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WO2013092304A1 - Anzeigevorrichtung und verfahren zur herstellung einer anzeigevorrichtung - Google Patents

Anzeigevorrichtung und verfahren zur herstellung einer anzeigevorrichtung Download PDF

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WO2013092304A1
WO2013092304A1 PCT/EP2012/075080 EP2012075080W WO2013092304A1 WO 2013092304 A1 WO2013092304 A1 WO 2013092304A1 EP 2012075080 W EP2012075080 W EP 2012075080W WO 2013092304 A1 WO2013092304 A1 WO 2013092304A1
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WO
WIPO (PCT)
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semiconductor layer
display device
pixels
carrier
connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/075080
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English (en)
French (fr)
Inventor
Norwin Von Malm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
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Priority to CN201710590343.1A priority patent/CN107464822B/zh
Priority to JP2014547841A priority patent/JP6072824B2/ja
Priority to KR1020147016627A priority patent/KR20140116382A/ko
Priority to CN201280064059.6A priority patent/CN104011864B/zh
Priority to US14/367,821 priority patent/US9362335B2/en
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Definitions

  • Pixels can be controlled by a control in the multiplex
  • the pixels can be controlled only one after the other, which in an increasing number of
  • Display device requires ever higher currents through the pixel.
  • An object to be solved is to provide a display device which enables high-resolution, high-repetition-rate imaging. Furthermore, a should
  • a display device has a semiconductor layer sequence which has an active region provided for generating radiation and forms a plurality of pixels.
  • the display device has continue to wear a carrier.
  • the active region is between a first semiconductor layer and a second one
  • the semiconductor layer sequence has at least one recess which extends from a main surface of the semiconductor layer sequence facing the carrier through the active region into the first semiconductor layer and is provided for electrical contacting of the first semiconductor layer.
  • the carrier has a plurality of switches which are each provided for controlling at least one pixel. Preferably, each pixel is exactly one switch
  • each pixel can be controlled by means of the associated switch.
  • multiple pixels can thus simultaneously, in particular all pixels can be controlled simultaneously.
  • Pixels preferably from a common
  • a growth substrate for the semiconductor layer sequence is complete or at least partially removed or completely or at least partially thinned.
  • the carrier may be the
  • the display device is completely free of the growth substrate.
  • the first connection layer may be arranged between the semiconductor layer sequence and the carrier.
  • Terminal layer is the first semiconductor layer of the carrier side facing the semiconductor layer sequence ago electrically contacted. Furthermore, a second is preferred between the carrier and the semiconductor layer sequence
  • Arranged terminal layer which is partially connected electrically conductively with the second semiconductor layer.
  • the first connection layer and / or the second connection layer or at least one partial layer are preferably for the radiation to be generated during operation in the active region
  • Reflectivity at least 50%, more preferably at least 70% for the radiation generated in the active region.
  • the second connection layer can be arranged in regions between the semiconductor layer sequence and the first
  • Connection layer may be arranged.
  • the first connection layer and the second connection layer may be arranged.
  • the first connection layer and / or the second connection layer can furthermore
  • the first connection layer and / or the second connection layer may contain a TCO material (transparent conductive oxide).
  • connection layers can form a common electrical contact for the pixels.
  • the first connection layer for the first semiconductor layer can form a common electrical contact
  • the second semiconductor layer of the pixels can be electrically conductively connected to one of the switches by means of the second connection layer or vice versa.
  • the active area extends continuously over several pixels, in particular over all pixels. The active area is so
  • the active region is subdivided into a plurality of segments, each of which forms a pixel.
  • the subdivision between adjacent pixels may, for example, be formed by means of a respective trench which cuts through at least the active region.
  • the trench can cover the entire semiconductor layer sequence
  • the ditch can only be in the first
  • Semiconductor layer may be formed. That is, the trench does not cut through the active area. By means of such a trench, the optical separation between the pixels can be improved without the active region being severed.
  • the segments emerge from a common semiconductor layer sequence.
  • the composition and the layer thicknesses of the semiconductor layer sequence of the segments are thus identical except for production-related variations in the epitaxial deposition.
  • the at least one recess extends at least partially along a circumference of a segment.
  • the recess can completely circumscribe the segment.
  • Pixels along its circumference in particular be contacted electrically along its entire circumference, for example by means of the first connection layer.
  • Connection layer may be arranged in the region of the recess between adjacent pixels and, for example, be formed lattice-shaped.
  • the first connection layer forms a common electrical contact for the first semiconductor layer of the segments.
  • a side surface of at least one segment in particular the side surfaces of several or all segments, a parallel or substantially parallel, approximately at an angle of at most 10 °, to the radiation exit surface of the display device extending projection, in which the first semiconductor layer electrically contacted.
  • the first borders in particular, the first borders
  • the switch is electrically conductively connected on one side to the first semiconductor layer and on another side to the second semiconductor layer of the pixel.
  • the switch so the associated pixel can be electrically bridged.
  • an individual controllability of the individual pixels can be achieved even with an electrical series circuit of one or more pixels.
  • each of the pixels connected in series has an electrical bypass switch.
  • the number of recesses can be varied within wide limits, in particular depending on the intended use of the display device and the size of the individual pixels.
  • a uniform current injection it is preferable for a uniform current injection to have a plurality of recesses.
  • the number of recesses is at least as large as the number of pixels. This can be the case both in an embodiment in which the first semiconductor layer is connected to a switch via the first connection layer, as well as in one embodiment
  • Embodiment in which the first connection layer runs continuously over the pixels find application. Especially with a comparatively large lateral extent of the individual pixels, two or more recesses per pixel may be expedient. A homogeneous impression of charge carriers in the lateral direction in the active area of the pixel is thus simplified.
  • the semiconductor layer sequence is on a side facing away from the carrier of the semiconductor layer sequence
  • Radiation conversion element is preferably for this
  • the radiation conversion element can extend continuously over several pixels, in particular over all pixels.
  • the radiation conversion element may comprise a plurality of segments, each of which
  • At least one pixel is assigned.
  • three or more pixels can be combined to form a color triple, which is provided for the generation of radiation in the red, green and blue spectral range.
  • Such a display device is suitable for the full-color display of still or moving images.
  • a pad is formed on the semiconductor layer sequence.
  • a carrier having a plurality of switches is provided.
  • Semiconductor layer sequence is positioned relative to the carrier such that each pad is associated with a pad. Between the pads and the
  • Semiconductor layer sequence is completely or partially removed.
  • the method does not necessarily have to be performed in the order of the above enumeration.
  • the removal of the growth substrate is preferably carried out after establishing an electrically conductive connection between the pads and the switches. In this case, the removal of the growth substrate thus takes place only after the pixels of the display device are already connected to the associated switches of the carrier.
  • the semiconductor layer sequence can already be provided on a subcarrier other than the growth substrate serving auxiliary carrier.
  • the submount can be the mechanical stabilization of
  • Semiconductor layer sequence serve before the carrier is attached to the semiconductor layer sequence and performs this task. After attachment to the carrier of the
  • Subcarrier be removed.
  • the production of a plurality of display devices takes place simultaneously in a wafer composite, with a plurality of display devices resulting from the singulation of the wafer composite, for example by sawing or by means of a laser separation method.
  • the separation into the display devices is preferably carried out after the
  • FIGS. 8A to 8D show an exemplary embodiment of FIG
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a
  • Display device 1 schematically in sectional view
  • the display device has a plurality of pixels which are arranged side by side, in particular in a matrix-like manner.
  • a detail of the display device with a first pixel 2a and a second pixel 2b is shown in the figure.
  • the display device 1 has a semiconductor layer sequence 2.
  • the semiconductor layer sequence has one for generation radiation provided active region 20 which extends in a vertical direction between a main surface 27 and a radiation exit surface 29.
  • the active region is between a first semiconductor layer 21 of a first conductivity type and a second semiconductor layer 22 of a second different from the first conductivity type
  • Semiconductor layer n-type and the second semiconductor layer may be p-type or vice versa.
  • a plurality of recesses 25 is formed, which extend from the main surface through the second semiconductor layer 22 and the active region 20 into the first semiconductor layer 21 inside.
  • the active region 20 can be provided for generating radiation in the visible spectral range, in the ultraviolet spectral range or in the infrared spectral range.
  • the active area may be a
  • Quantum well structure for example, a multiple quantum well structure have.
  • the semiconductor layer sequence 2 in particular the active
  • Area 20 preferably comprises a III-V compound semiconductor material.
  • the semiconductor material can be any III-V compound semiconductor material.
  • the semiconductor material can be any III-V compound semiconductor material.
  • the semiconductor material can be any III-V compound semiconductor material.
  • At least one group III element from the group consisting of Ga, Al and In and at least one group-V
  • III-V compound semiconductor materials are known for
  • the display device 1 furthermore has a carrier 5 on which the semiconductor layer sequence 2 is arranged and
  • Integrated switches 51 which may be formed for example as a single transistor or as a circuit with a plurality of transistors and capacitors.
  • Integrated switches 51 On one of the semiconductor layer sequence 2 facing the main surface 50 of the
  • Support 5 is the switches 51 each associated with a contact area 54, which is for electrical connection to the
  • Pixels 2a, 2b of the semiconductor layer sequence is provided. Between adjacent contact regions 54, an insulating region 53 is respectively provided on the main surface 50
  • the carrier 5 may be formed, for example, as a silicon carrier, in which the switches 51 approximately in CMOS
  • the carrier may also include other electronic components for
  • the semiconductor layer sequence is also thermally conductively connected to the carrier 5, so that the waste heat generated during operation can be efficiently removed via the carrier.
