CN104854696A - 显示设备和用于制造显示设备的方法 - Google Patents

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Abstract

提出一种具有层堆(2)的显示设备(1)，所述层堆具有带有设为用于产生辐射的有源区域(200)的半导体层序列(20)和电路层(25)。半导体层序列形成多个像素(3)。在电路层中为每个像素构成有开关(4)，所述开关与相应的像素导电地连接。此外，提出一种用于制造显示设备的方法。

Description

显示设备和用于制造显示设备的方法
技术领域
本申请涉及一种显示设备以及一种用于制造显示设备的方法。
背景技术
为了制造显示设备能够应用发光二极管，其中能单个控制的LED分别形成像素。在应用所谓的无源基体时，经由行和列线路对像素进行接触。然而，在这种方式中，不能同时运行多个发光二极管，使得整个显示设备的发光强度能够最大如单个像素的发光强度那样大。
替选地，能够应用所谓的有源基体电路，其中也能够并行地、即同时地运行多个像素。为了制造这样的显示设备，用于控制的驱动元件和发射辐射的LED结构在单独的载体上制成并且通过调整的压焊过程彼此连接。然而，这样的压焊过程是耗费的并且随着像素的微型化对在压焊过程中的调整准确性的要求越来越高。
发明内容
目的是，提出一种显示设备，所述显示设备的特征在于高的发光强度并且其同时能以简单的方式制造。
此外，应提出一种方法，借助所述方法能够简单地且允许地制造显示设备。
此外，所述目的通过根据独立权利要求的显示设备或方法来实现。其他的设计方案和适宜方案是从属权利要求的主题。
根据显示设备的至少一个实施方式，显示设备具有层堆。层堆理解为相叠设置的、尤其相叠沉积的层的设置。各个层能够沿横向方向结构化或不结构化。
不确定地，将横向方向理解为平行于层堆的主延伸平面伸展的方向。
尤其，层堆的一个层的结构化能够在层堆的第一层的沉积和第二层的沉积之间进行。对于各个层的沉积，也能够应用不同的沉积工艺。
在本申请的范围中，相反地，两个预先制成的、随后彼此靠近地例如借助于连接层固定的元件不形成层堆。
根据显示设备的至少一个实施方式，显示设备、尤其层堆具有带有设为用于产生辐射的有源区域的半导体层序列。有源区域能够设为用于产生在可见的、紫外的或红外的光谱范围中的辐射。优选地，半导体层序列、尤其有源区域包含III-V族化合物半导体材料。III-V族化合物半导体材料尤其适合于在紫外光谱范围(AlxInyGa1-x-yN)经由可见光谱范围(尤其对于蓝色至绿色辐射为AlxInyGa1-x-yN，或尤其对于黄色至红色辐射为AlxInyGa1-x-yP)至红外光谱范围(AlxInyGa1-x-yAs)中的辐射产生。在此分别适用的是0≤x≤1，0≤y≤1并且x+y≤1，其中尤其x≠1，y≠1，x≠0和/或y≠0。借助尤其是出自上述材料体系的III-V族化合物半导体材料还能够在产生辐射时实现高的内部量子效率。
半导体层序列形成显示设备的多个像素。像素沿横向方向彼此并排地设置、例如矩阵状地设置。
在竖直方向上、即垂直于半导体层序列的半导体层的主延伸平面，半导体层序列尤其在辐射出射面和与辐射出射面相对置的背侧之间延伸。
例如，半导体层序列具有第一半导体层和第二半导体层，其中有源区域设置在第一半导体层和第二半导体层之间。第一半导体层和第二半导体层适宜地关于其传导类型彼此不同。例如，第一半导体层能够是p型传导的并且第二半导体层能够是n型传导的或反之亦然。
有源区域例如构成为pn结或构成为量子结构。在本申请的范围中，术语量子结构尤其包括其中载流子通过限界(“confinement，约束”)能够经受其能量状态的量子化的结构。尤其，术语量子结构不包含关于量子化的维度的说明。由此，量子结构此外包括量子阱、量子线和量子点和这些结构的任意组合。
根据显示设备的至少一个实施方式，显示设备、尤其层堆具有电路层。在电路层中为每个像素构成有开关。开关与相应的像素导电地连接。例如，开关分别与相关联的像素的第一半导体层或第二半导体层导电地连接。例如，第一半导体层设置在有源区域和电路层之间。电路层适宜地设置在半导体层序列的背离辐射出射面的一侧上。在电路层和半导体层序列之间尤其至少局部地设置有绝缘层。绝缘层尤其能够邻接于半导体层序列和电路层。例如，在绝缘层中构成留空部，通过所述留空部，像素与开关导电地连接。
在显示设备的至少一个实施方式中，显示设备具有层堆，所述层堆具有带有设为用于产生辐射的有源区域的半导体层序列和电路层。半导体层序列形成多个像素并且在电路层中为每个像素构成有开关，所述开关与相应的像素导电地连接。
因此，设为用于产生辐射的有源区域和其中构成有用于控制像素的开关的电路层集成在共同的层堆中。在制造显示设备时，能够放弃压焊过程，在所述压焊过程中，将预先制成的有源区域和尤其与其分开地预先制成的开关彼此连接。由此，简化显示设备的微型化。此外，提高制造的可靠性。
