CH621013A5

CH621013A5 - Visual display device with light-emitting diodes arranged in a matrix

Info

Publication number: CH621013A5
Application number: CH891777A
Authority: CH
Inventors: Henry T Groves; Thomas A Brown
Original assignee: Litton Industries Inc
Priority date: 1976-08-05
Filing date: 1977-07-19
Publication date: 1980-12-31
Also published as: FR2360950B1; DE2731717B2; NL176813B; GB1585394A; BE854349A; CA1082378A; DE2731717A1; DE2731717C3; IT1078477B; NL7704082A; FR2360950A1; JPS5318999A; NL176813C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sichtanzeigeeinrichtung mit einer Vielzahl in Form einer einzigen Matrix angeordneter, lichtemittierender Dioden, mit einer Steueranordnung zur Erregung der Dioden. The invention relates to a visual display device with a plurality of light-emitting diodes arranged in the form of a single matrix, with a control arrangement for exciting the diodes.

Die üblicherweise verwendete Einrichtung für programmierbare graphische Sichtanzeigen ist die Kathodenstrahlröhre. Die Notwendigkeit der Verwendung von Hochspannung und die grossen räumlichen Abmessungen solcher Röhren beschränken ihren Anwendungsbereich. Eine graphische Sichtanzeige mit grossem Massstab, z.B. 1,2 x 1,2 m einer programmierbaren Darstellung einer militärischen Feldkarte ist mit Kathodenstrahlröhren praktisch nicht durchzuführen. In ähnlicher Weise ist auch ein kleines, von Hand geführtes Gerät, z.B. ein interaktives Datenendgerät, das in der Lage ist, alphanumerische und graphische Sichtanzeigen zu erzeugen, mit The commonly used device for programmable graphic displays is the cathode ray tube. The need to use high voltage and the large spatial dimensions of such tubes limit their field of application. A large scale graphic display, e.g. 1.2 x 1.2 m of a programmable representation of a military field map is practically not possible with cathode ray tubes. Similarly, a small hand-held device, e.g. an interactive data terminal that is able to generate alphanumeric and graphic visual displays with

Kathodenstrahlröhren praktisch nicht brauchbar. Relativ kleine Sichtanzeigeeinrichtungen, beispielsweise Gruppierungen von LED (lichtemittierende Dioden), die in einer Matrix von fünf mal sieben LED angeordnet sind, sind zur Sichtanzeige von alphanumerischen Zeichen verwendet worden (vgl. z.B. US-PS 3 889147). Derartige Einrichtungen wären zur Verwendung beim Aufbau sowohl grosser als auch kleiner Sichtanzeigeeinrichtungen wegen ihrer geringen Grössenabmessun-gen, ihrer niedrigen erforderlichen Spannung und ihrer hohen Lichtausbeute zweckmässig. Cathode ray tubes practically unusable. Relatively small visual display devices, e.g. groupings of LEDs (light emitting diodes) arranged in a matrix of five by seven LEDs, have been used for visual display of alphanumeric characters (see e.g. U.S. Patent No. 3,889,147). Such devices would be suitable for use in the construction of both large and small visual display devices because of their small size dimensions, their low required voltage and their high luminous efficacy.

Das vorgenannte US-Patent zeigt Baueinheiten, die mehrere Gruppierungen von LED in einer Linie enthalten. Diese Bausteine sind an zwei Rändern anlegbar, was bedeutet, dass eine Reihe von Bausteinen durch Positionierung der LED seitlich nebeneinander längs einer Linie angeordnet sein kann und dass dann der Abnstand von Mitte zu Mitte zwischen benachbarten Gruppierungen in benachbarten Bausteinen der gleiche ist wie der Abstand von Mitte zu Mitte zwischen Gruppierungen innerhalb des gleichen Bausteines. Jede Gruppierung wird zur Sichtanzeige eines einzigen alphanumerischen Schriftzeichens verwendet. Diese Anlegbarkeit an zwei Kanten ermöglicht den Zusammenbau relativ kleiner Bausteine, die beispielsweise sieben individuelle Schriftzeichen-Sichtanzeige-Gruppie-rungen pro Baustein besitzen, welche zum Aufbau grösserer alphanumerischer Sichtanzeigeeinrichtungen verwendet werden können, ohne dass unerwünschte Unregelmässigkeiten in den Abständen zwischen Schriftzeichen auftreten, die in zueinander benachbarten Bausteinen zur Anzeige kommen. Derartige Bausteine sind zweckmässig zur Verwendung beim Aufbau grösserer Sichtanzeigeeinrichtungen, weil sie in sich geschlossen sind. Eine Reihentreiberschaltung und eine Spaltentreiberschaltung ist innerhalb des hermetisch abgedichteten Bausteines angeordnet, um die Anzahl von Verbindungsteilen, die für jeden Baustein erforderlich sind, auf einem Minimum zu halten. The aforementioned U.S. patent shows assemblies that contain multiple LED groupings in a line. These modules can be placed on two edges, which means that a row of modules can be arranged side by side along a line by positioning the LED and that the center-to-center distance between adjacent groups in neighboring modules is the same as the distance from Center to center between groupings within the same building block. Each grouping is used to display a single alphanumeric character. This ability to be placed on two edges enables the assembly of relatively small blocks, which have, for example, seven individual character display groupings per block, which can be used to build larger alphanumeric display devices without undesirable irregularities in the spacing between characters that occur in neighboring blocks are displayed. Such modules are expedient for use when building larger display devices because they are self-contained. A row driver circuit and a column driver circuit are disposed within the hermetically sealed package to minimize the number of connectors required for each package.

