de maintenir le contraste de l'affichage constant, on obtient VOFF,rms = 21.4% VLCD dans le mode de fonctionnement normal et VOFF,rms = 29.8% VLCD dans le mode de fonctionnement de veille. On peut donc réduire la tension d'activation VLCD, dans le mode de fonctionnement de veille, à 21.4/29.8 = 71.8% de la tension VLCD utilisée dans le mode de fonctionnement normal. Ce réduction de la tension d'activation VLCD assure une réduction additionnelle de la consommation de l'affichage.
D'une manière générale, on pourra constater que les avantages de la présente invention sont multiples. En premier lieu, la réduction du taux de multiplexage et donc de la fréquence de multiplexage des signaux permet de réduire le nombre de commutations sur les électrodes de ligne et de colonne de l'affichage. Par exemple, selon le mode de mise en oeuvre de l'invention utilisé ici à titre d'exemple, lors du passage du taux de multiplexage 1:24 au taux de multiplexage 1:8, on réduit par trois la fréquence de multiplexage. D'autre part, la réduction du taux de multiplexage permet de réduire la tension d'activation VLCD des pixels comme déjà mentionné plus haut. Enfin, la réduction du taux de multiplexage engendre une augmentation du contraste de l'affichage qui peut ou non être ajustée par l'utilisateur.
La Demanderesse a pu constater que pour un dispositif d'affichage multiplexé comportant vingt-quatre lignes active en mode de fonctionnement normal et huit lignes actives en mode de fonctionnement de veille, une réduction de consommation d'énergie de l'ordre de deux tiers, au minimum, était atteinte (la tension d'activation VLCD étant réduite lors du passage au mode de fonctionnement de veille).
Le procédé de commande qui vient d'être décrit peut ainsi être appliqué de manière à commuter un affichage multiplexé entre un premier mode de fonctionnement dit normal (toutes les lignes actives) et au moins un deuxième mode de fonctionnement dit de veille (une ou plusieurs lignes inactives). Cette commutation entre les modes peut être effectuée de manière logicielle par le biais d'une programmation adéquate du dispositif de commande ou de manière matérielle par l'utilisation de circuits dédiés. Cette commutation peut être automatique si désiré.
On décrira maintenant au moyen de la figure 6, selon un autre aspect de l'invention, un mode de réalisation d'un dispositif de commande d'un affichage multiplexé permettant de mettre en oeuvre le procédé décrit précédemment.
La figure 6 montre ainsi de manière schématique un dispositif ou circuit de commande d'un affichage multiplexé, désigné globalement par la référence numérique 30. Ce dispositif 30 comprend un commutateur de mode 31, un séquenceur programmable 32, un générateur de signaux de ligne 33, un moyen de mise en forme 34, un générateur de signaux de colonne 35, un générateur de tension d'activation et de non activation 36 et un générateur de fréquence 37.
Le commutateur de mode 31 assure, comme son nom l'indique, une commutation, automatique ou manuelle, entre le mode de fonctionnement normal et le mode de fonctionnement de veille. Il commande le fonctionnement du séquenceur programmable 32, du générateur de tension d'activation et de non activation 36 ainsi que du générateur de fréquence 37.
Le générateur de tensions d'activation et de non activation 36 est agencé pour produire à sa sortie les tensions d'activation et de non activation devant être appliquées sur les lignes et colonnes de l'affichage. En particulier, ce générateur 36 produit à sa sortie des tensions d'activation VON,BP et de non activation VOFF,BP destinées aux lignes de l'affichage. Ces tensions VON,BP et VOFF,BP sont appliquées au générateur de signaux de ligne 33. Le générateur produit également à sa sortie des tensions d'activation VON,FP et de non activation VOFF,FP destinées aux colonnes de l'affichage. Ces tensions VON,FP et VOFF,FP sont appliquées au générateur de signaux de colonne 35.
Les tensions produites à la sortie du générateur de tension d'activation et de non activation 36 sont alternées d'un demi-cycle à l'autre comme on l'a vu plus haut. Le générateur 36 est à ce titre commandé par le séquenceur programmable 32 de manière à assurer cette alternance des tensions d'activation et de non activation.
