DE102017123290A1 - Lichtemittierendes Bauteil, Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung - Google Patents

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Abstract

Lichtemittierendes Bauteil (10) mit einem IC-Chip (100) und einem LED-Chip (200), bei dem- der LED-Chip (200) auf einer Deckfläche (100a) des IC-Chips (100) angeordnet und mit diesem elektrisch gekoppelt ist,- der LED-Chip (200) mittels des IC-Chips (100) elektrisch ansteuerbar ist,- der IC-Chip (100) an einer von dem LED-Chip (200) abgewandten Bodenfläche (100b) zumindest zwei elektrische Anschlussflächen (101, 102) aufweist, und- das lichtemittierende Bauteil (10) über die Anschlussflächen (201, 202) elektrisch kontaktierbar und betreibbar ist.

Description

  • Es wird ein lichtemittierendes Bauteil und eine Anzeigevorrichtung angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung angegeben.
  • Eine zu lösende Aufgabe besteht unter anderem darin, ein lichtemittierendes Bauteil insbesondere zur Verwendung in einer Anzeigevorrichtung bzw. einem Display anzugeben, welches besonders kompakt ist und welches besonders kostengünstig herstellbar ist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Anzeigevorrichtung anzugeben, welche besonders kostengünstig und zeitsparend herstellbar ist. Weiter besteht eine zu lösende Aufgabe darin, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anzeigevorrichtung anzugeben.
  • Bei dem lichtemittierenden Bauteil handelt es sich beispielsweise um ein optoelektronisches Bauteil, welches dazu eingerichtet ist, im bestimmungsgemäßen Betrieb Licht, insbesondere für den Menschen sichtbares Licht, zu emittieren. Für den Menschen sichtbares Licht ist elektromagnetische Strahlung aus dem Wellenlängenbereich zwischen den Wellenlängen von Infrarotstrahlung und den Wellenlängen von UV-Strahlung.
  • Das lichtemittierende Bauteil umfasst mindestens einen, insbesondere einen einzigen IC-Chip und mindestens einen LED-Chip, insbesondere eine Mehrzahl von LED-Chips, insbesondere eine Mehrzahl von unterschiedlichen LED-Chips.
  • Bei dem IC-Chip handelt es sich insbesondere um einen integrierten Schaltkreis, auch integrierte Schaltung genannt, welche(r) mit einem Halbleitermaterial gebildet ist. Der IC-Chip kann mit einkristallinem Halbleitermaterial, insbesondere einkristallinem Silizium gebildet sein. Insbesondere umfasst der IC-Chip mehrere miteinander elektrisch verbundene elektronische Elemente, wie beispielsweise Transistoren, Dioden und/oder weitere aktive oder passive Elemente. Bevorzugt umfasst ein solcher IC-Chip einen Schaltkreis mit einer Mehrzahl von aktiven und/oder passiven Elementen. Beispielsweise umfasst der IC-Chip zumindest zwei Transistoren und einen Kondensator.
  • Bei dem mindestens einen LED-Chip handelt es sich insbesondere um einen lichtemittierenden Halbleiterchip, welcher zumindest einen aktiven Bereich aufweist, in dem im bestimmungsgemäßen Betrieb des LED-Chips elektromagnetische Strahlung erzeugt wird.
  • Beispielsweise ist der LED-Chip mit einem anorganischen Halbleitermaterial, insbesondere mit III-V-Verbindungshalbleitermaterial und/oder mit II-VI-Verbindungshalbleitermaterial gebildet.
  • Alternativ kann der LED-Chip mit organischem Material gebildet sein.
    Bei einem lichtemittierenden Bauteil mit einer Mehrzahl von LED-Chips können auf dem IC-Chip mindestens ein mit einem anorganischen Material gebildeter LED-Chip und mindestens ein mit einem organischen Material gebildeter LED-Chip vorgesehen sein.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das lichtemittierende Bauteil alternativ oder zusätzlich zum LED-Chip zumindest einen Laserchip.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind der IC-Chip und der LED-Chip nicht jeweils separat mit einem beispielsweise Kunststoffmaterial aufweisenden Gehäusematerial verkapselt. Insbesondere weisen der LED-Chip und der IC-Chip keine separaten Gehäuse auf. Der LED-Chip und der IC-Chip können jeweils eine Passivierung aufweisen, bei der es sich vorzugsweise nicht um eine selbsttragende Struktur handelt. Der LED-Chip und der IC-Chip können mit einer gemeinsamen Verkapselung versehen und dadurch insbesondere vor Umwelteinflüssen geschützt sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der LED-Chip auf einer Deckfläche des IC-Chips angeordnet und mit diesem elektrisch gekoppelt. Beispielsweise handelt es sich bei der Deckfläche des IC-Chips um eine Hauptfläche des IC-Chips. Insbesondere ist der LED-Chip stoffschlüssig mit dem IC-Chip verbunden. Unter den Begriff „stoffschlüssig“ fällt nicht nur unmittelbarer physikalischer Kontakt sondern auch, wenn sich zwischen den Kontaktflächen metallisches Lotmaterial, elektrisch leitender Klebstoff und/oder ein anderes elektrisch leitendes Material befindet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der LED-Chip mittels des IC-Chips ansteuerbar. Beispielsweise ist mittels des IC-Chips ein an den LED-Chip angelegtes elektrisches Signal vorgebbar, sodass der LED-Chip in vorgegebener Weise Licht emittiert. Beispielsweise handelt es sich bei dem elektrischen Signal um ein pulsweitenmoduliertes Signal oder an analoges Strom- oder Spannungssignal. Beispielsweise ist der LED-Chip elektrisch mit Anschlussbereichen des IC-Chips verbunden. Die Anschlussbereiche können beispielsweise an der Deckfläche des IC-Chips angeordnet sein. Insbesondere kann der LED-Chip oberflächenmontierbar sein, sodass der LED-Chip an einer dem IC-Chip zugewandten Seite elektrisch kontaktierbar und mit den Anschlussbereichen des IC-Chips verbindbar ist.
  • Ferner kann das lichtemittierende Bauteil eine Mehrzahl von LED-Chips umfassen, die auf der Deckfläche des IC-Chips angeordnet sind. Die LED-Chips sind beispielsweise mittels des IC-Chips separat voneinander betreibbar.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der IC-Chip an einer von dem LED-Chip abgewandten Bodenfläche zumindest zwei elektrische Anschlussflächen auf. Über die Anschlussflächen sind beispielsweise in den IC-Chip eingebettete aktive und/oder passive Halbleiterbauelemente betreibbar. Über die Anschlussflächen, welche an der Bodenfläche angeordnet sind, kann der IC-Chip betreibbar sein, sodass dieser oberflächenmontierbar ist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das lichtemittierende Bauteil über die Anschlussflächen des IC-Chips elektrisch kontaktierbar und betreibbar. Beispielsweise ist der IC-Chip dazu eingerichtet, im bestimmungsgemäßen Betrieb über die Anschlussflächen elektrisch betrieben zu werden, wobei der IC-Chip den LED-Chip in vorgegebener Weise betreibt.
  • Zusammengefasst umfasst eine Ausführungsform des lichtemittierenden Bauteils einen IC-Chip und einen LED-Chip. Der LED-Chip ist auf einer Deckfläche des IC-Chips angeordnet und mit diesem elektrisch gekoppelt, wobei der LED-Chip mittels des IC-Chips elektrisch ansteuerbar ist. Der IC-Chip weist an einer von dem LED-Chip abgewandten Bodenfläche zumindest zwei elektrische Anschlussflächen aufweist, und das lichtemittierende Bauteil ist über die Anschlussflächen elektrisch kontaktierbar und betreibbar.