Die vorbeschriebenen bekannten Bausteine können jedoch nicht zum Aufbau graphischer Sichtanzeigeeinrichtungen verwendet werden, weil die LED in individuelle Gruppierungen für die Sichtanzeige von einzelnen alphanumerischen Schriftzeichen organisiert sind. Selbst wenn zusätzliche LED vorgesehen werden, um die Räume zwischen den Gruppierungen auszufüllen, können die Bausteine nicht zum Aufbau graphischer Sichtanzeigeeinrichtungen verwendet werden, weil sie nicht an vier Rändern anlegbar sind. However, the known modules described above cannot be used to construct graphic display devices, because the LEDs are organized in individual groups for the display of individual alphanumeric characters. Even if additional LEDs are provided to fill the spaces between the groupings, the building blocks cannot be used to construct graphic display devices because they cannot be applied on four edges.

Ein an vier Rändern anlegbarer Baustein wäre ein Baustein, der so ausgebildet ist, dass eine zweidimensionale Matrix solcher Bausteine aus diesen Bausteinen gebildet werden kann, wenn sie in einer Anordnung Seite an Seite in zwei getrennten zueinander senkrechten Richtungen angeordnet sind, wobei jeder innere Baustein andere Bausteine besitzt, die allen vier Rändern benachbart sind, wodurch eine grösssere Matrix von Gruppierungen von LED in solcher Weise aufgebaut wird, dass die Reihenabstände und die Spaltenabstände zwischen LED an benachbarten Bausteinen gleich den Reihen- und Spaltenabständen zwischen LED an einem individuellen Baustein sind. A block that can be created at four edges would be a block that is designed such that a two-dimensional matrix of such blocks can be formed from these blocks if they are arranged in an arrangement side by side in two separate directions perpendicular to one another, each inner block being different Has building blocks that are adjacent to all four edges, whereby a larger matrix of groupings of LEDs is built up in such a way that the row spacing and the column spacing between LEDs on adjacent building blocks are equal to the row and column spacing between LEDs on an individual building block.

Ein weiterer Baustein, der abtastbar ist, damit alphanumerische Sichtanzeigen erhalten werden, ist der US-PS 3 800177 zu entnehmen. Es wäre nicht praktisch die Grössenabmessung der Gruppierung in einen solchen Baustein so zu vergrössern, dass die Kapazität grosser alphanumerischer und graphischer Sichtanzeigen innerhalb eines Bausteines erreicht wird, weil beispielsweise Dimensionstoleranzprobleme, Begrenzungen der Festigkeit der Bestandteile und zu hohe Kosten im Wege stehen. Ähnliche Probleme treten in Verbindung mit den in letzter Zeit entwickelten monolithischen LED-Sichtanzeigeeinrichtungen auf, die beispielsweise folgenden US-PSen zu entnehmen sind: Nr.: 3 940 756,3 867 666,3 893 149,3 703 656, 3 792 465,3 821 616,3 942 065 und 3 654 476. Another module that can be scanned so that alphanumeric displays are obtained can be found in US Pat. No. 3,800,177. It would not be practical to increase the size of the grouping in such a module in such a way that the capacity of large alphanumeric and graphic displays within a module is reached because, for example, dimension tolerance problems, limitations of the strength of the components and excessive costs stand in the way. Similar problems occur in connection with the recently developed monolithic LED display devices, which can be found, for example, in the following US Pat. Nos .: 3,940,756.3 867,666.3,893 149.3 703,656, 3,792,465, 3,821,616.3,942,065 and 3,654,476.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine grossflä2 The object of the present invention is to provide a large surface

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chige optische Sichtanzeigeeinrichtung der gattungsgemässen Art vorzuschlagen, die aus einzelnen Bausteinen aufgebaut ist. propose optical visual display device of the generic type, which is composed of individual building blocks.

Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Sichtanzeigeeinrichtung aus einer Vielzahl einzelner in Form und Grösse gleicher Bausteine, die eng aneinanderliegen, 5 zusammengesetzt ist, die lösbar auf einer Tafel, welche die gemeinsame Rückseite bildet, befestigt sind, dass jeder Baustein die Form einer viereckigen Trägerplatte hat, auf deren einer Oberfläche die Dioden in der Matrixform so angeordnet sind, dass die dem Rand der Trägerplatte nächstpositionierten 10 Dioden einen Abstand vom Rand aufweisen, der die Hälfte des Abstandes zwischen zwei benachbrten Dioden derselben Spalte oder Zeile beträgt, und dass benachbart zur anderen, den Dioden abgewandten Oberfläche der Trägerplatte die für die Dioden dieses Bausteines erforderlichen Teile der Steuer- 15 anordnung befestigt sind. According to the invention, this object is achieved in that the visual display device is composed of a large number of individual modules of the same shape and size, which lie close together, 5, which are detachably fastened on a board, which forms the common back, that each module has the Has the shape of a square support plate, on one surface of which the diodes are arranged in the matrix shape such that the 10 diodes positioned closest to the edge of the support plate are at a distance from the edge which is half the distance between two adjacent diodes of the same column or row, and that, adjacent to the other surface of the carrier plate facing away from the diodes, the parts of the control arrangement required for the diodes of this component are fastened.

Spezielle Ausbildungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche. Special forms of training of the invention result from the features of the dependent claims.