  • soldering such as brazing using solder paste
  • a first one is present between the semiconductor layer sequence 2 and the carrier 5
  • Terminal layer 31 and a second terminal layer 32 is arranged.
  • the first connection layer 31 extends through the recesses 25 and is for the
  • the second connection layer 32 is provided for electrically contacting the second semiconductor layer 22 and directly adjoins the second
  • connection layers are preferably formed metallic and further preferably for the radiation generated in the active region 20
  • Silver by a particularly high reflectivity in the visible and ultraviolet spectral range.
  • another metal for example aluminum, nickel, gold, rhodium or palladium, or a metallic alloy with at least one of said materials, find application, for example, a silver-palladium alloy or Au: Ge.
  • connection layers 31, 32 can also be designed as a multilayer.
  • a sub-layer of the terminal layers 31, 32 may contain a TCO material, for example, indium tin oxide (ITO) or zinc oxide.
  • the first connection layer 31 and the second connection layer 32 overlap in regions.
  • the second connection layer 32 can thus directly adjoin the second semiconductor layer 22 in a comparatively large area and thus reflect a predominant part of the radiation emitted by the active area 20 in the direction of the carrier 5, so that the latter
  • Radiation fraction can escape through the radiation exit surface 29.
  • the second connection layer 32 forms for each pixel 2 a, 2 b a connection surface 35 which is connected to the contact region 54 of the associated switch 51.
  • Semiconductor layer 21 is continuous by means of the first
  • Terminal layer 31 is electrically contacted, so that the first terminal layer has a common contact for all Pixels 2a, 2b forms the display device and is connected directly to a supply line 52.
  • the common contact may be connected to a supply line 52 at one or more locations or may be led out directly from the display device 1.
  • Terminal layer 32 is a first insulating layer 41, for example, a silicon oxide layer arranged.
  • Insulation layer serves the electrical insulation between the first terminal layer 31 and the second
  • the pixels 2a, 2b via the switches 51 independently and
  • the pixels are connected line by line and column by column with contact lines, so the number of pixels can be increased without requiring the switching times per pixel at a given
  • Pixels can not be increased.
  • the active area 20 is thus as a coherent area formed.
  • the number of recesses 25 may depend on the size of the pixels and the transverse conductivity of the first
  • Semiconductor layer can be varied within wide limits. Deviating from the illustrated exemplary embodiment, therefore, not every pixel has its own recess 25 or even its own recesses 25. Rather, a plurality of juxtaposed pixels may have a common recess 25. In extreme cases, a single recess may be sufficient for the entire display device.
  • the edge length of the individual pixels 2a, 2b can be varied within wide ranges.
  • the edge length may be between 1 ⁇ and 1 mm inclusive.
  • Headlamps for example, for an adaptive
  • Adaptive front lighting system in a motor vehicle, the edge length is
  • the edge length is preferably between 1 ⁇ inclusive and 5 ⁇ inclusive.
  • Pixels can be between 0.5 ⁇ and
  • a metal for example gold, silver, copper, nickel or a metallic alloy with at least one of said materials, for example gold-tin, copper-silver Tin, indium-tin or nickel-tin.
  • the second terminal layer 32 forms a common contact for all
  • Pixels 2a, 2b of the display device 1. The first
  • Connection layers 31 each form the connection surfaces 35, which are electrically conductively connected to the switches 51 assigned to the respective pixel.
  • the radiation conversion element is a coherent one
  • Color triplets are formed for the generation of radiation in the red, green and blue spectral range.
  • the radiation conversion element 6 can be fixed in prefabricated form to the radiation exit surface 29 or formed directly on the radiation exit surface. Furthermore, the radiation conversion element
  • the radiation conversion element as a
  • ceramic radiation conversion element in which the particles provided for the radiation conversion alone, for example by sintering form a ceramic or are joined together with the aid of other materials to form a ceramic.
  • the segments 6a, 6b of the radiation conversion element 6 can also be similar
  • Radiation exit surface 29 at least through the active region, preferably through the entire semiconductor layer sequence 2 therethrough.
  • the pixels 2a, 2b can be simplified visually and electrically separated by means of the trenches.
  • the trenches can also extend only from the radiation exit surface 29 into the first semiconductor layer 21, without severing the active region 20.
  • Such trenches can also be used with a continuous first semiconductor layer 21, as described for example in connection with FIG. 1,
  • the side surfaces of the trenches are with the second
  • the trenches 26 may be unfilled or filled with a filling material.
  • the filling material can be used for the radiation generated in the active region 20
  • the optical separation between adjacent pixels can be increased. As transparent or
  • absorbent material for the trenches may be a dielectric material, such as a
  • titanium oxide, filled plastic application find.
  • a dielectric material as Filling material can also be dispensed with the second insulating layer 42 on the side surfaces of the trenches 42.
  • Radiation conversion element 6 is formed as a continuous element which extends over the pixels 2a, 2b away.
  • the radiation conversion element may in particular be formed in one piece.
  • a radiation conversion element as described in connection with FIG. 2 can also be used.
  • the radiation conversion elements 6 described in connection with FIGS. 2 and 3 are suitable for the display devices described in connection with all exemplary embodiments, even if these are simplified
  • a pixel 2a unlike the embodiment shown in Figure 2, a plurality
  • pixels 2a, 2b for example in a display device for a pixelated headlight.
  • FIG. 4 essentially corresponds to the exemplary embodiment illustrated in connection with FIG. In contrast, everyone points
  • Pixel 2a, 2b each have exactly one recess 25. The size of the individual pixels and thus the
  • Such a display device 1 is suitable in particular as a light source for a
  • the fifth embodiment shown in FIG. 5 differs from the preceding ones
  • first semiconductor layer 21 of the pixel 2a is electrically conductively connected to the second semiconductor layer 22 of the adjacent pixel 2b via the terminal layers 31, 32.
  • the switch 51 is on one side, for example at a source terminal of a transistor, via the first connection layer 31 with the first semiconductor layer 21 and on the other side, for example at a drain terminal of this transistor, via the second connection layer 32 with the second
  • each pixel is assigned a switchable bridging of the carrier 5, so that the individual pixels 2a, 2b, despite the electrical
  • Switch 51 can be controlled individually.
  • FIG. 1 A sixth exemplary embodiment of a display device is shown schematically in FIG. This sixth
  • Connection layer 31 each having a switch 51 and the second semiconductor layer 22 via the second connection layer 32 for each pixel in each case electrically connected to a further switch 55.
  • Each pixel is thus assigned two switches.
  • the display device 1 thus has no common contact for the pixels. The pixels can be contacted completely independently of each other.
  • a seventh embodiment of a display device is shown schematically in FIG. This seventh
  • the first connection layer 31 forms a common electrical contact for the first semiconductor layer 21 of the pixels 2a, 2b.
  • Semiconductor layer 22 of the pixels is electrically conductively connected to one of the switches 51 by means of the second connection layer.
  • the arranged in the recess first connection layer extends in a plan view of the
  • the Charge carrier injection into the first semiconductor layer 21 can thus take place over the entire circumference of the individual pixels
  • Terminal layer 31 of the active region 20 and of the second semiconductor layer 22, the insulating layer 41 covers the side surfaces 201 of the segments in regions.
  • Pixels 2a, 2b are arranged. Lateral spaced from the trenches recesses for the electrical contact are therefore not required. Furthermore, the first connection layer 31 extends in a grid-like manner between the pixels 2a, 2b. An undesired optical crosstalk between adjacent pixels is thus avoided or at least reduced. Expediently, the first connection layer has at least one metal layer which is impermeable, in particular reflective, for the radiation produced during operation.
  • the first connection layer 31 adjoins the first semiconductor layer 21 only on the side surface 201 of the pixels 2a, 2b.
  • the radiation exit surface 29 is free of the first connection layer 31.
  • the first connection layer can extend in the vertical direction up to the radiation exit surface and partially cover it.
  • the first connection layer can extend in the vertical direction up to the radiation exit surface and partially cover it.
  • Connection layer in each case like a frame on the
  • the first connection layer a radiation-transmissive partial layer
  • the first connection layer 31 and the second connection layer 32 extend without overlapping in a plan view of the display device 1.
  • An electrical insulation between these layers can be achieved in a simplified manner.
  • an overlapping arrangement is conceivable as long as these layers are electrically isolated from each other.
  • the side surfaces 201 of the pixels 2a, 2b each have a projection 251. In the region of the projection, the side surface 201 extends parallel to the radiation exit surface 29
  • Pixels jump to.
  • the cross section of the pixels is thus on the carrier 5 side facing the projection at least partially smaller than on the side facing away from the carrier side of the projection.
  • the first connection layer 31 adjoins the first in the region of the projection
  • the projection 251 is formed by a bottom surface of the recess 25. Deviating from the embodiment with a projection, the side surface 201 of the pixels 2a, 2b may also be different
  • Radiation exit surface 29 extend.
  • the recess 25 can thus extend completely through the semiconductor layer sequence in the vertical direction, so that the Recess simultaneously forms the trenches between the pixels.
  • the intermediate carrier may in particular be a growth substrate for the
  • Semiconductor layer sequence act.
  • a growth substrate is suitable depending on the material of the semiconductor layer sequence 2, for example, sapphire, silicon or gallium arsenide.
  • the intermediate carrier can also be a subcarrier different from the growth substrate.
  • a first connection layer 31 and a second connection layer 32 are formed on the main surface, which are for the electrical
  • the second connection layer 32 is first formed.
