DE102022103970A1

DE102022103970A1 - Anzeigeeinheit, anzeigevorrichtung und verfahren zur herstellung einer anzeigeeinheit

Info

Publication number: DE102022103970A1
Application number: DE102022103970.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schwarz
Original assignee: Ams Osram International GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2022-02-21
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2023-08-24
Also published as: WO2023156205A1

Abstract

Es wird eine Anzeigeeinheit (1) umfassend eine erste Kontaktschicht (21), eine zweite Kontaktschicht (22), eine Mehrzahl von Verbindungsbereichen (30) und eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen (40) angegeben. Die erste Kontaktschicht (21) weist eine Mehrzahl von Zeilenleitungen (210) in einem Zeilenabstand (210D) zueinander auf. Die zweite Kontaktschicht (22) weist eine Mehrzahl von Spaltenleitungen (220) in einem Spaltenabstand (220D) zueinander auf. Die erste Kontaktschicht (21) und die zweite Kontaktschicht (22) sind gestapelt angeordnet. Die Verbindungsbereiche (30) verbinden jeweils zumindest eine Zeilenleitung (210) mit zumindest einer Spaltenleitung (220) elektrisch leitend. Der Zeilenabstand (210D) um weniger als 50% von dem Spaltenabstand (220D) abweicht. Ferner werden eine Anzeigevorrichtung (2) und ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinheit (1) angegeben.

