(19)
(11)EP 3 428 739 B1

(12)FASCICULE DE BREVET EUROPEEN

(45)Mention de la délivrance du brevet:
24.06.2020  Bulletin  2020/26

(21)Numéro de dépôt: 17181521.0

(22)Date de dépôt:  14.07.2017
(51)Int. Cl.: 
G04B 19/30(2006.01)

(54)

ENSEMBLE D'AFFICHAGE

ANZEIGEEINHEIT

DISPLAY ASSEMBLY


(84)Etats contractants désignés:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

(43)Date de publication de la demande:
16.01.2019  Bulletin  2019/03

(73)Titulaire: The Swatch Group Research and Development Ltd
2074 Marin (CH)

(72)Inventeurs:
  • BLANCKAERT, Nicolas
    2017 Boudry (CH)
  • THIAULT, Jérôme
    2013 Colombier (CH)
  • GERNEZ, Cyrille
    2017 Boudry (CH)
  • VUILLE, Pierry
    2338 Les Emibois (CH)
  • GACHET-MUELLER, Ariane
    2000 Neuchâtel (CH)

(74)Mandataire: ICB SA 
Faubourg de l'Hôpital, 3
2001 Neuchâtel
2001 Neuchâtel (CH)


(56)Documents cités: : 
EP-A1- 1 780 615
CH-A2- 702 419
US-A1- 2016 363 909
EP-A1- 2 814 078
US-A1- 2015 378 319
  
      
    Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen).


    Description

    Domaine technique



    [0001] La présente invention se rapporte à un ensemble d'affichage et plus particulièrement un ensemble d'affichage OLED destiné à éclairer un dispositif d'affichage passif par exemple dans une pièce d'horlogerie telle qu'une montre.

    Arrière-plan technologique



    [0002] Dans le secteur de l'horlogerie, de plus en plus de dispositifs combinent un affichage mécanique à aiguilles traditionnel et un affichage numérique, par exemple pour des applications connectées à un smartphone, ou à tout autre objet muni de moyens de communication, tel que dans la demande de brevet US2015/378319 A1.

    [0003] Dans de tels dispositifs, l'affichage numérique, lorsqu'il s'agit d'affichage rétroéclairé, n'est allumé qu'à la demande, de façon à réduire la consommation électrique du système, tandis que l'affichage mécanique est purement passif, et donc, non lisible dans l'obscurité sans un revêtement du type Superluminova®. Ces revêtements phosphorescents ne sont pas assez performants pour certaines applications (disque quantième par exemple) en raison de la faible surface revêtue, mais aussi de la surépaisseur engendrée.

    [0004] Dans un affichage numérique de l'art antérieur néanmoins, la lumière est émise vers l'avant et ne permet pas d'éclairer d'autres objets dans le même plan ou légèrement en recul par rapport à la face avant de l'affichage.

    [0005] Par ailleurs, il est connu que le rendement des dispositifs à diodes électroluminescentes (DEL), y compris ceux à base de couches actives organiques (DELo en Français ou OLED en Anglais) généralement utilisés pour l'éclairage de ces affichages, est fortement limité par le rendement optique, dû à la difficulté d'extraction de la lumière depuis un milieu fortement réfringent vers un milieu faiblement réfringent. Ce faible rendement est principalement dû à des réflexions totales de la lumière émise par la couche active. En effet, contrairement aux lasers où la lumière cohérente est fortement orientée par la cavité résonnante, la lumière est émise de façon isotrope dans les DEL. Cette isotropie a pour effet que la lumière émise avec un angle par rapport à la normale à la surface d'extraction supérieur à l'angle limite subit une réflexion totale, ce qui piège cette lumière dans son substrat. Cette lumière piégée peut représenter jusqu'à 80% de la lumière émise pour un substrat qui n'a pas été optimisé.

    [0006] Afin d'augmenter le rendement optique des affichages numériques, diverses stratégies de texturation de la surface d'extraction ont été proposées dans l'art antérieur : dépolissage de la surface, structures régulières de films dit « optiques » optimisés pour l'extraction de la lumière, « dômes » hémicylindriques au-dessus des zones actives (pixels).

    [0007] Néanmoins, à ce jour, quel que soit le dispositif d'extraction, une proportion non négligeable de la lumière émise au niveau de la jonction de la DEL reste piégée et est perdue dans le guide d'onde formé par le substrat et le cas échéant dans les différentes couches qui composent l'OLED.

