La présente invention a pour objet un dispositif d'affichage à cristal liquide pour pièce d'horlogerie comprenant un ensemble formé d'une couche de cristal liquide interposée entre deux plaques solides portant des revêtements conducteurs constituant des électrodes, ces dernières étant connectées à un dispositif de commande électronique.
Depuis un certain temps déjà, on sait qu'il est possible d'utiliser des cristaux liquides pour la réalisation d'éléments statiques d'affichage analogique ou digital dans des pièces d'horlogerie, notamment des pièces d'horlogerie électroniques. Les cristaux liquides utilisés dans ce but se présentent sous forme de couches minces disposées entre des plaques portant des électrodes. Normalement, c'est-à-dire lorsqu'elle n'est pas excitée par un courant électrique, la couche de cristal liquide est transparente comme de l'eau. En revanche, elle devient opaque lorsqu'une différence de tension est établie entre ses deux faces. Cette propriété permet de réaliser des cellules visualisant l'indication horaire. soit sous forme analogique, soit sous forme digitale.
Comme l'activité optique des liquides utilisés consiste simplement dans le fait qu'ils deviennent opaques lorsqu'ils sont soumis au champ électrique et que le contraste entre les régions soumises au champ et celles qui sont hors du champ est fourni en fait par la lumière irradiant les cellules de l'extérieur, la production du phénomène désiré ne nécessite qu'une consommation de puissance extrêmement faible.
Cette circonstance favorise naturellement l'utilisation de dispositifs d'affichage à cristal liquide dans des pièces d'horlogerie autonomes de petites dimensions comme par exemple les montres de poche ou les montres-bracelets. En effet, la consommation de puissance est alors suffisamment réduite pour que l'on puisse songer à alimenter ces garde-temps au moyen de piles de petites dimensions ayant une durée d'utilisation suffisamment longue pour que leur emploi soit intéressant.
Toutefois, dans les dispositifs d'affichage qui ont été décrits et réalisés jusqu'à maintenant, il était nécessaire pour que l'indication horaire soit bien visible, que le cristal liquide soit assez fortement éclairé. Le contraste entre les régions opaques et les régions transparentes de la couche liquide apparait alors d'une façon très nette. Cependant ce contraste s'atténue dès que la lumière ambiante s'affaiblit et peut disparaitre lorsque le dispositif d'affichage est placé dans des endroits relativement sombres, ce qui empêchait jusqu'a maintenant une utilisation généralisée de ces élé- ments à cristal liquide dans des pièces d'horlogerie portatives comme des montres-bracelets ou des montres de poche.
Le but de la présente invention est ainsi de réaliser un dispositif d'affichage du type mentionné au début qui présente un contraste suffisamment marqué entre les zones excitées et les zones non excitées du cristal liquide même lorsque la lumière ambiante
est relativement faible.
Dans ce but, le dispositif d'affichage selon l'invention est ca
ractérisé en ce que lesdites plaques et les électrodes qu'elles por
tent sont au moins partiellement transparentes et en ce qu'une se
conde couche de cristal liquide et une troisième plaque pourvue
d'électrodes sur sa face en contact avec la seconde couche de cris
tal liquide sont disposées sous ledit ensemble.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme de
réalisation du dispositif d'affichage selon l'invention.
La fig. 1 est une vue partielle en perspective éclatée de ladite
forme de réalisation du dispositif d'affichage, et
la fig. 2 une vue en coupe à plus petite échelle de ce dispositif.
La fig. I montre une cellule faisant partie d'un ensemble figu
rant une indication horaire complète. L'ensemble des seg
ments 3a, 3b, etc.. est disposé de façon qu'en portant à un poten
tiel déterminé par l'intermédiaire des bandes de connexion 6a, 6b,
etc.. certains sous-ensembles de segments on puisse figurer dans la
même cellule tous les chiffres de O à 9. Ces segments 3 sont dépo
sés sur la plaque inférieure 4 qui supporte le dispositif et qui for
me le fond de la cellule. Cette plaque est relevée le long de sa périphérie. Elle est disposée en regard d'une plaque intermédiaire 2 conductrice sur ses deux faces et constituant une seconde électrode.
