Brevet FR2103542A1 — publié le 19720414

i 2103542 La technologie d'intégration des circuits électroniques d'une part, la possibilité de réaliser des affichages digitaux ou analogiques par des moyens uniquement électroniques d'autre part, ont permis d'imaginer des montres ne comprenant plus au-5 cune pièce mécanique mobile. Parmi ces affichages électroniques, ceux qui utilisent les propriétés des cristaux liquides sont très séduisants par leur faible consommation de courant et leur prix de revient relativement bas. Ces affichages sont formés d'une couche de cristal liquide 10 comprise entre deux plaques dont l'une au moins est transparente, sur lesquelles on a aménagé des zones conductrices en forme de chiffre par exemple. Grâce à ces dernières, le cristal liquide peut être soumis à un champ électrique intense qui modifie ses propriétés de transmission ou de réflexion optique: couleur, 15 activité, etc. L'objet de cette invention est de réaliser sur l'une de ces plaques, en plus des zones conductrices nécessaires à la polarisation du cristal liquide, et des chemins conducteurs faisant la liaison entre ces zones et le circuit électronique 20 de commande, le circuit électronique lui-même. La montre selon l'invention est caractérisée par un substrat servant à la fois de support au circuit électronique complet, et de support d'électrode de l'élément d'affichage à cristal liquide. Les dessins représentent, à titre d'exemple, des coupes 25 schématiques des parties actives de trois formes d'exécution de la montre selon l'invention. La montre représentée sur la fig. 1 comporte une plaque de base ou un substrat 1 transparent, par exemple en verre, pourvu à sa surface inférieure des zones métallisées 2 transparentes 30 qui constituent les zones actives d'affichage, par exemple en forme de chiffres, traits ou autres. Entre le substrat 1 et une plaque 3 conductrice faisant miroir, se trouve une couche de cristal liquide 4. A l'extérieur des parties 2 à 4 le bord du substrat 1 porte les éléménts électroniques, non représentés 35 complètement, par exemple un circuit intègre 5 et des conducteurs 6. Le circuit électronique comporte tous les éléments nécessaires pour l'oscillateur à quartz, le diviseur de fréquence et le 71 29727 2 2103542 circuit de décodage-codage et d'affichage, de façon que les zones 2 soient alternativement mises sous tension par rapport au potentiel de la plaque 3 pour influencer localement la couche 4 et ainsi effectuer l'affichage. 5 Le compteur électronique peut être influencé par des contacts de mise à l'heure non représentés.Les plaques 1 et 3 sont reliées entre elles par un cadre annulaire 7 en plastique. Dans une variante la plaque 1 pourrait être, par exemple, en céramique, et les zones 2 et chemins conducteurs nécessaires 10 pourraient être réalisés par les mêmes moyens que l'on connaît en technologie électronique hybride: Métallisation sous vide ou par sérigraphie. Les éléments du circuit électronique: circuit intégré monolithique, trimmer, etc. pourraient être fixés sur cette même plaque, dans les endroits de la surface non utilisés 15 par l'affichage lui-même. Dans cette variante la plaque 3 doit être transparente et porter une métallisation transparente. Une autre possibilité donnée à titre d'exemple est de réaliser directement le substrat 1 en matériel semi-conducteur sur lequel les zones et chemins conducteurs et les éléments 20 du circuit électronique seraient obtenus par des techniques propres à la technologie des circuits intégrés monolithiques: diffusion, métallisation, etc. On aura ainsi réalisé une montre dont seule le résonateur (un barreau de quartz par exemple) et la source d'énergie (la 25 pile) seraient peut-être des éléments discrets, fixés sur le substrat 1,_ portant tout le système électronique d'entretien du résonateur, de division, de décodage - codage et d'affichage. Une partie d'une forme d'exécution d'une montre de ce type est représentée sur la figure 2. Sur le substrat 11 en matière 30 semi-conducteur du type p est formé un transistor comportant un émetteur 12, une base 13 et un collecteur 14. Le collecteur