DE2903336A1

DE2903336A1 - Anzeigeeinrichtung mit lichtemittierenden dioden

Info

Publication number: DE2903336A1
Application number: DE19792903336
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Morimoto; Hiroshi Watanabe
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1978-01-31
Filing date: 1979-01-29
Publication date: 1979-08-02
Also published as: DE2903336C2; US4241281A; JPS54102886A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung mit lichtemittierenden Dioden.

Anzeigeeinrichtungen zur sichtbaren Anzeige von Buchstaben, Zahlen, graphischen Symbolen und dergleichen werden in zwei Typen unterteilt, nämlich Hybrid-Anzeigeeinrichtungen und monolithische Anzeigeeinrichtungen. Bei den Hybrid-Anzeigeeinrichtungen werden eine Vielzahl lichtemittierender Diodenchips mit vorgegebener Form auf einem einzigen Substrat angeordnet. Bei den momolithischen Anzeigeeinrichtungen werden die lichtemittierenden Dioden in einem Halbleiterkristallsubstrat ausgebildet.

Bei den Hybrid-Anzeigeeinrichtungen können die verwendeten Materialien ökonomisch eingesetzt werden, und es können Anzeigen in verhältnismässig grossem Maßstab gegeben werden. Das Herstellungsverfahren ist jedoch sehr kompliziert, und die Zuverlässigkeit dieser Einrichtungen ist begrenzt. Ferner besteht die Gefahr, dass die Leuchtdichte der lichtemittierenden Diodenchips unterschiedlich ist, so dass die Qualität der Anzeige zu wünschen übrig lässt.

Bei den monolithischen Anzeigeeinrichtungen können andererseits feine und dicht beieinanderliegende Bildmuster leicht ausgebildet werden, indem man das Verfahren des Heizätzens einsetzt, und es können eine grosse Zahl von lichtemittierenden Bereichen gleichzeitig ausgebildet werden. Daher eignen sich die Anzeigeeinrichtungen dieses Typs für die Massenherstellung, und Schwankungen in der Leuchtdichte der einzelnen lichtemittierenden Bereiche können nahezu eliminiert werden. Aus diesem Grund werden Anzeigeeinrichtungen dieser Art verbreitet für die Anzeigen von Tischrechnern, Armbanduhren, Messinstrumenten oder dergleichen eingesetzt.

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Bei der Herstellung der monolithischen Anzeigeeinrichtungen ist es erforderlich, jede der lichtemittierenden Dioden, die auf einem einzigen Halbleiterkristallsubstrat ausgebildet sind, elektrisch und optisch zu isolieren. Auch müssen Elektroden und Zuleitungen ausgebildet werden, um die Treibspannung jeder der lichtemittierenden Diodenelemente zuzuführen.

Bei den herkömmlichen monolithischen Anzeigeeinrichtungen werden die Diodenelemente gewöhnlich auf folgende Weise voneinander isoliert. Vorgegebene Bereiche auf dem Substrat, auf denen pn-Sperrbereiche ausgebildet sind, werden durch Ätzen und Trennen entfernt, um eine Vielzahl isolierter lichtemittierender Diodenelemente je nach dem anzuzeigenden Bildmuster zu bilden. Bei einem anderen Verfahren werden Verunreinigungen selektiv in vorgegebene Bereiche des Substrates eindiffundiert, um in diesen Bereichen einen Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt zu dem des Substrates zu erzeugen, so dass eine Vielzahl lichtemittierender Diodenelemente gebildet wird. Es wurde auch vorgeschlagen, vorgegebene Bereiche des Substrates mit Elektronen oder Protonen hoher Energie zu beschiessen, um diese Bereiche amorph zu machen, so dass sie als isolierende Schichten verwendbar sind. Diese herkömmlichen Verfahren erfordern jedoch komplizierte Techniken, um die Diodenelemente voneinander zu isolieren, und es sind umfangreiche Apparaturen erforderlich.

