多颜色的光辐射图象显示装置 本发明涉及多颜色的光辐射图象显示装置，尤其是具有整体一体化结构的高解析度的图象显示装置。
用于图象的高解析度显示的当前的阴极射线管目前正发展为具有整体一体化结构的图象显示装置，其借助于半导体技术的生产步骤是可以进行的并且因为具有明显减少的器件数量也使得可以应用在全新的范围，例如具有彩色显示的护目镜或类似。固然发光二极管或类似的发光单一半导体器件可以满足发光不同颜色的光，但是在生产高解析度的多彩色图象显示装置时令有明显的技术难度，因为用于三基色红、绿和兰地发光二极管不能通过单元化的外延技术实现。基于用于生产此类显示器所需的大量的材料区别，在不同的发光的单一半导体器件中具有的基本材料GaAsP∶N、InGaAlP、InGaAlN这一点在技术难度上还没有解决。目前，实际安装不同的发光二极管芯片在支架上具有较高的费用，并且通常只能达到较小范围的解析度。
出自于John A.Van Raalte的矩阵电视显示：系统和电路问题，在用户电子的IEEE论文集中，卷CE-21,NO.3,1975年8月，213-219页，公知了多颜色的光辐射等离子图象显示装置，其中UV光辐射的等离子元件可以与图象照明物-磷相结合。由此公知了远视图象显示装置，其中的二极管是以矩阵形式设置。
出自于C.Reuber，平面图象罩以尼泼科夫版本的其他途径，在远视和电影技术中，47年，Nr.4,1993年，231-242页公知了气体放电原理中的远视图象再现装置。与此相关地公知了用于全色再现的发光桔红色的氙-氩混合气物通过紫外线辐射产生的气体混合，并且具有发光材料的UV必须转换成基色RGB。
在DD0151828中公知了以此可见的UV光线，紫外线在一个合适的位置激光荧光材料。
在DE2820889C2中的荧光替换物是由铝金属的氧化物、稀土元素和磷组成，并且其应用在阴极射线管中，以及将UV光线转化为可见光的装置中。
本发明的任务在于给出在技术上生产简单的满足开头技术所述的多颜色发光图象显示装置。
此任务通过权利要求1的图象显示装置实现。
按照本发明该支架含有许多单独的电子可控的半导体发光二极管或激光二极管，许多光可以相互分开的具有不同的发光材料的荧光元件产生半导体发光二极管或激光二极管，其至少吸收半导体发光二极管或激光二极管发出的光的一部分，其转变并且发射出其他波长的可见光。
本发明的原理如下所述，半导体发光二极管或激光二极管发光紫外光或兰色波长范围的光。发出紫外线波长范围的半导体发光二极管或激光二极管尤其的优点在于，它可以发光少的或明显较少的可见的并以此甚至干扰的剩余辐射。替代发出紫外波长范围的光可以应用发出兰光的半导体激光二极管或激光二极管。
特别的，支架上的荧光转换元件可替换地具有基色的物质，其如此选择，尤其在辐射紫外光时，覆盖了所有的可见光谱。由此尤其是用于发出基色红、绿、兰的荧光转换元件ZnS∶Ag、ZnS∶Cu，Al以及ZnCoS∶Ag作为发光物质。同样也可以使用磷，例如YAG∶Ce和其他的稀有金属掺杂的石榴石、硫化物、铝合金或原硅酸盐作为发光材料。
在使用发出紫外波长范围的光的半导体发光二极管或激光二极管的情况下，该荧光转换元件可交替地配有三基色红、绿、兰的发光材料。在发出兰光的半导体发光二极管或激光二极管的情况下，只需要用于荧光转换元件的两种基色绿和红，因为基色兰已经由发光二极管或激光二极管发出。
本发明的特别简单的实施例中，荧光转换元件设在朝向半导体发光二极管或激光二极管器件的支架的一侧上。
优点在于，透视的或者至少照透的支架通过蓝宝石基体构成。作为基体材料的优点是使用长的蓝宝石在较大的平面(典型的是盘的直径为含有三个零或更多)上可以满足经济性并且基于它的高机械性能也同时提供了所需要的机械性能。
在单一的颜色象素之间，尤其是在厚的支架之间的高清晰度的优点是可以达到的，因半导体发光二极管或激光二极管和荧光转换元件位于支架的同一侧。在此情况下，该支架也是由不透视的材料组成和/或具有完全平面的镜面层，该支架能够减少设有应用的光功率的损耗部分。在透明支架的情况下，该镜面层有利地位于支架的背侧，也位于朝向荧光转换元件的支架一侧上。
在本发明的一个特别有利的实施例中，位于支架同一侧的荧光转换元件和发光二极管含有一个由透明或至少照透材料构成的接触层。在此情况下，一般方式的透视连结线只覆盖了用于半导体发光二极管或激光二极管的一部分连接范围。为了扩大电流并以此实现的电流的最佳耦合作为透视的或者至少照透的接触层。荧光转换元件的颜色材料有利地直接位于透明接触层上，或者也位于中间层上或者嵌入特殊的连接物质中。
另外一个优点是整体一体化的半导体发光二极管或激光二极管的基本材料含有氮化镓GaN或其衍生物，例如InGaN或AlGaN。因为半导体材料GaN也应用在功率电子技术中，所以这种结构同时也能实现导线驱动电路或电子控制电路的集成化。
