DE3009416A1

DE3009416A1 - Anordnung aus mehreren lichtemittierenden halbleiterdioden

Info

Publication number: DE3009416A1
Application number: DE19803009416
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Phys. Dr. 7101 Untergruppenbach Gillessen
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1980-03-12
Filing date: 1980-03-12
Publication date: 1981-09-17
Also published as: JPS56137687A

Description

Anordnung aus mehreren lichtemittierenden
Halbleiterdioden Die Erfindung betrifft eine Anordnung aus mehreren lichtemittierenden Halbleiterdioden mit verschiedenartigen, Licht unterschiedlicher Farbe aussendenden Dioden. Derartige Anordnungen werden heute vielfach bsp. in Form von Sieben-Segment-Ziffern zur Zahlendarstellung in Meßgeräten, Uhren oder Rechnern eingesetzt. Im wesentlichen gibt es die Einzelbauelemente und auch die Sieben-Segment-Ziffern in den Farben Rot, Orange, Gelb und Grün.
Es wurde bereits in der DE-OS 7 214 316 eine Sieben-Segment-Ziffern-Anzeige vorgeschlagen, bei der jedem Segment der Ziffer zwei antiparallel geschaltete und farblich unterschiedliches Licht aussendende Lumineszenzdioden zugeordnet sind. Bei dieser Anordnung ist es möglich, je nach Polarität der anliegenden Spannung, jede Ziffernanzeige in zwei verschiedenen Farben wiederzugeben. Die Umschaltung der Polarität der Betriebsspannung erfordert jedoch einen beträchtlichen schaltungstechnischen Aufwand oder die Bereitstellung zweier Spannungsquellen unterschiedlicher Polarität. Beide Maßnahmen bedingen erhöhte Kosten, die die Anwendung der bekannten Anordnung erheblich einschränken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lumineszenzanordnung anzugeben, die ohne Polaritätswechsel der Versorgungsspannung betrieben werden kann Diese Aufgabe wird bei einer ordnung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils die gleiches Licht aussendenden Dieden an einem Pol miteinander verbunden sind, daß die anderen Pole der Dioden gruppenweise miteinander verbunden und an Ansteuerleitungen angeschlossen sind, wobei in jeder Gruppe verschiedenartige Dioden enthalten sind.
Die Farbe des Displays wird bei dieser Anordnung dadurch bestimmt, daß der gemeinsame Pol der diese Leuchtfarbe aussendenden Dioden mit einem Pol der Versorgungsspannung verbunden wird. Dabei muß es sich selbstverständlich um denjenigen Pol der Spannungsquelle handeln, die einen Stromfluß durch die angeschlossenen Dioden ermöglicht. Zu einem Stromfluß und damit zu einem Leuchten kommt es jedoch nur bei den Dioden, deren Gruppen angesteuert bzw. mit dem anderen Pol der Versorgungsspannung verbunden werden.
Ein Farbenwechsel wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung dadurch erzielt, daß mit Hilfe eines Schalters zwischen den gemeinsamen Anschlüssen aller Dioden gleicher Farbe umgeschaltet wird.
Vorzugsweise enthält jede Gruppe je eine der verschiedenartigen Dioden mit unterschiedlicher Leuchtfarbe. Dies bedeutet, daß bei der zweifarbigen Wiedergabe jede Gruppe zwei Dioden umfaßt und bei der dreifarbigen Wiedergabe jede Gruppe drei Dioden. Es besteht die Möglichkeit, daß jeweils die Kathoden aller gleichartiges Licht aussendenden Dioden miteinander verbunden sind. Die Schaltungsweise läßt sich jedoch auch umkehren, indem jeweils die Anoden aller gleichartiges Licht aussendenden Dioden zusammengeschaltet werden.
Die erfindungsgemäße Anordnung wird- vorzugsweise zur mehrfarbigen Darstellung von Ziffern oder Buchstaben eingesetzt, wobei dies insbesondere in Form von Sieben-Segment-Ziffern geschieht. Bei Sieben-Segment-Ziffern sind dann jedem Segment eine Gruppe von zwei oder mehr unterschiedliches Licht aussendenden Dioden zugeordnet, je nach dem, wieviel Wiedergabemöglichkeiten gewünscht werden.
Mischfarben können dadurch hergestellt werden, daß die gemeinsamen Pole der gleiches Licht aussendenden Dioden derart miteinander verbunden werden, daß durch zwei oder mehr Dioden jeder angesteuerten Gruppe ein die Lichtaussendung auslösender Strom fließen kann.
Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausgestaltung soll noch anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Die Figur 1 zeigt den schaltungstechnischen Aufbau einer Sieben-Segment-Ziffernanzeige in zwei wählbaren Farben.
In der Figur 2 ist der Schal tungs aufbau einer Ziffernanzeige dargestellt, mit der drei Einzelfarben wiedergegeben werden können.
In der Figur 3 ist das geometrische Layout der Sieben-Segment-Ziffernanzeige mit den Leitbahnen dargestellt, die für eine Verschaltung gemäß der Figur 1 benötigt werden.
Die Schaltungsanordnung der Figur 1 umfaßt in sieben Gruppen a - g jeweils zwei Dioden 1 und 2. Die Kathoden aller Dioden 1 sind mit einem gemeinsamen Anschluß K1 und die Kathode aller Dioden 2 mit einem gemeinsamen Anschluß K2 versehen. Beispielsweise kann es sich bei den Dioden 1 um rotleuchtende Bauelemente aus GaAsP und bei den Dioden 2 um grünleuchtende Elemente aus GaP handeln. Jede Gruppe a - g besteht aus je einer Diode 1 und je einer Diode 2, die an ihren Anoden miteinander verbunden und an eine Ansteuerleitung angeschlossen sind.