Die isolierten Diodenelemente müssen darüber hinaus noch mit Elektroden und Anschlussleitungen versehen werden. Zu diesem Zweck kann man die Auf dampf technik ii? Vakuum, das Verdrahten oder Bonden oder ähnliche Techniken einsetzen. Wenn jedoch eine sehr grosse Zahl von Diodenelementen auf einem einzigen Substrat untergebracht werden muss, und wenn die Diodenelemente dicht beieinander angeordnet sind, um eine feine und dichte Bilddarstellung zu geben, wird das Ausbilden und das Befestigen der Anschlussleitungen sehr kompliziert, so dass die Ausbeute bei der Produktion schlecht ist.

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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Bekannten verbesserte Anzeigeeinrichtung zu schaffen, mit der ein Anzeigemuster hoher Qualität wiedergegeben werden kann. Insbesondere soll die Herstellung der erfindungsgemässen Anzeigeeinrichtung vereinfacht werden, so dass das Herstellungsverfahren leicht und mit geringen Kosten durchgeführt werden kann.

Dazu ist die erfindungsgemässe Anzeigeeinrichtung in der in dem Hauptanspruch gekennzeichneten Weise ausgebildet.

Die erfindungsgemässe Anzeigeeinrichtung hat den Vorteil, dass die Elektroden leicht ausgebildet und die Anschlussleitungen leicht angebracht v/erden können. Ferner ist eine gute Isolierung der einzelnen Diodenelemente auf einfache Weise erzielbar. Auch lässt sich die erfindungsgemässe Anzeigeeinrichtung leicht so ausbilden, dass Schwankungen in der Leuchtdichte der einzelnen Diodenelemente vermieden werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig.1 eine perspektivische Darstellung der hauptsächlichen Teile einer Anzeigeeinrichtung mit lichtemittierenden Dioden nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig.2 einen Schnitt durch die Anordnung von Fig. 17

Fig.3 ein Schaltungsdiagramm einer Treiberschaltung für das in den Fig.1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel;

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Fig.4 eine zum Teil weggebrochene, perspektivische Darstellung der hauptsächlichen Teile einer matrixartigen Anordnung von lichtemittierenden Dioden nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig.5 einen Schnitt durch einen Teil der Anordnung von Fig.4.

In Fig.1 ist ein Halbleitersubstrat 1 dargestellt. Halbleitermaterialien, die für das Substrat 1 verwendet werden können, umfassen binäre oder ternäre III-V-Verbindungshalbleiter, beispielsweise GaAs, GaP, GaAsP, GaAlAs und GaInP, die die Eigenschaften von lichtemittierenden Dioden zeigen, binäre oder ternäre II-VI-Verbindungshalbleiter, beispielsweise CdTe, ZnSeTe und CdMgTe, und Halbleiterelemente, beispielsweise Germanium und Silicium, die in ihren Gitterkonstanten und thermischen Ausdehnungskoeffizienten ähnlich sind wie GaAs bzw.GaAsP bzw- GaP.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das Substrat 1 aus p-leitendem Silicium, während hier das lichtemittierende Diodenelement aus GaP gebildet ist. Die Diodenelemente sind auf dem Substrat 1 in der Form einer Matrix angeordnet, so dass sie sichtbar Buchstaben, graphische Zeichen und dergleichen anzeigen.

Erste Elektroden 2 für noch zu beschreibende, lichtemittierende Diodenelemente sind in vorgegebenen Bereichen der Oberfläche des Substrates 1, beispielsweise in der Form von Streifen, vorgesehen und sind aus Halbleiterdünnschichten gebildet, deren Leitfähigkeitstyp dem Leitfähigkeitstyp des Substrates 1 entgegengesetzt ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen die Elektroden 2 aus η-leitenden Siliciumschichten. Die ersten Elektroden 2 können dadurch ausgebildet werden, dass man eine monokristalline, η-leitende Siliciumschicht durch epitaxiales Wachs-

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tum aus der flüssigen Phase, durch epitaxiales Wachstum aus der Dampfphase, durch Ionenplattierungsverfahren oder durch epitaxiales Aufwachsen aus einem Strahl isonisierter Agglomerate (s. beispielsweise DE-PS 2 628 366) aufwachsen läßt. Die ersten Elektroden können auch dadurch gebildet werden, dass man Phosphor, Antimon oder dergleichen (wobei diese Substanzen in Silicium als Donoren wirken) selektiv in bestimmte Bereiche der Oberfläche des Substrats 1 mit hoher Konzentration eindiffundieren lässt.

