CN107464822B - 显示设备、用于制造显示设备的方法和像素化的前照灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示设备、用于制造显示设备的方法和像素化的前照灯。该显示设备具有半导体层序列(2)，半导体层序列具有设为用于产生辐射的有源区域(20)并且形成多个像素(2a，2b)。此外，显示设备具有载体(5)，有源区域(20)设置在第一半导体层(21)和第二半导体层(22)之间。半导体层序列(2)具有至少一个凹部(25)，凹部从半导体层序列(2)的朝向载体(5)的主面(27)穿过有源区域(20)延伸进入到第一半导体层(21)中并且设为用于电接触第一半导体层(21)。载体(5)具有多个开关(51)，开关分别设为用于控制至少一个像素(2a，2b)。此外，本发明提出一种用于制造这种显示设备的方法。

Description

显示设备、用于制造显示设备的方法和像素化的前照灯
本发明申请是于申请日为2012年12月11日提交的、申请号为201280064059.6(国际申请号为PCT/EP2012/075080)以及发明名称为“显示设备和用于制造显示设备的方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明提出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
具有少量像素的LED显示设备能够通过以复合方法进行操控来实现，其中对于每个像素将接触部成行地和将接触部成列地向外引导并且引向控制装置。在所述方法中仅能够在时间上依次操控像素，这在像素的数量增多的情况下对于显示设备的无闪烁的总亮度而言总是需要流过像素的更高的电流。
发明内容
待实现的目的是，提出一种显示设备，所述显示设备能够实现具有高的分辨率和高的重复频率的图像生成。此外，应提出一种方法，借助所述方法有效并且简单地制造显示设备。
所述目的通过根据本发明的实施例的主题来实现。设计方案和适当方案从后续的描述中得到。
根据一个实施方式，显示设备具有半导体层序列，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形成多个像素。显示设备此外具有载体。有源区域设置在第一半导体层和第二半导体层之间，其中第一半导体层和第二半导体层适当地具有彼此不同的传导类型。半导体层序列具有至少一个凹部，所述凹部从半导体层序列的朝向载体的主面穿过有源区域延伸进入到第一半导体层中并且设为用于电接触第一半导体层。载体具有多个开关，所述开关分别设为用于控制至少一个像素。
优选每个像素关联有恰好一个开关。在显示设备运行时，每个像素能够借助于相关联的开关来操控。因此，在运行时能够同时操控多个像素，尤其能够同时操控所有的像素。
在制造显示设备时，像素优选从共同的半导体层序列中得出。这表示，各个像素的半导体层、特别是有源区域关于其材料组成和其层厚度除了制造相关的波动之外是相同的，所述波动沿横向方向在半导体晶片范围出现。
在一个优选的设计方案中，将用于半导体层序列的生长衬底完全地或至少局部地移除或者完全地或至少局部地打薄。载体能够机械地稳固半导体层序列，以至于对此不再需要生长衬底。优选地，显示设备完全不具有生长衬底。因此，在显示设备的运行中在相邻的像素之间的光学串扰的危险能够降低。然而，与此不同地，仅将生长衬底打薄成预设的剩余厚度也是足够的。
在一个优选的设计方案中，显示设备具有第一连接层，所述第一连接层在至少一个凹部中与第一半导体层导电地连接。第一连接层能够设置在半导体层序列和载体之间。借助于第一连接层，能够从半导体层序列的朝向载体的一侧电接触第一半导体层。此外优选地，在载体和半导体层序列之间设置有第二连接层，所述第二连接层局部地与第二半导体层导电地连接。优选地，第二连接层的至少一个导电连接的区域横向地完全包围至少一个凹部。第一连接层和/或第二连接层或者至少一个子层优选构成为对于在有源区域中在运行中待产生的辐射是反射性的。对于在有源区域中产生的辐射，优选地，反射率为至少50％，尤其优选为至少70％。
在显示设备的俯视图中，第一连接层和第二连接层能够重叠。此外，第二连接层能够局部地设置在半导体层序列和第一连接层之间。替选地，第一连接层和第二连接层能够不重叠地设置。第一连接层和/或第二连接层此外能够单层地或者多层地构成。特别地，在一个多层的设计方案中，第一连接层和/或第二连接层能够包含TCO材料(TransparentConductive Oxide，透明导电氧化物)。
连接层中的一个能够对于像素形成共同的电接触部。第一连接层例如能够为第一半导体层形成共同的电接触部，并且像素的第二半导体层能够借助于第二连接层分别与开关中的一个导电地连接或者反之。借助用于多个像素、特别是用于所有的像素的共同的电接触部，能够减少像素整体上所需要的接触的数量。
在一个设计方案变型形式中，有源区域连续地延伸经过多个像素、特别是所有的像素。也就是说，有源区域连贯地构成并且仅通过至少一个凹部中断。因此，能够放弃用于隔断各个像素的有源区域的附加的制造步骤。