Mit dem erfindungsgemässen Vorschlag wird erreicht, dass Sichtanzeigeeinrichtungen in grossflächiger Ausführung und 20 nahezu jeglicher zweckmässiger Grössenabmessung, auch z.B. in Wandgrösse hergestellt werden können. Dabei ist jeder Baustein an vier Rändern anlegbar, indem eine Anzahl solcher Bausteine seitlich aneinander längs der vier Ränder positioniert wird, damit grössere Matrizen ohne Unstetigkeiten in gleich- 25 förmigem Abstand von Mitte zu Mitte zwischen einzelnen lichtemittierenden Dioden auf benachbarten Bausteinen ausgeschaltet werden. Die Zwischenverbindungen zwischen den Bausteinen und der zentralen elektronischen Programmierschaltung, z.B. einem Rechner, lassen sich dabei auf der gemein- 30 samen Rückseite der Befestigungstafel aufbringen. In sich geschlossene Reihen- und Spaltensteuerschaltungen sowie Umlauf-Wiederholungsspeicher können in den Bausteinen auf der entgegengesetzten Seite, d.h. benachbart der entgegengesetzten Oberfläche des Trägers, vorgesehen sein. Das Prinzip 35 der Anordnung einer Steuerschaltung und einer LED-Gruppierung, auf den beiden gegenüberliegenden Hauptflächen eines Trägers, ergibt eine mechanisch und elektrisch optimierte Baugruppe, da der Baustein selbst verhältnismässig dünn, aber trotzdem baulich sehr stabil ausgebildet sein kann, während 40 eine minimale Anzahl von Schriftverbindungen zwischen dem Baustein und der Rückseite des Trägers erforderlich ist. Zwischenverbindungen zwischen der Steuerschaltung und den LED werden zweckmässigerweise mittels Durchführungen durch den Träger erzielt. Auf der entgegengesetzten Seite des 43 Bausteines können Verbindungsstifte zur Verbindung der Rückseite vorgesehen sein, sowie ein Ringrahmen, der die Stifte aufnimmt. Beispielsweise kann eine hermetische Abdichtung der Steuerschaltung mit dem Ringrahmen verbunden sein. With the proposal according to the invention it is achieved that large-scale display devices and almost any practical size dimension, also e.g. can be made in wall size. Each module can be placed on four edges by positioning a number of such modules side by side along the four edges, so that larger matrices can be switched off without discontinuity at a uniform center-to-center distance between individual light-emitting diodes on adjacent modules. The interconnections between the building blocks and the central electronic programming circuit, e.g. a computer, can be attached to the common back of the mounting board. Self-contained row and column control circuits as well as recirculation repetition memories can be in the building blocks on the opposite side, i.e. adjacent to the opposite surface of the carrier. The principle 35 of arranging a control circuit and an LED grouping on the two opposite main surfaces of a carrier results in a mechanically and electrically optimized assembly, since the module itself can be relatively thin, but still structurally very stable, while 40 is a minimal number of written connections between the module and the back of the carrier is required. Interconnections between the control circuit and the LEDs are expediently achieved by means of bushings through the carrier. On the opposite side of the 43 component, connecting pins can be provided for connecting the back, as well as a ring frame that receives the pins. For example, a hermetic seal of the control circuit can be connected to the ring frame.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der w Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen: The invention is explained below in connection with the drawing using an exemplary embodiment. Show it:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer graphischen Sichtanzeigeanordnung mit grossem Massstab, die aus einer Vielzahl von Sichtanzeige-Bausteinen auf der Rück- 55 seite besteht, welche an vier Rändern aneinanderstossen können, gemäss der Erfindung, 1 is a schematic perspective view of a large-scale graphic display arrangement, which consists of a large number of display modules on the back, which can abut on four edges, according to the invention,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines der Bausteine nach Fig. 1, die an vier Rändern aneinanderstossen können, 2 is a perspective view of one of the building blocks of FIG. 1, which can abut on four edges,

Fig. 3 den Baustein nach Fig. 2 in Explosionsdarstellung in so einer in bezug auf Fig. 2, auf den Kopf gestellten Position, 3 shows the block according to FIG. 2 in an exploded view in such a position upside down in relation to FIG. 2,

Fig. 4 in vergrössertem Massstab den Bereich A in Fig. 1, 4 shows the area A in FIG. 1 on an enlarged scale,

wobei jeder der vier benachbarten Bausteine die drei anderen trifft, und where each of the four neighboring building blocks meets the other three, and

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer elektronischen 05 Schaltanordnung, wie sie für den Baustein nach Fig. 2 und 3 anwendbar ist. Fig. 5 is a schematic representation of an electronic 05 switching arrangement, as can be used for the module according to FIGS. 2 and 3.

Figur 1 zeigt eine graphische Sichtanzeigevorrichtung 10 FIG. 1 shows a graphical display device 10

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mit grossem Massstab, die aus einer Anzahl von Bausteinen 12 besteht, die an vier Rändern aneinanderstossen können und die auf einer gemeinsamen Tafel befestigt sind, welche die rückwärtige Ebene 14 bildet, und die über Leiter 16 mit einer zentralen, elektronischen Programmierschaltung 18 verbunden sind. on a large scale, which consists of a number of building blocks 12 which can abut on four edges and which are fastened to a common panel which forms the rear plane 14 and which are connected to a central electronic programming circuit 18 via conductors 16.

Jeder Baustein 12 weist sichtbar auf seiner Oberfläche eine rechteckförmige Gruppe von lichtemittierenden Vorrichtungen, z.B. lichtemittierenden Dioden, die als LEDs bezeichnet werden, auf. Unter Steuerung der Programmierschaltung 18 können ausgewählte LEDs in jedem Baustein so erregt werden, dass sie eine alphanumerische und/oder andere graphische Sichtanzeige ergeben, z.B. einen Vielfachleitungskomplex 23 und alphanumerische Bezeichnungen, die zur Darstellung eines Beispiels zur Anzeige gebracht werden. Die Schaltung 18 dient zur Identifizierung und Auswahl jener Dioden in jedem Baustein, die erregt werden müssen, damit die gewünschte Anzeige erhalten wird. Für diese Programmierung können viele unterschiedliche herkömmliche Vorrichtungen verwendet werden, und in ihrer einfachsten Form ist die Schaltung 18 eine Matrix von Schaltern, von denen jeder in der Lage ist, eine einzelne LED auf der Sichtanzeigetafel 10 individuell zu erregen. Each chip 12 has a rectangular array of light emitting devices, e.g. light emitting diodes called LEDs. Under control of the programming circuit 18, selected LEDs in each device can be energized to provide an alphanumeric and / or other graphical display, e.g. a multi-line complex 23 and alphanumeric names that are displayed to show an example. Circuit 18 is used to identify and select those diodes in each device that need to be energized to obtain the desired display. Many different conventional devices can be used for this programming, and in its simplest form the circuit 18 is a matrix of switches, each of which is capable of individually energizing a single LED on the display panel 10.

