DE102021106332A1

DE102021106332A1 - Optoelektronische baugruppe, displayanordnung und verfahren

Info

Publication number: DE102021106332A1
Application number: DE102021106332.9A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Herrmann; Korbinian Perzlmaier; Alexander Pfeuffer
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2021-03-16
Filing date: 2021-03-16
Publication date: 2022-09-22
Also published as: US20240153928A1; WO2022194816A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Baugruppe mit einem Träger (10) mit wenigstens einem Kontaktbereich (11) sowie zumindest ein optoelektronisches Bauelement zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung, das auf dem wenigstens einen Kontaktbereich (11) angeordnet ist. Ein strahlführendes Element (40, 40b, 40c) mit einem transparenten Material, ist auf dem Träger (10) angeordnet, ummantelt das zumindest eine optoelektronische Bauelement vollständig und bedeckt die in einem Betrieb emittierenden Oberflächenbereiche des optoelektronisches Bauelement zumindest teilweise.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Baugruppe sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Display mit einer solchen Baugruppe.
HINTERGRUND
Durch die zunehmende Miniaturisierung optoelektronischer Bauelemente, z.B. bei pixellierten Arrays oder auch Displays mit sehr kleinen LEDs, beispielsweise bei pLEDs, kann es vorkommen, dass die Auskopplung von Strahlung aus dem Halbleiterkörper nicht mehr ausreichend gut beeinflussbar ist. Dies wird dadurch bedingt, dass zum einen die optoelektronischen Bauelemente bei sehr kleinen lateralen Abmessungen im Bereich kleiner 70µm bis hinunter zu wenigen µm (sogenannte pLEDs) andere Eigenschaften haben und zum anderen Maßnahmen zur Beeinflussung der Auskoppelung und der Strahlungscharakteristik nicht mehr oder nur mit erhöhtem Aufwand realisierbar sind.
So verhält sich eine µLED trotz ihrer Dicke von 5µm oder weniger (typischerweise 2µm oder weniger) wegen ihrer geringen lateralen Abmessungen von <100µm bis hin zu <10µm ohne Seitenverspiegelung zunehmend als Volumenemitter und zeigt eine Abstrahlcharakteristik, die sich von einem sogenannten Lambert'schen Strahler unterscheidet. Diese Eigenschaft kann in einigen Anwendungen zu veränderten Seheindrücken auf Seiten eines Benutzers führen. So verändert sich bei direkt emittierenden Displays (z.B. Video Wall, µLED Display) aufgrund des nicht-Lambert'schen Abstrahlverhaltens die Helligkeit des Displays je nach Betrachtungswinkel.
Bei direkter Hinterleuchtung von TFT Displays z.B. mit Mini-LEDs ist hingegen eine reduzierte Abstrahlung in Vorwärtsrichtung erwünscht, um das Licht der Hinterleuchtung besser verteilen zu können. Allerdings kann eine seitliche Abstrahlung der (insbesondere blauen) InGaN LEDs dazu führen, dass kurzwelliges Licht auf Bauelemente mit InGaAlP als Materialsystem trifft, was zu beschleunigter Alterung dieses Materialsystems führen kann.
Es wäre daher wünschenswert, aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung der optoelektronischen Bauelemente und der damit verbundenen Vorteile eine erhöhte Flexibilität zu erreichen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die eingangs erwähnten Probleme und Schwierigkeiten lassen sich mit einer optoelektronischen Baugruppe, einem Display sowie einem Verfahren zu deren Herstellung beheben.
Dabei liegt dieser Anmeldung die Idee zugrunde die Emissionseigenschaften eines optoelektronischen Bauelements, typischerweise eines Volumenemitters mit signifikanter Lichtauskopplung durch die Seitenflächen dadurch zu modifizieren, dass nach der Positionierung auf einem Substrat die optoelektronischen Bauelemente zunächst flächig mit einem transparenten Material ummantelt werden. Dieses Material wird dann durch Lithographie sowie Ätz- und/oder Temperaturschritte in die Zielform gebracht. Anschließen können zusätzliche optische Systeme ausgerichtet und mit den ummantelten optoelektronischen Bauelementen verbunden werden, um so integrierte optische Systeme mit den gewünschten Eigenschaften zu realisieren.
In einem Aspekt umfasst eine optoelektronische Baugruppe einen Träger mit wenigstens einem Kontaktpad, sowie zumindest ein auf dem Kontaktpad angeordnetes und als Volumenemitter ausgeführtes optoelektronisches Bauelement zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung. Das optoelektronische Bauelement kann als eine µLED ausgeführt sein, wobei in einem derartigen Fall eine Kantenlänge weniger als 70µm beträgt und insbesondere weniger als 20µm beträgt und insbesondere im Bereich von 2µm bis 15µm liegt. Weiterhin ist ein strahlführendes Element mit einem transparenten Material vorgesehen, welches auf dem Träger angeordnet ist und das zumindest eine optoelektronische Bauelement vollständig ummantelt. Die in einem Betrieb emittierenden Oberflächenbereiche des optoelektronischen Bauelements sind von dem transparenten Material zumindest teilweise bedeckt.
Durch das strahlführende Element wird so eine weitere Umverteilung des emittierten Lichts bewirkt, so dass leichte Schwankungen in der Position des optoelektronischen Bauelements, die vom Transfer herrühren, ausgeglichen werden können und die effektive Abstrahlung davon weniger beeinflusst wird. Dieser Effekt kann auch durch die noch weiter unten beschriebenen Maßnahmen ergänzt bzw. verstärkt werden.
In einem Aspekt ist zusätzlich eine optische Baugruppe vorgesehen, welche über dem strahlführenden Element angeordnet ist. Die optische Baugruppe kann optional einen Unterstützungsträger zur Halterung einer oder mehrere optischer Elemente umfassen. Dadurch ist es möglich, komplette optische Systeme mit unterschiedlichen optischen Elementen wie Linsen, Konverter, Filter und anderen als integrierte Baugruppe zu realisieren und damit je nach Anwendungsfall die gewünschten Charakteristika zu erreichen.
Ein weiterer Aspekt beschäftigt sich mit der Form des stahlformenden Elementes. Grundsätzlich kann dieses eine andere Grundform wie das optoelektronische Element aufweisen. In einem Aspekt entspricht jedoch eine Grundflächenform des strahlführenden Elements einer Form der Grundfläche des optoelektronischen Bauelements und überragt in dieser Form das optoelektronische Bauelement. Beispielsweise kann die Grundform quadratisch oder auch rechtecksförmig sein. Dies führt aufgrund der Symmetrie zwischen optoelektronischen Bauelement und strahlförmigen Element zu einer Verbesserung der Lichtführungseigenschaften.
Diesbezüglich kann in einigen Aspekten vorgesehen sein, dass das strahlführende Element zumindest 2 als Volumenemitter ausgeführte optoelektronische Bauelemente ummantelt sowie die in einem Betrieb emittierenden Oberflächenbereiche der optoelektronischen Bauelemente bedeckt. Ebenso kann das strahlführende Element zumindest drei als Volumenemitter ausgeführte optoelektronische Bauelemente ummanteln sowie die in einem Betrieb emittierenden Oberflächenbereiche der optoelektronischen Bauelemente bedecken. In einem solchen Fall können die optoelektronischen Bauelemente ausgeführt sein, in einem Betrieb Licht unterschiedlicher Farben, insbesondere der Farben rot, grün und blau zu erzeugen. In diesen Ausführungen wird bewusst in Kauf genommen, dass das strahlführende Element mehrere als Volumenemitter ausgeführte Bauelemente überdeckt und ummantelt. Dadurch wird das Licht dieser gemischt, und so Mischfarben direkt im optischen System erzeugt und über die durch die optoelektronischen Bauelemente genutzte Fläche gleichmäßiger verteilt. Einem möglichen Eindruck verteilter Farben wird auf diese Weise entgegengewirkt. In einigen Aspekten kann auf diese Weise durch das strahlführende Element Pixel aus Subpixel unterschiedlicher Farbe (durch die optoelektronischen Bauelementen unterschiedlicher Farbe) erzeugt werden.
In einigen Aspekten umfasst das strahlführende Element zumindest in Bereichen, die den Seitenflächen des optoelektronischen Bauelements benachbart sind, eine reflektierende Schicht und insbesondere eine reflektierende metallische Schicht. Dadurch wird vermieden, das Licht zur Seite hinabstrahlt, sondern es wird nach oben d.h. vom Bauelement weggelenkt. In einem dazu anderen Aspekt umfasst das strahlführende Element auf einer dem Träger gegenüberliegenden Seite eine reflektierende Schicht und insbesondere eine metallische reflektierende Schicht. Hingegen verbleiben in dieser Ausgestaltung Bereiche, die den Seitenflächen des optoelektronischen Bauelements benachbart sind zumindest teilweise lichtdurchlässig. Dadurch kann Licht gezielt zur Seite hin weggelenkt werden, so dass sich Anwendungen für Hintergrundbeleuchtung realisieren lassen.
Zudem kann in weiteren Aspekten vorgesehen sein, dass das strahlführende Element, Partikel, z.B. Konverter oder Reflexionspartikel umfasst. Auf diese Weise können zusätzliche Funktionalitäten in dem Material des strahlführenden Elementes untergebracht oder mit diesem kombiniert werden. So lässt sich z.B. einfach weißes oder andersfarbiges Licht durch geeignete Konvertermaterialien erzeugen. Ebenso sind auf diese Weise RGB-Pixel erzeugbar.
