EP2084698A1 - Procede de commande d'un dispositif de visualisation matriciel a source d'electrons a consommation capacitive reduite - Google Patents

Procede de commande d'un dispositif de visualisation matriciel a source d'electrons a consommation capacitive reduite

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EP2084698A1
EP2084698A1 EP07821920A EP07821920A EP2084698A1 EP 2084698 A1 EP2084698 A1 EP 2084698A1 EP 07821920 A EP07821920 A EP 07821920A EP 07821920 A EP07821920 A EP 07821920A EP 2084698 A1 EP2084698 A1 EP 2084698A1
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EP
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potential
line selection
line
gray
electrode
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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    • G09G3/2007—Display of intermediate tones
    • G09G3/2014—Display of intermediate tones by modulation of the duration of a single pulse during which the logic level remains constant

Definitions

  • the present invention relates to a method of controlling a matrix display device having one or more electron sources, capable of displaying images having different gray levels.
  • the images to display can be in black and white or in colors, in the latter case, the expression "gray level" means half-tone of color. Black and white are included in the grayscale ranges.
  • FIG. 1 schematically illustrates the operating principle of an example of a field emission electron source display device to which the method of the invention can be applied.
  • the display device comprises electron sources 100 comprising anode electrodes 1 covered with phosphor material 2, cathode electrodes 3 electrically connected to electron emitted regions 4, gate electrodes 5, electrically isolated from the electrodes 2. Each emitter zone 4 is associated with a gate electrode 5. The vacuum 6 reigns between the emitted regions 4 and the phosphor material 2.
  • the device relating to the control of the electron sources 100 comprises a voltage source 7 and the biasing means 8.
  • the voltage source 7 makes it possible to apply a high potential Va to the anode electrodes 1.
  • the biasing means 8 make it possible to apply, for a given electron source 100, a potential Vg on the gate electrode associated therewith and a potential VcI, Vc2, Vc3 on the cathode electrode 3 to which it is connected.
  • the potential difference Vgc1, Vgc2, Vgc3, hereinafter generally referred to as Vgc represents the control voltage of the electron emission.
  • An electron source 100 emits a stream of electrons (not shown) from its emitted zone 4 and this electron flux is collected by an anode electrode 1 which is opposite the emitted zone when the difference in Vgc potential exceeds a threshold value Vthl. This electron flow is accelerated thanks to the high potential Va applied to the anode electrodes 1.
  • the phosphor material 2 emits light under the effect of the kinetic energy of the electrons that bombard it.
  • the display device may have a matrix screen 17 arrayed as illustrated in Figure 3 with several electron sources 4.
  • Each electron source 4 represents a pixel Pi, j of the screen.
  • Each pixel Pi, j can be addressed and its luminance adjusted as described in the referenced document [4] whose complete references are at the end of the description.
  • Each pixel Pi, j is defined as the crossing between a line electrode Ll, Li,. Ln and a column electrode C1, C1, Cm of the display device 17. There are generally several row electrodes and a plurality of column electrodes. Line electrodes Ll, Li,. Ln are generally connected to the gate electrodes and the column electrodes C1, C], ... Cm to the cathode electrodes. It will be noted, however, that the display device 17 can be reduced to an electron source or a pixel if only a row electrode and a column electrode are available to operate according to the method of the invention. .
  • a controller is provided for controlling the display device with a line scan generator 10 connected to a source voltage supply 11 delivering a potential Vis and a reference potential Wines imposed, generally the mass, allowing it to be applied to the line electrodes either the line selection potential Vis or the reference potential Wines or non-selection potential of line.
  • the control device furthermore comprises a column control circuit 12 connected to a voltage source 13 delivering a potential Vcj and to a reference potential Vcom which may be ground.
  • the line scan generator 10 and the column control circuit 12 are connected to a screen controller 14 which receives signals from an image data source (not shown), control and timing signals, and which delivers signals able to drive the line scan generator 10 and the control circuit of the columns 12.
  • the anode electrodes 1 they are connected to a voltage source 15 delivering a potential Va.
  • the line scan generator includes an addressing circuit for each line electrode.
  • the column control circuit includes a subcircuit for each column electrode.
  • the conventional control of the screen is carried out as follows: the row electrodes L1, Ln can be addressed sequentially each in turn during a line selection period T1. An addressed line electrode is brought to the potential Vis and a unaddressed line electrode is brought to potential Wines.
  • the pixels of an addressed line electrode Li must each display a given information and each column electrode Cj is brought to a suitable potential Vc].
  • the potentials applied to the column electrodes do not affect the pixels of the unaddressed line electrodes L1, Li-I, Li + 1, Ln. It is also possible to float the potential of a line electrode that is not selected. Once the column electrode is no longer selected, it is discharged and put in high impedance.
  • the pulse width modulation control (PWM) is used to switch the reference potential of a Vcom column electrode to a fixed potential Vc for a variable time depending on the level. of gray to display, this variable time being less than or equal to the line selection period Tl.
  • FIG. 2B may be referred to in FIG. 2A, in which several chronograms show the voltage to be applied to a selected line electrode and simultaneously to a column electrode whose corresponding electron source must display a dark gray or light grey. To display a light gray the potential Vc is applied for a shorter time than the one used to display a dark gray.
  • This method encounters the problem of the capacitive consumption generated by both the potentials to be switched and by the frequency of these switches as already mentioned.
  • the amplitude modulation control is performed by applying a potential whose value depends on the gray level to be displayed during the entire line selection period Tl, on the column electrodes.
  • the referenced document [5] describes such a control method, its references are at the end of the description.
  • the charge control method described for example in the referenced document [6] whose complete references are found at the end of the description, seeks to provide the column electrodes with a quantity of charges corresponding to the gray level to be displayed.
  • the patent [7] describes the control of the line electrodes in which, after a first line selection period T1, during a second line selection period, the electrode is applied to the electrode. line that was selected during the first line selection period, a discharge potential during at least part of the second line selection period and then leave it in a high impedance state until it is selected again .
  • the non-line selection potential is therefore floating and depends on the proportion of electron sources emitted on the line electrode that is selected.
  • the invention more precisely relates to a method of controlling an electron source matrix display device which uses a pulse width modulation control for the control of the column electrodes with three different potentials, of which an intermediate located between a first and a second potential, this first potential and this second potential conventionally making it possible to block the transmission and to emit respectively, this intermediate potential being associated with the first or the second potential to display gray levels according to that they are considered to belong to a first grayscale family corresponding to the darkest grayscale or to a second grayscale family corresponding to the darkest grayscale.
  • the present invention provides a method of controlling a matrix display device capable of displaying gray levels at one or more electron sources, comprising one or more line electrodes and one or more electrodes of column, the electron source being defined at the intersection of a row electrode and a column electrode.
  • a line selection potential on a selected line electrode is applied during a line selection period; a voltage depending on the gray level to be displayed by the electron source at the cross-section of the column is simultaneously applied during said period on a column electrode.
  • This selected line electrode and this column electrode are split into two grayscale families, the first grouping one or more of the darkest grayscale, the second grouping one or more shades of gray least.
  • the voltage of the column electrode is raised, from the beginning of the line selection period, of an intermediate potential, located between a second potential used to display the black and a first potential used to display the blank, the second potential and then it is returned to the intermediate potential after a period less than or equal to the line selection period and depends on the gray level to display.
  • the voltage of the column electrode of the intermediate potential is raised to the first potential at a time of the line selection period which depends on the gray level to be displayed and it is returns to the intermediate potential at the end of the line selection period.
  • the selected line electrode can be ported to a discharge potential and then put in high impedance.
  • This control method is then associated with the principle of floating non-selected line electrodes. It is possible that, in addition, for one of the gray levels of one of the families, the voltage of the column electrode at the intermediate potential during the entire selection period of the year. In this case, there is an additional layer of gray.
  • the line selection voltage can be constant during the line selection period.
  • the first potential can be in a simple manner substantially 0 volts.
  • the intermediate potential may be substantially in the middle between the first potential and the second potential.
  • the second potential is positive with respect to the first potential.
  • the duration of application of the first potential in the line selection period and the duration of application of the second potential in the line selection period are advantageously distributed in a non-linear manner to optimize the perception of the display by the eye human.
  • the present invention also relates to a device for controlling a display device dot matrix displaying gray levels comprising one or more electron sources each located at the intersection of a line electrode and a column electrode of an assembly comprising one or more line electrodes and one or more column electrodes .
  • the device includes a line scanning generator for applying, when the line electrode on which the electron source is selected, a line selection potential, during a line selection period, and a control circuit.
  • the column control circuit comprises, for each column electrode of the assembly, a first processing chain for delivering a pulse width modulated control voltage, the pulse beginning at the beginning of the line selection period, between an intermediate potential and a second potential used to display the black, to be applied to the column electrode if the gray level belongs to a first gray level family containing one or more dark gray levels and a second gray scale processing for providing a pulse width modulated control voltage, the pulse ending at the end of the line selection period, between the intermediate potential and a first potential, to be applied to the column electrode if the gray level belongs to a second family of Grayscale containing one or more shades of gray least dark.
  • the line scanning generator at the end of the line selection period, can advantageously carry the line electrode which was selected, but which is no longer, at a discharge potential and then put it in high impedance. .
  • the first processing chain delivers, from information coding the gray level to display it receives, a signal that reflects an end time of the pulse of the modulated voltage pulse width in the period of line selection.
  • the second processing chain delivers a signal which translates a start time of the pulse of the modulated voltage into a pulse width in the line selection period, these processing chains being connected via selection means to a stage of selection. output capable of delivering the voltage to be applied to the column electrode.
  • the first processing chain may comprise a comparator comparing the information coding the gray level and the result of a count made by a cyclic counter counting a number of clock ticks determined by the size of the information coding the level of gray, during the line selection period, and a flip-flop connected to the output of the comparator and also receiving a peak at the beginning of each line selection period and delivering the signal reflecting the end time of the voltage pulse modulated in pulse width.
