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Leuchtanordnung Die Erfindung bezieht sich auf eine Leuchtanordnung
zur optischen Anzeige von Informationen aller Art, z. B. von Meßgrößen, Anweisungen
für Reklamezwecke od. dgl.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an einem Halbleiterkörper
mit p-n Übergang begrenzte Bereiche elektrisch ansteuerbar sind.
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Durch entsprechende Bemessung und Kontaktierung solcher Bereiche ist
es möglich, Buchstaben, Schriften, Ziffern und andere Symbole in dem Halbleiterkörper
aufleuchten zu lassen und somit optisch wahrnehmbar zu machen. Von ganz besonderem
Vorteil bei der erfindugsgemäßen An ordnung ist esy daß sie äußerst schnell arbeitet.
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Die erfindungsgemäße Leuchtanordnung empfiehlt sich deshalb besonders
zur Verwendung in Meß- oder Anzeige-Instrumenten, die erheblichen Beschleunigungskräften
unterworfen sind, s. B, in Flugzeugen, Raketen oder dgl.
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Sofern die Anzeige von flächenmäßig vergleichsweise großen Infornlationen
gewünscht wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Halbleiterkörper als Platte
ausgebildet ist Dann empfiehlt es sich nach einem anderen Merkmal der Erfindung,
daß auf gegenüberliegenden Flächen der Platte elektrische Kontakte zwecks Ansteuerung
der begrenzten Bereiche angeordnet sind.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die auf
gegenüberliegenden Flächen angeordneten Kontakte kreuzweise zueinander vorgesehen
und streifen- oder linienförmig ausgebildet sind. Auf diese Weise läßt sich eine
praktisch unbegrenzte Anzahl von optischen Informationen auf der Platte darstellen.
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Diese Variationsmöglichkeit läßt sich noch steigern, wenn die Kontakte
gemäß der Erfindung auf den beiden größten Flächen der Platte und-der p-n Übergang
im wesentlichen parallel zu diesen Flächen sich befinden.
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Um die Lichtausbeute der erzeugten optischen Information möglichst
groß zu halten, können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auf einer Fläche
der Platte zwischen den Kontakten den p-n Übergang durchsetzende Vertiefungen angeordnet
sein.
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Eine optimale Lichtausbeute wird nach einem zusätzlichen Kennzeichen
der Erfindung erzielt, wenn die Vertiefungen zwei sich schneidende Flächen aufweisen,
von denen die eine austretendes Licht total reflektiert, während die andere lichtdurchlässig
ist.
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Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, daß auf der Platte diskrete
p-n Übergänge vorgesehen sind, die über eine auf einer Plattenfläche vorgesehene
Kontakt-Isolator-Sontakt-Anordnung ansteuerbar sind. Durch diese erfindungsgemäne
Ausbildung läßt sich ebenfalls eine Vielzahl von optischen Eindrücken auf der Platte
erzeugen. Die Ansteuerung der bisher erwähnten p-n Übergänge erfolgt zweckmäßigerweise
über Schieberegister oder andere ähnliche elektronische Bauteile.
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Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, daß die Platte aus einer
hochdotierten (n ) Schicht mit p-n-Üb-ergang sowie einer weniger dotierten, lichtdurchlässigeren
Schicht besteht. Hierbei dient die weniger dotierte Schicht im wesentlichen als
Trägermaterial.
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Zugleich kann das Licht durch diese Schicht praktisch unbehindert
austreten.
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Schließlich kann zum Zwecke der Beeinflussung des Lichtaustrittes
aus der Platte die dem Lichtaustritt gegenüberliegende Fläche reflektierend ausgebildet
sein.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugt er Ausführungsbeispiele sowie
anhand der schematischen Zeichnung. Hierbei zeigen: Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung
der erfindungsgemäßen Leuchtanordnung; Fig. 2 eine teilweise schaubildliche Darstellung
einer abgewandelten Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 1 und Fig. 3 ein weiteres
Ausführungsbeispiel der Erfindung, ebenfalls in schaubildlicher Darstellung, teilweise
aufgebrochen.
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Gemaß Fig. 1 besteht die Leuchtanordnung nach der Erfindung aus einem
Halbleiterkörper in Form einer Platte 1 mit einem p-n Übergang 2. Auf den beiden
einander gegenüberliegenden großen Flächen der Platte 1 sind
Kontakte
3 und 4 angeordnet. Beim gezeichneten Ausführungsbeispiel sind diese Eontakte streifenförmig
ausgebildet, die Kontakte sind auf jeweils einer Fläche der Platte parallel zueinander
angeordnet ; bezüglich der Kontakte der anderen Fläche verlauten sie etwa rechtwinklig.
Indem über einem bestimmten Kontakt 3 und einem bestimmten Kontakt 4 Spannung, z.
