DE1639135A1

DE1639135A1 - Verfahren zur Intensitaets- und Lagesteuerung von lichtemittierenden Bereichen einer auf einem Halbleiterkoerper befindlichen elektrolumineszierenden Schicht

Info

Publication number: DE1639135A1
Application number: DE19681639135
Authority: DE
Inventors: Lynch Robert John; Horton John Wesley
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1967-01-13
Filing date: 1968-01-04
Publication date: 1970-05-21
Also published as: GB1209069A; FR1549844A; US3480830A

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen GeselUchafl mbH

Schlingen, den 2. Januar 19&8 si-ha

Anmelder in :

Amtliches Aktenzeichen :

Aktenzeichen der Anmelder in

International Business Machines Corporation, Armonk, "N. Y. 10 504 Neuanmeldung Docket 15 259

Verfahren zur Intensitäts- und Lagesteuerung von lichtemittierenden Bereichen "

einer auf einem. Halbleiterkörper befindlichen elektrolumineszierenden Schicht.

Es wurden bereits Halbleiterbauelemente bekannt, bei denen auf der Oberfläche eines Halbleiterkörpers eine elektrolumineszierende Schicht angebracht ist, die innerhalb von begrenzten, ausgewählten Flächenbereichen durch eine modulierende Wechselspannung zur Lichtemission angeregt wird. (US Patent 2,959, 681).

Fernerhin wurde bereits ein Verfahren zur Messung von Körperkonturen vorgeschlagen, dem ebenfalls eine Kombination aus einem mehrschichtigen Halbleiterkörper und einer elektrolumineszierenden Schicht zugrundeliegt. Bei den genannten Gegenständen wird zwar die Aufgabe gelöst, eine gewisse Lagesteuerung von lichtemittierenden Bereichen einer elektrolumineszierenden Schicht zu -realisieren, eine Intensitätssteuerung der Lichtemission ist jedoch nicht vorgesehen, auch wird innerhalb des vorhandenen Halbleiterkörpers von den an sich möglichen Verstärkerwirkungen nach Art des Transistors kein Gebrauch gemacht,

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BAD ORJÖfNAl.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, daß sowohl eine Lage- als auch eine Intensitätssteuerung von lichtemittierenden Bereichen einer auf einem Halbleiterkörper befindlichen elektrolumineszierenden Schicht gestattet, wobei zum Zwecke der Erhöhung des Auflösungsvermögens die im Halbleiterkörper nach Art eines Transistors realisierbare Verstärker wirkung ausgenutzt werden soll.

Das die genannte Aufgabe lösende Verfahren der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper aus einer PNPNP-Schichtfolge mit einer Längsabmessung aufgebaut ist, die gross gegenüber seiner Dickenabmessung ist, wobei die letzte Schicht aus einer Vielzahl von P-leitenden Bereichen (20-1) bei (20-N) bei -(22-N)₁ die elektrolumineszierende Schicht sowie über eine weitere diese bedeckende transparente Kontaktierungsschicht in Sperrichtung vorgespannt sind, daß der erste PN-Übergang so vorgespannt wird, . daß er über seine gesamte Längs er Streckung hinweg gleichförmig Ladungsträger injiziert, daß die vorletzte Schicht vom N-Leitfähigkeitstyp zur Aufrechterhaltung eines Spannungsgradienten in Längsrichtung in der genannten Richtung von einem Gleichstrom durchlossen wird und daß am unteren Ende der zweiten Schicht vorn N-Leitfähigkeitstyp ein von einem Wechselspannungsimpuls überlargerter Sägezahnimpuls eingesperrt wird.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren hervor. In diesen bedeuten :

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Fig. 1 eine schematische Quer Schnitts dar stellung eines

bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung mit den zum Betrieb erforderlichen Schaltverbindungen;

Fig. 2 eine Er8atzechjialtung mittels diskreter Dioden zur

vereinfachten Erläuterung des Erfindungsgedankens nach Fig. 1 ·

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Die in Fig. 1 dargestellte Halbleiter struktur mit den zürn Betrieb erforderlichen Schaltverbindungen kann in vier verschiedenen Funktionen dienende Teilbereiche eingeteilt werden:

a) Injektor,b) Abtastvorrichtung, c) Leistungsverstärker, d) elektrolumindeszente Schicht.

