DE2344774A1 - Festkoerper-anzeigevorrichtung - Google Patents

Festkoerper-anzeigevorrichtung

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Description

Priorität: 5. September 1972, Japan
Anmelde-Nr.: Sho 47-89267 (89267/1972)
Die Erfindung bezieht sich auf eine Festkörper-Anzeicfevorrichtung.
Herkömmliche elektrische Lichtemissionsvorrichtungen weisen mehrere Lichtemissionsdioden auf/ die in entprechende-als Lichtführung * dienende, lichtdurchlässige Platten aus Harz eingebettet oder diesen zugewandt sind, deren Kanten so angeordnet· sind, daß sie in der Gesamtschäu einen1 Buchstaben oder/Seichen anzeigen, n-zenn* bestimmte von ihnen erleuchtet werden.· Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der US-PS 355 335 offenbart. Bei dieser bekannten Vorrichtung· konnte die lichtdurchlässige Platte aus Harz nicht flach" auf einer Stützplatte angeordnet v/erden, und zwar weil sie so ausgebildet war,- daß die Kanten der- Platten aus Harz vondem Beobachter gesehen v/erden sollten; außerdem war die Farbe des
— 2 —
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abgestrahlten Lichtes durch die Charakteristik der lichtemittierenden Diode beschränkt, im allgemeinen war das abgestrahlte Licht rot oder grün. Eine Verbesserung bestand darin,-die infrarotabstrahlende Diode mit einer Schicht aus durch Infrarotstrahlung erregbarem, grünes Licht abstrahlendem, lumin^scierendem Material zu bedecken,■ so daß das lumin^scierende Material durch Anregung mitteln des Infrarotlichtes grünes Licht abstrahlt. Bei einer derartigen ver- · besserten Vorrichtung war es jedoch schwierig; das luminescierende' Material bzw. den Leuchtstoff,der Infrarotlicht in sichtbares·Libht v/irksam umwandelt, fest anzubringen, da· die lichtemittierende Flä- ■ ehe sehr klein ist. Darüberhinaus waren Grosse und Gestalt der lichtemittierenden Oberfläche-durch die Struktur der lichtemittierenden Diode eingeschränkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Pest- ■ körper-Anzeigevorrichtung zu schaffen, mit der"eine deutliche Lichtabstrahlung gewünschter Farbe von einem luminescierenden Element gewünschter Gestalt und Größe möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Festkörper-Anzeigevorrichtung eine bestimmte Anzahl von Lichtemissionseinheiten, die auf einer Unterstützung in einer Art vorgesehen sind,die bei Erleuchtung eine Anzeige einer Ziffer, eines·Buchstabens oder eines'Zeichens ergibt, wobei jede Lichtemissionseinheit eine'Infrarotstrahlung aussendende Diode und :einen luminscierenden Stab'aufweist, der * Infrarotstrahlung in·sichtbares Licht'umwandelt und in'einer optischen Zuordnung angeordnet ist, in der er Infrarotlicht von der Diode empfängt, vorgesehen.
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Die Erfindung schafft also eine verbesserte Festkörper-Anzeigevorrichtung, bei der eine Infrarotstrahlung aussendende Diode, und ein Stab, der durch Infrarotstrahlung erregbares, lumine>scentes Material sowie lichtleitendes Harz enthält, im Abstand voneinander in einem Stück-aus lichtleitendem Harz eingebettet·sind, v/obei der luminescierende Stab von einer Gestalt und Größe ist, daß er einen'Abschnitt eines Buchstabens oder eines Zeichens klar anzeigt, wenn er Licht aussendet.
409814/0855
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Darstellungen an einem Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung; Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht eines Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 1; und
Fig. 4 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung yemäß Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine Unterlage 1 in Form einer isolierenden Platte mit einer elektrisch leitenden Unterlage, z.B. einer Aluminiumunterlage 2, versehen, beispielsweise durch Kleben oder auf eine andere Art verbunden. Auf der Oberfläche der Aluminiumunterlage 2 ist eine bestimmte Anzahl von Aussparungen 3 in einem bestimmten Muster ausgebildet, z.B. eingepreßt. Die Anzahl und die Anordnung der Aussparungen 3 sind so ausgeleert, daß Ziffern oder Buchstaben angezeigt werden können; die in Fig. 1 dargestellte Anordnung ist bekannt und stellt ein aus sieben Segmenten aufgebautes fluster zur Ziffernanzeige dar. Jede Aussparung 3 weist einen glatten, ebenen Boden 31 auf, der von glatten, vertikalen Wänden 32 umgeben ist. Beispielsweise ist Öie Aluminiumunterlage 2 etwa o,5 mm dick und jede Aussparung 3 etwa o,2 mm tief. In jeder Aussparung 3 ist jeweils eine Infrarotstrahlung aussendende Diode 4 vorgesehen, die beispielsv/eise ein Halbleiter aus Galliumarsenid (GaAs) mit einer Grundfläche von o,4 nun χ ο,4 nun und einer Tiefe von o,2 mm sowie
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einem lichtemittierenden P-IJ-Üborqana sein kann, v/ob ei die Infrarotstrahlung emittierende Diode 4 nit dem ebenen Boden 31 verbunden ist und ihre untere Elektrode 7 mit einer aus einem bekanntem} elektrisch leitenden Kleb- bzv7. Bindemittel bestehenden Schicht 7 ■ verbunden ist. In jeder Aussparung 3 ist ferner ein Leuchtstab 5 ■ angeordnet, der durch Infrarotstrahlung erregbares luminiscentes bzv/. phosphorescentes Material, d.h. einen Leuchtstoff, der Infrarotstrahlung in sichtbare Streihlung umwandelt, und ein Ii chtlei- · tendes, d.h. durchsichtiges oder durchscheinendes, Verbindungsharz bzw. -kunststoff aufweist, z.B. Epoxyharz, Polyurethanharz ' oder Siliconharz. Ein durch Infrarotstrahlung erregbarer Leucht- · stoff, der hauptsächlich aus LaF3 ; Yb,Er oder YF3JYb^Er besteht, kann für die Grünemission verwendet v/erden;. ein durch Infrarotstrahlung erregbarer Leuchtstoff, der hauptsächlich aus YOCl;Yb,Er oder Y-OCl7;Yb^Zr besteht, kann für die Rotemissionen verwendet v/erden; ein durch Infrarotstrahlung erregbarer Leuchtstoff, der hauptsächlich aus YF_;Yb,Tm besteht, kann für die Blauemission verwendet werden.