Ein anderer Aspekt beschäftigt sich mit der elektrischen Kontaktierung des von dem transparenten Material umgebenden Bauelements. In einigen Aspekten kann auf dem strahlführenden Element zumindest in einigen Bereichen eine transparente leitfähige Schicht aufgebracht sein. Dadurch lassen sich Kontaktbereiche auf der Oberfläche des Bauelements elektrisch verbinden. Hierzu umfasst in einigen Aspekten das strahlführende Element eine Aussparung, durch die ein Kontaktbereich auf einer dem Träger abgewandten Seite des optoelektronischen Bauelements freigelegt ist. Dies ist dann zweckmäßig, wenn das optoelektronische Bauelement als vertikale LED ausgebildet ist und somit die Kontakte auf gegenüberliegenden Oberflächen besitzt.
Die Aussparung kann in einigen Aspekten zumindest teilweise mit einem leitfähigen Material verfüllt sein, welches mit einem leitfähigen transparenten Material auf der Oberfläche des strahlführenden Elements verbunden ist. Dadurch wird eine Kontaktierung gewährleistet, ohne dass durch Absorption die Helligkeit wesentlich beeinträchtigt wird. In einem Aspekt bildet die Aussparung einen Durchbruch, insbesondere einen zylinderförmigen Durchbruch.
Neben den hier vorgestellten Maßnahmen, kann das strahlführende Element weitere geometrische Strukturen aufweisen, die während der Herstellung desselben erzeugt wurden. So weist das strahlführende Element in einigen Aspekten eine gekrümmte, insbesondere eine Linse bildende Oberseite auf. Diese kann durch einen zusätzlichen teilweisen Aufschmelzschritt erzeugt sein. Ebenso lässt sich je nach Material auch die Oberflächenspannung, Benetzungseigenschaften und andere physikalische Effekte zur Erzeugung derartiger Linsen oder anderer optischer Elemente verwenden. In einigen Aspekten kann das strahlführende Element Teil eines Wellenleiters sein oder durch seine Ausgestaltung zumindest eine derartige Funktionalität aufweisen.
Für das strahlführende Element sind verschiedene Materialien denkbar, so können SiO₂, Spin-On Gläser, silikonhaltige oder Acryl- bzw. acrylhaltige Materialien verwendet werden. Ebenso eignen sich niedrig schmelzende Gläser auf Basis von Telluritglas, Bismutglas, Vanadatglas. Das strahlführende Element kann in einigen Aspekten Streupartikel, insbesondere auf Basis von TiO₂, Konvertermaterialien zur Umwandlung von Licht einer ersten Wellenlänge in Licht einer zweiten Wellenlänge oder auch Quanten-Dot Konverter aufweisen.
Zur Bereitstellung weiterer optischer Eigenschaften kann in einigen Aspekten die optoelektronische Baugruppe eine optische Baugruppe umfassen. Diese ist über dem strahlführenden Element angeordnet ist. Die optische Baugruppe kann separat mit einem eigenen Träger ausgeführt sein, in denen eine oder mehrere optische Elemente angeordnet sind oder von diesem gehalten werden. Die Anordnung und die Position der optischen Elemente ist so gewählt, dass nach einer Ausrichtung diese über den strahlführenden Elementen angeordnet sind. Die Ausrichtung kann dabei in einer 1:1 Zuordnung erfolgen. Es können in einigen Aspekten aber auch optische Elemente vorgesehen sein, die sich über mehrere strahlführende Elemente und damit über mehrere optoelektronische Bauelemente erstrecken.
Zur weiteren Aufbereitung und Prozessieren können verschiedene optische Elemente eingesetzt werden. So kann in einem Aspekt die optische Baugruppe eine oder mehrere Linsen aufweisen. Ebenso können λ/2 oder λ/4 Schichten vorgesehen sein. Als optisches Element sind auch Schichten mit Konvertermaterial zur Umwandlung von Licht einer ersten Wellenlänge in Licht einer zweiten Wellenlänge oder Quanten-Dot Systeme denkbar. Schließlich kann das optische Element photonische Strukturen aufweisen. Es können mehrere dieser optischen Elemente kombiniert werden.
Ein weiterer Aspekt beschäftigt sich mit der Anordnung und Ausrichtung der Träger mit dem oder den optoelektronischen Bauelementen sowie den strahlführenden Elementen und der optischen Baugruppe. In einigen Aspekten sind hierzu wenigstens drei Abstandshalter vorgesehen, die auf dem Träger oder an der optischen Baugruppe angeordnet und ausgeführt sind, die optische Baugruppe in einem definierten Abstand zum Träger und insbesondere zu dem strahlführenden Element zu fixieren. Es können auch mehr als drei Abstandshalter gebildet sein. Ebenso ist es möglich, die Abstandshalter über genaue Positionsmarkern visuell oder auch haptisch zu steuern und so eine genaue Positionierung zu erreichen. In einigen Aspekten sind Strukturen auf dem Träger mit dem optoelektronischen Bauelementen oder auch auf dem Träger der optischen Baugruppe angeordnet. Sie sind ausgeführt, während der Ausrichtung und Positionierung mit den Abstandshaltern wechselzuwirken und so eine genaue Positionierung zu bewirken. Diese Strukturen können beispielsweise leichte Vertiefungen sein.
In einigen Aspekten können wenigstens einige der Abstandshalter durch strahlführende Elemente gebildet sein, wobei die strahlführenden Elemente insbesondere eine planare Oberseite aufweisen. Damit lässt sich eine einfache Herstellung und gute Verbindung ohne zusätzliche Brechungsindexsprünge aufgrund von Hohlräumen erreichen, insbesondere wenn die strahlführenden Elemente die gleiche Höhe aufweisen.
In einigen Aspekten ist die optische Baugruppe über zumindest drei strahlführenden Elementen angeordnet, welche jeweils zumindest ein optoelektronisches Bauelement umgeben, und die in einem Betrieb Licht unterschiedlicher Wellenlänge, insbesondere in den Farben rot, grün und blau erzeugen. Somit können mehrere strahlführende Elemente zu Gruppen zusammengefasst werden, über die eine optische Baugruppe angeordnet ist. Auf diese Weise können Pixel mit drei Subpixeln mit zusätzlichen optischen Elementen kombiniert werden. In einem weiteren Aspekt ist ein strahlführendes Element, welches das zumindest eine optoelektronische Bauelement vollständig ummantelt, von einem benachbarten strahlführenden Element, welches zumindest ein weiteres optoelektronisches Bauelement vollständig ummantelt, beabstandet. Durch den Abstand werden ein optisches Übersprechen und eine Beeinflussung unterschiedlicher strahlführender Elemente reduziert.
Mit der vorgeschlagenen Baugruppe kann eine Displayanordnung gebildet werden. So sind in einigen Aspekten ein oder mehrere optoelektronische Baugruppen nach dem vorgeschlagenen Prinzip auf einem Träger angeordnet. Weiterhin ist eine Ansteuerschaltung zur Ansteuerung der optoelektronischen Bauelemente der wenigstens einen Baugruppe vorgesehen. Diese kann Teil des Trägers sein, aber auch separat vorliegen. Der Träger kann somit zudem mehrere Zuleitungen aufweisen, die mit den optoelektronischen Bauelementen einer jeden optoelektronischen Baugruppe in Verbindung stehen.
Ein anderer Gesichtspunkt beschäftigt sich mit einem Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Baugruppe nach dem vorgeschlagenen Prinzip. So wird bei einem Verfahren ein Träger mit wenigstens einem Kontaktpad bereitgestellt. Es wird ein als Volumenemitter ausgeführtes optoelektronisches Bauelement zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung ausgebildet, insbesondere eine µLED und dieses auf dem wenigstes einen Kontaktpad angeordnet. Dabei kann das optoelektronische Bauelement separat gebildet und mittels eines Transferverfahrens auf dem Träger angeordnet werden. Ebenso ist es möglich, optoelektronische Bauelemente durch Herstellungsschritte direkt auf dem Träger zu erzeugen. So kann der Träger mit den optoelektronischen Bauelementen als ein pixelliertes Array bereitgestellt werden.
In einem nächsten Schritt wird ein transparentes Material flächig auf den Träger sowie das zumindest eine optoelektronische Bauelement aufgebracht. Dies erfolgt derart, dass dieses von dem transparenten Material vollständig umgeben ist. Das aufgebrachte transparente Material wird strukturiert und daraus ein strahlführendes Element ausgebildet. Das strahlführende Element ummantelt das zumindest eine optoelektronische Bauelement vollständig und bedeckt die in einem Betrieb emittierenden Oberflächenbereiche des optoelektronischen Bauelements zumindest teilweise. Mit weiteren Schritten, wie zum Beispiel einem erneuten erhitzen oder anderen Maßnahmen kann die Form des strahlführenden Elementes oder auch dessen Oberfläche geeignet geformt werden. So kann das strahlführende Element eine planare Oberfläche aber auch eine linsenförmige Struktur aufweisen. Das strahlführende Element kann mit verschiedenen Maßnahmen weitergebildet werden, so dass die Oberfläche in einem Querschnitt einen hyperbolischen, runden, parabel- oder auch ellipsenförmigen Verlauf zeigt.
