DE2223537A1

DE2223537A1 - Elektronische Uhr mit einer mit lichtemittierenden Dioden versehenen optischen Zeitanzeige

Info

Publication number: DE2223537A1
Application number: DE19722223537
Authority: DE
Inventors: Grenon Lawrence Ames; Coleman Michael Garm; Burgess Ronald Reginald
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1971-05-17
Filing date: 1972-05-15
Publication date: 1972-12-14
Also published as: CH559386A; CH713272A4; US3757511A; DE7218182U

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS DR.-ING. HANSLEYH München 71, 10. Mai 1972

Melchloretr. 42

Unser Zeichen: M263P/G-782/5

Motorola, Inc.

9401 Vest Grand Avenue

Franklin Park. Illinois

V.St.A.

Elektronische Uhr nit einer mit lichtemittierenden Blöden versehenen optischen Zeitanzeige

Sie Erfindung betrifft eine elektronische Uhr mit einer alt lichtemittierenden Dioden versehenen optischen Zeitanzeige und mit einer in der Uhr angeordneten elektrischen Energiequelle.

Es sind allgemein batteriebetriebene elektronische Uhren bekannt, bei denen elektrische Motoren herkömmlicher Art in Verbindung mit einem mechanischen Antriebsmechanismus Verwendung finden. Derartige Uhren unterliegen nachteiligen Einflüssen aufgrund von Staub oder sonstigen auf den Mechanismus wirkenden Ursachen, so dass dadurch sowohl der Antriebsmechanismus beeinträchtigt als auch die Zeltanzeige ungenau werden. Bei derartigen elektromechanischen Uhren stellt daher die Abnutzung von Teilen und der notwendige Wartungsaufwand ein ernst zu nehmendes Problem dar. Ein weiterer Nachteil,der

Ps/wi solchen

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solchen Uhren anhaftet, ist die Tatsache, dass selbst bei der Verwendung von radioaktiver Leuchtmasse ein Ablesen der Zeitanzeige bei einer niederen Umgebungshelligkeit Schwierigkeiten bereiten kann.»

Obwohl es bereits bekannt ist, in ihrer Gesamtheit elektronisch aufgebaute Uhren mit lichtemittierenden Dioden herzustellen, sind derartige elektronische Uhren im allgemeinen nicht für den täglichen Gebrauch ausreichend zufriedenstellend, da die lichtemittierenden Dioden einen hohen Leistungsverbrauch haben. Dieser hohe Leistungsverbrauch verhindert nämlich eine kontinuierliche Ablesemöglichkeit, da die Batterie XU schnell, d.h. innerhalb von Wochen, entladen wird. Daher werden bei elektronischen Uhren mit lichtemittierenden Dioden im Anzeigefeld diese nur für bestimmte Zeiten erregt, um die Lebensdauer der Batterie möglichst zu verlängern. Dies ist für den Benutzer unbequem und belästigend.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Uhr mit lichtemittierenden Dioden für die optische Zeitanzeige zu schaffen, bei der die Dioden in einer Weise angeordnet sind, dass eine Anzeige mit starkem Kontrast gegeben ist. Bei einer solchen Uhr soll der Leistungsverbrauch für die Betätigung der lichtemittierenden Dioden auf ein Minimum abgesenkt werden, so dass die Lebensdauer der für die Energiespeisung verwendeten Batterie möglichst auf ein Jahr und darüber ausgedehnt werden kann. Für die Erhöhung des Helligkeitskontrastes bei der Anzeige sollen sowohl optische als auch strukturelle Wtge gefunden werden, um einen möglichst hohen Anteil des von der Diode emittierten Lichtes in Richtung auf den Betrachter zu reflektieren. Bei einer solchen Anzeige soll der Kontrast auch möglichst unabhängig von der Umgebungshelligkeit und soweit als möglich konstant bei unterschiedlicher Umgebungshelligkeit sein. Dieser möglichst konstante Kontrast soll mit einem Minimum an Leistung erzielbar sein.

- 2 - Insgesamt

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Insgesamt soll eine elektronische Uhr, insbesondere zur Verwendung als Armbanduhr geschaffen werden, bei der alle der Energieersparung dienenden Parameter vergrössert werden, so dass eine kontinuierliche Ablesung für eine verhältnismässig lange Zeitdauer von etwa einem Jahr und mehr ohne einen Batterieaustausch möglich ist» TJm diesem Ziel nahezukommen, sollen Wege gefunden werden, um das emittierte Licht zu verstärken, die von der Batterie gelieferte Leistung zu ergänzen und die Licht ab strahlung zu kontrollieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelost, dass auf die Umgebungshelligkeit ansprechende Detektoreinrichtungen vorhanden sind, die ein der Lichtintensität des auf das Anzeigefeld fallenden Lichtes entsprechendes elektrisches Signal liefern, dass Einrichtungen zur Leistungsregelung vorhanden sind, mit denen die die lichtemittierenden Dioden erregende Leistung veränderbar ist, wobei die Leistungsänderung in Abhängigkeit von einem bestimmten Kontrast erfolgt,' der zwischen der leuchtenden Oberfläche der licht emittierenden Diode und dem diese umgebenden Bereich aufrechterhalten werden soll, und dass eine zweite Energiequelle vorhanden ist, die beim Vorhandensein einer verhältnismäseig grossen Umgebungshelligkeit in Abhängigkeit von den Einrichtungen zur Leistungsregelung zusätzlich elektrische Energie den erregten lichtemittierenden Dioden zur Verfügung stellt, wobei diese Einrichtungen zur Leistungsregelung und die zweite Energiequelle derart wirksam sind, dass sie erheblich zur Verringerung des Energieverbrauchs an gespeicherter Energie beitragen und damit eine kontinuierliche optische Zeitanzeige für verhältnismässig lange Zeitdauer möglich machen.

Gemäss einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einrichtungen zur Leistungsregelung die zusätzliche Energie den lichtemittierenden Dioden während grosser Umgebungshelligkeit zur Erzielung des gewünschten Kontrastes zuführen,

- 3 - und

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und dass die überschüssige zusätzliche Energie zur Aufladung der ersten Energiequelle Verwendung findet. Dabei kann die zweite Energiequelle über die Einrichtungen zur Leistungsregelung parallel zur ersten Energiequelle derart geschaltet sein, dass die an der zweiten Energiequelle zur Verfügung stehende Energie zur VergrSsserung der Erregung der lichtemittierenden Dioden bei grosser Umgebungshelligkeit Verwendung findet, wodurch ein bestimmter Kontrast zwischen der Umgebungshelligkeit und der Anzeigehelligkeit der lichtemittierenden Dioden einstellbar ist.

Die zweite Energiequelle ist von der ersten Energiequelle abschaltbar, wenn immer das auf das Anzeigefeld fallende Umgebungslicht unter eine bestimmte Lichtintensität abfällt.

Eine Ausgestaltung der Erfindung 3ieht auch vor, dass die zweite Energiequelle zumindest eine Solarzelle umfasst, die im Anzeigebereich angeordnet ist, und dass ferner Einrichtungen vorhanden sind, die beim Parallelschalten der ersten und zweiten Energiequelle eine Wiederaufladung der ersten Energiequelle bei grosser Umgebungshelligkeit ermöglichen, wobei die gesamte über die zur Erregung der lichtemittierenden Dioden unter Beibehaltung eines bestimmten Kontrastes hinausgehende Energie zur Aufladung der ersten Energiequelle Verwendung findet.

Es ist auch vorgesehen* dass zur Verhinderung der leistungsmässigen Belastung der ersten Energiequelle durch die Solarzelle bzw. Solarzellen in einer der 1eistungsführenden Verbindungen zur ersten Energiequelle eine Trenndiode mit einer solchen Polarisierung eingeschaltet ist, dass ein Stromfluss zu den Bolarzellen verhindert wird, dass die einzelnen Solarzellen in Serie geschaltet und in Serie zur Trenndiode direkt mit der Ausgangskjtemme der Energiequelle verbunden sind, dass die Amplitude des Ausgangssignals der in Serie geschalteten

- 4 - Solarzellen

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Solarzellen die Amplitude des Ausgangssignals der ersten Energiequelle während einer hohen Umgebungehelligkeit übersteigt, und dass die Trenndiode das Entladen der ersten Energiequelle über die Solarzellen während einer niederen Umgebungshelligkeit bei einer Amplitude des Ausgangssignals der Solarzellen verhindert, die kleiner als die Amplitude des Ausgangssignals der ersten Energiequelle ist.

Zur Feststellung der Umgebungshelligkeit, d.h. des auf das Anzeifeefeld der elektronischen Ohr fallenden Lichtes sind Abtasteinrichtungen la Anaeigefeld in Fora, eines oder mehrerer Lichtdetektoren vorgesehen.

Zur Erhöhung des Kontrastes der Anzeige ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass das Anzeigefeld auf einem Trägerkörper angeordnet ist, auf dem die lichtemittierenden Blöden montiert sind, und der ferner eine lichtundurchlässige Abdeckung umfasst, dass in der Abdeckung öffnungen vorhanden sind, die räumlich den lichtemittierenden Dioden zugeordnet sind,' und das von den lichtemittierenden Dioden abgestrahlte Licht in einen gegebenen Winkerbereich ausrichten, um damit die Lichtintensität der Abstrahlung zu erhöhen, dass die Offnungen mit vorzugsweise geneigten Seltenwänden versehen sind und sich nach oben erweiternd verlaufen, wodurch das Licht der lichtemittierenden Dioden in einen Sichtwinkel reflektiert wird, der grosser ist als der öffnungswinkel von entsprechenden öffnungen mit nicht geneigten Wänden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Deckplatte über den lichtemittierenden Dioden mit pyramidenstumpffSrmigen öffnungen versehen, wobei über den lichtemittierenden Dioden ein schmalbandlges Bandpassfilter liegt, das grundsätzlich nur das von den lichtemittierenden Dioden abgestrahlte Licht ungedämpft hindurchlässt, und das auf das Anzeigefeld fallende Umgebungslicht weitgehendst

- 5 - absorbiert

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absorbiert. Dieses Filter kann als zirkulär polarisierendes Filter ausgebildet sein, so dass das durch das Filter eindringende und an der Diodenfläche reflektierte Umgebungslicht durch/damit verbundene Phasendrehung stark gedampft wird. Durch diese Erhöhung des Kontrastes lässt sich der Leistungsverbrauch bei einer akzeptierbaren Ablesbarkeit ganz beträchtlich erniedrigen. Die mit den öffnungen über den lichtemittierenden Dioden versehene Deckplatte ist vorzugsweise aus einem Halbleitermaterial, z.B. Silicium, hergestellt, das ein· 100-Kristallorientierung aufweist. Bei einem solchen Siliciummaterial lassen sich die pyramidenstumpfförmigen Offnungen in einfacher Weise durch itzen schaffen, indem mit Kaliumhydroxyd durch quadratische Offnungen in einer Xtsmaske die Deckplatte geätzt wird. Diese gewünschten öffnungen in der Deckplatte lassen sich durch die Verwendung von kristallinem Material schaffen, welches mit bestimmten Ätzmitteln in einer bevorzugten Richtung ätzbar ist. Durch die pyramidenstumpfförmige Ausgestaltung der Seitenwinde der öffnungen in der Deckplatte wird durch geeignete Reflexion des von den lichtemittierenden Dioden ausgehenden Lichte« eine Bündelung des Lichtes in Richtung auf den Betrachter möglich.

Gemass der Erfindung ist auch vorgesehen, dass die zweite Energiequelle Solarzellen umfasst, die auf der Oberseite der Abdeckung zusammen mit den Abtaateinrichtungen (Lichtdetektor) zur Bestimmung der TTmgebungshelligkeit montiert sind, und dass das Ausgangssignal der Abtasteinrichtungen mit dem Ausgangssignal der Solarztlltn korrelierbar ist, um die von den Solarzellen gelieferte Leistung zwischen der ersten Energiequelle und den lichtemittierenden Dioden richtig au verteilen.

Damit lässt sich das Leistungeproblem, insbesondere bei Armbanduhren lösen, indem es möglich ist, die Leistungsentnahme von der Batterie nicht nur zu steuern, sbndern auch die Batterie bei grosser ümgebungshelligkeit wieder aufzuladen.