Le générateur 36 est commandé par le commutateur de mode 31 de telle sorte que les niveaux des tensions d'activation et de non activation sont modifiés lors du passage du mode de fonctionnement normal au mode de fonctionnement de veille. En particulier, ce générateur 36 est agencé, d'une part, pour diminuer la valeur de la tension d'activation VLCD (VSS étant choisi comme référence à 0 Volt) en réponse au passage du mode de fonctionnement normal au mode de fonctionnement de veille, et pour modifier, d'autre part, la répartition des tensions de non activation V1 à V4 conformément à ce qui à été décrit plus haut.
Plus spécifiquement, on peut décomposer le générateur de tension d'activation et de non activation 36 en un premier bloc 361 commandé par le commutateur de mode et permettant de générer les tensions d'activation VSS, VLCD et de non activation V1 à V4, et un deuxième bloc 362 commandé par le séquenceur programmable 32 de manière à alterner les tensions d'activation et de non activation d'un demi-cycle à l'autre.
Le générateur de fréquence 37 comporte un oscillateur 371, un circuit diviseur de fréquence 372 et un commutateur de fréquence 373. L'oscillateur 371 et le circuit diviseur de fréquence 372 sont agencés pour produire un signal dont la fréquence détermine l'allure des signaux de ligne et de colonne. Dans le cas particulier, l'oscillateur 371 et le circuit diviseur de fréquence 372 sont agencé pour délivrer un premier signal à une fréquence f, dite de multiplexage, destiné au premier mode de fonctionnement et un deuxième signal à une fréquence f/3 destiné au deuxième mode de fonctionnement. Le commutateur de fréquence 373, commandé par le commutateur de mode 31, délivre à sa sortie un signal de multiplexage de fréquence f durant le premier mode et un signal de multiplexage de fréquence f/3 durant le deuxième mode. Ce signal de multiplexage est appliqué au séquenceur de mode 32 et au moyen de mise en forme 34.
Le séquenceur programmable 32 assure la séquence adéquate permettant de générer les signaux destinés à être appliqués sur les électrodes de ligne de l'affichage, tels les signaux BP1 à BP24 présentés précédemment. Ce séquenceur programmable 32 est ainsi connecté au générateur de signaux de ligne 33. Dans l'exemple illustré, le séquenceur programmable 32 comprend vingt-quatre sorties, connectées au générateur de signaux de ligne 33, chacune de ces sorties commandant la commutation, dans le générateur de signaux de ligne 33, entre les tensions d'activation VON,BP et de non activation VOFF,BP selon la séquence décrite plus haut. Le générateur de signaux de ligne 33 comprend vingt-quatre sorties, dans cet exemple, sur lesquelles sont respectivement produits les signaux de lignes BP1 à BP24.
Dans le mode de fonctionnement normal, le séquenceur 32 génère la séquence adéquate permettant d'activer séquentiellement toutes les lignes de l'affichage, c'est-à-dire les vingt-quatre lignes de l'affichage dans cet exemple. Le générateur 33 produit en réponse vingt-quatre signaux de ligne BP1 à BP24 tels les signaux illustrés à la figure 3A.
Dans la figure 6, on a schématisé l'état des sorties du séquenceur 32 dans le mode de fonctionnement normal sur une durée d'un demi-cycle. L'état des sorties du séquenceur 32 durant un demi-cycle peut par exemple être schématisé, dans le mode de fonctionnement normal par une matrice diagonale, ici une matrice 24x24 dans laquelle "1" et "0" correspondent à la commutation du signal de ligne correspondant respectivement à la tension d'activation et à la tension de non activation.
Dans le mode de fonctionnement de veille, le séquenceur 32 produit la séquence adéquate permettant d'activer les huit premières lignes de l'affichage dans cet exemple. Les seize dernières lignes de l'affichage sont toutes maintenues à un état non actif. Pour ce faire, les huit premières sorties du séquenceur (depuis la gauche dans la figure 6) commande séquentiellement la commutation des huit premières sorties correspondantes du générateur 33 entre les tensions d'activation et de non activation afin de produire les signaux adéquats BP1 à BP8 comme illustré aux figures 4A ou 5A. Les seize dernières sorties du séquenceur 32 maintiennent les seize sorties correspondantes du générateur 33 à la tension de non activation. Les signaux de lignes BP9 à BP24 ainsi produits sont conforme aux illustration des figures 4A ou 5A.