Celle-ci peut être constituée par un revêtement mince couvrant l'ensemble de la surface de la plaque ou par un réseau de fils également très mince de façon à être inapparents. Si les fils sont suffisamment rapprochés, L'effet est le même que si l'on a une couche homogène couvrant toute la plaque. La cellule double représentée à la fig. 1, comporte encore une plaque supérieure 1 semblable à la plaque 4. Cependant, la face interne de cette plaque 1 est revêtue d'une couche métallique transparente qui couvre toute sa surface à l'exception des bandes correspondant aux segments 3.
Pour réaliser cette disposition, on voit qu'il est nécessaire de laisser libre dans la couche 5, le contour complet des segments 3 à l'exception de deux languettes 7 qui font communiquer électriquement les zones internes de la figure représentée par les segments 3 avec le reste de la couche 5. La couche 5 présentera donc autant d'images négatives telle que celle qui est visible à la fig. 2 qu'il y a de chiffres dans l'indication horaire à représenter.
La cellule est complétée par des entretoises 8 et 9 ainsi que par des bandes latérales non représentées qui la ferment de façon étanche sur ses quatre côtés. Les connexions 10 sont agencées de façon à pouvoir être raccordées à un bloc de commande constituant un circuit intégré distribuant les impulsions de façon à réaliser la visualisation de l'information horaire. Le bloc électronique est représenté en 1 1 à la fig. 2 qui montre une coupe passant par trois cellules partagées dans leur longueur.
Le fonctionnement de cet assemblage est le suivant: I'électrode centrale que constitue la plaque 2 peut être considérée comme électrode de référence. Elle est maintenue à un potentiel constant.
D'autre part, I'électrode 5 peut également être maintenue à un potentiel constant différent de l'électrode 2, de façon que toute la zone du cadran à l'exception des figures dans lesquelles se forment les chiffres, apparaisse opaque et donne au cadran son allure fondamentale. Quant aux segments 3. certains d'entre eux, c'est-àdire ceux qui ne participent pas à la formation de la représentation du chiffre à indiquer seront portés par le bloc électronique de commande à une tension différente de celle de la plaque intermédiaire 2, de façon que le liquide situé entre les électrodes 2 et 4, devienne opaque au droit de ces segments.
On comprend que dans ces conditions. le liquide contenu entre les électrodes 2 et 1 étant opaque dans toute sa masse, sauf aux endroits qui ne participent pas à la formation du chiffre, le chiffre lui-même apparaisse visible par réflexion de la lumière sur les segments 3 qui ne sont pas excités. On a constaté que cette disposition permettait de visualiser les chiffres d'une façon plus précise et mieux lisible qu'avec une seule épaisseur de liquide. Les électrodes 3 peuvent être soit opaques, soit semi-transparentes, soit transparentes. Dans le premier cas, ce sont les segments 3, formant le signe horaire qui seront rendus visibles directement à travers les deux épaisseurs de liquide et qui prendront une allure métallique contrastant avec l'allure que prennent les zones environnantes sous l'effet de la diffusion dynamique qui se produit dans le cristal liquide sous tension.
Dans le second cas, c'est-à-dire si les segments 3a sont semi-transparents, L'allure de la cellule sera la même que dans le premier cas lors d'un éclairage ambiant d'intensité suffisante, mais il sera possible de disposer une ou plusieurs lampes au revers de la cellule et de rendre les signes lumineux dès que l'éclairage ambiant sera insuffisant. Enfin. dans le troisième cas, c'est-à-dire si les segments 3 sont transparents, il y aura lieu de prévoir un fond réfléchissant ou absorbant sous la cellule. Les signes pourront alors apparaître avec une allure métallique, de différentes couleurs ou en noir sur le fond plus clair du cadran.