- 6 - Diese

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Diese Abtasteinriehtungen für die Umgebungshelligkeit ermöglichen in Verbindung mit den Einrichtungen but Leistungsregelung die Lichtintensität der lichtemittierenden Dioden in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit derart zu steuern, da.se bei hoher Umgebungshelligkeit eine hohe Lichtintensität und bei niederer Umgebungshelligkeit eine niedere Lichtintensität einstellbar ist. Die für die hohe Lichtintensität benötigte Leistung wird bevorzugt von den Solarzellen geliefert, so dass im günstigsten Pail eine Leistungsentnahme von der Batterie entfällt. Vielmehr kann ein Teil der von den Solarzellen gelieferten Energie zur Aufladung der Batterie benutat werden. Bei niederer Umgebungshelligkeit wird dagegen durch die Einrichtung zur Leistungsregelung die von der Batterie entnommene Leistung auf ein Minimum herabgedrückt und zwar soweit, dass die licht emit tier enden Dioden mit ausreichendem Kontrast aufleuchten. Auf diese Weise lässt sich der Kontrast im wesentlichen konstant halten und der Leistungsverbrauch aus der Batterie bzw. der ersten Energiequelle auf ein Minimum herabdrücken.

Die Solarzellen dienen somit in erster Linie der Wiederaufladung der Batterie und in zweiter Linie der zusätzlichen Energielieferung an die lichtemittierenden Dioden, wenn eine verhältnismässig hohe Umgebungshelligkeit eine starke Lichtintensität im Interesse eines weitgehendst konstanten Kontrastes notwendig macht. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die zweite Energiequelle nicht notwendigerweise aus Solarzellen bestehen muss, sondern auch in Form einer zweiten Batterie ausgebildet sein kann, die während einer hohen Umgebungshelligkeit parallel zur ersten Batterie geschaltet wird, um dan gewünschten Kontrast bei der Anzeige zu liefern. Die Leistungsverteilung und der Laistungstransport zwischen der ersten und der zweiten Energiequelle wird mit Hilfe der Einrichtungen für die Leistungsregelung gesteuert.

_ 7 _ Das

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Das Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Uhr, und insbesondere einer Anzeigevorrichtung mit monolithischen lichtemittierenden Dioden für die optische Zeitanzeige, wobei der Kontrast im Anzeigefeld durch die Verwendung von Abtasteinrichtungen für die Umgebungshelligkeit konstant gehalten wird und Solarzellen zur teilweisen Lieferung der Energie für die Erregung der lichtemittierenden Dioden vorgesehen sind, besteht erfindungsgemäss darin, dass in die planare Oberfläche eines leicht dotierten Silicium-Halbleiterträgers in den Bereichen, in welchen die lichtemittierenden Dioden ausgebildet werden sollen, Kanäle mit einer Tiefe geätzt werden, die der gewünschten Tiefe der lichtemittierenden Dioden entsprechen, dass die Oberfläche des ^albleiterträgers und die geätzten Bereiche mit einem Halbleitermaterial bedeckt werden, das für die Ausbildung eines für lichtemittierende Dioden geeigneten Grenzschichtübergangs geeignet ist, dass das aufgebrachte Halbleitermaterial bis zur ursprünglichen Oberfläche des Silicium-Trägermaterials abgetragen wird, dass benachbart zu den_Bereichen für die lichtemittierenden Dioden sowie zu den/fur die Holarzellen und die Abtasteinrichtungen für die Umgebungshelligkeit Kanäle eingeätzt werden, die diese Bereiche umgeben, dass die durch den zweiten Ä'tzschritt freigelegten Oberflächen der Bereiche für die lichtemittierenden Dioden und der Abtasteinrichtungen für die Umgebungshelligkeit mit einer dielektrischen Schicht bedeckt werden, dass die nicht bedeckten Bereiche des Halbleiterträgers durch Diffusion in hochdotierte Bereiche derselben Leitfähigkeit wie der Silicium-Halbleiterträger überführt werden, um eine vergrabene Schicht für die Solarzellen zu schaffen, dass der gesamte auf diese Weise ausgestaltete Halbleiteraufbau mit einer zusammenhängenden Schicht aus einem dielektrischen Material überzogen wird, dass über der Schicht des dielektrischen Materials eine dicke Schicht eines polykristallinen Siliciums aufgebaut wird, dass von der Unterseite her das Silicium-Trägermaterial bis zu einer parallelen Ebene zur

- 7a - Ursprung liehen

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ursprünglichen Oberfläche des Trägermaterials abgetragen wird, wobei die unteren Bereiche der durch die zweite Ätzung angebrachten Kanäle abgeschnitten werden und eine Oberfläche mit für die lichtemittierenden Dioden, die Solarzellen und die Abtasteinrichtungen für die Umgebungshelligkeit geeigneten Bereichen geschaffen wird, dass in diese Bereiche ein Halbleitermaterial der gleichen chemischen Zusammensetzung, jedoch eines entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps diffundiert wird, um dadurch die lichtemittierenden Dioden, die Solarzellen und die Abtasteinrichtungen für die Umgebungshelligkeit in einer gegeneinander isolierenden monolithischen Anordnung zu schaffen, dass eine Schicht eines dielektrischen Materials über dem derartigen Halbleiteraufbau angebracht wird, die mit öffnungen über den aktiven Bereichen zum Anbringen von elektrischen Kontaktverbindungen versehen sind, und dass metallische Leiterbahnen auf der dielektrischen Schicht in Kontaktverbindung mit den aktiven Bereichen angebracht werden, die die Halbleiteranordnungen mit dem Umfangsbereich des Halbleiterkörpers verbinden und eine Anschlussmöglichkeit mit dem Gehäuseanschluss bieten.

Durch dieses Herstellungsverfahren lässt sich eine elektronische Uhr schaffen, die über lange Zeit sehr zuverlässig arbeitet, eine hohe Stossfestigkeit hat und ausserordentlich dünn ausgebildet sein kann. Die elektronische Uhr lässt sich jedoch auch im Hybridverfahren weniger teuer herstellen, wobei die einzelnen Elemente auf einem beliebigen Trägermaterial angeordnet und gegebenenfalls teilweise mit einer Deckplatte abgedeckt sind. Es ist auch möglich, die elektronische Uhr mit herkömmlichen gedruckten Schaltungselementen aufzubauen und eine Silicium-Deckplatte vorzusehen, die die erwähnten kontrasterhöhenden Öffnungen aufweist. In diese Deckplatte können die erwähnten Solarzellen und die Einrichtungen für die Abtastung der Umgebungshelligkeit eindiffundiert sein, so dass sich ein verhältnismässig stabiler

- 7"b - mechanischer

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mechanischer Aufbau ergibt. Zur Filterung eines solchen Aufbaus können unter den öffnungen in der Deckplatte Filterplättchen vorgesehen sein, jedoch ist es auch möglich, die Deckplatte durch einen äquatorial geschnittenen Ring über den lichtemittierenden Dioden zu ersetzen.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Tinteransprüchen.

Aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen gehen weitere Merkmale und Vorteile der EifLndung hervor. Diese Ausführungsbeispiele werden anhand einer Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:

Fig. 1 in teilweise geschnittener Ansicht eine elektronische Uhr mit lichtemittierenden Dioden für die optische Zeitanzeige und einem Lichtdetektor auf der Oberfläche der Anzeigefläche, wobei elektrische Anschlussleitungen durch die Anzeigefläche und durch den Trägerkörper für die lichtemittierenden Dioden zu einer Leistungsregelung verlaufen, die sowohl die an die lichtemittierenden Dioden abgegebene Leistung ändert und den Energiefluss von einer Batterie und von dem Lichtdetektor derart steuert, dass von der auf die Anzeigefläche auftreffenden Lichtenergie ein möglichst grosser Anteil vorteilhaft verwertet wird;

Fig. 2 ein Blockschaltbild mit einer ersten und zweiten Energiequelle, die mit der Leistungsregelung gekoppelt sind, an die ebenfalls eine Abtasteinrichtung für die Umgebungshelligkeit angeschlossen ist, wobei das Ausgangssignal der Leistungsregelung über eine logische Schaltung geführt wird, die die lichtemittierenden Dioden ansteuert;

- 8 - FiK.

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Fig. 3 einen Schnitt durch die Abtasteinrichtung für die Umgebungshelligkeit mit Solarzellen, welche in eine aus einem Halbleitermaterial hergestellte Anzeigefläche eindiffundiert sind;

Fig. 4- die Ansicht einer lichtemittierenden Diode, bei welcher das erzeugte Licht durch die Deckfläche der Diode austritt;

Fig. 5 die Ansicht einer lichtemittierenden Diode, bei der das erzeugte Licht sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung austritt;

Fig. 6, 7 und 8 in schematischer Ansicht die Anordnung einer lichtemittierenden Diode in der öffnung einer Abdeckplatte, wobei der aus der Zuordnung der Diode zur öffnung und aus der Formgebung der öffnung sich ergebende Strahlungsverlauf angedeutet ist;

Fig. 9 eine Anzeigefläche mit lichtemittierenden Dioden mit ziffernmässiger Zeitanzeige, wobei die Anzeigefläche ferner Abtasteinrichtungen für die Umgebungshelligkeit und Solarzellen umfasst;

Fig.10 eine teilweise geschnittene Ansicht einer optischen Zeitanzeige mit lichtemittierenden Dioden und Solarzellen sowie Abtasteinrichtungen für die Umgebungshelligkeit auf der Oberfläche eines Halbleiterträgers, wobei die lichtemittierenden Dioden mit einer ringförmigen Abdeckung versehen sind und die Leistungsregelung sowie die logische Schaltung im Halbleiterträger zusammen mit einer Batterie unmittelbar neben der logischen Schaltung untergebracht sind*

- 9 - Fig. 11

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Pig. 11 eine graphische Darstellung des von den Solarzellen abgegebenen Stromes in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit ;

Fig. 12 eine graphische Darstellung des die lichtemittierenden Dioden steuernden Stromes in Abhängigkeit von der Helligkeit des von den Dioden abgestrahlten Lichtes;

Fig. 13a bis 13i einzelne Verfahrenszustände bei der Herstellung der optischen Anzeige mit lichtemittierenden Dioden in Form eines monolithischen Halbleiterkörpers}

Fig. 14 eine teilweise geschnittene Ansicht einer optischen Zeitanzeige mit lichtemittierenden Dioden in Form eines zweischichtigen Aufbaus, wobei die obere Schicht die Anzeigefläche darstellt und Offnungen aufweist, durch welche das von den Dioden emittierte Licht austritt, und in welchen schmalbandlge Bandpassfiltereinrichtungen angeordnet sind;

Fig. 15 einen Hybridaufbau einer Zeitanzeige mit lichtemittierenden Dioden, bei welcher das schmalbandlge Bandpassfilter in Form einer linghälfte ausgebildet ist;

Fig. 16 und 17 Draufsichten auf optische Anzeigeflächen mit Feldern aus zweiundsiebzig und vierundachtzig lichtemittierenden Dioden, mit denen Sekunden, Hinuten und Stunden angezeigt werden können;

Fig. 18 ein Blockdiagramm einer Logikschaltung zur Ansteuerung der Anzeige;

Fig. 19 ein Blockdiagramm der Leistungsregelung, mit welcher die Anzeige bei völliger Dunkelheit abgeschaltet werden kann.