尤其，像素能够具有在2μm和300μm之间、优选在2μm和50μm之间、特别优选在2μm和10μm之间的棱边长度，其中包含边界值。像素越小，显示设备在相同的横向扩展下的分辨率就能够越大。替选地，在较小的横向扩展下实现显示设备的相同的分辨率。由此，更多的显示设备能够同时地、例如由晶片复合件制成。
此外，分别相关联的开关能够分别设置在像素的下游、即设置在半导体层序列的背离辐射出射面的一侧上。尤其，整个控制电路能够设置在像素的下游。与控制电路的部件设置在相邻的像素之间相比，能够避免通过控制电路产生的遮暗的风险。
根据显示设备的至少一个实施方式，显示设备不具有在半导体层序列和电路层之间的材料配合的连接。在材料配合的连接中，尤其将预先制成的连接配合物借助于原子力或分子力保持在一起。材料配合的连接的构成例如能够借助于连接层、例如焊料层或粘接层来实现。典型地，材料配合的连接的分开伴随着连接层的和/或至少一个连接配合物的破坏。相叠地沉积的各个层与此不同地不视为经由材料配合的连接而彼此连接的元件。
根据显示设备的至少一个实施方式，电路层具有多晶半导体材料。例如，电路层能够包含多晶硅或由这种材料构成。电路层还能够具有一个或多个掺杂的区域。
与无定形的半导体材料相比，多晶的或单晶的半导体材料能够具有大幅提高的载流子迁移率。例如，通过无定形硅的再结晶，能够实现为单晶材料的值的一半或更多的载流子迁移率。单晶硅典型地具有400至500cm2/Vs的载流子迁移率。因此，通过应用多晶半导体材料代替无定形的半导体材料，能够简化地构成电路层中的开关，所述开关也接通在显示设备的像素中产生辐射所需的电流。
对此替选地，电路层能够具有带有高的载流子迁移率的无定形的半导体材料，也就是说对于至少一种载流子类型具有至少100cm2/Vs的载流子迁移率。例如，能够借助于MOCVD或溅镀来施加铟镓锌氧化物(IGZO)。所述材料的特征在于高的电子迁移率并且还在于低的泄漏流。
根据显示设备的至少一个实施方式，半导体层序列和电路层沿横向方向分别具有带有单位单元的周期性反复的结构，其中在横向方向上，电路层的单位单元的扩展小于或等于半导体层序列的单位单元的扩展。因此，在两个相邻的像素之间的中心距离不通过用于相应的像素的控制电路的横向扩展、而是仅通过像素本身的横向扩展和必要时其彼此的间距来确定。
根据显示设备的至少一个实施方式，在显示设备的俯视图中，像素分别完全地覆盖相关联的开关。因此，开关沿横向方向不超过像素。因此，相邻的像素之间的间距能够简化地最小化。
根据显示设备的至少一个实施方式，层堆具有镜层。镜层尤其设置在半导体层序列和电路层之间。镜层尤其设为用于反射在显示设备运行时在有源区域中产生的辐射。朝向电路层的方向放射的辐射能够在镜层上反射并且随后穿过辐射穿透面射出。优选地，镜层对于在有源区域中产生的辐射的峰值波长具有至少60％、优选至少70％的反射率。尤其，镜层构成为金属镜层。镜层还优选附加地用于将载流子注入到半导体层序列中。镜层能够单层地或多层地构成。镜层能够直接邻接于半导体层序列。替选地，在半导体层序列和镜层之间能够设置有包含TCO材料的层。TCO(Transparent Conductive Oxide)材料是透明的能导电的氧化物。TCO材料例如能够包含氧化锌或铟锡氧化物(ITO)或由这种材料构成。为了提高导电能力，还能够对TCO材料进行掺杂。
根据显示设备的至少一个实施方式，半导体层序列固定在载体上。优选地，在半导体层序列和载体之间设置有电路层。因此，载体设置在电路层的背离半导体层序列的一侧上。载体本身能够不具有用于控制电路的电子元件。然而，在载体中或在载体上能够设置或构成有布线元件，例如带状导线或导电地填充的缺口。例如，载体构成为电绝缘的载体。
根据显示设备的至少一个实施方式，显示设备、尤其层堆具有第一连接层，所述第一连接层与第一半导体层导电地连接。第一连接层尤其设置在半导体层序列之外并且用于第一半导体层的电接触。
根据显示设备的至少一个实施方式，显示设备、尤其层堆具有第二连接层，所述第二连接层与第二半导体层导电地连接。第二连接层尤其设置在半导体层序列之外并且用于第一半导体层的电接触。
第一连接层和/或第二连接层能够至少局部地设置在半导体层序列和电路层之间。
根据显示设备的至少一个实施方式，有源区域连续地在至少两个相邻的像素、尤其在所有像素之上延伸。因此，不需要半导体层序列的结构化以为了构成像素将有源区域分开。
根据显示设备的至少一个实施方式，有源区域分为尤其分别形成像素的各个区段。因此，在此情况下，将有源区域分开、例如通过分别在相邻的有源区域之间构成的凹槽分开。借助于凹槽，能够简化地实现有源区域沿横向方向在空间上限界的通电。凹槽能够在竖直方向上完全地或仅部分地延伸穿过半导体层序列。