Pour rendre les signes visibles dans l'obscurité, on pourra disposer une ou plusieurs lampes sur le pourtour de la cellule et au-dessus de celle-ci afin d'éclairer les segments.
Cette disposition permet de masquer entièrement les bandes de connexion des électrodes au bloc de commande et de donner aux indications horaires un contour plus précis ce qui pourrait égale ment être obtenu en remplaçant la première couche de cristal liquide par une plaque mince de verre dont la surface est dépolie sauf aux emplacements des ouvertures en forme de 8. Cependant, elle permet en outre d'inverser à volonté l'apparence des signes.
En effet, un simple changement de la programmation du dispositif de commande permet de rendre les signes opaques pendant que le reste de la cellule reste transparent. Il suffit pour cela de laisser la même tension aux électrodes 2 et 5 et de mettre au contraire sous une tension continue ou alternative par rapport à l'électrode 2 les segments 3 qui forment le chiffre ou la lettre désirée.
Lorsque la disposition qui vient d'être décrite est appliquée à une pendulette, on pourra facilement équiper cette pièce d'horlogerie d'une cellule photo-électrique ou d'un autre dispositif photosensible qui commande un contact de façon à allumer automatiquement la ou les lampes lorsque la lumière ambiante est insuffisante pour permettre la lecture de l'heure.
Pour améliorer l'esthétique, il sera possible de placer la ou lesdites lampes latéralement et de les masquer sous les bords du dispositif d'affichage. D'autre part, on pourra également réaliser la plaque 4 en un verre dépoli translucide de façon à égaliser la répartition de la lumière et revêtir les faces internes du boîtier de couches réfléchissantes de métal ou de verre.
On pourrait également utiliser différentes astuces d'éclairages latéraux, par exemple éclairage latéral de la plaque en verre arrière 4. ou éclairage latéral par une fenêtre pratiquée dans les entretoises. Pour ces deux versions, on rend la face externe de la plaque de verre arrière 4 plus foncée, par exemple brun, vert, noir, etc. Dans ces conditions la partie opaque représentant l'information du cristal liquide est plus claire que son environnement immédiat.
Pour des raisons de dimensions, la lumière extérieure ambiante ou artificielle peut être amenée et répartie sur le pourtour des cellules de cristal liquide par des fibres optiques. D'autre part, différentes couleurs d'éclairage permettent de différencier les informations les unes des autres.
On peut aussi utiliser des verres ou matières plastiques existants dans le commerce, qui ont la particularité d'être réfléchissants d'un côté et transparents de l'autre ou opaques d'un côté et transparents de l'autre. L'utilisation judicieuse de ces différents produits permet de construire des pièces d'horlogerie pouvant donner avec un maximum de contraste, de jour comme de nuit, une lecture très fiable des informations.
Pour renforcer le contraste de l'indication horaire formée par le dispositif d'affichage décrit, on peut également utiliser une disposition qui crée un effet de relief et qui, si les dimensions relatives des divers éléments sont judicieusement choisies, améliore considérablement la visibilité, de même que l'esthétique du dispositif d'affichage. Ainsi, par exemple, on peut obtenir un effet de relief et un renforcement du contraste au moyen d'un dispositif tel que celui de la fig. 1, si la plaque intermédiaire 2 porte des électrodes en segments susceptibles de former l'indication horaire alors que les électrodes 3 et 5 sont des électrodes générales s'étendant sur toute la surface des plaques 1 et 4.
Dans ce cas, I'élec- trode générale qui recouvre la plaque 4 peut être une électrode opaque non réfléchissante donnant au fond de la face visible du dispositif d'affichage, non pas l'aspect d'un miroir, mais l'aspect d'une surface unie qui, le cas échéant, peut être blanche, noire ou colorée.