In einem Aspekt wird bei einem Strukturieren des transparenten Materials ein Fotolack auf das transparente Material aufgebracht und dieser anschließend strukturiert und belichtet. In einigen Aspekten erfolgt dies derart, dass eine Form des strukturierten Fotolacks einer Form der Grundfläche des optoelektronischen Bauelements entspricht.
Für ein weiteres Ausbilden des strahlführenden Elementes wird zumindest teilweise das transparente Material zwischen Bereichen zweier optoelektronischer Bauelemente entfernt, so dass das transparente, das optoelektronische Bauelement umgebende Material, von einem Material beabstandet ist, welches ein benachbartes optoelektronisches Bauelement umgibt. Dabei kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das strukturierte Material mehrere optoelektronische Bauelemente umgibt, so dass diese damit gruppiert werden. Auf diese Weise können in einigen Aspekten optoelektronische Bauelemente zur Erzeugung von Licht unterschiedlicher Farbe zu einem Pixel zusammengefasst werden.
Einige Aspekte beschäftigen sich mit der Lichtführung und Orientierung der Lichtauskopplung. In einigen Aspekten wird während eines Ausbildens eines strahlführenden Elements eine reflektierende Schicht, insbesondere eine reflektierende metallische Schicht aufgebracht. Dies erfolgt zumindest in Bereichen, die den Seitenflächen des optoelektronischen Bauelements benachbart sind. Dadurch wird Licht, dass in Richtung der Seitenflächen abgestrahlt wird, reflektiert und nach oben, d.h. vom optoelektronischen Bauelement weg reflektiert. Alternativ kann auch eine reflektierende Schicht, insbesondere eine metallische reflektierende Schicht auf einer dem Träger gegenüberliegenden Seite des strahlführenden Elements aufgebracht werden. In diesem Fall verbleiben zumindest Bereiche, die den Seitenflächen des optoelektronischen Bauelements benachbart sind, zumindest teilweise lichtdurchlässig. Dadurch wird eine Lichtführung zur Seite hin erreicht, so dass derartige Baugruppen für eine Hintergrundbeleuchtung eingesetzt werden kann.
Um in diesem Zusammenhang noch eine Lichtdurchlässigkeit zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, eine transparente leitfähige Schicht auf zumindest einige Bereiche des strahlführenden Elements aufzubringen. Auf diese Weise kann eine elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Bauelementes über das strahlführende Element erfolgen.
Hierzu kann in einigen Aspekten vorgesehen sein, dass in dem strahlführenden Element eine Aussparung ausgebildet wird. Diese Aussparung legt einen Kontaktbereich auf einer dem Träger abgewandten Seite des optoelektronischen Bauelements frei. Dies ist dann zweckmäßig, wenn das optoelektronische Bauelement durch eine vertikale Leuchtdiode gebildet wird, bei der die Kontakte auf einander gegenüberliegenden Oberflächen liegen. Anschließend kann die Aussparung wenigstens teilweise mit einem leitfähigen Material verfüllt, bzw. ausgekleidet werden. Dieses leitfähige Material wird mit einem leitfähigen Material auf einer Oberfläche des strahlführenden Elements elektrisch leitend verbunden. Dadurch wird eine vollständige elektrische Kontaktierung erreicht. In einigen Aspekten ist die Aussparung mit einem Loch oder einem Durchbruch und insbesondere einen zylinderförmigen Durchbruch gebildet. Allerdings sind auch andere Formen möglich. Ebenso muss die Aussparung nicht rotationssymmetrisch zum restlichen strahlführenden Element sein, sondern kann auch nur eine Ausstanzung aus dem Material des strahlführenden Elementes ausgeführt sein.
Durch verschiedene Maßnahmen kann das strahlführende Element weitergebildet werden. In einigen Aspekten kann durch lokal begrenztes Erhitzen bzw. Aufschmelzen eine Form des strahlführenden Elementes weitergebildet werden. So wird durch nachgelagertes teilweise Aufschmelzen eine gekrümmte, und insbesondere eine Linse bildende Oberseite ausgeführt.
Ein anderer Aspekt beschäftigt sich mit der Gruppierung und Ausführung der optoelektronischen Bauelemente. In einigen Aspekten des vorgeschlagenen Verfahrens werden zumindest 2 als Volumenemitter ausgeführte optoelektronische Bauelemente auf dem Träger ausgebildet oder angeordnet. Auch eine andere Anzahl kann hier angesetzt werden. So werden in einigen Aspekten eine Vielzahl von als Volumenemitter ausgeführte optoelektronische Bauelemente ausgebildet, die zu Gruppen zusammengefasst sind.
Jede Gruppe umfasst in einigen Aspekten optoelektronische Bauelemente, die in einem Betrieb Licht unterschiedlicher Farben, insbesondere der Farben rot, grün und blau erzeugen.
In einem weiteren Aspekt wird das transparente Material dann so strukturiert und das strahlführende Element ausgebildet, dass mehrere optoelektronische Bauelemente jeweils von einem gemeinsamen strahlführenden Element umgeben sind. Auf diese Weise werden Gruppen gebildet. Beispielsweise können so drei optoelektronische Bauelemente zur Erzeugung unterschiedlicher Farbe zu einer Gruppe und einem Pixel zusammengefasst werden. Es ist möglich in diesem Zusammenhang, dass das strahlführende Element Reflexionspartikel enthält, um eine gleichmäßige Abstrahlung zu erreichen.
Zur Erzeugung eines integrierten optischen Systems kann in weiteren Aspekten eine optische Baugruppe bereitgestellt werden. Die optische Baugruppe wird über dem strahlführenden Element angeordnet und ausgerichtet. Anschließend wird die optische Baugruppe an dem Träger fixiert, so dass die optische Baugruppe in einem definierten Abstand zum Träger und insbesondere zu dem strahlführenden Element steht. Die optische Baugruppe kann eine oder mehrere oder Kombinationen aus verschiedenen optischen Elementen aufweisen. So können eine oder mehrere Linsen, Wellenleiter oder λ/2 oder λ/4 Schichten vorgesehen sein. Als optisches Element sind ebenso Konverter zur Umwandlung von Licht einer ersten Wellenlänge in Licht einer zweiten Wellenlänge, oder auch photonische Strukturen denkbar.
Ein weiterer Gesichtspunkt beschäftigt sich mit der Anordnung und Positionierung des optischen Bauelements an dem Träger. Hierzu kann in einigen Aspekten vorgesehen werden, den Träger mit wenigstens drei Abstandshaltern auszubilden oder bereitzustellen. Die Abstandshalter sind ausgeführt, die optische Baugruppe in einem definierten Abstand zum Träger und insbesondere zu dem strahlführenden Element zu fixieren. Alternativ dazu kann auch die optische Baugruppe mit wenigstens drei Abstandshaltern ausgeführt oder bereitgestellt werden. Natürlich sind auch mehr als drei Abstandshalter denkbar und zudem können diese auch auf beiden Elementen d.h. dem Träger und der optischen Baugruppe ausgeführt sein. Die Abstandshalter, dienen dazu, die optische Baugruppe in einem definierten Abstand zum Träger und insbesondere zu dem strahlführenden Element zu fixieren. In einigen Aspekten können für eine genaue bzw. verbesserte Positionierung Marker verwendet werden. Ebenso ist es möglich, an dem jeweils anderen Element Position- oder Greifelemente vorzusehen, so dass die Abstandshalter darin eingreifen und durch diese gehalten werden. In einigen Aspekten wird hierzu eine Vertiefung in dem Träger bzw. der optischen Baugruppe erzeugt. Diese können zudem die genaue Positionierung unterstützen.
In einem Aspekt werden zumindest einige Abstandshalter durch die strahlführenden Elemente gebildet. Mit anderen Worten wird die optische Baugruppe auf die strahlführenden Elemente abgelegt, so dass diese von den strahlführenden Elementen getragen wird. Hierzu können die strahlführenden Elemente insbesondere eine planare Oberseite aufweisen. Die optischen Elemente der optischen Baugruppe werden in einigen Aspekten über genau einem strahlführenden Element angeordnet. Jedoch kann auch vorgesehen sein, dass ein optisches Element über zumindest drei strahlführenden Elementen angeordnet wird, welche jeweils zumindest ein optoelektronisches Bauelement umgeben, und die optional in einem Betrieb Licht unterschiedlicher Wellenlänge, insbesondere in den Farben rot, grün und blau erzeugen.
