EP1158375A1 - Dispositif électronique pour élaborer et afficher une information - Google Patents

Dispositif électronique pour élaborer et afficher une information Download PDF

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EP1158375A1
EP1158375A1 EP00201768A EP00201768A EP1158375A1 EP 1158375 A1 EP1158375 A1 EP 1158375A1 EP 00201768 A EP00201768 A EP 00201768A EP 00201768 A EP00201768 A EP 00201768A EP 1158375 A1 EP1158375 A1 EP 1158375A1
Authority
EP
European Patent Office
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electronic device
flexible
electronic
information
display
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EP00201768A
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German (de)
English (en)
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EP1158375B1 (fr
Inventor
Joachim Grupp
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Asulab AG
Original Assignee
Asulab AG
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G17/00—Structural details; Housings
    • G04G17/08—Housings

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device for developing and display information.
  • a device of the kind mentioned above essentially comprises a electronic assembly intended to provide information, a display cell connected to the electronic assembly to display the information, and a source of energy electric supplying the electronic assembly.
  • Such a device can constitute, for example, a timepiece electronic with digital or pseudo-analog display.
  • the whole electronics includes a time base circuit formed by an oscillator and a divider frequency, as well as counters that provide hourly information in response to signals provided by the time base circuit.
  • the display cell is then arranged so as to display this time information which comprises in generally at least the hour and minute of real time.
  • the whole electronics and the display cell are arranged so that the second of the is displayed in real time, as well as other information such as, for example example, date, day of week, timed time or time alarm.
  • the present invention is not limited to the case where the device is a timepiece, but that it can be adapted without difficulty to all cases where information is produced by an electronic assembly to be displayed by a display cell.
  • Such devices known hitherto generally include a rigid housing, of metal or plastic, in which the display cell is mounted, the electronic assembly and the source of electrical energy which is generally a battery. These elements are joined mechanically by a frame housed in the housing, and they are electrically connected by connection elements.
  • the case is generally closed by a bottom and a glass through which the display cell is visible.
  • manual control devices such as, for example, push buttons are often mounted on the housing to allow the control of the various functions of the device such as the function of time setting if this device is a timepiece.
  • the display cell is a liquid crystal cell which comprises conventionally two plates which delimit it and which surround the crystal layer liquid. These two plates are made up of thin plastic films, for example a polyester or another polymer. As a result, the cell is very thin, and it has a certain flexibility which allows it to be deformed without damage and without ceasing to function. Such a cell can have a total thickness of 0.2 mm approximately.
  • the source of electrical energy is constituted by a flat battery which comprises a positive stainless steel plate, a negative zinc plate and an electrolyte, for example zinc perchlorate, contained in a porous separator arranged between the two plates.
  • the plates and the electrolyte of this battery are arranged between two thin sheets of plastic or cardboard which are welded or glued together the other on their periphery. All the components of the battery being very thin, it is also thin. It can have a thickness of less than 1 mm. Such a pile has a certain flexibility and can be deformed without ceasing to function.
  • the electronic assembly includes a printed circuit comprising a flexible insulating substrate on which conductive tracks are deposited. All electronics also includes an integrated circuit and a piezoelectric resonator. The integrated circuit can be arranged so as to perform, for example, time measurement.
  • the electronic assembly is very thin.
  • the substrate has a 0.2 to 0.3 mm thick, and the integrated circuit and the resonator have thicknesses of 1.5 mm approximately. Since the substrate is flexible, the electronic assembly is also flexible.
  • the display cell is applied against the upper face of the assembly electronic, and the source of electrical energy is applied against the underside of the electronic assembly.
  • These three elements are mechanically linked and electrically connected to each other by insulating and conductive adhesives respectively.
  • the device thus formed is very thin. All the elements being flexible and the adhesive layers being extremely thin, the device is itself flexible and can be deformed without ceasing to function. We can, for example, give this device the general shape of a bracelet and provide, at the ends of the latter, closing means. Thanks to the flexibility of the material sheets plastic and / or cardboard that make up this device, it can be worn as a classic wristwatch.
  • a portable device comprising a flexible display cell and a bracelet that forms the body of the device.
  • the bracelet allows to fix the device by example around a person's wrist.
  • the portable device includes light and flexible elements that allow it to follow the shape of a given contour and present a flat profile.
  • the device can withstand without damage deformations to which a watch, for example, is subjected during an activity normal physical.
  • a closure system made of a flexible polymer material is molded onto the bracelet.
  • Portable device can present information through cell flexible display and a thin, flexible piezo speaker. he can receive information via data entry keys.
  • the speaker / microphone piezoelectric also allows the device to receive audio information.
  • Portable device can communicate with devices external devices such as a computer or a smart card reader via a communication. This communication element can be an inductive loop deposited by screen printing inside the body of the device.
  • the device can include a source of electrical energy such as a flat lithium battery.
  • the portable device includes protective layers lower and upper as well as spacers.
  • the display cell is covered a transparent material such as PVC.
  • PVC polyvinyl styrene
  • protective layers the shape needed to receive the components internal.
  • These internal components include an integrated circuit mounted above of a flexible printed circuit.
  • the integrated circuit may include a microprocessor.
  • the flexible display cell can be produced using different materials.
  • transparent electrodes are deposited on the faces inner layers of lower and upper protective layers. The electrodes are shaped to provide a matrix display or a segment display.
  • the display cell consists of a liquid crystal display film which is a bi-stable or multi-stable material maintaining the displayed image even when the power supply is cut off.
  • the microprocessor of the integrated circuit activates a control circuit which provides the voltages necessary to activate and deactivate the pixels of the cell display.
  • the source of electrical energy arranged inside the portable device or an external power source e.g. a smart card reader
  • the portable device can receive control pulses by via the data entry keys. These keys which have the form of domes are laminated between the inner and outer protective layers of the portable device. Regions located directly below the entry keys data is internally laminated with rigid material to increase the reliability of said keys and improve the reaction to touch.
  • the devices of the kind described above have the particular advantage of being both flexible and thin. Their main drawback, however, is in the fact that some of the components which constitute them are very fragile. This is true in particular for integrated circuits with microprocessors which include, conventionally, a silicon wafer in which the various electronic components necessary for the performance of the function (s) electronics sought. These silicon wafers are coated in a protective layer usually made of glass.
  • a device like this mentioned above constitutes, for example, an electronic timepiece, it includes furthermore a quartz resonator element encapsulated in a ceramic case or glass. These various components are therefore rigid and risk being damaged or to stop working when the device they equip is deformed to be able to, for example, be attached to a user's wrist.
  • the electrical connections which connect the battery, the integrated circuit, the display cell and the resonator to each other quartz in case the device is a timepiece are also extremely fragile and risk poorly withstanding the deformations to which submitted for example a watch during normal physical activity.
  • the main object of the present invention is therefore to remedy the drawbacks of the aforementioned prior art as well as still others by proposing a device electronic of the kind defined above which is at the same time very inexpensive, light, waterproof and above all can be fragile.
  • the present invention relates to a device for developing and display information including a flexible body which can be given, for example example, the shape of a bracelet to be able to be attached to the wrist of a user, a electronic assembly to develop information, a display unit for display said information, and a source of electrical energy to power the electronic assembly, characterized in that the flexible body has, in at least a place of its length, an excess of material forming a rigid receptacle in the interior cavity of which said electronic assembly is disposed.
  • the present invention provides a device electronic which consists only of a flexible body to which we can give, for example, the shape of a thicker and rigid bracelet in the middle and flexible and thin towards its ends.
  • a flexible body thus fulfills the two functions classics of a wristwatch that are protecting the most components fragile and fixing the watch around the wrist of the user.
  • the fragile electronic components such as the integrated circuit, the resonator element quartz or the battery that compose it are housed in the thick part of the body flexible which they help to make even more rigid.
  • the source of electrical energy is also disposed in the rigid receptacle.
  • the flexible body successively comprises a flexible reinforcing layer forming the bottom of the device electronics in which is arranged the receptacle intended to receive the assembly electronic and electric power source, a flexible printed circuit presenting a lower face and an upper face respectively facing the layer of reinforcement and up the electronic device, the electronic assembly and the source of electrical energy being fixed on the underside of the flexible printed circuit, while that the display cell is arranged on the upper face of said printed circuit flexible, and a flexible protective layer covering the flexible printed circuit.
  • the present electronic device is in the form of a strip very thin in a place the length of which appears a extra thickness forming a rigid cavity in the volume of which are housed the fragile electronic components.
  • the entire length of the strip can therefore be used to display information or decorative patterns that can be changing as appropriate.