根据显示设备的至少一个实施方式，区段沿着区段的环周、尤其沿着整个环周电接触。例如，区段的第二半导体层沿着环周电接触。尤其，用于电接触第二半导体层的连接层、例如第二连接层在区段的侧面之上引导。第二连接层沿横向方向尤其局部地在两个相邻的区段的有源区域之间伸展。尤其，连接层沿横向方向至少部分地覆盖有源区域。
根据显示设备的至少一个实施方式，半导体层序列具有至少一个凹部，所述凹部从电路层起延伸穿过有源区域。例如，至少一个凹部能够延伸穿过第一半导体层和有源区域并且在第二半导体层中终止。
借助于至少一个凹部，两种导电类型的载流子、即电子和空穴能够从半导体层序列的背侧起从不同侧注入有源区域中并且在那里通过发射辐射复合。
因此，在辐射出射面上设置的用于电接触半导体层序列的接触层不是必需的。
根据显示设备的至少一个实施方式，每个像素具有至少一个凹部，所述凹部从电路层起延伸穿过有源区域。例如，每个像素具有刚好一个凹部，所述凹部在显示设备的平面图中与像素的重心重叠。但是，尤其在相对大的像素中，每个像素也能够具有多于一个的凹部。
根据显示设备的至少一个实施方式，像素在有源区域的一侧上与共同的接触部、例如接地接触部连接。适宜地，有源区域的其他侧与开关连接。尤其，像素在有源区域的一侧上与共同的连接层连接。换言之，像素的所有第一半导体层或像素的所有第二半导体层与共同的接触部、尤其与共同的连接层导电地连接。例如，第一连接层或第二连接层是共同的连接层。
根据显示设备的至少一个实施方式，共同的连接层整面地在半导体层序列的辐射出射面之上延伸并且尤其邻接于辐射出射面。例如，第二连接层是共同的连接层。在此情况下，第二连接层适宜地对于在有源区域中产生的辐射是能穿透的。例如，第二连接层包括TCO材料。
根据显示设备的至少一个实施方式，第一半导体层至少局部地覆盖第二半导体层的侧面。因此，整体上能用于产生辐射的面积增大。
为了制造这种像素，半导体层序列已经能够以结构化的方式外延地生长。半导体层序列的随后的分开、例如借助于蚀刻法的分开对于在半导体层序列中构成区段而言不是必需的。
第一半导体层在第二半导体层上的结构化的沉积能够进行成，使得第一半导体层也至少局部地覆盖第二半导体层的侧面。与此不同地，第一半导体层然而也能够在第二半导体层上沉积，使得第一半导体层仅在第二半导体层上并且不在第二半导体层的侧面上生长。
根据显示设备的至少一个实施方式，显示设备构成为能表面安装的构件(Surface Mounted Device，smd)。例如，载体在背离半导体层序列的一侧上具有用于外部的电接触的接触部。
根据显示设备的至少一个实施方式，沿放射方向在像素下游至少部分地设置有辐射转换元件。辐射转换元件能够直接设置在相关的像素上或与像素间隔开地设置。辐射转换元件尤其设为用于，在显示设备运行时，将在有源区域中产生的初级辐射完全地或至少部分地转换为次级辐射。尤其，显示设备能够设为用于，发射在红色的、绿色的和蓝色的光谱范围中的辐射。
根据至少一个实施方式，投影设备具有至少一个具有至少一个在上文所描述的特征的显示设备和光学元件，所述光学元件沿放射方向设置在显示设备下游。光学元件例如能够具有一个或多个透镜。投影设备也能够具有多于一个的显示设备，例如三个显示设备，其放射的辐射位于彼此不同的光谱范围中。在此情况下，放射的辐射能够借助于光学元件叠加为共同的图像。
根据至少一个实施方式，在用于制造具有多个像素的显示设备的方法中，层堆构成为具有：半导体层序列，所述半导体层序列具有设为用于产生辐射的有源区域并且所述半导体层序列形成像素；和电路层，在所述电路层中为每个像素构成有开关。电路层和半导体层序列相叠地沉积。
因此，半导体层序列的像素与分别相关联的用于控制像素的开关的连接尤其经由沉积过程和结构化过程进行。相反地，不需要在其上构成有开关的载体和其上构成有像素的另一个载体之间建立调整的压焊连接。
根据方法的至少一个实施方式，为了构成电路层，将无定形的半导体层沉积并且优选随后至少部分地再结晶。再结晶例如能够借助于激光束进行，所述激光束以扫描法在无定形的层的表面之上引导。再结晶能够整面地或仅局部地进行。再结晶也能够以多级的过程进行。
无定形的半导体材料的沉积例如经由CVD(Chemical VaporDeposition，化学气相沉积)法进行、例如借助于PECVD(等离子增强化学气相沉积)法进行。
根据方法的至少一个实施方式，电路层沉积在半导体层序列上。在电路层沉积时，半导体层序列能够沿横向方向不结构化地或者已经在像素中结构化地构成。此外，在半导体层序列中能够构成有至少一个凹部，所述凹部从电路层所沉积的一侧延伸穿过有源区域。此外，其他的层已经能够沉积在半导体层序列上，例如镜层和/或一个或多个绝缘层和/或一个或多个连接层。
根据方法的至少一个实施方式，半导体层序列结构化地沉积，使得像素在沉积时构成。因此，能够放弃随后的用于构成各个区段的结构化方法。尤其，结构化的沉积能够进行成，使得第一半导体层至少局部地覆盖第二半导体层的侧面。第二半导体层的沉积尤其穿过掩膜层中的开口进行。对于掩膜层适合的例如是氧化层或氮化层。