Figurenliste
Weitere Aspekte und Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden sich in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen und Beispiele offenbaren, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Baugruppe mit einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Baugruppe mit einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
3 stellt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführung einer optoelektronischen Baugruppe dar, deren Elemente zur Verdeutlichung einiger Aspekte des vorgeschlagenen Prinzips unterschiedlich realisiert sind;
4 stellt eine perspektivische Ansicht einer Ausführung einer optoelektronischen Baugruppe zur Verdeutlichung einiger Aspekte dar;
5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführung einer optoelektronischen Baugruppe zur Verdeutlichung einiger Aspekte;
6 ist eine perspektivische Ansicht mit einer optischen Baugruppe, die über einem Träger angeordnet ist;
7 zeigt eine perspektivische Schnittansicht einer weiteren Ausführung einer optoelektronischen Baugruppe zur Verdeutlichung einiger Aspekte;
8 stellt einen Querschnitt einer weiteren Ausführung zur Verdeutlichung einiger Aspekte dar;
9 zeigt eine Displayanordnung mit einer optoelektronischen Baugruppe nach dem vorgeschlagenen Prinzip
10 zeigt eine Ausführung eines Verfahrens in mehreren Schritten zur Herstellung einer optischen Baugruppe;
11 stellt 2 Verfahrensschritte zur Erzeugung eines optoelektronischen Bauelements nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
12 zeigt einen weiteren Verfahrensschritt zur Erzeugung eines optoelektronischen Bauelements mit einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
13 zeigt einen weiteren Verfahrensschritt zur Erzeugung eines optoelektronischen Bauelements mit einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
14 zeigt den Schritt einer Positionierung einer optischen Baugruppe zur Verdeutlichung einiger Aspekte des vorgeschlagenen Prinzips;

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele zeigen verschiedene Aspekte und ihre Kombinationen nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Ausführungsformen und Beispiele sind nicht immer maßstabsgetreu. Ebenso können verschiedene Elemente vergrößert oder verkleinert dargestellt werden, um einzelne Aspekte hervorzuheben. Es versteht sich von selbst, dass die einzelnen Aspekte und Merkmale der in den Abbildungen gezeigten Ausführungsformen und Beispiele ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, ohne dass dadurch das erfindungsgemäße Prinzip beeinträchtigt wird. Einige Aspekte weisen eine regelmäßige Struktur oder Form auf. Es ist zu beachten, dass in der Praxis geringfügige Abweichungen von der idealen Form auftreten können, ohne jedoch der erfinderischen Idee zu widersprechen.
Außerdem sind die einzelnen Figuren, Merkmale und Aspekte nicht unbedingt in der richtigen Größe dargestellt, und auch die Proportionen zwischen den einzelnen Elementen müssen nicht grundsätzlich richtig sein. Einige Aspekte und Merkmale werden hervorgehoben, indem sie vergrößert dargestellt werden. Begriffe wie „oben“, „oberhalb“, „unten“, „unterhalb“, „größer“, „kleiner“ und dergleichen werden jedoch in Bezug auf die Elemente in den Figuren korrekt dargestellt. So ist es möglich, solche Beziehungen zwischen den Elementen anhand der Abbildungen abzuleiten. In den ausführungsformen sind die optoelektronischen Bauelement als pLEDs ausgeführt. Jedoch ist das vorgeschlagene Prinzip nicht hierauf beschränkt, sondern es können verschiedene optoelektronische Bauelement, mit unterschiedlicher Größe und auch Funktionalität bei der Erfindung eingesetzt werden. So lässt sich ein optisches System nach dem vorgeschlagenen Prinzip auch mit Sensoren als optoelektronische Bauelemente realisieren.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer Vielzahl optoelektronischer Baugruppen nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die optoelektronischen Baugruppen 1 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel nebeneinander auf einem Substratträger 10 angeordnet. Jede elektronische Baugruppe 1 umfasst im Ausführungsbeispiel 4 optoelektronische Bauelemente bzw. µLEDs 20, die jeweils zu einer Gruppe zusammengefasst sind. Jedes der optoelektronischen Bauelemente 20 ist wiederum vollständig von einem strahlführenden Element 40 umgeben, das vereinfacht dargestellt, auf dem jeweiligen optoelektronischen Bauelemente 20 angeordnet ist. Über jeweils 4 zu einer Gruppe zusammengefassten optoelektronischen Bauelementen 20 ist wiederum eine optische Baugruppe 30 angeordnet.
Die optische Baugruppe 30 umfasst 2 Abstandshalter 34 sowie mehrere dazwischen angeordneten optische Elemente 31, 32 und 33. Letztere sind wiederum übereinander gestapelt, so dass sie ein optisches Linsensystem bilden. Im Einzelnen ist eine erste optische Linse 33 über den 4 optoelektronischen Bauelementen mit ihren zugehörigen strahlführenden Elementen 40 angeordnet. Über der Linse ist eine erste Struktur 32 und darüber eine zweite Linse 31 vorgesehen. In dieser Ausgestaltung wird so aus den optoelektronischen Baugruppen auf dem Träger 10 und der optischen Baugruppe 30 ein integriertes optisches System gebildet. Mehrerer solcher optischen Systeme können zu einem Array bzw. zu einem Display zusammengefasst werden.
Durch eine präzise Anordnung der einzelnen Komponenten, insbesondere der optischen Baugruppe 30 direkt über den optoelektronischen Bauelementen 20 und deren strahlführenden Elementen 40 ist eine genaue Ausrichtung gewährleistet. Auf diese Weise können Linsen und andere optische Elemente mit makroskopischen Dimensionen zu optischen Systemen zusammengebaut werden, wobei die optoelektronischen Bauelemente und strahlführenden Elemente selbst lediglich wenige Mikrometer Kantenlänge aufweisen. Dabei erlaubt die Positionierung der optischen Baugruppe über der optoelektronischen Baugruppe eine hohe Genauigkeit zwischen den optischen Linsen 33 und den strahlführenden Elementen 40 in der Größenordnung von 1/10 µm.
2 zeigt eine Ausgestaltung einer einzelnen optoelektronischen Baugruppe, die mit einem optischen System versehen ist. Die optoelektronische Baugruppe umfasst einen Träger 10, auf dem wie im vorangegangenen Beispiel mehrere optoelektronische Bauelemente 20 in Form von pLEDs angeordnet sind. Jede µLED ist mit einem oder mehreren Kontakten auf der Oberfläche des Trägers 10 zur Ansteuerung elektrisch verbunden.
Ein transparentes strahlführendes Element 40 umgibt jede µLED 20 von allen Seiten und bedeckt diese zudem. In einem Betrieb emittiert die µLED als Volumenemitter Licht nicht nur über die Hauptoberfläche, sondern auch entlang der Seitenflächen und damit in jede Richtung. Durch das strahlführende Element 40 wird dieses Licht in eine bestimmte Richtung umgelenkt, wobei in diesem Fall die Umlenkung nach oben erfolgt. Über den strahlführenden Elementen 40 ist wiederum eine optische Baugruppe 30 mit mehreren Linsen 31 und 33 bzw. weiteren optischen Elementen 32 angeordnet. Sie bilden gemeinsam mit den strahlführenden Elementen somit ein optisches System. Durch Abstandshalter 34 werden zum einen die optischen Elemente 31 bis 33 einer bestimmten Position zueinander als auch in einem definierten Abstand zur Oberfläche der strahlführenden Elemente bzw. der µLEDs 20gehalten.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel überdeckt jedes optische Element 31 bis 33 insgesamt 4 elektronischer Baugruppen einschließlich ihrer strahlführenden Elemente. Mit anderen Worten wird die optische Baugruppe 30 somit von insgesamt 4 optoelektronischen Bauelementen mit ihren jeweils zugeordneten strahlführenden Elementen verwendet. Dies ist möglich, jedoch nicht wie im Folgenden gezeigt zwingend erforderlich. Vielmehr können auf diese Art und Weise verschiedene optische Komponenten miteinander kombiniert und an die Strahlungscharakteristika der strahlführenden Elemente angepasst werden. Des Weiteren ist es möglich, die optische Baugruppe von den übrigen Elementen getrennt zu fertigen und in einem separaten Schritt entsprechend zu positionieren.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Baugruppe nach dem vorgeschlagenen Prinzip, bei der eine Vielzahl von pLEDs auf einem Träger 10 angeordnet und mit strahlführenden Elementen versehen wird. Der Einfachheit halber sind hier verschiedene mögliche strahlführende Elemente gezeigt. Es ist jedoch unmittelbar ersichtlich, dass je nach Anwendungsfall nur einzelne oder bestimmte Kombinationen dieser strahlführenden Elemente verwendet werden. Diese Ausführungsform ist demnach beispielhaft und nicht als unmittelbar implementierte optoelektronische Baugruppe zu verstehen.
3 zeigt eine optoelektronische Baugruppe 1a mit jeweils drei zu Gruppen zusammengefassten µLEDs 20r, 20g und 20b. Die jeweiligen pLEDs erzeugen in einem Betrieb Licht unterschiedlicher Farbe (rot, grün und blau) und stellen so jeweils ein Subpixel eines einzelnen Pixels dar. Durch die Zusammenfassung in Dreiergruppen wird die Struktur eines Pixels aus drei unterschiedlich farbigen Subpixeln deutlich. Jede µLED 20r, 20g und 20b ist hierzu auf einen entsprechenden Kontaktbereich 11 aufgesetzt, wobei dieser Kontaktbereich an zwei Kontaktanschlüsse 12 bzw. 13 führt. Die Kontaktanschlüsse 12 und 13 sind hier als flächige Elemente ausgebildet, sodass diese mit Bonddrähten oder anderen Maßnahmen elektrisch kontaktiert werden können. Je nach Ausführungsform können die Kontaktanschlüsse 12 und 13 auch zu Zuführungsleitungen innerhalb des Substratträgers 10 führen, sodass ein elektrischer Anschluss der als horizontal ausgebildeten Leuchtdioden 20r, 20g und 20b durch den Substratträger 10 erfolgt.
Auf und über jeder µLED ist ein strahlführendes Element ausgebildet, wovon hier drei in ihrer Form beispielhaft dargestellt sind. Es versteht sich von selbst, je nach gewünschter Anwendung lediglich eines dieser drei dargestellten strahlführenden Elemente auszubilden, um so die gewünschte Abstrahlungscharakteristik zu erhalten. In speziellen Anwendungen kann vorgesehen sein, die hier dargestellten strahlführenden Elemente zu kombinieren, um zusätzliche negative Effekte zu kompensieren oder Vorteile zu realisieren.
