DE1814003A1 - Solid-body matrix for a display system - Google Patents
Solid-body matrix for a display systemInfo
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Description
Pestkörper-Matrix für ein AnzeigesystemPest body matrix for a display system
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigeeinrichtung oder ein ähnliches System, bei dem eine vorzugsweise sichtbare Anzeige oder Aufzeichnung durch selektive Anregung sehr kleiner Teilflächen einer Anzeige- oder Bildfläche dargestellt wird.The invention relates to a display device or a similar system, in which a preferably visible Display or recording represented by selective excitation of very small sub-areas of a display or image area will.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Festkörpermatrixanordnung mit eigenartiger Ausbildung oder Aufbau zu schaffen, die eine solide Anzeigefläche liefert und die auf eine Folgesteuerung oder andere Steuersignale leicht anspricht und volladresssierbar ist.The object of the invention is to provide a solid-state matrix arrangement to create with a peculiar training or structure that provides a solid display surface and that is on a sequencer or other control signals responds easily and is fully addressable.
Die Erfindung geht somit von einer Festkörpermatrixanordnung für Anzeige- und Aufzeichnungszwecke aus und löst die gestellteThe invention is thus based on a solid-state matrix arrangement for display and recording purposes and solves the problem
18U00318U003
Aufgabe dadurch, dass die Matrixanordnung eine Anzahl als Grundschaltelemente dienende, in Säulen nebeneinander angeordnete 'Mehrschichteinheiten aufweist, die von mindestens vier unmittelbar übereinander angeordneten Lagen aus Halbleitermaterial abwechselnder Dotierung gebildet werden, von denen die untere Lage aus einer Vielzahl einzelner, in rteihen und Spalten angeordneter Punkte oder Pillen der einen Dotierungsart, die nächstfolgende Lage aus einer Vielzahl von sich über den Ueihen der Pillen erstreckenden einzelnen Streifen aus Halbleitermaterial der anderen entgegengesetzten Dotierungsart, die darauffolgende Lage aus einer Vielzahl von sich über den Spalten der Pillen erstreckenden Strei fen aus Halbleitermaterial der einen Dotierungsart und die obere Lage aus einer Vielzahl von Punkten oder Pillen aus Halbleitermaterial mit wiederum der anderen entgegengesetzten Dotierungsart zu der der Pillen der unteren Lage, die jedoch im gleichen Muster wie diese angeordnet sind, so dass jede" der Pillen der oberen Lage über der entsprechenden Pille liegt, bestehen.Task in that the matrix arrangement has a number as Basic switching elements, arranged in columns next to each other 'Has multilayer units consisting of at least four layers of semiconductor material arranged directly one above the other alternating doping, of which the lower layer is made up of a large number of individual ones in rows and columns of arranged dots or pills of the one doping type, the next following layer from a plurality of individual strips of semiconductor material extending over the rows of pills opposite to the other Type of doping, the subsequent layer of a variety of strips extending over the columns of the pills Semiconductor material of the one doping type and the upper layer of a multiplicity of points or pills of semiconductor material again with the other type of doping opposite to that of the pills of the lower layer, which however Arranged in the same pattern as this, so that each "of the pills" layer on top of the corresponding pill lies, exist.
Mit diesen erfindungsgeniässen Merkmalen lässt sich die Matrixvorrichtung mit an sich bekannten Techniken der-Herstellung gedruckter Schaltungen leicht verwirklichen und schafft eine Matrixanordnung, die eine Heihe nützlicher Anwendungen ermöglicht„With these features of the invention, the Matrix device with known manufacturing techniques printed circuits easily and creates a matrix arrangement that is a number of useful Applications enables "
In vorteilhafter Weise lässt sich die Matrixanordnung nach der Erfindung in Weiterbildungen zu Anzeige- und Aufzeichnungseinrichtungen, wie beispielsweise Anzeigetafeln, Vorrichtungen für Fernsehzwecke und Kopiereinrichtungen ausgestalten, indem in die Matrixanordnung steuerbare Lichtquellen einbezogen werden, die stehende, bewegte, einfarbige, mehrfarbige sowie blinkende Darstellungen ermöglichen.The matrix arrangement can advantageously be adjusted of the invention in further developments to display and recording devices, such as display panels, devices design for television purposes and copier facilities, by including controllable light sources in the matrix arrangement, the stationary, moving, monochrome, multicolored as well as flashing representations.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung erläutert.Embodiments of the invention will now be explained with reference to the drawing.
90983 4/TO 0 690983 4 / TO 0 6
Darin zeigt:It shows:
!•'ig. 1 eine vergrösserte und auseinandergezogene Festkörper—Matrixanordnung nach der Erfindung;! • 'ig. 1 an enlarged and exploded view Solid-state matrix arrangement according to the invention;
Fig. 2 die Matrixanordmmg nach Fig. 1 in einem Anzeigesystem;FIG. 2 shows the matrix arrangement according to FIG. 1 in a display system; FIG.