  • a first insulation layer 41 is applied, which partially covers the second connection layer 32 and the side surfaces of the recess 25.
  • the first connection layer 31 is applied in such a way that it is completely electrically insulated from the second connection layer 32 and adjoins the first semiconductor layer 21 in the region of the recess 25.
  • a carrier 5 is provided in which a
  • a plurality of switches 51 is provided.
  • the switches 51 are each on a main surface 50 of the carrier 5 a
  • Terminal layer 31 serving for the electrical contact with the respectively associated switch 51
  • Terminal 35 Deviating but may, as in
  • Terminal layer 32 form the pads 35.
  • the semiconductor layer sequence 2 and the carrier 5 are positioned relative to one another in such a way that the connection areas 35 and the contact areas 54 each overlap in plan view. In making a connection between the Semiconductor layer sequence 2 and the carrier 5 is thus between the pads 35 and the contact areas 54 an electrically conductive, mechanically stable and continue
  • Intermediate carrier in particular of the growth substrate, can be effected, for example, mechanically, by means of grinding, chemically, for example by means of etching, or by means of a laser liftoff (LLO) method. Subsequently, the pixels may be as shown in FIG. 8D
  • trenches 26 shown separated by trenches 26 from each other. Deviating from the trenches 26 also from the
  • described display device can also be dispensed with the formation of trenches.
  • Embodiment deviating the radiation exit surface 29 also cover. A structured application of the second insulating layer is not required in this case.
  • Wafer composite are separated, for example mechanically, as by sawing, chemically, for example by wet chemical or dry chemical etching, or by means of a
  • Display device can be controlled individually.
  • the number of pixels can be increased in such a display device without affecting the operating time of the
  • Microstructure of semiconductor layer sequences particularly small pixels and small distances between the pixels can be realized. Furthermore, the connection of the individual pixels 2a, 2b with the associated switches 51 can still take place in the wafer composite. Alternatively to a
  • Display devices are connected to one another and subsequently separated, a semiconductor layer sequence already singulated into a plurality of semiconductor chips, in which the semiconductor chips each have a plurality of pixels 2a, 2b, can be transferred to a support for one or more display devices and electrically conductively connected thereto ,
  • the display device is further characterized by a particularly compact design, in which the switches already in the semiconductor layer sequence mechanically

Landscapes

  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

Es wird eine Anzeigevorrichtung (1) mit einer Halbleiterschichtenfolge (2) angegeben, die einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20) aufweist und eine Mehrzahl von Bildpunkten (2a, 2b) bildet. Die Anzeigevorrichtung (1) weist weiterhin einen Träger (5) auf, wobei der aktive Bereich (20) zwischen einer ersten Halbleiterschicht (21) und einer zweiten Halbleiterschicht (22) angeordnet ist. Die Halbleiterschichtenfolge (2) weist zumindest eine Ausnehmung (25) auf, die sich von einer dem Träger zugewandten Hauptfläche (27) der Halbleiterschichtenfolge (2) durch den aktiven Bereich (20) hindurch in die ersten Halbleiterschicht (21) hinein erstreckt und zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht (21) vorgesehen ist. Der Träger (5) weist eine Mehrzahl von Schaltern (51) auf, die jeweils zur Steuerung von zumindest einem Bildpunkt (2a, 2b) vorgesehen sind. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anzeigevorrichtung angegeben.

Description

Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer
Anzeigevorrichtung
Es wird eine Anzeigevorrichtung sowie ein Verfahren zur
Herstellung einer Anzeigevorrichtung angegeben.
LED-Anzeigevorrichtungen mit einer geringen Anzahl von
Bildpunkten können durch eine Ansteuerung im Multiplex-
Verfahren realisiert werden, bei dem für jeden Bildpunkt ein Kontakt zeilenweise und ein Kontakt spaltenweise nach außen geleitet und einer Steuerung zugeführt wird. Bei diesem
Verfahren können die Bildpunkte nur zeitlich nacheinander angesteuert werden, was bei einer steigenden Anzahl von
Bildpunkten für eine flimmerfreie Gesamthelligheit der
Anzeigevorrichtung immer höhere Ströme durch den Bildpunkt erfordert . Eine zu lösende Aufgabe ist es, eine Anzeigevorrichtung anzugeben, die eine Bilderzeugung mit hoher Auflösung und hoher Wiederholfrequenz ermöglicht. Weiterhin soll ein
Verfahren angegeben werden, mit dem eine Anzeigevorrichtung effizient und einfach herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Eine Anzeigevorrichtung weist gemäß einer Ausführungsform eine Halbleiterschichtenfolge auf, die einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich aufweist und eine Mehrzahl von Bildpunkten bildet. Die Anzeigevorrichtung weist weiterhin einen Träger auf. Der aktive Bereich ist zwischen einer ersten Halbleiterschicht und einer zweiten
Halbleiterschicht angeordnet, wobei die erste
Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht
zweckmäßigerweise voneinander verschiedene Leitungstypen aufweisen. Die Halbleiterschichtenfolge weist zumindest eine Ausnehmung auf, die sich von einer dem Träger zugewandten Hauptfläche der Halbleiterschichtenfolge durch den aktiven Bereich hindurch in die erste Halbleiterschicht hinein erstreckt und zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht vorgesehen ist. Der Träger weist eine Mehrzahl von Schaltern auf, die jeweils zur Steuerung von zumindest einem Bildpunkt vorgesehen sind. Vorzugsweise ist jedem Bildpunkt genau ein Schalter
zugeordnet. Im Betrieb der Anzeigevorrichtung ist jeder Bildpunkt mittels des zugeordneten Schalters ansteuerbar. Im Betrieb können somit mehrere Bildpunkte gleichzeitig, insbesondere können alle Bildpunkte gleichzeitig angesteuert werden.
Bei der Herstellung der Anzeigevorrichtung gehen die
Bildpunkte vorzugsweise aus einer gemeinsamen
Halbleiterschichtenfolge hervor. Das bedeutet, die
Halbleiterschichten, insbesondere die aktiven Bereiche der einzelnen Bildpunkte, sind bezüglich ihrer
Materialzusammensetzung und ihrer Schichtdicken, abgesehen von herstellungsbedingten Schwankungen, die in lateraler Richtung über einen Halbleiterwafer hinweg auftreten, identisch.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge vollständig oder zumindest bereichsweise entfernt oder vollständig oder zumindest bereichsweise gedünnt. Der Träger kann die
Halbleiterschichtenfolge mechanisch stabilisieren, sodass das Aufwachssubstrat hierfür nicht mehr erforderlich ist.
Vorzugsweise ist die Anzeigevorrichtung völlig frei von dem Aufwachssubstrat . Die Gefahr eines optischen Übersprechens zwischen benachbarten Bildpunkten im Betrieb der
Anzeigevorrichtung kann so verringert werden. Davon
abweichend kann es jedoch auch ausreichend sein, das
Aufwachssubstrat nur bis auf eine vorgegebene Restdicke zu dünnen .
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die
Anzeigevorrichtung eine erste Anschlussschicht auf, die in der zumindest einen Ausnehmung mit der ersten
Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist. Die erste Anschlussschicht kann zwischen der Halbleiterschichtenfolge und dem Träger angeordnet sein. Mittels der ersten
Anschlussschicht ist die erste Halbleiterschicht von der dem Träger zugewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge her elektrisch kontaktierbar . Weiterhin bevorzugt ist zwischen dem Träger und der Halbleiterschichtenfolge eine zweite
Anschlussschicht angeordnet, die bereichsweise mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist. Bevorzugt umschließt zumindest ein elektrisch leitend
verbundener Bereich der zweiten Anschlussschicht die
zumindest eine Ausnehmung lateral vollständig. Die erste Anschlussschicht und/oder die zweite Anschlussschicht oder zumindest eine Teilschicht sind vorzugsweise für die im aktiven Bereich im Betrieb zu erzeugende Strahlung
reflektierend ausgebildet. Bevorzugt beträgt die
Reflektivität mindestens 50 %, besonders bevorzugt mindestens 70 % für die im aktiven Bereich erzeugte Strahlung. In Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung können die erste
Anschlussschicht und die zweite Anschlussschicht überlappen. Weiterhin kann die zweite Anschlussschicht bereichsweise zwischen der Halbleiterschichtenfolge und der ersten
Anschlussschicht angeordnet sein. Alternativ können die erste Anschlussschicht und die zweite Anschlussschicht
überlappungsfrei angeordnet sein. Die erste Anschlussschicht und/oder die zweite Anschlussschicht können weiterhin
einschichtig oder mehrschichtig ausgebildet sein.
Insbesondere bei einer mehrschichtigen Ausgestaltung kann die erste Anschlussschicht und/oder die zweite Anschlussschicht ein TCO-Material (Transparent Conductive Oxide) enthalten.