  • Einem hier beschriebenen lichtemittierenden Bauteil liegen unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde:
    Bei herkömmlichen LED-Anzeigevorrichtungen mit einer Passiv-Matrix-Schaltung werden die einzelnen LED-Chips nur während kurzer Zeitintervalle betrieben. Deshalb werden LED-Chips mit großen Chipflächen benötigt, um eine ausreichende Leuchtdichte zu erreichen. Mit steigender Größe und Auflösung einer LED-Anzeigevorrichtung ist die Verwendung einer Aktiv-Matrix-Schaltung erforderlich, da mittels der Aktiv-Matrix-Schaltung die LED-Chips durchgehend betreibbar sind. In einer Aktiv-Matrix-Schaltung sind alle LED-Chips auf einer gemeinsamen Schaltungsstruktur angeordnet, wobei die Ansteuerelektronik des Anzeigesystems in einem gemeinsamen Verbund angeordnet ist. Somit kann eine solche Anzeigevorrichtung nur als Ganzes betrieben und getestet werden. Ein Testen und Selektieren einzelner Teile der Anzeigevorrichtung ist dabei nicht möglich.
  • Bei dem vorliegend beschriebenen lichtemittierenden Bauteil umfasst der IC-Chip die Ansteuerelektronik, mittels der der LED-Chip ansteuerbar ist. Die lichtemittierenden Bauteile können jeweils unabhängig voneinander getestet und selektiert werden, bevor diese einer Anzeigevorrichtung zugeordnet werden.
  • Vorteilhafterweise ermöglicht die Selektion lichtemittierender Bauteile eine Herstellung besonders zuverlässiger Anzeigevorrichtungen. Insbesondere ermöglicht die Selektierbarkeit der lichtemittierenden Bauteile eine besonders hohe Ausbeute von bestimmungsgemäß funktionierenden Anzeigevorrichtungen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind mehrere LED-Chips auf der Deckfläche angeordnet, derart, dass das lichtemittierende Bauteil in der Lage ist, mischfarbiges Licht zu emittieren. Dabei sind mittels des IC-Chips die LED-Chips derart betreibbar, dass ein Farbort eines vom lichtemittierenden Bauteil emittierten Lichts einstellbar ist. Beispielsweise sind zumindest drei LED-Chips auf der Deckfläche des lichtemittierenden Bauteils angeordnet. Insbesondere sind die LED-Chips, welche auf der Deckfläche eines IC-Chips angeordnet sind, dazu eingerichtet, Licht welches einen unterschiedlichen Farbort aufweist zu emittieren. Beispielsweise umfasst das lichtemittierende Bauteil einen LED-Chip, welcher dazu eingerichtet ist, rotes Licht zu emittieren, einen LED-Chip, welcher dazu eingerichtet ist grünes Licht zu emittieren, und einen LED-Chip, welcher dazu eingerichtet ist, blaues Licht zu emittieren.
  • Insbesondere können die LED-Chips, die gemeinsam auf dem IC-Chip angeordnet sind, einen Pixel einer Anzeigevorrichtung bilden. Beispielsweise umfasst das lichtemittierende Bauteil pro Pixel drei LED-Chips, mittels denen mischfarbiges Licht emittierbar ist. Der Farbort des mischfarbigen Lichtes ist mit dem IC-Chip vorgebbar. Ferner können die LED-Chips, die auf einem gemeinsamen IC-Chip angeordnet sind, mehrere Pixel einer Anzeigevorrichtung bilden. Insbesondere bilden immer drei LED-Chips einen Pixel einer Anzeigevorrichtung, sodass die Anzahl der LED-Chips, die auf einem gemeinsamen IC-Chip angeordnet sind, ein Vielfaches von drei ist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der LED-Chip entlang der Deckfläche eine maximale Kantenlänge von 40 µm auf. Insbesondere kann der LED-Chip eine maximale Kantenlänge von 20 µm aufweisen. Beispielsweise kann der LED-Chip entlang der Deckfläche eine polygonale, insbesondere eine rechteckige, Kontur mit der maximalen Kantenlänge aufweisen. Alternativ kann der LED-Chip entlang der der Deckfläche eine runde Kontur aufweisen, wobei in diesem Fall als Kantenlänge eine maximale laterale Abmessung, beispielsweise ein Durchmesser des LED-Chips anzusehen ist, welche maximal 40 µm, bevorzugt maximal 20 µm, beträgt. Vorteilhafterweise weisen die LED-Chips eine besonders geringe Kantenlänge auf, was in einer besonders geringen Chipfläche resultiert.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der IC-Chip senkrecht zu seiner Haupterstreckungsebene eine maximale Dicke von 50 µm auf. Insbesondere weist der IC-Chip senkrecht zu seiner Haupterstreckungsebene eine maximale Dicke von 20 µm auf.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der IC-Chip an seinen Seitenflächen zumindest zwei Vorsprünge auf, die sich entlang der Haupterstreckungsebene erstrecken. Die Vorsprünge können mit dem Material des IC-Chips gebildet sein. Insbesondere können die Vorsprünge mit mehreren Schichten gebildet sein, die entlang der Haupterstreckungsebene des IC-Chips verlaufen. Beispielsweise weist der IC-Chip in der Draufsicht eine rechteckige Kontur auf, wobei zumindest an zwei einander gegenüberliegenden Kanten der rechteckigen Kontur die Vorsprünge ausgebildet sind.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind auf den Vorsprüngen elektrische Strukturen zum Test des lichtemittierenden Bauteils vorgesehen. Beispielsweise ist auf der Deckfläche im Bereich der Vorsprünge jeweils eine elektrisch leitende Struktur angeordnet, über die das lichtemittierende Bauteil elektrisch kontaktierbar und betreibbar ist. Die Seitenflächen des IC-Chips im Bereich der Vorsprünge können stellenweise von der elektrisch leitenden Struktur gebildet sein. Insbesondere ist die elektrisch leitende Struktur mit dem LED-Chip und/oder dem IC-Chip elektrisch leitend verbunden. Beispielsweise sind die elektrisch leitenden Strukturen mit den Anschlussflächen elektrisch leitend verbunden. Bevorzugt sind der IC-Chip und/oder der LED-Chip über die elektrisch leitende Struktur elektrisch betreibbar.
  • Eine Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vielzahl der hier beschriebenen lichtemittierenden Bauteile.
  • Bei einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung ist das lichtemittierende Bauteil eine Komponente eines Aktiv-Matrix-Displays. Insbesondere umfasst hierbei jeder einzelne Bildpunkt des Displays eine Schaltung mit aktiven elektronischen Elementen, wobei beispielsweise ein Bildpunkt mit einem lichtemittierenden Bauteil gebildet ist.
    Gemäß zumindest einer Ausführungsform einer solchen Anzeigevorrichtung sind die lichtemittierenden Bauteile an den Knotenpunkten eines periodischen Gitters auf einem gemeinsamen Träger angeordnet. Dabei sind die lichtemittierenden Bauteile über die Anschlussflächen zum elektrischen Betrieb angeschlossen. Beispielsweise sind die lichtemittierenden Bauteile an den Knotenpunkten eines regelmäßigen Rechteckgitters auf dem Träger angeordnet. Insbesondere umfasst der Träger eine Vielzahl von Leiterbahnen, mittels denen die lichtemittierenden Bauteile elektrisch angeschlossen sind. Insbesondere können die lichtemittierenden Bauteile untereinander elektrisch mit einander verschaltet sein. Beispielsweise ist der Träger mit einem einkristallinen Material, insbesondere Silizium, gebildet. Auf dem Träger können die Leiterbahnen in einer ersten Ebene und in einer zweiten Ebene übereinander angeordnet sein, wobei die Leiterbahnen in einander überlappenden Bereichen beispielsweise mittels eines Dielektrikums elektrisch voneinander isoliert sind.