Einer der Anschlüsse K1 oder K2 wird nunmehr mit Hilfe einer Ansteuerschaltung mit der Masse-Elektrode einer Versorgungsspannungsquelle verbunden. Dies geschieht beispielsweise mit einer einfachen Ansteuerschaltung aus zwei Transistoren T1 und T2 gemäß Figur 1.
Die Emitterelektroden der beiden npn-Transistoren T1 und T2 sind mit Masse verbunden. Der Kollektor des Transistors T ist über einen Kollektorwiderstand R1 an den Anschluß K1 angeschlossen, während der Kollektor des Transistors T2 über den Kollektorwiderstand R2 zum Anschluß K2 führt. Außerdem ist er Kollektor des Transistors T1 über den Widerstand R3 mit der Basis des Transistors T2 verbunden. Der Basis des Transistors T1 wird ein Ansteuersignal zugeführt. Wenn dieses Ansteuersignal den "Low-Pegel" aufweist, kann Strom nur über den Transistor T2 und den Anschluß K2 fließen. Es leuchten dann alle die Dioden 2 auf, die sich in Gruppen befinden, deren Anodenanschluß an positives Potential über die Ansteuerleitung gelegt wird. Werden beispielsweise die Gruppen a, c und e mit positivem Potential verbunden, so leuchten die in diesen Gruppen enthaltenen Dioden 2 auf, während alle anderen Dioden unangesteuert bleiben.
Wird der Basis des Transistors T1 ein "High-Pegel" zugeführt, dann wird die Basisemitterstrecke dieses Transistors leitend und der Transistor T2 gesperrt. Strom kann somit nur über den Transistor T1 und über Anschluß K1 fließen. In diesem Fall leuchten alle Dioden 1 auf, die sich in anodenseitig angesteuerten Gruppen befinden In der Figur 2 handelt es sich um eine Sieben-Segment-Ziffernanzeige, die wiederum sieben Gruppen a - g umfaßt, wobei in jeder Gruppe drei Dioden 1, 2 und 3 unterschiedlicher Leuchtfarbe angeordnet sind. Alle Anoden der Dioden 1 sind mit dem Anschluß A1, alle Anoden der Dioden 2 mit dem Anschluß A2 und alle Anoden der Dioden 3 mit dem Anschluß A3 verbunden. Die Kathoden der in einer Gruppe enthaltenen drei Dioden sind miteinander und mit einer Ansteuerleitung verbunden. Einzelne Gruppen werden dadurch angesteuert, daß die entsprechenden Ansteuerleitungen a - g an Masse angeschlossen werden. Es leuchten dann die Dioden der angesteuerten Gruppen auf, deren A-Anschluß mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung verbunden ist. Bei geschlossenem Schalter können somit nur die Dioden 1 der angesteuerten Gruppen, bei geschlossenem Schalter S2 oder S3 nur die Dioden 2 bzw.
3 angesteuerter Gruppen aufleuchten. Mischfarben werden beispielsweise dadurch hergestellt, daß zwei Schalter gleichzeitig geschlossen sind, so daß beispielsweise bei geschlossenen Schaltern S2 und S3 sowohl Dioden 3 als auch Dioden 2 der jeweils angesteuerten Gruppen aufleuchten, und im gemeinsamen Lichtleiter eine Mischfarbe bilden.
Das Layout einer Sieben-Segment-Ziffernanzeige gemäß Figur 3 zeichnet sich dadurch aus, daß alle erforderlichen Leitbahnen kreuzungsfrei angeordnet sind. Die Lciterbahnen können beispielsweise auf einen isolierenden Trägerkörper aufgedampft oder aufgedruckt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Leitbahnmuster in Form eines während der Produktion selbsttragenden Metalleiterstreifens auszugestalten, der durch Verbindungsstege, die nach dem Einkapseln des Bauelementes durchgetrennt werden, in der Produktionsphase zusammengehalten wird.
Jedes Segment 8 ist in der Draufsichtdarstellung der Figur 3 dargestellt. Es besteht beispielsweise aus einem Kunststofflichtleiter, unter dem die beiden, jedem Segment zugeordneten Dioden 1 und 2 angeordnet sind. Gemäß der Schaltung der Figur 1 müssen somit zu jedem Segment drei Leitbahnen führen. Die Diode 1 ist beispielsweise mit ihrer Kathode auf dem Leitbahnstreifen 5 befestigt, während die Diode 2 gleichfalls mit ihrer Kathode auf dem Leitbahnstreifen 4 befestigt ist. Die Anoden beider Dioden sind über die Kontaktierungsdrähte 10 und 11 mit der Leitbahn 9 verbunden, die zur Ansteuerungsleitung g führt. Die Leitbahn 4 schlängelt sich mäanderförmig zum Anschluß K1, während die Leitbahn 5 die Kathoden aller Dioden 1 miteinander ver- knüpft und zum Anschluß K2 führt. Die Leitbahnen 9 sind Stichleitbahnen, die jeweils von einer Ansteuerleitung zu dem Anodenanschluß einer einem Segment 8 zugeordneten Gruppe führt. Das Layout der Figur 3 enthält außer den 7 Einzelsegmenten noch ein rundes Segment 7, das einen Punkt darstellt, der gleichfalls zweifarbig dargestellt werden kann. Hierfür ist eine zustätzliche Ansteuerleitung DP erforderlich.
Wie die Figur 3 zeigt, überkreuzen sich die erforderlichen Leitbahnen an keiner Stelle, so daß die Notwendigkeit einer Zweiebenenverdrahtung entfällt. Die einzelnen Segmente können verschiedenartig ausgestaltet werden, wobei neben dem bereits erwähnten Lichtleiter auch diffuse Reflektoren und Streufolien zur gleichmäßigen Ausleuchtung ausgenützt werden können.