Eine der Anschlussschichten kann für die Bildpunkte einen gemeinsamen elektrischen Kontakt bilden. Beispielsweise kann die erste Anschlussschicht für die erste Halbleiterschicht einen gemeinsamen elektrischen Kontakt bilden und die zweite Halbleiterschicht der Bildpunkte kann mittels der zweiten Anschlussschicht jeweils mit einem der Schalter elektrisch leitend verbunden sein oder umgekehrt. Mit einem gemeinsamen elektrischen Kontakt für mehrere Bildpunkte, insbesondere für alle Bildpunkte, kann die Anzahl der insgesamt erforderlichen Kontaktierungen für die Bildpunkte verringert werden. In einer Ausgestaltungsvariante erstreckt sich der aktive Bereich durchgängig über mehrere Bildpunkte, insbesondere über alle Bildpunkte. Der aktive Bereich ist also
zusammenhängend ausgebildet und wird lediglich durch die zumindest eine Ausnehmung durchbrochen. Auf einen
zusätzlichen Herstellungsschritt zum Durchtrennen des aktiven Bereichs für die einzelnen Bildpunkte kann also verzichtet werden . In einer alternativen Ausgestaltungsvariante ist der aktive Bereich in eine Mehrzahl von Segmenten unterteilt, die jeweils einen Bildpunkt bilden. Die Unterteilung zwischen benachbarten Bildpunkten kann beispielsweise mittels jeweils eines Grabens gebildet sein, der zumindest den aktiven Bereich durchtrennt. Insbesondere kann der Graben die gesamte Halbleiterschichtenfolge
durchtrennen .
Alternativ kann der Graben auch nur in der ersten
Halbleiterschicht ausgebildet sein. Das heißt, der Graben durchtrennt den aktiven Bereich nicht. Mittels eines solchen Grabens kann die optische Trennung zwischen den Bildpunkten verbessert werden, ohne dass der aktive Bereich durchtrennt wird .
Bei der Herstellung gehen die Segmente aus einer gemeinsamen Halbleiterschichtenfolge hervor. Die Zusammensetzung und die Schichtdicken der Halbleiterschichtenfolge der Segmente sind somit abgesehen von fertigungsbedingten Schwankungen bei der epitaktischen Abscheidung identisch.
Mittels der Unterteilung in Segmente kann eine Trennung der Ladungsträgerinjektion zwischen benachbarten Bildpunkten vereinfacht erzielt werden.
In einer Ausgestaltung verläuft die zumindest eine Ausnehmung zumindest bereichsweise entlang eines Umfangs eines Segments. Insbesondere kann die Ausnehmung das Segment vollumfänglich umlaufen. Mittels der Ausnehmung können die einzelnen
Bildpunkte entlang ihres Umfangs, insbesondere entlang ihres gesamten Umfangs elektrisch kontaktiert sein, beispielsweise mittels der ersten Anschlussschicht. Die erste
Anschlussschicht kann im Bereich der Ausnehmung zwischen benachbarten Bildpunkten angeordnet und beispielsweise gitterförmig ausgebildet sein. Die erste Anschlussschicht bildet insbesondere einen gemeinsamen elektrischen Kontakt für die erste Halbleiterschicht der Segmente.
In einer Weiterbildung weist eine Seitenfläche von zumindest einem Segment, insbesondere weisen die Seitenflächen mehrerer oder aller Segmente, einen parallel oder im Wesentlichen parallel, etwa in einem Winkel von höchstens 10°, zu der Strahlungsaustrittsfläche der Anzeigevorrichtung verlaufenden Vorsprung auf, in dem die erste Halbleiterschicht elektrisch kontaktiert ist. Insbesondere grenzt die erste
Anschlussschicht im Bereich des Vorsprungs an die erste
Halbleiterschicht an.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die erste
Halbleiterschicht eines Bildpunkts mit der zweiten
Halbleiterschicht eines angrenzenden Bildpunkts elektrisch leitend verbunden. Diese benachbarten Bildpunkte sind somit elektrisch zueinander in Reihe verschaltet.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Schalter auf einer Seite mit der ersten Halbleiterschicht und auf einer anderen Seite mit der zweiten Halbleiterschicht des Bildpunkts elektrisch leitend verbunden. Mittels des Schalters kann so der zugeordnete Bildpunkt elektrisch überbrückt werden. So kann auch bei einer elektrischen Serienschaltung eines oder mehrerer Bildpunkte eine individuelle Ansteuerbarkeit der einzelnen Bildpunkte erzielt werden. Vorzugsweise weist jeder der in Serie verschalteten Bildpunkte einen Schalter für eine elektrische Überbrückung auf. Die Anzahl der Ausnehmungen kann insbesondere abhängig vom Verwendungszweck der Anzeigevorrichtung und der Größe der einzelnen Bildpunkte in weiten Grenzen variiert werden.
Insbesondere bei einer Ausgestaltung, bei der die erste
Halbleiterschicht durchgängig über alle Bildpunkte verläuft, kann bereits eine einzige Ausnehmung für die gesamte
Anzeigevorrichtung ausreichend sein. Auch bei einer
gitterförmig zwischen den einzelnen Bildpunkten ausgebildeten Ausnehmung genügt eine einzige Ausnehmung. Für eine in lateraler Richtung, also in einer in einer
Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der
Halbleiterschichtenfolge 2 verlaufenden Richtung,
gleichmäßige Stromeinprägung ist jedoch abhängig von der Querleitfähigkeit der ersten Halbleiterschicht vorzugsweise eine Mehrzahl von Ausnehmungen vorgesehen. Bevorzugt ist die Anzahl der Ausnehmungen mindestens so groß wie die Anzahl der Bildpunkte. Dies kann sowohl bei einer Ausgestaltung, bei der die erste Halbleiterschicht über die erste Anschlussschicht mit einem Schalter verbunden ist, als auch bei einer
Ausgestaltung, bei der die erste Anschlussschicht durchgängig über die Bildpunkte verläuft, Anwendung finden. Insbesondere bei einer vergleichsweise großen lateralen Ausdehnung der einzelnen Bildpunkte können auch zwei oder mehr Ausnehmungen pro Bildpunkt zweckmäßig sein. Eine in lateraler Richtung homogene Einprägung von Ladungsträgern in den aktiven Bereich des Bildpunkts wird so vereinfacht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist auf einer dem Träger abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge ein
Strahlungskonversionselement angeordnet. Das
Strahlungskonversionselement ist vorzugsweise dafür
vorgesehen, zumindest einen Teil der im aktiven Bereich erzeugten Strahlung mit einer ersten Peak-Wellenlänge in eine Sekundärstrahlung mit einer von der ersten Peak-Wellenlänge verschiedenen zweiten Peak-Wellenlänge zu konvertieren.
Das Strahlungskonversionselement kann sich durchgängig über mehrere Bildpunkte, insbesondere über alle Bildpunkte hinweg erstrecken. Alternativ kann das Strahlungskonversionselement eine Mehrzahl von Segmenten aufweisen, denen jeweils
zumindest ein Bildpunkte zugeordnet ist. Beispielsweise können jeweils drei oder mehr Bildpunkte zu einem Farbtripel zusammengefasst sein, das für die Erzeugung von Strahlung im roten, grünen und blauen Spektralbereich vorgesehen ist. Eine derartige Anzeigevorrichtung eignet sich für die vollfarbige Darstellung von unbewegten oder bewegten Bildern. Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von Bildpunkten wird eine
Halbleiterschichtenfolge bereitgestellt, die einen zur
Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich
aufweist. Für jeden Bildpunkt wird eine Anschlussfläche auf der Halbleiterschichtenfolge ausgebildet. Ein Träger mit einer Mehrzahl von Schaltern wird bereitgestellt. Die
Halbleiterschichtenfolge wird derart relativ zum Träger positioniert, dass jedem Schalter eine Anschlussfläche zugeordnet ist. Zwischen den Anschlussflächen und den
Schaltern wird eine elektrisch leitende Verbindung
hergestellt. Ein Aufwachssubstrat für die
Halbleiterschichtenfolge wird vollständig oder bereichsweise entfernt . Das Verfahren muss nicht notwendigerweise in der Reihenfolge der obigen Aufzählung durchgeführt werden. Das Entfernen des Aufwachssubstrats erfolgt vorzugsweise nach dem Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Anschlussflächen und den Schaltern. In diesem Fall erfolgt das Entfernen des Aufwachssubstrats also erst, nachdem die Bildpunkte der Anzeigevorrichtung bereits mit den zugehörigen Schaltern des Trägers verbunden sind.
Alternativ kann die Halbleiterschichtenfolge auch bereits auf einem vom Aufwachssubstrat verschiedenen als Zwischenträger dienenden Hilfsträger bereitgestellt werden. Der Hilfsträger kann der mechanischen Stabilisierung der
Halbleiterschichtenfolge dienen, bevor der Träger an der Halbleiterschichtenfolge befestigt wird und diese Aufgabe übernimmt. Nach der Befestigung an dem Träger kann der
Hilfsträger entfernt werden.
Weiterhin bevorzugt erfolgt die Herstellung einer Mehrzahl von Anzeigevorrichtungen gleichzeitig in einem Waferverbund, wobei mehrere Anzeigevorrichtungen durch das Vereinzeln des Waferverbunds , beispielsweise durch Sägen oder mittels eines Lasertrennverfahrens, hervorgehen. Das Vereinzeln in die Anzeigevorrichtungen erfolgt vorzugsweise erst nach dem
Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Anschlussflächen und den Schaltern und besonders bevorzugt erst nach dem Entfernen des Aufwachssubstrats für die
Halbleiterschichtenfolge .
Das beschriebene Verfahren ist zur Herstellung einer weiter oben beschriebenen Anzeigevorrichtung besonders geeignet. Im Zusammenhang mit der Anzeigevorrichtung ausgeführte Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt . Weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der
Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren. Es zeigen:
Die Figuren 1 bis 7 jeweils ein Ausführungsbeispiel für eine Anzeigevorrichtung in schematischer Schnittansicht; und die Figuren 8A bis 8D ein Ausführungsbeispiel für ein
Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung anhand von schematisch in Schnittansicht dargestellten
Zwischenschritten . Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren
Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für eine
Anzeigevorrichtung 1 schematisch in Schnittansicht
dargestellt. Die Anzeigevorrichtung weist eine Mehrzahl von Bildpunkten auf, die nebeneinander, insbesondere matrixartig, angeordnet sind. Zur vereinfachten Darstellung ist in der Figur ein Ausschnitt der Anzeigevorrichtung mit einem ersten Bildpunkt 2a und einem zweiten Bildpunkt 2b gezeigt.