  • Insbesondere kann jedes lichtemittierende Bauteil eine Vielzahl von Pixeln umfassen. Beispielsweise sind zueinander benachbarte Pixel, die auf einem gemeinsamen lichtemittierenden Bauteil ausgebildet sind, in lateraler Richtung einem gleichen Abstand zueinander angeordnet wie zueinander benachbarte Pixel, die auf unterschiedlichen lichtemittierenden Bauteilen ausgebildet sind. Zueinander benachbarte Pixel sind dabei entlang der Haupterstreckungsebene der Anzeigevorrichtung nebeneinander angeordnet, wobei zwischen zwei zueinander benachbarten Pixeln entlang der Haupterstreckungsebene der Anzeigevorrichtung keine weiteren Pixel angeordnet sind.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die LED-Chips der lichtemittierenden Bauteile der Anzeigevorrichtung unabhängig voneinander betreibbar. Insbesondere können beliebige LED-Chips der Anzeigevorrichtung mittels der IC-Chips zeitgleich betrieben werden. Beispielsweise bilden die lichtemittierenden Bauteile eine Aktiv-Matrixschaltung, welche modular mit der Vielzahl von IC-Chips gebildet ist.
  • Es wird des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung angegeben. Eine Anzeigevorrichtung ist eine Vorrichtung zur optischen Signalisierung von veränderlichen Informationen. Beispielsweise sind mittels der Anzeigevorrichtung bewegte Bilder darstellbar. Insbesondere kann es sich bei der Anzeigevorrichtung um einen Bildschirm handeln. Alternativ kann es sich bei der Anzeigevorrichtung um eine Videowall handeln.
  • Mit einem Verfahren gemäß der Erfindung kann insbesondere eine hier beschriebene Anzeigevorrichtung hergestellt werden. Das heißt, sämtliche für die Anzeigevorrichtung offenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird in einem Schritt A) eine Mehrzahl von LED-Chips in ein und demselben ersten Verfahren gleichzeitig hergestellt. Beispielsweise wird die Mehrzahl von LED-Chips in einem gemeinsamen ersten Verbund gleichzeitig hergestellt und dabei beispielsweise mittels eines Epitaxieverfahrens auf einem gemeinsamen Substrat gewachsen. Insbesondere handelt es sich dabei um LED-Chips, die alle in einem bestimmten Betriebsmodus nominal Licht eines gleichen Farbortes emittieren. Insbesondere werden die LED-Chips nach deren Herstellung im Verbund, welche üblicherweise eine Passivierung der Halbleiteroberflächen einschließt, nicht mehr mit einem Gehäusematerial verkapselt. Die LED-Chips weisen keine Verkapselung auf, welche die LED-Chips beispielsweise vor Umwelteinflüssen schützt. An den Außenflächen der LED-Chips kann eine Passivierung angeordnet sein, die beispielsweise mit einem Siliziumoxid (SiOx, vorzugsweise SiO2), einem Siliziumnitrid (SiNx) oder einem Aluminiumoxid (Al2O3) gebildet sein kann. Möglich ist aber auch eine Ausgestaltung mit einer teilweisen Passivierung oder ohne Passivierung, bei der zumindest eine Außenfläche des LED-Chips mit einem epitaktisch gewachsenen Material gebildet ist.
  • In einem Schritt B) wird eine Mehrzahl von IC-Chips in ein und demselben zweiten Verfahren gleichzeitig hergestellt. Beispielsweise werden die IC-Chips in einem gemeinsamen zweiten Verbund hergestellt. Insbesondere werden die IC-Chips schichtweise gebildet, wobei die Schichten auf einem gemeinsamen Substrat schichtweise additiv aufgebracht werden.
  • Beispielsweise umfassen die IC-Chips Dünnschicht-Schaltkreise, die mittels additiver Prozesse und photolithographischer Prozesse hergestellt werden. Insbesondere werden die IC-Chips nicht als fertige Bauelemente auf dem Substrat angeordnet, sondern werden auf dem Substrat schrittweise hergestellt. Beispielsweise können die IC-Chips mit mehreren Dünnschichttransistoren gebildet sein. Insbesondere werden die IC-Chips nicht verkapselt, sodass beispielsweise die Seitenflächen zumindest teilweise mit den schichtweise aufgebrachten Materialien gebildet sind. Beispielsweise sind die IC-Chips in dem zweiten Verbund elektrisch leitend kontaktierbar und betreibbar. Insbesondere werden die IC-Chips nach deren Herstellung im Verbund, welche üblicherweise eine Passivierung der Halbleiteroberflächen einschließt, nicht mehr mit einem Gehäusematerial verkapselt.
  • In einem Schritt C) wird eine Mehrzahl lichtemittierender Bauteile gebildet, wobei LED-Chips aus dem ersten Verbund auf Deckflächen IC-Chips des zweiten Verbundes aufgebracht werden. Insbesondere werden dabei mehrere LED-Chips zeitgleich aus dem ersten Verbund übertragen und mechanisch fest mit den IC-Chips verbunden. Beispielsweise werden die LED-Chips mittels eines Klebeverfahrens oder eines Lötverfahrens mit den IC-Chips verbunden.
  • In einem Schritt D) werden die lichtemittierenden Bauteile selektiert. Dabei werden beispielsweise lichtemittierende Bauteile anhand eines vorgegebenen Kriteriums ausgewählt. Beispielsweise werden die lichtemittierenden Bauteile anhand von außen sichtbaren Merkmalen ausgewählt. Dabei können die lichtemittierenden Bauteile beispielsweise anhand einer Oberflächenbeschaffenheit des IC-Chips oder LED-Chips ausgewählt werden. Alternativ können bei einem der Schritte A) bis C) unterschiedliche Eigenschaften der IC-Chips und/oder der LED-Chips ermittelt werden, anhand derer die lichtemittierenden Bauteile im Schritt D) selektiert werden.
  • In einem Schritt E) werden lichtemittierende Bauteile auf einen Träger der Anzeigevorrichtung übertragen. Beispielsweise wird dabei eine Mehrzahl von lichtemittierenden Bauteilen zeitgleich übertragen. Insbesondere werden die lichtemittierenden Bauteile mechanisch fest mit dem Träger verbunden. Die lichtemittierenden Bauteile werden beispielsweise mittels eines geeigneten elektrisch leitenden Klebstoffs, mittels eines nicht-leitenden Klebstoffs, mittels eines Lots oder mittels Thermokompression elektrisch und/oder mechanisch mit dem Träger verbunden. Weiter werden dabei die lichtemittierenden Bauteile zum elektrischen Betrieb an den Träger angeschlossen.
  • Der Träger ist beispielsweise wie bereits oben beschrieben ausgebildet.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden in einem Schritt C1), welcher zwischen den Schritten C) und D) durchgeführt wird, die lichtemittierenden Bauteile elektrisch und/oder optisch getestet. Beispielsweise werden in dem Verbund, in welchem die IC-Chips hergestellt sind, mehrere lichtemittierende Bauteile zeitgleich elektrisch leitend kontaktiert und betrieben. Insbesondere werden beim Testen mehrere lichtemittierende Bauteile zeitgleich kontaktiert und in aufeinanderfolgenden Zeiträumen mittels einer Kreuzmatrixschaltung nacheinander testweise betrieben. Vorteilhafterweise sind die lichtemittierenden Bauteile nach dem Testen anhand der Testergebnisse in einem Schritt D) selektierbar, sodass ausschließlich die ein vorgebbares Testkriterium erfüllenden lichtemittierenden Bauteile auf den Träger der Anzeigevorrichtung übertragen werden. Dies ermöglicht einen besonders hohen Anteil an funktionierenden Bildpunkten in der Anzeigevorrichtung.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden mehrere lichtemittierende Elemente in Schritt C) zeitgleich mittels eines Stempelverfahrens übertragen. Beispielsweise werden bei dem Stempelverfahren die LED-Chips mittels Adhäsion an einem ersten Transferträger befestigt. Der erste Transferträger kann insbesondere mit einem viskoelastischen Elastomermaterial gebildet sein, an welchem die LED-Chips während des Transfers aufgrund von van-der-Waals-Kräften haften. Beispielsweise hängt die Verbindungskraft zwischen dem ersten Transferträger und den LED-Chips von der Geschwindigkeit ab, mit welcher der erste Transferträger, senkrecht zu der Oberfläche, von welcher die LED-Chips entfernt werden oder an welcher die LED-Chips angeordnet werden, abgehoben wird. Alternativ können die LED-Chips bei dem Stempelverfahren mittels Ansaugen an dem ersten Transferträger gehalten werden. Insbesondere kann der erste Transferträger eine Vielzahl von Kanälen aufweisen, mittels denen die LED-Chips angesaugt werden.