Der Abtaster teilt die Vorrichtung in zwei Gebiete auf, deren horizontal verlaufende Grenze meist als Nullinie bezeichnet wird aus Gründen, die aus der späteren ' Beschreibung noch hervorgehen werden. Das Gebiet oberhalb dieser Linie ist in transversaler Richtung nicht leitend, während das Gebiet unterhalb der Nullinie eine transversale Leitfähigkeit aufweist. Die Nullinie kann bezüglich ihrer vertikalen Lage durch Anlegung eines Abtastpotentiales verschoben werden. Die durch den Injektor injizierten Minoritätslädungsträger werden gesammelt und mittels geeigneter Vorspannungen weiter in ,die halbleitenden übergänge des den

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Abtastteil ausmachenden Bereich der Vorrichtung innerhalb der leitenden Zone unterhalb der Nullinie hinein getrieben. Diese Minoritätsladungsträger iwerden schliesslich im Leistungsverstärkerteil gesammelt, wobei sie einen Stromfluss durch den angrenzenden lumines zier enden Bereich hervorrufen.

Dieser Stromfluss besteht aus einem Gleichstrom, welcher an sich den

noch
lumineszierenden Bereich/nicht aktiviert. Wird jedoch ein Wechselstrom als Modulations strom der Gleichstromkomponente überlagert, so wird eine Aktivierung des luminizierenden Bereiches in der Gegend der Nullinie eintreten, wodurch sich eine Lichtemission in Form eines Punktes oder einer Geraden ergibt. Da oberhalb der Nullinie keinerlei in transversaler Richtung verlaufender Stromfluss erfolgt, ist der zur Modulation dienende Wechselstrom ebenfalls blockiert; Der Gleichstromfluss unterhalb der Nullinie erzeugt in dieser Gegend eine Sättigung. Aus dem Grunde flieset auch der modulierende Wechselstrom nicht unterhalb der Nullinie. Lediglich im Gebiet der Nullinie selbst, in welchem der modulierende Wechselstrom zwischen leitendem und nichtleitendem Gebiet das Potential ändert, tritt ein Stromfluss auf, der seinerseits die elektrolumindeszierende Schicht anregt.

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Deshalb kann die Nullinie durch Anlegen einer geeigneten Spannung Über einen gewünschten Betrag entlang der Vorrichtung verschoben werden, so daß es möglich istj αμΓοη Steuerung der Amplitude und de» zeitlichen Auftrentens des Wechselstrotnes eine Festkörperablenkvorrichtung für einen Lichtstrahl zu realisieren, Die vorstehende Arbeitsweise ist mittels einer Halbleiterkonfigur ation und der zugehörigen Schaltung, wie sie aus der Fig. 1 hervorgehen, realisierbar.

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Die Injektion von Minoritätsladungsträger wird dadurch erreicht, daß die P- leitende Halbleiters chi cht 12 positiver gemacht wird, als dies für die N-leitende Schicht 14 der Fall ist, was mittels einer Stromquelle 30 geschieht, welche für den Injektions vor gang erforderliche in Flussrichtung gerichtete Vorspannung liefert. Diese Minoritätsladungsträger werden mit einer konstanten Rate erzeugt, weil die in Flussrichtung verlaufende Vorspannung des Überganges I trotz der Veränderung des Potentials der Schicht 14 konstant bleibt. Oberhalb der Nullinie findet eine Rekombination der injizierten Minoritätsladungsträger statt, weil aus Gründen, die noch näher erläutert werden, der zweite Überr ä gang J in Flussrichtung vorgespannt ist. Unterhalb der Nullinie innerhalb der leitenden Zone werden die injizierten Minoritätsladungsträger gesammelt und wieder in die dritte Schicht 16 aus P-leitendem Material injiziert.