Das erste strahlführende Element 40 ist mit einem transparenten Material 41 ausgeführt und umfasst eine quaderförmige Struktur, welche das optoelektronische Bauelement 20b vollständig umgibt und bedeckt. Ein zweites strahlführendes Element 40c ist in ähnlicher Weise ausgeführt, besitzt jedoch zusätzlich eine reflektierende Schicht auf den Seitenflächen der Oberfläche des transparenten Materials. Beide Ausgestaltungsformen sind in 4 bzw. 5 noch näher ausgeführt.
Ein weiteres strahlführendes Element 40 ist über einer µLED 20g angeordnet und ähnelt in seiner Form dem ersten strahlführenden Element. Jedoch ist es eher würfelförmig ausgestaltet, d. h. deren Höhe fällt geringer aus als das des ersten strahlführenden Elements, welches über dem optoelektronischen Bauelement 20b angeordnet ist.
4 zeigt eine Ausgestaltungsform der ersten optoelektronischen Baugruppe mit einer µLED 20 sowie einem darüber angeordneten strahlführenden Element 40. Die µLED 20 ist als Flip-Chip ausgebildet und mit ihren zwei auf der Unterseite liegenden Kontakten (hier nicht gezeigt) auf einem Kontaktbereich 11 mit zwei Kontaktpads angeordnet. Der Kontaktbereich, bzw. jeweils ein Kontaktpad (ebenfalls nicht gezeigt) ist elektrisch an 2 Anschlüssen 12 und 13 elektrisch herausgeführt, sodass in einem Betrieb eine Betriebsspannung an die µLED 20 angelegt werden kann. Die µLED 20 umfasst eine Kantenlänge von wenigen Mikrometern, beispielsweise im Bereich von 5 µm bis 20 µm. Ihre Höhe liegt ebenfalls im Bereich weniger Mikrometer, beispielsweise zwischen 2 µm und 10 µm.
Durch ihre geringen Abmessungen agiert die µLED 20 im Wesentlichen als Volumenemitter, d. h. in einem Betrieb wird Licht nicht nur entlang der Oberseite, sondern entlang auch der Seitenflächen abgestrahlt. Dadurch wird zum einen nicht nur insgesamt die Lichtausbeute geringer, sondern es kann auch zu einem unerwünschten optischen Übersprechen und zu einer Verringerung des Kontrastes kommen. Nach dem vorgeschlagenen Prinzip ist nun ein strahlführendes Element 40 vorgesehen, welches die µLED 20 vollständig umgibt. In der dargestellten Ausführungsform ist das strahlführende Element als Quader ausgestaltet, besitzt somit die gleiche Grundform wie die µLED 20 und ummantelt diese vollständig. Mit anderen Worten ist die Grundfläche des strahlführenden Elements 40 so gewählt, dass sie über die Grundfläche der µLED 20 sowie die Ränder des Kontaktbereichs 11 hinausragt. Die Grundfläche ist somit größer, wobei das Verhältnis zwischen Grundfläche der µLED und Grundfläche des strahlführenden Elementes je nach Anwendungsfall unterschiedlich ausfallen kann.
Das strahlführende Element 40 ist mit einem transparenten Material 41 ausgeführt, und umfasst darüber hinaus strahlführende Eigenschaften, welche das Licht im Wesentlichen zur Oberseite des strahlführenden Elementes 40 ablenken und aus diesem auskoppeln. Eine derartige Strahlführung kann beispielhaft durch einen Brechungsindexsprung zwischen dem transparenten Material 41 und dem umgebenden Medium erreicht werden.
Ebenso ist es möglich, das transparente Material in seiner Form zu variieren, um eine entsprechende Strahlführung zu ermöglichen. Mittels fotolithografischer Techniken kann so ein strahlführendes Element aus einem strahlungsstabilen Kunststoff strukturiert werden. Dieser Kunststoff bildet die erste abbildende Optik eines gesamten optischen Systems der optoelektronischen Baugruppe. Eine weitere optische Baugruppe kann der Abstrahlrichtung des strahlführenden Elementes nachgeordnet sein. Zudem erlaubt das hier dargestellte strukturierte strahlführende Element 40 ein definiertes Aufsetzen einer optischen Baugruppe und somit einen definierten Abstand zur Oberfläche der µLED 20.
In einigen Aspekten können zudem weitere Maßnahmen vorgesehen sein, um die reflektierenden Eigenschaften des strahlführenden Elementes zu verbessern bzw. eine elektrische Kontaktierung an die µLED zu gewährleisten. 5 zeigt diesbezüglich eine mögliche Ausführungsform. Bei dieser ist das optoelektronische Bauelement 20 als vertikale µLED ausgeführt. Bei einer vertikalen µLED liegen, im Gegensatz zu einer µLED in Flip-Chip Technologie, die beiden Anschlusskontakte der µLED auf einander gegenüberliegenden Hauptseiten. Im vorliegenden Fall wäre dies zum einen die hier nicht sichtbare Unterseite der µLED 20 und zum anderen die Oberseite, die gleichzeitig die Hauptabstrahlseite bildet, obgleich die µLED im Betrieb auch über die Seitenflächen Licht abgibt. Um somit eine elektrische Kontaktierung zu gewährleisten, ist bei diesem Ausführungsbeispiel das transparente Material 41 des strahlführenden Elementes 40c mit einer zusätzlichen reflektierenden und elektrisch leitenden Schicht 43 versehen. Diese umgibt die Seitenflächen des strahlführenden Elements 40c vollständig, lässt jedoch die Oberseite des strahlführenden Elementes im Wesentlichen frei.
Die elektrisch leitende Schicht 43 ist zudem elektrisch mit dem Kontaktanschluss 12a verbunden. Auf der Oberseite des strahlführenden Elementes 40c ist nun eine kleine Kontaktzunge 45 vorgesehen, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem transparenten leitfähigen Material gebildet wird. Die Kontaktzunge 45 führt an eine Aussparung 44, die als Durchbruch durch das strahlführende Element 40c ausgeführt ist und bis an den Kontakt auf der Oberfläche der µLED 20 reicht. Die Innenseite der Aussparung bzw. des Durchbruchs 42 ist mit einer transparenten leitfähigen Schicht 44 ausgekleidet und kontaktiert zum einen die Kontaktzunge 45 und zum anderen den Kontakt auf der Oberfläche der µLED 20.
Kontaktzunge 45 und Schicht 44 kann beispielsweise aus ITO oder einem transparenten leitfähigen Oxid gebildet werden. Auf diese Weise wird der zweite Kontakt auf der Oberseite der µLED 20 mit dem Kontaktanschluss 12a elektrisch leitend verbunden. Gleichzeitig bewirkt die reflektierende Schicht 43 auf den Seitenwänden des strahlführenden Elementes 40c im Betrieb des Bauelements eine Reflexion von Licht, welches zur Seite hin abgestrahlt wird. Dieses Licht wird reflektiert und nach oben hin aus dem strahlführenden Element ausgekoppelt.
6 zeigt in einer perspektivischen Ansicht den prinzipiellen Aufbau einer optoelektronischen Baugruppe gemeinsam mit einer optischen Baugruppe 30 zur Bildung eines optischen Gesamtsystems. Dabei ist das optische System 30 von der Oberfläche der einzelnen pLEDs mithilfe der strahlführenden Elemente beabstandet, die somit Abstandshalter 34a bilden. Bei einer gemeinsamen Höhe aller strahlführenden Elemente kann die optische Baugruppe direkt aufgesetzt werden, ohne dass zwischen den strahlführenden Elementen und der optischen Baugruppe ein Hohlraum bzw. ein zusätzlicher Brechungsindexsprung verbleibt. Die Verwendung des strahlführenden Elementes als Abstandshalter 34a ist somit von Vorteil, da durch die Ausgestaltung des strahlführenden Elementes gleichzeitig ein Abstand zwischen der optischen Baugruppe 30 und dem Träger 10 sowie den darauf befindlichen pLEDs definiert wird.
7 zeigt eine perspektivische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausgestaltungsform einer elektronischen Baugruppe nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Ähnlich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen ist ein Träger 10 bereitgestellt, auf dessen Kontaktbereichen 11 eine Vielzahl von pLEDs 20b, 20g, 20r angeordnet sind. Die pLEDs sind als vertikale pLEDs ausgeführt. Das strahlführende Element 40c ist als halbkreisförmiges Element mit einer zusätzlichen Reflexionsschicht und einem zentralen Durchbruchs 42 ausgeführt. Die Form des strahlführenden Elementes 40c ermöglicht eine andere optische Strahlführung, die sich zudem von benachbarten pLEDs wie in 7 dargestellt unterscheiden kann. Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche strahlführende Elemente für optoelektronische Bauelemente vorsehen, sodass die Strahlführung an die jeweiligen optoelektronischen Bauelemente sowie die gewünschte Anwendung angepasst werden kann. Zudem können die pLEDs auch von unterschiedlich geformten strahlführenden Elementen umgeben sein. Beispielsweise kann eine µLED, die im Betrieb ein blaues Licht erzeugt mit einem strahlführenden Element ummantelt sein, dass sich von einem strahlführenden Element für eine rote µLED unterscheidet. Eventuell können in einigen Ausführungen die strahlführenden Elemente auch ganz weggelassen werden, so dass eine Lichtformung lediglich über die im Strahlengang nachgeordnete optische Baugruppe erfolgt.