Dans le mode de fonctionnement de veille, on peut ainsi schématiser l'état des huit premières sorties (depuis la gauche) du séquenceur 32 par une matrice diagonale 8x8, dans cet exemple, les seize autres sorties étant toujours maintenues à "0".
Le moyen de mise en forme 34 assure, en fonction des données à afficher, la mise en forme des signaux de colonne, dans l'exemple illustré, les signaux de colonne FP1 à FP5. Ce moyen de mise en forme 34 commande de manière adéquate le générateur de signaux de colonne 35.
De manière analogue au générateur de signaux de ligne 33, le générateur de signaux de colonne 35 assure la commutation adéquate, pour chaque colonne de l'affichage des signaux de colonne, ici FP1 à FP5, entre les tensions d'activation VON,FP et de non activation VOFF,FP produite par le générateur de tensions 36.
On comprendra que diverses modifications peuvent être apportés au dispositif de commande illustré à la figure 6 sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, on comprendra qu'il est parfaitement envisageable de programmer le séquenceur 32 de telle sorte que huit autres lignes de l'affichage sont maintenues actives dans le deuxième mode de fonctionnement, telles par exemples la première et les sept dernières lignes de l'affichage. D'autre part, tant le nombre total de lignes de l'affichage ainsi que le nombre de lignes restant actives durant le deuxième mode de fonctionnement peuvent être changés. On rappellera néanmoins que ces changements influencent notamment la fréquence de multiplexage du dispositif ainsi que les tensions d'activation et de non activation requises.
On comprendra d'autre part que le taux de multiplexage en mode de fonctionnement normal est essentiellement fixé par le nombre de lignes de l'affichage. Le taux de multiplexage en mode de fonctionnement de veille peut parfaitement être programmable de sorte à être modifié selon les désirs de l'utilisateur ou du concepteur de l'affichage.
Au titre de variante, on comprendra que la présente invention peut être adaptée de sorte que l'affichage peut occuper plus d'un mode de fonctionnement de veille, par exemple un premier mode de fonctionnement de veille dans lequel le taux de multiplexage est réduit par deux, un deuxième mode de fonctionnement de veille dans lequel le taux de multiplexage est réduit par trois, etc. Le tout peut parfaitement être programmé. La présente invention n'est donc nullement limitée un affichage ne pouvant occuper qu'un mode de fonctionnement normal et un unique mode de fonctionnement de veille, mais s'applique de manière analogue si l'on désire prévoir plus d'un mode de fonctionnement de veille.
On comprendra également que le procédé et le dispositif de commande ne sont pas limités aux seuls modes de mise en oeuvre particuliers décrits dans la présente description. En particulier, le procédé ou le dispositif s'appliquent bien évidemment de manière similaire à un affichage comportant un nombre de lignes actives différent de vingt-quatre en mode de fonctionnement normal et un nombre de lignes actives différent de huit en mode de fonctionnement de veille. On rappellera à nouveau que les figures n'illustrent que quelques modes de mise en oeuvres particuliers et non limitatifs de la présente invention.