Die Teilung der Vorrichtung in eine leitende und eine nichtleitende Zone und die hierdurch sich ergebende Nullinie wird durch Änderung des Potentials der N-leitenden Schicht bewirkt, was schaltungsmässig durch Anlegung einer Spannung in Form eines ansteigenden Sägezahnes mit Hilfe des Sägezahngenerators 36 realisiert wird. Die Ankopplung des Sägezahnes erfolgt über die Wicklung 32 sowie über die Klemme 14A, die an der Schicht angebracht ist. Die Sägezahnspannung' fällt gleichförmig durch die Schicht 14 hindurch ab, während die Schicht-12 ihr konstantes, relatives Potential aufrecht erhält. Es verbleibt somit innerhalb des Überganges I eine Konstante in Flussrichtung gerichtete Vorspannung. Der Übergang I andererseits ist vorgespannt oberhalb der Nullinie in Flus»richtung,

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wodurch die Sammlung der injizierten Minoritätsladungsträger unterbleibt. Unterhalb der Nullinie verläuft dagegen die Vor Spannung in Sperrrichtung, was eine Sammlung der Ladungsträger ermöglicht. Dies ist darauf zurückzuführen,- daß die N-leitende Halbleiter schicht infolge des Anliegens der positiven Batterieklemme 40 an der oberen Kante der Schicht 18 sowie der unteren Kante der Schicht 18 an Erde in ihrer Längsrichtung einen Potentialgradienten aufweist. Die Schicht besteht aus einem N-leitenden Halbleitermaterial, dessen Widerstand die Wirkung eines Spannungsteiles abgibt. Die zwischenliegende Schicht 16 besitzt keinerlei Verbindung zu irgendwelchen Potentialquellen und nimmt daher eine Potentialverteilung an, die von den relativen Potentialen der angrenzenden Schichten 12 und 18 abhängt.

Im Anfangs zustand, wenn die Gesamtvorrichtung nicht leitend ist, strebt die Schicht 18 danach, die gleichförmige Potentialverteilung der Schicht 14 anzunehmen. Unter dieser Voraussetzung ist die Gesamtfläche des Übergangs J in Flussrichtung vorgespannt, so daß keine der in die Schicht injizierten Minoritätsladungsträger am Übergang J gesammelt werden können. Infolgedessen liegt keine Leitfähigkeit innerhalb der Vorrichtung vor. Beginnt das Potential vermöge des anliegenden Sägezahneimpulses anzuwachsen, so wird das Potential niveau der N-leitenden Schicht gleichfalls anwachsen. Die P-leitende Schicht wird anfangs diesem Potentialanstieg der Schicht 14 folgen, bis dieses das Po«· tential der untersten Inkrementflache der Schicht 18 übersteigt, wodurch sich eine in Flussrichtung gelegene Vorspannung innerhalb des Übergangs I ergibt.

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Infolge dieser Gegebenheiten wird ein Stromfluss einsetzen, wobei der Bereich der Schicht 16 unterhalb der Nullinie die Tendenz zeigen wird, den Potentialgradienten der Schicht 18 anzunehmen, wodurch sich eine in Sperrichtung verlaufende Vorspannung innerhalb des Übergangs I und eine in Flussrichtung gerichtete Vorspannung in dem Übergang I unterhalb der Nullinie ergibt. Hieraus resultiert der Aufbau einer leitenden Zone in der Nähe bzw. unterhalb der Nullinie.