Der Durchbruch 42 wird in dem Ausführungsbeispiel durch Aufbohren, Laserschmelzen bzw. Ätzen des aufgebrachten strahlführenden Elements erzeugt. Im Ausführungsbeispiel ist der Durchbruch 42 zentral angeordnet. Es kann jedoch in einigen Ausführungsformen zweckmäßig sein, den Kontaktanschluss der µLED nicht zentral, sondern versetzt an einem Rand der µLED bzw. des elektronischen Bauelementes vorzusehen. In diesem Fall lässt sich das strahlführende Element nebst Durchbruch oder Aussparung eventuell anders gestalten, beispielsweise mit einer Einbuchtung oder Einkerbung. Damit wird ebenfalls der Kontaktanschluss auf der Oberfläche des optoelektronischen Bauelementes freigelegt. Durch eine zusätzliche elektrisch leitfähige Schicht auf der Oberfläche des strahlführenden Elementes kann dieser Bereich elektrisch kontaktiert werden.
8 zeigt eine mögliche Abwandlung, bei der das Licht nicht nach oben, sondern zur Seite abgestrahlt wird. Diese Form ist für spezielle Anwendungen zweckmäßig, bei der Leuchtmittel als Hintergrundbeleuchtung dienen und kein direktes Licht (d.h. Licht, dass direkt nach vorne oder oben abgestrahlt wird) erzeugen sollen. In der Ausführungsform der 8 ist das optoelektronische Bauelement 20 auf dem Substratträger 10 angeordnet und dort elektrisch kontaktiert. Umgeben ist das optoelektronische Bauelement 20 sowohl von seiner Seite als auch von der Oberfläche her mit einem transparenten Material 41. Auf der Oberseite des transparenten Materials 41 ist eine reflektierende Schicht 43a aufgebracht. Hingegen sind die Seitenflächen weiterhin mit einem transparenten Material 41a ausgekleidet.
In dieses transparente Material 41a sind Konverterpartikel zur Lichtkonversion eingefüllt, um das von dem optoelektronischen Bauelement 20 abgegebene Licht in Licht einer zweiten Wellenlänge zu konvertieren und damit eine Lichtmischung zu erreichen. Die Menge an Konvertermaterial innerhalb der Bereiche 41a ist von der Dimension dieser Bereiche sowie von der Konversionseffizienz des eingesetzten Konvertermaterials abhängig. Aufgrund der geringen Abmessungen im Bereich weniger Mikrometer eignen sich für die Lichtkonversion vor allem Quanten-Dot Konverter, die sich durch eine hohe Effizienz in der Lichtkonversion auszeichnen. Durch die reflektierende Schicht 43a wird Licht, das nach oben hin abgestrahlt wird, in die Schicht 41 umgelenkt. Zur weiteren Verbesserung kann zudem das Material 41 Reflexionspartikel enthalten, die das Licht streuen und somit vor allem in Richtung auf die Seitenbereiche 41a abstrahlen.
In der Ausführung ist das Bauelement 20 als Flip-Chip ausgeführt, wird also von der Substratseite her kontaktiert. Dies vereinfacht die Ausbildung der reflektierenden Schicht 43a. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, diese Schicht 43a elektrisch zu kontaktieren, und diese ihrerseits mit einem Kontakt auf der Oberfläche des Bauelementes 20 elektrisch zu verbinden, sofern dieses als vertikale µLED ausgeführt ist.
In den bisherigen Ausführungsbeispielen ist das strahlführende Element jeweils über genau einem elektronischen Bauelement angeordnet. Dabei kann das strahlführende Element je nach gewünschter Strahlführung unterschiedliche Formen oder Materialien aufweisen. In einer anderen Ausführungsform können jedoch auch strahlführende Elemente vorgesehen sein, die über mehrere optoelektronischen Bauelemente angeordnet sind und so eine gemeinsame Strahlformung für mehrere pLEDs vornehmen.
9 zeigt eine entsprechende Ausführungsform, hier in Gestalt eines Displays 2, bei der einzelne optoelektronische Bauelemente 20r, 20g und 20b als Subpixel zu einem Pixel zusammengefasst und von einem strahlführenden Element 40a umschlossen sind. Das Display 2 umfasst eine Ansteuerelektronik 50, die in einem eigenen Substrat implementiert ist und in elektrische Verbindung mit einem Trägersubstrat 10 steht. In dem Trägersubstrat sind Steuerleitungen untergebracht, die zu den einzelnen µLEDs 20r, 20g und 20b führen, sodass diese individuell ansteuerbar sind. Jeweils eine µLED 20r, 20g und 20b bilden ein Subpixel eines Pixels, sodass jeweils eine µLED der entsprechenden Farben Rot, Grün und Blau zu einem Pixel zusammengefasst sind. Dieses Pixel ist wiederum beabstandet von einem Nachbarpixel.
Um einen möglichst einheitlichen Farbeindruck zu gewährleisten, ist nun vorgesehen, dass jede µLED 20r, 20g und 20b eines Pixels von einem gemeinsamen strahlführenden Element 40a umgeben ist. Das gemeinsame strahlführende Element 40a bedeckt somit die Oberseite eines jeden Pixels und deren Seitenflächen und ummantelt somit die 3 pLEDs vollständig. Die strahlführenden Elemente 40a sind dabei derart ausgeführt, dass sie das von den pLEDs abgegebene Licht nach oben hin abstrahlen und gleichzeitig für eine Farbmischung sorgen. Dadurch stellt sich bei einem Benutzer ein gleichmäßiger Farbeindruck ein, da eine räumliche Auflösung der einzelnen Farben durch das strahlführende Element 40a nicht mehr möglich ist.
Zusätzlich zu dem strahlführenden Element 40 eines jeden Pixels ist eine optische Baugruppe 30 vorgesehen, die beispielhaft mehrere optische Kollimationselemente 31 aufweist. Diese sind in der optischen Baugruppe integriert und so positioniert, dass sie jeweils über einem strahlführenden Element 40a eines jeden Pixels liegen. Die Kollimationselemente 31 bilden gemeinsam mit den strahlführenden Elementen ein optisches System für ein jedes Pixel. In regelmäßigen Abständen, im dargestellten Ausführungsform alle 4 Pixel, ist ein Abstandshalter 34 für die optische Baugruppe 30 vorgesehen, die in ein jeweiliges Halteelement 39 auf der Substratseite eingreift und somit die optischen Elemente 31 genau über den jeweiligen strahlführenden Elementen positioniert. Durch das Ineinandergreifen der Abstandshalter 34 und der Halteelemente 39 des Trägers 10 wird eine genaue Positionierung der optischen Baugruppe über den strahlführenden Elementen erreicht.
10 zeigt eine Ausgestaltung eines Verfahrens zur Herstellung einer optischen Baugruppe, die für ein optisches System nach dem vorgeschlagenen Prinzip verwendet werden kann. In einem ersten Schritt der 10a wird ein Unterstützungsträger 35 bereitgestellt, auf dessen Oberfläche in mehreren Schritten ein strukturierter Fotolack 36 erzeugt wird. Der strukturierte Fotolack wird hierzu aufgeschleudert, anschließend mit einer Maske belichtet und das unbelichtete Fotolackmaterial wieder entfernt. Der Unterstützungsträger umfasst beispielhaft Silizium oder ein anderes geeignetes Material.
In Schritt der 10b wird der so strukturierte Unterstützungsträger 35 geätzt, sodass sich eine Vielzahl von Vertiefungen 37 ausbilden. Die Länge und Größe der Vertiefung 37 ist dabei so gewählt, dass in den späteren Schritten die gewünschte Linsenform erzeugt werden kann. Anschließend wird in einem nächsten Schritt dargestellt in 10a eine Glasschicht über die Unterstützungsträger angeordnet und diese in dem Schritt der 10d einem thermischen Verfahren unterworfen. Anstelle einer Glasschicht mittels Spin-On-Glas kann auch ein Kunststoff, ein Silikon oder sillikonhaltiges Material, spezielle Gläser mit niedrigem Schmelzpunkt oder andere geeignete Materialien verwendet werden. Grundsätzlich können die gleichen Materialien wie für die strahlführenden Elemente und zusätzlich weitere speziell für optische Strahlformung geeignete Materialien benutzt werden. Bei einer Benutzung des gleichen Materials wie in dem strahlführenden Element wird ein Brechungsindexsprung beim Übergang reduziert. Andererseits kann ein solcher auch bewusst erzeugt werden, indem unterschiedliche Materialen für das optische Element und das strahlführende Element benutzt werden.
Dadurch ändert sich die Viskosität der Glasschicht 38, sodass sich in den geätzten Vertiefungen linsenförmige Strukturen 39 ausbilden. Die Form der linsenförmigen Strukturen 39 kann dabei durch die Temperatur, die Zeitdauer, die Höhe und Breite der Vertiefung eingestellt werden. Nach einem anschließenden Abkühlen wird die Glasschicht 38 zurückgeschliffen, bzw. allgemeiner formuliert abgetragen, bis sich eine planare Oberfläche mit der gewünschten Dimension für die einzelnen Linsenstrukturen 39 einstellt.
In einem weiteren Schritt kann zudem der Unterstützungsträger 35 zurückgeschliffen werden, bis die einzelnen Linsenstrukturen 39 freiliegen und sich so die in 10F dargestellte optische Baugruppe ergibt. Die zwischen den einzelnen Vertiefungen 37 zurückgebliebenen Säulen können nun als Haltestrukturen für die optische Baugruppe verwendet werden.