  • the present invention proceeds from the general inventive idea which consists in create an electronic device intended to prepare and display information under the shape of a very thin flexible strip which has at least one place of its length an excess of material forming a rigid receptacle in the interior cavity of which the fragile electronic components are arranged as well as, where appropriate, a source of electrical energy.
  • the present invention will be described with reference to the case where the device electronic is a timepiece of the wristwatch type. It is obvious that the invention is not limited to this single embodiment and can be applied in all cases where information is produced by an electronic assembly, then displayed by a display cell.
  • the wristwatch according to the invention is shown diagrammatically in the Figure 1 and designated in its example by the general reference numeral 1. It comprises a flexible body 2 which is in the form of a strip substantially straight intended to be fixed for example to the wrist of a user. This tape 2 is flat and extremely thin as will be described in detail later.
  • the wristwatch 1 has several designated changing display areas respectively by the references 4, 6, 8, 10 and 12.
  • the display area 4 allows display the date, while display area 6 displays the time and minutes of real time.
  • the display areas 8, 10 and 12 indicate the day of the week, year and month of the year respectively. Note that, according to an important advantage of the present invention, the entire length of the body flexible 2 can be used to display this changing information.
  • the present invention is in no way limited either by the number or by the nature of the information displayed. It can thus be envisaged to also display a timed time or an alarm time.
  • the wristwatch 1 also presents a display area 14 reserved for displaying a fancy name or any other decorative motif.
  • the display in zone 14 can be fixed, for example printed on the flexible body 2, or else it too is changing.
  • Wrist watch 1 finally comprises means 16 for manually modifying the information to pin up. In the example shown in Figure 1, these means 16 are among four. These are tactile keys such as capacitive keys that the wearer of watch 1 is touched to enter information. Operating mode and the activation of these touch keys will be described later in the text of this description.
  • FIG. 2 is a view in longitudinal section in watch 1 of FIG. 1.
  • wristwatch 1 has a set electronic 18 to develop the information to be displayed, a plurality of cells display 20 for displaying said information and a source of electrical energy 22 to power the electronic assembly 18.
  • the electronic assembly 18 includes a circuit integrated 24 and a quartz resonator element 26.
  • the integrated circuit 24 is arranged so as to perform the desired time measurement functions. It contains in particular a crystal oscillator circuit and a frequency divider intended to be connected to the resonator 26 to constitute the time base circuit of wristwatch 1.
  • the electronic assembly 18 also includes counters which supply the circuit integrated 24 hour information in response to signals provided by the base time.
  • the various electronic circuits produced in the integrated circuit 24 will not not described here because they are completely conventional and have nothing to do with present invention. These electronic circuits are also different depending on the genre information that the device according to the invention must develop and display.
  • the resonator 26 could furthermore not exist, or be replaced by one or more other components such as a temperature, pressure or other sensor.
  • the integrated circuit 24 comprises, in a conventional manner, a silicon wafer in which the various electronic components are formed, mainly transistors.
  • the silicon wafer is coated in a protective layer usually glass or plastic, while keeping this component thin.
  • the quartz resonator 26 is, in turn, also conventionally, encapsulated in a case, for example glass or ceramic.
  • the flexible body 2 has, at a point along its length, an excess thickness of material forming a rigid receptacle 28 in the interior cavity of which the integrated circuit 24 is arranged and the quartz resonator element 26.
  • the integrated circuit 24 and the resonator 26 are protected from water, humidity and dust and do not risk to be damaged or to cease to function under the effect of constraints mechanical to which the flexible body 2 is subjected when the latter is deformed to adapt to the profile of a given contour.
  • the flexible body 2 comprises a layer of reinforcement 30 forming the bottom of the wristwatch 1.
  • this reinforcement layer 30 is arranged the rigid receptacle 28 intended to receive the integrated circuit 24 and the element quartz resonator 26.
  • the receptacle 28 creates locally an excess thickness of material and therefore protrudes from the underside of the reinforcement layer 30 which faces the wrist of the user around which the wristwatch 1 according to the invention is fixed.
  • the receptacle 28 is made in one piece with the reinforcing layer 30 which, as will be seen below, is made of a material flexible. Therefore, it is the thickness of the layer of material forming the receptacle 28 which gives the latter its rigidity. This rigidity is further improved by the presence of the integrated circuit 24 and the resonator 26 in the interior volume of the said receptacle 28.
  • the flexible body 2 also includes a printed circuit 32 which includes a flexible insulating substrate on which conductive tracks are deposited.
  • This circuit printed 32 has a lower face 34 and an upper face 36 turned respectively towards the reinforcement layer 30 and towards the top of the wristwatch 1.
  • the integrated circuit 24, the resonator element 26 and the source of electrical energy 22 are fixed to the underside 34 of the printed circuit 32, for example by means of a so-called surface-mounted components method, better known by its name Anglo-Saxon "Surface Mounted Device” (SMD).
  • SMD Surface Mounted Device
  • the display cells 20 are as for them arranged on the upper face 36 of the printed circuit 32.
  • the display cells 20 are preferably crystal cells liquids. According to a first alternative embodiment, these liquid crystal cells each include two plates which delimit them and which surround the layer of liquid crystal, these two plates being constituted by thin films of material flexible plastic.
  • the film 38 constituting the upper face of each cell 20 is of course transparent, while the other film 40 may be, as the case may be, transparent or opaque.
  • the display cells 20 typically include electrodes which are arranged on the internal faces of the two films 38 and 40 of plastic material. On the film 40, the electrodes each have the shape of one of the display elements which must be made visible or invisible to form the various numbers, letters or other signs to be displayed. These electrodes are commonly called control electrodes.
  • the other film 38 generally only has one electrode which is located next to all the control electrodes and which is commonly called counter electrode. We can also consider forming a set elongated control electrodes on one of the films and a set of counter electrodes lying on the other film, superimposed on the control electrodes, so create a matrix display to train changing display symbols research.
  • the display cells 20 are of the crystal type liquids dispersed in a polymer, type better known by its Anglo-Saxon name “Polymer Dispersed Liquid Crystal” (PDLC).
  • PDLC Polymer Dispersed Liquid Crystal
  • Such cells can conventionally consist of two plates which delimit them and which surround the layer of liquid crystal.
  • PDLC cells do not typically use polarizers.
  • the printed circuit 32 it can be envisaged to use the printed circuit 32 as a substrate for PDLC cells. In this case, only a transparent flexible film constituting the upper face of each cell 20 is necessary. The electrodes of orders are then deposited directly on the printed circuit 32.
  • the display cells 20 are consisting of layers of electronic ink deposited by screen printing on the flexible printed circuit 32.
  • This electronic ink is made up of capsules which are dispersed in a binder and which contain a liquid crystal or a material electrophoretic.
  • the control electrodes are deposited on the printed circuit 32, while the counter electrodes can; as desired, be deposited directly on the layers of electronic ink or else be printed on a thin sheet in flexible plastic which is then bonded to the layers of electronic ink.
  • This latter embodiment will be examined in more detail with reference to the figures. 4A to 4E.
  • the source of electrical energy 22 is disposed in the thin part of the reinforcing layer 30.
  • It is, for example, a flat lithium battery which has a positive plate, a negative plate and the electrolyte placed between the two plates.
  • the plates and the electrolyte of this battery are arranged between two thin sheets of plastic or cardboard which are welded or glued to each other at their periphery. These sheets, these plates and this electrolyte have not been shown separately so as not to unnecessarily charge the drawing.
  • two of the touch keys 16 including the wristwatch 1 according to the invention is provided. These keys 16 allow the user to shows 1 to manually correct or modify the information displayed.
  • the integrated circuit 24 is arranged to perform a time setting function by response to signals applied to those of its terminals which are connected to the keys 16. This time-setting circuit, which will not be described in detail here, is suitable for select one of the displayed information and modify the selected information by response to the number and / or duration of contact between the user's finger and one touch keys 16.
  • This protective layer 42 is deposited on the display cells 20.
  • This protective layer 42 consists of a film of flexible material which can, if necessary, wear decorative patterns and which must be transparent at least in the regions where it covers the display cells 20.
  • the flexible printed circuit 32 is fixed on the reinforcing layer 30 by means of a thin film adhesive or by means of a thin layer of liquid adhesive, while the protective layer is glued or hot pressed on said circuit printed 32.
  • the glue which can therefore be liquid or pasty, is intended to be transformed by an adequate treatment into a solid insulating adhesive and is deposited, by screen printing, for example, on all of the lower 34 and upper 36 faces of the printed circuit 32.
  • This material can be made, for example, by mixing an epoxy resin and its hardener in the proportions prescribed by the maker.
  • the assembly thus formed is then put into the necessary conditions so that the liquid or pasty material turns into a solid insulating adhesive. These conditions depend on the nature of this adhesive. It is obvious that this adhesive must be chosen so that its hardening conditions are such that they do not destroy any of the various elements of the wristwatch 1.