Wenn Leuchtstoffe mit verschiedenen Emissionsfarben gemischt wer-· den und in dem Leuchtstab 5 enthalten sind,.kann durch entsprechende Auswahl der Zusammenstellung des Gemisches annähernd jede gewünschte Farbabstrahlung erzielt v/erden.
Die Querschnittsform des Leuchtstabes 5 kann beispielsweise ein Kreis, eine Elipse, ein Rechteck, ein Quadrat, ein Polygon oder ein sehr dünnes Viereck sein. Dann wird in jeder Aussparung .3 eine Füllplatte 6 ausgebildet, welche die inneren Flächen der je-· weiligen Aussparung 3 eng berührt und aus einem lichtleitenden ,
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d.h. durchsichtigen oder durchscheinenden, Harz, beispielsweise Epoxyharz, Polyurethanharz oder Siliconharz, besteht. Das geschieht beispielsweise durch Eingießen eines geschmolzenen oder eines ungehärteten Harzes in die Aussparung 3, so daß die durchsichtige Füllplatte G aus Harz die Infrarotstrahlung aussendende Diode 4 und den Leuchtstab 5 umgibt.
Auf diese Weise bildet die Füllplatte 6 aus, durchsichtigem oder durchscheinendem Harz eine Lichtführung, wobei die obere Oberfläche und die Bodenfläche zusammen parallele Flächen bilden, die das Licht nach Art der totalen Reflexion leiten, und die glatten vertikalen Flächen der Füllplatte 6, die an den vertikalen Wänden 32 des Metalls anliegen ,reflektierende Spiegel bilden, die das infrarote Licht in Richtung auf den Leuchtstab 5 leiten. Natürlich erreicht auch von der Diode 4 ausgestrahltes Licht direkt den Leuchtstab 5.
Dünne Verbindungsdrähte 9, die beispielsweise aus Aluminium oder ' Gold bestehen, verbinden jeweils die oberen Elektroden 8 der Infrarotstrahlung aussendenden Dioden 4 mit Verbindungsstellen Io auf der isolierenden Unterlage 1.
Die Ausführungsform-gemäß Fig. 1 zeigt eine Anzeigevorrichtung aus sieben Segmenten zur Anzeige der Ziffern O bis 9, die beispielsweise bei einem eüäitronischen Tischrechner Verwendung finden kann.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann die mit der Isolier-
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platte 1 verbundene Aluminiumunterlage 2 mit den Aussparungen 3 durch eine Isolierplatte mit ähnlich gestalteten Aussparungen ersetzt werden, wobei ein bestimmter Teil dieser Platte mit einer aufgedampften Aluminiumschicht beschichtet ist.
Bei anderen abgewandelten Ausführungsformen können die Aussparungen andere Muster bzw. andere Anordnungen als das vorstehend beschriebene, mit sieben Segmenten bzv/. Elementen versehene Ziffernanzeige-Muster bilden, um eine andere Art von Buchstaben oder Zeichen anzuzeigen.