Die lichtemittierenden Diodenelemente 3 sind auf den ersten Elektroden 2 ausgebildet. Die Diodenelemente können nach folgendem Verfahren hergestellt werden.

Auf den ersten Elektroden 2 werden durch epitaxiales Aufwachsen erste Halbleiterschichten 3a gebildet, die denselben Leitfähigkeitstyp wie die ersten Elektroden 2 haben oder, wie in dem vorliegenden Beispiel, aus η-leitendem GaP bestehen. Sodann werden auf den jeweiligen ersten Halbleiterschichten 3a durch epitaxiales Wachstum oder durch Diffusion zweite Halbleiterschichten 3b aus p-leitendem GaP ausgebildet, wobei die zweiten Halbleiterschichten 3b pn-Sperrschichten mit den ersten Halbleiterschichten 3a bilden.

Auf der zweiten Halbleiterschicht 3b jedes Diodenelementes 3 wird zusätzlich eine zweite Elektrode, beispielsweise durch Aufdampfen im Vakuum, hergestellt, die beispielsweise aus Au-Be bestehen kann und einen ohm¹sehen Kontakt mit dem p-leitenden GaP hat.

Die Diodenelemente 3 sind auf den ersten Elektroden 2 in Form einer Matrix angeordnet, und die Diodenelemente, bestehend aus den Halbleiterschichten 3a und 3b sind elektrisch spaltenweise dadurch miteinander verbunden, dass Verbindungsdrähte 5 auf den zweiten Elektroden 4 aufgebondet sind. Mit anderen Worten

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sind die Diodenelemente 3, die auf einer Spalte der Matrix senkrecht zu den ersten Elektroden 2 angeordnet sind, elektrisch durch je eine Verbindungsleitung 5 über die zweiten.Elektroden 4 miteinander verbunden.

Auf jeder ersten Elektrode 2 ist ein Bereich 6 für einen ohm'sehen Kontakt vorgesehen, um die erste Elektrode 2 mit einer Leitung für die Stromzufuhr zu verbinden. Wenn die erste Elektrode 2 aus Silicium besteht, wie es in diesem Ausführungsbeispiel der Fall ist, ist der Abschnitt 6 aus Aluminium oder dergleichen durch Aufdampfen im Vakuum hergestellt.

Ein Abschnitt 8 für einen ohm'sehen Kontakt ist auf der Rückfläche des Substrates 1 ausgebildet, so dass daran eine Leitung 9 angeschlossen werden kann. Die Leitung 9 wird dazu benutzt, eine Sperrspannung zwischen dem Substrat 1 und den ersten Elektroden 2 anzulegen.

Die matrixartige Anordnung der lichtemittierenden Dioden bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann wie folgt hergestellt werden.

Wenn das Substrat 1 aus einem p-leitenden Halbleiter hergestellt ist, wie es bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fall ist, lässt man n-leitende, η-leitende und p-leitende Halbleiterschichten auf vorgegebenen Bereichen der Oberfläche des Substrats 1 nacheinander durch epitaxiales Wachstum wachsen oder durch Diffusion oder dergleichen entstehen, um eine aus vier Schichten (pnnp) bestehende Anordnung zu bilden. Von diesen vier Schichten wird die als erstes direkt auf dem Substrat 1 ausgebildete Schicht (in diesem Ausführungsbeispiel eine n-leitende Schicht) als erste Elektrode des lichtemittierenden Diodenelementes, das darauf ausgebildet wird, benutzt.

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Die Stromversorgung zum Betreiben der matrixartigen Anordnung
der lichtemittierenden Dioden, wie sie oben beschrieben wurde, wird nun anhand von Fig.2 erläutert.

