DE1548613A1 - Illuminating device for displaying indicators - Google Patents
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Description
Leuchtvorrichtung zur Anzeige von Schauzeichen Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung zur Anzeige von Schauzeichen unter Anwendung von Halbleiterdioden mit aktivem, beim Durchgang von elektrischem Strom Licht ausstrahlenden Übergang.Illuminating device for displaying indicators The invention relates to a lighting device for displaying indicators using semiconductor diodes with an active transition that emits light when an electric current passes through.
Der erfindungsgemäße optische Zeichenmelder kann zum sehr schnellen Anzeigen von Ziffern oder Buchstaben, insbesondere in Auswertungskreisen von Digitaleinrichtungen und in mit Halbleiter-Bauteilen bestückten Meßgeräten, angewendet werden. Es sind Schaubild- und Zeichenanzeiger bekannt, welche Halbleiterdioden mit einem strahlenden Übergang, z. B. in Digitaleinrichtungen, verwenden. Sie arbeiten so, daß jede Diode durch ihr Licht eine selbständige Ziffer anzeigt. Dies wird dadurch erzielt, daß stets mindestens eine Halbleiterdiode mit einem leuchtenden Übergang neben jeder Ziffer angeordnet ist oder diese Ziffer durchleuchtet, wobei die angezeigten oder durchleuchteten Ziffern untereinander in Kolonnen mit den Ziffern von 0 bis 9 derart angeordnet sind, daß für jede Größenordnung mindestens eine Kolonne aufgebaut werden muß.The optical character indicator according to the invention can be used for the very rapid display of digits or letters, in particular in evaluation circuits of digital devices and in measuring devices equipped with semiconductor components. There are diagram and character indicators known which semiconductor diodes with a radiating transition, e.g. B. in digital facilities. They work in such a way that each diode shows an independent number through its light. This is achieved by always arranging at least one semiconductor diode with a luminous transition next to each digit or illuminating this digit, the displayed or illuminated digits being arranged one below the other in columns with the digits from 0 to 9 in such a way that at least one for each order of magnitude Column must be built.
Der Nachteil dieser Zeichenmelder besteht darin, daß sie eine verhältnismäßig große Fläche einnehmen und daß die ausgewerteten Ziffern nicht in einer Reihe angeordnet werden können, was große Schwierigkeiten beim Ablesen und insbesondere bei der Herstellung einer Aufzeichnung verursacht. Auch können diese Anzeiger nicht zum Ausdrücken eines lesbaren Textes von alphabetischen Buchstaben oder von Kombinationen von Buchstaben, Zahlen und 2eichen.cder Symbolen angewendet werden. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, daß eine verhältnismäßig große Anzahl von Halbleiterdioden mit strahlendem Übergang verwendet werden muß, da z. B. zur Bezeichnung des Zustandes einer Dekade in einer Kolonne zehn derartige Halbleiterdioden benötigt werden, und um die n-te Größenordnung zu bilden, braucht man n Kolonnen mit je zehn Halbleiterdioden.The disadvantage of these signaling devices is that they take up a relatively large area and that the digits evaluated cannot be arranged in a row, which causes great difficulties in reading and, in particular, in making a record. Nor can these indicators be used to express legible text made up of alphabetic letters or combinations of letters, numbers and symbols. Another major disadvantage is that a relatively large number of semiconductor diodes must be used with a radiating transition, since z. B. to denote the state of a decade in a column ten such semiconductor diodes are required, and to form the nth order of magnitude, you need n columns with ten semiconductor diodes each.
Zweck der Erfindung ist es, die erwähnten Nachteile zu beseitigen.The purpose of the invention is to eliminate the drawbacks mentioned.
Die erfindungsgemäße Halbleiter-Leuchtvorrichtung zum Anzeigen von Schauzeichen ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine gemeinsame, mit einer Zuleitung versehene Halbleiter-Grundelektrode, z. B. aus Galliumphosphid, Silizium und ähnlichen Stoffen, aufweist, an die sich mindestens zwei mit Zuleitungen versehene, aktive Übergänge anschließen, die in der Form einer Figur angeordnet sind.The semiconductor lighting device according to the invention for displaying Indicator is characterized in that it has a common, with a supply line provided semiconductor ground electrode, e.g. B. from gallium phosphide, silicon and the like Substances, has, to which at least two provided with supply lines, active Connect transitions that are arranged in the shape of a figure.
