DE2548930B2 - Leuchtdioden-anzeige - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtdioden-Anzeige, die eine Vielzahl von Leuchtdioden umfaßt.die auf der Oberfläche eines Substrates angeordnet sind. Derartige Anzeigen sind beispielsweise aus der Zeitschrift »Elektrisches Nachrichtenwesen«, 1974, Nr. 1, S. 94 bis 102 bekannt Ein Hauptproblem bei der Verwendung derartiger selbstleuchtender Anzeigen in sehr hellen Umgebungen, wie z. B. in einem Flugzeug-Führerstand, besteht darin, daß eine erhebliche Verschlechterung bzw. Abnahme des Kontrastes zwischen aktivierten Anzeigeelemenen und der sie umgebenden Substratoberfläche aus einer Reflexion der Umgebungsbeleuchtung durch die Anzeigeeinheit entstehen kann.

Die Quelle der Umgebungsbeleuchtung beispielsweise in Flugzeug-Führerständen ist hauptsächlich die Sonne, die entweder direkt zu sehen ist oder deren Licht durch helle Wolken gestreut wird, wobei in beiden Fällen diese Lichtquelle so hell sein kann, daß sie die betreffenden Anzeigeeinheiten unablesbar macht Obwohl von den beiden Möglichkeiten das direkte Sonnenlicht das hellere ist, besteht hier für den Flugzeugpiloien die Möglichkeit, durch eine entsprechende Lageveränderung seines Kopfes eine gewisse Abhilfe zu schaffen, bei Wolken jedoch, die das Sonnenlicht diffus streuen und sehr großflächig ausgedehnt sind, besteht diese Möglichkeit nicht

In der oben zitierten Druckschrift (S. 102) wird zu diesem Problem lediglich ausgeführt, daß die verschiedenen LeüCniuiouen-Är.zeigcn in ihrer Anwendungsumgebung erprobt werden müssen, um die jeweils günstigsten auszuwählen. Eine systematisch gangbare Lösung des obigen Problems ist hierdurch jedoch nicht gegebea

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Leuchtdioden-Anzeige der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß auch bei Einfall von sehr hellem Umgebungslicht das von der die Leuchtdioden umgebenden Substratoberfläche reflektierte Licht möglichst weitgehend unterdrückt und

ίο somit der Kontrast zwischen aktivierten Leuchtdioden und ihrer unmittelbaren Umgebung verstärkt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß in Beobachtungsrichtung vor der Leuchtdioden-An zeige ein Zirkularpolarisationsfilter angeordnet ist und daß der größte Teil der die Leuchtdioden umgebenden Fläche mit einer hochglänzenden, elektrisch leitenden Schicht aus einem Material bedeckt ist das das mit einem gegebenen Drehsinn einfallende, zirkularpolari-

sierte Licht so reflektiert, daß im reflektierten Licht die Komponente mit dem entgegengesetzten Drehsinn eine wesentlich größere Amplitude besitzt als irgendeine Komponente, die noch den ursprünglichen Drehsinn aufweist

Durch die erfindungsgemäße Kombination eines Zirkularpolarisationsfilters mit einer entsprechenden Beschichtung der die Leuchtdioden unmittelbar umgebenden Fläche wird erreicht, daß das von der Umgebungsiläche der Leuchtdioden reflektierte Licht

im wesentlichen aus einer zirkularpolarisierten Komponente besteht, die aufgrund ihres Drehsinnes durch das die Leuchtdioden überdeckende Zirkularpolarisationsfilter nicht hindurchtreten kann und von diesem nahezu vollständig absorbiert wird. Das von den Leuchtdioden

emitierte Licht ist dagegen völlig unpolarisiert und kann daher das Zirkularpolarisationsfilter mit sehr hoher Intensität passieren. Somit ergibt sich ein sehr guter Kontrast zwischen den jeweils aktivierten Leuchtdioden und der sie umgebenden Fläche auch dann, wenn die gesamte Anzeigeeinheit mit heilem, diffusem Umgebungslicht bestrahlt wird. Zur Erzielung eines derartigen Effektes genügt es im übrigen nicht, über einer herkömmlichen Amzeigeeinheit bei der die Leuchtdioden auf einem siebbedruckten, geschwärzten bzw. mattierten Aluminiumoxid-Substrat angeordnet sind, einfach ein Zirkularpolarisationsfilter anzuordnen. Diese herkömmlichen Oberflächen depolarisieren nämlich das einfallende zirkularpolarisierte Licht wieder sehr weitgehend, so daß nur eine teilweise, häufig nicht ausreichende Auslöschung des reflektierten Lichtes beim Durchgang durch das Zirkularpolarisationsfilter stattfindet.