在一个替选的设计方案变型形式中，有源区域划分为多个区段，这些区段分别形成像素。
相邻的像素之间的划分例如能够分别借助于沟槽来形成，所述沟槽至少隔断有源区域。特别地，沟槽能够隔断整个半导体层序列。
替选地，沟槽也能够仅在第一半导体层中构成。也就是说，沟槽没有隔断有源区域。借助于这种沟槽，能够改进像素之间的光学分隔，而不会隔断有源区域。
在制造时，区段从共同的半导体层序列中得出。这些区段的半导体层序列的组成和层厚度因此除了在外延沉积时的生产引起的波动之外是相同的。
借助于划分成区段，能够简化地实现相邻的像素之间的载流子注入的分离。
在一个设计方案中，至少一个凹部至少局部地沿着区段的环周伸展。特别地，凹部能够在整个环周上环绕区段。借助于凹部，各个像素能够沿着其环周、特别是沿着其整个环周来电接触，例如借助于第一连接层来电接触。第一连接层能够设置在相邻的像素之间的凹部的区域中并且例如网格状地构成。第一连接层为区段的第一半导体层尤其形成共同的电接触部。
在一个改进方案中，至少一个区段的侧面、特别是多个或者所有的区段的侧面具有相对于显示设备的辐射出射面平行地或者基本上平行地、大致以至多10°的角度伸展的突出部，在所述突出部中电接触第一半导体层。特别地，第一连接层在突出部的区域中邻接于第一半导体层。
在另一个设计方案中，一个像素的第一半导体层与相邻的像素的第二半导体层导电地连接。因此，所述相邻的像素彼此串联地电连接。
在一个优选的改进方案中，开关在一侧上与像素的第一半导体层导电地连接并且在另一侧上与像素的第二半导体层导电地连接。因此，借助于开关，能够电跨接相关联的像素。因此，也能够在一个或多个像素的电串联电路中实现各个像素的单独的可操控性。优选地，串联连接的像素中的每一个都具有用于电跨接的开关。
凹部的数量特别是能够取决于显示设备的使用目的和各个像素的大小在大的范围中改变。特别地，在第一半导体层连续地伸展经过所有的像素的设计方案中，唯一的凹部对于整个显示设备已经能够是足够的。即使在网格状地在各个像素之间构成的凹部的情况下，唯一的凹部也是足够的。然而，对于沿着横向方向、也就是说沿着在半导体层序列2的半导体层的主延伸平面中伸展的方向的均匀的电流注入而言，取决于第一半导体层的横向电导率优选地设有多个凹部。优选地，凹部的数量至少与像素的数量一样大。这不仅在第一半导体层经由第一连接层与开关连接的设计方案中、而且在第一连接层连续地伸展经过像素的设计方案中应用。特别地，在各个像素的相对大的横向扩展的情况下，每个像素两个或更多个凹部也能够是适当的。因此，简化了在横向方向上均匀地将载流子注入到像素的有源区域中。
在一个优选的设计方案中，在半导体层序列的背离载体的一侧上设置有辐射转换元件。辐射转换元件优选设为用于：将在有源区域中产生的具有第一峰值波长的辐射的至少一部分转换为具有与第一峰值波长不同的第二峰值波长的次级辐射。
辐射转换元件能够连续地延伸经过多个像素、特别是经过所有的像素。替选地，辐射转换元件能够具有多个区段，至少一个像素分别与所述区段相关联。例如，各三个或者多个像素能够组合成三色单元，所述三色单元设为用于产生在红色的、绿色的和蓝色的光谱范围中的辐射。这种显示设备适合于全彩地显示不运动的或者运动的图像。
在用于制造具有多个像素的显示设备的方法中，提供半导体层序列，所述半导体层序列具有设为用于产生辐射的有源区域。为每个像素在半导体层序列上构成连接面。提供具有多个开关的载体。半导体层序列相对于载体定位成，使得每个开关关联有一个连接面。在连接面和开关之间建立导电连接。用于半导体层序列的生长衬底被完全地或者局部地移除。
所述方法不必一定以在上文中列举的顺序执行。
移除生长衬底优选在建立连接面和开关之间的导电连接之后进行。因此，在这种情况下，在显示设备的像素已经与载体的相关的开关连接之后，才进行生长衬底的移除。
替选地，也已经能够在不同于生长衬底的用作为中间载体的辅助载体上提供半导体层序列。辅助载体能够在将载体固定在半导体层序列上并且承担该任务之前用于机械地稳固半导体层序列。在固定在载体上之后能够移除辅助载体。
此外优选地，在晶片复合件中同时进行多个显示设备的制造，其中多个显示设备通过分割晶片复合件得到，例如通过锯割或者借助于激光分离法。分割成显示设备优选在建立连接面和开关之间的导电连接之后才进行并且尤其优选在移除用于半导体层序列的生长衬底之后才进行。
所描述的方法尤其适合于制造在上文中所描述的显示设备。结合显示设备所详述的特征因此也能够用于所述方法并且反之亦然。
附图说明
其它的特征、设计方案或者适当方案从下文中结合附图对实施例的描述中得出。
附图示出：
图1至7分别示出显示设备的一个实施例的示意剖视图；以及
图8A至8D借助于示意性地在剖视图中示出的中间步骤示出用于制造显示设备的方法的一个实施例。
相同的、相同类型的或者起相同作用的元件在附图中设有相同的附图标记。
附图和在附图中示出的元件彼此间的大小关系不视为是按比例的。更确切地说，为了更好的可视性和/或为了更好的理解，能够夸张大地示出个别元件。