Zur Anzeige der Ziffern 0 bis 9 können an einem gemeinsamen Halbleiter-Grundplättchen sieben aktive Übergänge vorgesehen sein, die in der Form der Ziffer 8 angeordnet sind.A common semiconductor base plate can be used to display the digits 0 to 9 seven active transitions can be provided, which are arranged in the shape of the number 8 are.
.Zur Anzeige von Buchstaben und Ziffern kann ein gemeinsames Grundplättchen 13 aktive Übergänge bewirken, die in der Form der Ziffer 8 angeordnet, mit einer senkrechten Mittellinie und beiden Diagonalen versehen ist.A common base plate can be used to display letters and numbers 13 cause active transitions, arranged in the shape of the number 8, with a vertical center line and both diagonals.
Zur gleichzeitigen Anzeige von mehreren Ziffern oder Buchstaben oder deren Kombinationen können auf einem gemeinsamen leitenden Grundplättchen aktive Übergänge in der Form von mindestens zwei nebeneinander angeordneten Figuren, insbesondere Achtern, vorgesehen sein.For displaying several numbers or letters or at the same time their combinations can be active on a common conductive base plate Transitions in the form of at least two figures arranged side by side, in particular Aft, be provided.
Bei der beschriebenen Leuchtvorrichtung werden Leuchtbilder von Ziffern, Buchstaben oder Zeichen durch Licht ausstrahlende aktive Übergänge gebildet, wenn elektrischer Strom hindurchgeschickt wird. Das gemeinsame halbleitende Grundplättchen kann durch einen Ohm'schen Kontakt mit einer leitenden Unterlage verbunden sein, durch welche es an einen Pol einer elektrischen Stromquelle angeschlossen ist, wobei die aktiven Übergänge mit individuellen Zuleitungen versehen sind, die in den gewünschten Kombinationen über Schaltkreise an den zweiten Pol der-Quelle angeschlossen werden, so daß durch Lichtausstrahlung der angeschlossenen aktiven Übergänge abwechselnd ein Leuchtbild einer gewünschten Ziffer 0 bis 9 oder eines Buchstabens A bis Z oder eines geeigneten Zeichens gestaltet werden kann.In the case of the lighting device described, luminous images of digits, Letters or characters formed by light emitting active transitions, though electric current sent through it will. The common semiconducting The base plate can be created through an ohmic contact with a conductive surface be connected, through which it is connected to one pole of an electrical power source is, the active junctions are provided with individual leads that in the desired combinations via circuits to the second pole of the source connected so that by light emission of the connected active Transitions alternately a luminous image of a desired digit 0 to 9 or one Letters A to Z or a suitable character can be designed.
Der Hauptvorteil der Leuchtvorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daB der sichtbares Licht ausstrahlende aktive Übergang eine sehr geringe Trägheit besitzt, so daß er eine schnelle Anzeige mit einer Wiederholungsfrequenz in der Größenordnung bis 10 MHz ermöglicht. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß sehr kleine Abmessungen von z.B. 3 bis 5 mm und auch weniger erzielt werden können, was besonders bei der Anzeige in mikroelektronischen digitalen und logischen Kreisen wichtig und vorteilhaft ist, da hier die Forderung besteht, daß der Auswertungsteil nicht vielfach größer ist als das Volumen der mikroelektronischen Kreise.The main advantage of the lighting device according to the invention is in that the active transition emitting visible light is very slight Has inertia so that it has a fast display with a repetitive frequency in the order of magnitude of up to 10 MHz. There is another major benefit in that it achieves very small dimensions of e.g. 3 to 5 mm and also less can be what especially when viewing in microelectronic digital and logical circles is important and advantageous, since the requirement here is that the evaluation part is not many times larger than the volume of the microelectronic Circles.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Halbleiteranzeigevorrichtung besteht darin, daß zur Erregung einer sichtbaren Strahlung, z. B. bei Dioden aus Galliumphosphid, eine Spannung von 2 bis 3 V und ein Strom von einigen 10 mA ausreichend sind, so daß die Anzeigevorrichtung nur eine kleine zugefiihrte Leistung benötigt und als Anzeigeglied für Geräte mit Transistoren bzw. anderen Halbleitern oder für mikroelektronische Einrichtungen, wie Impulszähler, automatische Rechenmaschinen und andere digitale Einrichtungen verwendet werden kann. Die Lebensdauer eines solchen Anzeigers ist ebenfalls hoch, da er keine Heizfäden besitzt und kein Vakuum benötigt.Another advantage of the semiconductor display device according to the invention is that to excite visible radiation, e.g. B. with diodes Gallium phosphide, a voltage of 2 to 3 V and a current of a few 10 mA are sufficient so that the display device only needs a small amount of power supplied and as a display element for devices with transistors or other semiconductors or for microelectronic devices such as pulse counters, automatic calculating machines and other digital facilities can be used. The lifespan of such Indicator is also high as it has no filaments and does not require a vacuum.