Ein wichtiger Vorteil vorliegender Erfindung wird darin gesehen, dass das zur Anzeige gebrachte Bild ohne Verzerrung wiedergegeben werden kann, obgleich das Bild sich von einem Baustein zum anderen oder vielen anderen innerhalb der grossflächigen Sichtanzeige fortsetzen bzw. erstrecken kann. Die Fläche, in der sich die vier Bausteine 22,24,26 und 28 treffen und die Fig. 1 mit A bezeichnet ist, wird nachstehend in Verbindung mit Fig. 4 im einzelnen erläutert. An important advantage of the present invention is seen in the fact that the image displayed can be reproduced without distortion, although the image can continue or extend from one module to another or many others within the large-area display. The area in which the four building blocks 22, 24, 26 and 28 meet and FIG. 1 is designated by A is explained in detail below in connection with FIG. 4.

Figur 2 zeigt eine teilweise herausgebrochen dargestellte isometrische Ansicht eines individuellen Bausteines 12, dessen Oberseite eine transparente Schicht 34 aufweist, die zweckmässigerweise aus transparentem Epoxid besteht. Unterhalb der Schicht 34 und auf einer flachen Platte, die die Unterlage 32 darstellt, ist eine rechteckigförmige, zweckmässigerweise quadratische Gruppierung 30 von LEDs sichtbar. Innerhalb des Bausteines, der unmittelbar unterhalb der Unterlage 32 angebracht ist, ist wenigstens eine zusätzliche Unterlage 35 vorgesehen, die den Auffrischungsspeicher wie auch eine Reihen- und Spaltensteuerschaltung, die nachstehend noch näher erläutert wird, aufnimmt. FIG. 2 shows an isometric view, partially broken away, of an individual component 12, the upper side of which has a transparent layer 34, which expediently consists of transparent epoxy. Below the layer 34 and on a flat plate, which represents the base 32, a rectangular, expediently square grouping 30 of LEDs is visible. At least one additional pad 35 is provided within the module, which is attached immediately below the pad 32, which receives the refresh memory as well as a row and column control circuit, which will be explained in more detail below.

Figur 3 zeigt eine Explosionsansicht des Bausteines 12, wobei jedoch im Vergleich zu Fig. 2 oben und unten miteinander vertauscht sind. Bei der Darstellung nach Fig. 2 können Träger 32 und 35, die als zwei getrennte Schichten dargestellt sind, zweckmässigerweise aus einem mehrschichtigen keramischen Träger aufgebaut sein. In Fig. 3 ist ein modifizierter Aufbau, der eine Konfiguration aus drei Trägern darstellt, gezeigt, der sich zur Verwendung bei der Herstellung von kleineren Mengen von Baueinheiten als zweckmässig herausgestellt hat. Der mehrschichtige keramische Träger ist zweckmässig bei der Verwendung der Massenproduktion identischer Bausteine. Die grundlegenden Anforderungen an die Trägerkonfigurationen sind die gleichen und werden weiter unten in Verbindung mit Fig. 3 erläutert. FIG. 3 shows an exploded view of the component 12, but in comparison to FIG. 2 the top and bottom are interchanged. In the illustration according to FIG. 2, supports 32 and 35, which are shown as two separate layers, can expediently be constructed from a multilayer ceramic support. 3 shows a modified structure, which represents a configuration of three carriers, which has been found to be suitable for use in the production of smaller quantities of structural units. The multilayer ceramic carrier is useful when mass-producing identical building blocks. The basic requirements for the carrier configurations are the same and are explained below in connection with FIG. 3.

Die transparente Epoxydschicht 34 ist unten in Fig. 3 unterhalb des Trägers 32 sichtbar. Auf der nach abwärts gerichteten grösseren Oberfläche des Trägers 32 ist, in Fig. 3 nicht sichtbar, die Gruppierung 30 von LEDs in Kontakt mit der Schicht 34 dargestellt. Wie weiter unten noch ausgeführt wird, werden Zwischenverbindungen zu den LEDs der Gruppierung 30 über sogenannte Durchgänge bzw. Durchführungen durch den Träger 32 hergestellt und mit Hilfe eines Leiterschemas 36 an einen zentrischen Bereich 38 in der Nähe der Mitte des Trägers 32 gesammelt. The transparent epoxy layer 34 is visible below in FIG. 3 below the carrier 32. The grouping 30 of LEDs in contact with the layer 34 is not shown in FIG. 3 on the larger surface of the carrier 32 directed downwards. As will be explained further below, intermediate connections to the LEDs of the grouping 30 are established via so-called passages or feedthroughs through the carrier 32 and are collected with the aid of a conductor pattern 36 at a central region 38 near the center of the carrier 32.