Fig. 3 das elektrische Ersatzschaltbild von zwei der Mehrschichteinheiten in der Matrixan-Fig. 3 shows the electrical equivalent circuit diagram of two of the multi-layer units in the matrix
Ordnung nach Fig. 1;Order according to Fig. 1;
Fig. lt eine noch weiter vergrösserte Ansicht der verschiedenen Lagen, die eine der Mehrsohichteinheiten der Matrixanordnung nach Fig. i bilden;FIG. 1 shows an even further enlarged view of the various layers which form one of the multi-layer units of the matrix arrangement according to FIG.
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Mehrschichteinheit der Matrixanordnung ähnlich der Fig. Ί;FIG. 5 shows a further embodiment of a multilayer unit of the matrix arrangement similar to FIG.
Fig. 6 eine noch weitere Ausführungsforni einer Mehr-6 shows yet another embodiment of a multiple
schiohteinheit einer Matrixanordnung ähnlich Λ Schiohteinheit similar to a matrix arrangement Λ
Fig. 4; "Fig. 4; "
Fig. 7 darüberhinaus eine noch weitere Ausgestaltung einer Matrixanordnung ähnlich Fig. k jedoch mit zwei Mehrschichteinheiten, und7 also shows yet another embodiment of a matrix arrangement similar to FIG. K, but with two multilayer units, and
Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 der Fig. 7.FIG. 8 shows a section along the line 8-8 in FIG. 7.
Fig. 1 und 2 zeigen in starker Vergrösserung eine Festkörper-Matrixanordnung 10 nach der Erfindung. Die dargestellteFIGS. 1 and 2 show a solid-state matrix arrangement, greatly enlarged 10 according to the invention. The shown
90-9834/1-00690-9834 / 1-006
- 4 - -18U003- 4 - -18U003
Matrixanordnung iO kann im wesentlichen als vollständig aufgefasst werden, jedoch würde eine tatsächliche Ausführung der Vorrichtung aus einer weitaus grösseren Anzahl von Mehrschiohteinheiten bestehen. Auch sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. i und 2 die zum Anschluss der elektrischen Verbindungen zwischen den Bauteilen der Matrixanordnung 10 notwendigen Klemmen weggelassen worden. Diese sind an sich bekannt und gehören nicht zur Erfindung» Die Matrixanordnung 10 wird entsprechend Fig. 1 und 2 aus einer Anzahl übereinanderliegenden unterschiedlicher Materialschichten gebildet. Die Vorrichtung ist in Fig. auseinandergezogen dargestellt, so dass die unterschiedlichen Lagen voneinander getrennt sind.Matrix arrangement OK can essentially be considered complete should be understood, however, an actual embodiment of the device would consist of a far greater number consist of multi-layer units. For the sake of clarity, FIGS. 1 and 2 also show those for connection the electrical connections between the components of the matrix arrangement 10 necessary terminals have been omitted. These are known per se and do not belong to the invention. The matrix arrangement 10 is shown in FIGS. 1 and 2 a number of superimposed different material layers formed. The device is shown in Fig. shown pulled apart so that the different layers are separated from one another.
Aus Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, dass die Matrixanordnung 10 aus vier Lagen 12, 13, Ik und 15 aus Halbleitermaterial besteht, die zusammen die Grundschaltelemente der verschiedenen Mehrschichteinheiten bilden. Die unterste Lage 12 besteht aus einer grossen Anzahl kleiner, voneinander getrennter Belegungen oder Flächen 16 aus Halbleitermaterial. Diese Flächen sind in der Zeichnung quadratisch dargestellt, und zur Vereinfachung werden diese oder ähnliche Flächen oder Belegungen in anderen Teilen der Matrixanordnung weiterhin als Pillen bezeichnet. Diese müssen jedoch nicht quadratisch sein, sondern können eine kreisförmige oder andere Form aufweisen* Die in der Halbleitertechnik übliche Bezeichnung "Pille" soll also jede derartige Form einschliessen, It can be seen from FIGS. 1 and 2 that the matrix arrangement 10 consists of four layers 12, 13, Ik and 15 made of semiconductor material, which together form the basic switching elements of the various multilayer units. The lowermost layer 12 consists of a large number of small, separate coverings or areas 16 made of semiconductor material. These areas are shown as squares in the drawing, and for the sake of simplicity these or similar areas or coverings in other parts of the matrix arrangement will continue to be referred to as pills. However, these do not have to be square, but can have a circular or other shape.