  • Beispielsweise wird der erste Transferträger an einer von dem Substrat abgewandten Oberfläche der LED-Chips mit den LED-Chips in Kontakt gebracht. Anschließend wird der erste Transferträger mit einer ersten Geschwindigkeit senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Substrats von diesem entfernt. Zum Platzieren des LED-Chips kann dieser mit einer von dem ersten Transferträger abgewandten Fläche an der Deckfläche eines IC-Chips angeordnet werden. Anschließend wird der erste Transferträger senkrecht zur Deckfläche des IC-Chips mit einer zweiten Geschwindigkeit abgehoben. Dabei ist beispielsweise die zweite Geschwindigkeit geringer als die erste Geschwindigkeit.
  • Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Transferträger um einen Träger, welcher mit einer Adhäsionsschicht beschichtet ist, die beispielsweise selektiv aufgebracht oder aktivierbar ist. Damit ist es möglich, dass nur ausgewählte lichtemittierende Bauteile zeitgleich übertragen werden. Alternativ können LED-Chips selektiv mittels Ansaugens an dem ersten Träger befestigt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden mehrere lichtemittierende Bauteile in Schritt F) zeitgleich mittels eines Stempelverfahrens übertragen. Beispielsweise werden bei dem Stempelverfahren die lichtemittierenden Bauteile analog zu dem Übertragungsverfahren aus Schritt C) übertragen. An Stelle der LED-Chips in Schritt C) treten bei Schritt F) die IC-Chips.
  • Beispielsweise wird der zweite Transferträger an einer von der Bodenfläche des IC-Chips abgewandten Oberfläche in Kontakt gebracht. Anschließend kann der zweite Transferträger mit einer dritten Geschwindigkeit senkrecht zur Haupterstreckungsebene des IC-Chips entfernt werden. Zum Platzieren des lichtemittierenden Bauteils kann dieses mit einer von dem zweiten Transferträger abgewandten Fläche an einer Hauptfläche des Trägers der Anzeigevorrichtung angeordnet werden. Anschließend kann der zweite Transferträger senkrecht zur Deckfläche des IC-Chips mit einer vierten Geschwindigkeit entfernt werden. Dabei ist beispielsweise die vierte Geschwindigkeit geringer als die dritte Geschwindigkeit.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird der Schritt E) vor dem Schritt D) durchgeführt. Beispielsweise werden im Schritt E) die lichtemittierenden Bauteile ohne vorherige Selektion parallel in ein und demselben Schritt auf den Träger der Anzeigevorrichtung übertragen. Die lichtemittierenden Bauteile können beispielsweise in einem Schritt C1) im Verbund getestet worden sein. Nachfolgend können die lichtemittierenden Bauteile im Schritt E) auf den Träger der Anzeigevorrichtung übertragen werden. Von dem Träger können dann im Schritt D) einzelne lichtemittierende Bauteile von dem Träger entfernt werden. Beispielsweise werden dabei die lichtemittierenden Bauteile in Abhängigkeit der Testergebnisse des Schritts C1) selektiert. Insbesondere werden einzelne lichtemittierende Bauteile, die beim Testen eine vorgegebene Eigenschaft nicht aufweisen, selektiv, insbesondere nacheinander, von dem Träger der Anzeigevorrichtung entfernt werden und durch lichtemittierende Bauteile ersetzt werden, welche die vorgegebene Eigenschaft aufweisen.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden die lichtemittierenden Bauteile selektiv auf einen Träger übertragen, sodass die Schritte D) und E) zeitgleich durchgeführt werden. Beispielsweise wird dazu der zweite Transferträger selektiv mit einem Adhäsionsmaterial beschichtet oder ein auf dem zweiten Transferträger aufgebrachtes Adhäsionsmaterial wird selektiv aktiviert, sodass nur selektierte lichtemittierende Bauteile im Schritt E) auf den Träger der Anzeigevorrichtung übertragen werden. Alternativ kann der zweite Transferträger dazu eingerichtet sein, die lichtemittierenden Bauteile selektiv anzusaugen, sodass die lichtemittierende Bauteile mittels des zweiten Transferträgers separat voneinander auswählbar und übertragbar sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden in Schritt B) die IC-Chips (100) auf einer Opferschicht (112) hergestellt, welche vor dem Schritt E) entfernt wird. Beispielsweise sind die IC-Chips im Verbund auf einer gemeinsamen Opferschicht hergestellt. Insbesondere sind die IC-Chips in diesem Verbund mittels der Opferschicht auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet. Ferner ist die Opferschicht beispielsweise an einer Bodenfläche (100b) der IC-Chips (100) angeordnet.
  • Die Opferschicht kann mittels eines Ätzverfahrens entfernt werden, sodass die IC-Chips ausschließlich über Stege mechanisch fest mit der Ankerstruktur verbunden sind. Weiter stehen die IC-Chips nach dem Entfernen der Opferschicht nicht in direktem mechanischem Kontakt mit dem Substrat, auf welchem die IC-Chips hergestellt sind. Durch das Entfernen der Opferschicht wird zwischen den IC-Chips und dem Substrat ein Spalt ausgebildet.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden die IC-Chips im Schritt B) im Verbund hergestellt, wobei die IC-Chips mittels der Stege mechanisch fest mit einer gemeinsamen Ankerstruktur verbunden sind, wobei sich die Stege entlang der Haupterstreckungsebene der IC-Chips erstrecken und die Ankerstruktur die IC-Chips in einer lateralen Ebene jeweils vollständig umgibt. Beispielsweise wird die Ankerstruktur zeitgleich im selben Herstellungsverfahren wie die IC-Chips hergestellt. Insbesondere ist die Ankerstruktur mit einem gleichen Material wie die IC-Chips gebildet. Beispielsweise ist die Ankerstruktur mehrschichtig ausgebildet. Insbesondere ist die Ankerstruktur als Gitter ausgestaltet, welches in einer Ebene mit den IC-Chips angeordnet ist.
  • Beim Übertragen der lichtemittierenden Bauteile mittels des Stempelverfahrens wird die mechanische Verbindung der IC-Chips zu der Ankerstruktur gelöst. Beim Lösen der lichtemittierenden Bauteile von der Ankerstruktur werden die Stege beispielsweise durch einfaches Brechen zumindest teilweise zerstört, wobei Vorsprünge entstehen. Insbesondere sind die Vorsprünge jeweils zumindest mit einem Teil einer der Stege gebildet. Insbesondere können die lichtemittierenden Bauteile mittels des zweiten Transferträgers in Richtung des Substrats gedrückt werden, sodass die Stege zerstört werden und die mechanische Verbindung zwischen den lichtemittierenden Bauteilen und der Ankerstruktur gelöst wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Ankerstruktur mit Kontaktflächen versehen, wobei die Kontaktflächen elektrisch leitend jeweils mit mehreren LED-Chips, die auf unterschiedlichen IC-Chips angeordnet sind, verbunden sind. Weiter werden in Schritt C1) die lichtemittierenden Bauteile über die Kontaktflächen elektrisch betrieben. Beispielsweise sind die Kontaktflächen in einem Randbereich der Ankerstruktur angeordnet und von außen frei zugänglich. Insbesondere werden im Schritt C1) mehrere lichtemittierende Bauteile zeitgleich elektrisch betrieben. Beispielsweise sind die Kontaktflächen elektrisch leitend mit elektrisch leitenden Strukturen verbunden, die auf der Deckfläche der IC-Chips angeordnet sind. Beim Übertragen der lichtemittierenden Bauteile auf den Träger der Anzeigevorrichtung werden die elektrisch leitenden Strukturen, mittels denen die lichtemittierenden Bauteile elektrisch leitend mit den Kontaktflächen verbunden sind, zumindest teilweise zerstört. Vorteilhafterweise ermöglichen die Kontaktflächen auf der Ankerstruktur ein Testen der IC-Chips und/oder der LED-Chips, bevor diese auf dem Träger der Anzeigevorrichtung montiert werden. Somit können ausschließlich voll funktionsfähige lichtemittierende Bauteile selektiert werden, sodass die Ausbeute an voll funktionsfähigen Anzeigevorrichtungen erhöht wird.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des lichtemittierenden Bauteils, der Anzeigevorrichtung und des Verfahrens zum Herstellen einer Anzeigevorrichtung ergeben sich aus den folgenden, in Zusammenhang mit den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.
  • Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
    • die 1, 2, 3, 4 und 5 unterschiedliche Ansichten eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauteils,
    • 6 einen Schaltplan eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauteils,
    • die 7 bis 15 ein Verfahren zur Herstellung einer hier beschriebenen Anzeigevorrichtung,
    • 16 eine perspektivische Draufsicht auf eine hier beschriebene Anzeigevorrichtung.
  • Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen 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 für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
  • Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Bauteils 10 in einer perspektivischen schematischen Darstellung. Das lichtemittierende Bauteil 10 umfasst einen IC-Chip 100 und drei LED-Chips 200, die auf der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 angeordnet sind. Die LED-Chips 200 sind mittels des IC-Chips 100 ansteuerbar. Das lichtemittierende Bauteil ist mittels der LED-Chips in der Lage, mischfarbiges Licht zu emittieren und mittels des IC-Chips die LED-Chips 200 derart zu betreiben, dass ein Farbort eines vom lichtemittierenden Bauteil emittierten Lichts einstellbar ist.
  • Auf der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 ist eine Antireflexionsschicht 117 angeordnet. Insbesondere kann die Antireflexionsschicht mit einem schwarzen Material gebildet sein und nach außen eine aufgeraute Oberfläche aufweisen. Die Antireflexionsschicht 117 ist dazu eingerichtet, auf die Deckfläche 100a auftreffende elektromagnetische Strahlung zu absorbieren oder zu streuen. Vorteilhafterweise ist mittels der Antireflexionsschicht 117 ein besonders hoher Kontrast des lichtemittierenden Bauteils erzielbar.
  • Entlang seiner Haupterstreckungsebene E weist der IC-Chip 100 im Wesentlichen eine rechteckige Kontur auf. An den Stirnflächen 100c des IC-Chips 100 sind entlang der Haupterstreckungsebene E Vorsprünge 111 ausgebildet.
  • Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Bauteils 10 in einer schematischen perspektivischen Darstellung. Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf der Deckfläche 100a keine Antireflexionsschicht 117 angeordnet. Die LED-Chips 200 sind auf einem gemeinsamen Anschlussbereich 110 angeordnet und mit diesem elektrisch leitend verbunden. Weiter sind die LED-Chips jeweils separat voneinander mit einem weiteren Anschlussbereich 110 elektrisch leitend verbunden, über den die LED-Chips separat voneinander elektrisch leitend kontaktiert sind und separat ansteuerbar sind. Weiter ist auf der Deckfläche 100a im Bereich der Vorsprünge 111 eine elektrisch leitende Struktur 120 angeordnet. Über die elektrisch leitende Struktur 120 sind der IC-Chip 100 und/oder die LED-Chips 200 elektrisch leitend kontaktierbar und ansteuerbar.
  • Mittels einer Verbindungsschicht 116 sind die LED-Chips elektrisch leitend jeweils mit den weiteren Anschlussbereichen 110 verbunden. Die Verbindungsschicht 116 ist beispielsweise mit einem transparenten elektrisch leitenden Material gebildet.
  • Die 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Bauteils 10 in einer schematischen perspektivischen Darstellung. An einer Bodenfläche 100b des IC-Chips 100 sind eine erste 101, eine zweite 102, eine dritte 103, eine vierte 104, eine fünfte 105 und eine sechste 106 elektrische Anschlussfläche angeordnet. Die auf der Deckfläche 100a angeordneten LED-Chips 200 sind über die Anschlussflächen 101, 102, 103, 104, 105, 106 an der Bodenfläche 100b des IC-Chips 100 elektrisch leitend kontaktierbar und betreibbar. Insbesondere ist über die Anschlussflächen 101, 102, 103, 104, 105, 106 der IC-Chip 100 elektrisch leitend kontaktierbar und betreibbar. Die Anschlussflächen 101, 102, 103, 103, 104, 105, 106 sind elektrisch leitend mit einer eine Logik umfassende Schaltung des IC-Chips 100 verbunden. Dazu sind beispielsweise Durchkontaktierungen durch eine Siliziumschicht des IC-Chips 100 in dem IC-Chip 100 vorgesehen, wobei die Durchkontaktierungen den IC-Chip 100 quer zu seiner Haupterstreckungsebene durchdringen.
  • Die 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Bodenfläche 100b eines Ausführungsbeispiels eines lichtemittierenden Bauteils 10. An der Bodenfläche 100b ist die erste 101, die zweite 102, die dritte 103, die vierte 104, die fünfte 105 und die sechste 106 elektrische Anschlussfläche angeordnet. Beispielsweise sind die elektrischen Anschlussflächen 101, 102, 103, 104, 105, 106 auf der Bodenfläche 100b des IC-Chips 100 elektrisch leitend jeweils mit elektrisch leitenden Strukturen 120, die an der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 angeordnet sind, verbunden. Somit ist jede elektrische Anschlussfläche 101, 102, 103,104, 105, 106 auch über eine elektrisch leitende Struktur 120 auf der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 elektrisch leitend kontaktierbar. Beispielsweise umfasst das lichtemittierende Bauteil 10 auf der Deckfläche 100a genauso viele elektrisch leitende Strukturen 120 wie Anschlussflächen an der Bodenfläche 100b des IC-Chips 100 angeordnet sind. Insbesondere kann jede elektrisch leitende Struktur an der Deckfläche 100a im Bereich eines Vorsprungs 111 des IC-Chips 100 angeordnet sein. Unterschiedliche elektrisch leitende Strukturen 120 sind beispielsweise elektrisch voneinander isoliert. Weiter können auch unterschiedliche Anschlussflächen 101, 102, 103, 104, 105, 106 voneinander elektrisch isoliert sein. Insbesondere umfasst der IC-Chip 100 genauso viele Vorsprünge 111 wie elektrische Anschlussflächen 101, 102, 103, 104, 105, 106 an seiner Bodenfläche 100b angeordnet sind. Beispielsweise weisen die elektrischen Anschlussflächen 101, 102, 103, 104, 105, 106 jeweils entlang der Haupterstreckungsebene E des lichtemittierenden Bauteils 10 eine Größe von maximal 10 × 10 µm auf. Der Abstand zwischen zwei zueinander benachbarten Anschlussflächen beträgt beispielsweise zumindest 10 µm.
  • Die 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Deckfläche 100a eines Ausführungsbeispiels eines lichtemittierenden Bauteils 10. Das lichtemittierende Bauteil 10 weist beispielsweise im Wesentlichen eine rechteckige Kontur mit einer Kantenlänge von 54 µm auf 34 µm auf. Auf der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 sind Anschlussbereiche 110 angeordnet, über welche die LED-Chips 200 kontaktiert und betrieben werden. Jedem LED-Chip 200 ist eineindeutig ein Anschlussbereich 110 zugeordnet, welcher über eine Verbindungsschicht 116 elektrisch leitend mit einer von dem IC-Chip abgewandten Seite des LED-Chips 200 verbunden ist. Insbesondere ist die Verbindungsschicht 116 mit einem transparenten elektrisch leitenden Material gebildet. Weiter sind auf der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 elektrisch leitende Strukturen 120 angeordnet, die elektrisch leitend mit den auf der Bodenfläche 100b angeordneten Anschlussflächen verbunden sind. Die Dicke des IC-Chips 100 senkrecht zu seiner Haupterstreckungsebene, von der Bodenfläche 100b zur Deckfläche 100a, beträgt beispielsweise maximal 50 µm, insbesondere maximal 20 µm.