Oberhalb der Nullinie verbleibt das Potential der Schicht 14 auf einem Wert, der dem Sägezahnpotential entspricht, während das Potential der Schicht 16 im wesentlichen sich an dasjenige der Schicht 14 angleicht. Das gesamte Gebiet der Schicht 18 unterhalb der Nullinie befindet sich auf einem Potentialniveau, das wegen des Potentialgradienten innerhalb der Schicht 18 höher als dasjenige der Schicht 16 ist. Infolgedessen ist der Übergang I_ oberhalb der Nullinie in Sperrichtung vorgespannt. Beim Anwachsen der Sägezahnspannung wird die . leitende Zone grosser und die nicht leitende Zone entsprechend !deiner, wobei

sich die Nullinie innerhalb der Fig. 1 nach aufwärts bewegt. f

in .- " i

Die Bedingungen/Her Gegend der Nullinie (im wesentlichen innerhalb eines sehr schmalen endlichen Flächenbereichs) sind neutral. Da die Schicht 16 die Tendenz hat, den Potentialgradienten der Schicht 18 innerhalb des leitenden Bereiches (unterhalb der Nullinie) einzunehmen, so muss in ihr ein Stromfluss parallel zur Schicht 16 existieren. In dem nichtleitenden Bereich (oberhalb der Nullinie) ist die Schicht 14 dahingegen bestrebt, die gleichförmige Potentialverteilung der Schicht 14 anzunehmen. · -

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Infolgedessen existiert in dieser Schicht oberhalb der Nullinie keinerlei Stromfluss parallel zu der Schicht. An der Nullinie selbst wächst der Spannungsgradient innerhalb der Schicht 16 von demjenigen der Schicht 14 auf denjenigen der Schicht 18 an, wodurch beide Übergänge J und J in Sperrichtung vorgespannt werden. Die Weite dieses Bereiches kann abgeschätzt werden aus dem Wert der nötig ist zur Vorspannung in Sperrichtung beider Übergänge, woraus sich der Strom ergibt, welcher erforderlich ist, den Spannungsgradienten innerhalb der Schicht 16 in der leitenden Zone unterhalb der Nullinie aufrecht zu erhalten. Der Strom, der in der Schicht 16 zustande kommt, setzt sich zusammen aus dem Injektionsstrom und demjenigen Strom, welcher den Gradienten über der Schicht aufrechterhält.

Nachdem so die Möglichkeit gegeben ist, die Nullinie, welche die Vorrichtung in einen leitenden und in einen nichtleitenden Bereich einteilt, in definierter Weise zu verschieben, verbleibt noch die Aufgabe, den Stromfluss so auszunützen, daß die erforderliche« Beleuchtung sichergestellt ist. Der nächste übergang in der Übergangsfolge von links nach rechts innerhalb Fig. 1 ist in Wirklichkeit eine Vielzahl diskreter Übergänge, welche durch die einzelnen punktförmigen Bereiche 20-1 bis 20-n aus P-leitendem Halbleitermaterial bestehen, die innerhalb der Schicht 18 angebracht sind. Jeder dieser Punkte stellt wegen seiner Verbindung mit der Batterie 38 eine in Sperrichtung vorgespannte. Diode mit je einem Übergang J ζ wischen, den Punkten und der Schicht 18 sowohl unterhalb als auch oberhalb und auf der Nullinie dar. Da jedoch Minoritätsträgerinjektion oberhalb der Nullinie nicht stattfindet, so üben die P-leitenden punktförmigen Be-

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reiche 20-1 bis 20-N keine sammelnde Wirkung aus und führen daher keinerlei Injektions strom. Die genannten Bereiche unterhalb der Nullinie jedoch sammeln die Minoritätsladungjsträger, welche injiziert und gesammelt wurden und so über die Übergänge I/sowie I gelangten. Diese Ladungsträger rufen ihrerseits Injektions ströme in den Punkten der Reihe 20-1 bis 20-N unterhalb der Nullinie hervor. An der Nullinie existiert in Abwesenheit irgendeines Wechselstromes kein Injektions strom, da der Übergang I in diesem Bereich in Sperrichtung vorgespannt ist, wie oben bereits erwähnt wurde. An jedem einzelnen der P-leitenden punktförmigen Bereiche 20-1 bis 20-N ist ein ohmscher Kontakt 22-1 bis 22-N angebracht, auf welchem sich wiederum eine gleichförmige Elektrolumineszenz aufweisende Schicht 24 befindet. Diese stellt einen elektrisch leitenden Pfad zwischen jedem der Punkte 20-1 bis 20-n und einer entsprechenden Stelle der Schicht 24 dar. Dieser Pfad wird vervollständigt durch eine dünne, transparente, leitende Schicht 26, an welche der negative Pol der Batterie 38 angebracht ist, während ihr positiver Pol geerdet ist. ■ ·

