DE3005956A1

DE3005956A1 - Anordnung zur darstellung von bildinhalten mit lichtemittierenden dioden

Info

Publication number: DE3005956A1
Application number: DE19803005956
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Phys. Dr. 7101 Untergruppenbach Gillessen; Martin Ing.(grad.) 7056 Weinstadt Siegle
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1980-02-16
Filing date: 1980-02-16
Publication date: 1981-09-03

Description

Anordnung zur Darstellung von Bildinhalten
mit lichtemittierenden Dioden Zur Darstellung von Bildern werden heute vielfach Anzeigeeinheiten verwendet, die aus lichtemittierenden Dioden (LED's) aufgebaut sind. Solche Anzeigeeinheiten werden auch Displays genannt. Um bei solchen Anzeigeeinheiten eine hinreichend hohe Auflösung zu erreichen, ist eine sehr große Anzahl von Bildpunkten und damit lichtemittierenden Dioden erforderlich. Dies bedingt wiederum eine entsprechend hohe Anzahl an Zuleitungen.
Zur wirtschaftlichen Herstellung eines Displays mit einer großen Anzahl von LED's wäre eine monolithische Ausführung besonders geeignet, bei der alle lichtemittierenden Dioden in einem gemeinsamen einkristallinen Halbleitergrundkörper untergebracht sind. Eine Reduktion der Zahl der Anschlußleitungen ist jedoch nur möglich, wenn sämtliche Dioden voneinander eletrisch isolier si#d. Dies würde aber bei Verwendung eInes geme-sarnen Halbleiterkörpers für sämtliche LED's außerordentlisch aufwendige technologische Herstellungsprozesse erforern, die ie Realisierung eines solchen monollthischen Displays praktisch unmöglich machen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Display mit lichtemittierende Dioden anzugeben, welches keine aufwendige Kontaktierung mit zu hoher Zuleitungszahl, keine komplizierte Zweiebenenverdrahtung und keine schwierige Technologie erfordert Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung zur Darstellung von Bildinhalten mit monolithisch integrierten lichtemittierenden Dioden gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Sind bei einer solchen Anordnung n Halbleiterbereiche vorhanden, so sind vorzugsweise jedem Halbleiterbereich n-1 Dioden zugeordnet. Die Dioden und damit auch die Anodenzonen sind vorzugsweise zeilenförmig angeordnet. Jeder Halbleiterbereich weist vorzugsweise nur eine Diodenzeile auf. Jede Anodenzone ist mit einer gesonderten Anodenelektrode versehen. Da sämtliche Dioden eines Halbleiterbereichs eine gemeinsame Kathode in Gestalt des gemeinsamen Halbleiterbereichskörpers haben, haben sämtliche Dioden eines Halbleiterbereichs eine oder mehrere gemeinsame Kathodenelektrode(n). Die Kathodenelektroden sind vorzugsweise streifenförmig ausgebildet und verlaufen vorzugsweise parallel zu den Anodenzeilen.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Wie bereits zum Ausdruck gebracht, setzt sich ein Dioden-Display nach der Erfindung aus einer Vielzahl von Halbleiterbereichen mit jeweils einer Vielzahl von lichtemittierenden Dioden zusammen. Die Figuren 1 und 2 zeigen die geeinsame Herstellung mehrerer Halbleiterbereiche, während die Figur 3 einen ei:.zeinen -a bln erbereich zeigt, der durch Auftrennung der Anordnung der Figur 2 in einzelne Halbleiterbereiche gewonnen wird.
Zur Herstellung sämtlicher LED's des Dioden-Displays und damit auch zur Herstellung sämtlicher Halbleiterbereiche geht man gemäß der Figur 1 von einem Halbleiterkörper 1 vom ersten Leitungstyp aus und bringt auf diesen Halbleiterkörper 1 eine Isolierschicht 2 auf, in die öffnungen eingebracht werden. Durch diese Öffnungen werden Haibleiterzonen 3 vom zweiten Leitungstyp in den Halbleiterkör- per 1 eingebracht, die vorzugsweise die Anoden der Dioden bilden. Die Anodenzonen 3, die voneinander durch das dazwischenliegende Halbleitermaterial vom entgegengesetzten Leitungstyp (Halbleiterkörper 1) elektrisch getrennt sind, werden beispielsweise durch Diffusion oder durch Ionenimplantation hergestellt. Sämtliche Anodenzonen 3 werden mit je einer Anodenelektrode 4 versehen. Die Kontaktierung der gemeinsamen Kathode (Halbleiterkörper 1) erfolgt durch streifenförmige Kathodenelektroden 5. Der Halbleiterkörper 1 besteht beispielsweise aus Galliumphosphid vom n-teitungstyp. Die Anodenzonen 3 haben in diesem Fall den p-Leitungstyp Neben dieser bevorzugten Ausführungsform ist auch eine andere möglich, bei der der Halbleiterkörper 1 z. B. p-leitend und die Halbleiterzonen 3 n-leitend ausgeführt sind. In diesem Fall werden sinngemäß einzelne Kathodenelektroden 4 und eine gemeinsame Anodenelektrode 5 vorgesehen Nach der Figur 2 wird auf die Halbleiteroberfläche, d. h.
genauer auf die Isolierschicht 2 und einen Teil der Elektroden, eine zweite Isolierschicht 6 aufgebracht, die teilweise auch die Elektroden bedeckt und nur dort mit Öffnungen (7, 8) versehen ist, wo die Kontaktierung der Elektroden erfolgt. Die Kontaktierung der ahodenelektroden 5 erfolgt beispielsweise im Be~ew der dazu in der Isolierschicht 6 orhanden-n ö.f-7#urgen ' . Dc Kontaktierung der Anodenelektroden 4 erfolgt durch die in der Isolierschicht 6 vorhandenen Öffnungen 8. Die erste Isolierschicht 2 besteht beispielsweise aus Siliziumnitrid und die zweite Isolierschicht 6 beispielsweise aus Siliziumdioxid.
Wie die Figuren erkennen lassen, sind die Anodenzonen und damit auch die Dioden zeilenförmig angeordnet. Jede Diodenzeile ergibt einen einzelnen Halbleiterbereich, der durch mechanische Auftrennung (z. B. Sägen) des Halbleiterkörpers 1 der Figur 2 gewonnen wird. Die Figur 3 zeigt einen einzelnen Halbleiterbereich, der stabförmig ausgebildet ist und wegen der zeilenförmigen Anordnung seiner Dioden auch als Halbleiterzeile bezeichnet werden kann.
Wie vor allem die Figur ib erkennen läßt, sind die Kathodenelektroden 5 streifenförmig ausgebildet und parallel zu den Diodenzeilen angeordnet. Die Halbleiterzeile der Figur 3 weist nur eine Kathodenelektrode 5 auf, die die gemeinsame Kathode (Halbleiterkörper 1) kontaktiert und wegen ihrer Streifenform einen niederohmigen Anschluß ergibt.
Die Figuren können natürlich nur einen kleinen Ausschnitt eines Dioden-Displays mit einer Vielzahl von LED's zeigen.
Im allgemeinen sind natürlich wesentlich mehr als die drei dargestellten Diodenzeilen vorhanden und auch die einzelnen Diodenzeilen haben wesentlich mehr als die drei dargestellten Dioden.
Das fertige Dioden-Display besteht aus einer Vielzahl von in der Figur 3 dargestellten Halbleiterzeilen 9. Zur Herstellung des Dioden-Displays werden gemäß der Figur 4 die erforderlichen Halbleiterzeilen 9 in paralleler Anordnung auf eine Trägerplatte 10 aufgebracht, und zwar derart, daß die Elektroden der Halbleiterzeilen, die sämtlich auf einer Oberflächenseite des Halbleiterkörpers 1 angeordnet sind, der Trägerplatte 1C zugewands .d. Die Elektroden 4 und D werden beispielsweise dl-z- ve eine Tröpfchen 12 eines leitfähigen Klebers oder @@@@ @@@ den Leitbahnen 11 elektrisch verbunden. Damit werden auch gleichzeitig die Halbleiterzeilen 9 auf der Trägerplatte 10 mechanisch befestigt.
Das Muster der Gleitbahnen 11 ist so ausgelegt, daß mit n Zuleitungen n(n-1) Dioden angesteuert werden können. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist n = 6, so daß mit 6 Zuleitungen 30 Dioden betrieben werden können.
Werden die als Anodenzonen bezeichneten Halbleiterzonen als Kathodenzonen verwendet, so gilt das im vorhergehenden für Anodenzonen Gesagte analog für die Kathodenzonen.
Die Erfindung ist nicht auf lichtemittierende Dioden beschränkt, sondern anstelle von -lichtemittierenden Dioden können auch andere lichtemittierende Bauelemente verwendet werden.