以开口起进行生长，尤其使得有源区域与掩膜层的相关的开口相比分别具有更大的横截面。随后的第一半导体层的沉积能够进行成，使得制成的第一半导体层连续地构成。
替选地，能够整面地沉积半导体层序列。在整面地沉积半导体层序列时，有源区域能够连续地在相邻的像素之上延伸。如果像素的空间上的分开是期望的，那么所述分开随后借助于结构化法进行，例如借助于湿法化学的或干法化学的蚀刻进行。
借助所描述的方法，能够同时制造多个显示设备。例如，显示设备能够在晶片复合件中构成，所述晶片复合件尤其具有半导体层序列和电路层并且随后分割为各个显示设备。适宜地，在像素分别已经与电路层的开关导电地连接之后，进行分割。
所描述的方法特别适合于制造上文所述的显示设备。因此，结合显示设备所提到的特征也能够考虑用于方法并且反之亦然。
附图说明
附图示出：
图1A至1C示出显示设备的第一实施例的示意剖视图(图1A)，示意电路略图(图1B)和电路层的局部的示意剖视图(图1C)；
图1D和1E分别示出具有显示设备的投影设备的一个实施例的示意剖视图；
图2和3示出用于显示设备的第二或第三实施例的示意剖视图；
图4A和4B根据示意剖视图(图4A)和示意电路略图(图4B)示出显示设备的第四实施例；
图5A和5B根据示意剖视图(图5A)和示意电路略图(图5B)示出显示设备的第五实施例；
图6A至6C根据图6A中的示意剖视图并且根据两个实施变型形式示出显示设备的第六实施例，这两个实施变型形式中的各一个局部在图6B和6C中示出；
图7示出显示设备的第七实施例的示意剖视图；以及
图8A至8E根据分别在示意剖视图中示出的中间步骤示出用于制造显示设备的方法。
相同的、相同类型的或起相同作用的元件在附图中设有相同的附图标记。
附图分别是示意图进而不一定合乎比例。更确切地说，为了说明，能够夸大地示出相对小的元件和尤其层厚度。
具体实施方式
根据图1A至1C构成的第一实施例的显示设备1具有层堆2。
层堆2包括半导体层序列20。半导体层序列包括有源区域200，所述有源区域设置在p型传导的第一半导体层201和n型传导的第二半导体层202之间。但是，半导体层也能够关于其极性颠倒。半导体层序列20、尤其有源区域200基于III-V族半导体材料并且设为用于产生在紫外的、可见的或红外的光谱范围中的辐射。
半导体层序列沿竖直方向在辐射出射面271和与辐射出射面相对置的背侧272之间延伸。
沿横向方向、即在沿半导体层序列20的半导体层的主延伸平面伸展的方向上，有源区域200划分为多个区段30，所述区段分别形成像素。显示设备具有多个像素，所述像素矩阵状地以多行和多列设置。在相邻的区段30之间分别构成有凹槽22，所述凹槽沿竖直方向完全地延伸穿过半导体层序列20。区段的侧面301分别设有第二绝缘层242。所述第二绝缘层用作为钝化层并且尤其保护在侧面上露出的有源区域200。
层堆2还包括电路层25。借助于电路层25形成控制电路40。控制电路40对于每个像素分别具有开关4。在显示设备运行时，像素3分别能经由开关控制，使得能够彼此独立地控制且同时运行显示设备1的所有像素。
电路层25优选包含多晶半导体材料、例如多晶硅。开关尤其能够构成为薄膜晶体管、例如构成为MOSFET。
层堆2还包括第一连接层231。第一连接层设为用于电接触第一半导体层201。在图1A中示出的实施例中，第一连接层231连续地在显示设备的所有像素3之上延伸并且形成用于像素3的共同的接触部。
第一连接层231还构成为镜层26。在显示设备运行时在有源区域200中产生的并且朝向电路层25的方向放射的辐射能够在镜层上反射并且朝向辐射出射面的方向偏转。因此，避免在电路层中的辐射吸收的危险。
层堆2还包括第二连接层232。第二连接层232设为用于电接触像素3的第二半导体层202。
在图1A中示出的实施例中，开关4分别经由第二连接层232与相关联的像素3的第二半导体层202导电地连接。在半导体层序列20中，在每个像素3中构成凹部21，所述凹部从背侧272穿过第一半导体层201和有源区域200延伸进入到第二半导体层202中。第二连接层232在凹部21中分别与第二半导体层202连接。为了避免电短路，在第二连接层232和有源区域200之间以及在第二连接层和第一半导体层201之间构成有第一绝缘层241。第一绝缘层241还设置在第一连接层231和第二连接层232之间。
半导体层序列20的和电路层25的横向结构分别具有单位单元209或259。沿横向方向周期性地重复单位单元的结构。单位单元209的横向扩展通过线210图解说明。电路层25的单位单元259的横向扩展与半导体层序列20的单位单元209相同。因此，相邻的像素3的间距仅关于像素3的横向扩展并且不关于用于每个像素3的控制电路的位置要求确定。
尤其，在显示设备的俯视图中，每个像素3完全地覆盖分别相关联的开关4。