est relié à une électrode 15 faisant également partie du circuit intégré formé sur le substrat 11 et dont la figure 2 ne représente qu'une très petite partie. Le substrat 11 à l'exception des 35 électrodes 15 est recouvert d'une couche isolante 16, par exemple en oxyde ou nitride de Si. La couche 4 de cristal liquide se trouve entre le substrat 11 et une plaque transparente 17 pourvue 71 29727 3 2103547. d'une métallisation transparente en contact avec le cristal liquide. Le transistor 12, 13, 14 est relié à d'autres éléments du circuit intégré, par exemple d'un décodeur-codeur. Les signaux transmis à l'électrode 15 et à d'autres électrodes effectuent l'affichage 5 à l'aide de la couche 4 de cristal liquide. La figure 3 représente une autre forme d'exécution dans laquelle le substrat 21 est réalisé soit avec un matériau fortement anisotrope en ce qui concerne la conductivité électrique, par exemple graphite, matériau isolant contenant des fibres conduc-10 trices comme indiqué sur la fig. 3, soit en matériau non-homogène; les zones de haute conductivité étant créees, par exemple, par bombardement ionique ou irradiation laser. Les fibres conductrices 22 indiquent que la conductivité en direction transversale est beaucoup plus élevée que la conductivité en direction du plan du 15 substrat. Un circuit intégré 5 et d'autres éléments discrets non représentés peuvent être montés sur la surface inférieure du substrat 21. Les sorties du circuit intégré 5 sont reliées à des électrodes 23 en forme des signes à afficher. La touche 4 de cristal liquide se trouve entre la surface supérieure du substrat 21 20 et une plaque transparente 24 recouverte d'une couche conductrice transparente en contact avec le cristal liquide. Les signaux électriques appliqués aux électrodes 23 sont transmis à travers le substrat 21, une zone da la forme d'une électrode 23 étant activée à la surface supérieure du substrat 25 par l'électrode en action, de sorte que des zones de la forme des électrodes de la couche de cristal liquide peuvent être activées pour l'affichage. Comme la résistance de la couche en cristal est extrêmement élevée la conductivité transversale du substrat n'a pas besoin d'être très basse. Par exemple, des résistances dans 6 30 l'ordre de 10 Ohms par électrode sont admissibles. 71 29727 4 2103542 REVENDI CATI ONS 1. Montre électronique dont l'affichage est réalisé par au moins un élément à cristal liquide, caractérisée par un substrat servant à la fois de support au circuit électronique complet, 5 et de support d'électrode de l'élément d'affichage à cristal liquide. 2. Montre selon la revendication 1, caractérisée en ce que le substrat de l'élément d'affichage est en céramique supportant le circuit électronique réalisé en technique hybride. 10 3. Montre selon la revendication 1, caractérisée en ce que le substrat de l'élément d'affichage est réalisée en matériel semiconducteurs et contient le circuit électronique réalisé en technique d'intégration monolithique. 4. Montre selon la" revendication 1, caractérisée en ce que les 15 électrodes sont formées sur l'une des surfaces du substrat, tandis que le circuit électronique est prévu sur la surface opposée du substrat. 5. Montre selon la revendication 1, caractérisée en ce que les électrodes sont formées sur la surface du substrat que porte 20 le circuit électronique. 6. Montre selon la revendication 5, caractérisée en ce que le circuit électronique est disposé sur un bord du substrat à l'extérieur des électrodes et de la couche de cristal liquide. 7. Montre selon les revendications 3 et 5, caractérisée en ce 25 que le circuit électronique est recouvert d'une couche isolante, par exemple en oxyde ou nitride à l'exception des électrodes formées sur le même substrat. 8. Montre selon la revendication 1, caractérisée par un substrat plat en matière anisotrope à conductivité plus élévée en 30 direction transversale qu'en direction du plan du substrat, le circuit électronique et des électrodes auxilières étant disposées sur l'une des surfaces du substrat, l'autre surface étant en contact avec la couche de cristal liquide.