具体实施方式
在图1中示意性地在剖视图中示出显示设备1的第一实施例。显示设备具有多个像素，所述像素并排地、特别是矩阵状地设置。为了简化地示出，在附图中示出显示设备的具有第一像素2a和第二像素2b的一部分。
显示设备1具有半导体层序列2。半导体层序列具有设为用于产生辐射的有源区域20，所述有源区域在竖直方向上在主面27和辐射出射面29之间延伸。有源区域设置在第一传导类型的第一半导体层21和与第一传导类型不同的第二传导类型的第二半导体层22之间。例如，第一半导体层能够构成为是n型传导的并且第二半导体层能够构成为是p型传导的或者反之。在半导体层序列2中构成有多个凹部25，所述凹部从主面穿过第二半导体层22和有源区域20延伸进入到第一半导体层21中。
有源区域20能够设为用于产生在可见光谱范围中、在紫外光谱范围中或者在红外光谱范围中的辐射。特别地，有源区域能够具有量子阱结构，例如多量子阱结构。
半导体层序列2、特别是有源区域20优选具有III-V族化合物半导体材料。半导体材料特别是能够包含至少一种出自Ga、Al和In的III族元素和至少一种出自N、P和As的V族元素。
III-V族化合物半导体材料适合于在紫外(AlxInyGa1-x-yN)光谱范围中经过可见(AlxInyGa1-x-yN，尤其针对蓝色的至绿色的辐射，或者AlxInyGa1-x-yP，尤其针对黄色的至红色的辐射)光谱范围直到在红外(AlxInyGa1-x-yAs)光谱范围中产生辐射。在此相应地适用的是0≤x≤1，0≤y≤1和x+y≤1，特别地，其中x≠1，y≠1，x≠0和/或y≠0。借助尤其来自所述材料系统的III-V族半导体材料，还能够在产生辐射时实现高的内部量子效率
显示设备1此外具有载体5，在所述载体上设置并且固定有半导体层序列2。在载体5中集成有多个开关51，所述开关例如能够构成为单独的晶体管或者构成为具有多个晶体管和电容器的电路。在载体5的朝向半导体层序列2的主面50上，各一个接触区域54与开关51相关联，所述接触区域设为用于与半导体层序列的像素2a、2b电连接。在相邻的接触区域54之间在主面50上构成各一个绝缘区域53，所述绝缘区域将接触区域54彼此电分隔。在载体5中此外构成引线52，经由所述引线，显示设备的像素能够经由电控制电路来操控。
载体5例如能够构成为硅载体，其中开关51例如能够以CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)技术来构造。除了开关51之外，载体也能够具有其它的用于操控显示设备1的电子部件，例如移位寄存器或者可编程逻辑器件。
除了电操控像素2a、2b，载体5用于半导体层序列2的机械稳固。用于优选外延沉积半导体层序列的生长衬底对此不再是必需的从而能够在制造显示设备时移除。
此外，半导体层序列也导热地与载体5连接，以至于在运行中产生的废热能够有效地经由载体导出。适合于建立连接的例如是焊接，例如借助于焊料膏、银烧结物的焊接，直接接合法或者通过对接触凸起(隆起部)的接触，其中在各个接触凸起之间能够构成有用于提高机械稳定性的底部填充材料(Underfill，底部填充)。
为了将半导体层序列2的像素2a、2b与载体5电连接，在半导体层序列2和载体5之间设置有第一连接层31和第二连接层32。第一连接层31延伸穿过凹部25并且设为用于电接触第一半导体层21。相应地，第二连接层32设为用于电接触第二半导体层22并且直接邻接于第二半导体层。连接层优选金属地构成并且此外优选构成为对于在有源区域20中产生的辐射是反射性的。例如，银的特征在于在可见光谱范围和紫外光谱范围中的尤其高的反射率。替选地，也能够应用其它金属，例如铝、镍、金、铑或者钯，或者应用具有所提到的材料中的至少一种的金属合金，例如银-钯合金或者Au:Ge。
连接层31、32也能够多层地构成。在多层的设计方案中，连接层31、32的子层也能够包含TCO材料，例如铟锡氧化物(ITO)或者氧化锌。
在显示设备1的俯视图中，第一连接层31和第二连接层32局部地重叠。因此，第二连接层32能够在相对大的区域中直接邻接于第二半导体层22并且因此反射由有源区域20在朝向载体5的方向上放射的辐射的绝大部分，以至于这些辐射份额能够通过辐射出射面29射出。在所示出的实施例中，第二连接层32为每个像素2a、2b形成连接面35，所述连接面与相关的开关51的接触区域54连接。第一半导体层21连续地借助于第一连接层31电接触，以至于第一连接层为显示设备的所有的像素2a、2b形成共同的接触部并且直接与引线52连接。
共同的接触部能够在一个或多个部位上与引线52连接或者直接从显示设备1中引出来。
在第一连接层31和第二连接层32之间设置有第一绝缘层41，例如氧化硅层。绝缘层用于第一连接层31和第二连接层32之间的电绝缘以及用于第一连接层与第二半导体层22和有源区域20在凹部25的区域中电绝缘。半导体层序列2的侧面、特别是有源区域20被第二绝缘层42覆盖。