通过将半导体层序列20和电路层25集成到共同的层堆2中，以简单的方式实现显示设备，其中非常小的像素也能够可靠地且同时电控制。在制造时能够放弃在像素中结构化的半导体层序列和集成有控制电路的载体之间进行调整的压焊步骤。
因此，像素的横向扩展能在宽的范围中变化。尤其，像素的横向扩展在2μm和300μm之间、优选在2μm和50μm之间、特别优选在2μm和10μm之间，包括边界值。
此外，辐射出射面271不具有电接触部。因此，避免通过辐射能穿透的层、例如金属接触层遮暗的风险。
在示出的实施例中，层堆2借助于连接层6、例如粘接层材料配合地固定在载体5上。载体优选电绝缘地构成。例如，载体能够包含陶瓷，例如含铝的陶瓷、如氮化铝或Al2O3、或氮化硼，或者由这种材料构成。半导体材料、例如硅或锗也能够应用于载体。
在载体5中构成缺口50。在背离层堆2的背侧上，载体5具有第一接触部71、第二接触部72和其他的接触部73以用于显示设备的外部的电接触。第二接触部72例如能够构成为接地接触部。第一连接层231经由引线75与第二接触部导电地连接。经由第一接触部能够输送用于像素的工作电压。
显示设备不具有用于半导体层序列20的外延沉积的生长衬底。因此，生长衬底能够与其光学特性无关地选择。尤其，但是在辐射能穿透的生长衬底中，生长衬底也能够至少部分地、例如以变薄的形式保留在完成的显示设备中。
显示设备1构成为能表面安装的。显示设备的电接触仅经由其背侧进行。因此能够放弃前侧的接触部。
在图1B中示出图解说明各个像素3的布线的电路略图。水平线28说明在具有连接层的半导体层序列2和具有控制电路40的电路层25之间的分隔。与在图1A中所示出的设计方案变型形式不同地，在图1B中示出的设计方案变型形式中，相应的像素3的第一半导体层201经由第一连接层231与分别相关联的开关4导电地连接。像素的第二半导体层202经由第二连接层232与共同的第二接触部72导电地连接。与共同的接触部的导电的连接能够类似于在图1A中经由第二连接层232的连续的设计方案或如在图1B中表明的那样借助于控制电路40进行。
经由其他的接触部73能够输送控制信号，所述控制信号控制像素3的相应的开关4。尤其，接触部73能够用作用于光学图像数据的输入端，所述图像数据例如经由包含在电路层25中的移位寄存器(未示出)输送给开关4。接触部73的数量能够比像素的数量少很多、尤其小于通过矩阵状的显示设备的行数和列数形成的总和。
电路层25的局部在图1C中示意地示出。在电路层25中分别设有留空部250，所述留空部沿竖直方向完全地延伸穿过电路层25。留空部250设为用于建立与像素的导电的连接，在图1C中示例性地用于建立与第二连接层232的导电的连接。在半导体层序列20和电路层25之间、尤其在第二连接层232和电路层25之间构成有第三绝缘层243。
在电路层25的背离半导体层序列20的一侧上构成有第四绝缘层244。在第四绝缘层244的背离电路层25的一侧上构成有开关4的栅电极41。开关还具有其他的电极42。开关4的其他电极42中的一个、例如源电极或漏电极经由传导层43导电地与第二连接层232连接。传导层沿竖直方向延伸穿过电路层25和第三绝缘层243。其他的电极42分别邻接于电路层25的掺杂的区域252。在显示设备的俯视图中，栅电极设置在掺杂的区域252之间。
当然，控制电路40还能够具有其他的器件，例如：例如用于构成采样保持电路(Sample-and-Hold)的电容器、驱动模块、电路元件和/或移位寄存器。尤其，这些元件中的一些元件能够不是与单个像素单独地、而是与多个或所有像素相关联。
对于绝缘层，尤其是第一绝缘层241、第二绝缘层242、第三绝缘层243和第四绝缘层244适合的例如是氧化物、例如氧化硅，氮化物、例如氮化硅或氮氧化物、例如氮氧化硅。单个的绝缘层的编号仅用于简化的描述并且不包含关于制造的顺序或存在的绝缘层的数量的限制。对于构成绝缘层适合的例如是CVD(chemical vapor deposition，化学气相沉积)法，例如蒸镀或ALD(atomic layer deposition，原子层沉积)法或PVD(physical vapor deposition，物理气相沉积)法，例如溅镀。
第一连接层231和第二连接层232能够包含金属和/或TCO材料。第一连接层231优选构成为用于在有源区域200中产生的辐射的镜层26。例如，镜层包含银、铝、铑、钯、镍或铬。所述材料的特征在于在可见光谱范围中和在紫外光谱范围中的高的反射率。对于红外光谱范围例如适合的是包含金或由金构成的镜层。
可选地，如在图1A中示出的，沿放射方向，在像素3的下游分别能够设置有辐射转换元件8a、8b、8c。例如，半导体层序列20、尤其有源区域200在运行中放射在紫外光谱范围中的初级辐射，所述初级辐射借助于辐射转换元件8a、8b、8c尤其完全地转换为在蓝色、红色或绿色光谱范围中的次级辐射。替选地，初级辐射能够位于蓝色光谱范围中。在此情况下能够放弃辐射转换元件8a。当然，这种辐射转换元件也能够应用在下文所描述的实施例中。然而，为了简化地示出，在其他附图中未示出这些辐射转换元件。
