DE2164092C3 - Elektrolumineszente Lichtquelle - Google Patents

Elektrolumineszente Lichtquelle

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Description

Die Erfindung betrifft eine elektrolumineszente Lichtquelle mit einer Halbleiter-Lumirieszenzdiode in einem Gehäuse, in das zwei Stromzuleitungen führen, wobei im Gehäuse an einer Stromzuleitung die Lumineszenzdiode befestigt ist. Eine derartige Lichtquelle ist aus der FR-PS 14 90 665 bekannt.
Es ist bereits bekannt (DE-AS 12 74 737), zwei Dioden in ein gemeinsames Flachgehäuse einzubauen. Die beiden Gehäusezuleitungen, die durch eine Glasperle miteinander verbunden sind, tragen je eine Diode. Bei dieser Anordnung geht es jedoch nicht um den Betrieb einer Lichtquelle. Aus der DE-OS 19 33 330 ist eine
ίο Wiedergabevorrichtung für eine Vielzahl von Lumineszenzdioden bekannt, die über eine Elektronik gesondert angesteuert werden können, wobei die Lumineszenzdioden und die Elektronik in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
Die Betriebsspannung von Lumineszenzdioden liegt bei wenigen Volt. Wenn die Dioden an eine höhere Spannung angeschlossen werden sollen, müssen entsprechende Widerstände vorgeschaltet werden. Hierdurch wird der Schaltungsaufwand größen
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einzelne elektrolumineszente Lichtquelle anzugeben, die unmittelbar an Versorgungsspannungsquellen angeschlossen werden kann, deren Spannungswert sich von der Betriebsspannung der Lumineszenz- diode wesentlich unterscheidet.
Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der anderen Stromzuleitung ein elektrischer Widerstand oder ein elektrisches Wider-Standsnetzwerk befestigt ist, und daß die Diode so mit dem oder den Widerständen verbunden ist, daß zumindest ein Widerstand in Reihe zu der Diode geschaltet ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung hat den wesentlichen Vorteil, daß in ein herkömmliches Diodengehäuse ohne Änderung der Anzahl der Zuleitungen oder des inneren geometrischen Aufbaus zwei Bauelemente eingebracht werden können, die eine Reihenschaltung aus mindestens einem Widerstand und einer Diode bilden.
Je nach Wahl des vorgeschalteten Widerstandes kann die elektrolumineszente Lichtquelle nun an eine Versorgungsspannung angelegt werden, die sich von der Betriebsspannung der Diode unterscheidet. Der Widerstand wird dabei vorzugsweise so gewählt, daß an der in Flußrichtung betriebenen Diode die optimale Betriebsspannung abfällt, während die Differenz zwischen Diodenbetriebsspannung und Versorgungsspannung am Widerstand abfällt.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist vorgesehen, daß die beiden Stromzuleitungen an ihrer im Gehäuseinneren angeordneten Stirnfläche abgeflacht sind. Auf der Stirnfläche der einen Zuleitung ist die Lumineszenzdiode befestigt, während auf der Stirnfläehe der anderen Zuleitung ein Trägerkörper befestigt ist, auf dem ein oder mehrere Widerstände angeordnet sind. Die Diode und das Widerstandsnetzwerk sind wärmemäßig entkoppelt, so daß sich beide Bauelemente nicht beeinflussen können.
Auf dem Trägerkörper sind vorzugsweise mehrere in Reihe g !schaltete Widerstände angeordnet. Die Enden der so gebildeten Widerstandskette und die Verbindungen zwischen je zwei Widerständen stehen mit Drahtanschlußflächen auf dem Trägerkörper in elektrischer Verbindung, so daß die Möglichkeit besteht, vor der Kontaktierung jeweils nach dem vorgesehenen Verwendungszweck auszuwählen, wie viele der vorhandenen Widerstände zur Diode in Reihe geschaltet
werden sollen.
Die Widerstände können aus in einen Halbleiterkörper eindiffundierten Widerstandsbahnen bestehen. Die Widerstände können aber auch aus metallischem Widerstandsmaterial bestehen und auf einem Trägerkörper, der zumindest an seiner Oberfläche isolierend ist, aufgedampft oder anderweitig abgeschieden werden. Die Halbleiterkörper bzw. Trägerkörper können auf die Zuleitungsunterlage aufgeklebt oder aufgelötet werden.
Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausgestaltung soll im weiteren noch anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
In der F i g. 1 ist ein Gehäuse für eine Lumineszenzdiode dargestellt Das Gehäuse besteht aus einem Gehäusesockel 12, der beispielsweise ein mit Kunststoff ausgegossener Metallring ist. Durch diesen Gehäusesockel sind zwei Gehäusezuleitungen 1 und 2 geführt, die an ihrem stirnseitigen Ende (z. B. 3) abgeflacht sind. Auf der Stirnfläche 3 der Zuleitung 1 ist der Diodenkörper 6 befestigt. Für Rotlicht emittierende Dioden wird beispielsweise ein Halbleiterkörper aus Gallium-Arsenid-Phospid verwendet Der Halbleiterkörper ist auf seiner Rückseite mit einem Metallkontakt
7 versehen, mit dem er unter Bildung eines ohmschen Kontaktes auf die Stirnfläche 3 der Zuleitung 1 aufgeklebt oder aufgelötet ist Im Halbleiterkörper verläuft ein pn-Übcrgang 11. Die extrem dünne Oberflächenzone des Halbleiterkörpers ist mn einem Kontakt 8 versehen, der nur einen kleinen Teil der Oberfläche bedeckt, so daß die vom pn-übergang ausgehende Strahlung praktisch ungehindert durch die Oberfläche treten kann.
Auf der Stirnfläche der anderen Zuleitung 2 ist ein die Widerstände enthaltender Trägerkörper 10 befestigt. Dieser Trägerkorper ist so ausgebildet, daß das eine Ende des Widerstandes oder der Widerstandskette mit der Zuleitung elektrisch verbunden ist. Wenn der Trägerkörper 10 aus einem leitenden Material besteht, wird vorzugsweise die Unterseite dieses Trägerkörpers mit einem metallischen Kontakt 4 versehen, mit dem der Trägerkörper unter Bildung eines ohmschen Kontaktes an der Zuleitung befestigt wird. Das andere Ende des Widerstandes, der Widerstandskette oder einer Verbindung zwischen zwei Widerständen wird dann über einen dünnen Zuleitungsdraht 9 mit dem Vorderseitenkontakt
8 der Diode 6 elektrisch leitend verbunden.
In der Fig.2 ist eine besonders vorteilhafte Ausführung des Widerstandsnetzwerkes dargestellt. Der Trägerkörper 10 besteht beispielsweise aus einem elektrisch leitenden Halbleitermaterial. Die Oberfläche des Halbleiterkörpers ist auf der Vorderseite mit einer Isolierschicht 13 bedeckt Der Halbleiterkörper kann beispielsweise aus Silizium, die isolierschicht aus Siliziumdioxyd bestehen. Auf dieser Isolierschicht befinden sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei metallische Widerstände 17, i9 und 21, die beispielsweise aufgedampft werden. Die Widerstände sind über die Verbindungskontakie 18 und 20 in Reihe geschaltet In die Isolierschicht wurde eine öffnung 15 eingebracht, durch die das eine Ende des Widerstands 17, das zugleich das Ende der Widerstandskette ist, über die Anschlußstelle 16 mit dem Halbleiterkörper elektrisch leitend verbunden ist Der Strompfad führt dann über das leitende Halbleitermaterial und den Rückseitenanschluß 14 zur Stromzuleitung 2 (Fig. 1). Der Verbindungsdraht 9 zur Diode 6 kann nun einmal an die Fläche 18 angeschlossen werden; dann ist die Diode mit dem Widerstand 17 in Reihe geschaltet. Bei einer anderen vorgesehenen Versorgungsspannung wird der Draht 9 an die Kontaktfläche 20 oder an die Kontaktfläche 22 angeschlossen. Im ersten Fall sind zur Diode die Widerstände 17 und 19. im zweiten Fall die Widerstände 17,19 und 21 in Reihe geschaltet.
In einer Ausführungsform können die Widerstände beispielsweise mit folgerden Werten versehen werden:
Widerstand 17:330 Ohm.
Widerstand 19:670 Ohm.