Die Anzeigevorrichtung 1 weist eine Halbleiterschichtenfolge 2 auf. Die Halbleiterschichtenfolge weist einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich 20 auf, der sich in einer vertikalen Richtung zwischen einer Hauptfläche 27 und einer Strahlungsaustrittsfläche 29 erstreckt. Der aktive Bereich ist zwischen einer ersten Halbleiterschicht 21 eines ersten Leitungstyps und einer zweiten Halbleiterschicht 22 eines vom ersten Leitungstyp verschiedenen zweiten
Leitungstyps angeordnet. Beispielsweise kann die erste
Halbleiterschicht n-leitend und die zweite Halbleiterschicht p-leitend ausgebildet sein oder umgekehrt. In der
Halbleiterschichtenfolge 2 ist eine Mehrzahl von Ausnehmungen 25 ausgebildet, die sich von der Hauptfläche durch die zweite Halbleiterschicht 22 und den aktiven Bereich 20 hindurch in die erste Halbleiterschicht 21 hinein erstrecken. Der aktive Bereich 20 kann zur Erzeugung von Strahlung im sichtbaren Spektralbereich, im ultravioletten Spektralbereich oder im infraroten Spektralbereich vorgesehen sein.
Insbesondere kann der aktive Bereich eine
Quantentopfstruktur, beispielsweise eine Mehrfach- Quantentopfstruktur, aufweisen.
Die Halbleiterschichtenfolge 2, insbesondere der aktive
Bereich 20, weist vorzugsweise ein III-V-Verbindungs- Halbleitermaterial auf. Das Halbleitermaterial kann
insbesondere zumindest ein Gruppe-III Element aus der Gruppe bestehend aus Ga, AI und In und zumindest ein Gruppe-V
Element aus der Gruppe bestehend aus N, P und As enthalten.
III-V-Verbindungs-Halbleitermaterialien sind zur
Strahlungserzeugung im ultravioletten (Alx Iny Gai-x-y N) über den sichtbaren (Alx Iny Gai-x-y N, insbesondere für blaue bis grüne Strahlung, oder Alx Iny Gai-x-y P, insbesondere für gelbe bis rote Strahlung) bis in den infraroten (Alx Iny Gai-x-y As) Spektralbereich besonders geeignet. Hierbei gilt jeweils 0 < x < l, O ^ y ^ l und x + y < 1, insbesondere mit x + 1, y + 1, x + 0 und/oder y + 0. Mit III-V-Verbindungs- Halbleitermaterialien, insbesondere aus den genannten
Materialsystemen, können weiterhin bei der
Strahlungserzeugung hohe interne Quanteneffizienzen erzielt werden .
Die Anzeigevorrichtung 1 weist weiterhin einen Träger 5 auf, auf dem die Halbleiterschichtenfolge 2 angeordnet und
befestigt ist. In den Träger 5 ist eine Mehrzahl von
Schaltern 51 integriert, die beispielsweise als einzelner Transistor oder als eine Schaltung mit mehreren Transistoren und Kondensatoren ausgebildet sein können. Auf einer der Halbleiterschichtenfolge 2 zugewandten Hauptfläche 50 des
Trägers 5 ist den Schaltern 51 jeweils ein Kontaktbereich 54 zugeordnet, der für eine elektrische Verbindung mit den
Bildpunkten 2a, 2b der Halbleiterschichtenfolge vorgesehen ist. Zwischen benachbarten Kontaktbereichen 54 ist an der Hauptfläche 50 jeweils ein isolierender Bereich 53
ausgebildet, der die Kontaktbereiche 54 elektrisch
voneinander trennt. In dem Träger 5 sind weiterhin
Zuleitungen 52 ausgebildet, über die die Bildpunkte der Anzeigevorrichtung über eine elektrische Steuerschaltung angesteuert werden können.
Der Träger 5 kann beispielsweise als ein Silizium-Träger ausgebildet sein, bei dem die Schalter 51 etwa in CMOS
(Complementary Metal Oxide Semiconductor) -Technologie
ausgestaltet sein können. Zusätzlich zu den Schaltern 51 kann der Träger auch weitere elektronische Komponenten zur
Ansteuerung der Anzeigevorrichtung 1 aufweisen, beispielsweise ein Schieberegister oder einen
programmierbaren Logikbaustein.
Neben der elektrischen Ansteuerung der Bildpunkte 2a, 2b dient der Träger 5 der mechanischen Stabilisierung der
Halbleiterschichtenfolge 2. Ein Aufwachssubstrat für die vorzugsweise epitaktische Abscheidung der
Halbleiterschichtenfolge ist hierfür nicht mehr erforderlich und kann daher bei der Herstellung der Anzeigevorrichtung entfernt werden.
Weiterhin ist die Halbleiterschichtenfolge auch thermisch leitend mit dem Träger 5 verbunden, sodass die im Betrieb erzeugte Abwärme effizient über den Träger abgeführt werden kann. Für die Herstellung der Verbindung eignet sich
beispielsweise Löten, etwa Löten mittels Lotpaste,
Silbersintern, ein Direktbond-Verfahren oder eine
Kontaktierung durch Kontakterhebungen (Bumps) , wobei zwischen den einzelnen Kontakterhebungen ein Unterfüllungsmaterial (Underfill) zur Erhöhung der mechanischen Stabilität
ausgebildet sein kann.
Für die elektrische Verbindung der Bildpunkte 2a, 2b der Halbleiterschichtenfolge 2 mit dem Träger 5 sind zwischen der Halbleiterschichtenfolge 2 und dem Träger 5 eine erste
Anschlussschicht 31 und eine zweite Anschlussschicht 32 angeordnet. Die erste Anschlussschicht 31 erstreckt sich durch die Ausnehmungen 25 hindurch und ist für die
elektrische Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 21 vorgesehen. Entsprechend ist die zweite Anschlussschicht 32 zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22 vorgesehen und grenzt unmittelbar an die zweite
Halbleiterschicht an. Die Anschlussschichten sind vorzugsweise metallisch ausgebildet und weiterhin bevorzugt für die im aktiven Bereich 20 erzeugte Strahlung
reflektierend ausgebildet. Beispielsweise zeichnet sich
Silber durch eine besonders hohe Reflektivität im sichtbaren und im ultravioletten Spektralbereich aus. Alternativ kann auch ein anderes Metall, beispielsweise Aluminium, Nickel, Gold, Rhodium oder Palladium oder eine metallische Legierung mit zumindest einem der genannten Materialien, Anwendung finden, beispielsweise eine Silber-Palladium-Legierung oder Au : Ge .
Die Anschlussschichten 31, 32 können auch mehrschichtig ausgebildet sein. Bei einer mehrschichtigen Ausgestaltung kann auch eine Teilschicht der Anschlussschichten 31, 32 ein TCO-Material enthalten, beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Zinkoxid.
In Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung 1 überlappen die erste Anschlussschicht 31 und die zweite Anschlussschicht 32 bereichsweise. Die zweite Anschlussschicht 32 kann so in einem vergleichsweise großen Bereich direkt an die zweite Halbleiterschicht 22 angrenzen und so einen überwiegenden Teil der vom aktiven Bereich 20 in Richtung des Trägers 5 abgestrahlten Strahlung reflektieren, sodass dieser
Strahlungsanteil durch die Strahlungsaustrittsfläche 29 austreten kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bildet die zweite Anschlussschicht 32 für jeden Bildpunkt 2a, 2b eine Anschlussfläche 35, die mit dem Kontaktbereich 54 des zugehörigen Schalters 51 verbunden ist. Die erste
Halbleiterschicht 21 wird durchgängig mittels der ersten
Anschlussschicht 31 elektrisch kontaktiert, sodass die erste Anschlussschicht einen gemeinsamen Kontakt für alle Bildpunkte 2a, 2b der Anzeigevorrichtung bildet und direkt mit einer Zuleitung 52 verbunden ist.
Der gemeinsame Kontakt kann an einer oder mehreren Stellen mit einer Zuleitung 52 verbunden sein oder direkt aus der Anzeigevorrichtung 1 herausgeführt werden.
Zwischen der ersten Anschlussschicht 31 und der zweiten
Anschlussschicht 32 ist eine erste Isolationsschicht 41, beispielsweise eine Siliziumoxid-Schicht, angeordnet. Die
Isolationsschicht dient der elektrischen Isolation zwischen der ersten Anschlussschicht 31 und der zweiten
Anschlussschicht 32 sowie der elektrischen Isolation der ersten Anschlussschicht von der zweiten Halbleiterschicht 22 und dem aktiven Bereich 20 im Bereich der Ausnehmungen 25. Die Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge 2,
insbesondere der aktive Bereich 20, sind mit einer zweiten Isolationsschicht 42 bedeckt. Im Betrieb der Anzeigevorrichtung 1 können die Bildpunkte 2a, 2b über die Schalter 51 unabhängig voneinander und
insbesondere gleichzeitig betrieben werden. Im Unterschied zu einer Ausgestaltung, bei der die Bildpunkte zeilenweise und spaltenweise mit Kontaktleitungen verbunden sind, kann so die Anzahl der Bildpunkte erhöht werden, ohne dass hierfür die Schaltzeiten pro Bildpunkt bei einer vorgegebenen
Wiederholfrequenz reduziert werden müssen. Für eine gleiche Helligkeit der Bildpunkte muss also der Strom durch die
Bildpunkte nicht erhöht werden.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die
Halbleiterschichtenfolge 2 durchgängig über die Bildpunkte 2a, 2b. Der aktive Bereich 20 ist somit als ein zusammenhängender Bereich ausgebildet. Die laterale
Ausdehnung eines Bildpunkts ergibt sich in diesem
Ausführungsbeispiel im Wesentlichen über die laterale
Ausdehnung der zweiten Anschlussschicht 32.