在图1D和1E中分别示出投影设备10的一个实施例。为了简化的视图，未示出能够如结合图1A至1C以及下述附图所描述地那样构成的投影设备1的细节。投影设备10分别包括在显示设备10的光路中的光学元件9。
在图1D中示出的实施例中，显示设备的像素分别具有辐射转换元件8a、8b、8c，所述辐射转换元件如上文所描述地那样转换在运行时产生的辐射。在此，显示设备的像素的数量是能光学示出的像素的数量的三倍大，使得在投影设备运行时产生多色的图像。
与图1D中所示出的实施例不同地，投影设备10包括三个显示设备1，所述显示设备分别设为用于产生在一个波长范围中的辐射。显示设备的像素的数量分别等于能光学示出的像素的数量。在显示设备的光路中分别设置有用于所有显示设备的共同的辐射转换元件8a、8b、8c。由显示设备1放射的辐射借助于叠加装置91叠加成共同的多色的图像。叠加装置例如能够借助于十字形的二色性覆层的棱镜形成。
在图2中示出的第二实施例基本上对应于结合图1所描述的第一实施例。与此不同地，显示设备1构成为器件，所述器件不在背侧上、而是在前侧上能从外部电接触。因此，第一接触部71、第二接触部72和其他的接触部73(未详细示出)设置在电路层25的与半导体层序列20相同的一侧上。显示设备的这种设计方案也适合于下文中所描述的实施例。
在图3中示出的第三实施例与结合图1A至1C所描述的第一实施例的不同之处尤其在于，在相邻的像素3之间没有构成凹槽。因此，半导体层序列20连续地在像素之上延伸。能够放弃用于构成有源区域200的单个区段的结构化步骤。这种连续的半导体层尤其适合于下述情况：与开关4连接的第一或第二半导体层的横向导电率小至使得在载流子注入时发射辐射的区域的横向扩展基本上由相关的连接层的扩展确定。典型地，在基于AlInGaN的半导体层序列中，p型传导的半导体材料具有比n型传导的半导体材料更小的横向导电率，使得连续的、与开关4连接的半导体层适宜地p型传导地构成。
单个像素的电接触如结合图1B所描述地那样进行。因此，第一半导体层201经由第一连接层231分别与相关的开关4导电地连接。第二连接层232形成用于显示设备1的所有像素3的共同的接触部。
在图4A和4B中示出的第四实施例基本上对应于结合图3所描述的第三实施例。与其不同的是，半导体层序列20不具有凹部21，所述凹部延伸穿过有源区域200。因此，半导体层序列20沿横向方向完全未结构化。为了电接触第二半导体层202，第二连接层232在辐射出射面271之上延伸并且在半导体层序列20的侧向在将半导体层序列沿横向方向限界的侧面205之上引导。为了避免电短路，侧面205至少在有源区域200的高度上并且在第一半导体层201的高度上由第一绝缘层241覆盖。第一绝缘层241设置在侧面205和第二连接层232之间。在本实施例中，第二连接层232优选包含TCO材料、例如ITO或ZnO。
在图4B中示出的电路略图除了借助共同的接触部72接触第二半导体层202之外对应于在图1B中示出的电路略图。
在图5A和5B中示出的第五实施例基本上对应于结合图1A至1C所描述的第一实施例。尤其，开关4分别如结合图1B所描述的那样经由第一连接层231与像素3的第一半导体层201导电地连接。
与第一实施例不同地，第二半导体层202的电接触经由在像素3之间构成的凹槽22进行。凹槽延伸穿过第一半导体层201和有源区域200并且在第二半导体层中终止。第二连接层232在凹槽中与第二半导体层202导电地连接。因此，第二半导体层的接触分别沿着像素的环周进行。第二连接层局部地覆盖区段30的侧面301。在显示设备的俯视图中，第二连接层采用尤其金属网格的形式。因此，能够放弃对凹槽附加地设置的穿过有源区域200的凹部。因此，相对于在半导体层序列中具有凹部的设计方案，增大镜层26的面积。
为了避免电短路，在第二连接层232和有源区域200之间构成有第一绝缘层241。
第二连接层232能够构成为辐射能穿透的或辐射不能穿透的。在辐射不能穿透的、例如借助于金属层的设计方案中，在相邻的像素之间的光学串扰能够借助于第二连接层232抑制或至少减小。
在图5B中示出的电路略图除了第二半导体层202的边缘侧的接触之外对应于在图1B中示出的电路略图。
在图6A至6C中示出的具有三个设计方案变型形式的第六实施例基本上对应于结合图5A和5B所描述的第五实施例。与其的区别在于，凹槽22完全沿竖直方向延伸穿过半导体层序列20。因此，能够更进一步地减小在相邻的像素之间的光学串扰。
在图6A中示出的设计方案变型形式中，第二半导体层202具有突出部203。突出部局部地覆盖第二连接层232。因此，简化了在第二连接层和第二半导体层之间的可靠的电接触。第一绝缘层241朝向辐射出射面271的方向延伸至突出部203。