在显示设备1运行时，像素2a、2b能够经由开关51彼此无关地并且特别是同时运行。与像素成行地以及成列地与接触线路连接的设计方案不同，像素的数量能够提高，而对此在预设的重复频率的情况下不必减小对于每个像素的切换时间。因此，对于像素的相同的亮度而言，不必提高流过像素的电流。
在所示出的实施例中，半导体层序列2连续地延伸经过像素2a、2b。有源区域20因此构成为连贯的区域。像素的横向扩展在该实施例中基本上经由第二连接层32的横向扩展得出。
凹部25的数量能够取决于像素的大小和第一半导体层的横向电导率在大的范围中改变。也就是说，不同于所示出的实施例，并非每个像素都必须具有一个自身的凹部25或者甚至多个自身的凹部25。更确切地说，多个并排设置的像素也能够具有共同的凹部25。在极端情况中，单独的凹部对于整个显示设备而言能够是足够的。
各个像素2a、2b的棱边长度能够在大的范围中改变。棱边长度例如能够位于1μm和1mm之间，其中包括边界值。为了构成例如用于机动车辆中的自适应前照灯系统(adaptivefront lighting system，AFS)的像素化的前照灯，棱边长度例如优选位于20μm和150μm之间，其中包括边界值。对投影显示而言，棱边长度优选位于1μm和5μm之间，其中包括边界值。
相邻的像素之间的不发射的间距能够位于0.5μm和20μm之间，其中包括边界值。
特别适合于像素2a、2b和载体5的接触区域54之间的连接的是金属，例如金、银、铜、镍，或者具有所提到的材料中的至少一种的金属合金，例如金-锡、铜-银-锡、铟-锡或者镍-锡。
在图2中示意性地示出的第二实施例基本上相应于结合图1所描述的第一实施例。对此的不同之处在于，第二连接层32对于显示设备1的所有的像素2a、2b形成共同的接触部。第一连接层31分别形成连接面35，所述连接面与同相应的像素相关联的开关51导电地连接。
此外，在半导体层序列的辐射出射面29上构成有辐射转换元件6。在所示出的实施例中，辐射转换元件构成为连贯的元件，所述元件具有多个区段6a、6b。恰好一个区段与每个像素相关联。在相邻的区段之间分别构成有分隔板61。借助于分隔板，区段6a、6b能够彼此光学绝缘。因此，提高了像素2a、2b之间的光学分隔。
对于设为用于显示全彩的静止的或者运动的图像的显示设备而言，区段6a、6b能够设为用于产生具有彼此不同的峰值波长的次级波长的辐射。
借助于三个区段6a、6b，例如能够形成用于产生在红色的、绿色的和蓝色的光谱范围中的辐射的三色单元。当然也能够考虑的是，不连贯地构成辐射转换元件6并且将辐射转换元件以彼此机械分隔的各个区段的形式施加到相应的像素2a、2b上。
辐射转换元件6能够以预制的形式固定在辐射出射面29上或者直接构成在辐射出射面上。此外，辐射转换元件例如能够借助于陶瓷颗粒、量子点或者有机分子来形成。所述陶瓷颗粒、量子点或者有机分子能够嵌入到基体材料、例如聚合物基体材料、例如硅树脂或者环氧化物或者具有硅树脂和环氧化物的混合材料中。替选地，辐射转换元件也能够形成为陶瓷的辐射转换元件，其中设为用于转换辐射的颗粒仅例如通过烧结形成陶瓷或者借助于其它的材料组合成陶瓷。
对于像素化的前照灯，辐射转换元件6的区段6a、6b也能够构成为是相同类型的。例如，这些区段能够设为用于从在有源区域20中产生的蓝色的辐射到在黄色的光谱范围中的次级辐射的辐射转换，以至于对于人眼而言放射显现白色的光。
在图3中示意性示出的第三实施例基本上相应于结合图2所描述的第二实施例。对此的不同之处在于，相邻的像素2a、2b借助于沟槽26彼此分隔。沟槽从辐射出射面29至少延伸穿过有源区域、优选穿过整个半导体层序列2。能够借助于沟槽简化地将像素2a、2b光学地和电学地彼此分隔。为了纯光学地分隔像素，沟槽也能够仅从辐射出射面29延伸进入到第一半导体层21中，而不穿通有源区域20。这种沟槽也能够在例如结合图1所描述的连续的第一半导体层21中应用。
沟槽的侧面被第二绝缘层42覆盖。沟槽26能够是未填充的或者是由填充材料填充的。填充材料能够构成为对在有源区域20中产生的辐射是可穿透的、吸收性的或者反射性的。借助吸收性的或者反射性的填充材料，能够提高在相邻的像素之间的光学分隔。例如，电介质材料、例如聚合物材料适合于作为用于沟槽的透明的或者吸收性的填充材料。作为反射性的材料能够应用金属层或者用反射性的颗粒、例如二氧化钛填充的塑料。在将电介质材料用作为填充材料时，也能够弃用沟槽42的侧面上的第二绝缘层42。
在所示出的实施例中，辐射转换元件6构成为连续的元件，所述元件延伸越过像素2a、2b。辐射转换元件特别是能够一件式地构成。显然，也能够应用如结合图2所描述的那样构成的辐射转换元件。通常结合图2和3所描述的辐射转换元件6适合于结合所有的实施例所描述的显示设备，即使这些辐射转换元件为了简化的视图没有在所有的实施例中详细地示出时也是如此。
此外，与在图2中示出的实施例不同地，像素2a具有更多的用于接触第一半导体层21的凹部25。每个像素更多的凹部特别适合于具有相对大的像素2a、2b的显示设备，例如在用于像素化的前照灯的显示设备中。