    Résumé de l'invention



    [0008] La présente invention concerne un ensemble d'affichage, comprenant un dispositif d'affichage à diode électroluminescentes organiques (DELo), comprenant au moins une DELo composée d'un empilement émissif déposé sur un substrat transparent (ou semi-transparent ou translucide) dont la face arrière est disposée sur la surface principale d'émission de la DELo et un objet secondaire à éclairer, ledit substrat transparent comprenant une face avant et au moins une face latérale, ladite face latérale étant agencée de façon à éclairer un objet secondaire.

    [0009] L'ensemble d'affichage est particulièrement adapté à être intégré dans une montre, dans laquelle la surface principale, qui peut comprendre un décor intégré ou rapporté et qui peut être réaliséepar diverses techniques connues (tampographie, sérigraphie, digital printing, décalque, etc...) forme la face d'un cadran de montre pouvant afficher une information en transmission vers l'utilisateur, un objet secondaire disposé à proximité de la face latérale pouvant être éclairé par la lumière piégée entre les faces frontales du substrat lorsqu'elle sort par la face latérale du substrat. Typiquement cette lumière récupérée peut être avantageusement mise à profit pour éclairer un affichage analogique passif disposé à proximité de cette face latérale. Lorsque le dispositif d'affichage DELo forme un cadran de montre, on peut prévoir dans l'épaisseur de ce dernier une ouverture traversante formant un guichet et avantageusement combiné le dispositif d'affichage DELo avec un dispositif d'affichage analogique passif du type affichage de quantième dans lequel le disque de quantième se déplace sous le guichet et dans lequel l'information portée par le disque de quantième visible à travers le guichet peut être éclairée par la lumière extraite des parois latérales du guichet. Le dispositif d'affichage peut également éclairer un objet secondaire disposé à proximité de la face latérale et sensiblement dans le même plan que le substrat.

    [0010] De préférence, ladite face latérale est dépolie de façon à produire en utilisation une lumière diffuse.

    [0011] Avantageusement, ladite face latérale présente un angle compris entre 90 et 135° par rapport à la face avant.

    [0012] Avantageusement, le substrat transparent présente un indice de réfraction plus élevé que l'indice de réfraction de la couche DELo de façon à confiner la lumière dans ce substrat.

    [0013] Des caches opaques sont avantageusement disposés sur les faces latérales n'éclairant pas l'objet secondaire.

    Brève description des figures



    [0014] 

    La figure 1 représente une vue en perspective d'une montre comprenant un ensemble d'affichage selon l'invention.

    La figure 2 représente une vue en coupe d'une montre comprenant un ensemble d'affichage selon l'invention représenté à la figure 1.

    La figure 3 représente un agrandissement de la zone 10 de la figure 2.


    Description détaillée de l'invention



    [0015] La présente invention vise à proposer un ensemble d'affichage comprenant un dispositif d'affichage à diode électroluminescentes organique (DELo) A, utilisé pour afficher à la demande des informations vers l'utilisateur, et un objet secondaire 6 à éclairer permettant d'utiliser au mieux la lumière émise par une ou des LED organiques du dispositif d'affichage DELo A, piégée entre les faces du substrat du dispositif et récupérée pour éclairer l'objet secondaire 6 associé à ce dispositif DELo.

    [0016] Selon un mode de réalisation de l'invention représenté aux figures 1 à 3 on voit une montre M intégrant un dispositif d'affichage mixte comprenant un écran à éclairage actif A (rétroéclairé, LED ou DELo), qui peut être décoré sur sa face orientée vers l'utilisateur, et un affichage passif comprenant un cadran horaire coopérant avec des aiguilles 11 et un organe d'affichage 6 passif visible à travers un guichet 7 ménagé dans le cadran.

    [0017] Tel que représenté à la figure 3, l'ensemble d'affichage de l'invention utilise la lumière piégée dans une couche transparente 2 de l'affichage actif par la réflexion totale en extrayant cette lumière par une face latérale 8 sensiblement perpendiculaire aux faces principales ou présentant un angle α compris entre 90° et 135° par rapport à la face avant. Le dispositif d'affichage actif de l'invention comprend une couche émettrice de type diode électroluminescente 1 organique DELo disposée sur la face arrière du substrat 2 transparent. Il peut s'agir d'un écran de type DELo à matrice active, ou d'un écran à cristaux liquides (LCD) notamment du type TFT associé à un dispositif de rétroéclairage comprenant une DELo ou une LED dans ce dernier cas la lumière est récupérée à partir des faces latérales du guide de lumière du dispositif de rétroéclairage Cet écran, dans la présente description est considéré comme l'affichage principal.

    [0018] Dans un tel dispositif, seule la lumière 4 émise par la DELo présentant un angle par rapport à la normale à la surface du verre d'affichage inférieur à l'angle limite peut émerger de la face avant du substrat transparent.