Claims (10)

  1. Procédé de commande d'un affichage multiplexé (10) comportant une pluralité de pixels (11, 12, 13) agencés en lignes (101 à 124) et en colonnes (201 à 205) et couplés à des électrodes de ligne et à des électrodes de colonne, chacun desdits pixels (11, 12, 13) étant sélectivement activé ou désactivé par une combinaison déterminée d'un signal de ligne (BP1 à BP24) et d'un signal de colonne (FP1 à FP5) appliqués respectivement sur les électrodes de ligne et de colonne correspondantes, des lignes dites actives de l'affichage étant séquentiellement activées une fois au cours d'une période de un demi-cycle (A, B), procédé selon lequel ledit affichage est opéré dans un premier mode de fonctionnement dit normal dans lequel toutes les lignes de l'affichage sont activées, lesdits signaux de ligne et de colonne présentant un premier taux de multiplexage dit normal dans ledit premier mode de fonctionnement, procédé caractérisé en ce que :
    on commute ledit affichage dans au moins un deuxième mode de fonctionnement dit de veille, dans lequel des lignes dites non actives de l'affichage sont désactivées par l'application, sur les électrodes de lignes correspondantes, de signaux dits de non activation de ligne, ces signaux de non activation de ligne étant déterminés de telle sorte que, lorsqu'ils sont combinés avec les signaux de colonne (FP1 à FP5), chaque pixel desdites lignes non actives reçoit à ses bornes un signal dont l'amplitude est trop faible pour l'activer, et
    on agit, dans ledit au moins deuxième mode de fonctionnement, sur les signaux de ligne (BP1 à BP8) appliqués sur les lignes actives et sur lesdits signaux de colonne (FP1 à FP5) de manière à ce qu'ils présentent un second taux de multiplexage dont la valeur est réduite, par rapport au dit premier taux de multiplexage, en proportion du nombre de lignes non actives.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que :
    lesdits signaux de ligne (BP1 à BP24; BP1 à BP8) varient, durant un premier demi-cycle (A), entre une tension de masse (VSS) et une première tension de non activation (V1; VA), et, durant un demi-cycle suivant (B), entre une tension d'activation (VLCD) et une deuxième tension de non activation (V4, VC),
    lesdits signaux de colonne (FP1 à FP5) varient, durant le premier demi-cycle (A), entre ladite tension d'activation (VLCD) et une troisième tension de non activation (V2; VB), et, durant le demi-cycle suivant (B), entre ladite tension de masse (VSS) et une quatrième tension de non activation (V3, VB),
    lesdits signaux de non activation de ligne sont amenés, durant toute la durée dudit premier demi-cycle (A), à ladite première tension de non-activation (V1; VA), et, durant toute la durée dudit demi-cycle suivant (B), à ladite deuxième tension de non activation (V4, VC),
       lesdites tensions d'activation (VLCD) et de non activation (V1 à V4; VA à VC) étant choisies de telle sorte que, sur une période de deux demi-cycles successifs, la valeur moyenne du signal présent aux bornes de chaque pixel est sensiblement nulle.
  3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on diminue, lors du passage du premier au dit au moins deuxième mode de fonctionnement, la valeur de ladite tension d'activation (VLCD) de manière à compenser l'augmentation de la valeur efficace (VOFF,rms) du signal présent aux bornes d'un pixel non actif.
  4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdites tensions de non activation (V1 à V4; VA à VC) sont déterminées, pour chaque mode de fonctionnement, de manière à maximiser le contraste de l'affichage.
  5. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdites tensions de non activation (V1 à V4, VA à VC) sont déterminées de telle sorte que le contraste de l'affichage reste sensiblement constant lors du passage du premier au dit au moins deuxième mode de fonctionnement.