Die Zahl der Ausnehmungen 25 kann abhängig von der Größe der Bildpunkte und der Querleitfähigkeit der ersten
Halbleiterschicht in weiten Grenzen variiert werden. Von dem dargestellten Ausführungsbeispiel abweichend muss also nicht jeder Bildpunkt eine eigene Ausnehmung 25 oder sogar mehrere eigene Ausnehmungen 25 aufweisen. Vielmehr können auch mehrere nebeneinander angeordnete Bildpunkte eine gemeinsame Ausnehmung 25 aufweisen. Im Extremfall kann eine einzelne Ausnehmung für die gesamte Anzeigevorrichtung ausreichend sein.
Die Kantenlänge der einzelnen Bildpunkte 2a, 2b kann in weiten Bereichen variiert werden. Beispielsweise kann die Kantenlänge zwischen einschließlich 1 μιη und einschließlich 1 mm betragen. Für die Ausbildung eines pixelierten
Scheinwerfers, beispielsweise für ein adaptives
Frontbeleuchtungssystem (adaptive front lighting System, AFS) in einem Kraftfahrzeug, beträgt die Kantenlänge
beispielsweise bevorzugt zwischen einschließlich 20 μιη und einschließlich 150 μιη. Für eine Projektionsanzeige beträgt die Kantenlänge vorzugsweise zwischen einschließlich 1 μιη und einschließlich 5 μιη.
Die nicht emittierenden Abstände zwischen benachbarten
Bildpunkten können zwischen einschließlich 0,5 μιη und
einschließlich 20 μιη betragen. Für eine Verbindung zwischen den Bildpunkten 2a, 2b und den Kontaktbereichen 54 des Trägers 5 eignet sich insbesondere ein Metall, beispielsweise Gold, Silber, Kupfer, Nickel oder eine metallische Legierung mit zumindest einem der genannten Materialien, beispielsweise Gold-Zinn, Kupfer-Silber-Zinn, Indium-Zinn oder Nickel-Zinn.
Das in Figur 2 schematisch dargestellte zweite
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im
Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu bildet die zweite Anschlussschicht 32 einen gemeinsamen Kontakt für alle
Bildpunkte 2a, 2b der Anzeigevorrichtung 1. Die ersten
Anschlussschichten 31 bilden jeweils die Anschlussflächen 35, die mit den dem jeweiligen Pixel zugeordneten Schalter 51 elektrisch leitend verbunden sind.
Weiterhin ist auf der Strahlungsaustrittsfläche 29 der
Halbleiterschichtenfolge ein Strahlungskonversionselement 6 ausgebildet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Strahlungskonversionselement als ein zusammenhängendes
Element ausgebildet, das eine Mehrzahl von Segmenten 6a, 6b aufweist. Jedem Bildpunkt ist genau ein Segment zugeordnet. Zwischen benachbarten Segmenten ist jeweils ein Trennsteg 61 ausgebildet. Mittels der Trennstege können die Segmente 6a,
6b optisch voneinander isoliert werden. Die optische Trennung zwischen den Bildpunkten 2a, 2b wird so erhöht.
Für eine Anzeigevorrichtung, die zur Darstellung von
vollfarbigen stehenden oder bewegten Bildern vorgesehen ist, können die Segmente 6a, 6b für die Erzeugung von Strahlung mit einer Sekundärwellenlänge mit voneinander
unterschiedlichen Peak-Wellenlängen vorgesehen sein. Beispielsweise kann mittels dreier Segmente 6a, 6b ein
Farbtripel für die Erzeugung von Strahlung im roten, grünen und blauen Spektralbereich gebildet werden.
Selbstverständlich ist auch denkbar, das
Strahlungskonversionselement 6 nicht zusammenhängend
auszubilden und das Strahlungskonversionselement in Form von mechanisch voneinander getrennten einzelnen Segmenten auf die jeweiligen Bildpunkte 2a, 2b aufzubringen. Das Strahlungskonversionselement 6 kann in vorgefertigter Form an der Strahlungsaustrittsfläche 29 befestigt oder direkt auf der Strahlungsaustrittsfläche ausgebildet werden. Weiterhin kann das Strahlungskonversionselement
beispielsweise mittels keramischer Partikel, Quantum Dots oder organischer Moleküle gebildet sein. Diese können in ein Matrixmaterial, beispielsweise ein Polymer-Matrixmaterial, etwa ein Silikon oder ein Epoxid oder ein Hybridmaterial mit einem Silikon und einem Epoxid, eingebettet sein. Alternativ kann das Strahlungskonversionselement auch als ein
keramisches Strahlungskonversionselement gebildet sein, bei dem die zur Strahlungskonversion vorgesehenen Partikel allein beispielsweise durch Sintern eine Keramik bilden oder mit Hilfe von weiteren Stoffen zu einer Keramik zusammengefügt sind .
Für einen pixelierten Scheinwerfer können die Segmente 6a, 6b des Strahlungskonversionselements 6 auch gleichartig
ausgebildet sein. Beispielsweise können die Segmente für die Strahlungskonversion von im aktiven Bereich 20 erzeugter blauer Strahlung in Sekundärstrahlung im gelben
Spektralbereich vorgesehen sein, sodass für das menschliche Auge weiß erscheinendes Licht abgestrahlt wird. Das in Figur 3 schematisch dargestellte dritte
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im
Zusammenhang mit Figur 2 beschriebenen zweiten
Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu sind benachbarte Bildpunkte 2a, 2b mittels eines Grabens 26 voneinander getrennt. Der Graben erstreckt sich von der
Strahlungsaustrittsfläche 29 zumindest durch den aktiven Bereich, bevorzugt durch die gesamte Halbleiterschichtenfolge 2 hindurch. Die Bildpunkte 2a, 2b können mittels der Gräben vereinfacht optisch und elektrisch voneinander getrennt werden. Für eine rein optische Trennung der Bildpunkte können sich die Gräben auch nur von der Strahlungsaustrittsfläche 29 in die erste Halbleiterschicht 21 hinein erstrecken, ohne den aktiven Bereich 20 zu durchtrennen. Solche Gräben können auch bei einer durchgängigen ersten Halbleiterschicht 21, wie beispielsweise im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben,
Anwendung finden.
Die Seitenflächen der Gräben sind mit der zweiten
Isolationsschicht 42 bedeckt. Die Gräben 26 können unbefüllt oder mit einem Füllmaterial befüllt sein. Das Füllmaterial kann für die im aktiven Bereich 20 erzeugte Strahlung
durchlässig, absorbierend oder reflektierend ausgebildet sein. Mit einem absorbierenden oder reflektierenden
Füllmaterial kann die optische Trennung zwischen benachbarten Bildpunkten erhöht werden. Als transparentes oder
absorbierendes Füllmaterial für die Gräben eignet sich beispielsweise ein dielektrisches Material, etwa ein
Polymermaterial. Als reflektierendes Material kann eine
Metallschicht oder ein mit reflektierenden Partikeln,
beispielsweise Titanoxid, gefüllter Kunststoff Anwendung finden. Bei Verwendung eines dielektrischen Materials als Füllmaterial kann auf die zweite Isolationsschicht 42 auf den Seitenflächen der Gräben 42 auch verzichtet werden.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das
Strahlungskonversionselement 6 als ein durchgängiges Element ausgebildet, das sich über die Bildpunkte 2a, 2b hinweg erstreckt. Das Strahlungskonversionselement kann insbesondere einstückig ausgebildet sein. Selbstverständlich kann auch ein wie im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben ausgeführtes Strahlungskonversionselement Anwendung finden. Generell eignen sich die im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 beschriebenen Strahlungskonversionselemente 6 für die im Zusammenhang mit allen Ausführungsbeispielen beschriebenen Anzeigevorrichtungen, auch wenn diese zur vereinfachten
Darstellung nicht in allen Ausführungsbeispielen explizit gezeigt sind.
Weiterhin weist ein Bildpunkt 2a im Unterschied zu dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere
Ausnehmungen 25 zur Kontaktierung der ersten
Halbleiterschicht 21 auf. Mehrere Ausnehmungen pro Bildpunkt eignen sich insbesondere für Anzeigevorrichtungen mit
vergleichsweise großen Bildpunkten 2a, 2b, beispielsweise bei einer Anzeigevorrichtung für einen pixelierten Scheinwerfer.
Das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist jeder
Bildpunkt 2a, 2b jeweils genau eine Ausnehmung 25 auf. Die Größe der einzelnen Bildpunkte und damit auch die
Mittenabstände zwischen benachbarten Bildpunkten kann so minimiert werden. Eine derartige Anzeigevorrichtung 1 eignet sich insbesondere als eine Lichtquelle für eine
Projektionsanzeige.
