DE102005006821B4 - Lichtemissions-Bauteil mit organischem Kleber - Google Patents

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Abstract

Lichtemissions-Bauteil mit organischem Kleber mit:
– einem leitenden Substrat (10; 210; 310);
– einer organischen Klebeschicht (12; 211; 311) auf dem Substrat, die über einen Metallwulst (121; 2111; 3111) für ohmschen Kontakt und ein Klebematerial (122; 2112; 3112) um diesen herum verfügt, das an einem Teil des Substrats anhaftet, während der Metallwulst einen ohmschen Kontakt mit einem anderen Teil des Substrats bildet; und
– einer Licht emittierenden Stapelschicht auf der Klebeschicht, wobei das Klebematerial an einem Teil der Licht emittierenden Stapelschicht anhaftet und der Metallwulst einen ohmschen Kontakt zu einem anderen Teil derselben bildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Licht emittierendes Element, spezieller ein Lichtemissions-Bauteil mit organischem Kleber.
  • LEDs (Leuchtdioden) finden umfangreiche Anwendungen, z. B. bei optischen Anzeigevorrichtungen, Verkehrssignalen, Datenspeichervorrichtungen, Kommunikationsvorrichtungen, Beleuchtungsvorrichtungen und medizinischen Geräten. Ein wichtiger Punkt besteht darin, wie die Herstellkosten von LEDs gesenkt werden können.
  • Eine LED und ein Herstellverfahren für diese sind in TW 474094 B offenbart, wobei eine LED-Schicht durch eine transparente Klebeschicht mit einem transparenten Substrat verbunden ist. Jedoch ist diese bekannte Technik wegen fehlender Leitfähigkeit der transparenten Klebeschicht zwar zur Verwendung bei Dioden, bei denen zwei Elektroden auf derselben Seite liegen, geeignet, jedoch nicht zur Verwendung bei Dioden, deren Elektroden auf der Ober- bzw. der Unterseite derselben liegen. Außerdem muss ein Teil der Diodenstapelschicht durch einen Ätzprozess entfernt werden, um zwei Elektroden auf derselben Seite herzustellen. Durch diese Vorgehensweise wird nicht nur Material vergeudet, sondern es ist auch die Kompliziertheit der Prozesse erhöht.
  • Die US 2003/0 116 770 A1 beschreibt ein Lichtemissions-Bauteil mit organischem Kleber mit einem Substrat, einer auf dem Substrat vorgesehenen organischen Klebeschicht, die über Metallwulste für ohmschen Kontakt und ein Klebematerial um diese herum verfügt, das an einem Teil des Substrats anhaftet, und einer lichtemittierenden Stapelschicht auf der Klebeschicht. Das Klebematerial haftet dabei an einem Teil der lichtemittierenden Stapelschicht an, während der Metallwulst einen ohmschen Kontakt zu einem anderen Teil derselben bildet.
  • In der US 2003/0 164 503 A1 ist ein weiteres Lichtemissions-Bauteil beschrieben, bei dem zwischen einer Elektrode und einer transparenten ohmschen Kontaktschicht, die auf einer lichtemittierenden Stapelschicht aufge bracht ist, über Metallkanäle eine gute ohmsche Verbindung hergestellt wird.
  • Die DE 102 04 386 B4 zeigt eine Leuchtdiode, also ein Lichtemissions-Bauteil, bei dem zwischen einem Substrat und einer Lichtemissions-Stapelschicht eine transparente Klebeschicht vorgesehen ist. In der Klebeschicht sind Wulste einer ohmschen Kontaktschicht vom p-Typ eingebettet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Lichtemissions-Bauteil mit organischem Kleber zu schaffen, das so aufgebaut ist, dass ein leitendes Substrat und eine Licht emittierende Stapelschicht unter Herstellung eines zuverlässigen ohmschen Kontakts verbunden sind.
  • Diese Aufgabe ist durch das Lichtemissions-Bauteil gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
  • Das erfindungsgemäße Lichtemissions-Bauteil verfügt über einen Metallwulst auf einem Substrat für ohmschen Kontakt. Das erfindungsgemäße Lichtemissions-Bauteil kann durch einfache Herstellprozesse hergestellt werden, wodurch die Kosten für z. B. eine LED gesenkt werden können.
  • Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden dem Fachmann durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter durch Figuren veranschaulichter Ausführungsformen ersichtlich werden.
  • Die 1 bis 3 sind schematische Diagramme jeweils einer anderen Ausführungsform einer LED gemäß der Erfindung mit einer organischen Klebeschicht mit einem Metallwulst für ohmschen Kontakt.