  • the second processing chain may comprise a comparator comparing information coding the gray level and the result of a count made by a cyclic counter counting a number of clock ticks determined by the size of the information coding the level of gray, during the line selection period and a flip-flop connected at the output of the comparator and also receiving a peak at the end of each line selection period and delivering the signal reflecting the start time of the pulse of the modulated voltage in pulse width.
  • the cyclic counter may be common to the first and second processing lines. Since the gray level to be displayed is coded in the form of a binary word with one or more most significant bits, the selection means may be combative circuits receiving one or more most significant bits of the binary word.
  • the column control circuit may further include a shift register which supplies as many sets of storage latches as column electrodes, each set of storage latches receiving as inputs the gray levels to be displayed by the latch. viewing device and being connected to a first processing line and a second processing line.
  • FIG. 2C illustrates the voltages to be applied on a selected line electrode, on a column electrode to display a dark gray (family Fl) and on a column electrode to display a light gray (family F2) according to the method of 1 'invention
  • FIG. 3 (already described) illustrates a display device equipped with its conventional control device
  • FIG. 4 illustrates electron sources having a layer of resistive material which covers their cathode electrodes
  • FIG. 5 illustrates the different signals to be applied to the row electrodes in a command with floating potential of an unselected line electrode
  • Figure 6 illustrates the current response of the electron sources of Figure 1
  • FIG. 7A shows the signal to be applied to a line electrode in the method of the invention
  • FIG. 7B shows the signals to be applied on a line electrode to display the gray coded cells 00 to 06 of the first family F1
  • FIG. 7C shows the signals to be applied on a line electrode to display the gray coded 07 which is assumed of the first family
  • Figure 7D shows the signals to be applied on a line electrode to display the gray coded 08 to 15 of the second family F2 by the method of the invention
  • FIG. 8A illustrates the control device of a display device according to the invention
  • FIG. 8B illustrates an exemplary device for controlling the column electrodes of the display device of the invention
  • FIG. 8C illustrates, in a partial manner.
  • 2 n + 1 (n integer greater than or equal to one) gray levels can be displayed, these gray levels being coded between 0 and 2 n .
  • Code 0 corresponds to black and code 2 n to white.
  • 2 n gray levels codes between 0 and 2 n - 1 by not using either the level corresponding to black, or that corresponding to white.
  • the first family Fl has p gray levels (p integer strictly less than 2 n + 1), these p gray levels being coded between 0 (the black) and p-1.
  • the level p- 1 corresponds to the lightest gray level of the first family Fl of the darkest grays.
  • the second gray level family F2 has 2 n -p grayscale levels between the p level and the level 2 n
  • the level p corresponds to the darkest gray level of the second family F2 of the lightest gray.
  • the graph of FIG. 2C shows the voltages to be applied to a selected line electrode and a column electrode so that the electron source crosses this electrode. line and of this column electrode respectively displays a dark gray of the first family Fl and a light gray of the second family F2 in the case of the control method according to the invention.
  • the voltage to be applied to a selected line electrode is the same as that shown in Fig. 2B.
  • the line electrode which is now no longer selected is taken to a discharge potential Vd during at least a portion of the second line selection period, and then put in high impedance outside the first line selection period and the part of the second line selection period as described in FIG. the patent [7].
  • FIG. 5 illustrates this operation for several Li to Li + 2 line electrodes.
  • the discharge potential Vd is less than or equal to Vk2, which is the white display potential.
  • Vk2 which is the white display potential.
  • the potential of non-selection of wine line has been represented in dotted lines to make it understood that it is floating.
  • the control of the potentials of the line electrodes can be done conventionally with the imposed potentials Vis et Vins.
  • pulse width modulation with three potentials instead of two conventionally will be used.
  • a first potential Vcom or reference potential which makes it possible to display the white
  • a second potential Vk2 which makes it possible to display black
  • an intermediate potential VkI The second potential Vk2 is positive with respect to the potential Vcom.
  • the potential Vcom is preferably the mass.
  • the second potential Vk2 blocks the emission of electrons at the electron source.
  • the potential of the relevant column electrode of the intermediate potential VkI is changed to the second potential Vk2 at the beginning of the period.
  • line selection T1 this second potential is maintained for a variable duration t1 which depends on the gray level to be displayed and the potential is returned to the intermediate potential VkI before the end of the line selection period T1 or at the end of the period.
  • the transition to the second potential Vk2 for the gray of the first family Fl is done immediately at the beginning of the line selection period Tl, and the transition to the intermediate potential VkI occurring in a second time at the end of the duration tl.
  • the transition of the intermediate potential VkI from the first potential Vcom for the light gray is at the end of the line selection period Tl, and the transition of the intermediate potential VkI to the first potential Vcom occurring before the end of the line selection period Tl or at the end of the line selection period T1.
  • the start tilt fronts for the gray levels of the first family Fl and the end tilt for the gray levels of the second family F2 are thus always in phase, which allows the potential of the lines left floating, to follow these fronts and therefore to cancel the corresponding capacitive consumption.
  • Only one of the two families Fl or F2 of gray comprises a level of gray obtained while maintaining the intermediate potential VkI throughout the line selection time T1 as illustrated in FIG. 7C.
  • pulse width modulation makes it possible to switch substantially only half of the voltage excursion during a line selection period T1. capacitive by a factor of four, indeed this capacitive consumption varies as the square of the voltage.
  • the use of pulse width modulation control also responds to the need to standardize the response of the electron sources. Indeed, in the display devices there is a problem that the electron sources are not uniform in terms of emission, some are very powerful and emit more than others for the same control voltage. This is reflected at the level of the phosphor material on the anode electrode side by an inhomogeneous image and constellation of bright spots.
  • an effective means for homogenizing the emission is to penalize the most efficient electron sources for reduce their emission to a lower level. This is usually done by placing a resistor R1 in series between each emitter region 4 and the cathode electrode 3 connected thereto. A potential difference proportional to the current flowing through the electron source is then subtracted from the potential difference Vgc, which restricts the emission current.
  • This resistance can be materialized by a layer of resistive material which covers the cathode electrodes.
  • Figure 4 illustrates such a configuration.
  • the gate electrodes 5 are electrically insulated from the cathode electrodes 3 by a layer of dielectric material 9. In FIG.
  • the cathode electrode 3 rests on an electrically insulating substrate 110.
  • This resistance R1 is all the more effective if the difference of cathode gate potential (or column electrode-line electrode) increases as mentioned in the article [9] whose references are at the end of the description.
  • the method of the invention using either about half (for the Fl family of the darkest grays), or the same grid-cathode potential difference (for the F2 family of the darkest grays), modulation in conventional pulse width, allows to benefit from the advantages of the resistive layer which covers the cathode electrodes 3.
  • the current response of the electron sources and thus the luminance response of the display device is close to an exponential law as shown in FIG. 6, whereas the response of the human eye to a light stimulus is not proportional to the its intensity but follows a logarithmic curve.
  • the eye is more sensitive to luminance differences at low level of illumination than at high level. His perception of luminance follows a nonlinear law known as gamma correction which has been modeled in particular by the International Commission on Illumination.
  • the response curve of the human eye is therefore a nonlinear law close enough to the inverse of the response curve of the electron source.
  • FIG. 7A shows the voltage applied to a line electrode that is selected during a line selection period T1.
  • This line electrode prior to the beginning of the line selection period T1, was in high impedance. it switches to the line selection potential Vis from the beginning of the line selection period T1. At the end of the line selection period T1, it switches to the line selection potential Vis before returning to high impedance.
  • the first Fl family has grayscale values ranging from 00 (for black) to 07 for medium gray.
  • the second family F2 has the levels coded 08 to 15 (for the white).
  • FIG. 7B the appearance of the potentials to be applied to the column electrodes is shown to display a gray level of the first fl family of gray levels with the exception of the average gray code 07 which is shown in FIG. 7C. . It is assumed that the gray coded 07 belongs to the first family of gray levels, but this gray coded 07 could very well have belonged to the second family of gray levels F2.
  • the beginning of the line selection period T1 is brought, the potential of the column electrode considered which is the intermediate potential VkI, to the second potential Vk2 used to display the black and this second potential Vk2 is maintained for a first time t1 which is less than or equal to the line selection period T1, then the potential of the column electrode is converted to the intermediate potential VkI and, if necessary, the intermediate potential VkI is maintained during the remaining time of the line selection period T1.
  • the solid line shows the pace of the voltage used to display the gray coded 06.
  • the dotted lines show the pace of the voltages used to display the gray coded 05 to 00.
  • Vcom for a second duration t2 which ends at the end of the line selection period Tl.
  • the transition to the first potential Vcom is made from the beginning of the line selection period Tl if the blank is to be displayed.
  • the solid line shows the pace of the voltage used to display the coded gray 14.
  • the dotted lines show the pace of the voltages used to display the gray coded 15 to 08 and in particular the switching times of the intermediate potential VkI to the potential of reference Vcom.
  • the method of the invention makes it possible to display 2 n + 1 gray levels (that is to say 17 gray levels) if the first family Fl of gray integrates a gray level for which the potential of the gray scale is tipped.
  • Vk2 40 V.
  • the duration tl x of application of the second potential Vk2 is expressed by:
  • the present invention also relates to a control device of a matrix display panel with electron sources.
  • FIG. 8A schematically shows the control device of a display device
  • Electron source matrix for displaying gray levels according to the method of the invention.
  • the display device 25 comprises several electron sources Pi, j located at the intersection, on the one hand, of a line electrode and, on the other hand, of a column electrode, this line electrode and this column electrode being part of a set of one or more rows and one or more columns.
  • the electron source Pi, j materializes a pixel.
  • the controller of the display device typically comprises a scan generator of one or more lines 22 and a control circuit of one or more columns 23.
  • the control circuit of the columns 23 is connected to a digital data source 20 capable of providing binary words coding on s bits the gray level to be displayed by a pixel.