  • the flexible body 2 that is to say the different layers which compose it (reinforcement layer 30, printed circuit 32 and protective layer 42), can be produced in at least one of the following flexible materials; cardboard, paper or plastic.
  • plastic we can choose from at least one of the materials following: ABS, polyamide, polycarbonate, polyester, polyethylene terephthalate, polyimide, polypropylene, polyurethane or silicone.
  • Figure 3 is a perspective view in the dissociated state of the different layers forming the wristwatch 1 according to the present invention.
  • the reinforcement layer 30 which has, locally, an extra thickness of material forming the receptacle 28 in the interior cavity of which are arranged the integrated circuit 24 and the quartz resonator element 26.
  • the receptacle 28 has housings 44 and 46 which are adapted, in shape and dimensions, to the geometry of the integrated circuit 24 and of the resonator 26 respectively.
  • the electric power source 22 is a flat battery, for example at lithium, disposed in the thinned part of the reinforcing layer 30.
  • the integrated circuit 24, the quartz resonator 26 and the battery 22 are flush with the surface upper layer of the reinforcing layer 30. Consequently, this reinforcing layer 30 has a perfectly flat and regular contact surface on which the circuit printed 32 can be laminated without any difficulty.
  • the printed circuit flexible 32 cited above is then laminated on the reinforcing layer 30.
  • the display cells 20 consist of selective deposits 52 of electronic ink.
  • the control electrodes of the display cells 20 are deposited directly on the upper face 36 of the printed circuit 32.
  • counter electrodes they are not directly printed on the ink layers electronic 52, but carried by the underside of a transparent film 54 which comes cover these layers with ink. Control electrodes and counter electrodes have not been shown so as not to load the drawing unnecessarily.
  • the layer protective 42 which can wear, if necessary, decorative or other reasons, is laminated on the upper face of the transparent film 50.
  • FIGS. 4A to 4E represent the different stages of manufacturing a watch according to the invention.
  • the flexible printed circuit 32 can be seen on the underside 34 which are mounted the various electronic components constituting the wristwatch 1, namely the integrated circuit 24, the quartz resonator element 26 and two control circuits 66 and 68 whose role will be explained in detail with reference to the Figure 5.
  • the components of watch 1 are mounted on the underside 34 of the printed circuit 32 by the technique known as "Surface Mounted Device” (SMD).
  • SMD Surface Mounted Device
  • the circuit printed 32 is then laminated on the reinforcing layer 30 so that the components of watch 1 are housed in the interior volume of the receptacle rigid 28.
  • a resin encapsulation 56 such as a viscous liquid which is then put under the conditions necessary by transforming into a solid insulating adhesive or elastomer. He must there is sufficient space between the different components of the watch and the back of the receptacle 28 to be able to introduce the resin 56.
  • the encapsulation resin 56 has polymerized and transformed in solid adhesive. Is deposited, for example by screen printing, on the upper face 36 of the printed circuit 32 an electrically conductive material 58 such as, in particular, a polymer, to form the electrical connections between the different components of watch 1 as well as the control electrodes of the display cells 20.
  • an electrically conductive material 58 such as, in particular, a polymer
  • the selective deposit of the electronic ink 52 is then carried out which will form the display cells 20 mentioned above, and then we just deposit a new layer of conductive material 58 to constitute the counter-electrodes said display cells 20. Note the presence of two contact pads 60 and 62 which ensure electrical continuity between the electrodes of control and counter electrodes.
  • the counter-electrodes are covered with a protective layer 42 on which a decoration can be printed.
  • FIG. 4E shows the device according to the invention in the finished state.
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of wristwatch 1 according to the invention.
  • the energy source electric 22 is this time housed in the interior volume of the rigid receptacle 28.
  • This energy source can be a rechargeable battery or accumulator.
  • the accumulator can be recharged from the outside or be recharged by means of a flexible solar cell disposed between the display cells 20 and the protective layer 42.
  • the battery or accumulator 22 is provided with two flanges contact 64 which come into electrical contact with the printed circuit 32.
  • the watch shown in Figure 5 further comprises, in addition to the integrated circuit 24 and the resonator quartz 26 already described, first and second control circuits 66 and 68 respectively.
  • the first control circuit 66 will be used to control the display of the watch 1.
  • the second control circuit 68 is used to control the tactile keys 16.
  • a first solution the simplest, consists of leaving the touch keys 16 constantly on, while waiting use of these keys by the wearer of watch 1. This solution is nevertheless not very economical from the point of view of electricity consumption.
  • a second solution is to use the control circuit 68 which, at intervals of regular times, will check whether the keys are operated by the user or not. Yes the control circuit 68 finds that at some point the user wants to use touch keys 16, it will activate the latter.
  • FIG. 6 is a simplified sectional view in a watch according to the invention provided with push buttons 70 embedded in the thickness of the receptacle 28.
  • These push buttons 70 are identical and each consist of a rod 72 having preferably a cylindrical, slightly conical or prismatic shape, oriented towards the interior of the receptacle 28 of watch 1.
  • the end 74 of the rods 72 situated outside the receptacle 28 is arranged in shrinkage relative to the bottom surface of said receptacle 28. In this way, a receptacle 28 freed from any protuberance or protuberance, which improves considerably the aesthetic aspect of watch 1.
  • the push buttons 70 are made in one piece with the receptacle 28 of watch 1, which makes it possible to manufacture them, for example by injection or by molding of a plastic material, together with said receptacle 28.
  • the costs of manufacture of the reinforcement layer 30 of watch 1 comprising push buttons 70 coming from matter with it are, it will be easily understood, very reduced.
  • rods 72 of the push buttons 70 are linked to the receptacle 28 by a part 76 thin enough to be slightly flexible and thus allow a longitudinal stroke of the rods 72 and serve as a return spring of said rods 72. It will be noted that the recall of rods 72 is ensured only by the elasticity of the plastic material from which the receptacle 28 is made. it is not necessary to provide a return spring which, here too, allows a substantial reduction in manufacturing costs.
  • the part 76 by which the rod 72 is connected to the receptacle 28 is presented in the form of a circular skirt which opens towards the inside of the receptacle 28 according to an angle which is chosen so as to give said skirt 76 a good elasticity adapted.
  • the skirt 76 is connected directly to the receptacle 28 and surrounds the rod 72 completely, thus achieving perfect sealing of the push-buttons 70. It is therefore possible to overcome the seals which are usually used in conjunction with the classic push buttons, seals which, as we know, have the inconvenience of clogging and hardening over time, which results in leakage which could be detrimental to the proper functioning of the watch.
  • the end 78 of the rod 72 has a front surface which may have any suitable shape for cooperating with electrical contacts 80 and 82 connected, respectively, to the positive pole of the source of electrical energy 22 and to an input of the integrated circuit 24.
  • the surface front may be metallized or receive a metal strip 84.
  • the push buttons 70 can also be used in conjunction with the touch keys 16.
  • An advantageous solution is to in fact to control the activation and deactivation of these entry keys data 16 by means of push-buttons 70. A first press on one of the push buttons 70 will turn on the corresponding touch button 16. The user can then, by means of said touch key 16, correct or modify one of the information processed and displayed by the portable device according to the invention. A second press on the same push button 70 will then deactivate again the touch button 16.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif électronique pour élaborer et afficher une information, comprenant un corps souple (2) conformé pour pouvoir, par exemple, être fixé au poignet d'un utilisateur, un ensemble électronique (18) pour élaborer l'information, au moins une cellule d'affichage (20) pour afficher ladite information, et une source d'énergie électrique (22) pour alimenter l'ensemble électronique (18), caractérisé en ce que le corps souple (2) présente en au moins un endroit de sa longueur une surépaisseur de matière formant un réceptacle rigide (28) dans la cavité intérieure duquel est disposé ledit ensemble électronique (18).

Description

La présente invention a pour objet un dispositif électronique pour élaborer et afficher une information.
Un dispositif du genre mentionné ci-dessus comporte essentiellement un ensemble électronique destiné à fournir une information, une cellule d'affichage reliée à l'ensemble électronique pour afficher l'information, et une source d'énergie électrique alimentant l'ensemble électronique.
Un tel dispositif peut constituer, par exemple, une pièce d'horlogerie électronique à affichage numérique ou pseudo-analogique. Dans ce cas, l'ensemble électronique comporte un circuit base de temps formé par un oscillateur et un diviseur de fréquence, ainsi que des compteurs qui fournissent des informations horaires en réponse aux signaux fournis par le circuit base de temps. La cellule d'affichage est alors agencée de manière à afficher ces informations horaires qui comportent en général au moins l'heure et la minute du temps réel. Très souvent, l'ensemble électronique et la cellule d'affichage sont agencés de manière que la seconde du temps réel soit en outre affichée, ainsi que d'autres informations telles que, par exemple, la date, le jour de la semaine, un temps chronométré ou une heure d'alarme.