  • Es wird auf die 1 Bezug genommen, die ein Lichtemissions-Bauteil 1 mit organischem Kleber zeigt. Dieses Lichtemissions-Bauteil 1 verfügt über eine erste Elektrode 20, ein auf dieser hergestelltes leitendes Substrat 10, eine auf diesem hergestellte Metallschicht 11 und eine auf dieser hergestellte organische Klebeschicht 12. Die organische Klebeschicht 12 verfügt über einen Metallwulst 121 für ohmschen Kontakt sowie ein Klebematerial 122 um diesen herum. Das Klebematerial 122 haftet an einem Teil der Metallschicht 11 an, während der Metallwulst 121 für ohmschen Kontakt an einem anderen Teil derselben anhaftet, um einen ohmschen Kontakt zu bilden. Außerdem ist auf der organischen Klebeschicht 12 eine Reflexionsschicht 13 vorhanden. Das Klebematerial 122 haftet ferner an einem Teil dieser Reflexionsschicht 13 an, während der Metallwulst 121 für ohmschen Kontakt an einem anderen Teil derselben anhaftet, um einen ohmschen Kontakt zu bilden. Ferner sind auf der Reflexionsschicht 13 die folgenden Schichten in der genannten Reihenfolge vorhanden: eine transparente, leitende Schicht 14, eine erste Kontaktschicht 15, eine erste Mantelschicht 16, eine Licht emittierende Schicht 17, eine zweite Mantelschicht 18, eine zweite Kontaktschicht 19 und eine zweite Elektrode 21. Die Reflexionsschicht 13 kann weggelassen werden, da sie nur vorhanden ist, um die Helligkeit zu erhöhen. Wenn die Reflexionsschicht 13 weggelassen wird, kann die Metallschicht 11 durch eine metallische Reflexionsschicht ersetzt werden.
  • Es wird auf die 2 Bezug genommen, die eine andere Ausführungsform eines Lichtemissions-Bauteils mit organischem Kleber zeigt. Dieses mit organischem Kleber 2 verfügt über eine erste Elektrode 220, ein auf dieser ausgebildetes leitendes Substrat 210 sowie eine auf diesem hergestellte organische Klebeschicht 211. Die organische Klebeschicht 211 verfügt über einen Metallwulst 2111 für ohmschen Kontakt und ein Klebematerial 2112 um diesen herum. Das Klebematerial 2112 haftet an einem Teil des leitenden Substrat 210 an, während der Metallwulst 2111 für ohmschen Kontakt an einem anderen Teil desselben anhaftet, um einen ohmschen Kontakt zu bilden. Auf der organischen Klebeschicht 211 ist eine Reflexionsschicht 212 ausgebildet. Das Klebematerial 2112 haftet an einem Teil dieser Reflexionsschicht 212 an, während der Metallwulst 2111 für ohmschen Kontakt an einem anderen Teil derselben anhaftet, um einen ohmschen Kontakt zu bilden. Ferner sind auf der Reflexionsschicht 212 die folgenden Schichten in der genannten Reihenfolge vorhanden: eine erste Kontaktschicht 214, eine erste Mantelschicht 215, eine Licht emittierende Schicht 216, eine zweite Mantelschicht 217, eine zweite Konaktschicht 218 und eine zweite Elektrode 221. Die Reflexionsschicht 212 kann durch eine Metallschicht ersetzt werden, um einen ohmschen Kontakt zum Metallwulst 2111 für ohmschen Kontakt auszubilden.
  • Nun wird auf die 3 Bezug genommen, die eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtemissions-Bauteils 3 mit organischem Kleber zeigt. Dieses Lichtemissions-Bauteil 3 verfügt über ein metallisches Substrat 310 und eine auf diesem hergestellte organische Klebeschicht 311. Die organische Klebeschicht 311 verfügt über einen Metallwulst 3111 für ohmschen Kontakt und ein Klebematerial 3112 um diesen herum. Das Klebematerial 3112 haftet an einem Teil des metallischen Substrat 310 an, während der Metallwulst 3111 für ohmschen Kontakt an einem anderen Teil desselben anhaftet, um einen ohmschen Kontakt zu bilden. Auf der organischen Klebeschicht 311 ist eine Reflexionsschicht 312 ausgebildet. Das Klebematerial 3112 haftet an einem Teil der Reflexionsschicht 312 an, während ein Teil des Metallwulsts 3111 für ohmschen Kontakt an einem anderen Teil derselben anhaftet, um einen ohmschen Kontakt zu bilden. Ferner sind die folgenden Schichten in der genannten Reihenfolge auf der Reflexionsschicht 312 vorhanden: eine transparente, leitende Schicht 313, eine erste Kontaktschicht 314, eine erste Mantelschicht 315, eine Licht emittierende Schicht 316, eine zweite Mantelschicht 317, eine zweite Kontaktschicht 318 und eine erste Elektrode 319.
