DE2101290A1

DE2101290A1 - Bildwiedergabegerät

Info

Publication number: DE2101290A1
Application number: DE19712101290
Authority: DE
Inventors: Die Anmelder Sind
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-03-09
Filing date: 1971-01-13
Publication date: 1971-09-30
Also published as: CA933287A; AU2335670A; NL7018169A; FR2083868A5

Description

La Habra, Oalifornien 90631

"Bildwiedergabegerät"

Die Erfindung betrifft ein neuartiges und vorteilhaftes Gerät zur farbigen oder schwarz-weißen Bildwiedergabe.

Die bekannten Bildwiedergabegeräte haben den Nachteil, daß sie relativ teuer in der Herstellung und im Betrieb sind und daß sie vielfach eine sehr beschränkte Lebensdauer besitzen. Weitere Nachteile vieler bekannter Bildwiedergabegeräte der obengenannten Art sind ihr hohes Gewicht, die erhebliche Wärmeabgabe, die benötigten hohen Spannungen und relativ großen Ströme,sowie die meist in sich gekrümmte Wiedergabeebene, auf der die darzustellenden Bilder erscheinen.

Aufgabe der Erfindung ist es,, die Nachteile der bekannten Bildwiedergabegeräte zu vermeiden und ein Bildwiedergabegerät zu

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schaffen, welches besonders als tragbares Gerät geeignet ist·

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Anzahl zur lichtabgabe geeigneter, mit einer ersten und einer zweiten Elektrode versehener Dioden in Diodengruppen angeordnet sind, wobei ,jede der zu einer Gruppe gehörenden Dioden in ihrem eingeschalteten Zustand im wesentlichen in einer sich von der Farbe der anderen Dioden in der Gruppe unterscheidenden !Farbe leuchtet, daß eine Anzahl erster Verbindungen jeweils die ersten Elektroden der Dioden gleicher Farbe miteinander verbinden und daß eine Anzahl zweiter Verbindungen jeweils die zu den Dioden unterschiedlicher Farbe gehörenden zweiten Elektroden miteinander verbinden«

Für die Aufgabe ergibt sich eine besonders günstige Lösung, wenn die Anzahl der in der Betrachtuncrsnbene in vertikaler Richtung im Abstand zueinander verlaufenden ersten Verbindungen die in der gleichen Richtung hintereinander angeordneten Dioden gleicher Farbwiedergabe miteinander verbinden und wenn die Anzahl der in horizontaler Richtung im Abstand zueinander verlaufenden°zweiten Verbindungen die in der gleichen Richtung hintereinander angeordneten Dioden mit voneinander abweichender Färbwiedergabe verbinden·

Veitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, das nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert wird· Darin zeigt:

Fig. 1 und 2 die nacheinander erfolgenden Schritte der

Herstellung zur Abgabe farbiger Lichtstrahlung geeigneter Dioden, die ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung bilden, wobei Fig. 2 einen entlang der Linie 2-2 in Fig.3 durchgeführten Schnitt darstellt,

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Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4· eine mögliche erfindungsgemäße Verbindung der in Fig. 2 und 3 dargestellten Dioden untereinander und

Fig. 5 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verbindung der Dioden untereinander zur Erzeugung eines farbigen Bildes auf einer flachen Wiedergabeebene.

In Fig. 1 und 2 ist eine aus einer Aluminiumlegierung bestehende Elektrode 10 dargestellt, die haftend zwischen einem plattenförmigen Glasträger 12 und einem aus Material des p-Typs bestehende Halbleiterschicht 14- eingebettet ist. Ein Ring 16 aus einem Material des η-Typs bildet in Verbindung mit der Schicht 14 einen pn-übergang 18. Die Form des Ringes 16 wird mit Hilfe eines Ätzverfahrens oder eines anderen Verfahrens herausgearbeitet, wobei in das Material des η-Typs, wie aus Fig. 1 ersichtlich, noch eine Ausnehmung 20 eingearbeitet wird. Mit Hilfe des genannten Ätzverfahrens wird vorzugsweise auch noch die Oberfläche des p-Materials an den Stellen 20,22 und 24· in Fig. 1 abgeätzt. Als Folge davon liegt die neugebildete Oberfläche der Schicht 14· wenige Millionstel eines Zentimeters unterhalb des pn-Übergangs 18. Der aus Material des η-Typs bestehende Ring 16 wird danach mit einer aus einer Goldlegierung bestehenden ersten Elektrode 26 versehen und danach mit einer Phosphorschicht 28 überzogen, in der aktivierte Photonen enthalten sind. Mit Hilfe dieser Schicht ist es möglich, durch die Dioden eine vorwiegend rote, blaue oder grüne Strahlung abzugeben. Die auf diese Weise gewonnene Anordnung wird anschließend mit einer durchsichtigen Schutzschicht 30 überzogen, die beispielsweise aus Plastikmaterial bestehen kann. Eine auf diese Weise hergestellte Anordnung wird im Folgenden vielfach als Spad bezeichnet, während unter der Bezeichnung Spadtrio eine Gruppe von drei Spads verstanden werden soll, die wahlweise Strahlung einer unterschiedlichen Färbung wie beispiels-