Wenn bei der wie vorstehend beschriebenen elektrischen Lichtemissions-Vorrichtung gemäß der Erfindung eine oder mehrer ausgewählte Lichtemissionsdioden 4 erleuchtet sind und Infrarotstrahlen aussenden, werden die von den P-N-übergängen der Lichtemissionsdioden 4 ausgestrahlten Lichtstrahlen durch Reflexion an den vertikalen Wänden 32 und sowohl an der oberen als auch an der unteren Fläche der durchsichtigen Füllplatten 6 aus Harz zu den Leuchtstäben 5 geleitet. Diese werden erregt und strahlen ein gewünschtes, sichtbares Linht von ihrer gesamten Oberfläche ab, wodurch ein Beobachter einen erleuchteten Buchstaben oder ein erleuchtetes Zeichen sehen kann. Auf diese Weise werden die von sehr kleinen Bereichen der Infrarotstrahlung aussendenden Dioden 4 emittierten Infrarotstrahlen in sichtbare Strahlen einer gewünschten Farbe umgewandelt, die von den gesamten Oberflächen des Leuchtstabes 5 ausgehen und dadurch eine klare Anzeige des Buchstabens oder des Zeichens ermöglichen. Da die von der Lichtemissionsdiode 4 kom-
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menden Lichtstrahlen mittels direkter Fortleitung und mittels totaler Reflexion durch die dünnen, lichtdurchlässigen Füllplatten 6 geleitet v/erden, v/erden die Lichtstrahlen äußerst wirksam zu den Leuchtstäben 5 geleitet, wodurch eine wirksame 'Lichtleitung und eine klare Anzeige erreichbar sind. Die Aussparungen 3 der dargestellten Ausführungsform haben in der Draufsieht etwa trapezförmige Gestalt, wobei die Leuchtstäbe 5 an der längeren Grundseite angeordnet sind.
Da die sichtbaren LicK+-strahlen von den Oberflächen der Leucht- '. stäbe 5 ausgesandt werden, ist durch eine gewünschte Form-: und Größenwahl der Leuchtstäbe 5 eine Anzeige eines ausreichend grossen und klaren Buchstabens oder Zeichens mit lediglich einer kleinen, Infrarotstrahlung aussendenden Diode für jedes Segment möglich. Die Umwandlungen von Infrarotstrahlung in sichtbares ■
sind
Licht/deshalb besonders wirksam; weil die Lichtumwandlung in
einem relativ großen Leuchtstab erfolgt.
Da die die Lichtemissionsdioden 4 enthaltenden lichtdurchlässigen Füllplatten 6 aus Harz flach auf die elektrisch leitende Unterlage 2 gelegt sind, ist die Vorrichtung von sehr einfacher und starrer Konstruktion, wodurch sie stoßfest und von geringer Dicke ist und leicht automatisch in Massenproduktion hergestellt v/erden kann.
Da weiterhin die untere Elektrode der Lichtemissionsdiode 4 direkt mit der leitenden Unterlage 2 verbunden ist, muß nur die obere Elektrode durch Draht mit den Verbindungsstellen bzw. - Vorsprüngen Io auf der isolierenden Unterlage 1 verbunden weiden. Auf diese Weise ist die Verdrahtung der Vorrichtung vereinfacht.
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Claims (4)

  1. 23U774
    Ansprüche
    IJ Festkörper-Anzeigevorrichtung, gekennzeichnet durch eine bestimmte Anzahl von Lichtemissionseinheiten (4,5,6), die auf einer Unterstützung (2) in einer Art vorgesehen sind, die bei Erleuchtung eine Anzeige einer Ziffer, eines Buchstabens oder eines Zeichens ergibt, wobei jede Lichtemiscions^ir.hait eine Infrarotstrahlung aussendende. Diode (4) und einen lurainescierenden Stab ■ (5) aufweist, der Infrarotstrahlung in sichtbares·Licht umwandelt und in einer optischen Zuordnung angeordnet int, in der er Infrarotlicht von der Diode empfängt.
  2. 2. Festkörper-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lichtemissionseinheit (4,5,6) die Infrarotstrahlung aussendende Diode (4) und der luminiscierende Stab (5) in einer lichtleitenden Füllplatte (6) aus Harz eingeschlossen sind,
  3. 3. Festkörper-Anzeigevorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
    eine elektrisch leitende Unterlage (2) mit einer bestimmten Anzahl von Aussparungen (3), die jeweils einen ebenen Boden· (31) und glatte Seitenwände (32) aufweisen,-wobei die elektrisch leitende Unterlage (2)von einer isolierenden Unterlage (1) getragen ist; ■
    eine am Boden (31) einer jeden Aussparung (3) befestigte, Infrarot-
    - Io 409814/0855
    - Io -
    Strahlung aussendende Diode (4), deren eine Elektrode mit dem Boden elektrisch verbunden ist; .
    einen luminescierenden Stab (5), der eine durch Infrarotstrahlung· erregbare luminescierende Substanz und lichtleitendes Harz enthält;
    eine lichtdurchlässige, lichtleitende Füllplatte (6) aus Harz, die in jede Aussparung eingebettet ist, die Infrarotstrahlung aussendende Diode sowie den luminescierendei Stab umgibt und die Inf rarotabstrahlung der Dir:1.3 ^,u dem luminescierenden Stab leitet; und einen Draht (9) ,der die andere Elektrode, einer jeden Infrarotstrahlung aussendenden Diode mit einer Verbindungsteile (lo) auf der isolierenden Unterlage (1) verbindet.
  4. 4. Festkörper-Anzeigevorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahlung aussendende Diode (4) einen GaAs-Halbleiter mit einem P-N-Übergang aufweist.
    4098U/0855
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