Das in Figur 5 dargestellte fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen insbesondere dadurch, dass die
einzelnen Bildpunkte 2a, 2b elektrisch miteinander in Serie verschaltet sind. Das heißt, die erste Halbleiterschicht 21 des Bildpunkts 2a ist über die Anschlussschichten 31, 32 mit der zweiten Halbleiterschicht 22 des benachbarten Bildpunkts 2b elektrisch leitend verbunden. Der Schalter 51 ist auf der einen Seite, beispielsweise an einem Source-Anschluss eines Transistors, über die erste Anschlussschicht 31 mit der ersten Halbleiterschicht 21 und auf der anderen Seite, beispielsweise an einem Drain-Anschluss dieses Transistors, über die zweite Anschlussschicht 32 mit der zweiten
Halbleiterschicht 22 elektrisch leitend verbunden. Im
geschlossenen Zustand des Schalters ist der zugehörige
Bildpunkt also elektrisch kurzgeschlossen und emittiert somit keine Strahlung. Im geöffneten Zustand des Schalters 51 gelangen die Ladungsträger in den aktiven Bereich 20 dieses Bildpunkts und rekombinieren dort unter Emission von
Strahlung. Mit anderen Worten ist jedem Bildpunkt eine schaltbare Überbrückung des Trägers 5 zugeordnet, sodass die einzelnen Bildpunkte 2a, 2b trotz der elektrischen
Serienverschaltung der einzelnen Bildpunkte mittels der
Schalter 51 einzeln ansteuerbar sind. Durch eine solche
Verschaltung kann die Anzahl der erforderlichen Zuleitungen 52 verringert werden. Weiterhin bleibt der durch die
Anzeigevorrichtung fließende Strom für alle Bildpunkte konstant . Ein sechstes Ausführungsbeispiel für eine Anzeigevorrichtung ist in Figur 6 schematisch gezeigt. Dieses sechste
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im
Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu sind die erste Halbleiterschicht 21 für jeden Bildpunkt über die erste
Anschlussschicht 31 jeweils mit einem Schalter 51 und die zweite Halbleiterschicht 22 über die zweite Anschlussschicht 32 für jeden Bildpunkt jeweils mit einem weiteren Schalter 55 elektrisch verbunden. Jedem Bildpunkt sind also zwei Schalter zugeordnet. Die Anzeigevorrichtung 1 weist somit keinen gemeinsamen Kontakt für die Bildpunkte auf. Die Bildpunkte sind vollständig unabhängig voneinander kontaktierbar . Ein siebtes Ausführungsbeispiel für eine Anzeigevorrichtung ist in Figur 7 schematisch gezeigt. Dieses siebte
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im
Zusammenhang mit Figur 4 beschriebenen vierten
Ausführungsbeispiel .
Im Unterschied hierzu bildet die erste Anschlussschicht 31 für die erste Halbleiterschicht 21 der Bildpunkte 2a, 2b einen gemeinsamen elektrischen Kontakt. Die zweite
Halbleiterschicht 22 der Bildpunkte ist mittels der zweiten Anschlussschicht jeweils mit einem der Schalter 51 elektrisch leitend verbunden.
Die Ausnehmung 25, in der die erste Anschlussschicht 31 mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist, verläuft für die einzelnen Bildpunkte 2a, 2b jeweils entlang ihres Umfangs . Die in der Ausnehmung angeordnete erste Anschlussschicht verläuft in Aufsicht auf die
Anzeigevorrichtung 1 zwischen benachbarten Bildpunkten. Die Ladungsträgerinjektion in die erste Halbleiterschicht 21 kann so über den gesamten Umfang der einzelnen Bildpunkte
erfolgen. Zur elektrischen Isolation der ersten
Anschlussschicht 31 von dem aktiven Bereich 20 und von der zweiten Halbleiterschicht 22 bedeckt die Isolationsschicht 41 die Seitenflächen 201 der Segmente bereichsweise.
In Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung überlappen die
Ausnehmung 25 für die elektrische Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 21 und die Gräben 26, die zwischen den
Bildpunkten 2a, 2b angeordnet sind. Lateral von den Gräben beabstandete Ausnehmungen für die elektrische Kontaktierung sind also nicht erforderlich. Weiterhin verläuft die erste Anschlussschicht 31 gitterförmig zwischen den Bildpunkten 2a, 2b. Ein unerwünschtes optisches Übersprechen zwischen benachbarten Bildpunkten wird so vermieden oder zumindest vermindert. Zweckmäßigerweise weist die erste Anschlussschicht zumindest eine Metallschicht auf, die für die im Betrieb erzeugte Strahlung undurchlässig, insbesondere reflektierend ist.
Die erste Anschlussschicht 31 grenzt nur an der Seitenfläche 201 der Bildpunkte 2a, 2b an die erste Halbleiterschicht 21 an. Die Strahlungsaustrittsfläche 29 ist frei von der ersten Anschlussschicht 31. Eine Abschattung der
Strahlungsaustrittsfläche wird so vermieden. Davon abweichend kann sich die erste Anschlussschicht in vertikaler Richtung bis zur Strahlungsaustrittsfläche erstrecken und diese teilweise bedecken. Beispielsweise kann die erste
Anschlussschicht jeweils rahmenartig auf der
Strahlungsaustrittsfläche der Bildpunkte ausgebildet sein. Weiterhin ist auch denkbar, dass die erste Anschlussschicht eine strahlungsdurchlässige Teilschicht aufweist, die
vollflächig auf der Strahlungsaustrittsfläche angeordnet ist und in der Ausnehmung 25 an die vorstehend beschriebene strahlungsundurchlässige Teilschicht der ersten
Anschlussschicht angrenzt. Eine großflächige elektrische Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 21 wird so
vereinfacht .
Die erste Anschlussschicht 31 und die zweite Anschlussschicht 32 verlaufen in diesem Ausführungsbeispiel in Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung 1 überlappungsfrei. Eine elektrische Isolation zwischen diesen Schichten ist so vereinfacht erzielbar. Eine überlappende Anordnung ist jedoch denkbar, solange diese Schichten elektrisch voneinander isoliert sind. Die Seitenflächen 201 der Bildpunkte 2a, 2b weisen jeweils einen Vorsprung 251 auf. Im Bereich des Vorsprungs verläuft die Seitenfläche 201 parallel zur Strahlungsaustrittsfläche 29. Im Bereich des Vorsprungs nimmt der Querschnitt der
Bildpunkte sprungartig zu. Der Querschnitt der Bildpunkte ist also auf der dem Träger 5 zugewandten Seite des Vorsprungs zumindest bereichsweise kleiner als auf der vom Träger abgewandten Seite des Vorsprungs. Die erste Anschlussschicht 31 grenzt im Bereich des Vorsprungs an die erste
Halbleiterschicht an. Die Zuverlässigkeit der elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 21 wird so erhöht. Der Vorsprung 251 wird durch eine Bodenfläche der Ausnehmung 25 gebildet. Von der Ausgestaltung mit Vorsprung abweichend kann die Seitenfläche 201 der Bildpunkte 2a, 2b auch
durchgehend schräg oder senkrecht zur
Strahlungsaustrittsfläche 29 verlaufen. Die Ausnehmung 25 kann sich in vertikaler Richtung also vollständig durch die Halbleiterschichtenfolge hindurch erstrecken, so dass die Ausnehmung gleichzeitig die Gräben zwischen den Bildpunkten bildet .
Im Zusammenhang mit den Figuren 8A bis 8D wird ein
Ausführungsbeispiel für die Herstellung einer
Anzeigevorrichtung beschrieben, die wie im Zusammenhang mit Figur 4 beschrieben ausgeführt ist.
Bei der Herstellung kann eine Mehrzahl von
Anzeigevorrichtungen 1 nebeneinander im Waferverbund
hergestellt und abschließend in einzelne Anzeigevorrichtungen vereinzelt werden. Zur vereinfachten Darstellung ist in den Figuren jeweils nur ein Ausschnitt einer Anzeigevorrichtung gezeigt .
Wie in Figur 8A dargestellt, wird eine
Halbleiterschichtenfolge 2 mit einem zur Erzeugung von
Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich 20, der zwischen einer ersten Halbleiterschicht 21 und einer zweiten
Halbleiterschicht 22 angeordnet ist, auf einem Zwischenträger 28 bereitgestellt. Bei dem Zwischenträger kann es sich insbesondere um ein Aufwachssubstrat für die
Halbleiterschichtenfolge handeln. Als Aufwachssubstrat eignet sich abhängig vom Material der Halbleiterschichtenfolge 2 beispielsweise Saphir, Silizium oder Galliumarsenid .
Davon abweichend kann es sich bei dem Zwischenträger auch um einen vom Aufwachssubstrat verschiedenen Hilfsträger handeln. In diesem Fall ist das Aufwachssubstrat für die
Halbleiterschichtenfolge 2 bereits entfernt.
Von einer dem Zwischenträger 28 abgewandten Hauptfläche 27 her wird eine Mehrzahl von Ausnehmungen 25 ausgebildet, die sich durch die zweite Halbleiterschicht 22 und den aktiven Bereich 20 hindurch in die erste Halbleiterschicht 21 hinein erstreckt. Nachfolgend werden, wie in Figur 8B dargestellt, auf der vorgefertigten Halbleiterschichtenfolge 2 eine erste Anschlussschicht 31 und eine zweite Anschlussschicht 32 auf der Hauptfläche ausgebildet, die für die elektrische
Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht beziehungsweise der zweiten Halbleiterschicht vorgesehen sind. Vorliegend wird zuerst die zweite Anschlussschicht 32 ausgebildet.