Claims

Patentanspruch 1 Anordnung zur Darstellung von Bildinhalten mit monolithisch integrierten lichtemittierenden Dioden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere voneinander getrennte Halbleiterbereiche vorgesehen sind, daß jedem dieser Halbleiterbereiche eine bestimmte Anzahl von lichtemittierenden Dioden zugeordnet ist, daß die Anoden oder Kathoden der lichtemittierenden Dioden als Halbleiterzonen ausgebildet sind, die auf einer Seite in die Halbleiterbereiche eingelassen sind und deren Leitungstyp dem der Halbleiterbereiche entgegengesetzt ist, daß die lichtemittierenden Dioden eines Halbleiterbereichs eine gemeinsame Kathode (oder Anode) in Gestalt des gemeinsamen Halbleiterkörpers haben, daß sämtliche Elektroden der lichtemittierenden Dioden auf einer Oberflächenseite der Halbleiterbereiche angeordnet sind und daß die Halbleiterbereiche mit dieser Oberflächenseite auf einen Trägerkörper aufgebracht sind, der auf der den Halbleiterbereichen zugewandten Seite Leitbahnen zur Kontaktierung der Diodenelektroden aufweist.
Patentansprüche 2) Anordnung nach Anspruch 1 < dadurch gekennzeichnet, aaß n Halbleiterbereiche vorhanden sind und daß jedem Halbleiterbereich n-l Dioden zugeordnet sind.
3) Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden zeilenförmig angeordnet sind.
4) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterbereiche nur eine Diodenzeile aufweisen.
5) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Halbleiterbereich eine streifenförmige Kathodenelektrode (oder Anodenelektrode) aufweist und daß diese streifenförmige Kathodenelektrode (oder Anodenelektrode) parallel zu den in einer Zeile angeordneten Anodenzonen (oder Kathodenzonen) des Halbleiterbereichs verläuft.
6) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anodenzone (oder Kathodenzone) eine Anodenelektrode (oder Kathodenelektrode) aufweist.
7) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterbereiche stäbchenförmig ausgebildet sind.
8) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Trägerkörper ein kreuzungsfreies Leitbahnmuster zur Verbindung der Dioden untereinander vorhanden ist.