B. über Schieberegister, an die Halbleiterplatte 1 angelegt wird, kann die Platte
1 im Bereich des Schnittepunktes dieser beiden Kontakte am p-n Übergang zu Lumineszenzstrahlung
angeregt werden. Selbstverständlich kann durch gleichzeitige Ansteuerung mehrerer
solcher Kontakte 3 und 4 die Lumine ; zenzstrahlung an verschiedenen Stellen der
Platte 1 gleichzeitig erzeugt werden. Auf diese Weise können Schriftzeichen, Ziffern
und dgl. Symbole zur Anzeige gebracht werden.
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Der p-n Übergang ist in der Platte 1 nach bekannten Verfahren hergestellt,
die Kontakte 3 und 4 können in Form eines Streifenrasters, ebenfalls in bekannter
Weise, auf die Oberflächen der Platte 1 aufgebracht werden. Die in der Umgebung
des Kreuzungspunktes' eines angesteuerten Kontaktpaares 3,4 auftretende Lichtstrahlung
wird durch Selbstabsorption und totale Reflexion in ihrer Ausdehnung begrenzt. Beim
Ausführungsbeispiel nach Fig. i kann das Licht nach allen
Seiten
der Platte 1 austreten. Dieser Lichtaustritt kann jedoch durch Verspiegeln oder
Anbringung von reflektierenden Schichten auf bestimmten Flächen der Platte 1 beschränkt
werden. pas in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sic von dem
nach Fig. 1 im wesentlich dadurch, daß zur Beeinflussung des Lichtaustrittes zwischen
den Kontakten 3 in der einen Fläche der Platte 1 Vertiefungen 5 vorgesehen sind.
Sie durchsetzen den p-n Übergang der Platte 1. Die beiden sich schneidenden Flächen
6 und 7 der Vertiefung 5 sind so ausgebildet, daß durch die eine Fläche 6 das imp-n
Übergang an der Stelle 8 erzeugte Licht durch die Fläche 6 austreten kann, während
es an der Fläche 7 total reflektiert wird. Der so erzwungene Strahlengang des erzeugten
Lichts ist durch einen Pfeil 9 angedeutet. Die Yertiefungen zwischen den Kontakten
3 können auf mechamische oder chemische Weise erzeugt werden.
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Die Leuchtanordnung nach Fig. 3 weist einen etwas anderen konstruktiven
Aufbau als die Ausführungsbeispiele nach Fig. i und 2 auf1 ihre Wirkungsweise ist
jedoch die gleiche wie die der beiden oen beschriebenen Leuchtanordnungen. Die Platte
1 weist eine hochdotierte Oberflächenschicht n+ auf, die die p-n Übergänge enthält
und nur deren Tiefenausdehnung besitzen
muß. Der übrige Teil der
Platte, die aus Gründen der Festigkeit eine gewisse Dicke haben muß, kann aus hochohmigem,
wenig Licht absorbierendem Material bestehen, dies ist der Teil n Die erforderlichen
p-n Übergänge sind durch Einbringen von diskreten Inseln p dn die hochdotierte Oberflächenschicht
n+ der Platte 1 erzeugt. Auf der zunächst freien + Flache der hochdotierten Oberflächenschicht
n sind weiterhin n-Kontakte 10 angeordnet, welche die Inseln p jedoch nicht berühren,
sondern Ausnehmungen aufweisen, so-daX jeweils zwischen den Inseln p und den n-Kontakten
10 keine elektrisch leitende Verbindung besteht. Im Anschluß an die Aufbringung
der n-Kontakte wird auf die Platte 1 eine Isolierschicht 13 aufgebracht, auf der
dann ihrerseits Kontakte 12 angeordnet werden. Die p-Kontakte 12 sind jeweils über
eine Brücke 14 mit den p-Inseln verbunden.
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Die Erzeugung von optischen Informationen erfolgt in der gleichen
Weise, wie bezüglich der Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 und 2 beschrieben, nämlich
über entsprechende Ansteuerung bestimmter p- und n-Kontakte.
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Die Aufteilung der Platte 1 nach Fig. 3 in einen hochdotierten Bereich
n und einen weniger dotierten Bereich n erfolgt im wesentlichen zur, Verringerung
der
Absorption der erzeugten Strahlung. Der n-Bereich ist vornehmlich
aus Gründen der Festigkeit der erfindungsgemäßen Leuchtanordnung vorgesehen. Dieser
tragende Teil der Platte 1 besteht aus einem Material mit gegenüber der dunneren
n+-Schicht größerem Abstand zwischen Valenz- und Leitfhigkeitsband. Hierdurch wird
die Absorptionskante der dicken Schicht nach kürzeren Wellenlängen verschoben, und
das im p-n Übergang erzeugte Licht kann mit wesentlich verminderter Absorption austreten.