Um die ersten Elektroden 2, die auf dem Substrat 1 in der Form von Streifen und in Richtung der Zeilen der matrixartigen Anordnung vorgesehen sind, von dem Substrat 1 elektrisch zu isolieren, oder um mit anderen Worten jede der Elektroden 2
elektrisch zu isolieren, wird eine Sperrvorspannung zwischen dem Substrat 1 und den Elektroden 2 angelegt. Da das Substrat 1 aus einem p-leitenden Halbleiter und die Elektroden 2 aus einem
η-leitenden Halbleiter bestehen, ist in diesem Ausführungsbeispiel die Spannungsquelle 11 für die Sperrvorspannung mit ihrem negativen Anschluss mit dem Substrat 1 und mit ihrem positiven Anschluss mit jeder Elektrode 2 verbunden, so dass eine Sperrvorspannung an den Sperrbereich zwischen dem Substrat 1 und jeder Elektrode 2 angelegt wird.

Um die Diodenelemente 3 zu betreiben, werden die Halbleiterschichten 3a und 3b durch Treiber-Spannungsquellen 12 in Vorwärtsrichtung vorgespannt, wobei die Treiber-Spannungsquellen 12 über die Leitungen 5 und 7 und die Elektroden 4 und 6 angeschlossen sind.

Die Elektroden 2 sind auf diese Weise elektrisch von einander
durch die Spannungsquellen 11 für die Sperrvorspannung isoliert. Daher wird Licht nur von dem lichtemittierenden Diodenelement
abgestrahlt, welches an einem Kreuzungspunkt liegt, wo die ausgewählte Elektrode 2 sich mit der Leitung 5 kreuzt. Selbstverständlich können auf diese Weise mehrere Diodenelemente gleichzeitig angesteuert werden. Bei der Ansteuerung von Fig.2 müssen die
Spannungsquellen 11 für die Sperrvorspannung separat von den
Treiber-Spannungsquellen 12 für die lichtemittierenden Diodenelemente 3 vorgesehen sein. Auch entspricht die Zahl der Span-

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nungsquellen 11 der Zahl der Elektroden 2. Wenn es erforderlich ist, eine grosse Zahl von Diodenelementen 3 vorzusehen, wird daher die Anzeigeeinrichtung oder das matrixartige D,iodenfeld verhältnismässig kompliziert und teuer.

Daher wurde eine Stromversorgungsanordnung entwickelt, bei der die Spannungsquelle für die Sperrvorspannung und die Spannungsquelle für die Treibspannung kombiniert sind, wobei die Diodenelemente 3 durch Schalter und Widerstände, wie in Fig.3 dargestellt ist, miteinander verbunden sind, wodurch das Ansteuern der Diodenelemente 3 und die elektrische Isolierung zwischen den Diodenelementen verwirklicht werden kann.

Wie in Fig.3 dargestellt ist, ist die mit der Anode verbundene Leitung 5 (oder bei dem in den Fig.2 und 3 gezeigten Beispiel die Seite der Halbleiterschicht 3b jedes Diodenelementes 3(31, 32 ...) durch einen Schutzwiderstand Ra und je einen Schalter Sa (Sa₁/ Sa₂ ...), die in Reihe geschaltet sind, mit dem positiven Anschluss einer Spannungsquelle 13 verbunden. Die Elektroden 2 (oder bei dem Beispiel in den Fig.1 und 2 die Seite der Halbleiterschicht 3a jedes lichtemittierenden Diodenelementes 3) sind mit dem positiven Anschluss der Spannungsquelle 13 durch die Leitungen 7 und Widerstände Rc verbunden. Zusätzlich ist jede Elektrode 2 separat mit dem negativen Anschluss der Spannungsquelle 13 durch die Leitungen 7 und jeweils einen Schalter Sc (Sc₁, Sc₉ ...) verbunden.. Der negative Anschluss der Spannungsquelle 13 ist ferner mit dem Substrat 1 verbunden.

Bei der beschriebenen Schaltungsanordnung wird die Spannungsquelle 13 zwischen der Elektrode 12 und dem Substrat 1 über den Widerstand Rc und in der Richtung der Sperrvorspannung angeschaltet. Daher ist das Substrat 1 elektrisch von den Elektroden 2 isoliert, solange der Schalter Sc offengehalten wird, so dass die Elektroden 2 voneinander isoliert gehalten werden.