  • Das leitende Substrat besteht aus mindestens einem Material, das aus der aus GaP, GaAsP, AlGaAs, Si, Ge und SiC und anderen Ersatzmaterialien bestehenden Materialgruppe ausgewählt ist. Das metallische Substrat besteht aus mindestens einem Material, das aus der Cu, Al, Mo, einem MMC(metal matrix composite = Metallmatrix-Verbundstoff)-Träger und anderen Ersatzmaterialien bestehenden Materialgruppe ausgewählt ist. Der MMC-Träger ist ein Träger mit Löchern, in die ein geeignetes Metall eingefüllt wurde, um für einen einstellbaren Wärmeleitungskoeffizienten und/oder Wärmeausdehungskoeffizienten zu sorgen. Das Klebematerial besteht aus mindestens einem Material, das aus der aus PI (Polyimid), BCB (Benzocyclobutan), PFCB (Perfluorcyclobutan) und anderen Ersatzmaterialien bestehenden Materialgruppe ausgewählt ist.
  • Der Metallwulst für ohmschen Kontakt besteht aus mindestens einem Material, das aus der aus In, Sn, Al, Au, Pt, Zn, Ge, Ag, Ti, Pb, Pd, Cu, AuBe, AuGe, Ni, PbSn, AuZn und anderen Ersatzmaterialien bestehenden Materialgruppe ausgewählt ist. Die Reflexionsschicht besteht aus mindestens einem Material, das aus der aus In, Sn, Al, Au, Pt, Zn, Ge, Ag, Ti, Pb, Pd, Cu, AuBe, AuGe, Ni, Cr, PbSn, AuZn, Indiumzinnoxid und anderen Ersatzmaterialien bestehenden Materialgruppe ausgewählt ist. Die Metallschicht besteht aus mindestens einem Material, das aus der aus In, Sn, Al, Au, Pt, Zn, Ge, Ag, Ti, Pb, Pd, Cu, AuBe, AuGe, Ni, Cr, PbSn, AuZn und anderen Ersatzmaterialien bestehenden Materialgruppe ausgewählt ist. Die transparente, leitende Schicht besteht aus mindestens einem Material, das aus der aus Indiumzinnoxid, Cadmiumzinnoxid, Antimonzinnoxid, Zinkoxid, Zinkzinnoxid, Be/Au, Ge/Au und Ni/Au und anderen Ersatzmaterialien bestehenden Materialgruppe ausgewählt ist. Die erste Mantelschicht besteht aus mindestens einem Material, das aus der aus AlGaInP, AlInP, AlN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN und anderen Ersatzmaterialien bestehenden Materialgruppe ausgewählt ist. Die Licht emittierende Schicht besteht aus mindestens einem Material, das aus der aus AlGaInP, GaN, InGaN, AlInGaN und anderen Ersatzmaterialien bestehenden Materialgruppe ausgewählt ist. Die zweite Mantelschicht besteht aus mindestens einem Material, das aus der aus AlGaInP, AlInP, AlN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN und anderen Ersatzmaterialien bestehenden Materialgruppe ausgewählt ist. Die Licht emittierende Schicht besteht aus mindestens einem Material, das aus der aus AlGaInP, GaN, InGaN, AlInGaN und anderen Ersatzmaterialien bestehenden Materialgruppe ausgewählt ist. Die erste Kontaktschicht beseht aus mindestens einem Material, das aus der aus GaP, GaAs, GaAsP, InGaP, AlGaInP, AlGaAs, GaN, In-GaN, AlGaN und anderen Ersatzmaterialien bestehenden Materialgruppe ausgewählt ist. Die zweite Kontaktschicht beseht aus mindestens einem Material, das aus der aus GaP, GaAs, GaAsP, InGaP, AlGaInP, AlGaAs, GaN, InGaN, AlGaN und anderen Ersatzmaterialien bestehenden Materialgruppe ausgewählt ist.

