DE2344774B2 - Zeichen-Anzeigevorrichtung - Google Patents

Zeichen-Anzeigevorrichtung

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DE2344774B2 DE2344774A DE2344774A DE2344774B2 DE 2344774 B2 DE2344774 B2 DE 2344774B2 DE 2344774 A DE2344774 A DE 2344774A DE 2344774 A DE2344774 A DE 2344774A DE 2344774 B2 DE2344774 B2 DE 2344774B2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Zeichen-Anzeigevorrichtung mit mehreren auf einer Unterlage angeordneten, Leuchtdioden umfassenden und zu Ziffern, Buchstaben oder Zeichen kombinierbaren stabförmigen Leuchteinheiten.
Zeichen-Anzeigevorrichtungen dieser Art sind bekannt (US-PS 35 55 335 und DT-AS 1111 736). Diese mit unmittelbarer Lichtabstrahlung einer Leuchtdiode arbeitenden Vorrichtungen sind im Aufbau relativ kompliziert und teuer, da entweder sehr teure großflächige, stabförmige Leuchtdioden spezieller Umrißform verwendet werden müssen, deren Elektroden entsprechend der gewünschten Zeichenkombination geformt sein müssen (DT-AS 1111 736), oder es müßten bei Verwendung üblicher kleiner Leuchtdioden relatV komplizierte optische Streueinrichtungen in Form von Parabolspiegeln od. dgl. eingesetzt werden, damit, ausgehend von einer kleinen Leuchtdiode, auch tatsächlich das gewünschte großflächige Lichtband der einzelnen Zeichenteile erreicht werden kann (US-PS 35 55 335). Bei letzterer bekannter Vorrichtung müssen die optisehen Streueinrichtungen von der Anzeigefiäche nach hinten abstehen, wodurch die Gesamtanordnung eine relativ große Einbautiefe erhält. Auch die Farbe des abgestrahlten Lichtes ist bei diesen bekannten Vorrichtungen auf die abgestrahlte Lichtfarbe der Leuchtdiode beschränkt.
Zur Darstellung von Betriebszuständen auf Informationsfeldern ist es an sich bekannt, mehrfarbige Miniaturschauzeichen in Form von Miniatur-Elektrolumineszenzdioden auf Halbleiterbasis auf kleinstem Raum dicht nebeneinander anzuordnen (DDR-PS 87 508). Auch eine solche Anordnung wäre zum Aufbau von Zeichen-Anzeigevorrichtungen nicht ohne weiteres anwendbar, da solche Leuchtdioden auf Halbleiterbasis relativ schwer bearbeitbar sind und größere Stäbe mit einer bestimmten Form aus diesem Material nicht ohne weiteres billig herstellbar sind.
Schließlich ist es bekannt. Infrarotlicht durch spezielle Lumineszenzmaterialien in sichtbares Licht umzuwandeln.