Il sera évident à la lecture de la description que va suivre que la présente invention n'est pas limitée au cas où le dispositif est une pièce d'horlogerie, mais qu'elle peut être adaptée sans difficulté à tous les cas où une information est élaborée par un ensemble électronique pour être affichée par une cellule d'affichage.
Les dispositifs de ce genre connus jusqu'ici comportent généralement un boítier rigide, en métal ou en plastique, dans lequel sont montés la cellule d'affichage, l'ensemble électronique et la source d'énergie électrique qui est généralement une pile. Ces éléments sont réunis mécaniquement par un cadre logé dans le boítier, et ils sont reliés électriquement par des éléments de connexion.
Le boítier est généralement fermé par un fond et une glace à travers laquelle la cellule d'affichage est visible. Enfin, des organes de commande manuelle tels que, par exemple, des boutons-poussoirs, sont souvent montés sur le boítier pour permettre la commande des différentes fonctions du dispositif telles que la fonction de mise à l'heure si ce dispositif est une pièce d'horlogerie.
Malgré toutes les simplifications qui ont été apportées à la construction et à la fabrication de ces dispositifs, celles-ci sont encore assez compliquées et ne permettent donc pas de produire ces dispositifs à très bas prix. En outre, les dispositifs connus sont généralement fragiles et non étanches, à moins que des mesures spéciales ne soient prises. Ces mesures spéciales augmentent bien entendu le prix de revient de ces dispositifs.
Enfin, ces dispositifs connus sont relativement lourds, notamment lorsque leur boítier est métallique, et ils ont une épaisseur assez importante.
Pour remédier à ces inconvénients, la Demanderesse a déjà proposé, dans la demande de brevet européen EP 0 138 098, un dispositif du genre défini ci-dessus qui est à la fois bon marché, de faible épaisseur et souple. Ce dispositif comporte trois éléments souples empilés, à savoir un ensemble électronique pour élaborer une information, une cellule d'affichage pour afficher cette information, et une source d'énergie électrique pour alimenter l'ensemble électronique. Ces trois éléments sont reliés mécaniquement et connectés électriquement les uns aux autres respectivement par des adhésifs isolants et par des adhésifs conducteurs.
La cellule d'affichage est une cellule à cristal liquide qui comprend classiquement deux plaques qui la délimitent et qui entourent la couche de cristal liquide. Ces deux plaques sont constituées par des films minces de matière plastique, par exemple un polyester ou un autre polymère. De ce fait, la cellule est très mince, et elle possède une certaine souplesse qui lui permet d'être déformée sans dommage et sans cesser de fonctionner. Une telle cellule peut avoir une épaisseur totale de 0,2 mm environ.
La source d'énergie électrique est constituée par une pile plate qui comporte une plaque positive en acier inoxydable, une plaque négative en zinc et un électrolyte, par exemple du perchlorate de zinc, contenu dans un séparateur poreux disposé entre les deux plaques. Les plaques et l'électrolyte de cette pile sont disposés entre deux feuilles minces de matière plastique ou de carton qui sont soudées ou collées l'une à l'autre à leur périphérie. Tous les composants de la pile étant très minces, celle-ci est également mince. Elle peut avoir une épaisseur inférieure à 1 mm. Une telle pile possède une certaine souplesse et peut être déformée sans cesser de fonctionner.
Enfin, l'ensemble électronique comporte un circuit imprimé comprenant un substrat isolant souple sur lequel sont déposées des pistes conductrices. L'ensemble électronique comporte en outre un circuit intégré et un résonateur piézo-électrique. Le circuit intégré peut être agencé de manière à réaliser, par exemple, des fonctions de mesure du temps. L'ensemble électronique est très mince. Le substrat a une épaisseur de 0,2 à 0,3 mm, et le circuit intégré et le résonateur ont des épaisseurs de 1,5 mm environ. Le substrat étant souple, l'ensemble électronique l'est également.
La cellule d'affichage est appliquée contre la face supérieure de l'ensemble électronique, et la source d'énergie électrique est appliquée contre la face inférieure de l'ensemble électronique. Ces trois éléments sont reliés mécaniquement et connectés électriquement les uns aux autres par des adhésifs isolants et conducteurs respectivement. Le dispositif ainsi constitué est très mince. Tous les éléments étant souples et les couches d'adhésif étant extrêmement minces, le dispositif est lui-même souple et peut être déformé sans cesser de fonctionner. On peut, par exemple, donner à ce dispositif la forme générale d'un bracelet et prévoir, aux extrémités de celui-ci, des moyens de fermeture. Grâce à la souplesse des feuilles de matière plastique et/ou de carton qui constituent ce dispositif, celui-ci peut être porté comme une montre-bracelet classique.
On connaít également par la demande internationale WO 99/67702 au nom de Viztec, Inc. un dispositif portable comprenant une cellule d'affichage souple et un bracelet qui forme le corps du dispositif. Le bracelet permet de fixer le dispositif par exemple autour du poignet d'une personne. Le dispositif portable comporte des éléments légers et flexibles qui lui permettent d'épouser la forme d'un contour donné et de présenter un profil plat. Le dispositif peut supporter sans dommage les déformations auxquelles une montre, par exemple, est soumise durant une activité physique normale. Un système de fermeture réalisé en un matériau polymère souple est surmoulé sur le bracelet.
Le dispositif portable peut présenter des informations au moyen de la cellule d'affichage souple et d'un haut-parleur piézo-électrique mince et flexible. Il peut recevoir des informations par l'intermédiaire de touches d'entrée de données. Le haut-parleur/microphone piézo-électrique permet également au dispositif de recevoir des informations sonores. Le dispositif portable peut communiquer avec des dispositifs externes tels qu'un ordinateur ou un lecteur de cartes à puces via un élément de communication. Cet élément de communication peut être une boucle inductive déposée par sérigraphie à l'intérieur du corps du dispositif. Le dispositif peut comporter une source d'énergie électrique telle qu'une pile plate au lithium.
Plus précisément, le dispositif portable comprend des couches de protection inférieure et supérieure ainsi que des espaceurs. La cellule d'affichage est recouverte d'un matériau transparent tel que du PVC. Par moulage ou par usinage, on donne aux couches de protection la forme nécessaire pour pouvoir recevoir les composants internes. Ces composants internes comprennent un circuit intégré monté au-dessus d'un circuit imprimé souple. Le circuit intégré peut comprendre un microprocesseur. La cellule d'affichage souple peut être réalisée à l'aide de différents matériaux. Selon une forme de réalisation, des électrodes transparentes sont déposées sur les faces intérieures de couches de protection inférieure et supérieure. Les électrodes sont conformées de façon à procurer un affichage matriciel ou un affichage à segments. La cellule d'affichage se compose d'un film d'affichage à cristaux liquides qui est un matériau bi-stable ou multi-stable maintenant l'image affichée même lorsque l'alimentation électrique est coupée.
Le microprocesseur du circuit intégré actionne un circuit de commande qui fournit les tensions nécessaires pour activer et désactiver les pixels de la cellule d'affichage. La source d'énergie électrique disposée à l'intérieur du dispositif portable ou une source d'énergie externe (par exemple un lecteur de cartes à puces) fournit l'énergie nécessaire au fonctionnement du microprocesseur et des autres composants. Le dispositif portable peut recevoir des impulsions de commande par l'intermédiaire des touches d'entrée de données. Ces touches qui ont la forme de dômes sont laminées entre les couches de protection intérieure et extérieure du dispositif portable. Des régions situées directement en dessous des touches d'entrée de données sont laminées intérieurement avec un matériau rigide pour accroítre la fiabilité desdites touches et améliorer la réaction au toucher.
Les dispositifs du genre décrits ci-dessus ont notamment pour avantage d'être à la fois souples et de faible épaisseur. Leur principal inconvénient réside cependant dans le fait que certains des composants qui les constituent sont très fragiles. Ceci est vrai notamment pour les circuits intégrés à microprocesseurs qui comprennent, de manière classique, une plaquette de silicium dans laquelle sont formés les divers composants électroniques nécessaires à la réalisation de la ou des fonctions électroniques recherchées. Ces plaquettes de silicium sont enrobées dans une couche de protection généralement en verre. Lorsqu'un dispositif du genre susmentionné constitue, par exemple, un pièce d'horlogerie électronique, il comprend en outre un élément résonateur à quartz encapsulé dans un boítier en céramique ou en verre. Ces divers composants sont donc rigides et risquent de s'endommager ou de cesser de fonctionner lorsque le dispositif qu'ils équipent est déformé pour pouvoir, par exemple, être fixé au poignet d'un utilisateur. Les connexions électriques qui relient entre eux la pile, le circuit intégré, la cellule d'affichage et le résonateur à quartz dans le cas où le dispositif est une pièce d'horlogerie sont également extrêmement fragiles et risquent de mal supporter les déformations auxquelles est soumise par exemple une montre durant une activité physique normale.