  • the control device of the display device also comprises a screen controller 21.
  • the screen controller 21 receives synchronization signals from the data source 20, it manages and provides signals adapted to drive the line scan generator 22 and the control circuit of the columns 23.
  • the scan generator lines 22 is not described in more detail, it does not pose a problem to the skilled person who can refer for example to that described in the patent application [7] if a floating potential is used.
  • the column control circuit includes a shift register 40 as an address decoder.
  • This shift register 40 has m outputs and propagates m times the selection bit CSI by the clock signal SCK.
  • the m outputs of the shift register 40 drive as many latches 41 of storage latches (latches in English) as of column electrodes C1 to cm, each of them cooperating with one of the column electrodes c1 to cm of the device.
  • These sets 41 of storage latches also receive binary words Data encoding the information to be displayed delivered by the digital data source 20 that they store with the clock signal SCK when the shift register 40 validates said set 41 of flip-flops. memorisation.
  • the output of each m sets 41 of storage latches supplies a first processing line 30 for supplying a voltage control signal to be applied to the associated column electrode when the voltage must switch at the beginning of the period.
  • a second processing chain 31 intended to deliver a signal voltage control to be applied to the associated column electrode when the voltage must switch at the end of the line selection period from the first potential Vcom to the intermediate potential VkI, which corresponds to a gray level to be displayed belonging to the second family F2 of gray levels.
  • the outputs of these first and second processing chains 30, 31 are connected to a column electrode C1 to cm which is the associated column electrode, via selection means 48 of the first processing line 30 or the second channel treatment 31.
  • the first m processing chains 30 each comprise a comparator 44 receiving on the one hand the outputs of the latches 41 of storage latches and the result of a counting performed by a cyclic counter 42, clocked by a clock CCP and reset by a charging signal LC warning the beginning of each new line selection period T1.
  • Counter 42 performs, during the line selection period T1, a count corresponding to the number of gray levels of the family Fl of the darkest grays.
  • the comparators 44 At the output of the comparators 44 are m latches 46 flipping with the loading signal LC, providing information on the beginning of a line selection period, and the output of the comparator 44 associated.
  • the comparator 44 changes state when the binary value of the counter 42 reaches the binary value present on the outputs of the set 41 of corresponding memory latches.
  • the counter unit 42 and comparator 44 associated with the flip-flop 46 makes it possible to adjust the duration t1.
  • the m second processing chains 31 each comprise a comparator 45 receiving on the one hand the outputs of the latches 41 of storage latches and the result of a count performed by a cyclic counter 43, clocked by a clock CCN and reset by a charging signal LC warning of the end of each line selection period T1.
  • Counter 43 performs, during the line selection period T1, a count corresponding to the number of gray levels of the family F2 of the least gray levels. dark.
  • the comparators 45 of the second processing chains 31 are m latches 47 flipping with the loading signal LC, giving information on the end of a line selection period, and the output of the comparator 45 associates.
  • the comparator 45 changes state when the binary value of the counter 43 reaches the binary value present at the output of the set 41 of corresponding storage latches.
  • the counter unit 43 and comparator 45 associated with the flip-flop 47 makes it possible to adjust the moment of switching of the intermediate potential VkI to the first potential Vcom.
  • the LC load signal indicates both the beginning of the line selection period and the end of the line selection period, the latter corresponding to the beginning of the next line selection period.
  • the output stage 53 comprises three switches Q1, Q2, Q3 mounted in a star between a common point which corresponds to the associated column electrode C1 and respectively the intermediate potential VkI, the second potential Vk2 and the first potential Vcom. These switches Q1, Q2, Q3 may be transistors and only one of them may be passing at a time. The switches Q1 and Q2 are mounted in push-pull between respectively the second potential Vk2 and the reference potential Vcom.
  • the m output stages 53 can selectively switch one of the three potentials VkI, Vk2, Vcom through the control of each of the three switches Q1, Q2, Q3.
  • the switch Q1 makes it possible to switch the second potential VkI on the associated column electrode while the switch Q2 makes it possible to impose the reference potential Vcom.
  • the output stage 53 is connected, at the input, to the outputs of the selection means 48.
  • the selection means 48 may be formed by combative circuits which, as a function of one or more most significant bits b, are binary words coding the signal. information to display, to validate either the output of the first processing chain 30 at the output stage 53, that is to say to block the switch Q3 and to turn the switch Q2 and the switch Ql at the appropriate times at the gray level to be displayed, or to validate the output of the second processing chain 31, that is to say to block the switch Q2 and to turn on the switch Q3 and the switch Q1 at the appropriate times for the gray level to be displayed.
  • the selection means 48 receive these bits of high weight b.
  • the comparator 44, 45 therefore changes state at a given instant which corresponds to the moment when the result of the counting of the cyclic counter 42, 43 coincides with the data present on the first inputs of the comparator 44, 45.
  • These flip-flops 46, 47 also receive as input the LC load signal which translates the beginning or the end of the line selection period. These flip-flops 46, 47 switch as soon as the signals arriving at their two inputs have changed.
  • the output of the flip-flop 46 is connected to the transistors Q1, Q2 of the output stage 53 at their control gate, via the selection means 48.
  • the output stage 53 is able to switch according to the signal it receives bistable flip-flops 46, 47, either the second potential Vk2 (transistor Q2 passing and transistor Q3 blocked), or the first potential Vcom (transistor Q3 passing and transistor Q2 blocked), or neither of these two potentials according to the validation delivered by the selection means 48. In this latter possibility, it is the third transistor Ql of the output stage which is on and the two transistors Q2 and Q3 are blocked.
  • FIG. 8C schematically gives such a configuration for the first and the second processing chain associated with the column electrode C1.
  • the common counter is referenced 60 and the clock CK.

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Description

PROCEDE DE COMMANDE D'UN DISPOSITIF DE VISUALISATION
MATRICIEL A SOURCE D'ELECTRONS A CONSOMMATION
CAPACITIVE REDUITE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un procédé de commande d'un dispositif de visualisation matriciel doté d'une ou plusieurs sources d'électrons, apte à afficher des images ayant différents niveaux de gris. Les images à afficher peuvent être en noir et blanc ou en couleurs, dans ce dernier cas, l'expression « niveau de gris » signifie demi-teinte de couleur. Le noir et le blanc sont inclus dans les gammes de niveaux de gris .
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Ces dispositifs de visualisation à sources d'électrons trouvent des applications dans le domaine des écrans plats de visualisation. Il existe divers types de ces dispositifs de visualisation selon la nature de leurs sources d'électrons. On connaît par exemple, les cathodes à micro-pointes à effet de champ comme décrit dans le document [1], les sources à nano fissures à effet de champ comme décrit dans le document référencé [2], les sources planes d'électrons du type graphite ou carbone diamant comme décrit dans le document référencé [3] . Les références de ces quatre documents se trouvent en fin de description. La figure 1 illustre schématiquement le principe de fonctionnement d'un exemple de dispositif de visualisation à sources d'électrons a émission de champ auquel peut s'appliquer le procédé de 1' invention .
Le dispositif de visualisation comporte des sources d'électrons 100 comportant des électrodes d'anode 1 recouvertes de matériau luminophore 2, des électrodes de cathode 3 reliées électriquement à des zones émettπces d'électrons 4, des électrodes de grille 5, isolées électriquement des électrodes de cathode 2. Chaque zone émettπce 4 est associée à une électrode de grille 5. Le vide 6 règne entre les zones émettπces 4 et le matériau luminophore 2. Le dispositif relatif à la commande des sources d'électrons 100 comporte une source de tension 7 et des moyens de polarisation 8. La source de tension 7 permet d'appliquer un potentiel élevé Va aux électrodes d'anode 1. Les moyens de polarisation 8 permettent d'appliquer, pour une source d'électrons donnée 100, un potentiel Vg sur l'électrode de grille qui lui est associée et un potentiel VcI, Vc2, Vc3 sur l'électrode de cathode 3 à laquelle elle est reliée. La différence de potentiel Vgcl, Vgc2, Vgc3, appelée par la suite de manière générale Vgc représente la tension de commande de l'émission d'électrons.
Une source d'électrons 100 émet un flux d'électrons (non représenté) à partir de sa zone émettπce 4 et ce flux d'électrons est collecté par une électrode d'anode 1 qui est en regard de la zone émettπce lorsque la différence de potentiel Vgc dépasse une valeur de seuil Vthl . Ce flux d'électrons est accéléré grâce au potentiel eleve Va applique aux électrodes d'anode 1. Le matériau luminophore 2 émet de la lumière sous l'effet de l'énergie cinétique des électrons qui le bombarde. La figure 2A représente une caractéristique d'émission Ia=f (Vgc) d'une source d' électrons 4.
Le dispositif de visualisation peut avoir un écran 17 agence de façon matricielle comme illustré sur la figure 3 avec plusieurs sources d'électrons 4. Chaque source d'électrons 4 représente un pixel Pi, j de l'écran. Chaque pixel Pi, j peut être adressé et sa luminance ajustée comme décrit dans le document référencé [4] dont les références complètes se trouvent en fin de description.
Chaque pixel Pi, j est défini comme le croisement entre une électrode de ligne Ll, Li, . Ln et une électrode de colonne Cl, .Cj, Cm du dispositif de visualisation 17. Il y a généralement plusieurs électrodes de ligne et plusieurs électrodes de colonne. Les électrodes de ligne Ll, Li, . Ln sont généralement connectées aux électrodes de grille et les électrodes de colonne Cl, .C], .Cm aux électrodes de cathode. On notera toutefois que le dispositif de visualisation 17 peut se réduire à une source d'électrons ou un pixel si l'on ne dispose que d'une électrode de ligne et d'une électrode de colonne pour fonctionner selon le procédé de l'invention.