Mit der in Fig. 1 dargestellten Gleichspannungsversorgung, die zur Errichtung

der Nullinie dient, ergibt sich ein Stromfluss durch die Vorrichtung unterhalb der i

Nullinie während der Strom oberhalb der Nullinie blockiert ist. In der Nähe der Nullinie existiert ein Schwellenwert bezüglich der Leitfähigkeit infolgedessen ist die elektrolumineszente Schicht 24 nicht leitend oberhalb der Nulliriie und leitend unterhalb der Nullinie. Die Tatsache, daß innerhalb der Schicht 24 ein Gleichstrom flies st, ergibt als solche noch keine Lichtwirkung. Wird jedoch ein modulierender

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W ech s el strom dem Sägezahnstrom überlagert, so wird die Nullini e veranlasst, um einen der Punkte 20-1 bis 20-N zu oszillieren, wobei der Punkt, bei welchem diese Oszillation stattfindet, von dem Wert der Sägezahnspannung veranlasst, ihre Leitfähigkeiteigenschaften zu ändern, und es kommt ein verstärkter Strom fluss in der Gegend des ausgewählten Punktes zustande, so daß ein örtlich begrenzter Bereich der lumines zier enden Schicht 24 zur Lichtemission angeregt wird. Das modulierende Signal wird an der Klemme 42 angeschlossen und besteht in einem Wechselstromimpuls einer bestimmten Amplitude, der über die Primärwicklung 34 eines Transformators mit der Sekundärwicklung 32 den Sägezahnimpulsen aus dem. Generator 36 überlagert wird. Diese Wechselstromimpulse sind zeitlich koinzident mit der Lagefestsetzung der Nullinie gegenüber einem jeden der Punktr 20-1 bis 20-N, wenn die Nullinie über die Vorrichtung verläuft, wobei die Amplitude der zeitabhängigen Spannung zur Hervorrufung des gewünschten Lichtausgangs bei jeder Inkrementfläche gesteuert wird. Diese steht in voller Analogie zur Steuerung des Gitters und der Ablenkspannungen in einem Kathodenstrahlröhrensystem.

Es sei daraufhingewiesen, daß die modulierende Wechselspannung der Gleichstromsägezahnspannung überlagert wird. Man könnte daher vermuten, daß die gesamte leitende Zone der Vorrichtung dieses moduUierende Signal aufnimmt und daher im gesamten leitenden Bereich eine Anregung der eriektrolumineszenten Schicht auftritt. Dies ist aber nicht der Fall. Die leitende Schicht wird nämlich in Sättigung getrieben, so daß das Hinzufügen der Wechselstromkomponenten zum

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Sättigungsstrom keinerlei Wechselstroinausgangskomponente zur Anregung hervorruft. Lediglich in der Übergangszone in der Gegend der Nullinie, wird das Wechselstromsignal als Aus gange signal zur Anregung des Phosphors reproduziert. Es gibt aber ein Phänomen, durch welches sich eine gewisse Kompensation erzielen lässt. Es handelt sich hier um einen Impulseffekt, welcher bei einem jeden der P-leitenden punktförmigen Bereiche eintritt, wenn diese beim

..in Überqueren der Nullinie sukzessiver Weise leitend werden.