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weise Rot, Blau und Grün abgeben kann. Ein derartiges in den genannten Farben leuchtendes Spadtrio ist mit einem roten Spad R, einem blauen Spad B und einem grünen Spad G versehen, wie sie in den Figuren 4 und 5 gezeigt sind. Eine derartige, ein Spadtrio bildende Spadgruppe ist in den Figuren 4 und 5 durch gestrichelt gezeichnete Dreiecke angedeutet.

Die in den Figuren 4 und 5 dargestellten integrierten Schaltkreise sind nach im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 erläuterten Merkmalen der Erfindung aufgebaut. Aus Fig. 4 und 5 ist ersichtlich, daß die in vertikaler Richtung hintereinander angeordneten Spads mit roter, blauer oder grüner Farbgebung über ihre erste Elektrode 26 durch erste Verbindungen 26 R, 26 B bzw. 26 G jeweils aneinander angeschlossen sind. In waagerechter Richtung dagegen sind die an der Basis liegenden Elektroden von Spads mit abwechselnder Farbgebung durch eine Reihe in horizontaler Richtung verlaufender zweiter Verbindungen 10 RBG miteinander verknüpft. Die einzelnen in vertikaler Richtung verlaufenden Verbindungen 26 R, 26 B und 26 G sind ebenso voneinander isoliert, wie die einzelnen in horizontaler Richtung verlaufenden zweiten Verbindungen 10 RBG, die ebenfalls elektrisch voneinander getrennt sind.

Ein Beispiel für die erfindungsgemäße Schaltung der Dioden läßt sich aus Fig.5 entnehmen. Die einzelnen Spadtrios sind als durch gestrichelte Linien gekennzeichnete Dreiecke 40 dargestellt, an deren Ecken die roten, grünen und blauen Dioden liegen, deren Herstellung im Zusammenhang mit den Figuren 1, 2 und 3 beschrieben wurde. Wie sich aus Fig. 5 ergibt, ist jede der einzelnen horizontalen Verbindungsleitungen H 1, H 2, H 3, H 4, H 5, H 6 durch eine Verbindung 10 RBG gebildet, die jeweils die Basiselektroden 10 horizontal nebeneinander liegender Spads aneinander anschließt. Jeweils zwei nebeneinander liegende horizontale Verbindungsleitungen schaffen eine horizontale Verknüpfung,

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so daß die horizontale Verknüpfung 15 durch die Verbindungsleitungen H 1, H 2, die horizontale Verknüpfung 25 durch die Verbindungsleitungen H 2, H 3, die horizontale Verknüpfung 35 durch die horizontalen Verbindungsleitungen H 3» H 4, die horizontale Verknüpfung 45 durch die Verbindungsleitungen H 4, H und die horizontale Verknüpfung 55 ^d"rch di« Verbindungeleitun«. gen H 5» H 6 geschaffen wird.

In entsprechender Weise werden :_... .jeweils drei nebeneinander liegende» jeweils Spads gleicher Farbgebung aneinander anschließende vertikale Verbindungen 26 R, 26 B, 26 G zu einer vertikalen Verknüpfung zusammengefaßt, wodurch sich die Verknüpfungen LSV 1, LSV 2, LSV 3 und LSV 4 ergeben. Durch eine ^ nach dem geschilderten geometrischen Schema miteinander verknüpfte,zur Farbabgabe geeignete Dioden aufweisende integrierte Schaltung lassen sich Farbbilder wiedergeben, wobei das geschilderte Bildwiedergabegerät beispielsweise in Farbfernsehempfängern verwendet werden kann· Dabei werden vorteilhaft Galliumarsenid-Diodenübergänge verwendet, die mit einem ausgewählten photonenaktivierten fluoreszierenden Material überzogen sind. Durch elektronische Abtastung mit syncitonisierten digitalen EingangsSignalen für die horizontale- und die vertikale Achse lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Bildwiedergabegerät sowohl monocbjcme als auch farbige Bilder wiedergeben.