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Wenn die Schalter Sa₁ und Sc₁ geschlossen werden, um zu bewirken,

dass das lichtemittierende Diodenelement 31 Licht abstrahlt, wird die bestimmte Elektrode 2, auf der das lichtemittierende Diodenelement 31 ausgebildet ist, elektrisch mit dem Substrat 1 durch den Schalter Sc₁ und die Leitung 9 verbunden, während eine Sperrvorspannung zwischen den anderen Elektroden 2 und dem Substrat 1 der Spannungsquelle 13 aufrechterhalten wird- Daher wird die spezielle Elektrode 2, die durch Schliessen des Schalters Sc₁ ausgewählt worden ist, von den anderen Elektroden 2 isoliert gehalten .

Durch Schliessen des Schalters Sc- wird die Kathode des Diodenelementes 31 elektrisch mit dem negativen Anschluss der Spannungsquelle 13 verbunden. Zusätzlich wird durch Schliessen des Schalters Sa₁ die Anode des Diodenelements 31 über den Widerstand Ra elektrisch mit dem positiven Anschluss der Spannungsquelle 13 verbunden. Daher ist nur das Diodenelement 31 in Vorwärtsrichtung vorgespannt, so dass es Licht abstrahlt.

Bei der Schaltung von Fig.3 als Antriebsschaltung für die Anzeigeeinrichtung wird daher sowohl die elektrische Isolation zwischen dem Substrat 1 und den Elektroden 2 als auch das Ansteuern der Diodenelemente 3 von einer einzigen Spannungsquelle 13 bewirkt.

Bei dem in den Fig.1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel bleibt jeweils der Zwischenraum zwischen den Diodenelementen 3 intakt. Dabei kann jedoch eine Art übersprechen stattfinden, indem das von dem angesteuerten Diodenelement 3 emittierte Licht in die anderen Diodenelemente 3 eintritt, die kein Licht emittieren, so dass die letzteren so aussehen, als würden sie ebenfalls Licht emittieren. Um diese Art von übersprechen zu verhindern, kann der Zwischenraum zwischen den lichtemittierenden Diodenelementen 3 mit einem optisch opaken, isolierenden Material ausgefüllt werden. Wenn der Zwischenraum mit einem solchen isolierenden Material

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bis zu einem Niveau im wesentlichen auf der Höhe der oberen Oberfläche der Diodenelemente 3 ausgefüllt ist, um eine im wesentlichen flache Oberfläche zu bilden, wird es möglich,, die Leitungen 5 mit den Elektroden 4 auf der Halbleiterschicht 3b der jeweiligen Diodenelemente beispielsweise durch Aufdampfen im Vakuum zu verbinden. Auf diese Weise wird die Herstellung der matrixartigen Anordnung der lichtemittierenden Dioden weiter vereinfacht.

Bei dem in den Fig.1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein η-leitender Halbleiter als erste Elektrode 2 des Diodenelements 3 verwendet, wenn ein p-leitendes Substrat 1 verwendet wird. Wenn ein Strom durch die Elektrode 2 fliesst, ist daher der Spannungsabfall über der Elektrode 2 grosser als in dem Fall, in dem die Elektrode aus einem leitfähigen Material, beispielsweise Metall, hergestellt wird.

Wenn eine grosse Zahl von Diodenelementen 3 benötigt wird, und wenn daher die Elektrode 2 lang sein muss, wird der Spannungsabfall an einem Punkt, der einen grossen Abstand von dem mit der Stromversorgung verbundenen Ende oder von dem Abschnitt 6 hat, an dem die Treibspannung an die Elektrode 2 angelegt wird, gross. Daher ist die an den einzelnen Diodenelementen 3 anliegende Spannung unterschiedlich, so dass auch die Leuchtstärke von verschiedenen Diodenelementen unterschiedlich ist. Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann ein gut leitendes Material, beispielsweise Metall, entlang jeder Elektrode 2 abgeschieden werden, wie es bei dem in den Fig.4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel der Fall ist.