Die Erfindung soll nun mit Hilfe der beiliegenden Zeichnunb, die Ausführungsbeispiele darstellt, näher erklärt werden. Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit sieben aktiven . Übergängen, . Fig. 2.den Querschnitt 16-16 eines Ausführungsbeispiels einer* erfindungsgemäßen Schaubild-Anzeigevorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel.mit aktiven Übergängen in fünf geometrischen Figuren.The invention is now intended with the help of the accompanying drawings, the exemplary embodiments is to be explained in more detail. 1 shows an exemplary embodiment of the invention with seven active. Transitions,. Fig. 2 shows the cross-section 16-16 of a Exemplary embodiment of a * diagram display device according to the invention Fig. 1, Fig. 3 an embodiment with active transitions in five geometric Characters.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaubild-Anzeigevorrichtung mit Halbleiterelementen für die Anzeige von Ziffern. Diese Anzeigevorrichtung besitzt eine gemeinsame halbleitende Grundelektrode 8 mit einer Zuleitung 9. An der gemeinsamen halbleitenden Grundelektrode 8 sind sieben aktive Übergänge 1,2,3,4,5,6,7 mit individuellen Zuleitungen angeordnet. Die aktiven Übergänge 1 bis 7 sind in einer geometrischen Figur, welche die Ziffer 8 darstellt, angeordnet.Fig. 1 shows an embodiment of a chart display device according to the invention with semiconductor elements for the display of digits. This display device has a common semiconducting base electrode 8 with a lead 9. At the common semiconducting base electrode 8 are seven active junctions 1,2,3,4,5,6,7 with individual Arranged leads. The active transitions 1 to 7 are in a geometric one Figure, which represents the numeral 8, arranged.
Fig. 2 zeigt den Querschnitt 16-16 nach Fig. 1 eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schaubild-Anzeigevorrichtung, die eine gemeinsame halbleitende Grundelektrode 8 mit einer Zuleitung 9 besitzt. Die Anzeigeoberfläche 10 befindet sich an der Gegenseite der Oberfläche, auf der sich der aktive, beim Durchgang von. elektrischem Strom Licht ausstrahlende Übergang 8,9; 6', 6 von Halbleiterdioden befindet. Diese Anordnung hat folgenden Vorteil: die ganze Oberfläche des p- . leitenden Materials (Elemente 1 bis 7) stellt infolge der Tatsache, daß dieses Material in die Grundplatte 8, die aus nleitendem Material hergestellt ist, eingesetzt ist, so einen Übergang dar, der eine Lichtstrahlung in allen Richtungen ermöglicht; diese wichtige Eigenschaft und diesen Vorteil ermöglicht wieder jene Tatsache, daß die Lichtstrahlung in der Grundplatte 8 vollkommen zerstreut wird. Eine Zuleitung zum ', Element 6 ist mit 611 bezeichnet. Fig.- 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schaubildanzeigers für Ziffern, Buchstaben und Zeichen öder Symbole mit einer geureinsamen halbleitenden Grundelektrode, die mit einer Zuleitung 9 versehen ist. Auf der gemeinsamen halbleitenden Grundelektrode 8 .befinden sich aktive, in fünf nebeneinander liegenden geometrischen Figuren angeordnete Übergänge. Die erste Figur 11 besteht aus vier aktiven Übergängen zur Darstellung der Zeichen + und -, die Figuren 12; 13 und 14 bestehen aus sieben aktiven Übergängen in der Form der Ziffer 8 zur Darstellung einer dreiziffrigen Zahl, z.8. 362, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die letzte geometrische Fig. 15 besteht aus dreizehn aktiven Übergängen, die in der Form der Zahl 8 angeordnet sind, die außerdem mit aktiven Übergängen in der Form einer senkrechten Mittellinie und der beiden Diagonalen versehen ist. Die Zahlenordnungsgröße wird durch Strahlung von aktiven Übergängen in der Form von Strichen bestimmt, die zwischen den Ziffern ausdrückenden geometrischen Figuren angeordnet sind.Fig. 2 shows the cross section 16-16 according to Fig. 1 of an embodiment a diagram display device according to the invention, which has a common semiconducting Has base electrode 8 with a lead 9. The display surface 10 is located on the opposite side of the surface on which the active is located when passing through. electric current light emitting transition 8.9; 6 ', 6 of semiconductor diodes is located. This arrangement has the following advantage: the entire surface of the p-. senior