在图6C中示出的设计方案变型形式中，第二连接层232附加地具有另一个子层233。另一个子层能够如结合图4A所描述的那样整面地构成在辐射出射面271上并且在凹槽的区域中邻接于第二连接层的设置在凹槽中的子层。由此，能够进一步简化像素的横向均匀的通电。
在图6B中示出的设计方案变型形式中，另一个子层233分别在区段30的整个侧面301之上延伸。此外，第一绝缘层241完全地覆盖区段的侧面。
在图7中示出的第七实施例中，单个像素3的电接触对应于结合图4A和4B所描述的第四实施例。在图7中示出的实施例中，与之前的实施例不同地进行半导体层序列20的沉积，使得半导体层序列的横向的结构化在外延沉积时已经出现。为此，在外延沉积时，施加掩膜层2011。第二半导体层生长穿过掩膜层的开口2012。因此，之后的像素的位置已经经由掩膜层固定。尤其，每个像素与刚好一个开口相关联。在横截面中，有源区域200具有沿竖直方向由掩膜层2011限界的U形结构。因此，能够放弃用于例如借助于湿法化学法或干法化学法分开有源区域200的随后的结构化。由此，能够避免在这种结构化过程中出现的并且能够减少单个像素的辐射功率的缺陷。
在示出的实施例中，有源区域200和第一半导体层201沉积在第二半导体层202上，使得第一半导体层201沿横向方向伸出第二半导体层202。尤其，第二半导体层202的侧面2020由有源区域200和第一半导体层201覆盖。通过所描述的类型的沉积，能够增大有源区域200的能用于辐射产生的面积。
第一半导体层201和第二半导体层202局部地邻接于掩膜层2011。第一半导体层201连续地在相邻的像素3之上延伸。在制造时，进行第一半导体层201的生长，使得所述层的首先横向彼此分开的子区域共同生长。
在显示设备1的俯视图中，掩膜层2011的开口2012和像素3的相应的第一连接层231重叠。
此外，在示出的实施例中，辐射出射面具有用于提高耦合输出效率的结构化部12。结构化部例如能够是粗糙部。这种结构化部也能够应用在前述实施例中。
用于制造显示设备的方法的一个实施例在图8A至8E中根据示意地以剖视图示出的中间步骤示出。显示设备的制造示例性地针对如结合图1A至1C所描述地那样构成的显示设备进行。
附图分别仅示出显示设备的局部。在制造中，多个相同类型的显示设备能够并排地在一个晶片复合件中制造。在制造方法结束之后，晶片复合件能够分割为多个显示设备。
如在图8A中示出的，具有有源区域200、第一半导体层201和第二半导体层202的半导体层序列20外延地、例如借助于MOVPE或MBE沉积在生长衬底29上。在外延的沉积之后，构成多个凹部21，其中凹部穿过第一半导体层201和有源区域200延伸到第二半导体层202中。
在半导体层序列20的背离生长衬底29的一侧上沉积有第一连接层231。替选地，凹部21也能够在第一连接层231沉积之后构成。
在半导体层序列20的背离生长衬底29的一侧上，第一绝缘层241结构化地构成为，使得第二半导体层202在凹部21的区域中至少部分地露出。
随后，第二连接层232在第一绝缘层241上沉积并且横向地结构化。第二连接层在凹部21的区域中邻接于第二半导体层202。
在连接层231、232上沉积有第三绝缘层243。随后，例如借助于PECVD法沉积无定形的半导体层251。这样构成的层堆2在图8B中示出。
为了提高载流子迁移率，将无定形的半导体层251至少局部地再结晶。这例如能够通过借助激光束对表面进行扫描实现。
借助于这样形成的电路层25，如在图8C中所示出的那样，控制电路40由多个开关4形成。为了简化地示出，在图8C中未详细地示出设为用于构成控制电路的、例如用于构成开关4的栅电极和其他电极(参见图1C)的附加的绝缘和金属化层。构成具有控制电路40的电路层25尤其包括：
-露出第一连接层231和第二连接层232；
-沉积用于开关的电极42、例如源电极和漏电极，并且将电极与相关的连接层连接；以及
-沉积氧化层(在图1C中的第四绝缘层244)，在所述氧化层上随后施加栅电极41。
此外，电路层的构成也能够包括掺杂的区域252例如通过离子注入的构成。
在构成控制电路40之后，层堆2借助于连接层6固定在载体5上(图8D)。因此，还在进行在载体5上的固定之前，显示设备的单个的像素已经分别与开关相关联。为了从载体5的背离层堆2的一侧电接触显示设备，在载体5的背侧上构成第一接触部71、第二接触部72和其他的接触部73。所述接触部经由缺口50与电路层25导电地连接。缺口50的构成能够在将载体5固定在层堆2上之前或之后进行。
在将层堆2固定在载体5上之后，移除生长衬底29。这例如能够机械地、例如借助于磨光、研磨或抛光和/或化学地、例如借助于湿法化学的或干法化学的蚀刻或借助于激光剥离工艺(Laser Lift Off，LLO)进行。为了将有源区域200划分为单个区块30，例如借助于湿法化学的或干法化学的蚀刻构成凹槽22。与所描述的实施例不同地，凹槽22也能够在将层堆2固定在载体5上之前、尤其还也在第三绝缘层243和无定形的半导体层251构成之前构成。