Wie bei dem in den Fig.T und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird bei dem in den Fig.4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel eine p-leitendes Siliciumsubstrat verwendet, auf dem die lichtemittierenden Diodenelemente in Form einer Matrix angeordnet sind. In den Fig.4 und 5 ist ein Substrat 21 gezeigt, das beispielswei-

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se aus p-leitendem Silicium bestehen kann. Die ersten Elektroden 22 sind als η -leitende Filme oder Dünnschichten ausgebildet, die in vorgegebenen Bereichen des Substrats 21 in der Form von Streifen angeordnet und durch Dotieren von Silicium mit Verunreinigungen, beispielsweise P und Sb (die Donoren bilden, wenn sie in Silicium enthalten sind), in einer hohen Konzentration durch selektive Diffusion unter Wärmeeinwirkung ausgebildet sind. Die ersten isolierenden Filme oder Dünnschichten 4o sind auf dem Substrat 21 in Form von Streifen angeordnet, so dass sie jeweils zwei nebeneinanderliegende Elektroden 22 überdecken können. Elektrodenleiter 41 sind auf dem Substrat 21 derart angeordnet, dass sie von dem Substrat 21 durch die ersten, isolierenden Dünnschichten 4o isoliert sind und in ohm'schem Kontakt mit den Elektroden 22 stehen, die an vorgegebenen Bereichen Öffnungen haben, in denen die lichtemittierenden Diodenelemente angeordnet sind.

Erste Halbleiterdünnschichten 23a sind auf den Elektroden 22 durch epitaxiales Aufwachsen von η-leitendem GaP ausgebildet. Die Halbleiterdünnschichten 23 sind beispielsweise runde Flächen. Eine zweite isolierende Dünnschicht 42 ist so angeordnet, dass sie den Umfang jeder Halbleiterdünnschicht 23a umgibt. In dem Teil der oberen Oberfläche jeder Halbleiterdünnschicht 23₇ wo die zweite isolierende Dünnschicht 42 nicht ausgebildet ist, ist eine zweite Halbleiterdünnschicht 23b durch epitaxiales Wachstum von p-leitendem GaP ausgebildet, die einen pn-Sperrbereich mit der Halbleiterdünnschicht 23a bildet. Daher bilden die Halbleiterdünnschichten 23a und 23b jeweils ein lichtemittierendes Diodenelement 23.

Zweite Elektroden 24 mit vorgegebenen öffnungen sind auf der zweiten isolierenden Dünnschicht 42 unter rechten Winkeln zu den ersten Elektroden 22 so angeordnet, dass sie in ohm'schem Kontakt mit den Halbleiterdünnschichten 23b stehen. Ein Abschnitt 28 für einen ohm¹sehen Kontakt ist auf der Rückseite des Substrats 21

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vorgesehen, so dass er in ohm'schein Kontakt mit dem Substrat 21 steht. Ausserdem sind Leitungen (nicht gezeigt) mit den Elektrodenleitern 41 , den Elektroden 24 und dem Abschnitt 28 für den ohm'sehen Kontakt verbunden, um die matrixartige Anordnung der lichtemittierenden Dioden zu vervollständigen.

Bei dem in den Fig.4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Elektrodenleiter 41 auf jeder Elektrode 22 über deren gesamter Länge angeordnet, so dass die Elektrode 22 im wesentlichen über ihrer gesamten Länge auf einem gleichmässigen Potential gehalten wird. Folglich schwankt die Leuchtdichte der Diodenelemente 23 nicht, so dass eine gleichförmige Lichtemission selbst dann erzielt werden kann, wenn die Zahl der Diodenelemente 23 gross ist. Da die ersten und zweiten isolierenden Dünnschichten 4o und 42 zwischen den Diodenelementen 43 vorgesehen sind, können die zweiten Elektroden 24 leicht, beispielsweise durch Aufdampfen im Vakuum, hergestellt werden.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird auf eine matrixartige Anordnung der Diodenelemente Bezug genommen« Die Erfindung ist jedoch nicht auf Anzeigeeinrichtungen mit einer solchen matrixartigen Anordnung beschränkt. Beispielsweise können segmentförmige, lichtemittierende Diodenelemente auf dem Substrat in der Form der Ziffer "S" angeordnet werden, um Zahlen anzuzeigen.