Von diesem Stand der Technik ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Zeichen-Anzeigevorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die einfach und billig herstellbar ist und welche die Anzeige in jeder gewünschten Farbe ermöglicht.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Zeichen-Anzeigevorrichtung der eingangs erwähnten Art. erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches. Vorteilhafte Ausgestallungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist trotz der vorgesehenen Lichtumwandlung den bekannten Vorrichtungen mit direkter Lichtabstrahlung in vielen Punkten überlegen. Der das Infrarotlicht der kleinen Leuchtdiode in sichtbares Licht umwandelnde Leuchtstab kann sehr einfach und billig in jeder gewünschten Form hergestellt weiden, da er aus einem billigen und nicht schwer zu bearbeitenden Halbleitermaterial hergestellt werden kann und an ihm auch keine elektrischen Anschlüsse und Elektroden angebracht werden müssen. Da die eigentliche Leuchtdiode nur Infrarotlicht abgibt, braucht ihre Form nicht unbedingt der Form des das sichtbare Licht abgebenden Lumineszenzstabes zu entsprechen, d. h., die Leuchtdiode selbst kann extrem billig hergestellt werden, und es können für den erfindungsgemäßen Zweck handelsübliche billige Leuchtdioden verwendet werden, und es genügt, den eigentlichen, das sichtbare Licht abgebenden Lumineszeiizstab entsprechend zu bearbeiten. Durch Wahl eines nachleuchtendem Lumineszenzstabes ist es möglich, eine kontinuierliche Anze;ge mit einer nur impulsweisü betriebenen Leuchtdiode zu erreichen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht auch einen sehr gedrungenen und vor allem flachen Gesamtaufbau, da Leuchtdiode und Lumineszenzstab nebeneinander in der Anzeigeebene angeordnet werden können. Auch die Farbe des abgestrahlten Lichts kann durch eine entsprechende Wahl des Lumineszenzstabmaterials je nach Anwendungszweck beliebig gewählt werden.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Darstellungen an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung gemäß F i g. 1,
F i g. 3 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht eines Teils der Vorrichtung gemäß F i g. 1 und
F1 g. 4 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
In F i g. 1 ist eine Unterlage 1 in Form einer isolierenden Platte mit einer elektrisch leitenden Un'erlage, 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 ausgelegt, daß Ziffern oder Buchstaben angezeigt werden können; die in F i g. 1 dargestellte Anordnung ist bekannt und stellt ein aus sieben Segmenten aufgebau-
tes Muster zur Ziffernanzeige dar. Jede Aussparung 3 weist einen glatten, ebenen Boden 31 auf, der von glatten, vertikalen Wänden 32 umgeben ist. Beispielsweise ist die Aluminiumunterlage 2 etwE. 0,5 mm dick und jede Aussparung 3 etwa 0,2 mm tief. In jeder Aussparung 3 ist jeweils eine Infrarotstrahlung aussehende Diode 4 vorgesehen, die beispielsweise ein Halbleiter aus Galliumarsenid (GaAs) mit einer Grundfläche von 0,4 χ 0,4 mm und einer Tiefe von 0.2 mm sowie einem lichteiwittierenden P-N-Cbergang sein kann, wobei die Infrarotstrahlung emittierende Dioue 4 mit dem ebenen Boden 31 verbunden ist und ihre untere Elektrode 7 mit einer aus einem bekannten, elektrisch leitenden Kleb- bzw. tiindemittel bestehenden Schicht 7 verbunden ist. In jeder Aussparung 3 ist ferner ein Leuchtstab i< 5 angeordnet, der durch infrarotstrahlung erregbares lumineszentes bzw. phosphoreszentes Material, d. h. einen Leuchtstoff, der Infrarotstrahlung in sichtbare Strahlung umwandelt, und ein lichtleiiendes, d. h. durchsichtiges oder durchscheinendes, Verbindungsharz bzw. -kunststoff aufweist, z. B. Epoxyharz, Polyurethanharz oder Siliconharz. Ein durch Infrarotstrahlung erregbarer Leuchtstoff, der hauptsächlich aus LaF3; Yb, Er oder YF3; Vb, Er besteht, kann für die Grünemission verwendet werden; ein durch Infrarotstrahlung erregbarer Leuchstoff, der hauptsächlich aus YOCl; Yb, Er oder Y3OCI7; Yb, Er besteht, kann für die Rotemissionen verwendet werden; ein durch Infrarotstrahlung erregbarer Leuchtstoff, der hauptsächlich aus YF'; Yb, Tm besteht, kann für die Blauemission verwendet werden.
Wenn Leuchtstoffe mit verschiedenen Emissionsfarben gemischt werden und in dem Leuchtstab 5 enthalten sind, kann durch entsprechende Auswahl der Zusammenstellung des Gemisches annähernd jede gewünschte Farbabstrahlung erzielt werden.