Claims

Patentansprüche Anordnung aus mehreren lichtemittierenden Halbleiterdioden, mit verschiedenartigen, Licht unterschiedlicher Farbe aussendenden Dioden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die gleiches Licht aussendenden Dioden an einem Pol miteinander verbunden sind, daß die anderen Pole der Dioden gruppenweise miteinander verbunden und an Ansteuerleitungen angeschlossen sind, wobei in jeder Gruppe verschiedenartige Dioden enthalten sind.
2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe je eine der verschiedenartigen Dioden (1, 2, 3) enthält.
3) Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Kathoden aller gleichartiges Licht aussendenden Dioden (1 bzw. 2 bzw. 3) miteinander verbunden sind.
4) Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Anoden aller gleichartiges Licht aussendenden Dioden (1 bzw. 2 bzw. 3) miteinander verbunden sind.
5) Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe zwei verschiedenartiges Licht aussendende Dioden (1 und 2) enthält.
6) Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur mehrfarbigen Darstellung von Ziffern oder Buchstaben.
7) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 5, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in sic?ben-Segment-Ziffern, wobei jedem Segment eine Gruppe von zwei oder mehr unterschiedliches Licht aussendenden Dioden zugeordnet ist.
8) Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Segment eine Gruppe mit zwei Dioden (1, 2) zugeordnet ist, daß ein Leitbahn- oder ein Leiterstreifensystem (4, 5, 9) vorhanden ist, das jeweils alle gleichartiges Licht aussendende Dioden (1 bzw. 2) an der Kathode oder an der Anode kreuzungsfrei miteinander verbindet, und daß zu jeder Gruppe gleichfalls kreuzungsfrei eine Leitbahn oder ein Leiterstreifen führt, der für den Anschluß der noch freien Pole jeder Gruppe vorgesehen ist.
9) Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ansteuerschaltung vorgesehen ist, mit deren Hilfe die jeweils an der Kathode oder an der Anode zusammengeschalteten gleichartigen Dioden an einen, den Stromfluß durch diese Dioden ermöglichenden Pol einer Spannungsquelle anschaltbar sind.