在图4中示出的实施例基本上相应于结合图3所示出的实施例。对此的不同之处在于，每个像素2a、2b分别具有恰好一个凹部25。因此，各个像素的大小进而相邻的像素之间的中部间距也能够最小化。这类显示设备1尤其适合于作为用于投影显示器的光源。
在图5中示出的第五实施例与之前的实施例的不同之处特别是在于，各个像素2a、2b彼此电串联地连接。也就是说，像素2a的第一半导体层21经由连接层31、32与相邻的像素2b的第二半导体层22导电地连接。开关51在一侧上、例如在晶体管的源极端子上经由第一连接层31与第一半导体层21导电地连接，并且在另一侧上、例如在所述晶体管的漏极端子上经由第二连接层32与第二半导体层22导电地连接。因此，在开关的闭合状态中，相关的像素电短路进而不发射辐射。在开关51的打开状态中，载流子到达到该像素的有源区域20中并且在该处复合以发射辐射。换言之，载体5的能切换的跨接部与每个像素相关联，以至于尽管存在各个像素的串联电路，仍能够借助于开关51单独地操控各个像素2a、2b。通过这种连接，能够减少所需要的引线52的数量。此外，流过显示设备的电流对于所有的像素保持恒定。
在图6中示意性地示出显示设备的第六实施例。所述第六实施例基本上相应于结合图1所描述的第一实施例。与此的不同之处在于，第一半导体层21对于每个像素经由第一连接层31分别与开关51电连接，并且第二半导体层22经由第二连接层32对于每个像素分别与另一个开关55电连接。因此，每个像素关联有两个开关。因此，显示设备1不具有用于像素的共同的接触部。像素能够完全彼此无关地接触。
在图7中示意性地示出显示设备的第七实施例。所述第七实施例基本上相应于结合图4所描述的第四实施例。
与此的不同之处在于，第一连接层31为像素2a、2b的第一半导体层21形成共同的电接触部。像素的第二半导体层22借助于第二连接层分别与开关51中的一个导电地连接。
凹部25对于各个像素2a、2b分别沿着其环周伸展，在所述凹部中，第一连接层31与第一半导体层导电地连接。设置在凹部中的第一连接层在显示设备1的俯视图中在相邻的像素之间伸展。到第一半导体层21中的载流子注入因此能够经由各个像素的整个环周来进行。为了使第一连接层31与有源区域20并且与第二半导体层22电绝缘，绝缘层41局部地覆盖区段的侧面201。
在显示设备的俯视图中，用于电接触第一半导体层21的凹部25和设置在像素2a、2b之间的沟槽26重叠。也就是说，横向与沟槽间隔开的用于电接触的凹部不是必需的。
此外，第一连接层31网格状地在像素2a、2b之间伸展。因此，避免了或者至少减少了在相邻的像素之间的所不期望的光学串扰。适当地，第一连接层具有至少一个金属层，所述金属层对于在运行中产生的辐射是不可穿透的、特别是反射性的。
第一连接层31仅在像素2a、2b的侧面201上邻接于第一半导体层21。辐射出射面29不具有第一连接层31。因此，避免了辐射出射面的遮暗。与此不同地，第一连接层能够在竖直方向上延伸直至辐射出射面并且部分地覆盖所述辐射出射面。例如，第一连接层能够分别框架状地在像素的辐射出射面上构成。此外，也能够考虑的是，第一连接层具有辐射可穿透的子层，所述子层遍布地设置在辐射出射面上并且在凹部25中邻接于第一连接层的之前所描述的辐射可穿透的子层。因此，简化了大面积地电接触第一半导体层21。
在该实施例中，第一连接层31和第二连接层32在显示设备1的俯视图中不重叠地伸展。因此，能够简化地实现在这些层之间的电绝缘。然而，只要这些层彼此电绝缘，也能够考虑重叠的设置。像素2a、2b的侧面201分别具有突出部251。在突出部的区域中，侧面201平行于辐射出射面29伸展。在突出部的区域中，像素的横截面突变地增大。也就是说，像素的横截面在突出部的朝向载体5的一侧上至少局部地小于在突出部的背离载体的一侧上。第一连接层31在突出部的区域中邻接于第一半导体层。因此，提高了电接触第一半导体层21的可靠性。突出部251通过凹部25的底面形成。与具有突出部的设计方案不同地，像素2a、2b的侧面201也能够连续地倾斜于或者垂直于辐射出射面29伸展。凹部25能够在竖直方向上、也就是说完全延伸穿过半导体层序列，以至于凹部同时形成像素之间的沟槽。
结合图8A至8D描述用于制造显示设备的一个实施例，所述显示设备如结合图4所描述的那样构成。
在制造时，能够在晶片复合件中并排地制造多个显示设备1并且随后分隔为各个显示设备。为了简化的示出，在附图中相应地仅示出显示设备的一部分。
如在图8A中所示出的，在中间载体28上提供半导体层序列2，所述半导体层序列具有设为用于产生辐射的有源区域20，所述有源区域设置在第一半导体层21和第二半导体层22之间。中间载体特别能够是用于半导体层序列的生长衬底。与半导体层序列2的材料相关地，例如蓝宝石、硅或者砷化镓尤其适合于作为生长衬底。
与之不同地，中间载体也能够是与生长衬底不同的辅助载体。在这种情况中，已经将用于半导体层序列2的生长衬底移除。