La présente invention a donc pour but principal de remédier aux inconvénients de l'art antérieur susmentionnés ainsi qu'à d'autres encore en proposant un dispositif électronique du genre défini ci-dessus qui soit à la fois très bon marché, léger, étanche et surtout peut fragile.
A cet effet, la présente invention concerne un dispositif pour élaborer et afficher une information comprenant un corps souple auquel on peut donner, par exemple, la forme d'un bracelet pour pouvoir être fixé au poignet d'un utilisateur, un ensemble électronique pour élaborer l'information, une cellule d'affichage pour afficher ladite information, et une source d'énergie électrique pour alimenter l'ensemble électronique, caractérisé en ce que le corps souple présente, en au moins un endroit de sa longueur, une surépaisseur de matière formant un réceptacle rigide dans la cavité intérieure duquel est disposé ledit ensemble électronique.
Grâce à ces caractéristiques, la présente invention procure un dispositif électronique qui se compose uniquement d'un corps souple auquel on peut donner, par exemple, la forme d'un bracelet plus épais et rigide en son milieu et flexible et mince vers ses extrémités. Un tel corps souple remplit ainsi les deux fonctions classiques d'une montre-bracelet qui sont la protection des composants les plus fragiles et la fixation de la montre autour du poignet de son utilisateur. En effet, lorsque le dispositif selon l'invention constitue une pièce d'horlogerie électronique, les composants électroniques fragiles tels que le circuit intégré, l'élément résonateur à quartz ou encore la pile qui le composent sont logés dans la partie épaisse du corps souple qu'ils contribuent à rendre plus rigide encore. Ces composants sont ainsi à l'abri de la poussière, de l'eau ou de l'humidité, et peuvent supporter sans dommage et sans cesser de fonctionner les contraintes mécanique auxquelles est soumis le corps souple lorsque celui-ci est déformé pour pouvoir s'adapter à un profil donné. De même, le problème des connexions électriques qui relient entre eux les composants décrits ci-dessus est également résolu dans la mesure où ces composants et les pistes conductrices qui les relient sont disposés dans le volume rigide du corps souple. On obtient ainsi une liaison électrique fiable entre les différents composants qui constituent le dispositif selon l'invention.
Selon une autre caractéristique, la source d'énergie électrique est également disposée dans le réceptacle rigide.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le corps souple comprend successivement une couche de renfort souple formant le fond du dispositif électronique dans laquelle est agencé le réceptacle destiné à recevoir l'ensemble électronique et la source d'énergie électrique, un circuit imprimé souple présentant une face inférieure et une face supérieure respectivement tournées vers la couche de renfort et vers le haut du dispositif électronique, l'ensemble électronique et la source d'énergie électrique étant fixés sur la face inférieure du circuit imprimé souple, tandis que la cellule d'affichage est disposée sur la face supérieure dudit circuit imprimé souple, et une couche de protection souple recouvrant le circuit imprimé souple.
Ainsi, le présent dispositif électronique se présente sous la forme d'une bande de très faible épaisseur en un endroit de la longueur de laquelle apparaít une surépaisseur formant une cavité rigide dans le volume de laquelle sont logés les composants électroniques fragiles. Toute la longueur de la bande peut donc être utilisée pour l'affichage d'informations ou de motifs décoratifs qui peuvent être changeants le cas échéant.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un exemple de réalisation du dispositif électronique selon l'invention, cet exemple étant donné à titre purement illustratif et non limitatif, en liaison avec les dessins annexés dans lesquels:
  • la figure 1 est une vue de dessus d'une montre-bracelet conforme à la présente invention;
  • la figure 2 est une vue en coupe longitudinale dans le bracelet de la montre représentée à la figure 1, à l'endroit où ce bracelet présente une surépaisseur de matière formant une cavité dans le volume intérieur de laquelle sont logés les composants électroniques fragiles;
  • la figure 3 est une vue en perspective à l'état dissocié des différentes couches formant la montre de la figure 1;
  • les figures 4A à 4E représentent les différentes étapes de fabrication d'une montre conforme à celle de la figure 1;
  • la figure 5 représente une variante de réalisation de la montre-bracelet de la figure 1;
  • la figure 6 est une vue en coupe longitudinale simplifiée dans une montre selon l'invention munie de boutons-poussoirs noyés dans l'épaisseur du réceptacle;
  • la figure 7 est une vue à plus grande échelle de la région entourée d'un cercle sur la figure 6, le bouton-poussoir étant au repos;
  • la figure 8 est une vue analogue à celle de la figure 7, le bouton-poussoir étant activé, et
  • la figure 9 est une vue en coupe et en perspective de la montre de la figure 6.
La présente invention procède de l'idée générale inventive qui consiste à réaliser un dispositif électronique destiné à élaborer et à afficher une information sous la forme d'une bande souple de très faible épaisseur qui présente en au moins un endroit de sa longueur une surépaisseur de matière formant un réceptacle rigide dans la cavité intérieure duquel sont disposés les composants électroniques fragiles ainsi que, le cas échéant, une source d'énergie électrique.
Grâce à cette caractéristique, les composants électroniques et les connexions électriques qui relient ces composants entre eux sont à l'abri notamment des contraintes mécaniques auxquelles est soumis le dispositif électronique selon l'invention lorsque celui-ci est déformé pour pouvoir s'adapter au profil d'un contour donné.
La présente invention va être décrite en référence au cas où le dispositif électronique constitue une pièce d'horlogerie du type montre-bracelet. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à ce seul mode de réalisation et qu'elle pourra s'appliquer à tous les cas où une information est élaborée par un ensemble électronique, puis affichée par une cellule d'affichage.
La montre-bracelet selon l'invention est représentée schématiquement à la figure 1 et désignée dans son exemple par la référence numérique générale 1. Elle comporte un corps souple 2 qui se présente sous la forme d'une bande sensiblement rectiligne destinée à être fixée par exemple au poignet d'un utilisateur. Cette bande 2 est plate et extrêmement mince comme il sera décrit en détail ultérieurement. La montre-bracelet 1 comporte plusieurs zones d'affichage changeant désignées respectivement par les références 4, 6, 8, 10 et 12. La zone d'affichage 4 permet d'afficher le quantième, tandis que la zone d'affichage 6 permet d'afficher l'heure et les minutes du temps réel. Les zones d'affichage 8, 10 et 12 indiquent quant à elles le jour de la semaine, l'année et le mois de l'année respectivement. On remarquera que, selon un avantage important de la présente invention, toute la longueur du corps souple 2 peut être utilisé pour l'affichage de ces informations changeantes. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée ni par le nombre, ni par la nature des informations affichées. Il peut être ainsi envisagé d'afficher également un temps chronométré ou une heure d'alarme. La montre-bracelet 1 présente également une zone d'affichage 14 réservée à l'affichage d'une dénomination de fantaisie ou de tout autre motif décoratif. L'affichage dans la zone 14 peut être fixe, par exemple imprimé sur le corps souple 2, ou bien être lui aussi changeant. La montre-bracelet 1 comprend enfin des moyens 16 pour modifier manuellement les informations à afficher. Dans l'exemple représenté à la figure 1, ces moyens 16 sont au nombre de quatre. Il s'agit de touches tactiles telles que des touches capacitives que le porteur de la montre 1 vient effleurer pour entrer une information. Le mode de fonctionnement et l'activation de ces touches tactiles sera décrit plus loin dans le texte de la présente description.
On notera que, dans les figures 2 et suivantes, les divers éléments constituant la montre-bracelet 1 ont été représentés avec des épaisseurs choisies arbitrairement grandes pour simplifier la compréhension du dessin.
La figure 2 est une vue en coupe longitudinale dans la montre 1 de la figure 1. Comme on peut le voir sur cette figure, la montre-bracelet 1 comporte un ensemble électronique 18 pour élaborer les informations à afficher, une pluralité de cellules d'affichage 20 pour afficher lesdites informations et une source d'énergie électrique 22 pour alimenter l'ensemble électronique 18. Comme le dispositif électronique est, dans le cas présent, une pièce d'horlogerie, l'ensemble électronique 18 comprend un circuit intégré 24 et un élément résonateur à quartz 26. Le circuit intégré 24 est agencé de manière à réaliser les fonctions de mesure du temps désirées. Il contient notamment un circuit oscillateur à quartz et un diviseur de fréquence destinés à être reliés au résonateur 26 pour constituer le circuit de base de temps de la montre-bracelet 1. L'ensemble électronique 18 comprend aussi des compteurs qui fournissent au circuit intégré 24 des informations horaires en réponse aux signaux fournis par la base de temps.