  6. Dispositif de commande d'un affichage multiplexé (10) comportant une pluralité de pixels (11, 12, 13) agencés en lignes (101 à 124) et en colonnes (201 à 205) et couplés à des électrodes de ligne et à des électrodes de colonne, chacun desdits pixels (11, 12, 13) étant sélectivement activé ou désactivé par une combinaison déterminée d'un signal de ligne (BP1 à BP24) et d'un signal de colonne (FP1 à FP5) appliqués respectivement sur les électrodes de ligne et de colonne correspondantes, des lignes dites actives de l'affichage étant séquentiellement activées une fois au cours d'une période de un demi-cycle (A, B), ce dispositif étant susceptible de fonctionner dans un premier mode de fonctionnement dit normal dans lequel toutes les lignes de l'affichage sont activées, lesdits signaux de ligne et de colonne présentant un premier taux de multiplexage dit normal dans ledit premier mode de fonctionnement, ce dispositif de commande comprenant :
    des moyens générateur de fréquence (37) pour produire un signal de multiplexage ayant une fréquence f, dans ledit premier mode de fonctionnement, déterminant ledit premier taux de multiplexage;
    des moyens de production (32, 33) desdits signaux de ligne (BP1 à BP24) commandés par ledit signal de multiplexage;
    des moyens de production (34, 35) desdits signaux de colonne (FP1 à FP5) commandés par ledit signal de multiplexage; et
    des moyens générateur de tensions (36) pour produire des tensions d'activation (VON,BP, VON,FP) et de non activation (VOFF,BP, VOFF,FP) destinées aux dits moyens de production (32, 33, 34, 35) des signaux de ligne et de colonne;
       caractérisé en ce que :
    le dispositif comprend en outre des moyens commutateur de mode (31) agencés pour commuter le dispositif entre ledit premier mode de fonctionnement et au moins un deuxième mode de fonctionnement dit de veille, dans lequel des lignes dites non actives de l'affichage sont désactivées, ces moyens commutateur de mode (31) commandant lesdits moyens (32, 33) de production des signaux de ligne ainsi que les moyens générateur de fréquence (37),
    lesdits moyens générateur de fréquence (37) sont agencés pour réduire la fréquence dudit signal de multiplexage en proportion du nombre de lignes non actives, en réponse au passage dans ledit au moins deuxième mode de fonctionnement, de telle sorte que les signaux de lignes (BP1 à BP8) appliqués sur les électrodes des lignes actives et lesdits signaux de colonne (FP1 à FP5) présentent un deuxième taux de multiplexage dont la valeur est réduite, par rapport au dit premier taux de multiplexage, en proportion du nombre de lignes non actives, et
    lesdits moyens de production (32, 34) des signaux de ligne sont agencés pour produire, dans ledit au moins deuxième mode de fonctionnement, des signaux dits de non activation de ligne sur les électrodes des lignes non actives, ces signaux de non activation de ligne étant déterminés de telle sorte que, lorsqu'ils sont combinés avec les signaux de colonne (FP1 à FP5), chaque pixel desdites lignes non actives reçoit à ses bornes un signal dont l'amplitude est trop faible pour l'activer.
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens générateur de tensions (36) sont agencés pour produire une tension de masse (VSS), une tension d'activation (VLCD) et des première, deuxième, troisième et quatrième tensions de non activation (V1 à V4, VA à VC),
    lesdits signaux de ligne (BP1 à BP24; BP1 à BP8) varient, durant un premier demi-cycle (A), entre ladite tension de masse (VSS) et ladite première tension de non activation (V1; VA), et, durant un demi-cycle suivant (B), entre ladite tension d'activation (VLCD) et ladite deuxième tension de non activation (V4, VC),
    lesdits signaux de colonne (FP1 à FP5) varient, durant le premier demi-cycle (A), entre ladite tension d'activation (VLCD) et ladite troisième tension de non activation (V2; VB), et, durant le demi-cycle suivant (B), entre ladite tension de masse (VSS) et ladite quatrième tension de non activation (V3, VB),
    lesdits signaux de non activation de ligne sont amenés, durant toute la durée dudit premier demi-cycle (A), à ladite première tension de non-activation (V1; VA), et, durant toute la durée dudit demi-cycle suivant (B), à ladite deuxième tension de non activation (V4, VC),
       lesdites tensions d'activation (VLCD) et de non activation (V1 à V4; VA à VC) étant choisies de telle sorte que, sur une période de deux demi-cycles successifs, la valeur moyenne du signal présent aux bornes de chaque pixel est sensiblement nulle.
  8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens commutateur de mode (31) commandent en outre lesdits moyens générateur de fréquence de telle sorte que la valeur de ladite tension d'activation (VLCD) est réduite, lors du passage du premier au dit au moins deuxième mode de fonctionnement, pour compenser l'augmentation de la valeur efficace (VOFF,rms) du signal présent aux bornes d'un pixel non actif.
  9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que lesdites tensions de non activation (V1 à V4; VA à VC) sont déterminées, pour chaque mode de fonctionnement, de manière à maximiser le contraste de l'affichage.
  10. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que lesdites tensions de non activation (V1 à V4, VA à VC) sont déterminées de telle sorte que le contraste de l'affichage reste sensiblement constant lors du passage du premier au dit au moins deuxième mode de fonctionnement.
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