Widerstand 21:1,7 kOhm.
Geht man von einer Anordnung mit diesen Widerstandswerten aus, so ist diese bei einem Anschluß der Diode an den Kontakt 18 für Spannungswerte zwischen 4 und 6 Volt, bei einem Anschluß der Diode an den Kontakt 20 für Spannungswerte zwischen 7 und
14 Volt und bei einem Anschluß der Diode an den Kontakt 22 für Versorgungsspannungswerte zwischen
15 und 30VoIt geeignet. Der Betriebsstrom beträgt dabei ca. 10 mA.
Man wird vorteilhafterweise so vorgehen, daß jeweils ein Teil der Fertigung für die verschiedenen Versorgungsspannungen aufgebaut wird. Ein Kunde muß dem Produzenten dann nur noch mitteilen, bei welcher Spannung er die Lumineszenzdiode betreiben will oder betreiben muß, und es werden dann aus dem vorhandenen Sortiment die Dioden herausgesucht, die mit einem Widerstand geeigneter Größe in Reihe geschaltet sind.
Es ist selbstverständlich, daß auf dem Trägerkörper oder im Trägerkörper beliebig viele Widerstände unterschiedlicher Größe untergebracht werden können.
Das Gehäuse, in dem beide Bauelemente untergebracht sind, wird abschließend, wie dies in der F i g. 1 dargestellt ist, in eine lichtdurchlässige Kunststoffmasse 5 eingebettet.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Elektrolumineszente Lichtquelle mit einer Halbleiter-Lumineszenzdiode in einem Gehäuse, in das zwei Stromzuleitungen führen, wobei im Gehäuse an einer Stromzuleitung die Lumineszenzdiode befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der anderen Stromzuleitung ein elektrischer Widerstand oder ein elektrisches Widerstandsnetzwerk befestigt ist, und daß die Diode so mit dem oder den Widerständen verbunden ist daß zumindest ein Widerstand in Reihe zu der Diode geschaltet ist.
2. Elektrolumineszente Lichtquelle nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stromzuleitungen an ihrer im Gehäuseinneren angeordneten Stirnfläche abgeflacht sind, daß auf der Stirnfläche der einen Zuleitung die Lumineszenzdiode befestigt ist, während auf der Stirnfläche der anderen Zuleitung ein Trägerkörper befestigt ist, auf dem ein oder mehrere Widerstände angeordnet sind.
3. Elektrolumineszente Lichtquelle nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Trägerkörper mehrere in Reihe geschaltete Widerstände angeordnet sind, daß die Enden der Widerstandskette sowie die Verbindungen zwischen den einzelnen Widerständen mit Drahtanschlußflächen auf dem Trägerkörper in elektrischer Verbindung stehen, daß das eine Ende der Widerstandskette mit der Gehäusezuleitung elektrisch leitend verbunden ist, während das andere Ende der Widerstandskette oder eine Verbindung zwischen zwei Widerständen mit der freien Elektrode der Diode elektrisch leitend verbunden ist.
4. Elektrolumineszente Lichtquelle nach Anspruch
3, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsnetzwerk über einen dünnen Zuleitungsdraht mit der Diode elektrisch leitend verbunden ist.
5. Elektrolumineszente Lichtquelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper für den oder die Widerstände aus einem Halbleiterkörper besteht, der an seiner von der Gehäusezuleitung abgewandten Oberflächenseite mit einer Isolierschicht bedeckt ist, auf der die Widerstände verlaufen, wobei ein Ende des Widerstandes oder der Widerstandskette durch eine öffnung in der Isolierschicht mit dem Halbleiterkörper in elektrischer Verbindung steht und daß dieser Halbleiterkörper unter Bildung eines ohmschen Kontaktes auf der Gehäusezuleitung befestigt ist.
6. Elektrolumineszente Lichtquelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lumineszenzdiode und der Trägerkörper auf je eine der beiden Gehäusezuleitungen unter Bildung eines ohmschen Kontaktes aufgeklebt oder aufgelötet sind.
7. Verwendung einer Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für den Anschluß an Versorgungsspannungsquellen, derep Spannungswert sich von der Betriebsspannung der Dioden wesentlich unterscheidet.
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