- IO - Bei

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Bel elektronischen Uhren mit llchtemit tier enden Dioden für die optische Zeitanzeige ist der Leistungsverbrauch für die der Anzeige zugeordnetemlElektronik eines der gröasten Probleme, Ss gibt eine Vielzahl von alphanumerischen Anzeigen, die unter Verwendung einer Vielzahl von liohtemittierenden Dioden in alphanumerischer Form die Tageszeit anzeigen. Bei solchen Anzeigen ergeben sich die Schwierigkeiten insbesondere aus der Anzahl der verwendeten liohtemittierenden Dioden, da sie wegen des hohen Leistungsverbrauches eine kontinuierliche Anzeige unzweckm&ssig erscheinen lassen, wenn als Energiequelle in der tragbaren Uhr angeordnete Batterien Verwendung finden· Abweichend von der ziffernmässigen Zeitanzeige 1st anhand der flg. 16 und 17 die Zeltanzeige unter Verwendung einer Vielzahl konzentrischer Kreise beschrieben, Venn zwei konzentrische !reise für die Zeitanzeige während eines Tages Verwendung finden, sind diese z.B. im einen Kreis mit 12 und Im anderen Kreis mit 60 lichtemittierenden Dioden bestückt, wobei die Tageszeit durch das gleichzeitige Aufleuchten von je einer Diode in dem den Stunden zugeordneten Kreis und vom Je zwei Dioden in dem den Minuten und Sekunden zugeordneten Kreis der Dioden ablesbar 1st» Im Stundenkreis können 12 weitere Dioden Verwendung finden, um z.B. halbe Stunden anzuzeigen. Diese weiteren Dioden sind besonders günstig, um dl· Zweideutigkeit aussusehaltem, die sieh beim Ablesen im Bereich des Stundemweeksels einstellen kann. In einem solchen Ausführuagsfall leuchten zu keiner Zelt mehr als 4 Dioden auf, was im Vergleich zu 87 Dioden bei einer alphanumerischen matriaenfirmlgea Anzeige besonders vorteilhaft ist« Der logische feaaltmmgsaufbau, um Ale 4er Irfiadumg nagrund· liegende Amzeife anzusteuern, 1st Iu JIg. 18 darfestkllt unA besteht au« einem Jreqtjemzmermal ♦ versehledeae» elektronisamea. Zlmlkrelscm, Dekodierstufen umd Treiberatufen.

Eine bekannte Anzeigefläche mit liohtemittierenden Kienenten, um die Tageszelt anzuzeigen, ist im US Patent 3 4-55 152

- 11 - beschrieben

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beschrieben. Biese bekannte elektronische Uhr, insbesondere mit der alphanumerischen Anzeige sowie die Armbanduhren bekannter Art können den Nachteil des hohen LelstungsVerbrauches nicht Überwinden und können daher auch nicht als mit konventionellen Batterien betriebene Armbanduhren Verwendung finden, bei denen die Zeitanzeige kontinuierlich ablesbar ist.

Demgegenüber ist bei der beschriebenen elektronischen Uhr gem&ss der Erfindung eine kontinuierliche und (jederzeit ablesbare Zeitanzeige erzielbar, die beider Grosse der verwendeten Batterie einen Batteriewechsel bis zu einem Jahr und darüber nicht notwendig macht. Logische Schaltungen, die für diesen Zweck verwendbar sind, haben einen Stromverbrauch von etwa 5/UA, zu dem ein weiterer Stromverbrauch von nur etwa IO/UA für die Anzeige hinzukommt. Dies ermöglicht einen Betrieb einer solchen elektronischen Ohr mit einer Drei-Volt-Batterie für etwa ein Jahr, wenn entweder 72 oder 84· Dioden in einem Aufbau verwendet werden, in welchem gleichzeitig etwa drei oder vier Xlemente eingeschaltet sind. Bei diesem Leistung«verbrauch ist eine kontinuierliche Anzeige über eine Zeitdauer von sehr als einem Jahr möglich.

für dem Leistuagsverbrauch des Anzeigefeldes gibt es zwei ZusammemhlAg«, dl· den Verbrauch erniedrigen. Dabei geht man davon aus, dass für eine gegebene ümgebunfshelligkeit nur eine bestimmte Uemtabgabe durch dl· Dioden notwendig 1st. für dem fall eimer sehr geringen Umeebum«ehelli§keit kann dl· LUataBfabe der Biedern erheb lieh kleiaer als bei hoher Umgebuafshsllifkeit sein, ferner findet eine Abtasteinriohtuac für Al· Um^bumfthelliikeit im VeAimdmag mit eimer I*ietmm«»**f«lu*f Yervsmdvm«, «·!«*· dl· an dl· Llomtemlttl·- remdem BUdMi d·· Amseigefeldes abgegeben* Leietun« eat-■preohend der ümee»um«saelligkeit einstellt und somit den Leistungsverbrauch der Dioden minimalIslert. Es wird ferner von der vorteilhaften Tatsache Gebrauch gemacht, dass Licht

- 12 - auf

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auf die Oberfläche des Anzeigefeldes gelangt, das mit Hilfe einer Anzahl von Solarzellen dazu verwendet wird, um entweder die den licht emittierenden Dioden "bei grosser Umgebungshelligkeit zugeführte Leistung zu erhöhen oder, falls dies nicht erforderlich ist, die Batterie der elektronischen Uhr aufzuladen. Der Leistungsverbrauch der lichtemittierenden Dioden kann ferner durch ein schmalbandiges Bandfilter verringert werden, das über den Dioden angebracht ist. Ausserdem wirkt sich die Ausgestaltung der öffnungen in der die Dioden überdeckenden Anzeigefläche aus, wobei diese öffnungen vorzugsweise geneigte Seitenwände haben, die bei einer bestimmten Ausführungsform pyramidenstumpfförmig gestaltet sind. Durch diese konstruktiven Massnahmen lässt sich der Kontrast zwischen den Dioden und der sie umgebenden Oberflächen erhöhen, womit der Leistungsbedarf für die Dioden, welcher notwendig ist, um einen bestimmten Kontrast aufrechtzuerhalten, weiter verringert werden kann.

In Pig. 1 ist das Anzeigefeld 20 mit lichtemittierenden Dioden einer elektronischen Uhr dargestellt, das aus einem Trägerkörper 21 und einer Deckplatte 22 besteht. Am Umfang des Trägerkörpers 21 ist eine Vielzahl lichtemittierender Dioden 23 auf einer Metallisierung 24 montiert, die entsprechend dem Anzeigefeld und der zentral angeordneten Schaltlogik 25 gestaltet ist. In Fig. 18 ist in vereinfachter Darstellung die Schaltlogik dargestellt, die nachfolgend beschrieben wird. Mit Hilfe der Metallisation 24 wird jeweils ein Kontaktanschluss an Jeweils eine lichtemittierende Diode 23 hergestellt. Weitere Streifen 26 der Metallisierung verbinden die jeweils andere Elektrode der jeweiligen lichtemittierenden Diode 23 mit der Schaltlogik 25· Eine Deckplatte 22 mit einer Vielzahl von öffnungen 30 ist, wie aus Fig. 1 erkennbar, derart auf dem Trägerkörper 21 angeordnet, dass die öffnungen 30 über den Dioden 23 zu liegen kommen. Innerhalb oder hinter

- 13 - diesen

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diesen Öffnungen sind die bereits erwähnten Filter Jl angebracht. Die Solarzellen 35 sind auf der Oberfläche der Deckplatte 22 angeordnet und stehen über Metallisationsschichten sowie durch die Deckplatte und den !Trägerkörper verlaufende Kontaktanschlüsse 36 und 37 mit der Leistungsregelung 40 in Verbindung. Der Kontaktanschluss 36 und die zugehörige Metallisationsschicht sind mit einer Isolationsschicht 33 gegenüber der Solarzelle elektrisch isoliert. Auf der Oberfläche der Deckplatte 22 ist ferner die Abtasteinrichtung für die Umgebungshelligkeit montiert, die auch als Lichtdetektor 34· bezeichnet ist. Dieser Lichtdetektor 34 hat zwei Kontaktanschlüsse 38 und 39» die ebenfalls durch den Trägerkörper verlaufen und mit der Leistungsregelung 40 in Verbindung stehen. Die Batterie 41, welche die primäre Energiequelle für die elektronische Uhr 20 darstellt, ist ebenfalls mit der Leistungsregelung 40 verbunden.

Die licht emittier enden Dioden 23 sind in konventioneller Weise aufgebaut und können je nach der gewünschten Farbe des emittierten Lichtes aus Gallium-Arsenid-Phosphifc, Galliumphosphid, mit Phosphor überzogenem Gallium-ArBenid, Gallium-Aluminium-Ar senid und Indium-Gallium-Phosphit hergestellt sein. In der iat kann Jegliches lichtemittierende Material für die Dioden verwendet werden, wenn das emittierte Licht im sichtbaren Bereich liegt. So lässt sich mit Hilfe der Phosphorschicht auf dem Gallium-Arsenid das im Infrarotbereich emittierte Licht der Dioden in den sichtbaren Bereich verschieben.

Der Trägerkörper 21, auf dem die lichtemittierenden Dioden 23 angebracht sind, kann aus irgendeinem geeigneten isolierenden Material hergestellt sein. Besonders zweckmässig kann sich eine für gedruckte Schaltungen verwendete Platte erweisen, die mit Kupfer metallisiert ist, das einerseits zur Korrosionsverhinderung mit Gold plattiert ist. Selbstverständlich

- 14 - kann

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kann der Trägerkörper 21 auch aus keramischem Material oder einem Halbleitermaterial bestehen, wobei die lichtemittierenden Dioden in das Halbleitermaterial isoliert eingebettet sind. Ein solcher Aufbau mit einem Halbleiter-Trägerkörper wird anhand der Fig. 13a bis 13i im einzelnen erläutert. Bei der Verwendung eines Halbleiter-Trägerkörpers 21 ergibt sich nur eine Bedingung, und zwar dass die Dioden gegeneinander elektrisch isoliert sind. Dies kann entweder durch eine dielektrische Isolationsschicht oder eine isolierende Grenzschicht derart bewirkt werden, dass der Trägerkörper selbst nicht aus einem isolierenden Material bestehen muss. Im allgemeinen gilt, dass die Dioden 23 und die Metallisationsschichten 24 sowie 26 derart hergestellt werden können, dass sie an nahezu allen Arten von Trägerkörpern haften.

Obwohl in der Darstellung die Dioden alle mit einer zusammenhängenden Hetallisationsschicht 24 auf der Rückseite in Kontakt verbindung stehen, kann jedoch dieser Anschluss auch in irgendeiner beliebigen Weise hergestellt werden, solange dies mit der Schaltlogik 25 verträglich ist. Im allgemeinen wird für di· Metallisation auf dem Trägerkörper 21 entweder eine standardisierte Silber- basw. Goldmetallisation verwendet, die auch auf keramischem Material haftet. Als Metallisation kommt ferner Kupfer infrage, wie es auf herkömmlichen gedruckten Schaltungen Verwendung findet, das mit Gold plattiert ist. Auch Metallisationen aus Titan-Molybdän-Gold, Titan-ffickel-Gold oder Titan-Ohromnickel-Aluminium können Verwendung finden.

Die Deckplatte 22 kann grundsätzlich aus einem opaken keramischen Material, Kunstatoffmatexial oder Glas bestehen mit einem für den vorgesehenen Zweck ansehnlichen iusseren. Auch kann für die Deckplatte ein metallisches Material Verwendung finden, wenn dieses gegenüber den Solarzellen,dem Lichtdetektor und den elektrischen Leitungen ausreichend isoliert ist.

- 15 - Es

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Es ist auch vorgesehen, die Deckplatte 22 aus einem Halbleitermaterial, z.B. Silicium, herzustellen, welches in einer bevorzugten Kristallrichtung geätzt ist. Für eine Silicium-Deckplatte 22 ist eine 100-Kristallorientierung vorgesehen. Die Öffnungen 30 mit den geneigten Seitenwänden können leicht durch Ätzen hergestellt werden, wobei man zu der pyramidenstumpfförmigen Ausbildung gemäss Fig. 1 durch die Verwendung einer auf der Deckplatte vorgesehenen Ätzmaske gelangt, die mit rechteckigen öffnungen versehen ist. Zum Itzen dieses bestimmten Siliciumtyps findet Kaliumhydroxyd Verwendung, wodurch die pyramidenförmigen öffnungen entstehen, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.