9 0 9 8 3 4/10069 0 9 8 3 4/1006
Diese Pillen l6 sind in der unteren Lage 12 in einem regelmassigen Muster angeordnet, das fünf Reihen parallel zur Richtung des Pfeiles 17 und sieben Spalten in Richtung parallel zum Pfeil IB der Fig. 1 aufweist. In den von den Pillen 16 nicht bedeckten Bereichen enthält die untere Lage 12 ein elektrisch isolierendes Material 20, das die Pillen gegeneinander isoliert.These pills l6 are in the lower layer 12 in a regular Pattern arranged five rows parallel to the direction of arrow 17 and seven columns in the direction has parallel to the arrow IB of FIG. In the by the Pills 16 uncovered areas, the lower layer 12 contains an electrically insulating material 20 that the Pills isolated against each other.
Die Lage 13 unmittelbar über der unteren Lage 12 besteht aus einer Anzahl Streifen 22 aus Iialbleitermaterial, die parallel zu den Reihen der Pillen 16 der unteren Lage 12 liegen, wobei jeder der Streifen eine entsprechende Pillenreihe abdeckt. Die unmittelbar über der Lage 13 befindliche Lage Ik besteht aus einer Anzahl Streifen 2k aus Halbleitermaterial, wobei jeder in Richtung einer entsprechenden Spalte der Pillen 16 der unteren Lage 12 sich über diese erstreckt. Die obere Lage 15 besteht aus einer Anzahl von Pillen 26 aus Halbleitermaterial, die in gleichem Muster wie die Pillen l6 der unteren Lage 12 angeordnet sind, also jede direkt über einer entsprechenden der Pillen l60 Die Räume zwischen den Streifen 22 der Lage 13» den Streifen 2k der Lage Ik und den Pillen 26 der oberen Lage 15 sind mit elektrisch isolierendem Material 20 (Fig. 2) ausgefüllt.The layer 13 immediately above the lower layer 12 consists of a number of strips 22 of semiconductor material which lie parallel to the rows of pills 16 of the lower layer 12, each of the strips covering a corresponding row of pills. The layer Ik located immediately above the layer 13 consists of a number of strips 2k of semiconductor material, each extending over this in the direction of a corresponding column of the pills 16 of the lower layer 12. The upper layer 15 consists of a number of pills 26 of semiconductor material arranged in the same pattern as the pills 16 of the lower layer 12, that is, each directly above a corresponding one of the pills 16 0 The spaces between the strips 22 of the layer 13 »den Strips 2k of the layer Ik and the pills 26 of the upper layer 15 are filled with electrically insulating material 20 (FIG. 2).
Die vier Lagen 12, 13, Ik und 15 aus Ilalbleitermaterial können in Übereinstimmung mit verschiedenen an sich be-The four layers 12, 13, Ik and 15 made of semiconductor material can be in accordance with different per se
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kannten unterschiedlichen Verfahren zur Anfertigung von mehrere Schichten aufweisenden integrierten Schaltungen hergestellt werden. Beispielsweise kann jede Lage in Epitaxial-Technik mit Masken gefertigt werden. Die Halbleitermaterialien der vier Lagen sind mit etwa den gleichen Konzentrationen von Beimengungen abwechselnd dotiert, wie das in den entsprechenden Schichten von steuerbaren Siliziumgleichrichtern üblich ist» Wie aus Fig. 1 hervor—knew different processes for the production of multi-layer integrated circuits getting produced. For example, each layer can be produced with masks using epitaxial technology. The semiconductor materials of the four layers are alternately doped with approximately the same concentrations of admixtures as which is common in the corresponding layers of controllable silicon rectifiers »As shown in FIG.
^P geht, bestehen die Pillen 26 der oberen Lage aus P-leitendem Material, die Streifen 2h der Lage lh aus N-leitendem, die Streifen 22 der Lage 13 aus P-leitendem und die Pillen l6 der unteren Lage 12 aus N-leitendem Material. Es ergibt sich daraus, dass die Matrixanordnung 10 aus einer grossen Anzahl von PNPN-Halbleiterschaltelementen besteht, von denen jedes aus einer Pille 16 der unteren Lage 12, einem Streifen 22 der nächsten Lage 13, einem Streifen 2h der Lage lh und einer Pille 26 der oberen Lage 15 aufgebaut^ P goes, the pills 26 of the upper layer are made of P-conductive material, the strips 2h of the layer lh of N-conductive, the strips 22 of the layer 13 of P-conductive and the pills l6 of the lower layer 12 of N-conductive Material. It results from the fact that the matrix arrangement 10 consists of a large number of PNPN semiconductor switching elements, each of which consists of a pill 16 of the lower layer 12, a strip 22 of the next layer 13, a strip 2h of the layer 1h and a pill 26 of the upper layer 15 built
^ ist0 Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass, obwohl eine PNPN-Konfiguration für die Schaltelemente dargestellt ist, diese ebenso gut aus einer NPNP-Konfiguration aufgebaut sein können, ohne von der Erfindung abzuweichen.^ is 0 It should be noted, however, that although a PNPN configuration is shown for the switching elements, they can just as easily be constructed from an NPNP configuration without deviating from the invention.
