Brevet FR2125580A1 — publié le 19720929

i 2125580 La présente invention concerne une montre bracelet à quartz comprenant des circuits intégrés comprenant des transistors MOS complémentaires et des dispositifs d'affichage à cristal liquide qui ne nécessitent qu'une faible consommation de courant. La présente invention a pour but de réaliser une montre bracelet électronique à quartz, extrêmement précise, ne comportant pas d'organes mobiles. La montre bracelet électronique pratique selon l'invention ne comporte qu'une ou deux piles classiques du type "micropile". La présente invention concerne également des procédés et des dispositifs d'excitation d'un dispositif d'affichage à cristal liquide, de contraste et de stabilité élevés. A titre d'exemple, on a décrit ci-après et représenté aux dessins annexés plusieurs formes de réalisation de la montre selon l'invention. La figure 1 est un schéma de blocs d'une montre bracelet à quartz, selon l'invention. La figure 2 représente un autre mode de réalisation de la montre bracelet à quartz selon l'invention. La figure 3 est un diagramme destiné à expliquer le fonctionnement d'un inverseur à transistor MOS complémentaires. La figure 4 est un diagramme destiné à expliquer le fonctionnement d'un comptçyr-.binaire constitué par des transistors MOS complémentaires. La figure 5 représente un mode de réalisation d'un transformateur élévateur à courant continu. La figure 6 représente un procédé classique d'excitation d'un dispositif d'affichage à cristal liquide. La figure 7 représente le procédé d'excitation du dispositif d'affichage à cristal liquide selon l'invention. La figure 1 est un schéma de blocs d'une montre bracelet à quartz selon l'invention. La pile B est la même que celle qui est utilisée dans une montre bracelet classique, c'est-à-dire que la pile B est une pile mercure-oxyde, argent-oxyde ou Ni-Cd. Une montre bracelet habituelle comporte une ou deux piles, mais il faut plus de deux piles dans la montre bracelet spéciale. La pile B alimente, en basse tension de 1,2 à 3,5 volts, les circuits représentés par les rectangles 1, 2 et 3 à 72 05486 2 2125580 l'aide d'une ligne LV. Les circuits du rectangle 1 comprennent un oscillateur à quartz et un diviseur de fréquence. Ces circuits émettent un signal de 1 seconde ou un signal de 1 minute. Dans le cas de la figure 1, le circuit du rectangle 1 émet un signal de 5 1 minute, car le panneau d'affichage 4 ne comporte aucun chiffre pour les secondes. Ces signaux de temps sont transmis dans la direction des flèches par les lignes représentées en traits épais. Les circuits du rectangle 2 comprennent un diviseur et un décodeur qui forment les signaux des heures et qui émettent un signal 10 décodé. Les circuits du rectangle 3 sont des amplificateurs tampons destinés à amplifier les signaux décodés et à exciter les dispositifs d'affichage. La haute tension de 10 à 30 volts qui est nécessaire pour 1'excitation des dispositifs d'affichage est fournie aux amplificateurs tampons par une ligne HV. La haute 15 tension peut être produite par un transformateur élévateur à courant continu 5 de sorte qu'il est inutile de prévoir des piles spéciales à haute tension. La figure 2 est un schéma de blocs représentant un autre mode de réalisation de l'invention. Les circuits 20 sont constitués de la même manière que ceux de la figure 1 à l'exception de l'alimentation en courant. C'est-à-dire qu'une basse tension est appliquée au transformateur élévateur à courant continu 5 qui produit une haute tension transmise à tous les autres circuits. 25 La figure 3 (a) représente un inverseur qui constitue un élément fondamental des circuits intégrés à transistors MOS complémentaires. est un transistor MOS à canal P du type à enrichissement et T2 un transistor MOS à canal N du type à enrichissement. VDD est la tension de la source de courant. 30 L'inverseur à transistors MOS complémentaires ne consomme qu'un courant de fuite lorsqu'il est stabilisé. En conséquence, les circuits intégrés de transistors MOS complémentaires qui composent cet inverseur sont des circuits a puissance extrêmement réduite, très efficace pour une montre bracelet dont la consom-3 5 mation de courant doit être très limitée. La figure 3 (b) représente un diagramme de la tension d'entrée (l) et de la tension de sortie (2) en fonction du temps. L'inverseur ne consomme qu'un courant de fuite extrêmement faible et sa perte de charge est l/2CVQQ f. Du fait 40 qUe la capacité C est très faible, dans le cas d'une montre dans 72 05486 3 2125580 laquelle la fréquence f est relativement basse, il est possible de réduire la consommation de courant. La figure 4 (a) représente un compteur binaire du type élément directeur-élément asservi composé de