从背离中间载体28的主面27起构成多个凹部25，所述凹部穿过第二半导体层22和有源区域20延伸进入到第一半导体层21中。接下来，如在图8B中所示出的那样，在预制的半导体层序列2上在主面上构成第一连接层31和第二连接层32，所述第一连接层和所述第二连接层设为用于电接触第一半导体层或者第二半导体层。目前，首先构成第二连接层32。接下来施加第一绝缘层41，所述第一绝缘层局部地覆盖第二连接层32和凹部25的侧面。接下来施加第一连接层31，使得所述第一连接层与第二连接层32完全电绝缘并且在凹部25的区域中邻接于第一半导体层21。
此外，提供载体5，在所述载体中设有多个开关51。在载体5的主面50上，各一个接触区域54与开关51相关联。
在所示出的实施例中，第一连接层31形成用于与相应相关联的开关51电接触的连接面35。但是，与此不同地，如结合图1所描述的那样，第二连接层32也能够形成连接面35。
半导体层序列2和载体5彼此定位为，使得连接面35和接触区域54在俯视图中始终重叠。因此，在建立半导体层序列2和载体5之间的连接时，在连接面35和接触区域54之间建立导电的、机械稳定的并且还导热的连接。
在建立半导体层序列和载体5之间的连接之后，如在图8C中所示出的那样，能够将中间载体28、例如生长衬底移除。移除中间载体、特别是生长衬底能够例如以机械的方式借助于研磨、以化学的方式例如借助于蚀刻或者借助于激光剥离(LLO)法来实现。
接下来，如在图8D中示出的那样，像素能够借助于沟槽26彼此分隔。与此不同地，沟槽26也能够在将半导体层序列固定在载体5上之前从主面27起构成。为了制造如结合图1所描述的显示设备，也能够放弃构成沟槽。
接下来，半导体层序列2的侧面、特别是有源区域20借助于第二绝缘层42来覆盖。在第二绝缘层的光学透明度足够高的情况下，与所描述的实施例不同地，所述第二绝缘层也能够覆盖辐射出射面29。在这种情况下不需要结构化地施加第二绝缘层。为了完成，能够将显示设备从晶片复合件中分割，例如以机械的方式例如借助于锯割、以化学的方式例如借助于湿化学蚀刻或者干化学蚀刻、或者借助于激光分离法。
借助所描述的方法，能够以简单并且可靠的方式构成显示设备，其中像素2a、2b在显示设备运行时能够单独地操控。在这种显示设备中能够提高像素的数量，而不会由此减少各个像素的运行时间。由于半导体层序列的良好的可微结构化性，能够实现尤其小的像素和像素之间的小的间距。此外，还在晶片复合件中就能够进行将各个像素2a、2b与相关的开关51连接。对将用于多个显示设备的半导体层序列和用于多个显示设备的载体彼此连接并且随后分割的制造替选地，也能够将已经分割成多个半导体芯片的半导体层序列转移到用于一个或多个显示设备的载体上并且与所述载体导电地连接，在所述半导体层序列中，半导体芯片分别具有多个像素2a、2b。
显示设备的特征此外在于尤其紧凑的结构方式，其中开关已经集成到机械地稳固半导体层序列的载体中。
本申请要求德国专利申请10 2011 056 888.3的优先权，其公开内容通过参引并入本文。
本发明不局限于根据实施例进行的描述。更确切地说，本发明包括每个新特征以及特征的任意的组合，这尤其是包含在权利要求中的特征的任意的组合，即使所述特征或所述组合自身没有明确地在权利要求中或实施例中说明时也如此。
根据上述描述可知，本发明的实施例涵盖但不限于以下技术方案：
方案1.一种显示设备，所述显示设备具有半导体层序列和载体，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形成多个像素，其中
-所述有源区域设置在第一半导体层和第二半导体层之间；
-所述半导体层序列具有至少一个凹部，所述凹部从所述半导体层序列的朝向所述载体的主面穿过所述有源区域延伸进入到所述第一半导体层中并且设为用于电接触所述第一半导体层；以及
-所述载体具有多个开关，所述开关分别设为用于控制至少一个像素。
方案2.根据方案1所述的显示设备，
其中用于所述半导体层序列的生长衬底被移除并且所述载体机械地稳固所述半导体层序列。
方案3.根据方案1或2所述的显示设备，
其中在所述半导体层序列和所述载体之间设置有第一连接层和第二连接层，所述第一连接层在至少一个所述凹部中与所述第一半导体层导电地连接，所述第二连接层局部地与所述第二半导体层导电地连接。
方案4.根据方案3所述的显示设备，
其中所述第一连接层和所述第二连接层在所述显示设备的俯视图中重叠。
方案5.根据方案3或4所述的显示设备，
其中所述第一连接层为所述像素的所述第一半导体层形成共同的电接触部，并且所述像素的所述第二半导体层借助于所述第二连接层分别与所述开关中的一个导电地连接，或者反之。
方案6.根据上述方案中任一项所述的显示设备，
其中所述有源区域连续地延伸经过多个像素。
方案7.根据方案1至5中任一项所述的显示设备，
其中所述有源区域划分成多个区段，所述区段分别形成像素，
其中所述区段从共同的所述半导体层序列中得出。
方案8.根据方案7所述的显示设备，
其中一个像素的所述第一半导体层与邻接的像素的所述第二半导体层导电地连接。
方案9.根据方案8所述的显示设备，
其中所述开关在一侧上与所述像素的所述第一半导体层导电地连接并且在另一侧上与所述像素的所述第二半导体层导电地连接。