Diese Impulse rufen eine geringfügige Anregung und einen schwachen Lichtblitz des Phosphors hervor. Die Lichtintensität ist aber so niedrig, daß sie entweder m

durch ein Absorbtionsfilter oder durch Steuerung der Intensität der Umgebungsbeleuchtung unmerklich wird. Bevor zumindestens qualitativ die Theorie in der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 erklärt werden soll, ist es angebracht, einiges über die Ausführungsform entsprechend der Fig. 2 zu sagen, in der die stetigen übergänge aufgebrochen sind in diskrete übergänge, die nach Art einer Ersatzschaltung durch einzelne halbleitende Elemente symbolisiert sind. Die genannte Ersatzschaltung ist hilfreich beim Verstehen der Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 1. In Fig. 2 sind die transparente Metallschicht 50 und die elektroluminesζente Schicht 52 geerdet, so daß die Kathoden einer jeden der Dioden 54 bis 59 Erdpotential-führen, Jede dieser Dioden ist mit ihrer Anode mit derjenigen einer weiteren Diode 54-69 elektrisch leitend verbunden, wobei jedes Anodenpaar

in Gegenflussrichtung hintereinandergeschaltet ist. Die Anode einer jeden Diode bis 69

mit einer verschiedenen Anzapfung eines Spannungsteilerwiderstandes 70

verbunden, Über welchen mittels der Batterie 71 eine Potentialdifferenz aufrecht , erhalten wird. Die Sägezahnspannung und das modulierende Wechselstromsignal

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werden an die Leitung 72 angelegt. Da die Dioden in Gegenrichtung zusammengeschaltet sind, ist der Ström durch diese Kombination begrenzt durch die Rückwärtsleitung einer jeden dieser Diode, da keine Transistorwirkung, wie im vorhergehenden Beispiele auftritt, aufgrund derer von den abwechselnd in Fluss- und in GegenfluBsrichtung vorgespannten Übergängen Minoritätsfe?·ladungsträger injiziert und gesammelt wurden. Daher gelangen die Dioden rasch in die Sättigung. Da jede der Dioden infolge der Verbindung mit den Anzapfungen am Spannungsteil 70 mit einem anderen Potential vorgespannt ist, so wird jedes Diodenpaar bei

_ einem unterschiedlichen Säge zahnpotential ansprechen und schließ such einen

Arbeitspunkt an der Stelle der Charakteristik aufweisen, an der die Neigung der Stromspannungskurve der Diodenkombination ein Maximum ist. Wird ein jedes Paar der Dioden aktiviert, so bewirkt der angelegte modulierende Wechselstrom, daß das'Diodenpaar leitet und zwar im Gebiet maximaler Steilheit, wodurch eine Anregung der zugeordneten Inkrementflächen der elektrolumines zier enden Schicht 52 eintritt. Die kurz zuvor aktivierten Diodenpaare, welche bei einer niedrigeren Sägezahnspannung aktiviert wurden, sind leitend und befinden sich in Sättigung. Daher wird das Wechselstrommodulationssignal, wenn es an diese leitenden Paare

^w angelegt wird, keinerlei Änderung des Stromes durch die Dioden hervorrufen und daher wird keine Anregung der Schicht 52 eintreten. Es wird daher lediglich an einem Diodenpaar emitiert, und zwar zu einer Zeit, zu der die Sägezahnspannung die Nullinie »t über die Anordnung schiebt.

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In Zusammenhang mit einer qualitativen Analyse des Zusammenhanges der