Auf dem Träger 32 sind zwei zusätzliche dünnere Träger 40 und 42 angeordnet, die miteinander die Funktion des Trägers 35 nach Fig. 2 ausführen. Die Träger 40 und 42 sind auf dem Arranged on the carrier 32 are two additional, thinner carriers 40 and 42, which together perform the function of the carrier 35 according to FIG. 2. The carriers 40 and 42 are on the

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Träger 32 so positioniert, dass der Zwischenverbindungsbe- jeden Spalte ist mit der nächstliegenden LED jeder benachbar-reich 38 über den Kanal 39 zugänglich ist, der den durch die ten Spalte ausgerichtet, damit Reihen von LEDs entstehen, die Träger 40 und 42 gebildeten Raum darstellt. Die elektrischen quer zu den Spalten verlaufen. Die LEDs 58,59 und 80 auf dem Verbindungen zu den LEDs der Gruppierung 30 werden des- Baustein 22 sind mit der LED 62 des Bausteines 24 ausgerichtet, halb zur Mitte des Trägers 32 geführt und dann von den dünne- 5 wie durch die Beziehung zwischen der Reihe 84 des Bausteines ren Trägern über herkömmliche Zwischenverbindungen, z.B. 22 und der Reihe 86 des Bausteines 24 gezeigt. Die Anoden der Drahtverbindungen 31 aufgenommen. Die dünneren Träger 40 LEDs längs einer Reihe sind über Anschlussdrähte verbunden ; und 42 nehmen die Reihen- und Spaltensteuerschaltung für die beispielsweise verbindet der Anschlussdraht 64 die LED 58 mit Gruppierung 30 auf, die in Form von Halbleiterchips 44 gezeigt der LED 59 in der Reihe 84. Eine Zwischenverbindung zwi-sind, welche über eine auf der Oberfläche 45 des Trägers aufge- io sehen der Steuerschaltung auf der Rückseite des Bausteines brachte gedruckte Schaltung mit einem Bereich 46 für die und dem Anschlussdraht 64 ist über die Durchführung 66 vor Carrier 32 positioned so that the interconnect- each column is accessible with the nearest LED to each adjacent region 38 via channel 39 which aligns the space formed by the th column to create rows of LEDs that represent carriers 40 and 42 . The electrical run across the columns. The LEDs 58, 59 and 80 on the connections to the LEDs of the grouping 30 of the module 22 are aligned with the LED 62 of the module 24, guided halfway to the center of the carrier 32 and then from the thin 5 as by the relationship between the series 84 of the building block ren carriers via conventional interconnections, eg 22 and row 86 of module 24 are shown. The anodes of the wire connections 31 are added. The thinner carrier 40 LEDs along a row are connected via connecting wires; and 42 accommodate the row and column control circuitry for which, for example, the lead wire 64 connects the LED 58 to grouping 30, shown in the form of semiconductor chips 44, of the LED 59 in the row 84. An interconnection between which is provided on the surface 45 of the carrier - see the control circuit on the back of the module - brought printed circuit with an area 46 for and the connecting wire 64 is above the feedthrough 66

Drahtverbindung mit den LEDs auf dem Träger 32 verbunden gesehen, die sich durch den Träger 32 erstreckt, wie oben aussind. geführt. Die Verbindungen zü den Spaltenschaltungen sind Zwischenverbindungen zwischen dem Baustein und der beispielsweise über eine Durchführung 68 in der Spalte 60 Rückseite 14, die in Fig. 1 gezeigt ist, werden durch Stifte 48 15 vorgesehen. Wire connection seen connected to the LEDs on the carrier 32, which extends through the carrier 32, as are above. guided. The connections to the column circuits are intermediate connections between the module and, for example, via a bushing 68 in the column 60 rear 14, which is shown in FIG. 1, are provided by pins 48 15.

vorgenommen, die mit den Trägern 40 und 42 über Stiftan- Damit diese Bausteine an vier Rändern aneinander anlie- made with the brackets 40 and 42 via pins - so that these building blocks can be