  • Die 6 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen Schaltung eines Ausführungsbeispiels eines lichtemittierenden Bauteils 10. Die LED-Chips 200 sind beispielsweise jeweils an ihrer Kathode elektrisch leitend mit dem IC-Chip 100 verbunden. Die Anoden der LED-Chips 200 sind elektrisch leitend mit der ersten elektrischen Anschlussfläche 101 oder der zweiten elektrischen Anschlussfläche 102 verbunden. Beispielsweise ist der LED-Chip 200, welcher dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung in einem roten Wellenlängenbereich zu emittieren, elektrisch leitend mit der ersten elektrischen Anschlussfläche 101 verbunden und die LED-Chips 200, welche dazu eingerichtet sind, elektromagnetische Strahlung in einem blauen Wellenlängenbereiche und in einem grünen Wellenlängenbereich zu emittieren, sind gemeinsam mit der elektrischen Anschlussfläche 102 elektrisch leitend verbunden.
  • Beispielsweise ist die fünfte elektrische Anschlussfläche 105 an eine Erdungselektrode angeschlossen. Die erste Anschlussfläche 101 kann beispielsweise gegenüber der fünften Anschlussfläche 105 ein Potential von 2,5 V aufweisen. Die zweite Anschlussfläche 102 kann beispielsweise gegenüber der fünften Anschlussfläche 105 ein Potential von 3,5 V aufweisen. Beispielsweise kann an der dritten Anschlussfläche 103 ein Datensignal angelegt werden, mittels dem der IC-Chip 100 angesteuert wird. Weiter kann die vierte elektrische Anschlussfläche 104 gegenüber der fünften Anschlussfläche 105 beispielsweise ein Potential von 1,8 V aufweisen. Insbesondere kann an der vierten Anschlussfläche 104 eine Versorgungsspannung für den IC-Chip 100 anliegen. An der sechsten elektrischen Anschlussfläche 106 kann beispielsweise ein weiteres Datensignal anliegen, mittels dem der IC-Chip 100 angesteuert wird.
  • Die 7 zeigt eine schematische Schnittansicht eines LED-Chips 200 eines Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelements 10. Der LED-Chip 200 ist auf dem Substrat 300 angeordnet. Beispielsweise ist der LED-Chip 200 auf dem Substrat 300 in einem Schritt A) hergestellt. Insbesondere ist auf dem Substrat 300 eine Vielzahl von LED-Chips 200 hergestellt. Insbesondere ist die Vielzahl von LED-Chips 200 in einem selben Verfahren gleichzeitig hergestellt.
  • Weiter ist in 7 ein Teil eines ersten Transferträgers 31 schematisch dargestellt. Bei dem ersten Transferträger 31 handelt es sich beispielsweise um einen Stempel, welcher mit einem Elastomermaterial gebildet ist. Mittels des ersten Transferträgers 31 wird der LED-Chip 200 von dem Substrat 300 entfernt, sodass der LED-Chip 200 an einer dem Substrat 300 abgewandten Fläche mit dem Transferträger 31 mechanisch verbunden ist. Dazu wird der erste Transferträger 31 in direkten Kontakt mit dem LED-Chip 200 gebracht und anschließend mit einer ersten Geschwindigkeit V1 senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Substrats 300 von dem Substrat 300 entfernt. Insbesondere wird der LED-Chip 200 durch Adhäsion mit dem ersten Transferträger 31 verbunden.
  • Die 8 zeigt einen dem in 7 nachfolgenden Schritt zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung 1. Die 8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines IC-Chips 100, welcher in einem Verbund in einem Schritt B) hergestellt ist. Insbesondere ist eine Mehrzahl von IC-Chips 100 in einem selben Verfahren gleichzeitig hergestellt. Der IC-Chip 100 ist beispielsweise auf einer Opferschicht 112 hergestellt, welcher wiederum auf einem Substrat 300 angeordnet ist. Mittels Stegen 1110 ist der IC-Chip 100 mechanisch fest mit einer Ankerstruktur 115 verbunden. Die Ankerstruktur 115 ist beispielsweise mit einem gleichen Material wie der IC-Chip 100 gebildet. Weiter ist die Ankerstruktur 115 mechanisch fest mit dem Substrat 300 verbunden.
  • Auf der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 wurde bereits ein LED-Chip 200 in einem Schritt C) angeordnet, welcher dazu eingerichtet ist, im bestimmungsgemäßen Betrieb Licht in einem grünen Wellenlängenbereich zu emittieren. Weiter sind auf der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 elektrisch leitende Strukturen 120 angeordnet, die sich über die Stege 1110 auf die Ankerstruktur 115 erstrecken. Die leitenden Strukturen 120 sind elektrisch leitend mit den Anschlussflächen 101, 106, die an der Bodenfläche 100b des IC-Chips 100 angeordnet sind, verbunden.
  • Mittels des ersten Transferträgers 31 wird der in 7 beschriebene LED-Chip 200 in Schritt C) auf der Deckfläche 100a des IC-Chips angeordnet. Dazu wird der LED-Chip 200 mit einer von dem ersten Transferträger 200 abgewandten Fläche in direkten Kontakt mit der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 gebracht. Insbesondere wird der LED-Chip 200 mit der von dem ersten Transferträger abgewandten Fläche auf einem Anschlussbereich 110 angeordnet. Anschließend wird der erste Transferträger mit einer zweiten Geschwindigkeit V2 senkrecht zu der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 von dem IC-Chip 100 entfernt. Dabei ist die zweite Geschwindigkeit V2 geringer als die erste Geschwindigkeit V1.
  • Die 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Bauteils 10 in einer schematischen Schnittdarstellung. Beispielsweise zeigt die 9 ein lichtemittierendes Bauteil 10, nachdem die in den 7 und 8 beschriebenen Schritte durchgeführt sind. In weiteren Schritten werden die LED-Chips 200 jeweils mittels einer Verbindungsstruktur 116 elektrisch leitend angeschlossen, sodass die LED-Chips mittels des IC-Chips 100 betreibbar sind.
  • Die 10 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Mehrzahl von IC-Chips 100 gemäß eines Ausführungsbeispiels, die bei der Herstellung einer Anzeigevorrichtung 1 im Verbund angeordnet sind. Die IC-Chips 100 sind mittels Stegen 1110 mechanisch fest mit der gemeinsamen Ankerstruktur 115 verbunden, wobei sich die Stege 1110 entlang der Haupterstreckungsebene E der IC-Chips 100 erstrecken und die Ankerstruktur 115 die IC-Chips 100 in ihrer Haupterstreckungsebene E jeweils vollständig umgibt. Mittels eines Ätzverfahrens wird die Opferschicht 112, welche zwischen den IC-Chips 100 und dem Substrat 300 angeordnet ist, entfernt. Insbesondere sind die IC-Chips 100 nach dem Entfernen der Opferschicht 112 ausschließlich über die Stege 1110 mechanisch mit der Ankerstruktur 115 verbunden.