11a und 11b zeigen zwei Verfahrensschritte zur Erzeugung einer elektronischen Baugruppe nach dem vorgeschlagenen Prinzip. In 11a wird ein Substratträger 10 bereitgestellt, auf dem eine die-elektrische Schicht 14 abgeschieden wird. Der Substratträger kann zudem mit verschiedenen hier nicht gezeigten Leitungsstrukturen ausgebildet werden, um die später aufgebrachten pLEDs anzusteuern. In die die-elektrische Schicht 14 auf der Oberfläche des Trägers 10 werden Ausnehmungen eingebracht, die in einem anschließenden Transferverfahren eine Vielzahl von pLEDs 20 aufnehmen. Dabei sind die pLEDs auf Säulen bildende Strukturen 21 angeordnet.
Die Herstellung der Strukturen 21 und der pLEDs 20 kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. In einem Ausführungsbeispiel werden diese über mehrere fotolithografische Schritte und weitere Maßnahmen direkt auf dem Trägersubstrat 10 gefertigt, wobei das Material in den Räumen zwischen den einzelnen pLEDs 20 den Stütz und Haltestrukturen 21 durch nachfolgende Ätzprozesse wieder entfernt wird. Dadurch wird eine integrierte Einheit zwischen Träger 10 und Bauelementen 20 geschaffen. Die Strukturen 21 können in der Fertigung auch weggelassen werden, so dass die pLEDs 20 direkt auf dem Träger mittels fotolithographischer Prozesse erzeugt werden.
Alternativ können auch Transferverfahren zum Einsatz kommen, bei dem, -wie in dieser Ausführung gezeigt- pLEDs von einem nicht gezeigten Hilfsträger auf das Trägersubstrat 10 transferiert und mit diesem dann elektrisch leitend verbunden werden.
In einem darauffolgenden Schritt in 11b dargestellt, wird eine flächige Schicht aus einem transparenten Kunststoff 42 aufgebracht, sodass dieser die einzelnen pLEDs 20 vollständig umgibt. Zudem gelangt das Material des Kunststoffs auch in die Zwischenräume zwischen den Haltestrukturen und der µLED 20. Als Material für den transparenten Kunststoff eignet sich beispielsweise Glas, Silikon oder silikonhaltige Materialien, Acryl oder acrylhaltige Materialien sowie organisch-anorganische Hybridmaterialien. Diese werden aufgesputtert, aufgeschleudert oder anderweitig aufgebracht und ausgehärtet, sodass sich eine planare Oberfläche ergibt.
In einem darauffolgenden Verfahrensschritt, dargestellt in 12, wird nun eine Fotolackschicht auf das transparente Material 42 aufgebracht und mittels Maske strukturiert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der 12 sind Fotolackelemente gezeigt, die sich jeweils über einer einzelnen µLED 20 oder einem Pärchen zweier pLEDs 20 befinden. In einem nachfolgenden Schritt erfolgt nun ein Ätzprozess, indem die nicht von Fotolack bedeckten Teile des transparenten Kunststoffs 42 entfernt werden. Der Ätzprozess erfolgt dabei derart, dass das Material bis hinunter zur dieelektrischen Schicht 14 entfernt wird. Dabei bleiben jedoch Quader-förmige oder andersförmige Strukturen um die Bauelemente 20 herumstehen, die nun einen Teil der strahlführenden Elemente 40 bilden.
Insbesondere erfolgt das Aufbringen und Strukturieren des Fotolacks 43 der Gestalt, dass nach einem Ätzprozess transparentes Kunststoffmaterial nicht nur an der Oberseite der jeweiligen µLED, sondern auch an den Seitenflächen der pLEDs verbleibt. Das transparente Kunststoffmaterial umgibt somit ein jedes optoelektronisches Bauelement vollständig, wobei ein Abstand zwischen Bauelement und des transparenten Material durch den Struktur- und Ätzprozess eingestellt wird.
In 13 sind nun 2 unterschiedliche strahlführende Elemente 40 und 40a dargestellt. Die strahlführenden Elemente 40 ummanteln jeweils eine einzelne µLED 20, während das strahlführende Element 40a zwei benachbarte pLEDs 20 einschließt.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das Material 42 während des Herstellungsprozesses zusätzlich mit Konvertermaterialien oder Reflexionspartikeln gemischt werden. Ebenso können nach oder auch während eines Ätzprozesses weitere thermische Schritte erfolgen, sodass die strahlführenden Elemente in ihrer Form noch einmal verändert werden. Auf diese Weise lässt sich eine Strahlformung in der für die Anwendung gewünschten Art realisieren.
In einem letzten Schritt dargestellt in 14 kann nun eine derartig hergestellte optoelektronische Baugruppe mit zusätzlichen optischen Baugruppen kombiniert werden. Dazu werden die optischen Baugruppen wie beispielsweise in der 10 gezeigt, mittels deren Abstandshaltern auf dem Träger 10 positioniert, ausgerichtet und dann befestigt.
Durch eine Kombination verschiedener optischer Baugruppen kann so ein anwendungsspezifisches optisches System realisiert werden. Dabei ist das optische System als Optikeinheit integriert und umfasst neben optoelektronischen Bauelementen, insbesondere in Form von µLEDs oder Mikrosensoren strahlführende Elemente, die in geeigneter Weise bei besonders kleinen Bauelementen auftretende zur Seite hin abgegebene Strahlung umlenken. Mithilfe des vorgeschlagenen Verfahrens werden so unterschiedliche optische Strukturen als strahlführende Elemente auf optoelektronischen Bauelementen hergestellt und mit weiteren Optiken vereint. Insofern lassen sich auch verschiedene bekannte Technologien zur Herstellung optischer Baugruppen mit der erfindungsgemäßen Lösung kombinieren.
Bei geeigneter Wahl des transparenten Materials können als Abstandshalter sowohl die strahlführenden Elemente selbst als auch separate Abstandshalter verwendet werden. Die strahlführenden Elemente lassen sich dabei durch lithographische Strukturierung und thermische Behandlung erzeugen. Dabei kann unter anderem Plasmaätzen eingesetzt werden, um überflüssiges transparentes Material zu entfernen. Linsen und andere optische Elemente können über Temperaturschritte gebildet werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, sowohl in den strahlführenden Elementen als auch in den optischen Elementen Konvertermaterialien, Lichtwellenleiter oder auch photonische Strukturen unterzubringen. Entsprechend werden auf diese Weise unterschiedliche Abstrahlcharakteristik je nach Anwendungsfall realisiert.
Bezugszeichenliste

1, 1a: optoelektronische Baugruppe
2: Display
10: Träger
11: Kontaktbereich
12, 12a, 13: Kontaktanschlüsse
14: dielektrische Schicht
20: optoelektronisches Bauelement
20r, 20b, 20g: optoelektronisches Bauelement
30: optische Baugruppe
31, 32: optisches Element
33: Linse
34, 34a: Abstandshalter
35, 35': Supportträger
36: Fotolack
38, 38': Linsenmaterial
39 40, 40a, 40b, 40c: strahlführendes Element
41, 41a, 42: transparentes Material
42: Aussparung
43, 43a: reflektierende Schicht
44: transparente leitfähige Schicht
45: transparente leitfähige Schicht
50: Ansteuerschaltung

Claims

Optoelektronische Baugruppe, umfassend: - einen Träger (10) mit wenigstens einem Kontaktpad (), - zumindest ein optoelektronisches Bauelement (20, 20r, 20g, 20b) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung, insbesondere eine µ-LED, das auf dem wenigstes einen Kontaktbereich (11) angeordnet ist; - ein strahlführendes Element (40, 40b, 40c) mit einem transparenten Material (41), welches auf dem Träger (10) angeordnet ist und das zumindest eine optoelektronische Bauelement (20, 20r, 20g, 20b) vollständig ummantelt und die in einem Betrieb emittierenden Oberflächenbereiche des optoelektronisches Bauelement zumindest teilweise bedeckt.
Optoelektronische Baugruppe nach Anspruch 1, bei der eine Grundflächenform des strahlführenden Elements (40, 40b, 40c) einer Form der Grundfläche des optoelektronischen Bauelements (20, 20r, 20g, 20b) entspricht und dieses in dieser Form das optoelektronische Bauelement überragt.
Optoelektronische Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, bei der das strahlführende Element (40a) zumindest zwei optoelektronische Bauelemente (20) ummantelt sowie die in einem Betrieb emittierenden Oberflächenbereiche der optoelektronischen Bauelemente bedeckt.
Optoelektronische Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, bei der das strahlführende Element (40a) zumindest drei optoelektronische Bauelemente (20r, 20g, 20b) ummantelt sowie die in einem Betrieb emittierenden Oberflächenbereiche der optoelektronischen Bauelemente (20r, 20g, 20b) bedeckt, wobei die optoelektronischen Bauelemente ausgeführt sind, in einem Betrieb Licht unterschiedlicher Farben, insbesondere der Farben rot, grün und blau zu erzeugen.
Optoelektronische Baugruppe nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der das zumindest eine optoelektronische Bauelement (20, 20r, 20g, 20b) als Volumenemitter ausgeführt ist.
Optoelektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der auf dem strahlführenden Element zumindest in Bereichen, die den Seitenflächen des optoelektronischen Bauelements benachbart sind, eine reflektierende Schicht (43, 43a), insbesondere eine reflektierende metallische Schicht aufgebracht ist.
Optoelektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das strahlführende Element (40b) auf einer dem Träger gegenüberliegenden Seite eine reflektierende Schicht (43a) und insbesondere eine metallische reflektierende Schicht aufweist, und zumindest in Bereichen (41a), die den Seitenflächen des optoelektronischen Bauelements benachbart sind zumindest teilweise lichtdurchlässig ist.
Optoelektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der auf dem strahlführenden Element zumindest in einigen Bereichen eine transparente leitfähige Schicht (45) aufgebracht ist.
Optoelektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das strahlführende Element eine Aussparung umfasst, durch die ein Kontaktbereich auf einer dem Träger abgewandten Seite des optoelektronischen Bauelements freigelegt ist.
Optoelektronische Baugruppe nach Anspruch 9, bei der die Aussparung mit einem leitfähigen Material zumindest teilweise verfüllt ist, welches mit einem leitfähigen Material auf einer Oberfläche des strahlführenden Elements verbunden ist.
Optoelektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 9 oder 10, bei der die Aussparung (42) einen Durchbruch, insbesondere einen zylinderförmigen Durchbruch bildet.
Optoelektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das strahlführende Element (40) eine gekrümmte, insbesondere eine Linse bildende Oberseite umfasst.
Optoelektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Material des strahlführenden Elements wenigsten eines der folgenden Materialien umfasst: - SiO₂ oder Spin-On Gläser; - Silikonhaltige Materialien; - Acryle oder Acrylhaltige Materialien; - niedrig schmelzende Gläser auf Basis von Telluritglas, Bismutglas, Vanadatglas; - Streupartikel, insbesondere auf Basis von TiO₂; - Konvertermaterial zur Umwandlung von Licht einer ersten Wellenlänge in Licht einer zweiten Wellenlänge - Quanten Dot Konverter;
Optoelektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: - eine optische Baugruppe (30), welches über dem strahlführenden Element (40) angeordnet ist, wobei die optische Baugruppe optional einen Unterstützungsträger zur Halterung einer oder mehrere optischer Elemente umfasst.
Optoelektronische Baugruppe nach Anspruch 14, wobei die optische Baugruppe (30) wenigstens eines der folgenden optischen Elemente aufweist: - Linse; - λ/2 oder λ/4 Schichten; - Konverter zur Umwandlung von Licht einer ersten Wellenlänge in Licht einer zweiten Wellenlänge; - photonische Strukturen.
Optoelektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 14 oder 15, weiter umfassend: - wenigstens drei Abstandshalter (35), die auf dem Träger (10) oder an der optischen Baugruppe angeordnet und ausgeführt sind, die optische Baugruppe in einem definierten Abstand zum Träger und insbesondere zu dem strahlführenden Element zu fixieren.
Optoelektronische Baugruppe nach 16, bei der die wenigstens drei Abstandshalter zumindest teilweise durch strahlführende Elemente gebildet sind, wobei die strahlführenden Elemente insbesondere eine planare Oberseite aufweisen.
Optoelektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 14 oder 17, bei der die optische Baugruppe (30) über zumindest drei strahlführenden Elementen (40, 40a) angeordnet ist, welche jeweils zumindest ein optoelektronisches Bauelement umgeben, und die in einem Betrieb Licht unterschiedlicher Wellenlänge, insbesondere in den Farben rot, grün und blau erzeugen.
Optoelektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein strahlführendes Element, welches das zumindest eine optoelektronische Bauelement vollständig ummantelt, von einem benachbarten strahlführenden Element, welches zumindest ein weiteres optoelektronisches Bauelement vollständig ummantelt, beabstandet ist.
Displayanordnung, mit - wenigstens einer optoelektronischen Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und - einer Ansteuerschaltung zur Ansteuerung der optoelektronisches Bauelemente der wenigstens einen Baugruppe.
Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Baugruppe, umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines Trägers (10) mit wenigsten einem Kontaktbereich (11); - Ausbilden zumindest eines optoelektronischen Bauelements (20) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung, insbesondere eine µ-LED, wobei das optoelektronische Bauelement auf dem wenigstens einen Kontaktbereich (11) angeordnet ist; - Aufbringen eines transparenten Materials (41) auf den Träger sowie das zumindest eine optoelektronische Bauelement, so dass dieses von dem transparenten Material vollständig umgeben ist; - Strukturieren des transparenten Materials; - Ausbilden eines strahlführenden Elements (40), welches das zumindest eine optoelektronische Bauelement vollständig ummantelt und die in einem Betrieb emittierenden Oberflächenbereiche des optoelektronisches Bauelement zumindest teilweise bedeckt.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der Schritt des Strukturierens umfasst: - Aufbringen eines Fotolacks auf das transparente Material; - Strukturieren des Fotolacks derart, dass eine Form des strukturierten Fotolacks einer Form der Grundfläche des optoelektronischen Bauelements (20) entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 22, bei der der Schritt des Ausbildens eines strahlführenden Elements (40) umfasst: - zumindest teilweises Entfernen des transparenten Materials (41) zwischen Bereichen zweier optoelektronischer Bauelemente, so dass das transparente, das optoelektronische Bauelement umgebende Material, von einem Material beabstandet ist, welches ein benachbarte optoelektronisches Bauelement umgibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, bei dem das Ausbilden eines strahlführenden Elements wenigstens einen der folgenden Schritte umfasst: - Aufbringen einer reflektierenden Schicht, insbesondere einer reflektierenden metallischen Schicht zumindest in Bereichen, die den Seitenflächen des optoelektronischen Bauelements benachbart sind; - Aufbringen einer reflektierenden Schicht, insbesondere einer metallischen reflektierenden Schicht auf einer dem Träger gegenüberliegenden Seite des strahlführenden Elements, wobei zumindest Bereiche, die den Seitenflächen des optoelektronischen Bauelements benachbart sind zumindest teilweise lichtdurchlässig verbleiben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei dem das Ausbilden eines strahlführenden Elements umfasst: - Aufbringen einer transparenten leitfähigen Schicht auf zumindest einige Bereiche des strahlführenden Elements.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, bei dem das Ausbilden eines strahlführenden Elements umfasst: - Ausbilden einer Aussparung im strahlführenden Element, derart, dass ein Kontaktbereich auf einer dem Träger abgewandten Seite des optoelektronischen Bauelements freigelegt wird; und - optionales wenigstens teilweises Verfüllen mit einem leitfähigen Material, welches mit einem leitfähigen Material auf einer Oberfläche des strahlführenden Elements verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 26, bei der die Aussparung (42) einen Durchbruch, insbesondere einen zylinderförmigen Durchbruch bildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 27, bei dem das Ausbilden eines strahlführenden Elements umfasst: - Ausbilden einer gekrümmte, insbesondere eine Linse bildende Oberseite, insbesondere durch nachgelagertes teilweises Aufschmelzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 28, bei dem der Schritt des Ausbildens zumindest eines optoelektronischen Bauelement umfasst; - Ausbilden zumindest 2, optoelektronische Bauelemente, insbesondere als Volumenemitter; oder - Ausbilden einer Vielzahl optoelektronische Bauelemente insbesondere als Volumenemitter, die zu Gruppen zusammengefasst sind, wobei jede Gruppe optoelektronische Bauelemente umfasst, die in einem Betrieb Licht unterschiedlicher Farben, insbesondere der Farben rot, grün und blau erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das Strukturieren des transparenten Materials sowie das Ausbilden des strahlführenden Elementes derart erfolgt, dass die zu Gruppen zusammengefassten optoelektronischen Bauelement jeweils von einem gemeinsamen strahlführenden Element umgeben sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 30, weiter umfassend: - Bereitstellen einer optischen Baugruppe; - Anordnen der optische Baugruppe (30) über dem strahlführenden Element; - Fixieren der optischen Baugruppe an dem Träger, so dass die optische Baugruppe in einem definierten Abstand zum Träger und insbesondere zu dem strahlführenden Element steht.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die optische Baugruppe wenigstens eines der folgenden optischen Elemente aufweist: - eine Linse; - einen Wellenleiter; - eine λ/2 oder λ/4 Schicht; - einen Konverter zur Umwandlung von Licht einer ersten Wellenlänge in Licht einer zweiten Wellenlänge; - eine photonische Struktur.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 32, bei dem der Schritt des Bereitstellens eines Trägers umfasst: - Ausbilden oder Bereitstellen des Trägers mit wenigstens drei Abstandshaltern (35), die ausgeführt sind, die optische Baugruppe in einem definierten Abstand zum Träger und insbesondere zu dem strahlführenden Element zu fixieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 32, bei dem der Schritt des Bereitstellens einer optischen Baugruppe umfasst: - Ausbilden oder Bereitstellen der optischen Baugruppe mit wenigstens drei Abstandshaltern (35), die ausgeführt sind, die optische Baugruppe in einem definierten Abstand zum Träger und insbesondere zu dem strahlführenden Element zu fixieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 34, bei dem die wenigstens drei Abstandshalter zumindest teilweise durch strahlführende Elemente gebildet sind, wobei die strahlführenden Elemente insbesondere eine planare Oberseite aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 35, bei der das optische Element (30) über zumindest drei strahlführenden Elementen angeordnet ist, welche jeweils zumindest ein optoelektronisches Bauelement umgeben, und die optional in einem Betrieb Licht unterschiedlicher Wellenlänge, insbesondere in den Farben rot, grün und blau erzeugen.