Die Matrixanordnung 10 der Fig. 1 und 2 umfasst zusätzlich zu den vier Iialbleiterlagen 12, 13, lh und 15, die die Grundschaltelemente bilden, eine lichtausstrahlende Lage 28, die sich aus einer grossen Anzahl von Elementen oder Punkten 30 zusammensetzt. Diese sind im;:gleichen MusterThe matrix arrangement 10 of FIGS. 1 and 2 comprises, in addition to the four semiconductor layers 12, 13, 1h and 15, which form the basic switching elements, a light-emitting layer 28 which is composed of a large number of elements or points 30. These are in the same pattern
909834/T00& '909834 / T00 & '
7 _ 18U003 7 _ 18U003
wie die Pillen l6 der Unterlage 12 angeordnet und decken sich mit je einer entsprechenden Pille 16. Jedes Element 30 sendet Lichtstrahlung aus, wenn es von einem dieses durchfliessenden elektrischen Strom aus der zugeordneten Pille 16 angeregt wird. Pur die Elemente 30 können verschiedene, unterschiedliche Materialien verwendet werden.as the pills l6 of the pad 12 arranged and cover each with a corresponding pill 16. Each element 30 emits light radiation when it comes from one of these Electric current flowing through from the associated Pill 16 is stimulated. Purely the elements 30 can be different, different materials can be used.
Vorzugsweise besteht jedes Element 30 aus einer kleinenPreferably, each element 30 consists of a small one
Iß. lichtciussendenden Diode. In diesem Fall kann/des Element Eat. light-emitting diode. In this case / of the element
30 entweder selbst eine Zweischichtdiode sein oder es (■30 either be a two-layer diode itself or it (■
besteht nur aus einer einzigen Materialschicht, die mit dem Material der zugeordneten Pille i6 als anderem Teil die Diode bildet. Die Räume zwischen den einzelnen Elementen 30 sind, um diese elektrisch gegeneinander zu isolieren, mit Isolationsmaterial 20 ausgefüllt.consists only of a single layer of material, which is the other part with the material of the assigned pill i6 the diode forms. The spaces between the individual elements 30 are, in order to electrically isolate them from one another, filled with insulation material 20.
Unterhalb der lichtaussendenden Lage 28 befindet sich eine durchsichtige leitende Schicht 32, die die Strahlung der lichtaussendenden Elemente 30 durchlässt und die als ge- «Below the light-emitting layer 28 is a transparent conductive layer 32, which allows the radiation of the light-emitting elements 30 to pass through and which is
meinsamer elektrischer Anschluss der bodenseitigen Flächen aller Elemente 30 dient. Die Bodenfläche "3k der Schicht 32 stellt die Lichtaustrittsflache der Matrixanordnung 10 dar. Diese Fläche setzt sich aus einer grossen Anzahl einzelner nebeneinanderliegender lichtaussendender Elemente 30 zusammen, so dass ein sichtbares Bild auf der Austrittsfläche bei Anregung ausgewählter Elemente 30 erhalten werden kann, vorausgesetzt, dass das von den Elementen 30 abgegebene Licht im sichtbaren Bereich liegt.common electrical connection of the bottom surfaces of all elements 30 is used. The bottom surface "3k of the layer 32 represents the light exit surface of the matrix arrangement 10. This surface is composed of a large number of individual light-emitting elements 30 lying next to one another, so that a visible image can be obtained on the exit surface when selected elements 30 are excited, provided that the light emitted by the elements 30 is in the visible range.