transistors 5 MOS complémentaires et la figure 4 (b) représente un diagramme des tensions en fonction du temps. Il est avantageux qu'une montre bracelet comporte un diviseur de fréquence constitué par ce compteur, car il ne consomme habituellement que quelques nW environ. La figure 5 représente un exemple de trans-10 formateur élévateur à courant continu 5, tel que celui de la figure 1. Des inverseurs 1^ et une résistance R^ et un condensateur C^ forment un multivibrateur astable. La sortie du multivibrateur est amplifiée par un inverseur Ig et elle excite un transformateur élévateur T. Les inverseurs 1^, I2 et Ig sont ali-L5 mentés par la pile et la haute tension destinée à l'excitation d'un cristal liquide est produite par redressement de l'impulsion dont la tension a été élevée par le transformateur T. La tension de l'impulsion est redressée par une diode D et elle est filtrée par un condensateur C2« H est inutile de dire que le signal de 20 sortie de l'oscillateur ou du diviseur est utilisé à la place du signal de sortie du multivibrateur. La figure 6 représente le procédé d'excitation classique d'un dispositif d'affichage à cristal liquide. T est un transistor d'excitation MOS du typre- à. enrichissement. C et R sont 25 des circuits équivalents à l'élément d'affichage à cristal liquide^ et HV est la haute tension d'excitation. Dans le procédé classique, il est très difficile de commuter parfaitement cet élément de la marche à l'arrêt et vice-versa. Du fait que l'impédance de l'élément est extrêmement élevée, par exemple R^ 500 Mi\.dans le 30 cas d'une montre bracelet, le transistor MOS ne permet qu'un courant de fuite très faible. Cependant, dans le procédé d'excitation selon l'invention qu'on voit sur la figure 7, cet inconvénient est supprimé par une mise en oeuvre judicieuse des caractéristiques des 35 transistors MOS complémentaires. L'impédance d'un inverseur à transistors MOS complémentaires est faible tout le temps, car l'un des transistors MOS complémentaires est conducteur, tandis que l'autre est bloqué. De plus, la consommation de courant de l'inverseur à transistors MOS complémentaires est très faible, comme 40 indiqué plus haut. En conséquence, la valeur du courant de fuite 72 05486 4 2125580 nécessaire pour chaque transistor MOS d'excitation n'est pas aussi critique pour la commutation de la marche à l'arrêt et vice-versa dudit élément, et dans l'ensemble, si la consommation de courant du circuit intégré des transistors MOS complémentaires 5 est limitée, elle peut être cependant suffisante. C'est-à-dire que l'élément d'affichage à cristal liquide dont l'impédance est élevée peut être commuté sûrement de la marche à l'arrêt et inversement par le procédé d'excitation comportant la mise en oeuvre d'un inverseur à transistors MOS complémentaires et le contraste 10 devient accentué. La figure 7 (b) représente le procédé d'excitation d'un dispositif d'affichage à cristal liquide du type à 7 segments. La haute tension est appliquée à sept inverseurs d'excitation et les électrodes divisées du dispositif d'affichage sont 15 connectées directement aux bornes de sortie des inverseurs, l'éleo-trode commune du dispositif d'affichage étant connectée à la masse. Comme on l'a décrit plus haut, la présente invention concerne un procédé électronique permettant d'obtenir une tension élevée à partir des piles, ainsi qu'un procédé per-20 mettant une .emmutation certaine d'éléments à cristal liquide d'impédance très élevée qui peuvent être ainsi allumés et éteints. La présente invention permet la réalisation d'une montre bracelet à quartz extrêmement fiable et pratique, à l'aide de piles classiques du type bouton. 72 05486 5 2125580 REVENDICATIONS 1. Montre bracelet à quartz, caractérisée en ce qu'elle comprend un oscillateur à quartz comme base de temps, des circuits intégrés composés de transistors MOS complémentaires et un dispositif d'affichage à cristal liquide excité directement par lesdits circuits intégrés. 2. Montre bracelet à quartz suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend, de plus, une ou deux piles principales dont la tension est comprise entre 1,2 et 3,5 volts, un transformateur élévateur à courant continu permettant de produire la haute tension nécessaire pour l'excitation du dispositif d'affichage à cristal liquide. 3. Montre bracelet à quartz suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la haute tension est transmise à une partie ou à la totalité des circuits intégrés. 4. Montre bracelet à quartz suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les éléments divisés du dis- v positif d'affichage sont connectés directement à des inverseurs à transistors MOS complémentaires et sont excités par lesdits circuits intégrés. "