schlussstellen 50 verbunden und befestigt sind, obgleich in der gen können, ist es kritisch, dass der Abstand von Mitte zu Mitte Explosionsdarstellung nach Fig. 3 diese Stifte von einer nach- zwischen den äussersten LEDs benachbarter Bausteine, z.B. stehend beschriebenen kastenförmigen Abdichtanordnung LED 58 des Bausteines 22 und LED 62 des Bausteines 24 gleich vorzustehen scheinen. Die Rückseite 14 kann zweckmässiger- 20 dem gleichförmigen Abstand von Mitte zu Mitte sind. Dies weise (nicht dargestellte) Buchsen aufweisen, in die die Stifte 48 wird am zweckmässigsten durch den hier gezeigten symmetri-eingesetzt werden können. Die kastenförmige Abdichtanord- sehen Aufbau erzielt. So sind die Abstände von den äussersten nung weist einen ringförmigen Rahmen 52 mit einer grossen LEDs zu den Rändern des Bausteines für alle vier Kanten zentrischen Öffnung und kleineren seitlichen Öffnungen auf, gleich und nicht grösser als der Abstand X von Mitte zu Mitte, durch die die Stifte 48 vorstehen können. Wenn die Träger 40 25 wie in Fig. 4 gezeigt. Es kann auch eine unsymmetrische Konfi-und 42 mit dem Träger 32 beispielsweise mit Hilfe eines Epo- guration verwendet werden, solange die Summe der Abstände xydklebers befestigt sind und die Stifte 48 mit den Anschluss- von einer äussersten LED zum Rand des Bausteines für zwei stellen 50 verlötet sind, kann der Ringrahmen 52 über den teil- benachbarte Bausteine nicht grösser als der gleichförmige weise vervollständigten Baustein gesetzt werden, damit eine Abstand von Mitte zu Miltte ist. Somit ergibt sich, dass die zusätzliche Abstützung für die Stifte 48 erzielt wird. Dies ergibt m lichtemittierenden Dioden über die eine grössere Fläche des eine Befestigungsfläche für eine Abdeckung 54, die die kästen- Trägers 32 im gleichförmigen Abstand X von Mitte zu Mitte förmige Anordnung schliesst, wenn sie mit dem Ringrahmen 52 zwischen den von Paaren benachbarten Dioden verteilt sind, abgedichtet ist, damit eine hermetische Dichtung für die Schal- wobei die lichtemittierenden Dioden, die einem Rand des Trätung 44 und die empfindlichen Drahtverbindungen erhalten gers 32 am nächsten liegen, in einem Abstand von dem Rand wird. « des Trägers 32 angeordnet sind, der nicht grössere ist als die Terminals 50 are connected and attached, although in the gen, it is critical that the center-to-center exploded view of Fig. 3, these pins from an adjacent between the outermost LEDs, e.g. The above-described box-shaped sealing arrangement LED 58 of the module 22 and LED 62 of the module 24 seem to be the same. The back 14 can be more convenient - the uniform distance from center to center. This wise (not shown) have sockets into which the pins 48 is most conveniently inserted by the symmetri shown here. The box-shaped sealing arrangement see structure achieved. Thus, the distances from the outermost opening have an annular frame 52 with large LEDs to the edges of the building block for all four edges of the central opening and smaller side openings, equal and not greater than the distance X from center to center through which the Pins 48 can protrude. If the carrier 40 25 as shown in Fig. 4. It is also possible to use an asymmetrical configuration 42 and 42 with the carrier 32, for example with the aid of an configuration, as long as the sum of the spacings is fixed by means of adhesive and the pins 48 with the connection points from an outermost LED to the edge of the module for two 50 are soldered, the ring frame 52 cannot be placed over the partially adjacent building blocks larger than the uniform, completed building block, so that there is a distance from the center to the center. The result of this is that the additional support for the pins 48 is achieved. This results in m light-emitting diodes over the larger area of a mounting surface for a cover 54, which closes the box-carrier 32 at a uniform distance X from center to center in the form of an arrangement when they are distributed with the ring frame 52 between the diodes adjacent to pairs , is sealed so that a hermetic seal for the scarf- with the light-emitting diodes closest to an edge of the shade 44 and the sensitive wire connections gers 32 being at a distance from the edge. «Of the carrier 32 are arranged, which is not larger than that

Der vorgeschriebene Aufbau für den Baustein 12 ergibt Hälfte des gleichförmigen Abstandes von Mitte zu Mitte. The prescribed structure for module 12 results in half the uniform distance from center to center.

eine hermetisch abgedichteten, in sich geschlossenen Wieder- Obgleich die Steuerschaltung direkt von dem gleichen flachen, holungsspeicher wie auch eine Reihen- und Spaltensteuerschal- plattenförmigen Träger 32, der die Dioden aufnimmt, aufge-tung in einer zweckmässigen, relativ flachen, rechteckförmigen nommen werden kann, hat es sich als zweckmässig herausge-oder quadratischen Baugruppe, soweit jede der grösseren Flä- 40 stellt, einen Baustein so zu konstruieren, dass die Steuerschal-chen des Trägers 32 etwa die gleiche Grössenabmessung wie tung 44 durch wenigstens einen zweiten flachen, plattenförmi-der gesamte Baustein hat; der Träger trennt somit eine Zone gen Träger abgestützt wird, der die Anordnung der gleichen mit lichtemittierenden Dioden, die von einer grösseren Fläche Grössenabmessung und des gleichen Umrisses wie die andere aufgenommen werden, und eine weitere Zone, die die Steuer- grössere Fläche des Träger 32 aufnimmt, wobei die grösseren Schaltung 44 in der Nähe der anderen grösseren Fläche des 45 Oberflächenbereiche damit befestigt sind. Dann bilden die beiTrägers 32 enthält, voneinander. Durch diese Konstruktion den Träger 40 und 42, die die zweite, flache, plattenförmige wird erreicht, dass die vier Ränder aneinanderliegen können, Trägeranordnung für die Steuerschaltung 44 darstellen, den was in Verbindung mit Fig. 4 auf einfache Weise nachgewiesen offenen Raum 39 zwischeneinander, damit ein Zugang zu der werden kann, die den Bereich A nach Fig. 1 zeigt, in welchem anderen grösseren Fläche des Trägers 32, der die lichtemittie-die Bausteine 22,24,26 und 28 aneinandertreffen. In Fig. 4 ist 50 renden Dioden aufnimmt, möglich ist, und eine Vielzahl von auf die obere Fläche des Trägers 32 des Bausteines 22 eine par- Verbindungsdrähten, die die lichtemittierenden Dioden mit der allele Reihe von Spaltenleiterstreifen mit einem gleichförmigen Steuerschaltung 44 auf den beiden Trägern 40 und 42 verbin-Abstand X von Mitte zu Mitte, dargestellt durch Spaltenleiter den, erstrecken sich durch den offenen Raum 39. a hermetically sealed, self-contained re-although the control circuit can be taken directly from the same flat, memory, as well as a row and column control plate-shaped carrier 32, which houses the diodes, in a convenient, relatively flat, rectangular shape , it has proven to be expedient to be a square or assembly, as far as each of the larger areas 40 is concerned, to construct a module such that the control shells of the carrier 32 are approximately the same size dimension as the device 44 by at least one second flat, plate-shaped the whole building block has; the carrier thus separates a zone from the carrier which supports the arrangement of the same with light-emitting diodes which are picked up by a larger area of size and the same outline as the other, and a further zone which controls the larger area of the carrier 32 picks up, the larger circuit 44 in the vicinity of the other larger surface of the 45 surface areas are thus secured. Then they form at carrier 32, from each other. With this construction, the supports 40 and 42, which achieves the second, flat, plate-like shape so that the four edges can lie against one another, represent the support arrangement for the control circuit 44, the open space 39 between one another, which has been proven in a simple manner in connection with FIG. 1, in which other larger area of the carrier 32, where the light-emitting components 22, 24, 26 and 28 meet. In Fig. 4 is 50 renden diodes, is possible, and a variety of on the upper surface of the carrier 32 of the device 22 a par connecting wires connecting the light emitting diodes with the allelic row of column conductor strips with a uniform control circuit 44 on the two Beams 40 and 42 connecting distance X from center to center, represented by column conductors, extend through the open space 39.