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_ 8 - 18U003_ 8 - 18U003
In der Matrixanordnung IO sind über der oberen Lage 15 noch zwei weitere Lagen zur Speisung der Schaltelemente vorgesehen. Die sich unmittelbar über der halbleitenden Lage 15 befindende Lage 36 ist als eine Widerstandslage zu bezeichnen, und besteht aus einer grossen Anzahl von Pillen 38 mit ohmschem Verhalten, die im gleichen Muster, wie die Pillen 26 der Lage 15 angeordnet sind, so dass die Pillen beider Lagen übereinanderliegen. Die Zwischenräume zwischen den Pillen J8 sind mit Isolationsmaterial 20 ausgefüllt, um sie £epcneinander zu isolieren. Über der Lage 36 ist eine Anschlussschicht Ί0 aus einer elektrisch leitenden Folie vorgesehen, die elektrisch alle Oberflächen der ohmschen oder widerstandsbehafteten Pillen 38 verbindet. Die ohmschen Pillen JS können z.B. aus einem Überzug aus Widerstandsmaterial auf der die Anschlussschicht 40 bildenden Folie hergestellt werden, wenn das ohmsehe Material vor dem Zusammenbau mit dem Rest der Matrixanordnung 10 eine den Pillen 38 entsprechende Einteilung durch Anrelssen erhalten hat«In the matrix arrangement IO, two further layers for supplying the switching elements are provided above the upper layer 15. The layer 36 located directly above the semiconducting layer 15 is to be referred to as a resistance layer and consists of a large number of pills 38 with ohmic behavior, which are arranged in the same pattern as the pills 26 of the layer 15, so that the pills both layers are on top of each other. The spaces between the pills J8 are filled with insulation material 20 in order to isolate them from one another. A connection layer Ί0 made of an electrically conductive film is provided over the layer 36 and electrically connects all surfaces of the ohmic or resistive pills 38. The ohmic pills JS can be produced, for example, from a coating of resistance material on the film forming the connection layer 40, if the ohmic material has been given a classification corresponding to the pills 38 by means of soldering prior to assembly with the rest of the matrix arrangement 10 «
Fig. k zeigt einen Vertikal schnitt durch eine einheit k2 der Anordnung nach Fig. 1 wnd Fig. 3 und stellt das Ersatzschaltbild oder eine Transistoranalogie zweier benachbarter Einheiten dar. In der Fig. 3 sind ,die den Elementen der Matrixanordnung 10 nach Fig, I entsprechendien Bauteile des Ersatzschaltbildes mit den gleichen Bezugszeichen versehen, Aus den Figuren geht dass ftei jeder Einheit %2 dieFIG. K shows a vertical section through a unit k2 of the arrangement according to FIG. 1 and FIG. 3 and represents the equivalent circuit diagram or a transistor analogy of two adjacent units Corresponding components of the equivalent circuit are provided with the same reference numerals. The figures show that each unit% 2 die
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beiden Pillen l6 und 26 und die beiden Streifen 22 und aus Halbleitermaterial einen Trigger-Schalter^ ähnlich einem steuerbaren Siliziumgleichrichter, bilden. Aus der Pig, ist ebenfalls ersichtlich, dass jeder Trigger-Schalter bei zweckentsprechender Einspeisung zum Arbeiten gebracht werden kann, wenn ein negatives Signal am Streifen 24 gleichzeitig mit einem positiven Signal am Streifen 22 angelegt wird, um diesen aus dem nichtleitenden in den leitenden Zustand zu bringen, wobei dieser einmal eingeschaltet, bis zur Abschaltung leitend bleibt» Dieses erfolgt durch gleichzeitiges Anlegen von Umkehr-Signalen an die Streifen 24 und 22 oder durch kurzzeitiges Abschalten aller Punkte, damit alle Ströme durch die Matrixanordnung auf Null reduziert werden.two pills l6 and 26 and the two strips 22 and made of semiconductor material a trigger switch ^ similar to one controllable silicon rectifier form. From the Pig, it can also be seen that each trigger switch can be brought to work with appropriate feed if a negative signal on strip 24 at the same time as a positive signal is applied to the strip 22 in order to remove it from the non-conductive into the to bring the conductive state, whereby this once switched on, remains conductive until it is switched off »This takes place by simultaneously applying reverse signals to the strips 24 and 22 or by switching them off for a short time of all points so that all currents through the matrix arrangement are reduced to zero.
Die oberen und unteren leitenden Schichten 40 und 32 der Matrixanordnung iO sind, wie Fig. 2, 3 un<3 ^ zeigen, an eine SpannungsquelIe 44 angeschlossen, so dass beim Einschalten einer bestimmten Einheit 42 Strom aus der Spannungsquelle durch diese fliesst und das entsprechende Iiohtaussendende Element 30 einschaltet. Die ohmschen Pillen 38 jeder Einheit 42 dienen als Stromoegrenzer und können in manchen Fällen auch weggelassen werdm . Die Fig. 2 veranschaulicht ein typisohes Anwendungsbeispiel der Matrixanordnung 10, bei der alle Streifen 24 der Lage und alle Streifen 22 der Lage 13 alt einer Sohaltlogik The upper and lower conductive layers 40 and 32 of the matrix arrangement are, as FIGS. 2, 3 and 3 show, connected to a voltage source 44, so that when a certain unit 42 is switched on, current flows through the voltage source and the corresponding unit Iiohtausemendende element 30 turns on. The ohmic pills 38 of each unit 42 serve as current limiters and in some cases can be omitted. 2 illustrates a typical application example of the matrix arrangement 10, in which all strips 24 of the layer and all strips 22 of the layer 13 are based on a latching logic
909834/1006909834/1006
verbunden sind, die beispielsweise ein Teil eines Computers sein kann. Weil die Streifen 22 nur in einer Richtung und die Streifen 2h nur in einer anderen Richtung liegen, ist jede Einheit in der Matrixanordnung 10 selektiv durch gleichzeitige Schaltsignale an einem Streifen 22 und an einem Streifen 2h anregbar. Die Streifen kreuzen und paaren sich somit ausschliesslich in dieser bestimmten Einheit. Mit der Eingabe von richtig aufeinanderfolgenden Trigger- oder Schaltsignalen an die Streifen 2h und 22 kann die Schaltlogik h6 deshalb dazu benutzt werden, jene lichtaussendenden Punkte oder Pillen anzuregen, die erforderlich sind, um eine gewünschte Anzeige auf der Austrittsfläche ^h der Matrixanordnung 10 zu erzeugen.are connected, which can be part of a computer, for example. Because the strips 22 only lie in one direction and the strips 2h only in another direction, each unit in the matrix arrangement 10 can be selectively excited by simultaneous switching signals on a strip 22 and on a strip 2h . The stripes therefore cross and mate exclusively in this particular unit. With the input of correctly consecutive trigger or switching signals to the strips 2h and 22, the switching logic h6 can therefore be used to stimulate those light-emitting points or pills that are required to produce a desired display on the exit surface ^ h of the matrix arrangement 10 .