Materials (items 1 to 7), due to the fact that this material is in the base plate 8, which is made of conductive material, is inserted, such a transition that enables light to radiate in all directions; these important property and this advantage is made possible by the fact that the Light radiation in the base plate 8 is completely dispersed. A feed line to the ', Element 6 is denoted by 611. Fig. 3 shows an embodiment a graph display for numbers, letters and characters or symbols with a single semiconducting base electrode, which is provided with a lead 9. There are five active ones on the common semiconducting base electrode 8 Transitions arranged side by side with geometric figures. The first figure 11 consists of four active transitions to represent the characters + and -, the Figures 12; 13 and 14 consist of seven active transitions in the shape of the number 8 to represent a three-digit number, e.g. 8. 362 as shown in FIG. 3. The last geometrical figure 15 consists of thirteen active transitions which are shown in are arranged in the shape of the number 8, which also have active transitions in the Shape of a vertical center line and the two diagonals is provided. The numerical order of magnitude is determined by radiation from active transitions in the form of lines that are arranged between the numerals expressing geometric figures.
Die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung zur Darstellung von Zahlen (mit einigen Größenordnungen) oder Buchstaben in zusammenhängenden Worten kann z.B. derart hergestellt werden, daß das gemeinsame halbleitende Grundplättchen in der Form eines Rechteckes aus Galliumsulphid oder einem anderen geeigneten Stoff mit aktiven Übergängen versehen wird. Dazu werden technologische Verfahren angewendet, die aus der Herstellung von mikroelektronischen greisen durch Diffusions- und Planartechnik allgemein bekannt sind. Die aktiven, Licht ausstrahlenden Übergänge können in den gewünschten Formen, z.B. der Ziffer 8, durch Aufdampfung von Schichten eines Metall- oder Deckmaterials über eine geeignet geformte Maske hergestellt werden. Die weitere Gestaltung kann durch Ätzen erfolgen. Auf die gleiche Art können individuelle Zuleitungen auf die einzelnen Übergänge aufgetragen werden, welche durch ein Oxyd von der gemeinsamen halbleitenden Grundelektrode abisoliert werden können. Die gemeinsame halbleitende Grundelektrode kann an ein Metallplättchen, -z.B. aus Kupfer, zwecks Erzielung einer leichten Wärmeabfuhr angelötet werden. Hieraus folgt, daß eine Anzeige-Leuchtvorrichtung mit Halbleiterelementen von geeigneten Eigenschaften durch einfache, leichte und bereits eingeführte technologische Prozesse hergestellt werden kann, wobei insbesondere die Lebensdauer .und Robustheit seine Anwendung in Bördgeräten von Überschallflugzeugen, künstlichen Satelliten u. dgl. ermöglicht.The lighting device according to the invention for displaying numbers (with a few orders of magnitude) or letters in connected words can e.g. are made such that the common semiconducting base plate in the Shape of a rectangle made of gallium sulphide or another suitable material with active transitions. Technological processes are used for this purpose, those from the production of microelectronic greisen by diffusion and planar technology are well known. The active, light-emitting transitions can be in the desired shapes, e.g. the number 8, by vapor deposition of layers of a metal or cover material can be produced via a suitably shaped mask. The other Design can be done by etching. Individual feed lines can be used in the same way to be applied to the individual transitions by an oxide of the common semiconducting base electrode can be stripped. The common semiconducting The base electrode can be attached to a metal plate, e.g. made of copper, in order to achieve a slight heat dissipation can be soldered on. It follows that a display lighting device with semiconductor elements of suitable properties through simple, lightweight and already introduced technological processes can be produced, in particular the service life. and robustness its application in supersonic aircraft hoisting equipment, artificial satellites and the like.
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