Claims (23)

  1. Lichtemissions-Bauteil mit organischem Kleber mit: – einem leitenden Substrat (10; 210; 310); – einer organischen Klebeschicht (12; 211; 311) auf dem Substrat, die über einen Metallwulst (121; 2111; 3111) für ohmschen Kontakt und ein Klebematerial (122; 2112; 3112) um diesen herum verfügt, das an einem Teil des Substrats anhaftet, während der Metallwulst einen ohmschen Kontakt mit einem anderen Teil des Substrats bildet; und – einer Licht emittierenden Stapelschicht auf der Klebeschicht, wobei das Klebematerial an einem Teil der Licht emittierenden Stapelschicht anhaftet und der Metallwulst einen ohmschen Kontakt zu einem anderen Teil derselben bildet.
  2. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Metallschicht zwischen dem Substrat und der organischen Klebeschicht, wobei diese Metallschicht einen ohmschen Kontakt zum Metallwulst für ohmschen Kontakt bildet und sie am Klebematerial anhaftet.
  3. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Reflexionsschicht (13; 212; 312) zwischen der organischen Klebeschicht und der Licht emittierenden Stapelschicht.
  4. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht zwischen dem leitenden Substrat und der organischen Klebeschicht eine metallische Reflexionsschicht ist.
  5. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Substrat aus mindestens einem Material besteht, das aus der aus GaP, GaAsP, AlGaAs, Si, Ge und SiC bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  6. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallwulst für ohmschen Kontakt aus mindestens einem Material besteht, das aus der aus In, Sn, Al, Au, Pt, Zn, Ge, Ag, Ti, Pb, Pd, Cu, AuBe, AuGe, Ni, Cr, PbSn und AuZn bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  7. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebematerial aus mindestens einem Material besteht, das aus der aus PI, BCB und PFCB bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  8. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht aus mindestens einem Material besteht, das aus der aus In, Sn, Al, Au, Pt, Zn, Ge, Ag, Ti, Pb, Pd, Cu, AuBe, AuGe, Ni, Cr, PbSn und AuZn bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  9. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsschicht aus mindestens einem Material besteht, das aus der aus In, Sn, Al, Au, Pt, Zn, Ge, Ag, Ti, Pb, Pd, Cu, AuBe, AuGe, Ni, Cr, PbSn, AuZn und Indiumzinnoxid bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  10. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Substrat ein metallisches Substrat ist.
  11. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Substrat aus mindestens einem Material besteht, das aus der aus Cu, Al, Mo und einem MMC-Träger bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  12. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht emittierende Stapelschicht Folgendes aufweist: – eine erste Kontaktschicht; – eine auf dieser hergestellte erste Mantelschicht; – eine auf dieser hergestellte Licht emittierende Schicht; – eine auf dieser hergestellte zweite Mantelschicht und – eine auf dieser hergestellte zweite Kontaktschicht.
  13. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf dem leitenden Substrat hergestellte erste Elektrode und eine auf der Licht emittierenden Stapelschicht hergestellte zweite Elektrode.
  14. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine transparente, leitende Schicht zwischen der Reflexionsschicht und der Licht emittierenden Stapelschicht.
  15. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine auf der Licht emittierenden Stapelschicht hergestellten Elektrode.
  16. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktschicht aus mindestens einem Material besteht, das aus der aus GaP, GaAs, GaAsP, InGaP, AlGaInP, AlGaAs, GaN, InGaN und AlGaN bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  17. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Mantelschicht aus mindestens einem Material besteht, das aus der aus AlGaInP, AlInP, AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  18. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht emittierende Schicht aus mindestens einem Material besteht, das aus der aus AlGaInP, GaN, InGaN und AlInGaN bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  19. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Mantelschicht aus mindestens einem Material besteht, das aus der aus AlGaInP, AlInP, AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  20. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kontaktschicht aus mindestens einem Material besteht, das aus der aus GaP, GaAs, GaAsP, InGaP, AlGaInP, AlGaAs, GaN, InGaN und AlGaN bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  21. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine transparente, leitende Schicht über der zweiten Kontaktschicht und unter der zweiten Elektrode.
  22. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine leitende, transparente Schicht über der Licht emittierenden Schicht und unter der Elektrode.
  23. Lichtemissions-Bauteil nach Anspruch 14, 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente, leitende Schicht aus mindestens einem Material besteht, das aus der aus Indiumzinnoxid, Cadmiumzinnoxid, Antimonzinnoxid, Zinkoxid, Zinkzinnoxid, Be/Au, Ge/Au und Ni/Au bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
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