Wie bereits erwähnt, kann natürlioh die Anzahl der Mehrsohichteinheiten in der Matrixanordnung IO wesentlich über die in Fig. 1 und 2 gezeigte Anzahl hinaus erhöht werden, um eine verhältnismässig grosse Anzeigefläche, die in sehr kleine, einzelne Punkte unterteilt ist, zu erhalten. Es versteht sich weiterhin, dass die Matrixanordnung 10 bei geeigneter Auswahl, der Materialien für die lichtaussendenden Punkte in der Lage ist, eine farbige Anzeige zu schaffen. Die Matrixanordnung 10 kann deshalb in Systemen benutzt werden, die sowohl einfarbige als auoh mehrfarbige Anzeigen und Bilder erzeugen, Auoh kann die Schaltlogik h6 von solcher Art sein, dass sie schnell und wiederholt die Bilder auf der Bildfläche wechselt, um ein bewegtes Bild, wie beim Fernsehen zu erzeugen. Die Matrixanordnung 10 wirdAs already mentioned, the number of multi-layer units in the matrix arrangement IO can of course be increased significantly beyond the number shown in FIGS. 1 and 2 in order to obtain a relatively large display area which is divided into very small, individual points. It will also be understood that the matrix arrangement 10, with suitable selection of the materials for the light emitting points, is capable of providing a color display. The matrix arrangement 10 can therefore be used in systems which produce both monochromatic and multicolor displays and images. The switching logic h6 can be of such a type that it quickly and repeatedly changes the images on the image surface to create a moving image, as in Produce television. The matrix arrangement 10 becomes
90 9834/100690 9834/1006
18U00318U003
damit zum Äquivalent einer flachen Fernsehröhre.thus the equivalent of a flat television tube.
Fic.ο 5 stellt einen schnitt durch oiue Mehrschichteinheit dar; die liier mit ;iv> bezeichnet ist und die mit der Matrixanordnuij/x IO von Fig. 1 bis k unter Fortlassung der 1ichtaussendenden Lage 2y und der leitenden, durchsichti— .'-•en Lafjo 5- übereinstimmt. JJie Teile der Anordnung V.:, die denen der i'.atrixanordnung 10 entsprechen, sind mit gleichenFig. 5 shows a section through the multilayer unit; the liier with ; i v > and which corresponds to the matrix arrangement of FIGS. 1 to k with the omission of the non-emitting layer 2y and the conductive, transparent layer 5. The parts of the arrangement V.: Which correspond to those of the matrix arrangement 10 are identified by the same
■.ezuaszeichen versehen und nicht weitei" erläutert0 Bei flj■. To be marked and not further "explained 0 For flj
der Anordnung ^s befindet sich die Austrittsfläche 50 am Boden der iialbleiter-Lage 12, wobei die Unterseite einer jeden Halbleiter-Pille Ib einen kleinen Teil dieser Aus— trittsflache bildet. Beim Betrieb sind die obere leitende Fläche der Anordnung kü mit der positiven Klemme einer Spannungsquelle 52 und die negative Klemme der Spannungs— quelle 52 mit einer Grund- oder Bodenplatte 54 verbunden.According to the arrangement, the exit surface 50 is located at the bottom of the semiconductor layer 12, the underside of each semiconductor pill 1b forming a small part of this exit surface. In operation, the upper conductive surface of the arrangement ki is connected to the positive terminal of a voltage source 52 and the negative terminal of the voltage source 52 is connected to a base or base plate 54.