Die öffnungen mit den geneigten Seitenwänden erweisen sich auf der Anzeigefläche als sehr nützlich, da die geneigten Seitenwinde eine Verstärkung des abgestrahlten Lichtes für Jegliche elektro-optische Anzeige bewirken. Die Neigung der Seitenwände ist in den verwendeten kristallinen Material leicht aufgrund der kristallographischen Orientierung zu erhalten, da der Itzvorgang in einer bevorzugten Sichtung abläuft. Dieser itzvorgang wird auch als anisotropische Itzung bezeichnet. Für ein Silicium mit einer 100-Kristallorientierung verläuft die Itzung bei der Verwendung von Kaliumhydroxyd nur entlang einer Ebene. Diese Bevorzugung einer itzrichtung bewirkt eine Seitenwandneigung von etwa 54° bezogen auf eine vertikale Richtung. Es gibt auch andere Kristalle mit einer entsprechend anderen kristallographischen Orientierung, die eine bevorzugte Ätzrichtung aufweisen. Derartige Kristalle können ebenfalls Verwendung finden. Die öffnungen mit den geneigten Seitenwänden können photolithographisch im gesamten Anzeigefeld ohne Schneid- oder Schleifvorgänge angebracht werden.

Die Solarzellen 35 sind zweckmässigerweise aus Gallium-Arsenid, Silicium und Germanium gefertigt. Jedoch können Solar-

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zellen mit verhältnismässig grosses. Signalausgang auch aus anderen Halbleitermaterialien gefertigt werden. Die GrSss.e des Ausgangssignals derartiger Solarzellen ist in der Regel kleiner als das maximale theoretische Ausgangssignal und in grober Annäherung etwa gleich dem Energiebandabstand des für die Solarzelle verwendeten Materials. Der optimale Signalausgang für eine Silicium-Solarzelle liegt etwa bei 0,6 Volt bei dem hierfür infrage kommenden Energieabfluss. Wenn eine Drei-Volt-Primärbatterie oder sogar eine 1,5-Volt-Primärbatterie für die elektronische Uhr Verwendung finden soll, werden eine Anzahl von Solarzellen vorzugsweise in Serie geschaltet. Die Anzahl dieser Ur. Serie.geschalteten Solarzellen hängt von der Gesamtspannung des gewünschten Ausgangssignal ab. Bei der dargestellten Ausführungsform wird eine Ausgangs-Gesamtspannung für die Solarzellen gewünscht, die über der Spannung der Primärbatterie liegt, so dass die Solarzellen parallel mit der Primärbatterie entweder zum Wiederaufladen derselben oder um zusätzliche Leistung für die lichtemittierenden Dioden zu liefern, geschaltet werden können. In der Leistungsregelung 40 müssen Vorkehrungen getroffen werden, um zu verhindern, dass die Solarzellen die Batterie belasten und damit gespeicherte Energie verbrauchen. Wenn das Ausgangssignal der Solarzellen kleiner als das der Primärbatterie ist, wird ein Gleichstromumsetzer benötigt, der mit sehr hohem Wirkungsgrad arbeitet, um die Leistung der Solarzellen auf die Batterie übertragen zu können.

Als Lichtdetektor 34- kann eine Kadmiumsulfidzelle Verwendung finden, wie 3ie allgemein bekannt ist. Es sind hierfür auch Phototransistoren oder Photodioden bzw. Photοwiderstände verwendbar, deren Charakteristik sich in Abhängigkeit von dem einfallenden Licht ändert. Eine Anpassung der Charakteristiken de3 Lichtdetektors sowie der Solarzellen ist zunächst nicht vorgesehen, obwohl es sicherlich eine Korrelation zwischen dem Ausgangssignal der Solarzellen 35 und der Licht-

- 17 - charakteristik

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Charakteristik des Detektors 34 "bezüglich, der herrschenden Umgebungshelligkeit gibt.

In Fig. 2 ist die Schaltung für die Leistungsregelung 40 in Verbindung mit dem Lichtdetektor 34,der Primärbatterie 41 und der sekundären Energiequelle 42 dargestellt. Diese Schaltung erfüllt drei Funktionen.

In Verbindung mit dem Lichtdetektor 34 wird von der Leistungsregelung 40 als erste Funktion der Anteil der Energie geändert, welche der Schaltlogik 25 und somit den lichtemittierenden Dioden, d.h. in der Darstellung der Diode 23» zugeführt wird. Diese Leistung zur Ansteuerung der lichtemittierenden Dioden wird durch die Steuerung des übertragenen Stromes eingestellt. Dabei wird das aufgrund der ITmgebungshelligkeit entsprechend der Pfeile 43 einfallende Licht derart abgetastet, dass der den Dioden zugefühfte Strom direkt von der durch den Lichtdetektor 34 festgestellten Lichtintensität abhängt. Je höher somit die Umgebungshelligkeit, umso mehr Leistung wird den lichtemittierenden Dioden zugeführt. Die Verringerung des Stromes aufgrund einer geringen Umgebungshelligkeit, wie sie z.B. bei Nacht auftritt, hängt von dem gewünschten Kontrast ab. Für den Kontrast wird in der Regel von dem Unterschied der Oberflächenhelligkeit der lichtemittierenden Dioden, verglichen mit der Oberflächenhelligkeit des die Diode umgebenden Bereiches des Anzeigefeldes ausgegangen. Sobald ein bestimmter gewünschter,und minimaler Kontrast festgelegt ist, wird dieser von der Leistungsregelung 40 für im wesentlichen alle Helligkeitszustände aufrechterhalten. Durch diese Aufrechterhaltung des Kontrastes kann die für die lichtemittierenden Dioden benötigte Leistung bei verhältnismässig geringer Ümgebungshelligkeit verringert und damit Leistung gespart werden.

- 18 - Die

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Die zweite Funktion der Leistungsregelung besteht in der Steuerung der Leistungsentnahme von der Primärbatterie 41, und der sekundären Energiequelle 42, die im vorliegenden Fall die Solarzelle 35 ist. Diese Steuerung der Leistungsverteilung kann in dreifacher Weise erfolgen« Im ersten Fall handelt es sich um eine blosse Schaltfunktion. Wenn die Umgebungshelligkeit _t wie sie von dem Lichtdetektor 34 festgestellt wird, einen bestimmten Schwellwert übersteigt, wird die Solarzelle 35 direkt auf die Schaltlogik 25 zur Leistungsversorgung aufgeschaltet, die somit die lichtemittierenden Dioden versorgt. Gleichzeitig wird eine Leistungsentnahme von der Primärbatterie 41 unterbunden. Damit wird die Primärbatterie geschont und die gesamte benötigte Energie von den Solarzellen geliefert. Im zweiten Fall kann durch die Verwendung einer Trenndiode 44 der Ausgang der Solarzellen parallel zur Primärbatterie geschaltet werden, wobei das Ausgangssignal der Solarzellen 35 aufgrund der verhältnismässig hohen ITmgebungshelligkeit grosser als das Ausgangssignal der Primärbatterie 41 ist. Dabei kann im einen Fall die Batterie während der Zeit hoher Umgebungshelligkeit aufgeladen und andererseits zusätzliche Leistung den lichtemittierenden Dioden bei der verhältnismässig hohen Umgebungshelligkeit zugeführt werden. Die Trenndiode 44 dient dem Zweck, eine Entladung der Primärbatterie 41 während geringer Umgebungshelligkeit über die Solarzellen 35 zu verhindern.

Im dritten Fall kann eine weiterentwickelte Leistungsregelung 40 verwendet werden, wobei ein gewisser Leistungsanteil der Solarzellen 35 für die Ansteuerung der lichtemittierenden Dioden und ein anderer Anteil dieser Leistung zur Wiederaufladung der Primärbatterie 41 Verwendung findet.

Damit hat die Leistungsregelung 40 eine dreifache Aufgabe. Erstens soll sie den Anteil der an die lichtemittierenden

weftinS^ll sie einen Teil der von der

- 19 - Primärbatterie

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Primärbatterie benötigten Energie durch die Energie einer sekundären Quelle ersetzen, und drittens die Primärbatterie aufladen, wenn die sekundäre Energiequelle in Form einer Solarizelle überschüssige Energie liefert. Derartige Leistungsregelungen sind von der Einzelfunktion her bekannt und lassen sich in integrierter Bauweise herstellen.

In der Darstellung gemäss Fig. 1 ist nur ein Ring mit lichtemittierenden Dioden dargestellt. Wie aus deiFig. 16 und 17 hervorgeht, werden bei einer bevorzugten Ausführungsform der elektronischen Uhr zwei konzentrisch zueinanderliegende Ringe mit Dioden verwendet, wobei der innere Ring für die Anzeige der Stunden und der äussere Ring für die Anzeige der Minuten und Sekunden dienen* 2Su jedem gegebenen Zeitpunkt sind jeweils nur drei Dioden betätigt, so dass im Vergleich zu einer alphanumerischen Anzeige eine erhebliche Energieeinsparung möglich ist. Wenn jedoch der äussere Ring der Dioden kontinuierlich für die Anzeige in Betrieb wäre, könnte bei bestimmten Anwendungsarten der elektronischen Uhr ein gewisser hypnotischer Effekt auftreten und auch mehr Energie verbraucht werden als notwendig ist. Wenn z.B. eine solche Uhr in einem Kraftfahrzeug Verwendung findet, besteht keine Notwendigkeit für eine kontinuierliche Sekundenanzeige. Daher kann ein Schalter 27 vorgeaeh· τ, ί.**3η> um diese Anzeige zu unterbrechen. Das Anzeigesystem kann halbst·ζ%τständlich auch so ausgebildet sein, dass im Anzeigefeld oder an einer anderen geeigneten Stelle der elektronischen Uhr ein Druckknopf vorhanden ist, der bei seiner Betätigung die Sekundenanzeige einschaltet und entweder mit dem Loslassen bzw. mit einer erneuten Betätigung wieder ausschaltet. Die vorliegende Erfindung hängt jedoch nicht von einer intermittierenden Ablesung der Sekunden bezüglich eines Einflusses auf die Lebensdauer ab. Wenn drei oder vier Dioden jeweils zur gleich Zeit für die Anzeige eingeschaltet sind, kann für die Lebensdauer der Primärbatterie einer solchen elektronischen Uhr eine Dauer von zumindest

- 20 - mehr

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mehr als einem Jahr aufgrund der den Kontrast erhöhenden Ausgestaltung und der Leistungsregelung angenommen werden.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, hei der die Solarzellen 35 und der Lichtdetektor 34- in monolithischer Form in die Deckplatte 22 eingebettet sind. Die Solarzellen und der Lichtdetektor sind gegeneinander mit einer dielektrischen Isolation 50 isoliert, da angenommen werden kann, dass eine Grenz Schichtisolation nicht ausreicht, um eine zufriedenstellende Funktion beider Elemente sicherzustellen. In Fig. 3 ist auch eine Variation von Kontaktanschlüssen dargestellt, die auf der Oberfläche der dielektrischen Isolationsschicht 50 liegen. Bei diesem Aufbau lassen sich die elektrischen Verbindungen zwischen den Solarzellen sowie dem Lichtdetektor und dem übrigen Aufbau der elektronischen Uhr sehr Reicht herstellen. Diese Kontaktverbindung kann mit einem Teil des TJhrengehäuses, wie in -^ig. 13 dargestellt, bewirkt werden, der über die Kontaktflächen 51 übergreift. Hierfür müssen am Gehäuse der Uhr entsprechende Metallisationsschichten angebracht sein, die auf der Innenseite des Gehäuses um die Aussenkante der Deckplatte 22 herum verlaufen und mit den zugeordneten Schaltkreiselementen in Verbindung stehen. Auf der Kontaktfläche 51 kann die Kontaktgabe durch einfaches Anpressen des Uhrengehäuses oder durch Verlöten der entsprechenden Teile mit den Kontaktflächen 51 erfolgen.

Für die Deckplatte 22 wird im vorliegenden Fall vorzugsweise Silicium mit einer 100-Kristallorientierung verwendet. Wenn dieses Silicium mit Kaliumhydroxyd geätzt wird, entstehen kegelstumpfförmige öffnungen 30 aufgrund des bevorzugten Itzverlaufes in einer Richtung. Die geneigten Se'itenwände dieser öffnungen sind von wesentlicher Bedeutung, wie sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergibt.