Auch hat sich gezeigt, daß die hochglänzende elektrisch leitende Schicht nicht aus beliebigen Materia-SS lien, insbesondere beliebigen Metallen hergestellt werden kann. So hat sich z. B. eine Schicht mit Gold nicht bewährt, da Gold das einfallende Licht ebenfalls sehr weitgehend depolarisiert Erfindungsgemäß wird bevorzugt daß die elektrisch leitende Schicht aus Aluminium oder Kupfer besteht. Derartige Schichten zeigen in besonders ausgeprägtem Maß das oben definierte Reflexionsverhalten.

Neben Aluminium und Kupfer sollten sich aber auch noch andere Materialien finden lassen, die entsprechen de Eigenschaften besitzen. Ob ein bestimmtes Beschich- tungsmaterial das einfallende Licht bei der Reflexion depolarisiert, d. h. für den vorliegenden Zweck ungeeignet ist, oder mit einer Hauptkomponente mit entgegen-

gesetztem Drehsinn zurückwirft, so daß es zu der erwünschten Auslöschung beim Durchgang durch das Zirkularpblarisationsfilter kommt, ist von Fall zu Fall experimentell zu klären.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchtdioden-Anzeige ist dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht einen Teil der Vorrichtungen bildci, durch die der elektrische Anschluß mit den Anzeigeelementen hergestellt ist ίο

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungbform ist vorgesehen, daß die elektrisch leitende Schicht auf der Unterseite einer durchsichtigen Abdeckplatte ausgebildet ist, durch die hindurch die Anzeige beobachtbar ist

Herkömmlicherweise sind die Leuchtdioden einer Leuchtdioden-Anzeige in ein Epoxyharz oder in ein Polymer eingekapselt Es hat sich jedoch gezeigt daß solche Einkapselungsmaterialien Doppelbrechung zeigen und daher auf die Polarisation des von der Oberfläche der Leuchtdioden-AnzeigeeinUeit reflektierten Lichts störend einwirken. Es wird daher bevorzugt, daß eine Glasumkapselung bzw. ein Glasgehäuse für die Leuchtdioden vorgesehen ist.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise 2s anhand der Zeichnung beschriebenen dieser zeigt:

F i g. 1 bis 5 unterschiedliche Stufen in der Herstellung einer LED-Anzeige gemäß der Erfindung und

F i g. 6 eine Modifikation der Erfindung.

Die F i g. 1 zeigt ein Substrat, das eine Basis 1 umfaßt, die aus Aluminiumoxid oder einem Material hergestellt ist, wie es zur Herstellung von gedruckten Schahungsplatinen verwendet wird. Ein Muster von Leitbahnen 2, das das Kathodenmuster für die LED-Anzeige sein kann, wird mittels photolithographischer Techniken auf der Oberfläche der Basis 1 ausgebildet.

Gemäß Fig.2 besteht der nächste Schritt in der Herstellung einer LED-Anzeige in der Aluminisierung der Oberfläche der Basis 1 und der Leitbahnen 2, wobei die Aluminisierung bzw. die Aluminiumschicht photolithographisch so abgeätzt wird, daß die Isolation des Leitbahnmusters erhalten bleibt.

Wie man der Fig.3 entnehmen kann, wird eine Isolierschicht 4 wie z. B. Siliziumdioxid auf der gesamten Oberfläche der soweit ausgebildeten Vorrichtung abgeschieden und es werden Fenster 5 in der Isolierschicht 4 geöffnet, um einen Zugang zu den Leitbahnen 2 zu ermöglichen.

Dann wird eine weitere Aluminiumschicht 6 (siehe F i g. 4) auf der Isolierschicht abgeschieden und es wird das Kontakt-Leitbahnmuster für die AnodenanschlUsse zu der Anzeigeeinheit in dieser weiteren Schicht ausgebildet. Das Muster läßt möglichst vkl Aluminium, das die obere Oberfläche der Anzeige bedeckt, stehen, um einen guten Reflektor zu erzeugen.

Schließlich werden, wie in F i g. 5 dargestellt, LED-Anordnungen 7 in den Fenstern 5 befestigt und nach außen mit dem Leitbahnmuster verbunden, das in der oberen Aluminiumschicht 6 ausgebildet ist

Nach ihrer Formierung wird die Anzeige in einem anisotropen Medium eingekapselt und durch ein Zirkularpolarisationsfilter betrachtet.