    [0019] Selon l'invention, une partie de la lumière piégée 5 entre les faces parallèles du substrat transparent 2 en raison de la réflexion totale est extraite par au moins une face latérale 8 réalisée dans la zone sélectionnée. Cette lumière peut alors être utilisée pour éclairer d'autres éléments 6 dits secondaires, tel qu'un affichage horaire analogique ou un organe d'affichage visible à travers le guichet 7 par exemple un disque de quantièmes 6.

    [0020] Il est possible de modifier le ratio entre la lumière émise par la face frontale avant et la lumière émise par la tranche ou face latérale du substrat en modifiant l'indice de réfraction du substrat : plus le substrat présente un indice de réfraction élevé, plus la lumière sera piégée dans la couche transparente 2. Il peut, de ce point de vue être avantageux d'utiliser un substrat 2 d'indice élevé, tel que le saphir dont l'indice de réfraction est de 1,768.

    [0021] Une ou des couches supplémentaires 3 peuvent être ajoutées à la surface du substrat transparent 2. Ces couches peuvent par exemple servir de couche anti-rayure, antireflet, esthétique.

    [0022] Les faces latérales 8 du substrat 2 présentent de préférence une texture réduisant la réflexion interne, afin d'optimiser l'extraction lumineuse. En particulier les techniques de découpe au jet d'eau, par meulage, ou par ultrasons ont pour effet avantageux de dépolir le flanc 8 du substrat 2, améliorant ainsi la diffusion et donc l'uniformité de la sortie de la lumière.

    [0023] Selon la position de l'objet secondaire 6 à éclairer, il peut être avantageux d'incliner le flanc 8 d'éclairage. En particulier, tel que représenté à la figure 1, un objet légèrement en retrait de l'affichage principal, tel que le serait un affichage du quantième classique par un disque de quantième entrainé mécaniquement (voir figures 2 et 3) est, de préférence, éclairé par des faces latérales orientées vers cet affichage secondaire, ce qui a pour avantage supplémentaire de réduire la vue directe vers l'utilisateur, et donc, de réduire l'éblouissement.

    [0024] Pour éviter tout éclairage parasite, les faces latérales n'éclairant pas d'objet secondaire peuvent avantageusement être couvertes d'une couche opaque 9, de préférence réfléchissante.

    [0025] Tel que représenté aux figures 2 et 3, le dispositif d'affichage à diode électroluminescentes organique (DELo) de l'invention est avantageusement intégré à des montres mixtes, comprenant un affichage traditionnel de l'heure comprenant des aiguilles 11 et un guichet 7 sous lequel est entrainé un disque de quantième 6. Dans ce cas, les aiguilles sont rétroéclairées par le dispositif affichage principal DELo qui forme un cadran situé derrière elles, tandis que le guichet 7 est éclairé par les faces latérales 8 du guichet 7 ménagé dans le substrat 2 du dispositif d'affichage à diodes électroluminescentes organiques (DELo) de l'invention.


    Revendications

    1. Ensemble d'affichage comprenant :

    - un dispositif d'affichage à diode électroluminescente organique (DELo) comprenant au moins une DELo (1) comprenant un empilement émissif,

    - un substrat transparent, semi-transparent ou translucide (2) comprenant une face arrière, une face avant et une face latérale, et

    - un objet secondaire à éclairer, caractérisé en ce que la diode électroluminescente organique (DELo) est fixée sur la face arrière du substrat et émet de la lumière qui sort, d'une part, de la face avant du substrat pour assurer une fonction d'affichage et/ou d'éclairage et, d'autre part, de la face latérale du substrat pour éclairer ledit objet secondaire.


     
    2. Ensemble selon l'une des revendications précédentes comprenant un affichage horaire analogique.
     
    3. Ensemble selon la revendication 2 dans lequel l'objet secondaire (6) comprend le cadran horaire analogique.
     
    4. Ensemble selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'objet secondaire (6) est disposé dans un guichet de montre.
     
    5. Ensemble selon l'une des revendications précédentes dans lequel ladite face latérale (8) est dépolie de façon à produire en utilisation une lumière diffuse.
     
    6. Ensemble positif selon l'une des revendications précédentes dans lequel ladite face latérale (8) présente un angle compris entre 90 et 135° par rapport à la face avant.
     
    7. Ensemble selon l'une des revendications précédentes dans lequel ledit substrat transparent (2) présente un indice de réfraction d'au moins 1,5, de préférence compris entre 1,6 et 1,8.
     
    8. Ensemble selon l'une des revendications précédentes dans lequel des caches opaques (9) sont disposés sur les faces latérales n'éclairant pas l'objet secondaire (6).
     