- 21 - In

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In Flg. 4 ist eine lichtemittierende Diode in for» einer planar diffundierten Blöde dargestellt. Dieser Aufbau 1st typisch für eine Diode aus Gallium-Arsenid-Phosphid, die aus einem IT-leitenden und P-Ieitenden Material besteht· Die Grenischlcht ist in Hg. 4 alt einer gestrichelten Linie 55 angedeutet. Die Iiichtemission einer planar diffundierten Diode erfolgt in vertikaler Richtung, wie durch die Pfeile 59 angedeutet, wenn eine Spannung z.B. von einer Batterie 56 swisohen dem Deckkontakt 57 und dem Bodenkontakt 53 angelegt wird. Die Pfeile 59 verlaufen rechtwinklig oder mit geringer Winkelal)weichung rechtwinklig zur Oberfläche der Diode. Venn man von oben auf die Diode schaut, 1st der Innere P-leittnde fell des Materials der eineige Fläohenabschnltt, in dem die Lichterzeugung stattzufinden scheint· Dieser Diodentyp hat offensichtliche Torteile, da der Hauptanteil des Lichtes in eine Richtung abgestrahlt wird.

In Fig. 5 1st eine Diode mit einem Mesa-Aufbau dargestellt. Im vorliegenden Fall wird für die Diode ein rotes Licht emittierendes Gallium-Phosphia verwendet, wobei ebenfalls swisohen dem 9-leltenden und P-leitenden Bereich eine Grenzschicht 61 verläuft. Wenn ein Potential von einer Batterie 62 mit Hilfe der Kontakte 63 und 64 an diese Grenzschicht angelegt wird, findet eine nahezu Isotrope Lichtemission statt, wobei das Lieht nicht nur durch die Oberfläche gemäss dem Pfeil 66, sondern auch In horizontaler Richtung gemäes den Pfeilen 67 austritt. Die Kontaktfläche 68 reflektiert das nach unten abgestrahlte Licht, so dass es nach oben aus der Diode austritt.

In den Flg. 6, 7 und 8 wird der Strahlungsverlauf des von einer Diode reflektierten Lichtes aufgrund der Reflexion an den Seltenwänden 70 der öffnungen 30 in der Deckplatte dargestellt. Der Neigungswinkel der Seitenwände konzentriert die Strahlung innerhalb eines gegebenen Sichtwinkele, so dass eine

- 22 - Wahrnehmung

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ft

Wahrnehmung des emittierten Lichtes auch aus einer Position möglich ist, die sich nicht unmittelbar über der Diode befindet. Dadurch gibt das in-seigefeld eine höhere Lichtintensität über einen grSsseren Siehtwinkel ab. Wenn die Seitenwinde 70 Tertikai verlaufen, existiert immer noch ein !Peil der von der Diode ausgehenden Strahlung, die au dem Betrachter surüokreflektiert wird, wie aus ?ig. 7 erkennbar ist. In diesem fall wird jedoch der Slohtwinkel merklich verkleinert· Sie geneigten Seitenwinde 70 haben einen besonderen Vorteil bei einer elektro-optischen Anzeige in Verbindung mit Dioden, die entweder eine nahesu isotrope Ab strahlung haben , oder bei denen ein wesentlicher Anteil des abgestrahlten Liohtea nach der Seite austritt· XIn grosser fell des Isotrop abgestrahlten lichtes wurde verlorengehen, wenn die Diode nicht innerhalb der öffnung 50» wie in fig. 3 dargestellt, angebracht wäre. In diesem Tall wird von ά«η Seitenwänden das horiiontal emittierte Licht reflektiert, so dass es vertikal abgestrahlt wird. Bei diesem Aufbau ist es möglich, lichtemittierende Dioden aus Gallium-Phoaphi* mit verhältnismässig niederer Leistung zu verwenden, da der Hauptanteil des emittierten Lichtes In Richtung auf den Betrachter umgelenkt wird.

Sin anderes Hertaaal, das sur Yergrösserung des Kontrastes auf dem Anseigefeld zusätzlich au der besonderen Ausgestaltung der öffnungen in der Deckplatte beiträgt, ist die Verwendung eines filters 75 auf der Unterseite dieser öffnungen. Bei der üblichen Herstellung lichtemittierender Dioden werden deren Oberflächen in der Regel mit einer λ/2-He flexions schicht bedeckt, um die Liehtauebeute su verbessern. Zusätzlich zu dieser /V-Reflexionaschicht kann ein schmalbandiges PiIter aus einem durchscheinenden Raterial 75 Verwendung finden, das dieselbe Farbe wie das von der Diode abgegebene Licht hat. Dieses Filter wird «wischen der Diode und dem Betrachter angeordnet, wodurch der Kontrast zwischen dem nicht leuchtenden und dem leuchtenden Teil des Anzeigefeldes welter vergrb'ssert werden

- 25 - kann

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kann« Diese Kontrastverstärkung ergibt sich aus der Tatsache« dass das Filter Umgebungslicht absorbiert, jedoch das von der Diode emittierte Licht wegen der Schmalbandigkeit praktisch ungehindert durchlässt. Damit wird die Umgebungshelligkeit gedämpft, während das emittierte Licht der Diode verstärkt hervortritt. Mit Hilfe dieses Effektes lässt sich die Oberflächenhelligkeit der lichtemittierenden Dioden gegenüber der Oberfläohenhelligkeit der unmittelbaren Umgebung der Diode vergrössern, wobei für dieses schmalbandige Filter jegliches für die Farbe des von der Diode abgegebenen Lichtes durchlässige Material Verwendung finden kann. Es ist selbstverständlich, dass hierfür sowohl Kunststoffe als auch gefärbte Gläser geeignet sind, wenn diese die erforderlichen Übertragungs- und Absorbtionseigenschaften aufweisen· Dieses schmalbandige Filter kann auch auf der Oberfläche der Deckplatte angebracht werden, solange dami6 nicht die Solarzellen und der Lichtdetektor abgedeckt werden.

Es kann auch ein anderer Filtertyp anstelle des schaalbandigen Bandpassfilters Verwendung finden. Dieses andere Filter kann ein zirkulär polarisiertes Filter sein, das nur zirkulär polarisiertes Licht durchlässt. Die Wirkung bei der Verwendung eines zirkulär polarisierten Filters ist wie folgt. Das von der lichtemittierenden Diode abgegebene und das Filter durchdringende Licht erfährt eine zirkuläre Polarisation. Dae Umgebungalicht, das auf die Anzeigefläche auftrifft und durch die öffnungen 30 der Deckfläche ebenfalls durch das Filter 75 hindurchdringt, erfährt auch eine zirkuläre Polarisation. Dieses zirkulär polarisierte Licht trifft dann auf die Oberfläche entweder der Diode oder der diese umgebenden Teile des Trägerkörpers auf und wird dabei phasenverschoben. Wenn dieses Licht wiederum durch das Filter ?5 zurückreflektiert wird, erfährt es eine Dämpfung aufgrund der Phasenverschiebung in der Polarisation. Damit wird das Umgebungslicht im polarisierenden Filter absorbiert, während das von der Diode

- 24· - emittierte

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emittierte licht keine nennenswerte Absorbtion erfährt, Auch damit lässt sich also eine Kontrasterhöhung zwischen dem emittierten Licht und dem auf die Anzeigefläche auftreffenden Licht bewirken.

Es sei dabei noch einmal hervorgehoben, dass die geneigten Seitenwände der öffnungen in der Deckplatte allein oder auch in Verbindung mit dem erwähnten Filter eine Kontrasterhöhung bewirken, so dass die notwendige Leistung, die sur Aufrecht-· erhaltung eines bestimmten Kontrastes erforderlich ist, verringert werden kann· In Verbindung mit der Leistungsregelung, wie sie anhand der Fig. 1 und 2 erläutert wurde, lässt sich damit eine Diodenanzeige für elektronische Uhren schaffen, bei der bei maximalem Kontrast jedoch nur ein minimaler Leistungsverbrauch besteht.

In Fig. 9 ist das Anzeigefeld einer elektronischen Uhr dargestellt, bei der abweichend von einer konzentrischen zirkulären Anzeige eine alphanumerische Anzeige Verwendung findet, wobei im Anzeigefeld rechteckige Solarzellen 80 sowie ein Lichtdetektor 81 angebracht sind. Obwohl bei dieser Art der Anzeige mehr lichtemittierende Dioden als bei der zirkulären Anzeige benötigt werden, lässt sich auch bei dieser alphanumerischen Anzeige eine Verringerung des Leistungsverbrauchs für das Anzeigefeld durch die anhand der I¹Ig. 1 und 3 erwähnte Leistungsregelung in Verbindung mit geeigneten Filtern erzielen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in Fig. 10 dargestellt, die wie bei der zuerst genannten ^usführungsform der Erfindung . eine Serie von lichtemittierenden Dioden 23 auf einem Trägerkörper 21 umfasst. Über dem Trägerkörper ist eine Deckplatte in Form eines äquatorial geschnittenen Binges 90 angebracht. Diese Deckplatte kann im Druckspritzverfahren aus Kunststoff hergestellt werden und z.B. aus Acrylglas oder Phenolharz mit einer der Farbe des von den emittierenden

- 25 - Dioden

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Dioden abgegebenen Lichtes versehenen Einfärbung bestehen. Biese Deckplatte dient somit dem Schutz der lichtemittierenden Dioden und hat ausserdem die Eigenschaft des schmalbandigen Bandpassfilters. Es ist offensichtlich, dass diese Abdeckung sich nicht über die Solarzellen und den Lichtdetek- . tor 54- erstrecken darf, da diese entsprechend der Darstellung gemäss Pig. 1 montierten Teile dadurch bezüglich ihres Wirkungsgrades beeinträchtigt würden. Die Anschlussleitungen zwischen den Solarzellen sowie dem !lichtdetektor und der Leistungsregelung 40 verlaufen durch den Trägerkb'rper 21. Dabei kann die Leistungsregelung 40, wie in Fig. 10 dargestellt, direkt im Trägerkörper 21 eingebettet sein, wobei die Schaltlogik 25 über der Leistungsregelung angeordnet ist und durch entsprechende Leitungen mit den zugeordneten Schaltteilen im Trennschichtbereich verbunden ist. Über diesem Aufbau ist die Batterie 4-1 angeordnet. Die Kathoden der liohtemittierenden Dioden sind durch Anschlussleitungen in Form von Metallisationsschichten mit der Schaltlogik verbunden. Diese Metallisationsschichten verlaufen auf der Unterseite des Trägerkörpers 21 und erstrecken sich als Durchführungen zur Oberfläche des Trägerkörpers, wo sie mit entsprechenden Teilen der einzelnen lichtemittierenden Dioden verbunden sind. Der äquatorial geschnittene und als Filter wirkende Ring kann, wie bereits erwähnt, auf dem Trägerkörper 21 angeordnet sein und anstelle der Filter 31 bzw. 75 Verwendung finden.

Aus den Fig. 11 und 12 kann entnommen werden, dass das Ausgangssignal der Solarzellen eine Funktion der Umgebungshelligkeit,und dass die Helligkeit des von den Dioden emittierten Liohtes ebenfalls eine Funktion des Stromes ist, der mit einer gegebenen Spannung an die Dioden geliefert wird. Aufgrund dieser Eigenschaften kann das Ausgangssignal der Solarzellen dazu verwendet werden, um in verstärkter linearer Funktion die Lichtemission der Dioden zu vergrSssern, wenn die Umgebungshelligkeit ansteigt.