Les divers circuits électroniques réalisés dans le circuit intégré 24 ne seront pas décrits ici car ils sont tout à fait classiques et n'ont pas de rapport avec la présente invention. Ces circuits électroniques sont d'ailleurs différents selon le genre d'informations que le dispositif selon l'invention doit élaborer et afficher. Le résonateur 26 pourrait en outre ne pas exister, ou être remplacé par un ou plusieurs autres composants tels qu'un capteur de température, de pression ou autre.
Le circuit intégré 24 comporte, de manière classique, une plaquette de silicium dans laquelle sont formés les divers composants électroniques, principalement des transistors. La plaquette de silicium est enrobée dans une couche de protection généralement en verre ou en plastique, tout en maintenant ce composant mince.
Le résonateur à quartz 26 est, quant à lui, de manière également classique, encapsulé dans un boítier, par exemple en verre ou en céramique.
Conformément à la caractéristique principale de l'invention, le corps souple 2 présente, en un endroit de sa longueur, une surépaisseur de matière formant un réceptacle rigide 28 dans la cavité intérieure duquel sont disposés le circuit intégré 24 et l'élément résonateur à quartz 26. De cette façon, le circuit intégré 24 et le résonateur 26 sont à l'abri de l'eau, de l'humidité et des poussières et ne risquent pas de s'endommager ou de cesser de fonctionner sous l'effet des contraintes mécaniques auxquelles est soumis le corps souple 2 lorsque celui-ci est déformé pour s'adapter au profil d'un contour donné.
Comme il ressort de la figure 2, le corps souple 2 comprend une couche de renfort 30 formant le fond de la montre-bracelet 1. Dans cette couche de renfort 30 est agencé le réceptacle rigide 28 destiné à recevoir le circuit intégré 24 et l'élément résonateur à quartz 26. Comme on le voit sur la figure, le réceptacle 28 crée localement une surépaisseur de matière et dépasse donc de la face inférieure de la couche de renfort 30 qui est tournée vers le poignet de l'utilisateur autour duquel la montre-bracelet 1 selon l'invention est fixée. Le réceptacle 28 est fait d'une pièce avec la couche de renfort 30 qui, comme on le verra ci-après, est réalisée en un matériau souple. Par conséquent, c'est l'épaisseur de la couche de matière formant le réceptacle 28 qui confère à ce dernier sa rigidité. Cette rigidité est encore améliorée par la présence du circuit intégré 24 et du résonateur 26 dans le volume intérieur dudit réceptacle 28.
Le corps souple 2 comprend également un circuit imprimé 32 qui comporte un substrat isolant souple sur lequel sont déposées des pistes conductrices. Ce circuit imprimé 32 présente une face inférieure 34 et une face supérieure 36 tournées respectivement vers la couche de renfort 30 et vers le haut de la montre-bracelet 1. Le circuit intégré 24, l'élément résonateur 26 et la source d'énergie électrique 22 sont fixés sur la face inférieure 34 du circuit imprimé 32, par exemple au moyen d'une méthode dite composants montés en surface, plus connue sous son appellation anglo-saxonne "Surface Mounted Device" (SMD). Les cellules d'affichage 20 sont quant à elles disposées sur la face supérieure 36 du circuit imprimé 32.
Les cellules d'affichage 20 sont préférentiellement des cellules à cristaux liquides. Selon une première variante de réalisation, ces cellules à cristaux liquides comprennent chacune deux plaques qui les délimitent et qui entourent la couche de cristal liquide, ces deux plaques étant constituées par des films minces de matière plastique souple. Le film 38 constituant la face supérieure de chaque cellule 20 est bien sûr transparent, alors que l'autre film 40 peut être, selon les cas, transparent ou opaque. Les cellules d'affichage 20 comportent, de manière classique, des électrodes qui sont disposées sur les faces internes des deux films 38 et 40 de matière plastique. Sur le film 40, les électrodes ont chacune la forme de l'un des éléments d'affichage qui doivent être rendus visibles ou invisibles pour former les divers chiffres, lettres ou autres signes devant être affichés. Ces électrodes sont communément appelées électrodes de commande. L'autre film 38 ne porte généralement qu'une électrode qui est située en regard de toutes les électrodes de commande et qui est communément appelée contre-électrode. On peut également envisager de former un ensemble d'électrodes de commande allongées sur l'un des films et un ensemble de contre-électrodes allongées sur l'autre film, superposées aux électrodes de commande, afin de créer un affichage matriciel destiné à former les symboles d'affichage changeants recherchés.
Selon une seconde variante, les cellules d'affichage 20 sont du type à cristaux liquides dispersés dans un polymère, type plus connu sous sa dénomination anglo-saxonne "Polymer Dispersed Liquid Crystal" (PDLC). De telles cellules peuvent classiquement se composer de deux plaques qui les délimitent et qui entourent la couche de cristal liquide. Néanmoins, contrairement aux cellules à cristaux liquides classiques, les cellules PDLC n'utilisent pas de polariseurs. Par ailleurs, selon une variante de réalisation intéressante, il peut être envisagé d'utiliser le circuit imprimé 32 comme substrat pour les cellules PDLC. Dans ce cas, seul un film souple transparent constituant la face supérieure de chaque cellule 20 est nécessaire. Les électrodes de commande sont alors déposées directement sur le circuit imprimé 32.
Selon une troisième variante de réalisation, les cellules d'affichage 20 sont constituées par des couches d'encre électronique déposées par sérigraphie sur le circuit imprimé souple 32. Cette encre électronique est formée de capsules qui sont dispersées dans un liant et qui renferment un cristal liquide ou une matière électrophorétique. Les électrodes de commande sont déposées sur le circuit imprimé 32, tandis que les contre-électrodes peuvent; au choix, être déposées directement sur les couches d'encre électronique ou bien être imprimées sur une feuille mince en matière plastique souple qui est ensuite collée sur les couches d'encre électronique. Ce dernier mode de réalisation sera examiné plus en détail en référence aux figures 4A à 4E.
Dans l'exemple représenté à la figure 2, la source d'énergie électrique 22 est disposée dans la partie mince de la couche de renfort 30. Il s'agit, par exemple, d'une pile plate au lithium qui comporte une plaque positive, une plaque négative et l'électrolyte disposé entre les deux plaques. Les plaques et l'électrolyte de cette pile sont disposés entre deux feuilles minces de matière plastique ou de carton qui sont soudées ou collées l'une à l'autre à leur périphérie. Ces feuilles, ces plaques et cet électrolyte n'ont pas été représentés séparément pour ne pas charger inutilement le dessin.
On voit également sur la figure 2 deux des touches tactiles 16 dont la montre-bracelet 1 selon l'invention est munie. Ces touches 16 permettent à l'utilisateur de la montre 1 de corriger ou de modifier manuellement l'information affichée. A cet effet, le circuit intégré 24 est agencé de manière à réaliser une fonction de mise à l'heure en réponse à des signaux appliqués à celles de ses bornes qui sont reliées aux touches tactiles 16. Ce circuit de mise à l'heure, qui ne sera pas décrit en détail ici, est apte à sélectionner une des informations affichées et à modifier l'information sélectionnée en réponse au nombre et/ou à la durée du contact entre le doigt de l'utilisateur et l'une des touches tactiles 16.
Enfin, une couche de protection 42 est déposée sur les cellules d'affichage 20. Cette couche de protection 42 se compose d'un film de matière souple qui peut, le cas échéant, porter des motifs décoratifs et qui doit être transparent au moins dans les régions où il recouvre les cellules d'affichage 20.
On notera que le circuit imprimé souple 32 est fixé sur la couche de renfort 30 au moyen d'une colle en film mince ou au moyen d'une couche mince de colle liquide, tandis que la couche de protection est collée ou pressée à chaud sur ledit circuit imprimé 32. La colle, qui peut donc être liquide ou pâteuse, est destinée à être transformée par un traitement adéquat en un adhésif isolant solide et est déposée, par sérigraphie, par exemple, sur la totalité des faces inférieure 34 et supérieure 36 du circuit imprimé 32. Ce matériau peut être constitué, par exemple, par le mélange d'une résine époxyde et de son durcisseur dans les proportions prescrites par le fabricant. L'ensemble ainsi constitué est mis ensuite dans les conditions nécessaires pour que le matériau liquide ou pâteux se transforme en adhésif solide isolant. Ces conditions dépendent de la nature de cet adhésif. Il est évident que cet adhésif doit être choisi de manière que ses conditions de durcissement soient telles qu'elles n'entraínent pas la destruction de l'un ou l'autre des divers éléments de la montre-bracelet 1.