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 jeweiligen Aussparung 3 eng berührt und aus einem lichtleitenden, d.h. durchsichtigen oder durchscheinenden Harz, beispielsweise Epoxyharz, Polyurethanharz oder Siliconharz, besteht. Das geschieht beispielsweise durch Eingießen einej geschmolzenen oder eines ungehärteten Harzes in die Aussparung 3, so daß die durchsichtige Füllplatte 6 aus Harz die Infrarotstrahlung aussendende Diode 4 und den Leuchtstab 5 umgibt.
Auf diese Weise bildet die Füllplatte 6 aus durchsichtigern oder durchscheinendem Harz eine Lichtführung, wobei die obere Oberfläche und die Bedenfläche zusammen parallele Flächen bilden, die das Licht nach Art der totalen Reflexionleiten, und die glatten vertikalen Flächen der Füllplatte 6, die an den vertikalen Wanden 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 «usgestrahltes 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 10 auf der isolierenden Unterlage 1.
Die Ausführung^form gemäß F i g. 1 zeigt eine An-Zeigevorrichtung i'iis sieben Segmenten zur Anzeige der Ziffern 0 bis 9, 'lie beispielsweise bei einem elektronischen Tischrechner Verwendung finden kann.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann die mit der Isolierplatte 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 bzw. 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 mehrere 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 Licht von ihrer gesamten Oberfläche ab, wodurch ein Beobachter einen erleuchter.· ι 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 kommenden Lichtstrahlen mittels direkter Fortleitung und mittels totaler Reflexion durch die dünnen lichtdurchlässigen Füllplatten 6 geleitet werden, werden 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 Draufsicht etwa trapezförmige Gestalt, wobei die Leuchtstäbe 5 an der längeren Grundseite angeordnet sind.
Da die sichtbaren Lichtstrahlen von den Oberflächen der Leuchtstäbe 5 ausgesandt werden, ist durch eine gewünschte Form- und Größenwahl der Leuchtstäbe 5 eine Anzeige eines ausreichend großen und klaren Buchstabens oder Zeichens mis: lediglich einer kleinen, Infrarotstrahlung aussendenden Diode für jedes Segment möglich. Die Umwandlungen von Infrarotstrahlung in sichtbares Licht sind 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 werden kann.
Da weiterhin die untere Elektrode der Lichtemissionsdiode 4 direkt mit der leitenden Unterlage 2 verbunden ist, muß ni>- die obere Elektrode durch Draht mit den Verbindungsstellen bzw. -vorsprüngen 10 auf der isolierenden Unterlage 1 verbunden werden. Auf diese Weise ist die Verdrahtung der Vorrichtung vereinfacht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Zeichen-Anzeigevorrichtung mit mehreren auf einer Unterlage angeordneten, Leuchtdioden umfassenden und zu Ziffern, Buchstaben oder Zeichen kombinierbaren stabförmigen Leuchteinheiten, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leuchteinheit aus einer Infrarot-Leuchtdiode (4) und einem dieser zugeordneten. Infrarotlicht in sichtbares Licht umwandelnden Lumineszenzstab (5) besteht
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdiode (4) und der Lumineszenzstab (5) nebeinander in ilachen Ausnehmungen (3) der Unterlage (2) eingesetzt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdiode (4) und der Lumineszenzstab (5) in Kunstharz (6) eingegossen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (2) aus elektrisch leitendem Material besteht und die neben dem Lumineszenzstab (5) angeordnete Leuchtdiode (4) mit ihrer einen Elektrode (7) elektrisch leitend am Boden (31) der flachen Ausnehmung (3) der Unterlage
(2) befestigt ist, während die andere Elektrode (8) dieser Leuchtdiode (4) mit einer Verbindungsstelle (10) auf einer die leitende Unterlage (2) tragenden Isolierstoff platte (1) verbunden ist.
DE2344774A 1972-09-05 1973-09-05 Zeichen-Anzeigevorrichtung Expired DE2344774C3 (de)

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