Un dispositif de commande est prévu pour commander le dispositif de visualisation avec un générateur de balayage des lignes 10 relié à une source de tension 11 délivrant un potentiel Vis et à un potentiel de référence Vins imposé, généralement la masse, lui permettant d'appliquer sur les électrodes de ligne soit le potentiel de sélection de ligne Vis soit le potentiel de référence Vins ou potentiel de non sélection de ligne.
Le dispositif de commande comporte, de plus, un circuit de commande des colonnes 12 relié à une source de tension 13 délivrant un potentiel Vcj et à un potentiel de référence Vcom qui peut être la masse. Le générateur de balayage des lignes 10 et le circuit de commande des colonnes 12 sont reliés à un contrôleur d'écran 14 qui reçoit des signaux d'une source de données d'image (non représentée), des signaux de contrôle et de synchronisation et qui délivre des signaux aptes à piloter le générateur de balayage des lignes 10 et le circuit de commande des colonnes 12. Quant aux électrodes d'anode 1, elles sont reliées à une source de tension 15 délivrant un potentiel Va.
Plus précisément, le générateur de balayage des lignes comporte un circuit d'adressage pour chaque électrode de ligne. De la même manière, le circuit de commande des colonnes comporte un sous-circuit pour chaque électrode de colonne. La commande conventionnelle de l'écran s'effectue de la manière suivante : on peut adresser les électrodes de ligne Ll, Ln séquentiellement chacune leur tour pendant une période de sélection de ligne Tl. Une électrode de ligne adressée est portée au potentiel Vis et une électrode de ligne non adressée est portée au potentiel Vins. Les pixels d'une électrode de ligne adressée Li doivent chacun afficher une information donnée et chaque électrode de colonne Cj est portée à un potentiel Vc] appropriée. Les potentiels appliqués sur les électrodes de colonne n'affectent pas les pixels des électrodes de ligne non adressées Ll, Li-I, Li+1, Ln. Il est également possible de faire flotter le potentiel d'une électrode de ligne qui n'est pas sélectionnée. Une fois que l'électrode de colonne n'est plus sélectionnée, on la décharge et on la met en haute impédance .
Pour obtenir des niveaux de gris, on peut agir sur la valeur des différences Vls-Vcj et/ou sur la durée d'application du potentiel Vcj ou même sur la quantité de charges fournie aux électrodes de colonne et correspondant à l'information à afficher.
On rencontre donc plusieurs procédés de commande des colonnes des dispositifs de visualisation affichant des niveaux de gris. La commande en modulation de largeur d'impulsion (connue sous l'acronyme anglo-saxon PWM pour puise width modulation) consiste à commuter le potentiel de référence d'une électrode de colonne Vcom vers un potentiel fixe Vc pendant un temps variable fonction du niveau de gris à afficher, ce temps variable étant inférieur ou égal à la période de sélection de ligne Tl.
La commande en modulation de largeur d'impulsion maximise les commutations entre le potentiel Vc et le potentiel de référence Vcom, ce qui induit une forte consommation capacitive lors d'un adressage de colonne. En effet, il existe une forte capacité ligne-colonne à chaque sélection de ligne : cette capacité peut être chargée ou déchargée au potentiel de commande des électrodes de colonne. Par contre, cette commande en modulation de largeur d'impulsion reste la plus simple du point de vue de la réalisation du circuit de commande des colonnes. On peut se référer à la figure 2B à associer à la figure 2A sur laquelle plusieurs chronogrammes montrent la tension à appliquer sur une électrode de ligne sélectionnée et simultanément sur une électrode de colonne dont la source d'électrons correspondante doit afficher un gris sombre ou un gris clair. Pour afficher un gris clair le potentiel Vc est applique pendant un temps plus court que celui employé pour afficher un gris sombre.
Ce procédé se heurte au problème de la consommation capacitive engendrée à la fois par les potentiels à commuter et par la fréquence de ces commutations comme on l'a déjà évoqué.
La commande en modulation d'amplitude s'effectue en appliquant pendant toute la période de sélection de ligne Tl, sur les électrodes de colonne, un potentiel dont la valeur dépend du niveau de gris à afficher.
Dans les dispositifs de visualisation commandés de manière mixte, un ou plusieurs potentiels sont appliqués successivement aux électrodes de colonne pendant la période de sélection de ligne. Le document référencé [5] décrit un tel procédé de commande, ses références se trouvent en fin de description. Le procédé de commande en charges, décrit par exemple dans le document référencé [6] dont les références complètes se trouvent en fin de description, cherche à fournir aux électrodes de colonne une quantité de charges correspondant au niveau de gris à afficher .
Par ailleurs, le brevet [7] décrit la commande des électrodes de ligne dans laquelle à l'issue d'une première période de sélection de ligne Tl, lors d'une seconde période de sélection de ligne, on applique à l'électrode de ligne qui était sélectionnée pendant la première période de sélection de ligne, un potentiel de décharge pendant une partie au moins de la seconde période de sélection de ligne puis on la laisse en état de haute impédance tant qu'elle n'est pas de nouveau sélectionnée. Le potentiel de non sélection de ligne est donc flottant et dépend de la proportion de sources d'électrons émettπces sur l'électrode de ligne qui est sélectionnée.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
La présente invention a justement comme but de proposer un procédé de commande d'un dispositif de visualisation matriciel à source d'électrons qui réduit la consommation capacitive du mode en modulation de largeur d'impulsions.
Un autre but est d'uniformiser la réponse des sources d'électrons en évitant l'utilisation de tensions proches de celles qui bloquent l'émission comme dans le cas d'une commande en modulation d' amplitude . Pour atteindre ces buts l'invention concerne plus précisément un procédé de commande d'un dispositif de visualisation matriciel à source d'électrons qui utilise une commande en modulation de largeur d'impulsion pour la commande des électrodes de colonne à trois potentiels différents, dont un intermédiaire situé entre un premier et un deuxième potentiel, ce premier potentiel et ce second potentiel permettant classiquement de bloquer l'émission et d'émettre respectivement, ce potentiel intermédiaire étant à associer au premier ou au second potentiel pour afficher des niveaux de gris selon que ceux-ci sont considérés comme appartenant à une première famille de niveaux de gris correspondant aux niveaux de gris les plus sombres ou à une seconde famille de niveaux de gris correspondant aux niveaux de gris les moins sombres .
Plus précisément, la présente invention propose un procédé de commande d'un dispositif de visualisation matriciel apte a afficher des niveaux de gris au niveau d'une ou plusieurs sources d'électrons, comprenant une ou plusieurs électrodes de ligne et une ou plusieurs électrodes de colonne, la source d'électrons étant définie à la croisée d'une électrode de ligne et d'une l'électrode de colonne. Dans ce procédé, on applique pendant une période de sélection de ligne un potentiel de sélection de ligne sur une électrode de ligne sélectionnée; on applique simultanément pendant ladite période, sur une électrode de colonne, une tension dépendant du niveau de gris à afficher par la source d'électrons à la croisée de cette électrode de ligne sélectionnée et de cette électrode de colonne. Les niveaux de grrs à afficher sont répartrs dans deux famrlles de niveaux de gris, la première regroupant un ou plusieurs niveaux de gris les plus sombres, la seconde regroupant un ou plusieurs niveaux de gris les moins sombres. Si le niveau de gris à afficher par la source d'électrons appartient à la première famille, on porte la tension de l'électrode de colonne, dès le début de la période de sélection de ligne, d'un potentiel intermédiaire, situé entre un second potentiel utilisé pour afficher le noir et un premier potentiel utilisé pour afficher le blanc, au second potentiel puis on la ramène au potentiel intermédiaire au bout d'une durée inférieure ou égale à la période de sélection de ligne et qui dépend du niveau de gris à afficher. Si le niveau de gris à afficher appartient à la seconde famille, on porte la tension de l'électrode de colonne du potentiel intermédiaire au premier potentiel à un instant de la période de sélection de ligne qui dépend du niveau de gris à afficher et on la ramène au potentiel intermédiaire en fin de période de sélection de ligne.
De plus avantageusement, à l'issue de la période de sélection de ligne, on peut porter l'électrode de ligne qui était sélectionnée à un potentiel de décharge, puis on la met en haute impédance. Ce procédé de commande est alors associé au principe des électrodes de ligne non sélectionnées flottantes . II est possible que, de plus, pour l'un des niveaux de gris de l'une des familles, on maintienne la tension de l'électrode de colonne au potentiel intermédiaire pendant toute la période de sélection de lrgne. On drspose dans ce cas d'un nrveau de gris supplémentaire . La tension de sélection de ligne peut être constante pendant la période de sélection de ligne.
Lorsque plusieurs sources d'électrons sont sur une même électrode de ligne, on applique simultanément une tension sur chacune des électrodes de colonne.
Le premier potentiel peut être de manière simple sensiblement 0 volt.
Le potentiel intermédiaire peut être sensiblement au milieu entre le premier potentiel et le second potentiel.
Le second potentiel est positif par rapport au premier potentiel.
Les durées d'application du premier potentiel dans la période de sélection de ligne et les durées d'application du second potentiel dans la période de sélection de ligne sont avantageusement réparties de manière non linéaire pour optimiser la perception de l'affichage par l'œil humain.
Dans ce but, les durées d'application du premier potentiel ou du second potentiel peuvent vérifier l'équation ti = Tl[I - (i/r)2'2] avec r nombre de niveaux de gris dans la famille de niveaux de gris pour lesquels une commutation se produit et i variant de 1 à r . La présente invention concerne également un dispositif de commande d'un dispositif de visualisation matriciel affichant des niveaux de gris comprenant une ou plusieurs sources d'électrons situées chacune à la croisée d'une électrode de ligne et d'une électrode de colonne d'un ensemble comportant une ou plusieurs électrodes de ligne et une ou plusieurs électrodes de colonne. Le dispositif comporte un générateur de balayage des lignes pour appliquer, lorsque l'électrode de ligne sur laquelle se trouve la source d'électrons est sélectionnée, un potentiel de sélection de ligne, pendant une période de sélection de ligne, et un circuit de commande des colonnes apte à appliquer sur l'électrode de colonne correspondante, une tension correspondant au niveau de gris a afficher, pendant la période de sélection de ligne. Le circuit de commande des colonnes comporte, pour chaque électrode de colonne de l'ensemble, une première chaîne de traitement pour délivrer une tension de commande modulée en largeur d'impulsion, l'impulsion débutant en début de période de sélection de ligne, entre un potentiel intermédiaire et un second potentiel utilisé pour afficher le noir, à appliquer à l'électrode de colonne si le niveau de gris appartient à une première famille de niveaux de gris contenant un ou plusieurs niveaux de gris les plus sombres et une seconde chaîne de traitement pour délivrer une tension de commande modulée en largeur d'impulsion, l'impulsion se terminant en fin de période de sélection de ligne, entre le potentiel intermédiaire et un premier potentiel, à appliquer à l'électrode de colonne si le niveau de gris appartient à une seconde famille de niveaux de gris contenant un ou plusieurs niveaux de gris les moins sombres.
Le générateur de balayage des lignes, à l'issue de la période de sélection de ligne, peut avantageusement porter l'électrode de ligne qui était sélectionnée, mais qui ne l'est plus, à un potentiel de décharge puis la mettre en haute impédance.
La première chaîne de traitement délivre, à partir d'une information codant le niveau de gris à afficher qu'elle reçoit, un signal qui traduit un instant de fin de l'impulsion de la tension modulée en largeur d'impulsion dans la période de sélection de ligne. La seconde chaîne de traitement délivre un signal qui traduit un instant de début de l'impulsion de la tension modulée en largeur d'impulsion dans la période de sélection de ligne, ces chaînes de traitement étant reliées via des moyens de sélection à un étage de sortie apte à délivrer la tension à appliquer à l'électrode de colonne. La première chaîne de traitement peut comporter un comparateur comparant l'information codant le niveau de gris et le résultat d'un comptage réalisé par un compteur cyclique comptant un nombre de coups d'horloge déterminé par la taille de l'information codant le niveau de gris, pendant la période de sélection de ligne, et une bascule bistable reliée en sortie du comparateur et recevant également un top en début de chaque période de sélection de ligne et délivrant le signal traduisant l'instant de fin de l'impulsion de la tension modulée en largeur d' impulsion . La seconde chaîne de traitement peut comporter un comparateur comparant l'information codant le niveau de gris et le résultat d'un comptage réalisé par un compteur cyclique comptant un nombre de coups d'horloge déterminé par la taille de l'information codant le niveau de gris, pendant la période de sélection de ligne et une bascule bistable reliée en sortie du comparateur et recevant également un top en fin de chaque période de sélection de ligne et délivrant le signal traduisant l'instant de début de l'impulsion de la tension modulée en largeur d' impulsion .
Le compteur cyclique peut être commun à la première et à la seconde chaîne de traitement. Le niveau de gris à afficher étant codé sous forme d'un mot binaire avec un ou plusieurs bits de poids fort, les moyens de sélection peuvent être des circuits combmatoires recevant un ou plusieurs bits de poids forts du mot binaire. Le circuit de commande des colonnes peut comporter, de plus, un registre à décalage qui alimente autant d'ensembles de bascules de mémorisation que d'électrodes de colonne, chaque ensemble de bascules de mémorisation recevant en entrée les niveaux de gris à afficher par le dispositif de visualisation et étant relié à une première chaîne de traitement et à une seconde chaîne de traitement.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés, à titre purement indicatif et nullement lrmrtatrf, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 (déjà décrite) illustre un dispositif de visualisation à sources d'électrons à émission de champ auquel peut s'appliquer le procédé de 1' invention ; la figure 2A (déjà décrite) est un graphique représentant les caractéristiques d'émission Ia=f (Vgc) d'une source d'électrons ; la figure 2B (déjà décrite) illustre les tensions à appliquer sur une électrode de ligne sélectionnée, sur une électrode de colonne pour afficher un gris sombre et sur une électrode de colonne pour afficher un gris clair dans le cadre d'une commande conventionnelle en modulation de largeur d' impulsion ; la figure 2C illustre les tensions à appliquer sur une électrode de ligne sélectionnée, sur une électrode de colonne pour afficher un gris sombre (famille Fl) et sur une électrode de colonne pour afficher un gris clair (famille F2 ) selon le procédé de 1' invention ; la figure 3 (déjà décrite) illustre un dispositif de visualisation équipé de son dispositif de commande conventionnel ; la figure 4 illustre des sources d'électrons dotées d'une couche en matériau résistif qui recouvre leurs électrodes de cathode ; la figure 5 illustre les différents signaux à appliquer aux électrodes de ligne dans une commande avec potentiel flottant d'une électrode de ligne non sélectionnée ; la figure 6 illustre la réponse en courant des sources d'électrons de la figure 1 ; la figure 7A montre le signal à appliquer à une électrode de ligne dans le procédé de l'invention, la figure 7B montre les signaux à appliquer sur une électrode de ligne pour afficher les gris codés 00 à 06 de la première famille Fl, la figure 7C montre les signaux à appliquer sur une électrode de ligne pour afficher le gris codé 07 que l'on suppose de la première famille et la figure 7D montre les signaux à appliquer sur une électrode de ligne pour afficher les gris codés 08 à 15 de la seconde famille F2 par le procédé de l'invention ; la figure 8A illustre le dispositif de commande d'un dispositif de visualisation selon l'invention, la figure 8B illustre un exemple de dispositif de commande des électrodes de colonne du dispositif de visualisation de l'invention et la figure 8C illustre, de manière partielle un autre exemple de dispositif de commande des électrodes de colonne du dispositif de visualisation de l'invention.
Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre.
Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles . EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS
On va maintenant se référer au chronogramme de la figure 2C à lire en liaison avec le graphique de la figure 2A.
Dans le procédé de l'invention, on suppose que l'on peut afficher 2n+l (n nombre entier supérieur ou égal à un) niveaux de gris, ces niveaux de gris étant codés entre 0 et 2n. Le code 0 correspond au noir et le code 2n au blanc. En pratique, pour simplifier l'électronique associée, on utilisera avantageusement seulement 2n niveaux de gris codes entre 0 et 2n - 1 en n'utilisant pas soit le niveau correspondant au noir, soit celui correspondant au blanc. On va arbitrairement répartir les 2n+l niveaux de gris en deux familles de niveaux de gris à savoir une première famille Fl de gris les plus sombres et une seconde famille F2 de gris les moins sombres. La première famille Fl comporte p niveaux de gris (p entier strictement inférieur à 2n + 1), ces p niveaux de gris étant codés entre 0 (le noir) et p-1. Le niveau p- 1 correspond au niveau de gris le plus clair de la première famille Fl des gris les plus foncés. La seconde famille F2 de niveaux de gris comporte 2n-p niveaux de gris codés entre le niveau p et le niveau 2n
(le blanc) . Le niveau p correspond au niveau de gris le plus foncé de la seconde famille F2 des gris les plus clairs. Le graphique de la figure 2C montre les tensions à appliquer à une électrode de ligne sélectionnée et à une électrode de colonne pour que la source d'électrons a la croisée de cette électrode de ligne et de cette électrode de colonne affiche respectivement un gris sombre de la première famille Fl et un gris clair de la seconde famille F2 dans le cas du procédé de commande conforme à l'invention. Sur la figure 2C, la tension à appliquer à une électrode de ligne sélectionnée est identique à celle montrée à la figure 2B. Par contre, avantageusement, lors du début d'une seconde période de sélection de ligne Tl qui suit la première période durant laquelle l'électrode de ligne était sélectionnée, on porte l'électrode de ligne qui maintenant n'est plus sélectionnée, à un potentiel de décharge Vd pendant au moins une partie de la seconde période de sélection de ligne, puis on la met en haute impédance en dehors de la première période de sélection de ligne et de la partie de la seconde période de sélection de ligne comme décrit dans le brevet [7] .
Cela signifie que le potentiel de non sélection de ligne Vins est flottant. On peut se référer à la figure 5 qui illustre ce fonctionnement pour plusieurs électrodes de ligne Li à Li+2. Le potentiel de décharge Vd est inférieur ou égal à Vk2 qui est le potentiel d'affichage du blanc. Le potentiel de non sélection de ligne Vins a été représenté en pointillés pour faire comprendre qu'il est flottant.
Cette caractéristique qui consiste à laisser le potentiel flottant n'est bien sûr pas obligatoire. La commande des potentiels des électrodes de ligne peut se faire classiquement avec les potentiels imposés Vis et Vins. En ce qui concerne la tension à appliquer sur une électrode de colonne, on va utiliser une modulation de largeur d'impulsion avec trois potentiels au lieu de deux conventionnellement . Parmi ces trois potentiels, on distingue un premier potentiel Vcom ou potentiel de référence qui permet d'afficher le blanc, un second potentiel Vk2 qui permet d'afficher le noir et un potentiel intermédiaire VkI. Le second potentiel Vk2 est positif par rapport au potentiel Vcom. Le potentiel Vcom est préférentiellement la masse. Le second potentiel Vk2 bloque l'émission d'électrons au niveau de la source d'électrons.
Pour afficher un gris sombre, c'est-à-dire appartenant à la première famille Fl de niveau de gris, on fait passer le potentiel de l'électrode de colonne considérée du potentiel intermédiaire VkI au second potentiel Vk2 au début de la période de sélection de ligne Tl, on maintient ce second potentiel pendant une durée variable tl qui dépend du niveau de gris à afficher et on ramène le potentiel au potentiel intermédiaire VkI avant la fin de la période de sélection de ligne Tl ou à la fin de la période de sélection de ligne Tl. Plus la durée tl est grande plus le niveau de gris est sombre. Si c'est le noir qui doit être affiché alors la durée tl est égale à Tl ou est proche de Tl. Dans ce dernier cas, on a exclu le niveau correspondant vraiment au noir dans un codage avec 2n niveaux de gris. Il existe donc 2n-p durées tl différentes d'application du potentiel Vk2 correspondant aux p niveaux de gris les plus sombres. Pour afficher un niveau de gris clair, c'est-à-dire appartenant à la seconde famille F2 de niveau de gris, on passe le potentiel de l'électrode de colonne considérée du potentiel intermédiaire VkI au premier potentiel Vcom et on maintient ce premier potentiel Vcom pendant une durée t2 qui s'achève à la fin de la période de sélection de ligne Tl, puis on retourne au potentiel intermédiaire VkI. Si c'est le blanc qui doit être affiché, la durée t2 est égale à la période de sélection de ligne Tl. Plus la durée t2 est courte plus le gris affiché est sombre dans la seconde famille F2 des gris les moins sombres. Il existe donc 2n-p durées t2 différentes d'application du premier potentiel Vcom correspondant aux n-p niveaux de gris les plus clairs.
Le passage au second potentiel Vk2 pour les gris de la première famille Fl se fait immédiatement au début de la période de sélection de ligne Tl, et le passage au potentiel intermédiaire VkI intervenant dans un second temps au bout de la durée tl. Le passage du potentiel intermédiaire VkI depuis le premier potentiel Vcom pour les gris clairs se fait en fin de période de sélection de ligne Tl, et le passage du potentiel intermédiaire VkI au premier potentiel Vcom intervenant avant la fin de la période de sélection de ligne Tl ou à la fin de la période de sélection de ligne Tl. Les fronts de basculement de début pour les niveaux de gris de la première famille Fl et de basculement de fin pour les niveaux de gris de la seconde famille F2 sont ainsi toujours en phase, ce qui permet au potentiel des lignes laissées flottantes, de suivre ces fronts et donc d' annuler la consommation capacitive correspondante .
Une seule des deux familles Fl ou F2 de gris comprend un niveau de gris obtenu en conservant le potentiel intermédiaire VkI pendant toute la durée de sélection de ligne Tl comme illustré à la figure 7C.
Si l'on affecte ce niveau de gris à la famille F2 des gris des moins sombres, les tops de début et de fin sont confondus, il n'y a pas de commutation au potentiel Vcom.
Si l'on affecte ce niveau de gris à la famille Fl des gris les plus sombres, le top de début intervient en fin de temps de ligne Tl, et le signal reste au potentiel VkI. Le fonctionnement basé sur une modulation en largeur d'impulsion, entre trois potentiels, pour les électrodes de colonne conduit à une réduction significative de la consommation capacitive des électrodes de colonne, par rapport à la modulation de largeur d'impulsion classique. Cette réduction capacitive est encore accrue si les électrodes de ligne non sélectionnées sont amenées à un potentiel flottant.
Dans le procédé de l'invention, on utilise trois potentiels pour la modulation en largeur d'impulsion ce qui permet de ne commuter sensiblement que la moitié de l'excursion en tension pendant une période de sélection de ligne Tl. On limite ainsi la consommation capacitive d'un facteur quatre, en effet cette consommation capacitive varie comme le carré de la tension. L'utilisation de la commande en modulation de largeur d'impulsion répond aussi au besoin d'uniformisation de la réponse des sources d'électrons. En effet, dans les dispositifs de visualisation on rencontre un problème qui est que les sources d'électrons ne sont pas uniformes en terme d'émission, certaines sont très performantes et émettent plus que d'autres pour une même tension de commande. Cela se traduit au niveau du matériau luminophore côté électrodes d'anode par une image peu homogène et constellée de points brillants. Il est indiqué dans le document référencé [1] ou dans le document référencé [8] dont les références se trouvent en fin de description, qu'un moyen efficace pour homogénéiser l'émission consiste à pénaliser les sources d'électrons les plus performantes pour ramener leur émission à un niveau moindre. Cela se fait généralement en plaçant une résistance Rl en série entre chaque zone émettπce 4 et l'électrode de cathode 3 qui lui est connectée. Une différence de potentiel proportionnelle au courant qui traverse la source d'électrons se soustrait alors à la différence de potentiel Vgc, ce qui restreint le courant d'émission. Cette résistance peut se matérialiser par une couche en matériau résistif qui recouvre les électrodes de cathode. La figure 4 illustre une telle configuration. Les électrodes de grille 5 sont isolées électriquement des électrodes de cathode 3 par une couche de matériau diélectrique 9. Sur la figure 4, l'électrode de cathode 3 repose sur un substrat électriquement isolant 110. Cette résistance Rl est d'autant plus efficace que la différence de potentiel grille cathode (ou électrode de colonne- électrode de ligne) augmente comme mentionné dans l'article [9] dont les références se trouvent en fin de description. Le procédé de l'invention en utilisant soit environ la moitié (pour la famille Fl des gris les plus sombres) , soit la même différence de potentiel grille-cathode (pour la famille F2 des gris les moins sombres), qu'un dispositif à modulation en largeur d'impulsion classique, permet de bénéficier des avantages de la couche résistive qui recouvre les électrodes de cathode 3.
La réponse en courant des sources d'électrons et donc la réponse en luminance du dispositif de visualisation est proche d'une loi exponentielle comme illustre la figure 6 alors que la réponse de l'œil humain à un stimulus lumineux n'est pas proportionnelle à son intensité mais suit une courbe logarithmique. L'œil est plus sensible aux différences de luminance à faible niveau d' éclairement qu'à fort niveau. Sa perception de la luminance suit une loi non linéaire dite de correction de gamma qui a été modélisée notamment par la Commission Internationale de l'Eclairage.
La courbe de réponse de l'œil humain est donc une loi non linéaire assez proche de l'inverse de la courbe de réponse de la source d'électrons.
Il est donc préférable pour limiter le nombre de niveaux de gris à coder, d'utiliser une source de données image présentant des valeurs de luminance non linéairement codées pour que le nombre de niveaux de gris dans la première famille Fl de niveaux de gris soit égal au nombre de niveaux de gris de la seconde famille F2 de niveaux de gris tout en gardant un écart de tension minimum entre les deux familles, ce qui est le meilleur compromis pour la consommation capacitive. Il est bien sûr possible que les deux familles n'aient pas le même nombre de niveaux de gris. Les durées d'excitation pour les différents niveaux de gris dans l'une ou l'autre des familles vont reproduire la non linéarité de codage de la source de données image.
Un exemple de mise en œuvre du procédé selon l'invention va être décrit ci-dessous avec seulement 16 niveaux de gris pour simplifier la représentation graphique présentée sur les figures 7A, 7B, 7C, 7D.
Sur la figure 7A, on a représenté la tension appliquée sur une électrode de ligne qui est sélectionnée pendant une période de sélection de ligne Tl. Cette électrode de ligne, antérieurement au début de la période de sélection de ligne Tl était en haute impédance, elle commute au potentiel de sélection de ligne Vis dès le début de la période de sélection de ligne Tl. A la fin de la période de sélection de ligne Tl, elle commute au potentiel de non sélection de ligne Vis avant de repasser en haute impédance.
On suppose que chacune des familles comporte 8 niveaux de gris. La première famille Fl comporte les niveaux de gris codés de 00 (pour le noir) à 07 pour un gris moyen. La seconde famille F2 comporte les niveaux codés 08 à 15 (pour le blanc) . Sur la figure 7B, on a représenté l'allure des potentiels à appliquer aux électrodes de colonne pour afficher un niveau de gris de la première famille Fl des niveaux de gris à l'exception du gris moyen codé 07 qui est montré sur la figure 7C. On suppose que le gris codé 07 appartient à la première famille de niveaux de gris, mais ce gris codé 07 aurait très bien pu appartenir à la seconde famille de niveaux de gris F2. Pour afficher un gris de la première famille Fl, on amène des le début de la période de sélection de ligne Tl, le potentiel de l'électrode de colonne considérée qui est le potentiel intermédiaire VkI, au second potentiel Vk2 utilisé pour afficher le noir et on maintien ce second potentiel Vk2 pendant une première durée tl inférieure ou égale à la période de sélection de ligne Tl. Ensuite, on repasse le potentiel de l'électrode de colonne au potentiel intermédiaire VkI et si nécessaire on maintien le potentiel intermédiaire VkI pendant le reste du temps de la période de sélection de ligne Tl.
Le trait plein montre l'allure de la tension employée pour afficher le gris codé 06. Les traits en pointillés montrent l'allure des tensions employées pour afficher les gris codés 05 à 00.
S'il s'agit d'afficher le gris moyen 07 de la première famille Fl, ce dernier est illustré sur la figure 7C. Dans ce cas, on maintien pendant toute la période de sélection de ligne Tl le potentiel intermédiaire VkI. Pour afficher un gris de la seconde famille
F2, comme illustré sur la figure 7D, on amène le potentiel de l'électrode de colonne correspondante qui est le potentiel intermédiaire VkI au potentiel de référence Vcom et on maintien ce potentiel de référence
Vcom pendant une seconde durée t2 qui s'achève en fin de période de sélection de ligne Tl. Le passage au premier potentiel Vcom se fait dès le début de la période de sélection de ligne Tl si le blanc est à afficher. Le trait plein montre l'allure de la tension employée pour afficher le gris codé 14. Les traits en pointillés montrent l'allure des tensions employées pour afficher les gris codés 15 à 08 et notamment les instants de basculement du potentiel intermédiaire VkI au potentiel de référence Vcom.
Le procédé de l'invention permet d'afficher 2n+l niveaux de gris (c'est-à-dire 17 niveaux de gris) si la première famille Fl de gris intègre un niveau de gris pour lequel on bascule le potentiel de l'électrode de colonne du potentiel intermédiaire VkI au second potentiel Vk2 dès le début de la période de sélection de ligne Tl, puis, du second potentiel Vk2 au potentiel intermédiaire VkI à la fin de la période de sélection de ligne Tl comme illustré à la figure 7B. Dans l'exemple décrit aux figures 7, on pourrait choisir :
Vins = 0 V
Vis = 90 V
Vcom = 0 V VkI = 20 V
Vk2 = 40 V. On va maintenant donner un exemple de calcul des deux durées tl et t2, si on applique la correction de gamma d'un tube a rayon cathodique. On suppose que la première famille Fl comporte r niveaux de gris et que la seconde famille F2 en possède q.
On suppose que l'on ne prend pas en compte dans ces chiffres r et q, un niveau intermédiaire pour lequel la tension reste constante au niveau du potentiel intermédiaire VkI pendant toute la période de sélection de ligne Tl.
La durée tlx d'application du second potentiel Vk2 s'exprime par :
1-.I1= Tl x [l-( i/r)2'2] avec i variant de 1 à r . La durée t2D d'application du potentiel de référence Vcom s'exprime par : t2-,= Tl x [l-( j/q)2'2] avec j variant de 1 à q-
Cela donnerait pour une période de sélection de ligne Tl de 64 microsecondes et r = q = 8 des durées tlj. et t2D valant : 0,66 microseconde, 3,03 microsecondes, 7,4 microsecondes, 13,9 microsecondes,
22,76 microsecondes, 33,96 microsecondes ; 47,71 microsecondes et 64 microsecondes. La présente invention concerne également un dispositif de commande d'un panneau de visualisation matriciel à sources d'électrons.
On se réfère aux figures 8A, 8B, 8C. Sur la figure 8A, on a représenté de manière schématique le dispositif de commande d'un dispositif de visualisation
25 matriciel à source d'électrons permettant d'afficher des niveaux de gris selon le procédé de l'invention. Le dispositif de visualisation 25 comporte plusieurs sources d'électrons Pi, j situées a la croisée, d'une part, d'une électrode de ligne et, d'autre part, d'une électrode de colonne, cette électrode de ligne et cette électrode de colonne faisant partie d'un ensemble d'une ou plusieurs lignes et d'une ou plusieurs colonnes.
La source d'électrons Pi, j matérialise un pixel. Le dispositif de commande du dispositif de visualisation comporte classiquement un générateur de balayage d'une ou plusieurs lignes 22 et un circuit de commande d'une ou plusieurs colonnes 23. Le circuit de commande des colonnes 23 est relié à une source de données numériques 20 apte à fournir des mots binaires codant sur s bits le niveau de gris à afficher par un pixel. Le dispositif de commande du dispositif de visualisation comporte également un contrôleur d'écran 21.
Le contrôleur d'écran 21 reçoit des signaux de synchronisation de la source de données 20, il gère et fournit des signaux propres à piloter le générateur de balayage des lignes 22 et le circuit de commande des colonnes 23.
Le générateur de balayage des lignes 22 n'est pas décrit plus en détail, il ne pose pas de problème à l'homme du métier qui peut se référer par exemple à celui décrit dans la demande de brevet [7] si un potentiel flottant est utilisé.
On va voir maintenant en détail un exemple de réalisation d'un circuit de commande des colonnes en se référant à la figure 8B. Le circuit de commande des colonnes comporte un registre à décalage 40 farsant office de décodeur d'adresse. Ce registre à décalage 40 possède m sorties et propage m fois le bit de sélection CSI par le signal d'horloge SCK. Les m sorties du registre à décalage 40 pilotent autant d'ensembles 41 de bascules de mémorisation (latches en anglais) que d'électrodes de colonne cl à cm, chacun d'entre eux coopérant avec une des électrodes de colonne cl à cm du dispositif de visualisation 25 illustré sur la figure 8A. Si les 2n niveaux de gris à afficher sont codés par des mots binaires de s bits avec s valant 2n, les ensembles 41 comportent s bascules de mémorisation. Ces ensembles 41 de bascules de mémorisation reçoivent également des mots binaires Data codant l'information à afficher délivrés par la source de données numérique 20 qu'ils mémorisent avec le signal d'horloge SCK quand le registre à décalage 40 valide ledit ensemble 41 de bascules de mémorisation. La sortie de chacun des m ensembles 41 de bascules de mémorisation alimente d'une part une première chaîne de traitement 30 visant à délivrer un signal de commande en tension à appliquer sur l'électrode de colonne associée lorsque la tension doit commuter en début de période de sélection de ligne du potentiel intermédiaire VkI vers le second potentiel Vk2, ce qui correspond à un niveau de gris à afficher appartenant à la première famille Fl de niveaux de gris et d'autre part une seconde chaîne de traitement 31 visant à délivrer un signal de commande en tension à appliquer sur l'électrode de colonne associée lorsque la tension doit commuter en fin de période de sélection de ligne du premier potentiel Vcom vers le potentiel intermédiaire VkI, ce qui correspond à un niveau de gris a afficher appartenant a la seconde famille F2 de niveaux de gris. Les sorties de ces première et seconde chaînes de traitement 30, 31 sont reliées à une électrode de colonne cl à cm qui est l'électrode de colonne associée, via des moyens de sélection 48 de la première chaîne de traitement 30 ou de la seconde chaîne de traitement 31.
Les m premières chaînes de traitement 30 comprennent chacune un comparateur 44 recevant d'une part les s sorties des ensembles 41 de bascules de mémorisation et le résultat d'un comptage réalisé par un compteur cyclique 42, cadencé par une horloge CCP et réinitialisé par un signal de chargement LC avertissant du début de chaque nouvelle période de sélection de ligne Tl. Le compteur 42 effectue, pendant la période de sélection de ligne Tl, un comptage correspondant au nombre de niveaux de gris de la famille Fl des gris les plus sombres.
En sortie des comparateurs 44 se trouvent m bascules 46 basculant avec le signal de chargement LC, renseignant sur le début d'une période de sélection de ligne, et la sortie du comparateur 44 associé. Le comparateur 44 change d'état lorsque la valeur binaire du compteur 42 atteint la valeur binaire présente sur les sorties de l'ensemble 41 de bascules de mémorisation correspondant. Ainsi, pour une donnée image appartenant à la première famille de gris Fl, l'ensemble compteur 42 et comparateur 44 associé à la bascule 46 permet d'ajuster la durée tl .
Les m secondes chaînes de traitement 31 comprennent chacune un comparateur 45 recevant d'une part les s sorties des ensembles 41 de bascules de mémorisation et le résultat d'un comptage réalisé par un compteur cyclique 43, cadencé par une horloge CCN et réinitialisé par un signal de chargement LC avertissant de la fin de chaque période de sélection de ligne Tl. Le compteur 43 effectue, pendant la période de sélection de ligne Tl, un comptage correspondant au nombre de niveaux de gris de la famille F2 des niveaux de gris les moins sombres.
En sortie des comparateurs 45 des secondes chaînes de traitement 31 se trouvent m bascules 47 basculant avec le signal de chargement LC, renseignant sur la fin d'une période de sélection de ligne, et la sortie du comparateur 45 associe. Le comparateur 45 change d'état quand la valeur binaire du compteur 43 atteint la valeur binaire présente en sortie de l'ensemble 41 de bascules de mémorisation correspondant. Ainsi, pour une donnée image appartenant à la seconde famille de gris F2, l'ensemble compteur 43 et comparateur 45 associé à la bascule 47 permet d'ajuster le moment du basculement du potentiel intermédiaire VkI au premier potentiel Vcom. Le signal de chargement LC indique à la fois le début de la période de sélection de ligne et la fin de la période de sélection de ligne, cette dernière correspondant au début de la période de sélection de la ligne suivante. L'étage de sortie 53 comporte trois commutateurs Ql, Q2 , Q3 montés en étoile entre un point commun qui correspond à l'électrode de colonne associée cl et respectivement le potentiel intermédiaire VkI, le second potentiel Vk2 et le premier potentiel Vcom. Ces interrupteurs Ql, Q2, Q3 peuvent être des transistors et un seul d'entre eux peut être passant à la fois. Les commutateurs Ql et Q2 sont montés en push-pull entre respectivement le second potentiel Vk2 et le potentiel de référence Vcom. Les m étages de sortie 53 peuvent commuter sélectivement un des trois potentiels VkI, Vk2, Vcom par l'intermédiaire de la commande de chacun des trois commutateurs Ql, Q2, Q3. Le commutateur Ql permet de commuter le second potentiel VkI sur l'électrode de colonne associée tandis que le commutateur Q2 permet d' imposer le potentiel de référence Vcom.
L'étage de sortie 53 est relié, en entrée, aux sorties des moyens de sélection 48. Les moyens de sélection 48 peuvent être formés par des circuits combmatoires permettant en fonction d'un ou plusieurs bits de poids fort b des mots binaires codant l'information à afficher, de valider soit la sortie de la première chaîne de traitement 30 au niveau de l'étage de sortie 53, c'est- à-dire de bloquer le commutateur Q3 et de rendre passant le commutateur Q2 et le commutateur Ql aux instants appropriés au niveau de gris à afficher, soit de valider la sortie de la seconde chaîne de traitement 31, c'est-à-dire de bloquer le commutateur Q2 et de rendre passant le commutateur Q3 et le commutateur Ql aux instants appropriés au niveau de gris à afficher. Les moyens de sélection 48 reçoivent ces bits de poids fort b.
Dans chaque chaîne de traitement 30, 31, le comparateur 44, 45 change donc d'état à un instant donné qui correspond au moment où le résultat du comptage du compteur cyclique 42, 43 coïncide avec les données présentes sur les s premières entrées du comparateur 44, 45. Ces bascules bistables 46, 47 reçoivent également en entrée le signal de chargement LC qui traduit le début ou la fin de la période de sélection de ligne. Ces bascules bistables 46, 47 basculent dès que les signaux arrivant sur leurs deux entrées ont change. La sortie de la bascule bistable 46 est reliée aux transistors Ql, Q2 de l'étage de sortie 53 au niveau de leur grille de commande, via les moyens de sélection 48. L'étage de sortie 53 est capable de commuter en fonction du signal qu'il reçoit des bascules bistables 46, 47, soit le second potentiel Vk2 (transistor Q2 passant et transistor Q3 bloqué) , soit le premier potentiel Vcom (transistor Q3 passant et transistor Q2 bloqué) , soit aucun de ces deux potentiels selon la validation délivrée par les moyens de sélection 48. Dans cette dernière possibilité, c'est le troisième transistor Ql de l'étage de sortie qui est passant et les deux transistors Q2 et Q3 sont bloques.
Il est possible que le compteur 42 associé aux premières chaînes de traitement 30 et le compteur 43 associé aux secondes chaînes de traitement 31 soient confondus, ce qui simplifie le circuit de la figure 8B. Cela nécessite que les deux horloges CCP et CCN soient également confondues. Toutefois cette variante limite les possibilités d'ajustement de la courbe de réponse des niveaux de gris. La figure 8C donne schematiquement une telle configuration pour la première et la seconde chaîne de traitement associées à l'électrode de colonne cl. Le compteur commun est référencé 60 et l'horloge CK.
Bien que plusieurs modes de réalisation de la présente invention aient été représentés et décrits de façon détaillée, on comprendra que différents changements et modifications puissent être apportes sans sortir du cadre de l'invention.
DOCUMENTS CITES
[1] « Ecrans fluorescents à micropointes », R. Baptist, l'Onde Electrique, novembre-décembre 1991, vol.71, n°6, pages 36-42.
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[4] «Microtips addressing», T. Leroux et al.SID1991 Digest, pages 437-439.
[5] EP-A-O 635 819. [6] FR-A-2 832 537.
[7] EP-A-O 597 772.
[8] EP-A-O 316 214.
[9] « 6-in Video CNT-FED with improved uniformity » J. Dijon et al. IDW 2005, pages 1-4.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de commande d'un dispositif de visualisation matriciel apte a afficher des niveaux de gris au niveau d'une ou plusieurs sources d'électrons, comprenant une ou plusieurs électrodes de ligne et une ou plusieurs électrodes de colonne, la source d'électrons étant définie à la croisée d'une électrode de ligne et d'une l'électrode de colonne, dans lequel on applique pendant une période de sélection de ligne un potentiel de sélection de ligne sur une électrode de ligne sélectionnée; on applique simultanément pendant ladite période, sur une électrode de colonne, une tension dépendant du niveau de gris a afficher par la source d'électrons a la croisée de cette électrode de ligne sélectionnée et de cette électrode de colonne, caractérisé en ce que les niveaux de gris à afficher étant répartis dans deux familles (Fl, F2) de niveaux de gris, la première (Fl) regroupant un ou plusieurs niveaux de gris les plus sombres, la seconde (F2) regroupant un ou plusieurs niveaux de gris les moins sombres, si le niveau de gris à afficher par la source d'électrons appartient à la première famille (Fl), on porte la tension de l'électrode de colonne, des le début de la période de sélection de ligne, d'un potentiel intermédiaire, situé entre un second potentiel utilisé pour afficher le noir et un premier potentiel utilisé pour afficher le blanc, au second potentiel puis on la ramené au potentiel intermédiaire au bout d'une durée inférieure ou égale à la période de sélection de ligne et qui dépend du niveau de gris à afficher, si le niveau de gris à afficher appartient à la seconde famille F2, on porte la tension de l'électrode de colonne du potentiel intermédiaire au premier potentiel à un instant de la période de sélection de ligne qui dépend du niveau de gris à afficher et on la ramène au potentiel intermédiaire en fin de période de sélection de ligne, et dans lequel, à l'issue de la période de sélection de ligne, on porte l'électrode de ligne qui était sélectionnée à un potentiel de décharge, puis on la met en haute impédance.
2. Procédé de commande selon la revendication 1, dans lequel de plus, pour l'un des niveaux de gris de l'une des familles (Fl), on maintien la tension de l'électrode de colonne au potentiel intermédiaire (VkI) pendant toute la période de sélection de ligne (Tl) .
3. Procédé de commande selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la tension de sélection de ligne (Vis) est constante pendant la période de sélection de ligne (Tl) .
4. Procédé de commande selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel si plusieurs sources d'électrons sont sur une même électrode de ligne, on applique simultanément une tension sur chacune des électrodes de colonne.
5. Procédé de commande selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le premier potentiel (Vcom) est sensiblement 0 volt.
6. Procédé de commande selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le potentiel intermédiaire (VkI) est sensiblement au milieu entre le premier potentiel (Vcom) et le second potentiel (Vk2) .
7. Procédé de commande selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le second potentiel (Vk2) est positif par rapport au premier potentiel (Vcom) .
8. Procédé de commande selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les durées d'application (tl) du premier potentiel dans la période de sélection de ligne et les durées d'application (t2) du second potentiel dans la période de sélection de ligne sont réparties de manière non linéaire.
9. Procédé de commande selon la revendication 8, dans lequel les durées (ti) d'application du premier potentiel ou du second potentiel vérifient l'équation ti=Tl [ 1- (î/r) 2'2] avec r nombre de niveaux de gris dans la famille de niveaux de gris pour lesquels une commutation se produit et i variant de 1 à r .
10. Dispositif de commande d'un dispositif de visualisation matriciel affichant des niveaux de gris comprenant une ou plusieurs sources d'électrons situées chacune à la croisée d'une électrode de ligne et d'une électrode de colonne (Cj) d'un ensemble comportant une ou plusieurs électrodes de ligne et une ou plusieurs électrodes de colonne, comportant un générateur de balayage (22) des lignes pour appliguer, lorsque l'électrode de ligne (Li) sur laquelle se trouve la source d'électrons est sélectionnée, un potentiel de sélection de ligne (Vis) , pendant une période de sélection de ligne (Tl), et un circuit de commande des colonnes (23) apte à appliquer sur l'électrode de colonne (Cj) correspondante, une tension correspondant au niveau de gris à afficher, pendant la période de sélection de ligne, caractérisé en ce que le circuit de commande des colonnes (23) comporte, pour chaque électrode de colonne de l'ensemble, une première chaîne (30) de traitement pour délivrer une tension de commande modulée en largeur d' impulsion dont l'impulsion débute au début de la période de sélection de ligne, entre un potentiel intermédiaire (VkI) et un second potentiel (Vk2) utilisé pour afficher le noir, à appliquer à l'électrode de colonne si le niveau de gris appartient à une première famille (Fl) de niveaux de gris contenant un ou plusieurs niveaux de gris les plus sombres et une seconde chaîne (31) de traitement pour délivrer une tension de commande modulée en largeur d'impulsion dont l'impulsion termine en fin de période de sélection de ligne, entre le potentiel intermédiaire et un premier potentiel, à appliquer à l'électrode de colonne (Cj) si le niveau de gris appartient à une seconde famille (F2) de niveaux de gris contenant un ou plusieurs niveaux de gris les moins sombres, le générateur de balayage (22), à l'issue de la période de sélection de ligne (Tl) , portant l'électrode de ligne qui était sélectionnée, mais qui ne l'est plus, à un potentiel de décharge puis la mettant en haute impédance.
11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel la première chaîne (30) de traitement délivre, à partir d'une information codant le niveau de gris à afficher qu'elle reçoit, un signal qui traduit un instant de fin de l'impulsion de la tension modulée en largeur d' impulsion dans la période de sélection de ligne (Tl) et la seconde chaîne de traitement un signal qui traduit un instant de début de l'impulsion de la tension modulée en largeur d'impulsion dans la période de sélection de ligne, ces chaînes de traitement étant reliées via des moyens de sélection a un étage de sortie (53) apte à délivrer la tension à appliquer à l'électrode de colonne.
12. Dispositif selon l'une des revendications 10 ou 11, dans lequel la première chaîne de traitement comporte un comparateur (44) comparant l'information codant le niveau de gris et le résultat d'un comptage réalisé par un compteur cyclique (42) comptant un nombre de coups d'horloge (CCP) déterminé par la taille de l'information codant le niveau de gris, pendant la période de sélection de ligne (Tl) , et une bascule bistable (46) reliée en sortie du comparateur (44) et recevant également un top (LC) en début de chaque période de sélection de ligne (Tl) et délivrant le signal traduisant l'instant de fin de l'impulsion de la tension modulée en largeur d' impulsion .
13. Dispositif de commande selon l'une des revendications 10 à 12, dans lequel la seconde chaîne de traitement comporte un comparateur (45) comparant l'information codant le niveau de gris et le résultat d'un comptage réalisé par un compteur cyclique (43) comptant un nombre de coups d'horloge (CCN) déterminé par la taille de l'information codant le niveau de gris, pendant la période de sélection de ligne (Tl), et une bascule bistable (47) reliée en sortie du comparateur (45) et recevant également un top (LC) en fin de chaque période de sélection de ligne (Tl) et délivrant le signal traduisant l'instant de début de l'impulsion de la tension modulée en largeur d' impulsion .
14. Dispositif de commande selon les revendications 12 et 13, dans lequel le compteur cyclique (60) est commun à la première et à la seconde chaîne de traitement (30, 31) .
15. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 14, dans lequel le niveau de gris à afficher est codé sous forme d'un mot binaire avec un ou plusieurs bits de poids fort (b) , les moyens de sélection (48) étant des circuits combmatoires recevant les bits de poids forts (b) du mot binaire.
16. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 15, dans lequel le circuit de commande des colonnes comporte de plus un registre à décalage (40) qui alimente autant d'ensembles (41) de bascules de mémorisation que d'électrodes de colonne
(Cl, Cm), chaque ensemble (41) de bascules de mémorisation recevant en entrée les niveaux de gris à afficher par le dispositif de visualisation et étant relié à une première chaîne (30) de traitement et à une seconde chaîne (31) de traitement.
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