Wie bereits erwähnt wurde, hat die hier beschriebene Anzeigeeinrichtung ein Halbleitersubstrat, Halbleiterbereiche, die auf dem Substrat ausgebildet sind und den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp wie das Substrat haben, und lichtemittierende Diodenelemente, die auf den Halbleiterbereichen ausgebildet sind, wobei die Halbleiterbereiche als erste Elektroden für die Diodenelemente dienen. Bei dieser Anordnung kann das Verfahren zur Herstellung der Elektroden sehr einfach durchgeführt werden. Ausserdem werden

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die Elektroden aus Halbleitermaterial hergestellt, so dass die Verfahrensschritte von der Ausbildung der Elektroden bis zur Ausbildung der lichtemittierenden Diodenelemente integriert durchgeführt werden können. Daher lässt sich die Anzeigeeinrichtung mit der jeweiligen Anordnung der Diodenelemente sehr leicht herstellen. Mit anderen Worten können Anzeigeeinrichtungen mit einer matrixartigen Anordnung, mit einer segmentartigen Anordnung oder mit anderen Arten von Anordnungen von Diodenelementen sehr leicht hergestellt werden. Daher wird durch die Erfindung eine wesentliche Verbesserung bei der Produktivität und eine Ausdehnung der Anwendungsfälle solcher Anzeigeeinrichtungen erzielt.

Bei der erfindungsgemässen Anzeigeeinrichtung mit lichtemittierenden Diodenelementen kann die elektrische Isolierung der Diodenelemente voneinander mit einem hohen Wirkungsgrad durch eine Schaltung erzielt werden, die eine Sperrvorspannung zwischen der Elektrode und dem Substrat anlegt. Durch dieses Verfahren wird es überflüssig, die mühsamen Verfahrensschritte, beispielsweise Ätzen und Zerteilen, durchzuführen, die bei der Herstellung herkömmlicher Anzeigeeinrichtungen erforderlich sind. Daher wird das verwendete Material mit hohem Wirkungsgrad ausgenutzt, so dass die Anzeigeeinrichtungen billig hergestellt werden können. Mit anderen Worten kann die erfindungsgemäss Anzeigeeinrichtung mit hoher Qualität und bei geringen Kosten hergestellt werden.

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Claims

Patentansprüche

1. ) Anzeigeeinrichtung mit lichtemittierenden Dioden,

e kennzeichnet durch ein Substrat (1 ,21) mit einem vorgegebenen Leitfähigkeitstyp, erste Elektroden (2,22), die jeweils aus einem Halbleiterbereich bestehen, der auf einem vorgegebenen Bereich auf der Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, und einen Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt zu dem des Substrates haben, erste Halbleiterdünnschichten (3a, 23a), die auf den ersten Elektroden ausgebildet sind und denselben Leitfähigkeitstyp wie die ersten Elektroden haben, zweite Halbleiterdünnschichten (3b, 23b), die auf den ersten Elektroden ausgebildet sind und pn-Sperrbereiche mit den ersten Elektroden bilden, um eine Vielzahl von lichtemittierenden Diodenelementen zu schaffen, die voneinander isoliert sind, und durch zweite Elektroden (4,24), die auf den zweiten Halbleiterdünnschichten ausgebildet sind.

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2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen den Diodenelementen mit
einem isolierenden Material ausgefüllt ist.

3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zusätzliche Elektrodenleiter (41 ) auf vorgegebenen Bereichen der ersten Elektroden (22), wobei eine im wesentlichen gleichförmige Treibspannung an jedem Abschnitt der ersten Elektrode ansteht,
wenn eine Vielzahl Diodenelemente vorhanden sind.

4. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Stromversorgungsschaltung, die eine Sperrvorspannung zwischen dem Substrat und den ersten Elektroden liefert und eine
Treibspannung zwischen den ersten Elektroden und den zweiten
Elektroden erzeugt, um die Diodenelemente anzusteuern.

5. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsschaltung eine einzige Spannungsquelle aufweist, die sowohl als Quelle für die Sperrvorspannung als auch als Quelle für die Treibspannung dient.

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