60,70 und 72, aufgebracht. Wenn die Bausteine 22 und 28 ein- Eine vollständige Sichtanzeigeanordnung stellt dann eine wandfrei auf der Rückseite 14 positioniert sind, sind die Spai- « Matrix aus einer Vielzahl von Bausteinen dar, die lösbar auf tenleiterstreifen in allen benachbarten Bausteinen miteinander einer Tafel befestigt sind, welche eine gemeinsame Rückseite ausgerichtet, wie durch die Beziehung von Spalten 60,70 und für die Bausteine bildet; die Matrix von Bausteinen stellt dabei 72 des Bausteines 22 mit den Spalten 61,71 und 73 des Baustei- ein kontinuierliches Schema von lichtemittierenden Dioden nes 28 gezeigt. Die Spalten können zweckmässigerweise dar, die so ausgelegt sind, dass die gleichförmige Abstände von gedruckte Leiterpfade sein oder nach einer anderen herkömm- so Mitte zu Mitte zwischen jedem Paar von einander benachbarlichen Technik ausgebildet sein. ten lichtemittierenden Dioden belassen. 60, 70 and 72. If the modules 22 and 28 are a complete visual display arrangement then a wall is positioned on the back 14, the Spai matrix are made up of a large number of modules, which are releasably attached to one another on the conductor strips in all neighboring modules, which are panels a common back face aligned as through the relationship of columns 60, 70 and for the building blocks; the matrix of building blocks represents 72 of building block 22 with columns 61, 71 and 73 of the building block - a continuous scheme of light-emitting diodes 28 is shown. The gaps can conveniently be designed to be the uniform distances from printed wiring paths or to be formed conventionally center to center between each pair of adjacent technology. Leave the light emitting diodes.

Auf jeder Spalte sind LEDs mit gleichförmigem Abstand X Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der Reihen- und von Mitte zu Mitte positioniert, wie durch die LEDs 56 und 58 Spaltensteuerschaltung des Bausteines 12 und stellt einen Teil auf der Spalte 60 und die LEDs 57 und 59 auf der Spalte 70 dar- der Gruppierung 30 dar. Es sind Teile von Spalten 88,90 und 92 gestellt. Die LEDs sind mit einem stromleitenden Epoxydkle- 65 zusammen mit Reihen 94,96 und 98 gezeigt; die Reihe 94 wird ber oder auf andere Weise festgelegt, damit eine elektrische durch LEDs 100,102 und 104 dargestellt, während die Reihe 96 Verbindung zwischen der Basis oder Kathode einer jeden LED die LEDs 106,108 und 110 enthält. On each column, LEDs are spaced uniformly X. FIG. 5 is a schematic representation of the row and center-to-center positions, such as by LEDs 56 and 58, column control circuitry of device 12 and placing part on column 60 and LEDs 57 and 59 on column 70 of which grouping 30 represents. Parts of columns 88, 90 and 92 are provided. The LEDs are shown with a conductive epoxy 65 along with rows 94, 96 and 98; row 94 is determined, via or otherwise, to be an electrical one represented by LEDs 100, 102 and 104, while row 96 includes connection between the base or cathode of each LED, LEDs 106, 108 and 110.

und dem Spaltenstreifen erzielt wird. Jeder der LEDs einer Einzelne LEDs innerhalb eines jeden Bausteines und damit and the streak is achieved. Each of the LEDs of a single LED within each component and thus

5 621013 5 621013

innerhalb einer jeden grossen Sichtanzeigeanordnung werden Ein Schalter 132 nimmt die digitale Information zur Steue-zur gesteuerten Erregung durch Abtasten über die Spalten, und rung der LEDs in der wirksam gemachten Spalte auf und gibt zwar jedesmal eine, ausgewählt. Die Spalten werden von der diese Information an das Register 130. Diese Information wird Spaltensteuerschaltung 112 ausgewählt, die Register 114 auf- dann in einem Speicher 134 gespeichert, so dass die Reihentrei-weist, welche als ihren Eingang den Ausgang des Taktgebers 5 berinformation wiederholt werden kann, bis eine Änderung 116 aufnehmen, der zentral angeordnet sein kann oder der erforderlich ist. Diese Technik reduziert den komplexen durch die Schaltung 18 (Fig. 1 ) so gesteuert werden kann, dass Aufbau der Schaltanordnung. Die dem Register 130 aufgege-alle Spalten in einer Anzeigeanordnung nacheinander abgeta- bene Information wird deshalb durch die Betätigung des Schalstet werden. Die Ausgänge der Registers 114 werden verwen- ters 132 gesteuert. Within each large display arrangement, a switch 132 receives the digital information for control-to-controlled excitation by scanning across the columns, and lighting the LEDs in the activated column, giving one each time. The columns are transferred from this information to the register 130. This information is selected from column control circuit 112, the register 114 is then stored in a memory 134, so that the rows have rows which, as their input, repeat the output of the clock generator 5 can accommodate until change 116, which can be centralized or which is required. This technique reduces the complexity through the circuit 18 (FIG. 1) that can be controlled to build the circuitry. The information given to register 130 - all the columns in succession in a display arrangement - will therefore be activated by actuating the switch. The outputs of registers 114 are controlled by user 132.

