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Leuchtvorrichtung zur Anzeige von Schauzeichen Die Erfindung betrifft
eine Leuchtvorrichtung zur Anzeige von Schauzeichen unter Anwendung von Halbleiterdioden
mit aktivem, beim Durchgang von elektrischem Strom Licht ausstrahlenden Übergang.
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Der erfindungsgemäße optische Zeichenmelder kann zum sehr schnellen
Anzeigen von Ziffern oder Buchstaben, insbesondere in Auswertungskreisen von Digitaleinrichtungen
und in mit Halbleiter-Bauteilen bestückten Meßgeräten, angewendet werden. Es sind
Schaubild- und Zeichenanzeiger bekannt, welche Halbleiterdioden mit einem strahlenden
Übergang, z. B. in Digitaleinrichtungen, verwenden. Sie arbeiten so, daß jede Diode
durch ihr Licht eine selbständige Ziffer anzeigt. Dies wird dadurch erzielt,
daß stets mindestens eine Halbleiterdiode mit einem leuchtenden Übergang neben jeder
Ziffer angeordnet ist oder diese Ziffer durchleuchtet, wobei die angezeigten oder
durchleuchteten Ziffern untereinander in Kolonnen mit den Ziffern von 0 bis 9 derart
angeordnet sind, daß für jede Größenordnung mindestens eine Kolonne aufgebaut werden
muß.
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Der Nachteil dieser Zeichenmelder besteht darin, daß sie eine verhältnismäßig
große Fläche einnehmen und daß die ausgewerteten Ziffern nicht in einer Reihe angeordnet
werden können, was große Schwierigkeiten beim Ablesen und insbesondere bei der Herstellung
einer Aufzeichnung verursacht. Auch können diese Anzeiger nicht zum Ausdrücken eines
lesbaren Textes von alphabetischen Buchstaben oder von Kombinationen von Buchstaben,
Zahlen und 2eichen.cder
Symbolen angewendet werden. Ein weiterer
wesentlicher Nachteil besteht darin, daß eine verhältnismäßig große Anzahl von Halbleiterdioden
mit strahlendem Übergang verwendet werden muß, da z. B. zur Bezeichnung des
Zustandes einer Dekade in einer Kolonne zehn derartige Halbleiterdioden benötigt
werden, und um die n-te Größenordnung zu bilden, braucht man n Kolonnen mit je zehn
Halbleiterdioden.
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Zweck der Erfindung ist es, die erwähnten Nachteile zu beseitigen.
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Die erfindungsgemäße Halbleiter-Leuchtvorrichtung zum Anzeigen von
Schauzeichen ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine gemeinsame, mit einer Zuleitung
versehene Halbleiter-Grundelektrode, z. B. aus Galliumphosphid, Silizium und ähnlichen
Stoffen, aufweist, an die sich mindestens zwei mit Zuleitungen versehene, aktive
Übergänge anschließen, die in der Form einer Figur angeordnet sind.
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Zur Anzeige der Ziffern 0 bis 9 können an einem gemeinsamen Halbleiter-Grundplättchen
sieben aktive Übergänge vorgesehen sein, die in der Form der Ziffer 8 angeordnet
sind.
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.Zur Anzeige von Buchstaben und Ziffern kann ein gemeinsames Grundplättchen
13 aktive Übergänge bewirken, die in der Form der Ziffer 8 angeordnet, mit einer
senkrechten Mittellinie und beiden Diagonalen versehen ist.
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Zur gleichzeitigen Anzeige von mehreren Ziffern oder Buchstaben oder
deren Kombinationen können auf einem gemeinsamen leitenden Grundplättchen aktive
Übergänge in der Form von mindestens zwei nebeneinander angeordneten Figuren, insbesondere
Achtern, vorgesehen sein.
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Bei der beschriebenen Leuchtvorrichtung werden Leuchtbilder von Ziffern,
Buchstaben oder Zeichen durch Licht ausstrahlende aktive Übergänge gebildet, wenn
elektrischer Strom hindurchgeschickt
wird. Das gemeinsame halbleitende
Grundplättchen kann durch einen Ohm'schen Kontakt mit einer leitenden Unterlage
verbunden sein, durch welche es an einen Pol einer elektrischen Stromquelle angeschlossen
ist, wobei die aktiven Übergänge mit individuellen Zuleitungen versehen sind, die
in den gewünschten Kombinationen über Schaltkreise an den zweiten Pol der-Quelle
angeschlossen werden, so daß durch Lichtausstrahlung der angeschlossenen aktiven
Übergänge abwechselnd ein Leuchtbild einer gewünschten Ziffer 0 bis 9 oder eines
Buchstabens A bis Z oder eines geeigneten Zeichens gestaltet werden kann.
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Der Hauptvorteil der Leuchtvorrichtung gemäß der Erfindung besteht
darin, daB der sichtbares Licht ausstrahlende aktive Übergang eine sehr geringe
Trägheit besitzt, so daß er eine schnelle Anzeige mit einer Wiederholungsfrequenz
in der Größenordnung bis 10 MHz ermöglicht. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht
darin, daß sehr kleine Abmessungen von z.B. 3 bis 5 mm und auch weniger erzielt
werden können, was besonders bei der Anzeige in mikroelektronischen digitalen und
logischen Kreisen wichtig und vorteilhaft ist, da hier die Forderung besteht, daß
der Auswertungsteil nicht vielfach größer ist als das Volumen der mikroelektronischen
Kreise.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Halbleiteranzeigevorrichtung
besteht darin, daß zur Erregung einer sichtbaren Strahlung, z. B. bei Dioden aus
Galliumphosphid, eine Spannung von 2 bis 3 V und ein Strom von einigen 10 mA ausreichend
sind, so daß die Anzeigevorrichtung nur eine kleine zugefiihrte Leistung benötigt
und als Anzeigeglied für Geräte mit Transistoren bzw. anderen Halbleitern oder für
mikroelektronische Einrichtungen, wie Impulszähler, automatische Rechenmaschinen
und andere digitale Einrichtungen verwendet werden kann. Die Lebensdauer eines solchen
Anzeigers ist ebenfalls hoch, da er keine Heizfäden besitzt und kein Vakuum benötigt.