    9. Ensemble selon l'une quelconques des revendications précédentes dans lequel la face avant du substrat comprend un décor intégré ou rapporté.
     
    10. Ensemble selon l'une quelconques des revendications 1 à 8 dans lequel le substrat est surmonté d'un cadran semi transparent.
     
    11. Montre comprenant un ensemble d'affichage selon l'une quelconque des revendications précédentes.
     


    Ansprüche

    1. Anzeigeeinheit, umfassend:

    - eine Anzeigevorrichtung mit organischen Leuchtdioden (DELo), die mindestens eine DELo (1) mit einem emittierenden Stapel umfasst,

    - ein transparentes, halbtransparentes oder durchscheinendes Substrat (2) mit einer Rückseite, einer Vorderseite und einer Seitenfläche, und

    - ein zu beleuchtendes sekundäres Objekt,
    dadurch gekennzeichnet, dass die organische Leuchtdiode DELo auf der Rückseite des Substrats befestigt ist und Licht aussendet, das einerseits von der Vorderseite des Substrats austritt, um eine Anzeige- und/oder Beleuchtungsfunktion sicherzustellen, und das andererseits von der Seitenfläche des Substrats austritt, um das sekundäre Objekt zu beleuchten.


     
    2. Einheit nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend eine analoge Zeitanzeige.
     
    3. Einheit nach Anspruch 2, wobei das sekundäre Objekt (6) das analoge Zifferblatt enthält.
     
    4. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das sekundäre Objekt in einem Fenster einer tragbaren Uhr angeordnet ist.
     
    5. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Seitenfläche (8) mattiert ist, so dass bei ihrer Nutzung diffuses Licht erzeugt wird.
     
    6. Positive Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Seitenfläche (8) einen Winkel im Bereich von 90 bis 135° in Bezug auf die Vorderseite aufweist.
     
    7. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das transparente Substrat (2) einen Brechungsindex von mindestens 1,5 und vorzugsweise einen Wert im Bereich von 1,6 bis 1,8 aufweist.
     
    8. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf den Seitenflächen, die das sekundäre Objekt (6) nicht beleuchten, opake Abdeckungen (9) angeordnet sind.
     
    9. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorderseite des Substrats ein damit einteilig ausgebildetes oder ein angefügtes Dekor aufweist.
     
    10. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei auf dem Substrat ein halbtransparentes Zifferblatt montiert ist.
     
    11. Tragbare Uhr, umfassend eine Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
     


    Claims

    1. Display assembly comprising:

    - an organic light-emitting diode (OLED) display device comprising at least one OLED (1) comprising an emitting stack,

    - a transparent, semi-transparent or translucent substrate (2) comprising a back face, a front face and a side face, and

    - a secondary object to be illuminated, characterised in that the organic light-emitting diode (OLED) is fastened onto the back face of the substrate and emits light which, on the one hand, originates from the front face of the substrate in order to provide a display and/or illumination function and, on the other hand, originates from the side face of the substrate in order to illuminate said secondary object.


     
    2. Assembly according to any of the preceding claims comprising an analogue time display.
     
    3. Assembly according to claim 2, wherein the secondary object (6) includes the analogue time dial.
     
    4. Assembly according to any of the preceding claims wherein the secondary object (6) is arranged inside a watch aperture.
     
    5. Assembly according to any of the preceding claims, wherein said side face (8) is depolished to produce diffused light during use.
     
    6. Positive assembly according to any of the preceding claims, wherein said side face (8) is at an angle of between 90 and 135° relative to the front face.
     
    7. Assembly according to any of the preceding claims, wherein said transparent substrate (2) has a refractive index of at least 1.5 and preferably comprised between 1.6 and 1.8.
     
    8. Assembly according to any of the preceding claims, wherein opaque covers (9) are arranged on the side faces that do not illuminate the secondary object (6).
     
    9. Assembly according to any of the preceding claims, wherein the front face of the substrate includes an integrated or added decoration.
     
    10. Assembly according to any of claims 1 to 8, wherein the substrate is surmounted by a semi-transparent dial.
     
    11. Watch including a display assembly according to any of the preceding claims.
     




    Dessins











    Références citées

    RÉFÉRENCES CITÉES DANS LA DESCRIPTION



    Cette liste de références citées par le demandeur vise uniquement à aider le lecteur et ne fait pas partie du document de brevet européen. Même si le plus grand soin a été accordé à sa conception, des erreurs ou des omissions ne peuvent être exclues et l'OEB décline toute responsabilité à cet égard.

    Documents brevets cités dans la description