Die roten, grünen und blauen Phosphormischungen können selektiv W auf die entsprechenden Dioden, beispielsweise dadurch aufgebracht werden, daß nacheinander drei verschiedene Masken Verwendung finden oder dadurch, daß das mittels einer einfachen Maske zuerst weißer Phosphor gleichzeitig auf alle Dioden aufgebracht wird, woraufhin eine mit Farbpunkten versehene, die genauen Abstände und die Farbenverteilung der Dioden berücksichtigende Maske dauerhaft auf der äußeren Schutzschicht befestigt wird.

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In der erfindungsgemäßen integrierten Schaltung kann gleichzeitig noch eine zur elektronischen Bildwiedergabe geeignete digitale Festkörperschaltung eingefügt werden· Die integrierte logische, zur Abtastungsynchronisation und Farbensteuerung c-eeienete ' Festkörperschaltung kann beispielsweise entlang der Peripherie der Bildwiedergabeebene angeordnet sein. Bei einer anderen Ausführungsform dieser Schaltung kann diese zur Vereinfachung und zur Vergrößerung des Verwendungsbereiches S₁₁₁₀J₁ durch einzelne,unabhängige integrierte Schaltungsbaugruppen gebildet sein, die entfernt oder an der Bildübertragungsebene anliegend angeordnet sind.

Im Zusammenhang mit der oben gegebenen Lehre sind eine ganze Reihe von Schaltungen anwendbar, um das erfindunKseremäße Bildwiedergabegerät Zeile für Zeile abzutasten· So sind bei beginnender Abtastung der horizontalen Verknüpfungen 15,25 usw. zuerst die Verbindungsleitungen H 1 und H 2 gemeinsam durchgeschaltet, wobei das erste Spadtrio durch eine Spannung an der aus drei Verbindungen bestehenden vertikalen Verknüpfung LSV 1 erregt wird. Hierdurch werden die drei in der Schaltung nach Fig. 5 am oberen linken Ende befindlichen Dioden mit Energie versorgt. Die Folge davon ist, daß die fluoreszierende Schicht eine sichtbare Strahlung abgibt. Bei gleichzeitiger Erregung ergibt sich ein einfarbiges Licht, was zu einer schwarz-weiß Wiedergabe führt. Eine gesteuerte Erregung der einzelnen zu diesem Spadtrio gehörenden Dioden durch auf die einzelnen Leitungen der Verknüpfung LSV 1 gegebene, unterschiedliche Spannungen resultiert in einer farbigen Wiedergabe, wobei.. die Wellenlänge von der Art der ungleichmäßigen Erregungsverteilung der drei Dioden abhängt.

Während sich die Verknüpfung 15 immer noch in ihrem eingeschalteten Zustand befindet, wird das dem wiederzugebenden Bildteil entsprechende Videosignal schrittweise von der Verknüpfung LSV

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zur Verknüpfung LSV 3 von dort zur Verknüpfung LSV 5 usw. weitergeschaltet bis schließlich das Ende der horizontalen Verknüpfung 15 erreicht ist. Nachdem das Ende der horizontalen Verknüpfung 15 erreicht wurde, kann durch einen Synchronisationsimpuls die horizontale Verknüpfung 15 abgeschaltet und gleichzeitig die horizontale Verknüpfung eingeschaltet werden, woraufhin an die vertikalen Verknüpfungen LSV 2, LSV 4, LSV 6 usw. nacheinander eine zur Erzeugung einer Lichtstrahlung geeignete Spannung gelegt wird. Die Spannungsverteilung und die Spannungshöhe an den drei die einzelnen Verknüpfungen bildenden vertikalen Verbindungen bestimmen jeweils die Helligkeit und die farbe mit der das gerade angesteuerte Spadtrio leuchtet. Nach der Abtastung der horizontalen Ver- W knüpfung 25 wird diese abgeschaltet und die horizontale Verknüpfung 35 eingeschaltet, woraufhin wieder nacheinander eine von dem wiederzugebenden Bildteil abhängige Spannung auf die einzelnen vertikalen Verknüpfungen LSV 1, LSV 3» LSV 5 usw. gegeben wird.