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Die Erfindung soll nun mit Hilfe der beiliegenden Zeichnunb, die Ausführungsbeispiele
darstellt, näher erklärt werden.
Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit sieben aktiven . Übergängen, . Fig. 2.den Querschnitt 16-16 eines
Ausführungsbeispiels einer* erfindungsgemäßen Schaubild-Anzeigevorrichtung nach
Fig. 1, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel.mit aktiven Übergängen in fünf geometrischen
Figuren.
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Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaubild-Anzeigevorrichtung
mit Halbleiterelementen für die Anzeige von Ziffern. Diese Anzeigevorrichtung besitzt
eine gemeinsame halbleitende Grundelektrode 8 mit einer Zuleitung 9. An der gemeinsamen
halbleitenden Grundelektrode 8 sind sieben aktive Übergänge 1,2,3,4,5,6,7 mit individuellen
Zuleitungen angeordnet. Die aktiven Übergänge 1 bis 7 sind in einer geometrischen
Figur, welche die Ziffer 8 darstellt, angeordnet.
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Fig. 2 zeigt den Querschnitt 16-16 nach Fig. 1 eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Schaubild-Anzeigevorrichtung, die eine gemeinsame halbleitende
Grundelektrode 8 mit einer Zuleitung 9 besitzt. Die Anzeigeoberfläche 10 befindet
sich an der Gegenseite der Oberfläche, auf der sich der aktive, beim Durchgang von.
elektrischem Strom Licht ausstrahlende Übergang 8,9; 6', 6 von Halbleiterdioden
befindet. Diese Anordnung hat folgenden Vorteil: die ganze Oberfläche des p- . leitenden
Materials (Elemente 1 bis 7) stellt infolge der Tatsache, daß dieses Material in
die Grundplatte 8, die aus nleitendem Material hergestellt ist, eingesetzt ist,
so einen Übergang dar, der eine Lichtstrahlung in allen Richtungen ermöglicht; diese
wichtige Eigenschaft und diesen Vorteil ermöglicht wieder jene Tatsache, daß die
Lichtstrahlung in der Grundplatte 8 vollkommen zerstreut wird. Eine Zuleitung zum
', Element 6 ist mit 611 bezeichnet.
Fig.- 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel
eines Schaubildanzeigers für Ziffern, Buchstaben und Zeichen öder Symbole mit einer
geureinsamen halbleitenden Grundelektrode, die mit einer Zuleitung 9 versehen ist.
Auf der gemeinsamen halbleitenden Grundelektrode 8 .befinden sich aktive, in fünf
nebeneinander liegenden geometrischen Figuren angeordnete Übergänge. Die erste Figur
11 besteht aus vier aktiven Übergängen zur Darstellung der Zeichen + und -, die
Figuren 12; 13 und 14 bestehen aus sieben aktiven Übergängen in der Form der Ziffer
8 zur Darstellung einer dreiziffrigen Zahl, z.8. 362, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.
Die letzte geometrische Fig. 15 besteht aus dreizehn aktiven Übergängen, die in
der Form der Zahl 8 angeordnet sind, die außerdem mit aktiven Übergängen in der
Form einer senkrechten Mittellinie und der beiden Diagonalen versehen ist. Die Zahlenordnungsgröße
wird durch Strahlung von aktiven Übergängen in der Form von Strichen bestimmt, die
zwischen den Ziffern ausdrückenden geometrischen Figuren angeordnet sind.
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Die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung zur Darstellung von Zahlen
(mit einigen Größenordnungen) oder Buchstaben in zusammenhängenden Worten kann z.B.
derart hergestellt werden, daß das gemeinsame halbleitende Grundplättchen in der
Form eines Rechteckes aus Galliumsulphid oder einem anderen geeigneten Stoff mit
aktiven Übergängen versehen wird. Dazu werden technologische Verfahren angewendet,
die aus der Herstellung von mikroelektronischen greisen durch Diffusions- und Planartechnik
allgemein bekannt sind. Die aktiven, Licht ausstrahlenden Übergänge können in den
gewünschten Formen, z.B. der Ziffer 8, durch Aufdampfung von Schichten eines Metall-
oder Deckmaterials über eine geeignet geformte Maske hergestellt werden. Die weitere
Gestaltung kann durch Ätzen erfolgen. Auf die gleiche Art können individuelle Zuleitungen
auf die einzelnen Übergänge aufgetragen werden, welche durch ein Oxyd von der gemeinsamen
halbleitenden Grundelektrode abisoliert werden können. Die gemeinsame halbleitende
Grundelektrode kann an ein Metallplättchen, -z.B. aus Kupfer, zwecks Erzielung einer
leichten Wärmeabfuhr angelötet werden.
Hieraus folgt, daß eine Anzeige-Leuchtvorrichtung
mit Halbleiterelementen von geeigneten Eigenschaften durch einfache, leichte und
bereits eingeführte technologische Prozesse hergestellt werden kann, wobei insbesondere
die Lebensdauer .und Robustheit seine Anwendung in Bördgeräten von Überschallflugzeugen,
künstlichen Satelliten u. dgl. ermöglicht.