方案10.根据方案7所述的显示设备，
其中至少一个所述凹部至少局部地沿着区段的环周伸展。
方案11.根据方案10所述的显示设备，
其中至少一个区段的侧面具有相对于所述显示设备的辐射出射面平行地或者基本上平行地伸展的突出部，在所述突出部中电接触所述第一半导体层。
方案12.根据上述方案中任一项所述的显示设备，
其中在所述半导体层序列的背离所述载体的一侧上设置有辐射转换元件。
方案13.根据方案12所述的显示设备，
其中所述辐射转换元件连续地延伸经过多个像素。
方案14.根据方案12所述的显示设备，
其中所述辐射转换元件具有多个区段，至少一个像素分别与所述区段相关联。
方案15.一种用于制造具有多个像素的显示设备的方法，所述方法具有下述步骤：
a)提供半导体层序列，所述半导体层序列具有设为用于产生辐射的有源区域；
b)在所述半导体层序列上为每个像素构成连接面；
c)提供具有多个开关的载体；以及
d)将所述半导体层序列相对于所述载体定位成，使得连接面与每个开关相关联；
e)建立所述连接面和所述开关之间的导电连接；以及
f)将用于所述半导体层序列的生长衬底移除。
方案16.根据方案15所述的方法，
其中将步骤f)在步骤e)之后执行。
方案17.根据方案15或16所述的方法，
其中制造根据方案1至14中任一项所述的显示设备。

Claims (37)

1.一种显示设备(1)，所述显示设备具有半导体层序列(2)和载体(5)，所述半导体层序列具有设为用于产生辐射的有源区域(20)并且形成多个像素(2a，2b)，其中
-所述有源区域(20)设置在第一半导体层(21)和第二半导体层(22)之间；
-所述半导体层序列(2)具有至少一个凹部(25)，所述凹部从所述半导体层序列(2)的朝向所述载体(5)的主面(27)穿过所述有源区域(20)延伸进入到所述第一半导体层(21)中并且设为用于电接触所述第一半导体层(21)；
-在所述载体(5)中集成有多个开关(51)，所述开关分别设为用于控制至少一个像素(2a，2b)；
-所述有源区域连续地延伸经过多个像素，和
-在所述半导体层序列(2)的背离所述载体(5)的一侧上设置有辐射转换元件(6)，所述辐射转换元件一件式地构成和连续地延伸经过多个像素(2a，2b)。
2.根据权利要求1所述的显示设备，
其中用于所述半导体层序列的生长衬底(28)被移除并且所述载体机械地稳固所述半导体层序列。
3.根据权利要求1或2所述的显示设备，
其中在所述半导体层序列和所述载体之间设置有第一连接层(31)和第二连接层(32)，所述第一连接层在至少一个所述凹部中与所述第一半导体层导电地连接，所述第二连接层局部地与所述第二半导体层导电地连接。
4.根据权利要求3所述的显示设备，
其中所述第一连接层和所述第二连接层在所述显示设备的俯视图中重叠。
5.根据权利要求3所述的显示设备，
其中所述第一连接层为所述像素的所述第一半导体层形成共同的电接触部，并且所述像素的所述第二半导体层借助于所述第二连接层分别与所述开关中的一个导电地连接，或者反之。
6.根据权利要求1或2所述的显示设备，
其中在所述显示设备运行中分别对于人眼而言放射显现白色的光。
7.根据权利要求1所述的显示设备，
其中所述显示设备构成用于像素化的前照灯。
8.根据权利要求1或2所述的显示设备，
其中所述显示设备构成为用于自适应前照灯系统。
9.根据权利要求1或2所述的显示设备，
其中所述像素的棱边长度位于20μm和150μm之间，其中包括边界值。
10.一种显示设备(1)，所述显示设备具有半导体层序列(2)和载体(5)，所述半导体层序列具有设为用于产生辐射的有源区域(20)并且形成多个像素(2a，2b)，其中
-所述有源区域(20)设置在第一半导体层(21)和第二半导体层(22)之间；
-所述半导体层序列(2)具有至少一个凹部(25)，所述凹部从所述半导体层序列(2)的朝向所述载体(5)的主面(27)穿过所述有源区域(20)延伸进入到所述第一半导体层(21)中并且设为用于电接触所述第一半导体层(21)；
-在所述载体(5)中集成有多个开关(51)，所述开关分别设为用于控制至少一个像素(2a，2b)；
-所述显示设备构成用于像素化的前照灯，和
-在所述半导体层序列(2)的背离所述载体(5)的一侧上设置有辐射转换元件(6)，所述辐射转换元件一件式地构成和连续地延伸经过多个像素(2a，2b)。
11.根据权利要求10所述的显示设备，
其中用于所述半导体层序列的生长衬底(28)被移除并且所述载体机械地稳固所述半导体层序列。
12.根据权利要求10或11所述的显示设备，
其中在所述半导体层序列和所述载体之间设置有第一连接层(31)和第二连接层(32)，所述第一连接层在至少一个所述凹部中与所述第一半导体层导电地连接，所述第二连接层局部地与所述第二半导体层导电地连接。
13.根据权利要求12所述的显示设备，
其中所述第一连接层和所述第二连接层在所述显示设备的俯视图中重叠。
14.根据权利要求12所述的显示设备，