Le corps souple 2, c'est-à-dire les différentes couches qui le composent (couche de renfort 30, circuit imprimé 32 et couche de protection 42), peut être réalisé en l'une au moins des matières souples suivantes; carton, papier ou plastique. Dans le cas particulier du plastique, on pourra choisir parmi l'un au moins des matériaux suivants : ABS, polyamide, polycarbonate, polyester, polyéthylène téréphtalate, polyimide, polypropylène, polyuréthane ou silicone.
La figure 3 est une vue en perspective à l'état dissocié des différentes couches formant la montre-bracelet 1 conforme à la présente invention. En examinant la figure de bas en haut, on voit tout d'abord la couche de renfort 30 qui présente, localement, une surépaisseur de matière formant le réceptacle 28 dans la cavité intérieure duquel sont disposés le circuit intégré 24 et l'élément résonateur à quartz 26. Comme on peut le voir sur la figure, et selon une variante de réalisation de l'invention, le réceptacle 28 présente des logements 44 et 46 qui sont adaptés, en formes et en dimensions, à la géométrie du circuit intégré 24 et du résonateur 26 respectivement. Comme dans la figure précédente, la source d'énergie électrique 22 est une pile plate, par exemple au lithium, disposée dans la partie amincie de la couche de renfort 30. On notera que le circuit intégré 24, le résonateur à quartz 26 et la pile 22 affleurent la surface supérieure de la couche de renfort 30. En conséquence, cette couche de renfort 30 présente une surface de contact parfaitement plane et régulière sur laquelle le circuit imprimé 32 va pouvoir être laminé sans aucune difficulté. Ceci constitue un avantage très important par rapport à l'art antérieur. En effet, dans les réalisations de l'art antérieur dans lesquelles les différents composants de la montre sont disposés dans l'épaisseur du bracelet, il apparaít des espaces vides entre ces composants. Par conséquent, la couche ou le film qui est ensuite laminé sur les composants ne sera alors qu'en contact partiel avec ces derniers. Il en résulte une moindre stabilité de la liaison mécanique entre la couche ou le film et ces composants. Le circuit imprimé souple 32 cité ci-dessus est ensuite laminé sur la couche de renfort 30. Des jeux de pistes conductrices 48 et 50 sont déposés sur le circuit imprimé 32. Ces pistes conductrices 48 et 50 permettent de relier entre eux le circuit intégré 24, l'élément résonateur à quartz 26 et la source d'énergie électrique 22. Les cellules d'affichage 20 sont constituées par des dépôts sélectifs 52 d'encre électronique. Comme expliqué précédemment, les électrodes de commande des cellules d'affichage 20 sont déposées directement sur la face supérieure 36 du circuit imprimé 32. Quant aux contre-électrodes, elles ne sont pas directement imprimées sur les couches d'encre électronique 52, mais portées par la face inférieure d'un film transparent 54 qui vient recouvrir ces couches d'encre. Les électrodes de commande et les contre-électrodes n'ont pas été représentées pour ne pas charger inutilement le dessin. Enfin, la couche de protection 42 qui peut porter, le cas échéant, des motifs décoratifs ou autres, est laminée sur la face supérieure du film transparent 50.
Les figures 4A à 4E représentent les différentes étapes de fabrication d'une montre selon l'invention.
A la figure 4A, on voit le circuit imprimé souple 32 sur la face inférieure 34 duquel sont montés les différents composants électroniques constituant la montre-bracelet 1, à savoir le circuit intégré 24, l'élément résonateur à quartz 26 et deux circuits de commande 66 et 68 dont le rôle sera expliqué en détail en référence à la figure 5. Les composants de la montre 1 sont montés sur la face inférieure 34 du circuit imprimé 32 par la technique dite "Surface Mounted Device" (SMD). Le circuit imprimé 32 est ensuite laminé sur la couche de renfort 30 de sorte que les composants de la montre 1 viennent se loger dans le volume intérieur du réceptacle rigide 28. On constate que les composants sont noyés dans une résine d'encapsulation 56 telle qu'un liquide visqueux qui est ensuite mis dans les conditions nécessaires par se transformer en adhésif solide isolant ou en élastomère. Il faut qu'il y ait un espace suffisant entre les différents composants de la montre et le fond du réceptacle 28 pour pouvoir introduire la résine 56.
A la figure 4B, la résine d'encapsulation 56 a polymérisé et s'est transformée en adhésif solide. On dépose, par sérigraphie par exemple, sur la face supérieure 36 du circuit imprimé 32 un matériau 58 électriquement conducteur tel que, notamment, un polymère, pour former les connexions électriques entre les différents composants de la montre 1 ainsi que les électrodes de commande des cellules d'affichage 20.
A la figure 4C, on procède ensuite au dépôt sélectif de l'encre électronique 52 qui va former les cellules d'affichage 20 mentionnées ci-dessus, puis on vient déposer une nouvelle couche de matériau conducteur 58 pour constituer les contre-électrodes desdites cellules d'affichage 20. On remarque la présence de deux plots de contact 60 et 62 qui permettent d'assurer la continuité électrique entre les électrodes de commande et les contre-électrodes.
A la figure 4D, on recouvre les contre-électrodes d'une couche de protection 42 sur laquelle peut être imprimé un décor.
La figure 4E montre le dispositif selon l'invention à l'état fini.
La figure 5 représente une variante de réalisation de la montre-bracelet 1 selon l'invention. On constate, à l'examen de cette figure, que la source d'énergie électrique 22 est cette fois-ci logée dans le volume intérieur du réceptacle rigide 28. Cette source d'énergie peut être une pile ou un accumulateur rechargeable. Dans ce dernier cas, l'accumulateur peut être rechargé depuis l'extérieur ou bien être rechargé au moyen d'une cellule solaire souple disposée entre les cellules d'affichage 20 et la couche de protection 42. La pile ou l'accumulateur 22 est muni de deux brides de contact 64 qui viennent en contact électrique avec le circuit imprimé 32. La montre représentée à la figure 5 comprend de plus, outre le circuit intégré 24 et le résonateur à quartz 26 déjà décrits, un premier et un second circuits de commande respectivement 66 et 68. Le premier circuit de commande 66 servira à commander l'affichage de la montre 1. En effet, lorsque les cellules d'affichage 20 sont réalisées à l'aide d'une encre électronique, leur commande peut exiger des tensions électriques très élevées, de l'ordre de 100 V. Il est alors avantageux de prévoir un circuit de commande séparé du circuit intégré 24 qui ne servira plus alors qu'à élaborer les informations à afficher. Le second circuit de commande 68, quant à lui, sert à contrôler les touches tactiles 16. En effet, une première solution, la plus simple, consiste à laisser les touches tactiles 16 constamment sous tension, dans l'attente d'une utilisation de ces touches par le porteur de la montre 1. Cette solution est néanmoins peu économique du point de vue de la consommation électrique. Une seconde de solution consiste à utiliser le circuit de commande 68 qui, à intervalles de temps réguliers, va contrôler si les touches sont ou non actionnées par l'utilisateur. Si le circuit de commande 68 constate qu'à un moment donné l'utilisateur veut se servir des touches tactiles 16, il activera ces dernières.
La figure 6 est une vue en coupe simplifiée dans une montre selon l'invention munie de boutons-poussoirs 70 noyés dans l'épaisseur du réceptacle 28. Ces boutons-poussoirs 70 sont identiques et se composent chacun d'une tige 72 ayant de préférence une forme cylindrique, légèrement conique ou prismatique, orientée vers l'intérieur du réceptacle 28 de la montre 1. Comme il ressort clairement des figures 7 et 8, l'extrémité 74 des tiges 72 située à l'extérieur du réceptacle 28 est disposée en retrait par rapport à la surface du fond dudit réceptacle 28. De la sorte, on procure un réceptacle 28 libéré de toute excroissance ou protubérance, ce qui améliore considérablement l'aspect esthétique de la montre 1. D'autre part, comme les boutons-poussoirs 70 sont complètement noyés dans le réceptacle 28, le risque de les actionner involontairement est inexistant. On ne risque donc pas de déclencher une fonction horlogère par inadvertance, ce qui permet de ne pas épuiser inutilement la pile 22. De même, les réglages de la montre 1 ne peuvent être modifiés sans l'intervention du porteur qui, à l'aide d'un élément pointu tel que la pointe d'un stylo, peut actionner les boutons-poussoirs 70.