- 26 - Die

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Sie erfindungegemässe Anzeige kann in monolithischer Form gemäss den Fig. 13a bis 13i hergestellt werden. Bei diesen Aufbau wird eine leicht dotierte Silicium-Trägerschicht 100 verwendet, in welche durch Itsen Kanäle 99 gemäsa fig, 13a eingeschnitten sind. Auf der Oberfläche dieser Trägerschicht 100 wird durch epitaxialta Aufwachsen eine Schicht 101 aus G§11ium-Fhoaphid angebracht, die anschliessend durch Polieren teilweise abgetragen wird, um über der Trägerschicht eine Maskierungsschicht 103 aua einem dielektrischen Material anbringen su können. Hit Hilfe dieser Naskierungsschicht werden unter anderem diejenigen feile abgedeckt, in welchen die Solarseilen, die liohtemittierenden Dioden und die Lichtdetektoren angebracht werden sollen* Ansohliessend werden Kanäle 102 in die Trägerschicht 100 durch die öffnungen in der Maskierungssohicht 103 geätzt (fig. 13d). Biese Kanäle 102 sind tiefer als die Kanäle 99* womit sich eine einwandfreie Isolation, wie nachfolgend beschrieben, ersielen lässt. Nunmehr wird eine weitere Maskierungssehieht 105 aus einem dielektrischen Material über der derart bearbeiteten Trägerschicht angebracht, die entsprechend der Darstellung fig. 13e ausgebildet 1st. Aus dieser Barstellung kann man entnehmen, dass die HasMerungaechicht 103 von der Oberfläche der Trägerschicht 100 vor dem Aufbringen der Maskierungsschicht 10? entfernt wurde· Das Muster der Haskierungaaehieht 105 ist derart ausgebildet, dass durch Diffusion geeigneter Dotierungsmittel stark leitende Bereiche 104 auf der Trägerschicht ausgebildet werden können, die dieselbe Leitfähigkeit wie die Trägerschicht 100 haben. Anschliessend kann der zentrale Bereich der Maskierungssohicht 10? entfernt werden, damit dieser Bereich 106 durch eine geeignete Diffusion für die Herstellung dea Lichtdetektors vorbereitet wird. Diese Diffusion kann notwendig sein, um die Leitfähigkeit der Bereiche für die Solarzellen und/oder den Lichtdetektor su verbessern. Dabei können sich diese dotierten Bereiche bis sur Oberfläche der Solarseilen erstrecken. Damit dies« möglich wird, wird die Maskierungsschicht

- 27 - 105 in

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105 in einer Weise aufgebracht, dass sie sich nicht über die Seitenwände 113 der zugeordneten Kanäle 102 nach unten erstreckt« Ss kann auch wegen der leichten Dotierung des SiIlclums zweckmäßig sein, einen leicht dotierten Bereich 107 für den Lichtdetektor in aentrischer lage vorzusehen. Das leicht dotierte Silicium bildet auch ein Grenzschichtelement 108 für die Solarzellen. Die dotierten Bereiche 100, 104 und 108 gemäss Fig. 13g haben dieselbe leitfähigkeit. Die Oberfläche des Aufbaus gemäss ?ig. 13b wird dann mit einer weiteren dielektrischen Schicht versehen, die sich kontinuierlich über die ganze Oberfläche erstreckt. Über dieser Schicht 110 wird eine polykristalline Siliciumschicht 112 angeordnet, die eine Dicke von etwa 6,6 χ 10 mm bis etwa 66,2 χ 10 Tm hat.

Dieser in Pig. 13f dargestellte Aufbau wird anschliessend bis zur Linie 113 abgeläppt und poliert, wodurch eine Reihe dielektrisch gegeneinander isolierter Inselbereiche entstehen, die bereits Teile der ftalblelteranordnungen enthalten, die darin vorgesehen sind.

Da die Kanäle 102 tiefer als die Kanäle 99 geätzt wurden, werden bein Abläppen diese Kanäle 102 früher erreicht als der GaIlium-Fhosphid-Bereich 101. Nach diesem Verfahreneschritt ergibt sich ein Aufbau, wie er in VIg. 13g dargestellt 1st.

Die lichtemittierenden Dioden, Solarzellen und der Lichtdetektor können sodann durch Diffusion fertiggestellt werden. Zu diesem Zweck werden Oxydmasken mit entsprechenden Offnungen vorgesehen. Dabei läuft das Verfahren in mehreren Schritten ab, da unterschiedliches Dotierungsmaterial und/oder unterschiedliche Dotierungskonzentrationen erforderlich sind. Nach der abschliessenden Behandlung ergibt sich ein Halbleiteraufbau, wie er in Pig. 13h dargestellt ist.

- 28 - Dieser

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Dieser Aufbau 13h umfasst von links nach rechts gesehen eine lichtemittierende Diode 120 in der polykristallinen Schicht 112. Der Gallium-Phosphid-Bereich 101, der die lichtemittierende Diode bildet, wird von der isolierenden Schicht 110 als Inselbereich umschlossen· Dieser GaIlium-PhOBphid-Bereich hat eine erste Leitfähigkeit und ist mit einem eindiffundierten Bereich 111 von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp versehen· Neben der lichtemittierenden Diode ist die Solarzelle 125 angeordnet, die ebenfalls aufgrund der dielektrischen Schicht 110 in einem Inselbereich liegt. Dieser Inselbereich besteht am Boden aus einer stark diffundierten Schicht 104, die am Umfangsbereich der Solarzelle zur Oberfläche verläuft. Auf der stark diffundierten Schicht ist eine leicht diffundierte SiIiciumschicht 108 vom gleichen Leitfähigkeitstyp vorhanden, in der ein Bereich 121 vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp ausgebildet ist und damit die Solarzelle 125 bildet. Das zentrale Element in der Darstellung gemass Fig. IJh ist eine Photodiode 130, die ebenfalls durch die dielektrische Schicht 110 in einem Inselbereich isoliert angeordnet ist. Dieser Inselbereich umfasst im wesentlichen ein leicht dotiertes Silicium 107» in welches ein Material 131 vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp eindiffundiert ist, so dass damit die Photodiode 130 entsteht. Selbstverständlich kann das mit 130 bezeichnete Element auch im Interesse der gewünschten Punktion als Phototransistor oder Photowiderstand ausgebildet sein» Wie aus Fig. 13i hervorgeht, wird über dem Halbleiteraufbau eine weitere dielektrische Schicht 132 angeordnet und in denjenigen Bereichen mit Öffnungen versehen, in welchen die Kontaktanschltisse für die aktiven Elemente angebracht werden sollen· Eine auf der isolierenden Schicht angebrachte Metallisationsschicht 134- ist in der erforderlichen Weise unterteilt und ausgebildet, um den Halbleiteraufbau fertigzustellen. Es ist offensichtlich, dass für die Unterteilung der Hetallisationsschicht der Verwendungszweck der einzelnen Elemente und.deren Anordnung im Gesamtaufbau des Anzeigefeldes von Bedeutung ist.

- 2?/ - Bei

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Bel der vorliegenden Aueführungefora wird davon Abstand genommen, Kbntaktanschlttsse an die einseinen Element· durch die polycristalline Trägerschicht 112 hinduroh vorzusehen. Sie Kontaktanschlttsse verlaufen vielmehr zur Kante der Trägerschicht, wo sie gemäss FIg, 151 mit entsprechenden Leitungen 140, die im Gehäuse 145 der Uhr angeordnet sind, in Verbindung stehen.

Xn FIg, 14 let derselbe Aufbau wie in FIg, 1 dargestellt, Jedoch ohne Verwendung der Solarzellen, des Lichtdetektor und der Leistungsregelung. XIn solcher Aufbau kann ζ.B. Verwendung finden, wenn ein erhöhter LeIstungsverbrauch keine Problematik mit eich bringt, Jedoch ein verstärkter Kontrast im Anzeige* feld durch die Verwendung der speziell gestalteten Offnungen 50 und echmalbandlger Bandpasefilter 51 erwünscht 1st· XIn solcher Anwendungsfall kann i.B. vorliegen, wenn die elektronische Uhr in Kraftfahrsaugen oder Im Anschluss an das normale Stromversorgungsnetz Verwendung finden soll· Xn Flg. 15 1st derselbe Aufbau wie in Flg. 10 dargestellt, wobei ebenfalls die Solarzellen, der Lichtdetektor und die Leistungsregelung weggelassen sind. Bei diesem Aufbau kann z.B. die Schaltlogik 25 auf der Oberfläche des aus einem Halbleiter bestehenden Trigerkörpers angeordnet sein, wobei streifenförmig· Metallisationssohichten 26 Von der Schaltlogik 25 aus auf der Oberfläche des TrägerkSrpers verlaufen.

Xn den Flg. 16 und 17 sind Draufsichten auf ein komplettes Anzeigefeld dargestellt. Vie bereits erwähnt, werden zur eindeutigen Anzeige der Stunden, Minuten und Sekunden maximal drei Dioden benötigt, die gleichzeitig aufleuchten. Als Stundenkreis findet die innere kreisförmige Anordnung der Dioden Verwendung, wogegen der ftussere Kreis der Dioden den Minuten-Sekundenkreis darstellt. Sie Hlnutenanzelge erfolgt, indem eine Diode Im wesentlichen kontinuierlich für eine Hinute aufleuchtet. Wahrend dieser Zeit leuchten fortlaufend im Uhrzeiger-

- 50 - sinn

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sinn Dioden jeweils eine Sekunde auf, wie dies durch den Pfeil 145 angedeutet ist. Die in Pig. 16 durch die Dioden 150, 151 und 152 angezeigte Zeit entspricht der Uhrzeit einer Stunde, zwölf Minuten und achtunddreissig Sekunden. Die mit 153 und 154- angedeuteten leicht leuchtenden Dioden sind diejenigen Dioden, die während der zwei vorausgehenden Sekunden zum Aufleuchten eingeschaltet waren.

Im Interesse einer bequemeren Ablesung und der Elimination Ton Zweideutigkeiten kann auch eine halbstündige Anzeige durch die Verwendung von 24 lichtemittierenden Dioden im Stundenkreis gem&ss Fig. 17 vorgesehen sein« Die in dieser Darstellung angezeigte Zeit entspricht sechs Stunden, dreiunddreissig Minuten und achtundvierzig Sekunden. Dabei zeigt die aufleuchtende Diode 160 an, dass mehr als eine halbe Stunde abgelaufen 1st. Tor dem Ablauf einer halben Stunde leuchtet lediglich die Diode 161 auf. Bei dieser Ausgestaltung des Anzeigefeldes für die Zeitanzeige werden maximal vier Dioden zum Aufleuchten gebracht.

In den Fig. 16 und 17 ist ferner die Anordnung von vier Solarzellen 35 und einem Lichtdetektor 34 dargestellt. Bei dem Aufbau eines Anzeigefeldes kann es selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass bestimmte Dioden in unterschiedlicher Grosse und/oder für eine andere Farbe der Lichtemission vorgesehen sind, um das Ablesen der Zeit zu vereinfachen. Zu diesem Zweck können auch auf der Anzeigefläche weitere Kennzeichen angebracht sein. Die Schaltlogik, die zur Ansteuerung eines Anzeigefeldes gemäss den Fig. 16 und 17 Verwendung finden kann, ist in Hg. 18 dargestellt.

Diese Schaltlogik gemäss Fig. 18 ist eine mögliche Ausgestaltung für die Logik zur Steuerung der elektronischen Ohr. Das dargestellte System arbeitet mit einem Kristall-Oszillator 240, der auf eine Frequenz von 2¹⁶Hz oder 65 536 Hz abge-

- 31 - stimmt

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stimmt ist. Das Ausgangssignal dieses Oszillators hat die Fora einer Rechteckschwingung und wird einem Teiler 241 zugeführt. Dieser Teiler besteht aus einer Heihe von in Serie geschalteten Flip-Flops und bewirkt somit von Stufe zu Stufe eine Teilung durch den Faktor 2. Das Ausgangssignal dieser Teilerschaltung hat die Frequenz von 1 Hz. Diese 1 Hz-Hechteckschwingung steuert drei in Serie geschaltete Zähler an. Von diesen ist der erste der Sekundenzähler 242, der binäre Impulse für die Sekunden O bis 59 abgibt. Der 60. Impuls des Teilers 241 stellt den Sekundenzähler 242 auf 0 zurück und bewirkt die Übertragung eines Impulses an den Minutenzähler 243. Die Ausgangssignale dieses Minutenzählers 243 haben ebenfalls binäre Form und geben die Minuten 1 bis 59 wieder. Mit dem 60. Impuls, d.h. nach Ablauf von 59 Minuten gibt der Minutenzähler 243 einen Impuls an den Stundenzähler 244 ab und wird gleichzeitig auf 0 zurückgestellt. Das Ausgangssignal des Stundenzählers 244 hat ebenfalls eine binäre Form und dient zur Anzeige der zwölf Stunden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Zähler 242 und 243 werden sechs Flip-Flop-Zähler verwendet, wogegen im Stundenzähler 244 nur vier Flip-Flop-Zähler vorhanden sind, da lediglich zwölf Dioden angesteuert werden müssen. Mit Hilfe dieser Zähler 242/und 244 lassen sich also aus dem 1 Hz-Signal die Signale für die Anzeige der Sekunden, Minuten und Stunden ableiten. Die Ausgangssignale dieser Zähler werden von Dekodern 246, 247 und

248 dekodiert, wobei die Dekoder 246 und 247 die binäre Information vom zugeordneten Zähler abgreifen und sechzig individuelle Signale auf sechzig individuelle Ausgangsleitungen

249 in einer solchen zeitlichen Folge geben, dass jeweils nur eine Ausgangßleitung 249 mit dem Ausgangssignal 256 zu einem gegebenen Zeitpunkt beaufschlagt 1st. Die auf diesen Ausgangsleitungen auftretenden Signale entsprechen dann den Sekundenbzw. Minutensignalen. Der Dekoder 243 hat lediglich zwölf Ausgangssignale, die nacheinander auf zwölf verschiedenen, einer Stundenfolge zugeordneten Auegangeleitungen abgreifbar sind.