  • Auf der Ankerstruktur 115 sind elektrisch leitende Strukturen 120 angeordnet, mittels denen die IC-Chips 100 elektrisch leitend mit Kontaktflächen 115a verbunden sind. Die Kontaktflächen 115a sind im Randbereich der Ankerstruktur 115 angeordnet und ermöglichen ein Testen der IC-Chips 100 und/oder der LED-Chips 200, bevor die IC-Chips 100 aus dem Verbund, in dem die IC-Chips 100 hergestellt sind, gelöst werden. Beispielsweise sind über eine Kontaktfläche 115a mehrere LED-Chips 200, die auf unterschiedlichen IC-Chips 100 angeordnet sind, elektrisch leitend kontaktierbar und betreibbar. Zum Testen der lichtemittierenden Bauteile 10 werden mehrere lichtemittierende Bauteile 10 zeitgleich über die Kontaktflächen 115a elektrisch kontaktiert und nacheinander per Kreuzmatrix durch Schaltung betrieben. Dabei können beispielsweise elektrische und/oder optische Eigenschaften der lichtemittierenden Bauteile erfasst werden, anhand denen die lichtemittierenden Bauteile in einem nachfolgenden Schritt selektiert werden.
  • Die elektrisch leitenden Strukturen 120 sind auf der Ankerstruktur 115 beispielsweise zumindest teilweise in zwei übereinanderliegenden Ebenen angeordnet, sodass die elektrisch leitenden Strukturen 120 in einer einander überkreuzenden Weise anordenbar sind, ohne elektrisch miteinander verbunden zu sein. Insbesondere sind die elektrisch leitenden Strukturen im selben Herstellungsverfahren wie die IC-Chips 100 hergestellt. Beispielsweise sind die elektrisch leitenden Strukturen 120 zeitgleich mit den Anschlussbereichen 110 der IC-Chips 100 hergestellt. Insbesondere können auf einem gemeinsamen Substrat 300 mehrere Testblöcke 40 angeordnet sein, die in einem gemeinsamen Schritt C1) zeitgleich getestet werden. Ein Testblock 40 beschreibt dabei eine Mehrzahl von lichtemittierenden Bauteilen 10, die über gemeinsame Kontaktflächen 115c elektrisch leitend kontaktierbar sind und die in einem gemeinsamen Verbund hergestellt sind.
  • Insbesondere wird im Schritt C1) beim Testen der lichtemittierenden Bauteile 10 eine Messung elektrischer und/oder optischer Eigenschaften der lichtemittierenden Bauteile 10 durchgeführt. Dabei wird beispielsweise zumindest eine der ermittelten Eigenschaften mit einer vorgegebenen Spezifikation verglichen. Davon abhängig, ob ein lichtemittierendes Bauteil 10 diese vorgegebene Spezifikation erfüllt, kann beispielsweise in einem Schritt D) eine Selektion der lichtemittierenden Bauteile 10 durchgeführt werden.
  • Die 11 bis 13 zeigen eine schematische Schnittansicht eines lichtemittierenden Bauteils 10 gemäß eines Ausführungsbeispiels, welches bei der Herstellung einer Anzeigevorrichtung mittels eines Stempelverfahrens in Schritt F) übertragen wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird ein zweiter Transferträger 32 auf die Deckfläche 100a des lichtemittierenden Bauteils 10 gedrückt. Insbesondere kann der zweite Transferträger 32 eine erhabene Struktur 321 aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, eine direkte Verbindung mit dem lichtemittierenden Bauteil 10 einzugehen. Die erhabene Struktur 321 wird auf die Deckfläche 100a des lichtemittierenden Bauteils 10 aufgedrückt, wodurch das lichtemittierende Bauteil 10 und der zweite Transferträger 32 mittels einer Adhäsionskraft miteinander verbunden werden.
  • Wie in 12 dargestellt, wird beim Aufdrücken des zweiten Transferträgers 32 die mechanische Verbindung zwischen dem lichtemittierenden Bauteil 10 und der Ankerstruktur 115 gelöst. Insbesondere werden beim Lösen des lichtemittierenden Bauteils 10 von der Ankerstruktur 115 die Stege 1110 zumindest teilweise zerstört. Insbesondere entstehen beim Lösen des lichtemittierenden Bauteils 10 von der Ankerstruktur 115 die Vorsprünge 111.
  • Wie in 13 dargestellt, ist die erhabene Struktur 321 zumindest teilweise mit einem elastisch verformbaren Material gebildet, welches sich der Oberflächenstruktur des lichtemittierenden Bauteils 10 anpasst. Somit steht der zweite Transferträger 32 beispielsweise mit unterschiedlichen Flächen des lichtemittierenden Bauteils 10 in direktem mechanischem Kontakt, wobei die unterschiedlichen Flächen nicht zwangsläufig in einer gleichen Ebene liegen. Insbesondere kann der zweite Transferträger 32 eine strukturierte Oberfläche aufweisen, welche ein Negativ-Profil der dem zweiten Transferträger 32 zugewandten Fläche des lichtemittierenden Bauteils 10 bildet. Der zweite Transferträger 32 weist beispielsweise im Bereich der LED-Chips Aussparungen auf, sodass der zweite Transferträger 32 sowohl mit dem LED-Chip als auch mit dem IC-Chip in direktem mechanischem Kontakt steht.
  • Die 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Bauteils 10 in einer schematischen Schnittdarstellung, welches bei der Herstellung einer Anzeigevorrichtung 1 in einem Schritt E) auf einem Träger 20 aufgebracht wird. Das lichtemittierende Bauteil 10 wird mittels des zweiten Transferträgers 32 auf Leiterbahnen 21 angeordnet, die auf der dem lichtemittierenden Bauteil 10 zugewandten Seite des Trägers 20 angeordnet sind. Insbesondere wird mittels der Leiterbahnen 21 jede Anschlussfläche 101, 102, 103, 104, 105, 106 des lichtemittierenden Bauteils 10 unabhängig von den weiteren Anschlussflächen 101, 102, 103, 104, 105, 106 des lichtemittierenden Bauteils 10 elektrisch leitend kontaktiert. Insbesondere wird mittels des zweiten Transferträgers 32 eine Mehrzahl von lichtemittierenden Bauteilen 10 auf den Träger 20 übertragen. Beispielsweise werden die lichtemittierenden Bauteile 10 in einem gemeinsamen Schritt selektiv gleichzeitig auf den Träger 20 übertragen. Insbesondere können die lichtemittierenden Bauteile abhängig von einer in Schritt C1) ermittelten Eigenschaft selektiert werden.
  • Die 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Teils einer Anzeigevorrichtung 1 in einer Schnittansicht. Insbesondere umfasst die Anzeigevorrichtung 1 eine Vielzahl lichtemittierender Bauteile 10, die auf dem Träger 20 angeordnet sind und über die Leiterbahnen 21 betreibbar sind.
  • Die 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anzeigevorrichtung 1 in einer schematischen perspektivischen Darstellung. Die Vielzahl von lichtemittierenden Bauteilen 10 ist auf einem gemeinsamen Träger 20 angeordnet und über Leiterbahnen 21 elektrisch leitend kontaktiert. Insbesondere sind die LED-Chips 200 der lichtemittierenden Bauteile 10 jeweils separat voneinander betreibbar. Beispielsweise können die LED-Chips 200, die gemeinsam auf einem IC-Chip 100 angeordnet sind, einen Pixel einer Anzeigevorrichtung 1 bilden. Beispielsweise umfasst die Anzeigevorrichtung 1 pro Pixel drei LED-Chips 200, mittels denen mischfarbiges Licht emittierbar ist, welches einen vorgebbaren Farbort aufweist.
  • Beispielsweise sind die lichtemittierenden Bauteile 10 an den Knotenpunkten eines regelmäßigen Rechteckgitters an der Oberfläche des Trägers 20 angeordnet. Insbesondere sind die lichtemittierenden Bauteile entlang der Haupterstreckungsebene der Anzeigevorrichtung 1 entlang von Zeilen und Spalten angeordnet. Beispielsweise sind lichtemittierende Bauteile, die in einer gemeinsamen Spalte angeordnet sind, zumindest teilweise über eine gemeinsame Leiterbahn 21 elektrisch leitend kontaktiert. Beispielsweise sind jeweils die sechsten Anschlussflächen 106 von lichtemittierenden Bauteilen 10, die in einer gemeinsamen Spalte angeordnet sind, mittels einer gleichen Leiterbahn miteinander verbunden. Weiter können dritte Anschlussflächen 103 von lichtemittierenden Bauteilen 10, die in einer gemeinsamen Zeile angeordnet sind, elektrisch leitend mit einer Leiterbahn 21 verbunden sein. Insbesondere können über die Leiterbahn 21 zeilenweise und spaltenweise Signale an die lichtemittierenden Bauteile 10 übertragen werden.