Zwischen die Austrittsfläche 50 und die obere Fläche derBetween the exit surface 50 and the upper surface of the
Bodenplatte 1Jh wird elelctroempfindliches Papier oder der- aBase plate 1 century is electrosensitive paper or the a
gleichen eingelegt, so dass jede Pille 16 der Anordnung >ϊά zu einer lflei neu, begrenzten Fläche des Papieres 56 Kontakt hat. Beim Triggern des Schaltelementes in seinen Ein—Zustand fliesst Strom von der Pille 16 durch das elektroempfindliehe Papier 56 zur Bodenplatte 5^ und aktiviert das Papier auf der von der Pille 16 bedeckten Fläche. Wenn das Papier 56 durch elektrische Aktivierung seine Farbe oder seinen Ton ändert, kann so ein Bild oder eiöe andere graphisohe Aufzeichnung auf diesen durch. Iin~same inserted so that each pill 16 of the arrangement > ϊά to a new, limited area of the paper 56 has contact. When the switching element is triggered into its on state, current flows from the pill 16 through the electrosensitive paper 56 to the base plate 5 ^ and activates the paper on the area covered by the pill 16. When the paper 56 changes its color or tone by electrical activation, an image or other graphical record can be made thereon . Iin ~
909834/1006909834/1006
12 1BU003 12 1BU003
schalten ausgewählter Schaltelemente der Anordnung 48 hergestellt werden.switch selected switching elements of the arrangement 48 are produced.
Es kann auch eine weitere Matrixanordnung vorgesehen sein, bei der die einzelnen Schaltelemente bis zu einem periodischen Abschalten in leitendem Zustand bleiben. Eine solche Matrixanordnung arbeitet als Blinker, bei dem jedes einmal eingeschaltete Schaltelement während einer bestimmten Zeitdauer im leitenden Zustand bleibt und dann automatisch wieder in den nichtleitenden Zustand zurückkehrt. Die Matrixanordnung wird dann für diese Arbeitsweise so ausgelegt, dass diese eine Vielzahl von Kondensatoren, von denen jeder mit einem entsprechenden Schaltelement verbunden ist, enthält.A further matrix arrangement can also be provided in which the individual switching elements up to one periodic shutdown in the conductive state. Such a matrix arrangement works as a blinker in which each switching element once switched on remains in the conductive state for a certain period of time and then automatically returns to the non-conductive state. The matrix arrangement is then used for this procedure designed so that these a plurality of capacitors, each of which has a corresponding switching element is connected, contains.
Fig. 6 zeigt eine Matrixanordnung 58 einer solchen Art, Auch hier sind die Teile der Matrix 58, die denen der < Matrixanordnung 10 der Fig. 1 bis 4 entsprechen, mit ; ^ gleichen Bezugszeichen versehen und nicht mehr erläuterty-Das MatrixeLement 58 stimmt mit der Matrixanordnung 10. mit Ausnahme eines Punktes 60 Uberein, der in jeder'Mehrschichteinheit aus einem Material besteht, das die ohmsche Pille 38 der Fig. i ersetzt. Das Material des Punktes 60 ist der Art, wie es z.B. Bariumtitanat entspricht, dass es eine hohe Dielektrizitätskonstante und eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist und so einen verlustbehafteten Kondensator zwischen dem Halbleiterpunkt ,26 und der leitenden 6 shows a matrix arrangement 58 of such a type. Here, too, the parts of the matrix 58 which correspond to those of the matrix arrangement 10 of FIGS. 1 to 4 are shown with ; The matrix element 58 is identical to the matrix arrangement 10, with the exception of a point 60 which, in each multilayer unit, consists of a material that replaces the ohmic pill 38 of FIG. The material of the point 60 is of the kind that corresponds, for example, to barium titanate, in that it has a high dielectric constant and a low electrical conductivity and thus a lossy capacitor between the semiconductor point, 26 and the conductive one
909834/10 0& ■909834/10 0 & ■
15 18H003 15 18H003
Schicht 40 darstellt. Beim gleichzeitigen Anlegen von Einschaltslgnalen an die Streifen 22 und Streifen 24 eines bestimmten Elementes während des Betriebes des Matrixelementes 58 wird dieses leitend, schaltet sein entsprechendes lichtaussendendes Element 30 ein und lädt den Kondensator, der von dem entsprechenden dielektrischen Punkt 60 gebildet wird, auf. Mit der Aufladung des Kondensators fällt der Strom in dem Schaltelement unter einen, den leitenden Zustand aufrechterhaltenden Wert, und das Schalt- ™ element kehrt daraufhin in seinen nichtleitenden Zustand zurück, wobei sich der Kondensator über das Material des Punktes 60 entlädt und für einen weiteren Schaltzyklus bereit ist.Layer 40 represents. When creating switch-on signals at the same time to strips 22 and 24 of a particular element during operation of the matrix element 58 this becomes conductive, switches on its corresponding light-emitting element 30 and charges the capacitor, formed by the corresponding dielectric point 60. With the charging of the capacitor the current in the switching element falls below a value that maintains the conductive state, and the switching ™ element then returns to its non-conductive state, with the capacitor spreading through the material of the Point 60 discharges and is ready for another switching cycle.