Arbeitsweise der beiden Ausführungsbeispiele der Fig. 1 und 2 zu bemerken, daß ohne die Verstärkungseigenschaft des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 das Beispiel nach Fig. 2 zunächst etwas begrenzt erscheint. Erfordert z. B^ die elektrolumineszente Schicht 52 5V Wechselspannung zur Anregung, dann muss zwischen zwei benachbarten Diodenpaaren, ein Spannungsabfall von 5 V zwischen je 2 Anzapfungen des Spannungsteilerwiderstandes 7 V liegen. Da ein PN-Übergang lediglich eine Spannung von etwa 100 V aushält, so ist infolgedessen die über dem Spannungsteilerwiderstand liegende Spannung begrenzt. λ Hierdurch ist jedenfalls die Anzahl der unterbringbaren Diödenpaare auf etwa 20V begrenzte Wählt man hierbei Abstände von etwa 0, 5 mm, so kommt man auf eine Länge der Vorrichtung von etwa 1 cm. Dahingegen ist das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 nicht so begrenzt. Wegen der Leistungsverstärkung der Kollektor übergänge können die Dioden in Abständen von etwa 0, IV voneinander angebracht sein, wobei lediglich 5 V Wechselstrom zur Anregung der elektrolumineszenten Schicht gefordert wird. Für eine praktische Konfiguration ist der Spannungsabstand vorzugsweise 0, 5 V. Das ergibt für eine 1, 8 cm lange '

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Vorrichtung mit 333 Punkten mit einer Abmessung von je 0, 45 mm und eine maximale Sägezahnspannung von etwa 17 V. Weiterhin ist eine Batterie 38 von etwa 100 V und eine weitere Batterie 40 mit einer Spannung von etwa + .50V vorgesehen. Abgesehen von der P-leitenden Schicht 12, welche aus Zwecken der mechanischen Stabilität ziemlich dick(4, 5 mm) gemacht wurde, sind die übri-

- 2 gen halbleitenden Schichten sehr dünn (etwa 1, 2 . 10 mm) , so daß die Defekt-

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elektronen nicht durch Rekombinationsvorgänge verloren gehen können. Die Abmessungen der Vorrichtungen reichen aus, um eine Batterie spannung von 50 V ohne Durchschlag verarbeiten zu können. Infolge dieser Abmessung kann genügend Licht erzeugt werden, daß mehr einer Geraden als einem Punkt' entspricht. Mit halbleitenden Materialien, beispielsweise mit Silicium können die genannten Abmessungen eingehalten werden, da sie keine ausreichende Vermeidung von Rekoinbinationsverlusten gestatten. ■ Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die Anwendung einer Abtastspannung in Form eines Sägezahnimpulses bei beiden Ausführung sbei- ^ spielen einen stets anwachsenden Bereich guter Leitfähigkeit im Halbleiterkörper hervorruft. Dieser leitende Bereich befindet sich im Sättigungszustand, mit Ausnahme* des in der Nähe der Nullinie befindlichen Übergangsbereichs, so daß die modulierende Wechselspannung lediglich die Gebiete um die Nullinie herum beeinflusst. Daher kann man durch geeignete Wahl ihrer Amplitude und Phase bezüglich des Sägezahnsignals einen Leuchtpunkt erzielen, der bezüglich seiner Lage und seiner Intensität gesteuert werden kann.

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Claims

-15-PATENTANSfrRUCH . 2.1.1968

Verfahren zur Intensitäts- und Lagesteuerung von lichtemittierenden Bereichen einer auf einem Halbleiterkörper befindlichen elektrolumineszierenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper aus einer PNPNP-Schichtfolge mit einer Längsabmessung aufgebaut ist, die gross gegenüber seiner Dickenahmessung ist, wobei die letste Schicht aus einer Vielzahl von P-leitenden Bereichen (20-1) bei (20-N) besteht, die über die Einzelkontakte (22-1) bei 22-N), die elektroluniines Eier ende Schicht (24) sowie über eine weitere diese bedeckende transparente Kontaktierungaschicht (26) in Sperrichtung vorge- Λ spannt sind, daß der erste PN-Übergang (J ) so vorgespannt wird, daß er über seine gesamte LängserStreckung hinweg gleichförmige Ladungsträger injiziert, daß die vorletzte Schicht (18) vom N-Leitfähigkeitstyp zur Aufrechterhaltung eines Spannungsgradienten in Längsrichtung in der genannten Richtung von einem Gleichstrom durchflossen wird und daß am unteren Ende der zweiten Schicht (14) vom N-Leitfähigkeitstyp ein von einem Wechselepannungsimpule überlagert er Sägezahnimpuls eingespeist wird.

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