Nachfolgend wird eine erste Isolationsschicht 41 aufgebracht, die bereichsweise die zweite Anschlussschicht 32 und die Seitenflächen der Ausnehmung 25 bedeckt. Nachfolgend wird die erste Anschlussschicht 31 derart aufgebracht, dass sie von der zweiten Anschlussschicht 32 vollständig elektrisch isoliert ist und im Bereich der Ausnehmung 25 an die erste Halbleiterschicht 21 angrenzt.
Weiterhin wird ein Träger 5 bereitgestellt, in dem eine
Mehrzahl von Schaltern 51 vorgesehen ist. Den Schaltern 51 ist auf einer Hauptfläche 50 des Trägers 5 jeweils ein
Kontaktbereich 54 zugeordnet.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bildet die erste
Anschlussschicht 31 eine für die elektrische Kontaktierung mit dem jeweils zugeordneten Schalter 51 dienende
Anschlussfläche 35. Davon abweichend kann aber, wie im
Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, auch die zweite
Anschlussschicht 32 die Anschlussflächen 35 bilden. Die Halbleiterschichtenfolge 2 und der Träger 5 werden so zueinander positioniert, dass die Anschlussflächen 35 und die Kontaktbereiche 54 in Aufsicht jeweils überlappen. Bei der Herstellung einer Verbindung zwischen der Halbleiterschichtenfolge 2 und dem Träger 5 wird so zwischen den Anschlussflächen 35 und den Kontaktbereichen 54 eine elektrisch leitende, mechanisch stabile und weiterhin
thermisch leitende Verbindung hergestellt.
Nach dem Herstellen der Verbindung zwischen der
Halbleiterschichtenfolge und dem Träger 5 kann, wie in Figur 8C dargestellt, der Zwischenträger 28, beispielsweise das Aufwachssubstrat , entfernt werden. Das Entfernen des
Zwischenträgers, insbesondere des Aufwachssubstrats , kann beispielsweise mechanisch, mittels Schleifens, chemisch, etwa mittels Ätzens, oder mittels eines Laser-Liftoff (LLO) - Verfahrens erfolgen. Nachfolgend können die Bildpunkte, wie in Figur 8D
dargestellt, mittels Gräben 26 voneinander getrennt werden. Davon abweichend können die Gräben 26 auch von der
Hauptfläche 27 her ausgebildet werden, bevor die
Halbleiterschichtenfolge an dem Träger 5 befestigt wird. Zur Herstellung einer wie im Zusammenhang mit Figur 1
beschriebenen Anzeigevorrichtung kann auf die Ausbildung von Gräben auch verzichtet werden.
Nachfolgend werden die Seitenflächen der
Halbleiterschichtenfolge 2, insbesondere der aktive Bereich 20, mittels einer zweiten Isolationsschicht 42 bedeckt. Bei einer hinreichend hohen optischen Transparenz der zweiten Isolationsschicht kann diese von dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel abweichend die Strahlungsaustrittsfläche 29 auch bedecken. Ein strukturiertes Aufbringen der zweiten Isolationsschicht ist in diesem Fall nicht erforderlich. Zur Fertigstellung können die Anzeigevorrichtungen aus dem
Waferverbund vereinzelt werden, beispielsweise mechanisch, etwa mittels Sägens, chemisch, etwa mittels nasschemischen oder trockenchemischen Ätzens, oder mittels eines
Lasertrennverfahrens . Mit dem beschriebenen Verfahren können auf einfache und zuverlässige Weise Anzeigevorrichtungen ausgebildet werden, bei denen die Bildpunkte 2a, 2b im Betrieb der
Anzeigevorrichtung einzeln ansteuerbar sind. Die Anzahl der Bildpunkte kann bei einer solchen Anzeigevorrichtung erhöht werden, ohne dass sich hierdurch die Betriebszeit des
einzelnen Bildpunkts verringert. Aufgrund der guten
Mikrostrukturierbarkeit von Halbleiterschichtenfolgen können besonders kleine Bildpunkte und kleine Abstände zwischen den Bildpunkten realisiert werden. Weiterhin kann die Verbindung der einzelnen Bildpunkte 2a, 2b mit den zugehörigen Schaltern 51 noch im Waferverbund erfolgen. Alternativ zu einer
Herstellung, bei der eine Halbleiterschichtenfolge für mehrere Anzeigevorrichtungen und ein Träger für mehrere
Anzeigevorrichtungen miteinander verbunden und nachfolgend vereinzelt werden, kann auch eine bereits in eine Mehrzahl von Halbleiterchips vereinzelte Halbleiterschichtenfolge, bei der die Halbleiterchips jeweils eine Mehrzahl von Bildpunkten 2a, 2b aufweisen, auf einen Träger für eine oder mehrere Anzeigevorrichtungen übertragen und mit diesem elektrisch leitend verbunden werden.
Die Anzeigevorrichtung zeichnet sich weiterhin durch eine besonders kompakte Bauform aus, bei der die Schalter bereits in den die Halbleiterschichtenfolge mechanisch
stabilisierenden Träger integriert sind. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2011 056 888.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von
Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist .

Claims

Patentansprüche
1. Anzeigevorrichtung (1) mit einer
Halbleiterschichtenfolge (2), die einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20) aufweist und eine Mehrzahl von Bildpunkten (2a, 2b) bildet, und mit einem
Träger (5) , wobei
- der aktive Bereich (20) zwischen einer ersten
Halbleiterschicht (21) und einer zweiten Halbleiterschicht (22) angeordnet ist;
- die Halbleiterschichtenfolge (2) zumindest eine Ausnehmung (25) aufweist, die sich von einer dem Träger (5) zugewandten Hauptfläche (27) der Halbleiterschichtenfolge (2) durch den aktiven Bereich (20) hindurch in die erste Halbleiterschicht (21) hinein erstreckt und zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht (21) vorgesehen ist; und
- der Träger (5) eine Mehrzahl von Schaltern (51) aufweist, die jeweils zur Steuerung von zumindest einem Bildpunkt (2a, 2b) vorgesehen sind.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1,
wobei ein Aufwachssubstrat (28) für die
Halbleiterschichtenfolge entfernt ist und der Träger die Halbleiterschichtenfolge mechanisch stabilisiert.
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei zwischen der Halbleiterschichtenfolge und dem Träger eine erste Anschlussschicht (31), die in der zumindest einen Ausnehmung mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist, und eine zweite Anschlussschicht (32), die bereichsweise mit der zweiten Halbleiterschicht
elektrisch leitend verbunden ist, angeordnet sind.
4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3,
wobei die erste Anschlussschicht und die zweite
Anschlussschicht in Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung überlappen .
5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
wobei die erste Anschlussschicht für die erste
Halbleiterschicht der Bildpunkte einen gemeinsamen
elektrischen Kontakt bildet und die zweite Halbleiterschicht der Bildpunkte mittels der zweiten Anschlussschicht jeweils mit einem der Schalter elektrisch leitend verbunden ist oder umgekehrt .
6. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei sich der aktive Bereich durchgängig über mehrere
Bildpunkte erstreckt.
7. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der aktive Bereich in eine Mehrzahl von Segmenten (20a, 20b) unterteilt ist, die jeweils einen Bildpunkt bilden, wobei die Segmente aus der gemeinsamen
Halbleiterschichtenfolge hervor gehen.
8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7,
wobei die erste Halbleiterschicht eines Bildpunkts mit der zweiten Halbleiterschicht eines angrenzenden Bildpunkts elektrisch leitend verbunden ist.
9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8,
wobei der Schalter auf einer Seite mit der ersten
Halbleiterschicht und auf einer anderen Seite mit der zweiten Halbleiterschicht des Bildpunkts elektrisch leitend verbunden ist .
10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7,
wobei die zumindest eine Ausnehmung zumindest bereichsweise entlang eines Umfangs eines Segments verläuft.
11. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10,
wobei eine Seitenfläche (201) von zumindest einem Segment einen parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer
Strahlungsaustrittsfläche (29) der Anzeigevorrichtung
verlaufenden Vorsprung (251) aufweist, in dem die erste
Halbleiterschicht elektrisch kontaktiert ist.
12. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei auf einer dem Träger abgewandten Seite der
Halbleiterschichtenfolge ein Strahlungskonversionselement (6) angeordnet ist.
13. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12 ,
wobei sich das Strahlungskonversionselement durchgängig über mehrere Bildpunkte erstreckt.
14. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12,
wobei das Strahlungskonversionselement eine Mehrzahl von Segmenten (6a, 6b) aufweist, denen jeweils zumindest ein Bildpunkt zugeordnet ist.
15. Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung (1) mit einer Mehrzahl von Bildpunkten (2a, 2b) mit den
Schritten : a) Bereitstellen einer Halbleiterschichtenfolge (2), die einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven
Bereich (20) aufweist;
b) Ausbilden einer Anschlussfläche (35) auf der
Halbleiterschichtenfolge (2) für jeden Bildpunkt (2a, 2b); c) Bereitstellen eines Trägers (5) mit einer Mehrzahl von Schaltern (51); und
d) Positionieren der Halbleiterschichtenfolge (2) relativ zum Träger (5) derart, dass jedem Schalter (51) eine
Anschlussfläche (35) zugeordnet ist;
e) Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Anschlussflächen (35) und den Schaltern (51); und
f) Entfernen eines Aufwachssubstrats (28) für die
Halbleiterschichtenfolge (2).
16. Verfahren nach Anspruch 15,
wobei Schritt f) nach Schritt e) durchgeführt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16,
wobei eine Anzeigevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 hergestellt wird.
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