Pig, 7 und 8 zeigen Schnitte durch zwei benachbarte Mehrschichteinheiten einer Matrixanordnung 62, in der ein Kondensator füjrjede Einheit als Ersatz der ohmsehen Lage 36 der Matrixanordnung 10 der Pig. 1 bis 4 durch eine leitende A Anschlusslage 64 und eine dielektrische Schicht 66 gebildet wird. Die leitende Anschlusslage 64 besteht, wie leichter aus Pig, 8 ersichtlich, aus einer Anzahl Punkte 68 aus leitendem Material, die in dem gleichen Muster wie die Punkte 26 der Itage 15 angeordnet und mit diesen deckungsgleich sind* Jeder leitende Punkt 68 ist von einem Gebiet aus Qhmsohem Material 70 umgeben, und in den übrigen freien Bäumen zwischen den auseeren Rändern der Gebiete aus ohmschem Material. 70 befindet sieh ein geaeinsames leitendesPig, 7 and 8 show sections through two adjacent multilayer units of a matrix arrangement 62 in which a capacitor for each unit replaces the ohmic layer 36 of the matrix arrangement 10 of the Pig. 1 to 4 is formed by a conductive A connection layer 64 and a dielectric layer 66. As can be seen more easily from Pig, FIG. 8, the conductive connection layer 64 consists of a number of points 68 of conductive material which are arranged in the same pattern as the points 26 of the position 15 and are congruent therewith * Each conductive point 68 is of an area of ohmic material 70, and in the remaining free trees between the empty edges of the areas of ohmic material. 70 see a common leading
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lh 18U003 lh 18U003
Material 72. Jeder Punkt 68 ist also mit dem gemeinsamen Leiter 72 über einen Widerstand verbunden, der durch sein entsprechendes Gebiet aus ohmschem Material gebildet wird. Die dielektrische Schicht 66 besteht ihrerseits aus einer Anzahl Punkte 74 aus dielektrischem Material, die im gleichen Muster und deckungsgleich wie die Punkte 68 aus leitendem Material angeordnet sind. Die Zwischenräume zwischen den Punkten 7k aus dielektrischem Material sind mit elektrisch isolierendem Material 20 ausgefüllt, um sie gegeneinander zu isolieren.Material 72. Each point 68 is thus connected to the common conductor 72 via a resistor which is formed by its corresponding area of ohmic material. The dielectric layer 66 in turn consists of a number of points 74 of dielectric material, which are arranged in the same pattern and congruent as the points 68 of conductive material. The spaces between the points 7k made of dielectric material are filled with electrically insulating material 20 in order to insulate them from one another.
Zum Betreiben der Matrixanordnung 62 nach Fig. 7 und 8 sind der gemeinsame Leiter 72 der leitenden Anschlusslage 64 mit einem Pol einer Spannungsquelle 76 und ihr anderer Pol mit der durchsichtigen, leitenden Schicht 32 verbunden. Die durchsichtige leitende Schicht 32 ist ebenso, wie die Anschlussschicht 40 geerdet. Deshalb wird, wenn sich eine bestimmte Mehrschichteinheit der Matrixanordnung 62 in nichtleitendem Zustand befindet, der entsprechend zugeordnete, von einem dielektrischem Punkt 74, dem leitenden Punkt 68 und der leitenden Anschlussschioht 64 gebildete Kondensator aufgeladen. Bei gleichzeitigem Anlegen von Triggersignalen an die Streifen 22 und 24 dieser besonderen Mehrschichteinheit wird diese leitend und entnimmt ihrem zugehörigen Kondensator die Ladung. Der leitende Zustand bleibt solange erhalten, bis sich der Kondensator auf einen Hegelwert entlädt, der zur Aufrechterhaltung der Leitfähigkeit nichtFor operating the matrix arrangement 62 according to FIGS. 7 and 8 are the common conductor 72 of the conductive connection layer 64 with one pole of a voltage source 76 and her other Pole connected to the transparent, conductive layer 32. The transparent conductive layer 32 is like that Connection layer 40 grounded. Therefore, if a particular multilayer unit of the matrix arrangement 62 is in non-conductive State is located, the corresponding associated, of a dielectric point 74, the conductive point 68 and the conductive connection schioht 64 formed capacitor charged. With the simultaneous application of trigger signals to the strips 22 and 24 of this particular multilayer unit, this becomes conductive and removes its associated Capacitor the charge. The conductive state remains until the capacitor discharges to a Hegel value, the one to maintain conductivity is not
9 0983 4/taO69 0983 4 / taO6
15 _ 18U003 15 _ 18U003
mehr ausreicht. Danach kehrt die Mehrschichteinheit in ihren nichtleitenden Zustand zurück, und es lädt sich der Kondensator für einen neuen Arbeitszyklus auf.more is enough. After that, the multi-layer unit returns in returns to its non-conductive state and it charges the capacitor for a new duty cycle.
Patentansprüche:Patent claims:
Bä/kn - 20Bä / kn - 20
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |