Circuits d’adressages de pixels en programmation tension:

Sur la figure.I.23 est représenté un circuit d’adressage conventionnel à deux transistors par pixel. La programmation par tension fût la première méthode d’adressage employée dans le signal vidéo. Ce circuit consiste en un transistor de sélection de pixel T1, un transistor de commande T2 connecté à l’OLED, et une capacité de stockage CSs

permettant la rétention du signal.

Durant la phase de sélection d’une ligne, le transistor T1 en état passant transfert une tension de donnée de l’électrode de colonne à la grille du transistor T2 et à la capacité CS

qui se charge. Une fois la ligne est désélectionnée le transistor T1 passe à l’état bloqué, la capacité CS maintient un potentiel continu sur la grille de T2 qui continue à conduire. Ainsi, les pixels suivants sont adressés d’une manière séquentielle. Ce circuit est peu utilisé étant donné sa sensibilité aux variations de la tension de seuil du transistor de commande en particulier. Le niveau de la lumière est donc variable suivant cette tension de seuil, ce qui se traduit par une perte de luminance des écrans AMOLED.

Afin de résoudre ce problème de dégradation de l’affichage, un circuit à quatre TFTs par pixel utilisant une cellule de compensation a été proposé par la figureI.23 (b). La cellule de compensation est constituée de deux TFTs connectés en diode, l’un servant à enregistrer le signal vidéo et la tension de seuil du transistor T3 sur la capacité CS, alors que le transistor T4 assure sa décharge. Seulement, le manque de linéarité observé entre la tension de commande et le courant appliqué à l’OLED reste un problème incontournable dans ce type de circuit d’où la nécessité d’une autre méthode d’adressage par programmation en courant [54].

     43 V.3.2. Circuits d’adressages de pixels en programmation courant :

Le principe à la base de l’affichage de données vidéo par une diode OLED est la modulation de son courant car elle doit être alimentée par des niveaux de courants constants afin de contrôler les variations de luminance de l’écran. Ceci est obtenu par un transistor TFT de commande fonctionnant en source de courant, qui reçoit sur sa grille une tension correspondant à la donnée vidéo qui sera affichée puis fournit un courant à l’OLED.

L’électronique qui permet d’adresser une matrice active consiste en un tableau de pixels commandés individuellement par un réseau croisé de lignes de sélection S1, S2,…., Sm, et de lignes de données D1, D2, …., Dn. Chaque point de l’image ou pixel comprend une diode OLED et un circuit de commande en courant qui comprend un transistor T1 de commutation, un autre transistor T2 de commande en courant (driving transistor) et une capacité de maintien CS comme il est illustré par la figureI.24. L’électrode de grille du transistor T1 est connectée à la ligne sélectionnée Si, l’autre électrode de source reliée à la ligne de donnée associée Dj. Quant à l’électrode de drain, celle-ci est connectée à une borne de CS et à la grille du transistor de commande T2 branché en série avec la diode électroluminescente organique. Une tension de référence est reliée à l’autre borne de la capacité.

Fig.I.23. Circuits d’adressage en tension de pixel OLED à matrice active [54] (a) Circuit conventionnel de commande OLED à deux TFTs

(b) Circuit de commande OLED avec cellule de compensation

     44 Lorsque la ligne de sélection Si est adressée, le transistor de commutation T1 devient passant ’’état ON’’ pendant l’adressage de cette ligne. Il commute la tension vidéo présente sur la ligne de donnée Dj, à la grille de T2 commandé en courant. Le transistor T1

repasse ensuite à l’état OFF en isolant le pixel de la ligne de donnée. La capacité CS assure le maintien de la tension sur la grille de T2 [55].

Ce dernier fournit à la diode OLED un courant IDS fonction de la tension vidéo qui lui permet d’émettre une intensité lumineuse. Pour avoir une meilleure luminance et une bonne uniformité de l’écran, le courant IDS (fonction des tensions de grille et de seuil) doit être constant dans le temps quelque soit le pixel considérer.

Or, le courant fourni par la commande diminue à cause des variations spatiales de la tension de seuil décelée dans les TFTs en poly-Si, ce qui se traduit par une dégradation de l’affichage de l’écran. Afin de pallier à ce problème, on prévoit de la même manière que précédemment, une phase de récupération de la dérive de la tension de seuil du transistor de commande en courant de chaque pixel. Durant cette phase, on bloque le transistor de commande par une tension inverse de sorte que la tension de seuil soit minimale.

Fig.I.24. Circuits d’adressage en courant de pixel OLED à matrice active [55] (a) Circuit conventionnel de commande OLED à deux TFTs

     45 Deux transistors connectés en diode assurent la compensation de cette dérive, d’où une tension de seuil pratiquement négligeable [7,54].

En résumé, l’intégration massive des transistors en couches minces dans les circuits pixels fournit une nouvelle alternative aux technologies conventionnelles en silicium polycristallin en particulier pour l’adressage matriciel actif des écrans OLED, LCD…

Ces transistors à base de polysilicium, qui présentent de plus en plus une bonne uniformité et une meilleure stabilité, sont très prometteurs pour la mise au point de nouvelles technologies simples à faibles coûts et à de future génération d’écrans plats.