为了制造其中有源区域200不划分为区段30的显示设备，也能够完全地放弃凹槽22的构成。
在构成凹槽之后，区段301的侧面、尤其有源区域200的露出的部分设有第二绝缘层242。
与所描述的实施例不同地，生长衬底29也能够完全地或部分地、例如以变薄的形式保留在显示设备中。
借助所描述的制造方法，能够制造显示设备，其中产生辐射的半导体层、尤其有源区域200和设为用于电控制的层、尤其电路层25集成在共同的层堆中。因此，不需要耗费的压焊过程，其中预制的像素和预制的控制电路必须非常准确地、即以小于或等于相邻的像素的中心距离的调整准确性定位。与此相比，对将层堆2固定在载体5上仅提出尽可能与各个像素的大小无关的相对小的调整要求。
本申请要求德国专利申请102012112302.0的优先权，其公开内容通过参引结合于此。
本发明不受根据实施例进行的描述的限制。更确切地说，本发明包括每个新的特征以及特征的任意组合，这尤其包含权利要求中的特征的任意组合，即使所述特征或所述组合本身并未详细地在权利要求中或实施例中给出时也如此。

Claims (20)

1.一种具有层堆(2)的显示设备(1)，所述层堆具有：带有设为用于产生辐射的有源区域(200)的半导体层序列(20)；和电路层(25)，其中
所述半导体层序列形成多个像素(3)并且在所述电路层中为每个像素构成有开关(4)，所述开关与相应的所述像素导电地连接。
2.根据权利要求1所述的显示设备，
其中所述显示设备不具有在所述半导体层序列和所述电路层之间的材料配合的连接。
3.根据权利要求1或2所述的显示设备，
其中所述电路层具有多晶的半导体材料或无定形的半导体材料，所述多晶的半导体材料或无定形的半导体材料对于至少一种载流子类型具有至少100cm2/Vs的载流子迁移率。
4.根据上述权利要求中任一项所述的显示设备，
其中所述半导体层序列和所述电路层沿着横向方向分别具有带有单位单元的周期性重复的结构，其中沿所述横向方向，所述电路层(259)的单位单元的扩展等于所述电路层(209)的单位单元的扩展。
5.根据上述权利要求中任一项所述的显示设备，
其中在所述显示设备的俯视图中，所述像素分别完全地覆盖相关联的所述开关。
6.根据上述权利要求中任一项所述的显示设备，
其中所述层堆具有镜层(26)，所述镜层设置在所述半导体层序列和所述电路层之间。
7.根据上述权利要求中任一项所述的显示设备，
其中所述半导体层序列固定在载体(5)上并且在所述半导体层序列和所述载体之间设置有所述电路层。
8.根据上述权利要求中任一项所述的显示设备，
其中所述有源区域连续地在所述像素之上延伸。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的显示设备，
其中所述有源区域划分为分别形成像素的各个区段(30)。
10.根据权利要求9所述的显示设备，
其中所述区段沿着所述区段的环周被电接触。
11.根据上述权利要求中任一项所述的显示设备，
其中所述半导体层序列具有至少一个凹部(21)，所述凹部从所述电路层起延伸穿过所述有源区域(200)。
12.根据权利要求11所述的显示设备，
其中每个像素具有至少一个凹部(21)，所述凹部从所述电路层起延伸穿过所述有源区域(200)。
13.根据上述权利要求中任一项所述的显示设备，
其中所述像素在所述有源区域的一侧上与共同的连接层(231，232)连接。
14.根据权利要求13所述的显示设备，
其中所述共同的连接层全面地在所述半导体层序列的辐射出射面(271)之上延伸。
15.根据上述权利要求中任一项所述的显示设备，
其中所述有源区域在第一半导体层(201)和第二半导体层(202)之间构成并且所述第一半导体层至少局部地覆盖所述第二半导体层的侧面(2020)。
16.根据上述权利要求中任一项所述的显示设备，
其中沿放射方向在所述像素的下游至少部分地设置有辐射转换元件(8a，8b，8c)。
17.一种投影设备，所述投影设备具有根据上述权利要求中任一项所述的显示设备和光学元件，所述光学元件沿放射方向设置在所述显示设备的下游。
18.一种用于制造具有多个像素(3)的显示设备(1)的方法，其中将层堆(2)构成为具有：半导体层序列(20)，所述半导体层序列具有设为用于产生辐射的有源区域(200)并且所述半导体层序列形成所述像素(3)；和电路层(25)，在所述电路层中为每个像素构成开关(4)，其中将所述电路层和所述半导体层序列相叠地沉积。
19.根据权利要求18所述的方法，
其中为了构成所述电路层，将无定形的半导体层(251)沉积并且随后再结晶。
20.根据权利要求18或19所述的方法，
其中制造根据权利要求1至16中任一项所述的显示设备。
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