其中所述第一连接层为所述像素的所述第一半导体层形成共同的电接触部，并且所述像素的所述第二半导体层借助于所述第二连接层分别与所述开关中的一个导电地连接，或者反之。
15.根据权利要求10所述的显示设备，
其中所述有源区域划分成多个区段(20a，20b)，所述区段分别形成像素，其中所述区段从共同的所述半导体层序列中得出。
16.根据权利要求15所述的显示设备，
其中一个像素的所述第一半导体层与邻接的像素的所述第二半导体层导电地连接。
17.根据权利要求16所述的显示设备，
其中所述开关在一侧上与所述像素的所述第一半导体层导电地连接并且在另一侧上与所述像素的所述第二半导体层导电地连接。
18.根据权利要求15所述的显示设备，
其中至少一个所述凹部至少局部地沿着区段的环周伸展。
19.根据权利要求18所述的显示设备，
其中至少一个区段的侧面(201)具有相对于所述显示设备的辐射出射面(29)平行地伸展的突出部(251)，在所述突出部中电接触所述第一半导体层。
20.根据权利要求10或11所述的显示设备，
其中在所述显示设备运行中分别对于人眼而言放射显现白色的光。
21.根据权利要求10或11所述的显示设备，
其中所述显示设备构成为用于自适应前照灯系统。
22.根据权利要求10或11所述的显示设备，
其中所述像素的棱边长度位于20μm和150μm之间，其中包括边界值。
23.一种用于制造具有多个像素(2a，2b)的显示设备(1)的方法，所述方法具有下述步骤：
a)提供半导体层序列(2)，所述半导体层序列具有设为用于产生辐射的有源区域(20)；
b)在所述半导体层序列(2)上为每个像素(2a，2b)构成连接面(35)；
c)提供载体(5)，所述载体具有多个集成到所述载体中的开关(51)；以及
d)将所述半导体层序列(2)相对于所述载体(5)定位成，使得连接面(35)与每个开关(51)相关联；
e)建立所述连接面(35)和所述开关(51)之间的导电连接；以及
f)将用于所述半导体层序列(2)的生长衬底(28)移除；
其中所述有源区域连续地延伸经过多个像素。
24.根据权利要求23所述的方法，
其中，在步骤e)之后执行步骤f)。
25.根据权利要求23或24所述的方法，
其中制造根据权利要求1至22中任一项所述的显示设备。
26.一种像素化的前照灯，所述前照灯具有半导体层序列(2)和载体(5)，所述半导体层序列具有设为用于产生辐射的有源区域(20)并且形成多个像素(2a，2b)，其中
-所述有源区域(20)设置在第一半导体层(21)和第二半导体层(22)之间；
-所述半导体层序列(2)具有至少一个凹部(25)，所述凹部从所述半导体层序列(2)的朝向所述载体(5)的主面(27)穿过所述有源区域(20)延伸进入到所述第一半导体层(21)中并且设为用于电接触所述第一半导体层(21)；
-在所述载体(5)中集成有多个开关(51)，所述开关分别设为用于控制至少一个像素(2a，2b)，和
-在所述半导体层序列(2)的背离所述载体(5)的一侧上设置有辐射转换元件(6)，所述辐射转换元件一件式地构成和连续地延伸经过多个像素(2a，2b)。
27.根据权利要求26所述的像素化的前照灯，
其中所述像素化的前照灯构成为用于自适应前照灯系统。
28.根据权利要求26所述的像素化的前照灯，
其中所述像素的棱边长度位于20μm和150μm之间，其中包括边界值。
29.根据权利要求26所述的像素化的前照灯，
其中在所述像素化的前照灯运行中分别对于人眼而言放射显现白色的光。
30.根据权利要求26所述的像素化的前照灯，
其中用于所述半导体层序列的生长衬底(28)被移除并且所述载体机械地稳固所述半导体层序列。
31.根据权利要求26所述的像素化的前照灯，
其中在所述半导体层序列和所述载体之间设置有第一连接层(31)和第二连接层(32)，所述第一连接层在至少一个所述凹部中与所述第一半导体层导电地连接，所述第二连接层局部地与所述第二半导体层导电地连接。
32.根据权利要求31所述的像素化的前照灯，
其中所述第一连接层和所述第二连接层在所述像素化的前照灯的俯视图中重叠。
33.根据权利要求31所述的像素化的前照灯，
其中所述第一连接层为所述像素的所述第一半导体层形成共同的电接触部，并且所述像素的所述第二半导体层借助于所述第二连接层分别与所述开关中的一个导电地连接，或者反之。
34.根据权利要求26所述的像素化的前照灯，
其中所述有源区域连续地延伸经过多个像素。
35.根据权利要求26所述的像素化的前照灯，
其中所述有源区域划分成多个区段(20a，20b)，所述区段分别形成像素，其中所述区段从共同的所述半导体层序列中得出。
36.根据权利要求35所述的像素化的前照灯，
其中至少一个所述凹部至少局部地沿着区段的环周伸展。
37.根据权利要求35所述的像素化的前照灯，
其中至少一个区段的侧面(201)具有相对于所述前照灯的辐射出射面(29)平行地伸展的突出部(251)，在所述突出部中电接触所述第一半导体层。
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