Es ist bekannt, daß ein Zirkularpolarisationsfilter durch die Kombination eines Linearpolarisators mit einem Viertel-Wellenlängenplättchen gebildet werden kann. Das Licht, das von einer Umgebungsquelle durch den Zirkularpolarisator hindurchtrict wird in zirkulär polarisiertes Licht mit einem vorherbestimmten Drehsinn verwandelt. Bei der Reflexion durch die hochglänzende Aluminiumdeckschicht 6 wird der Drehsinn der Polarisation umgekehrt so daß nach dem Durchtreten durch das Viertel-Wellenlängenplättchen des Zirkularpolarisators das Licht rechtwinklig zur Polarisationsebene des Linerarpolarisators linear polarisiert ist und daher durch diesen nicht hindurchtritt Folglich kann von der gesamten Anzeige Licht nicht reflektiert werden. Naütrlich können Reflexionen von der Oberfläche des Zirkularpolarisators selbst mit Hilfe von wohlbekannten Beschichtungs- bzw. Überzugstechniken unterdrückt werden.

Es ist klar, daß es nötig ist mit einer geeignet bearbeiteten Basis zu beginnen, wenn auf dem Aluminium 6 Hochglanz erhalten werden soll, und daß das Aluminiumoxid das als Basismaterial verwendet wird, eine glasähnliche Oberflächengüte statt des herkömmlicheren matten Oberflächenzustandes hat

Es wäre alternativ auch möglich, statt der oberen Aluminiumschicht 6 Kupfer zu verwenden; Gold muß jedoch vermieden werden, da es die Eigenschaft besitzt, das Licht, das es reflektiert, zu depolarisieren.

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 6 dargestellt, in der die LED-Anordnungen 10 wie zuvor auf ein Substrat 11 montiert sind, während die hochreflektierende Oberfläche durch einen Aluminiumfilm 12 erzeugt wird, der auf die Unterseite einer Glasabdeckung 13 aufgedampft ist. Der Zirkularpoiarisator wird durch die Schicht 14 repräsentiert Die Glasabdeckung 13 ist in unmittelbarer Nähe des Substrates angebracht und der Aluminiumfilm 12 ist mit Fenstern versehen, die den Lagen der LED-Anordnungen entsprechen. Die obere Oberfläche des Aluminiumfilms stellt eine Spiegeloberfläche dar und verhindert in Kombination mit dem Zirkularpolarisator die Reflexion von einfallendem Licht. Anstelle von Aluminium könnte ein Film eines anderen Materials wie z. B. Kupfer verwendet werden. Eine Anordnung, wie sie in F i g. 6 dargestellt ist, ermöglicht es, den größten Teil des Substrates durch den Reflexionsfilm abzudecken bzw. abzudunkeln und kann dazu verwendet werden, die Kontaktierdrähte (wie sie in Fig.5 dargestellt sind) durch die Verwendung von versetzten bzw. abgesetzten Kontaktierflecken zu verbergen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Leuchtdioden-Anzeige, die eine Vielzahl von Leuchtdioden umfaßt, die auf der Oberfläche eines Substrates angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in Beobachtungsrichtung vor der Leuchtdioden-Anzeige ein Zirkularpolarisationsfilter (14) angeordnet ist und daß der größte Teil der die Leuchtdioden umgebenden Fläche mit einer hochglänzenden, elektrisch leitenden Schicht (6,12) aus einem Material bedeckt ist, das das mit einem gegebenen Drehsinn einfallende zirkularpolarisierte Licht so reflektiert, daß im reflektierten Licht die Komponente mit dem entgegengesetzten Drehsinn eine wesentlich größere Amplitude besitzt, als irgendeine Komponente, die noch den ursprünglichen Drehsinn aufweist

2. Leuchtdioden-Anzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht (6,12) aus Aluminium oder Kupfer besteht

3. Leuchtdioden-Anzeige nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die elektrisch leitende Schicht (6, 12) einen Teil der Vorrichtungen bildet, durch die der elektrische Anschluß mit den Anzeigeelementen hergestellt ist

4. Leuchtdioden-Anzeige nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht (6, 12) auf der Unterseite einer durchsichtigen Abdeckplatte (13) ausgebildet ist, durch die hindurch die Anzeige beobachtbar ist

5. Leuchtdioden-Anzeige nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geKennzeichnet, daß eine Glasumkapselung bzw. ein Glasgehäuse für die Leuchtdioden vorgesehen ist.