- 32 Die

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2 22 3 S3 7

Die Ausgangsleitungen dieser Dekoder sind mit Treiberstufen 250, 251 und 252 gekoppelt, von denen die ersten (jeweils 60 Ausginge und die letzte 12 Ausgänge aufweisen. Bas Anliegen eines Signals auf einer der Ausgangsleitungen von eine« dir Dekoder bewirkt, dass die Leistungsregelung 40 auf eine der Zeit entsprechende Ausgangsleitung der Treiberstufen aufgeschaltet wird und damit die zugeordnete lichtemittierende Diode 255 eingeschaltet ist*

Um die vorausstehend erläuterte Ansteige in der gewünschten form su bewirken, wird die Ausgangsleitung von einer oder mehreren Treiberstufen mit einer bestimmten iichtemlttierenden Diode verbunden. Bei der Darstellung gemäss flg. 18 ist die lichtemittierende Diode 255 gleichseitig mit der Treiberstufe für die Sekunden und die Hinuten verbunden. Es ist offensichtlich, dass auch eine Zähler-Dekoder-Treiberstufenkoabination für eine halbstündige Anzeige vorgesehen sein kann, wobei diese Kombination ein Ausgangs signal parallel su dem Ausgpngaslgnal der Treiberstufe 252 liefern und einen »weiten Sate von licht emit tierenden Dioden ansteuern würde. Die für die Zähler, Dekoder und Treiberstufen verwendeten Schaltkreise können herkömmlicher Art sein.

Wenn es wünschenswert ist, den Leistungsverbrauch für eine solche elektronische Anseige weiter su verringern und damit die Lebensdauer der Primärbatterie zu verlängern, kann man eine intermittierende Einschaltung zum Ablesen der Anzeige vorsehen. Für einen solchen Fall kann der Lichtdetektor 37 und die Leistungsregelung 40 in einer anhand von Pig. 19 zu beschreibender Welse arbeiten. Diese Schaltung sieht vor, dass die Erregung der Iichtemlttierenden Dioden im Anzeigefeld beim Unterschreiten einer gegebenen Umgebungshelligkeit abgeschaltet wird« Dabei kann vorgesehen sein, dass dieser Zustand bei völliger Dunkelheit eintritt, z.B. bei !facht oder wenn das Anzeigefeld der elektronischen Uhr durch im wesent-

- 33 - liehen

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Dioden,die Solarzellen und der Lichtdetektor zur Abtastung der Umgebungshelligkeit in einem einzigen monolithischen Aufbau hergestellt werden kann. Die Leistungsregelung stellt die zur Ansteuerung der lichtemittierenden Dioden zur Verfügung gestellte Leistung derart ein, dass bei einer geringen Umgebungshelligkeit eine geringere Leistung und bei einer hohen Umgebungshelligkeit eine höhere Leistung den Dioden zugeführt wird, so dass sich dadurch im wesentlichen eine Konstanthaltung des für eine Ablesbarkeit im Anzeigefeld benötigten Kontrastes einstellen lässt. Durch eine geeignete konstruktive Ausgestaltung des Anzeigefeldes ist es auch möglich, eine Verstärkung des von den lichtemittierenden Dioden abgegebenen Lichtes zu bewirken und dabei den Kontrast durch nicht elektrische Massnahmen weiter zu erhöhen.

- 35 - Patentansprüche

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lichen lichtundurchlässige Bekleidungsstücke abgedeckt ist. Während dieses Zustandes niederer Umgebungshelligkeit liefert die elektronische Schaltung nach wie vor ^signale für die Zeitanzeige· Jedoch wird die den lichtemittierenden !Dioden zuzuführende Leistung durch ein Abschalten der Treiberstufen bzw. geeigneter Stufen in der Schaltlogik 25 unterbrochen. Damit der Benutzer der Uhr gewünschtenfalls in der Lage ist, die Zeit abzulesen, ist ein von Hand betätigbarer Schalter vorgesehen, um diese Abschaltung der Anzeige zu übersteuern. Dieser Schalter kann z.B. in Form eines Quecksilberschalters ausgebildet sein, der die Ansteuerung des Anzeigefeldes einschaltet, wenn die Uhr in eine Ableseposition gebracht oder in einer solchen gehalten wird. Dieser Übersteuerungsschalter 200 ist in Pig. 19 dargestellt. Es kann auch wünschenswert sein, dass die Leistungsregelung 40 nicht nur die den lichtemittierenden Dioden zugeführte Leistung verändert, sondern auch völlig abschaltet. Dies wird gemäss Fig. 18 durch die Treiberstufen 250, 251 und 252 bewirkt, indem die -A-nsteuerspannung dieser Stufen unterbrochen wird.

Vorausstehend wurde der Aufbau sowie elektronische Einrichtungen für eine elektronische Uhr mit lichtemittierenden Dioden beschrieben, mit welchem der Kontrast eines elektrooptischen Anzeigefeldes erhöht werden kann, wobei gleichzeitig die für die Ansteuerung des Anzeigefeldes benötigte Leistung abnimmt, wenn die TJmgebungshelligkeit sich verringert. Die elektronische Steuerung kann unabhängig oder auch in Verbindung mit dem strukturellen Aufbau zur Kontrasterhöhung Verwendung finden. Auch lässt sich die Leistungsregelung gemäss der Erfindung unabhängig von einer sekundären Leistungsquelle lediglich zur reinen Kontraststeuerung benutzen oder kann in Verbindung mit Solarzellen sowohl zur Kontraststeuerung als auch zur Unterstützung bzw. Wiederaufladung der Primärbatterie Verwendung finden. Es wurde ferner ein Verfahren beschrieben, mit welchem die lichtemittierenden

- 34 - Dioden

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Claims

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Patentansprüche

\1.) Elektronische Uhr alt einer mit lichtemittierenden Blöden versehenen optischen Zeitanzeige und mit einer in der Uhr angeordneten elektrischen Energiequelle, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Umgebungshelligkeit ansprechende Detektoreinrichtungen (3W-) vorhanden sind, die ein der Lichtintensität des auf das Anzeigefeld fallenden Lichtes entsprechendes elektrisches Signal liefern, dass Einrichtungen (40) zur Leistungsregelung vorhanden sind, mit denen die die achtemittierenden Dioden (23) erregende Leistung veränderbar ist, wobei die Leistungsänderung in Abhängigkeit von einem bestimmten Kontrast erfolgt, der zwischen der leuchtenden Oberfläche der lichtemittierenden Diode und dem diese umgebenden Bereich aufrechterhalten werden soll, und dass eine zweite Energiequelle (35) vorhanden ist, die beim Vorhandensein einer verhältnismässig grossen Umgebungshelligkeit in Abhängigkeit von den Einrichtungen zur Leistungsregelung zusätzliche elektrische Energie den erregten licht emittierenden Dioden zur Verfügung stellt, wobei diese Einrichtungen zur Leistungsregelung und die zweite Energiequelle derart wirksam sind, dass sie erheblich zur Verringerung des Energieverbrauchs an gespeicherter Energie beitragen und damit eine kontinuierliche optische Zeitanzeige über verhältnismässig lange Zeitdauer möglich machen.

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2. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Leistungsregelung die zusätzliche Energie den lichtemittierenden Dioden bei grosser Umgebungshelligkeit zuführen.

3. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Leistungsregelung die von der zusätzlichen Energiequelle (35) abgegebene Energie der ersten Energiequelle batterie 41) zu deren Wiederauf ladung zuführen*

4-. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Leistungsregelung die zusätzliche Energie den lichtemittierenden Dioden während grosser Umgebungshelligkeit zur Erzielung des gewünschten !Kontrastes zuführen, und dass die überschüssige zusätzliche Energie zur Aufladung der ersten Energiequelle Verwendung findet.

5. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Energiequelle über die Einrichtungen zur Leistungsregelung parallel zur ersten Energiequelle schaltbar ist, derart, dass die an der zweiten Energiequelle zur Verfügung stehende Energie zur Vergrosserung der Erregung der lichtemittierenden Dioden bei grosser Umgebungshelligkeit Verwendung findet, wodurch ein bestimmter Kontrast zwischen der Umgebungshelligkeit und der Anzeigehelligkeit der Dioden einstellbar ist.

6. Elektronische Uhr nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Energiequelle von der ersten Energiequelle abschaltbar ist, wenn immer das auf das Anzeigefeld fallende Umgebungslicht unter eine bestimmte Lichtintensität abfällt.

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7. Elektronische Uhr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (44) vorhanden sind, um zu verhindern, dass die erste Energiequelle sich über die zweite Energiequelle entlädt.

8, Elektronische Uhr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Energiequelle zumindest eine Solarzelle umfasst, die im Anxelgefeld angeordnet 1st, und dass Einrichtungen vorhanden sind, die beim Parallelsehalten der ersten und zweiten Energiequelle eine Wiederaufladung der ersten Energiequelle bei grosser Umgebungshelligkeit ermöglichen, wobei die gesamte über die zur Erregung der lichtemittierenden Dioden unter Beibehaltung eines bestimmten Kontrastes hinausgehende Energie zur Aufladung der ersten Energiequelle Verwendung findet.

9* Elektronische Uhr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehrere Solarzellen von der ersten Energiequelle abschaltbar sind, wenn immer das auf das Anzeigefeld einfallende Umgtbungslicht unter eine bestimmte Lichtintensität abfällt.

10. Elektronische Uhr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinriohtungen zum Anschliessen der zweiten Energiequelle an die erste Energiequelle Einrichtungen umfassen, die verhindern, dass die zweite Energiequelle die erste Energiequelle belastet.

11. Elektronische Uhr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verhindern der leistungsmässlgen Belastung der ersten Energiequelle durch die Solarzellen in einer der leistungsführenden Verbindungen zur ersten Energiequelle eine Trenndiode (44) mit einer

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solchen Polarisierung eingeschaltet ist, dass ein Stromfluss su den Solarzellen verhindert wird, dass die einzelnen Solarzellen in Serie geschaltet und in Serie zur Trenndiode direkt mit der Ausgangsklemme der Energiequelle verbunden sind, dass die Amplitude des Ausgangssignale der in Serie geschalteten Solarzellen die Amplitude des Ausgangssignals der ersten Energiequelle während einer hohen Umgebungshelligkeit übersteigt, und dass die Trenndiode das Entladen der ersten Energiequelle über die Solarzellen während einer niederen Umgebungshelligkeit bei einer Amplitude des Ausgangssignals der Solarzellen verhindert, die kleiner als die Amplitude des Ausgangssignals der ersten Energiequelle ist.

12. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Leistungsregelung die erste Energiequelle abschalten und die zweite Energiequelle einschalten, wenn immer das auf daa Anzeigefeld fallende Licht einen bestimmten Intensitätesohwellwert übersteigt.

13. Elektronische Uhr nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Energiequelle parallel zur zweiten Energiequelle während hoher Umgebungshelligkeit geschaltet ist, um zur Leistung der ersten Energiequelle beizutragen.

14. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigefeld auf einem Trägerkörper (21) angeordnet ist, auf dem die lichtemittierenden Dioden (23) montiert sind, und der ferner eine liehtundurehläseigt Abdeckung umfasst, dass in der Abdeckung Offnungen (30) vorgesehen sind, die räumlich den lichtemittierenden Dioden zugeordnet sind, und das von den liohtemittierenden Dioden abgestrahlte Licht in einen

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gegebenen Winkelbereieh auerichten und damit die Lichtintensität der Abstrahlung erhöhen, dass die Offnungen mit vorzugsweise geneigten Seitenwänden (70) versehen sind und sich nach oben erweiternd verlaufen, wodurch das Licht der lichtemittierenden Dioden in einen Sichtwinkel reflektiert wird, der grosser 1st als der öffnungswinkel von entsprechenden Öffnungen mit nicht geneigten Wänden.

Elektronische Uhr nach Anspruch 14, dadurch g β k e η η zeichnet, dass die Abdeckung aus einem Silicium mit einer lOO-Kristallorientierung hergestellt ist, wobei die Öffnungen mit geneigten Seitenwänden durch ein Maskier- und Ätzverfahren unter Verwendung einer Kaliumhydroxydlösung hergestellt sind*

16. Elektronische Uhr nach Anspruch 15* dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Öffnungen in der Maske rechteckig sind, und die durch das Atssen in der Abdeckung gebildeten Öffnungen die Form eines Fyramidenstumpfes aufweisen, dessen kleinere, der Sehmalseite zugeordnete Fläche der Oberfläche der lichtemittierenden Dioden benachbart ist.

17. Elektronische Uhr nach Anspruch 14, dadurch g β k β η η zeichnet, dass die Hauptabstrahlung des Lichtes der Dioden (23) in einer Richtung erfolgt, die nicht senkrecht but Ebene der Abdeckung liegt, dass die Dioden innerhalb der öffnungen der Abdeckung angeordnet sind, so dass die nicht senkrecht lur Ebene der Abdeckung emittierte Strahlung an den Seitenwänden der öffnungen in eine Richtung abgelenkt wird« die im Bereich des Blickwinkels eines Betrachters dta Anselgefeldes liegt, so dass dadurch der notwendige Energiebedarf sur Erzielung eines bestimmten Kontrastes verringert wird.

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18. Elektronische Uhr nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die zweite Energiequelle Solarzellen umfasst, die auf der Oberseite der Abdeckung zusammen mit den Abtasteinrichtungen (Lichtdetektor 34) zur Bestimmung der TJmgebungshelligkeit montiert sind, und dass das Ausgangssignal der Abtasteinrichtungen mit dem Ausgangssignal der Solarzellen korrelierbar ist, um die von den Solarzellen gelieferte Leistung zwischen der ersten Energiequelle und den lichtemittierenden Dioden richtig zu verteil 3n.

19· Elektronische Uhr nach Anspruch IS, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Solarzellen und die Abtasteinrichtungen in die Abdeckung eingebettet und gegeneinander isoliert sind.

20. Elektronische Uhr nach Anspruch 19, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Solarzellen, die Abtasteinrichtungen und die Abdeckung monolithisch herstellbar sind und gegeneinander durch dielektrische Materialien isoliert sind.

21. Elektronische Uhr nach Anspruch 20, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Abdeckung aus Silicium besteht.

22. Elektronische Uhr nach Anspruch 18, dadurch g e k e η η zeichnet, dass alle auf der Abdeckung montierten oder in diese eingebetteten elektrischen Komponenten mit metallischen Leiterbahnen verbunden sind, die gegeneinander isoliert zum Umfangsbereich der Abdeckung verlaufen, dass die Leiterbahnen im Umfangsbereich mit entsprechenden Anschlusskontakten im Gehäuse der elektronischen Uhr derart anschliessbar sind, dass sie mit elektrischen Komponenten entweder unterhalb oder auf dem Trägerkörper in Verbindung stehen.

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25· Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -«•lehnet, daas filterelnriehtungen (751 90) «it •inem achaalbandlgen Durchlaßaberβloh über den liehtemittierenden Dioden angeordnet sind, die eine Kontrasterhöhung »wischen den 1iahtemittierenden Blöden und de« dl· Dioden umgebenden Bereich des Anzeigefeldes für den, Betrachter herbeiführen, indem die filtereinriohtungen das Ton auseea einfallende Lioht absorbieren und das Ten den Blöden emittierte Licht durchlassen·

24· Elektronische uhr nach Anspruch 25» dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinriohtungen das sie durchdringende Lieht slrkular polarisieren.

25* !Elektronische Uhr nach Anspruch 25, dadurch g β k β η η -selohnet, dass die filterelnriehtungen aus einem Haterial bestehen, das aueaer dem Lieht im Spektruasbereloh des τοη den Blöden emittierten Lichtes alles Lieht absorbieren und dieselbe farbe haben wie das emittierte Lieht.

26· Elektronische Uhr nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Ulterelnriohtungen aus einem Kunstatoffmaterlal bestehen.

27· Elektronische Uhr nach Anspruch 25, dadurch g e k e η η -■ β lehnet, dass die fllterslnrlehtungen dl· form eines äquatorial geschnittenen Binges haben, wobei die lichtemittierenden Dioden entlang den Umfangabereich einer Xreleeeheibe angeordnet sind und der Zentrumsbereich des TrtgerkSrpera frei von Dioden und den filtereinriohtungen 1st*

28. Elektronische Uhr nach Anspruch 27« dadurch g e k e η η -se 1# haet, iass 4** 8trtlt#i? Energiequelle sugeord-

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nete Solarzellen auf dem TrägerkSrper im Zentrumsbereieh zusammen mit den Abtasteinrichtungen für die Umgebungshelligkeit montiert sind«

29· Elektronische Uhr nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtemittierenden Dioden längs einer Kreislinie angeordnet sind» wobei die Dioden auf der Kreislinie Minuten und Sekunden repräsentieren« dass weitere lichtemittierende Dioden auf einer weiteren Kreislinie angeordnet sind und die Stunden repräsentieren, wobei eine Zeitanzeige vorzugsweise durch maximal drei leuchtende Dioden derart erfolgt, dass bei einer eindeutigen Zeltangabe ein minimaler Energiebedarf besteht*

30· Elektronische Uhr nach Anspruch 291 dadurch gekennzeichnet, dass weitere lichtemittierende Dioden auf der Kreislinie für die Stundenanzeige vorhanden sind, um die Anzeige von halben Stunden zu ermöglichen·

31· ^Elektronische Uhr nach Anspruch 29ι dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere leihe von lichtemittler enden Dioden auf einer weiteren Kreislinie angeordnet 1st, die halbe Stunden anzeigen.

32. Elektronische Uhr nach Ansprach 29« dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (Schalter 27) vorhanden sind, um die Anzeige der Dioden für die Sekunden durch den Benutzer zu unterdrücken·

33· Elektronische Uhr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 32, mit Einrichtungen zur Verbesserung des Kontrastes der lichtemittierenden Dioden, bei denen das Lieht bei mehr als einer Richtung austritt, gegenüber dem die Diode umgebenden Teil des Anzeigefeldes, dadurch

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gekennzeichnet, dass die Blöden in den mit geneigt verlaufenden Seitenwänden versehenen öffnungen in einer solchen Position angeordnet sind, dass die freiliegenden Grenzschichten jeder Diode innerhalb der jeweiligen Öffnung liegen, und dass die Dioden auf der Rückseite mit einer reflektierenden Platte versehen sind, die die nach hinten austretenden Lichtstrahlen innerhalb eines gegebenen Öffnungswinkels in Richtung auf den Betrachter reflektiert.

Elektronische Uhr nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, dass die lichtemittierenden Dioden innerhalb der Offnungen derart angeordnet sind, dass das von der Diode emittierte Licht nach der Breitseite der Öffnung abgestrahlt wird.

35· Elektronische Ohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Trägerkörper Schalteinrichtungen vorhanden sind, die Signale in einer bestimmten zeitlichen Folge zur Erregung der lichtemittierenden Dioden liefern, um jeweils in zeitlicher Folge vorzugsweise Sekunden sowie Hinuten und Stunden durch Aufleuchten einer oder mehrerer lichtemittierender Dioden anzuzeigen·

36. Elektronische Uhr nach Anspruch 35» dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper aus Halbleitermaterial, Kunststoff, Keramik oder Glas besteht.

37. Elektronische Uhr nach einem der vorausgehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Abtasteinrichtungen für die Umgebungshelligkeit Sohalteinrichtungen zusammenwirken, die beim Unterschreiten einer bestimmten Helligkeit, vorzugsweise bei völliger Dunkelheit, die Lichtemission der Dioden unterbinden.

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58. Elektronische Bar nach Anspruch 37 > dadurch g « k · a aiilehnit, dass Sohalteinrichtungen (200) vorhanden sind, mit denen die Abschaltung der Energiequelle aufgrund niedriger üiagebungshelligkeit übersteuerbar ist, um die Id oht emission der Dioden auszulösen.

39· Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Uhr und insbesondere einer Anzeigevorrichtung mit monolithischen, lichtemittierenden Dioden für die optische Zeitanzeige, und Einrichtungen, um den Kontrast im Anzeigefeld durch die Verwendung von Abtasteinrichtungen für die Umgebungshelligkeit konstant zu halten, und mit Solarzellen, die teilweise die Energie für die Erregung der lichtemittierenden Dioden liefern» dadurch gekennzeichne tj dass in die planare Oberfläche eines leicht dotierten Silicium-Halbleiterträgers (100) in den Bereichen, in welchen die lichtemittierenden Dioden ausgebildet werden sollen, Kanäle (99) mit einer Tiefe geätzt werden, die der gewünschten Tiefe der lichtemittierenden Dioden (23) entsprechen, dass die Oberfläche des Halbleiterträgers und die geätzten Bereiche mit einem Halbleitermaterial (101) bedeckt werden, das für die Ausbildung eines für lichtemittierende Dioden geeigneten Grenzschichtüberganges geeignet ist, dass das aufgebrachte Halbleitermaterial bis zur ursprünglichen Oberfläche des Silicium-Trägermaterials abgetragen wird, dass benachbart zu den Bereichen für die lichtemittierenden Dioden sowie zu den/für die Solarzellen (35) und die Abtasteinrichtungen (34·) für die Umgebungshelligkeit Kanäle (102) eingeätzt werden, die diese Bereiche umgeben, dass die durch den zweiten itzschritt freigelegten Oberflächen der Bereiche für die lichtemittierenden Dioden und der Abtasteinrichtungen für die Umgebungshelligkeit mit einer dielektrischen Schicht (105) bedeckt werden, dass die nicht bedeckten Bereiche des Halbleiterträgers durch Diffusion

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in hochdotierte Bereiche (104) derselben Leitfähigkeit wie der SiIicium-Halbleiterträger überführt werden, um eine vergrabene Schicht für die Solarzellen zu schaffen, dass der gesamte auf diese Weise ausgestaltete Halbleiteraufbau mit einer zusammenhängenden Schicht (110) aus einem dielektrischen Material überzogen, wird, dass über der Schicht des dielektrischen Materials eine dicke Schicht (112) eines polykristallinen Siliciums aufgebaut wird, dass von der Unterseite her das Silicium-Trägermaterial bis zu einer parallelen Ebene (113) zur ursprünglichen Oberfläche des Trägermaterials abgetragen wird, wobei die unteren Bereiche der durch die zweite Ätzung angebrachten Kanäle abgeschnitten werden und eine Oberfläche mit für die lichtemittierenden Dioden, die Solarzellen und die Abtasteinrichtungen für die Umgebungshelligkeit geeigneten Bereichen geschaffen wird, dass in diese Bereiche ein Halbleitermaterial der gleichen chemischen Zusammensetzung, jedoch eines entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps diffundiert wird, um dadurch die lichtemittierenden Dioden, die Solarzellen und die Abtasteinrichtungen für die Umgebungshelligkeit in einer gegeneinander isolierten monolithischen Anordnung zu schaffen, dass eine Schicht (132) eines dielektrischen Materials über dem derartigen Halbleiteraufbau angebracht wird, die mit Öffnungen über den aktiven Bereichen zum Anbringen von elektrischen Kontaktverbindungen (134·) versehen wird, und dass metallische Leiterbahnen auf der dielektrischen Schicht in Kontaktverbindung mit den aktiven Bereichen angebracht werden, die die Halbleiteranordnungen mit dem Umfangsbereich des Halbleiterkörpers verbinden und eine Anschlussmöglichkeit mit dem Gehäuseanschluss' bieten.

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