det, um Spaltentreiber anzuschalten, die jeder Spalte zugeord- 10 Integrierte Stromkreischips 44, die die Reihentreiberschalnet sind, damit sie für eine feste Zeitperiode wirksam werden. tung 124 aufweisen, sind in Fig.3 so dargestellt, dass sie auf dem Die Spaltentreiber können zweckmässigerweise elektronische Träger 40 befestigt und mit der Matrixgruppierung 30 über Schalter sein, die den Strombedarf einer Spalte von LEDs Durchführungen durch den Träger 32 verbunden sind. Die inte-steuern. Sie werden durch Treiberschaltungen 118,120 und 122 grierten Stromkreischips 44 sind auf der Vorderseite des Trä-für die Spalten 88,90 und 92 dargestellt. 15 gers 32 mit dem entsprechenden Reihenanschlussdraht in der to turn on column drivers that are associated with each column 10 integrated circuit chips 44 that are the row drivers to operate for a fixed period of time. device 124 are shown in FIG. 3 in such a way that the column drivers can expediently be attached to electronic carriers 40 and be connected to the matrix grouping 30 via switches that connect the current requirements of a column of LEDs through the carrier 32. The inte-taxes. They are represented by driver circuits 118, 120 and 122, circuit chips 44 are shown on the front of the carrier for columns 88, 90 and 92. 15 gers 32 with the corresponding row connection wire in the

Die Reihensteuerschaltung 124 wird verwendet, um die oben beschriebenen Weise verbunden. In ähnlicher Weise kann The row control circuit 124 is used to connect in the manner described above. Similarly, can

LEDs auszuwählen, die in einer bestimmten Spalte erregt wer- die Spaltentreiberschaltung 112 auf dem Träger 42 befestigt den sollen, wenn sie durch die Spaltensteuerschaltung 112 wirk- und mit der entsprechenden Spalte auf der Vorderseite des sam gemacht werden. Jeder Reihe ist eine spezielle Reihentrei- Trägers 32 verbunden sein. To select LEDs to be energized in a particular column, the column driver circuit 112 is to be mounted on the carrier 42 when they are activated by the column control circuit 112 and made with the corresponding column on the front of the sam. Each row is connected to a special row three carrier 32.

berschaltung zugeordnet, z.B. die Treiber 78,126 und 128 für 20 Im Rahmen vorliegender Erfindung kann jede Trägerkonfi- assigned, e.g. drivers 78, 126 and 128 for 20 In the context of the present invention, each carrier configuration can

die Reihen 94,96 und 98. Die Treiber können zweckmässiger- guration verwendet werden, die in der Lage ist, die Gruppie- the 94,96 and 98 series. The drivers can be used conveniently, capable of grouping the

weise herkömmliche elektronische Schalter sein und müssen rung 30 von LEDs auf einer grösseren Oberfläche und einem den Leistungsbedarf nur für eine LED gleichzeitig schalten. Die Speicher 134, wie auch eine Reihen- und Spaltentreiberschal- be conventional electronic switches and have to switch 30 LEDs on a larger surface and the power requirement for only one LED at the same time. The memories 134, as well as a row and column driver switch

Reihentreiber werden von einem Schieberegister 130 aufgrund tung 124 und 112 auf der entgegengesetzt gerichteten grösse- Row drivers are shifted by a shift register 130 due to device 124 and 112 in the opposite direction.

einer Information gesteuert, die von der Schaltung 18 verarbei- 3--, ren Fläche aufzunehmen, während die entsprechenden Zwi- controlled by an information to be taken up by the circuit 18, 3--, ren area, while the corresponding intermediate

tet wird, wie in Fig. 1 gezeigt. schenverbindungen dazwischen erstellt werden. tet, as shown in Fig. 1. connections between them are created.

G G

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

621 013 PATENT CLAIMS

1. visual display device with a plurality of light emitting diodes arranged in the form of a single matrix, with a control arrangement for exciting the diodes, characterized in that the visual display device consists of a large number of individual modules (22, 24, 26) that are identical in shape and size to each other, is assembled, which are releasably attached to a board, which forms the common back for the modules, that each module has the shape of a square support plate (32), on one surface of which the diodes are arranged in the matrix form (30) are that the diodes positioned closest to the edge of the carrier plate are at a distance from the edge which is half the distance between two adjacent diodes of the same column or row, and that adjacent to the other surface of the carrier plate facing away from the diodes are those required for the diodes of this module Parts of the control arrangement (44) are fastened.

2. Device according to claim 1, characterized in that the light-emitting diodes (30) are embedded in a protective coating (34) made of translucent material which hermetically seals the light-emitting diodes against the surface of the carrier plate (32).

3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized by current-conducting paths through the carrier plate (32) which connect the light-emitting diodes to the control arrangement (44).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control arrangement (44) by a second carrier plate (40,42) of the same size and the same outline as the first carrier plate (32) is carried.

5. Device according to claim 4, characterized in that the second carrier plate (40, 42) for the control arrangement (44) is formed in two parts and has an open space (39) between the two parts in order to provide access to that surface of the first carrier plate (32), which receives the light-emitting diodes, and that a plurality of connecting conductors are provided which connect the light-emitting diodes to the control arrangement (44) on the two carrier plates (40, 42) and extend through the open space.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized by a box-shaped protective housing which encloses the control arrangement (44), the box-shaped housing being formed by a plate-shaped frame (52) with a central opening and a cover plate (54) which seals the opening by attachment to the outer surface of the frame (52).