  • Alternativ können LED-Chips 200, die auf einem gemeinsamen IC-Chip 100 angeordnet sind, mehrere Pixel einer Anzeigevorrichtung 1 bilden. Insbesondere bilden immer drei LED-Chips 200 einen Pixel einer Anzeigevorrichtung 1, sodass die Anzahl der LED-Chips 200, die auf einem gemeinsamen IC-Chip 10 angeordnet sind, ein Vielfaches von drei ist. Insbesondere kann jedes lichtemittierende Bauteil eine Vielzahl von Pixeln umfassen. Insbesondere sind zueinander benachbarte Pixel, die auf einem gemeinsamen lichtemittierenden Bauteil 10 ausgebildet sind, entlang der Haupterstreckungsebene der Anzeigevorrichtung 1 in einem gleichen Abstand zueinander angeordnet wie zueinander benachbarte Pixel, die auf unterschiedlichen lichtemittierenden Bauteilen 10 ausgebildet sind. Zueinander benachbarte Pixel sind dabei entlang der Haupterstreckungsebene der Anzeigevorrichtung 1 nebeneinander angeordnet, wobei zwischen zwei zueinander benachbarten Pixeln entlang der Haupterstreckungsebene der Anzeigevorrichtung 1 keine weiteren Pixel angeordnet sind.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese 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 Ausführungsbeispielen angegeben ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Anzeigevorrichtung
    10
    Lichtemittierendes Bauteil
    100
    IC-Chip
    100a
    Deckfläche
    100b
    Bodenfläche
    100c
    Seitenfläche
    101
    erste Anschlussfläche
    102
    zweite Anschlussfläche
    103
    dritte Anschlussfläche
    104
    vierte Anschlussfläche
    105
    fünfte Anschlussfläche
    106
    sechste Anschlussfläche
    110
    Anschlussbereich
    111
    Vorsprung
    1110
    Steg
    112
    Opferschicht
    115
    Ankerstruktur
    115a
    Kontaktfläche
    116
    Verbindungsschicht
    117
    Antireflexionsschicht
    120
    elektrisch leitende Struktur
    200
    LED-Chip
    300
    Substrat
    31
    erster Transferträger
    32
    zweiter Transferträger
    321
    erhabene Struktur
    40
    Testblock
    E
    Haupterstreckungsebene
    D
    Dicke
    V1
    erste Geschwindigkeit
    V2
    zweite Geschwindigkeit
    V3
    dritte Geschwindigkeit
    V4
    vierte Geschwindigkeit

Claims (17)

  1. Lichtemittierendes Bauteil (10) mit einem IC-Chip (100) und einem LED-Chip (200), bei dem - der LED-Chip (200) auf einer Deckfläche (100a) des IC-Chips (100) angeordnet und mit diesem elektrisch gekoppelt ist, - der LED-Chip (200) mittels des IC-Chips (100) elektrisch ansteuerbar ist, - der IC-Chip (100) an einer von dem LED-Chip (200) abgewandten Bodenfläche (100b) zumindest zwei elektrische Anschlussflächen (101, 102) aufweist, und - das lichtemittierende Bauteil (10) über die Anschlussflächen (201, 202) elektrisch kontaktierbar und betreibbar ist.
  2. Lichtemittierendes Bauteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem - mehrere LED-Chips (200) auf der Deckfläche (100a) angeordnet sind, derart, dass das lichtemittierende Bauteil (10) in der Lage ist, mischfarbiges Licht zu emittieren, und - mittels des IC-Chips (100) die LED-Chips (200) derart betreibbar sind, dass ein Farbort eines vom lichtemittierenden Bauteil (10) emittierten Lichts einstellbar ist.
  3. Lichtemittierendes Bauteil (10) gemäß dem vorherigen Anspruch, bei dem der LED-Chip (200) entlang der Deckfläche (100a) eine maximale Kantenlänge von 40 µm aufweist.
  4. Lichtemittierendes Bauteil (10) gemäß dem vorherigen Anspruch, bei dem der IC-Chip (100) senkrecht zu seiner Haupterstreckungsebene (E) eine maximale Dicke (D) von 50 µm aufweist.
  5. Lichtemittierendes Bauteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der IC-Chip an seinen Seitenflächen zumindest zwei Vorsprünge aufweist, die sich entlang der Haupterstreckungsebene erstrecken.
  6. Lichtemittierendes Bauteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem auf den Vorsprüngen elektrische Strukturen zum Test des lichtemittierenden Bauteils vorgesehen sind.
  7. Anzeigevorrichtung (1) mit einer Vielzahl lichtemittierender Bauteile (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der - die lichtemittierenden Bauteile (10) gemäß eines periodischen Gitters an dessen Knotenpunkten auf einem gemeinsamen Träger (20) angeordnet sind.
  8. Anzeigevorrichtung (1) nach dem vorherigen Anspruch, bei der die LED-Chips (200) der lichtemittierenden Bauteile (10) unabhängig voneinander betreibbar sind.
  9. Verfahren zum Herstellen einer Anzeigevorrichtung (1), wobei A) eine Mehrzahl von LED-Chips (200) in ein und demselben ersten Verfahren gleichzeitig hergestellt wird; B) eine Mehrzahl von IC-Chips (100) in ein und demselben zweiten Verfahren gleichzeitig hergestellt wird; C) eine Mehrzahl lichtemittierender Bauteile (10) gebildet wird, wobei LED-Chips (200) auf eine Deckfläche (100a) der IC-Chips (100) aufgebracht werden; D) die lichtemittierenden Bauteile (10) selektiert werden; und E) die lichtemittierenden Bauteile (10) auf einen Träger (20) der Anzeigevorrichtung (1) übertragen werden.
  10. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei in einem Schritt C1), welcher zwischen den Schritten C) und D) durchgeführt wird, die lichtemittierenden Bauteile (10) elektrisch und/oder optisch getestet werden.
  11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei mehrere LED-Chips (200) in Schritt C) zeitgleich mittels eines Stempelverfahrens Verfahrens übertragen werden.
  12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei mehrere lichtemittierende Bauteile (10) in Schritt F) zeitgleich mittels eines Stempelverfahrens übertragen werden.
  13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Schritt E) vor dem Schritt D) durchgeführt wird.
  14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die lichtemittierenden Bauteile selektiv auf einen Träger (20) übertragen werden, sodass die Schritte D) und E) zeitgleich durchgeführt werden.
  15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei in Schritt B) die IC-Chips (100) auf einer Opferschicht (112) hergestellt werden, welche vor dem Schritt E) entfernt wird.
  16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei - die IC-Chips (100) im Schritt B) in einem Verbund hergestellt werden, in dem die IC-Chips (100) mittels Vorsprüngen (111) mechanisch fest mit einer gemeinsamen Ankerstruktur (115) verbunden sind, wobei sich die Vorsprünge (111) entlang der Haupterstreckungsebene (E) der IC-Chips (100) erstrecken und - die Ankerstruktur (115) die IC-Chips (100) in ihrer Haupterstreckungsebene (E) jeweils vollständig umgibt.
  17. Verfahren nach den Ansprüchen 10 und 16, wobei - die Ankerstruktur (115) mit Kontaktflächen (115a) versehen ist, - die Kontaktflächen (115a) elektrisch leitend jeweils mit mehreren LED-Chips (200), die auf unterschiedlichen IC-Chips (100) angeordnet sind, verbunden sind, und - in Schritt C1) die lichtemittierenden Bauteile (10) über die Kontaktflächen (115a) elektrisch betrieben werden.
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