再一个优点是在支路上或中构成的半导体发光二极管或激光二极管含有由半导体材料构成的片序例，尤其是由GaxIn1-xN或GaxAl1-xN构成的活性层的层序列，其发出的电磁波的范围小于或等于480nm，尤其是小于或等于370nm，其中，该荧光转换元件发出发光二极管或激光二极管的第一波谱范围的辐射，第一波长范围的辐射又转换为第二波长范围的辐射。这例如称为，该荧光转换元件选择性地吸收从发光二极管发出的辐射并且在长波范围(第二波长范围)发出。理想的方式是从发光二极管发出的辐射在波长小于370nm的情况下含有辐射最大值。本发明的图象显示装置的尤其有利之处在于，由荧光转换产生的波长波谱和以此辐射光的颜色并不与流过半导体发光二极管或激光二极管的工作电流强度有关。这尤其明确显示了半导体器件的环境温度和以已知的方式该工作电流强度强烈地变化。尤其具有半导体的发光二极管在GaN基体上也相应地敏感。另外，本发明的图象显示装置只需要一个控制电压并且以此只需要一个控制电路装置，所以能够达到很小的器件费用。
在本发明的图象显示装置的有利改进中，荧光转换元件或者其他的器件部分周围的辐射透过元件附加产生光可控的粒子，即所谓的扩散。以此有利地优化了图象显示装置的颜色叠合和辐射特性。
在支架上或中构成的半导体发光二极管或激光二极管所发出的紫外光的波长小于或等于370nm。此处并不需要通过荧光转换装置完全转换紫外光，因为紫外线的一部分并没有引起可见光谱的颜色改变。一般来说，通过紫外透视层漆的密封或通过把图象显示装置安在玻璃盘后面，所发射的紫外光的保留部分可以简单地滤掉。
本发明的特点，优点和有利之处通过下面的实施例的描述给出。图为：
图1发出高解晰度的多颜色光的图象显示装置，即所谓的真彩色显示器的示意性描述，
图2真彩色显示器的另一实施例的示意性断面图，其中，发光二极管和荧光转换元件都位于全平面封闭的支架的同一侧上。
图1和图2所示的图象显示装置含有一个整体一体化的装置1，即所谓的矩阵，其由透视的或者至少照透的较大面积的蓝宝石基体的支架构成，通过典型的三个零或更多的盘直径可以满足经济要求，由GaN基本材料组成的半导体光源通过多个矩阵形式设在支架2上，电子的单独可控的光源设在发出紫外光的光导体发光二极管或激光二极管4内，以此构成每一个n导电区域3A和P导电区域3B，以及具有不同颜色的发光材料的大量的荧光转换元件5、6、7，其接收从半导体发光二极管或激光二极管4在紫外光范围发出的光8，其转化为可视光9并且示意性描述在横向于蓝宝石支架2的方向上。在所示的实施例中，每一个荧光转换元件5具有基色红的发光材料，每一个荧光转换元件6具有基色绿的发光材料，而每一个荧光转换元件7具有基色兰的发光材料。荧光转换元件5、6、7的三重线表现了图象显示装置的象点，以此构成了全彩色图象的辐射，以已知的方式借助于三基色的合适发光材料可以表现所有的可视光谱。通过优选应用的基色红、绿和兰也能自动实现其它合适的基色，而设有应用本发明的基本原理。发出三基色红、绿、兰的荧光转换元件5、6、7的颜色材料的合适材料例如是ZnS∶Ag、ZnS∶Cu、Al和ZnCdS∶Ag。
发出紫外波长范围的半导体二极管4含有借助于已知的半导体技术生产工序直接在支架2的一侧的条带形的列10，其由n掺杂的GaN构成，其上形成有pn过渡区以及产生紫外光的区域11，其由p掺杂的GaN材料12构成以形成行结构。每一个发光二极管或激光二极管4的电子控制通过金属的列导线13和行导线14以导轨形式实现，其通过已知的半导体技术结构和生产方式形成，为了控制每一个图象点，列和行的地址信号是从控制电路(未详细描述)提供。
每一个荧光转换元件能例如由透明的树脂或硅、热塑料或硬塑料制成，其具有合适的有机或无机的颜色材料。有利的方式是以简单的方式分开在树脂中的无机发光材料。荧光转换元件5、6、7在恒定的强度中并且以相同的基面有利地通过移动挤压或其它经济的方式装在支架2上。
在图1的实施例中，半导体发光二极管4和荧光转换元件5、6、7位于板形支架2的两侧。该支架是由透视或至少照透的材料如蓝宝石构成。
在图2的实施例中，发光二极管4和荧光转换元件5设在支架的同一侧。这种结构的首先优点是，当每一个颜色象素之间的解晰度例如没有足够建立在厚的支架基础上。在此情况下每一个发光二极管4的p掺杂区域的电连接的行线14只覆盖了上面的一部分。为了扩大电流，透明的接触层15是由导电材料构成，其覆盖每一个发光二极管4的P掺杂区域3B。在接触层15上设有荧光转换元件5，此处的实施例中的颜色材料16直接位于接触层16上并且覆盖有透明的覆盖层17。用于导电的透明接触层15的材料例如含有氧化铟；替换的，接触层15也可以由厚的透视的金层组成。有利地，该颜色材料也可以嵌入到塑料树脂或类似合适的材料中，该材料覆盖了接触层15(和可能情况下的行导线14的较小部分)。
也为了利用下面的发射层，该支架2的背侧在较大面积上含有镜面层18。
参考符号表1 整体的一体化结构2 支架3A n掺杂区域3B p掺杂区域4 半导体发光二极管或激光二极管5、6、7 荧光转换元件8 发出的光9 可见的光10 列11 pn过渡区12 GaN材料13 列导线14 行导线15 接触层16 颜色材料17 覆盖层18 镜面层