Les boutons-poussoirs 70 sont faits d'une seule pièce avec le réceptacle 28 de la montre 1, ce qui permet de les fabriquer, par exemple par injection ou par moulage d'une matière plastique, en même temps que ledit réceptacle 28. Les coûts de fabrication de la couche de renfort 30 de la montre 1 comprenant des boutons-poussoirs 70 venant de matière avec elle sont, on le comprendra aisément, très réduits.
Plus précisément, les tiges 72 des boutons-poussoirs 70 sont liées au réceptacle 28 par une partie 76 assez mince pour être légèrement flexible et permettre ainsi une course longitudinale des tiges 72 et servir de ressort de rappel desdites tiges 72. On notera que le rappel des tiges 72 est assuré uniquement par l'élasticité de la matière plastique dont est fait le réceptacle 28. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de prévoir de ressort de rappel ce qui, ici aussi, permet une réduction substantielle des coût de fabrication.
La partie 76 par laquelle la tige 72 est raccordée au réceptacle 28 se présente sous la forme d'une jupe circulaire qui s'ouvre vers l'intérieur du réceptacle 28 selon un angle qui est choisi de façon à conférer à ladite jupe 76 une élasticité bien adaptée. La jupe 76 se raccorde directement au réceptacle 28 et entoure complètement la tige 72, réalisant ainsi une étanchéité parfaite des boutons-poussoirs 70. On peut donc s'affranchir des joints d'étanchéité qui sont habituellement employés en liaison avec les boutons-poussoirs classiques, joints qui, comme on le sait, ont l'inconvénient de s'encrasser et de durcir au fil du temps, ce qui occasionne des pertes d'étanchéité pouvant être préjudiciables au bon fonctionnement de la montre.
Du côté intérieur du réceptacle 28, l'extrémité 78 de la tige 72 présente une surface frontale qui peut avoir toute forme appropriée pour coopérer avec des contacts électriques 80 et 82 reliés, respectivement, au pôle positif de la source d'énergie électrique 22 et à une entrée du circuit intégré 24. A cet effet, la surface frontale peut être métallisée ou recevoir une lamelle métallique 84. Sous l'effet d'une poussée manuelle exercée sur l'extrémité 74 de la tige 72 située du côté extérieur du réceptacle 28, la déformation de la jupe flexible 76 entraíne une course de la tige 72 jusqu'à une position active représentée à la figure 8 dans laquelle elle relie électriquement les deux contacts 80 et 82, ce qui permet d'introduire une instruction dans le circuit intégré 24. Lorsque cette poussée est relâchée, la tige 72 est rappelée dans sa positon de repos par l'élasticité de la matière plastique.
Selon une variante de réalisation, les boutons-poussoirs 70 peuvent également être utilisés en liaison avec les touches tactiles 16. Une solution avantageuse consiste en effet à commander l'activation et la désactivation de ces touches d'entrée de données 16 au moyen des boutons-poussoirs 70. Une première pression sur l'un des boutons-poussoirs 70 mettra la touche tactile 16 correspondante sous tension. L'utilisateur pourra alors, au moyen de ladite touche tactile 16, corriger ou modifier l'une des informations traitées et affichées par le dispositif portable selon l'invention. Une seconde pression sur le même bouton-poussoir 70 désactivera ensuite à nouveau la touche tactile 16.
Il va de soi que la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, et que des modifications et des variantes simples peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (24)

  1. Dispositif électronique pour élaborer et afficher une information, comprenant un corps souple (2) conformé pour pouvoir, par exemple, être fixé au poignet d'un utilisateur, un ensemble électronique (18) pour élaborer l'information, au moins une cellule d'affichage (20) pour afficher ladite information, et une source d'énergie électrique (22) pour alimenter l'ensemble électronique (18), caractérisé en ce que le corps souple (2) présente en au moins un endroit de sa longueur une surépaisseur de matière formant un réceptacle rigide (28) dans la cavité intérieure duquel est disposé ledit ensemble électronique (18).
  2. Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'énergie électrique (22) est en outre disposée dans le réceptacle rigide (28).
  3. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps souple (2) comprend successivement une couche de renfort souple (30) formant le fond dudit dispositif électronique (1) dans laquelle est agencé le réceptacle (28) destiné à recevoir l'ensemble électronique (18) et, le cas échéant, la source d'énergie électrique (22), un circuit imprimé souple (32) présentant une face inférieure (34) et une face supérieure (36) respectivement tournées vers la couche de renfort (30) et vers le haut du dispositif électronique (1), l'ensemble électronique (18) et la source d'énergie électrique (22) étant fixés sur la face inférieure (34) du circuit imprimé souple (32), tandis que la cellule d'affichage (20) est disposée sur la face supérieure (36) dudit circuit imprimé souple (32), et une couche de protection souple (42) recouvrant le circuit imprimé souple (32).
  4. Dispositif électronique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit imprimé (32) est fixé sur la couche de renfort (30) au moyen d'une colle en film mince ou au moyen d'une couche mince de colle liquide, et en ce que la couche de protection (42) est collée ou pressée à chaud sur le circuit imprimé souple (32).
  5. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ensemble électronique (18) et, le cas échéant, la source d'énergie électrique (22), disposés dans le réceptacle rigide (28) du corps souple (2), sont noyés dans une résine d'encapsulation (56) qui est mise dans les conditions nécessaires pour se transformer en adhésif solide isolant.
  6. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps souple (2) est réalisé en l'une au moins des matières souples suivantes : carton papier ou plastique.
  7. Dispositif électronique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le corps souple (2) comprend l'un au moins des matériaux plastiques souples suivants :
    ABS, polyamide, polycarbonate, polyester, polyéthylène téréphtalate, polyimide, polypropylène, polyuréthane ou silicone.
  8. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ensemble électronique (18) comprend au moins un circuit intégré (24) adapté au genre d'informations à élaborer et à afficher.
  9. Dispositif électronique selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'ensemble électronique (18) comprend en autre un circuit base de temps formé par un élément résonateur à quartz (26) et un diviseur de fréquence, ainsi que des compteurs qui fournissent au circuit intégré (24) des informations horaires en réponse aux signaux fournis par le circuit de base de temps.
  10. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'ensemble électronique (18) comprend, outre le circuit intégré (24) destiné à élaborer les informations à afficher, au moins un circuit de commande (66) destiné à commander la cellule d'affichage (20).
  11. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la source d'énergie électrique (22) est une pile ou un accumulateur rechargeable.
  12. Dispositif électronique selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'accumulateur est rechargé depuis l'extérieur dudit dispositif électronique (1).
  13. Dispositif électronique selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'accumulateur est rechargé par une cellule solaire souple.
  14. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la cellule d'affichage souple (20) comprend au moins une cellule à cristaux liquides.
  15. Dispositif électronique selon la revendication 14, caractérisée en ce que la cellule à cristaux liquides comprend deux plaques (38,40) qui la délimitent et qui entourent la couche de cristal liquide, ces deux plaques (38,40) étant constituées par des films minces de matière plastique souple.
  16. Dispositif électronique selon la revendication 15, caractérisé en ce que la cellule à cristaux liquides est de type PDLC.
  17. Dispositif électronique selon la revendication 14, caractérisé en ce que la cellule à cristaux liquides est constituée par une couche d'encre électronique (52) fermée de capsules qui sont dispersées dans un liant et qui renferment un cristal liquide ou une matière électrophorétique.
  18. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 17,
    caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (16) pour modifier manuellement l'information à afficher.
  19. Dispositif électronique selon la revendication 18, caractérisé en ce que les moyens (16) pour modifier manuellement l'information à afficher comprennent au moins une touche tactile.
  20. Dispositif électronique selon la revendication 19, caractérisé en ce que la touche tactile est commandée par un circuit de commande (68) qui lui est propre et qui contrôle, à intervalles de temps réguliers, si ladite touche tactile a été activée par l'utilisateur.
  21. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 19 ou 20, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un bouton-poussoir (70) qui commande l'activation et la désactivation des touches tactiles (16).
  22. Dispositif électronique selon la revendication 21, caractérisé en ce que le bouton poussoir (70), disposé vers l'intérieur du réceptacle rigide (28) de la couche de renfort (30), est fait d'une pièce avec ledit réceptacle (28) et est disposé en retrait par rapport à la surface extérieure de ce dernier.
  23. Dispositif électronique selon la revendication 22, caractérisé en ce que le bouton-poussoir (70) comprend une tige (72) liée au réceptacle (28) par une partie flexible (76) qui exerce sur la tige (72) une force de rappel élastique.
  24. Dispositif électronique selon la revendication 23, caractérisé en ce que la partie flexible (76) se présente sous la forme d'une jupe circulaire qui se raccorde directement au réceptacle (28) et entoure complètement la tige (72).
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