Bei den die einzelnen Dioden kann das Material des p-Typs (Halbleiterschicht 14) aus Silizium oder Chrom und das Material des η-Typs (King 16) aus Galliumarsenid oder Galliumphosphid bestehen. In diesem Fall wird eine im sichtbaren und außerhalb des sichtbaren Bereiches liegende Strahlung von dem pn-übergang 18 abgegeben, wenn ein Strom zwischen den Elektroden 10 und 26 j|

fließt. ' ™

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Bildwiedergabegerät, dadurch gekenn-

z eichnet, daß eine Anzahl zur Lichtabgabe geeigneter mit einer ersten und einer zweiten Elektrode (10,26) versehener Dioden (10-30) in Diodengruppen angeordnet sind, wobei jede der zu einer Gruppe (B,G₁R) gehörenden leuchtfähigen Dioden in ihrem eingeschalteten Zustand im wesentlichen in einer sich von der Farbe der anderen Dioden in der Gruppe unterscheidenden Farbe leuchtet, daß eine. Anzahl erster Verbindungen (26 B, 26 G, 26 R) jeweils die ersten Elektroden (26) der Dioden gleicher Farbe miteinander verbinden und

daß eine Anzahl zweiter Verbindungen (10 RBG) jeweils die zu Dioden unterschiedlicher Farbe gehörenden zweiten Elektroden (10) miteinander verbinden.

2. Bildwiedergabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der in der Betrachtungsebene in vertikaler Richtung im Abstand zueinander verlaufenden ersten Verbindungen (26 B, 26 G, 26 R) die in der gleichen Richtung hintereinander angeordneten Dioden gleicher Farbwiedergabe verbinden und daß die Anzahl der in horizontaler Richtung im Abstand zueinander verlaufenden zweiten Verbindungen (10 RBG) die in der gleichen Richtung hintereinander angeordneten Dioden mit voneinander abweichender Farbwiedergabe verbinden.

5» Bildwiedergabegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (B,G,R) in eine Anzahl von Sätzen aufgeteilt sind, wobei sich die Farbe jeder Diode (B) eines Satzes sich von der Farbe der Dioden (G oder R) eines anderen Satzes unterscheidet und daß die ersten Elektroden der Dioden eines Satzes miteinander und die zweiten Elektroden der Dioden unterschiedli cher Sätze untereinander verbunden sind.

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4. Bildwiedergabegerät nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, daß drei Diodensätze (BjG₁H) vorgesehen sind, wobei die Dioden (R) des einen Satzes vorwiegend eine rote Lichtstrahlung abgeben während die Dioden (G,B) in den beiden restlichen Sätzen vorwiegend blau bzw.grün strahlen«

5· Bildwiedergabegerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Dioden in den einzelnen Sätzen (B,G,R) aus dem gleichen Halbleitermaterial aufgebaut sind.

6. Bildwiedergabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der in Planartechnik hergestellten Dioden (IO-3O) eine aus dem Material eines ersten Halbleitertypes bestehende Basis (14·) und eine Anzahl aus dem Material eines zweiten Halbleitertyps bestehender, an die Basis angrenzender Teile (16) aufweisen, wobei durch die entstehenden Grenzschichten (18)

dl die einzelnen Dioden gebildet werden und daß die so gebildeten Dioden in einer Ebene (12) in einem aus Zeilen (10) und Spalten (26) bestehenden geometrischen Muster angeordnet sind.

7· Bildwiedergabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Dioden (10-30) einen mit aktivierbaren Photonen versehenen Überzug (28) aufweist, wobei die Photonen durch von der Diode abgestrahltes Licht aktiviert werden.

8. Bildwiedergabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (10-30) mit einer durchsichtigen äußeren Schutzschicht (30) überzogen sind.

9· Bildwiedergabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichne t,daß die Dioden 10-30 mit einem pn-übergang (18) versehen sind, der zwischen einem Material (14) des p-Typs wie Silizium und einem Material (16) des η-Typs wie Galliumarsenid oder Galliumphosphid liegt.

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