Description

Es werden eine Anzeigeeinheit, eine Anzeigevorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinheit angegeben. Die Anzeigeeinheit und die Anzeigevorrichtung sind insbesondere zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise von für das menschliche Auge wahrnehmbarem Licht, eingerichtet.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Anzeigeeinheit anzugeben, die eine besonders hohe Strahlungsdurchlässigkeit aufweist.
Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Anzeigevorrichtung anzugeben, die eine besonders hohe Strahlungsdurchlässigkeit aufweist.
Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinheit anzugeben, das eine vereinfachte Herstellung ermöglicht.
Diese Aufgaben werden durch Vorrichtungen und das Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Vorrichtungen und des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren hervor.
Die Anzeigeeinheit weist beispielsweise eine Kantenlänge von weniger als 20 mm, bevorzugt von weniger als 5 mm auf. Die Anzeigeeinheit ist folglich besonders geeignet für eine Integration in einer Anzeigevorrichtung umfassend eine Mehrzahl von Anzeigeeinheiten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Anzeigeeinheit eine erste Kontaktschicht und eine zweite Kontaktschicht. Die erste Kontaktschicht und die zweite Kontaktschicht sind zumindest teilweise mit einem elektrisch leitfähigen Material gebildet. Insbesondere umfassen die erste Kontaktschicht und die zweite Kontaktschicht ein Metall. Die Kontaktschichten weisen eine Dicke von mindestens 0,1 um und höchstens 50 µm auf. Als Dicke gilt hier und im Folgenden eine mittlere Erstreckung der Kontaktschichten quer, insbesondere senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Kontaktschichten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Anzeigeeinheit eine Mehrzahl von Verbindungsbereichen. Die Verbindungsbereiche sind insbesondere mit einem elektrisch leitfähigen Material gebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Anzeigeeinheit eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen. Die optoelektronischen Halbleiterbauelemente sind insbesondere zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise von für das menschliche Auge wahrnehmbarem Licht, eingerichtet. Beispielsweise umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement einen Halbleiterkörper mit einem ersten Bereich einer ersten Leitfähigkeit, einem zweiten Bereich einer zweiten Leitfähigkeit und einem aktiven Bereich, der zur Emission von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist. Bevorzugt unterscheidet sich die erste Leitfähigkeit von der zweiten Leitfähigkeit. Beispielsweise sind der erste Bereich und der zweite Bereich mit einem dotierten Halbleitermaterial gebildet. Der aktive Bereich weist insbesondere einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfachquantentopfstruktur (SQW, single quantum well) oder eine Mehrfachquantentopfstruktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung oder zur Strahlungsdetektion auf. Bei den Halbleiterbauelementen handelt es sich beispielsweise um Lumineszenzdioden, insbesondere Leucht- oder Laserdioden. Beispielsweise ist ein optoelektronisches Halbleiterbauelement eine µLED mit einer Kantenlänge im Bereich von um oder eine miniLED mit einer Kantenlänge im Bereich um 100 um.
Bevorzugt umfasst die Anzeigeeinheit ein optoelektronisches Halbleiterbauelement, das zur Emission einer elektromagnetischen Strahlung im roten Spektralbereich eingerichtet ist, ein optoelektronisches Halbleiterbauelement, das zur Emission einer elektromagnetischen Strahlung im grünen Spektralbereich eingerichtet ist, und ein optoelektronisches Halbleiterbauelement, das zur Emission einer elektromagnetischen Strahlung im blauen Spektralbereich eingerichtet ist. Vorteilhaft kann die Anzeigeeinheit somit ein RGB-Pixel bilden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit weist die erste Kontaktschicht eine Mehrzahl von Zeilenleitungen in einem Zeilenabstand zueinander auf. Die Zeilenleitungen sind bevorzugt mit einem Metall gebildet. Der Zeilenabstand entspricht hier und im Folgenden einem mittleren Abstand von zwei unmittelbar zueinander benachbarten Zeilenleitungen. Der Zeilenabstand beträgt insbesondere zwischen 50 µm und 500 um, bevorzugt 150 um.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit weist die zweite Kontaktschicht eine Mehrzahl von Spaltenleitungen in einem Spaltenabstand zueinander auf. Die Spaltenleitungen sind bevorzugt mit einem Metall gebildet. Beispielsweise sind die Spaltenleitungen mit dem gleichen Material gebildet wie die Zeilenleitungen. Der Spaltenabstand entspricht hier und im Folgenden einem mittleren Abstand von zwei unmittelbar zueinander benachbarten Spaltenleitungen. Der Spaltenabstand beträgt insbesondere zwischen 50 µm und 500 um, bevorzugt 150 um.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit sind die erste Kontaktschicht und die zweite Kontaktschicht gestapelt angeordnet. Mit anderen Worten, die erste Kontaktschicht ist in einer Ebene oberhalb oder unterhalb der zweiten Kontaktschicht angeordnet. Mittels einer derartigen Anordnung der Kontaktschichten entsteht ein vorteilhaft kompakter Aufbau der Anzeigeeinheit.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit verbinden die Verbindungsbereiche jeweils zumindest eine Zeilenleitung mit zumindest einer Spaltenleitung elektrisch leitend. Beispielsweise überlappt ein Verbindungsbereich in Draufsicht auf die Anzeigeeinheit mit zumindest einer Spaltenleitung und/oder zumindest einer weiteren Zeilenleitung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit weicht der Zeilenabstand um weniger als 50% von dem Spaltenabstand ab. Bevorzugt weicht der Zeilenabstand um weniger als 20% von dem Spaltenabstand ab. Besonders bevorzugt weicht der Zeilenabstand um weniger als 10% von dem Spaltenabstand ab. Als Abweichung gilt hier und im Folgenden eine relative Abweichung des Zeilenabstandes (2) zu dem Spaltenabstand (S) gemäß der folgenden Formel: $| \frac{z - s}{z} | \leq 0,5,$
bevorzugt $| \frac{z - s}{z} | \leq 0,2,$
besonders bevorzugt $| \frac{z - s}{z} | \leq 0,1.$
Wenn der Zeilenabstand gleich dem Spaltenabstand ist, kann die Anzeigeeinheit besonders wenig störende Reflexionen für einen menschlichen Betrachter aufweisen. Insbesondere ist der Zeilenabstand gleich dem Spaltenabstand.
Die Anzeigeeinheit ist in ihrer lateralen Begrenzung durch Außenkanten begrenzt. Bevorzugt bilden die Außenkanten ein Rechteck, insbesondere ein Quadrat. Insbesondere sind die Zeilenleitungen und die Spaltenleitungen jeweils parallel zu einer Außenkante der Anzeigeeinheit ausgerichtet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Anzeigeeinheit:

- eine erste Kontaktschicht,
- eine zweite Kontaktschicht,
- eine Mehrzahl von Verbindungsbereichen, und
- eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen, wobei
- die erste Kontaktschicht eine Mehrzahl von Zeilenleitungen in einem Zeilenabstand zueinander aufweist,
- die zweite Kontaktschicht eine Mehrzahl von Spaltenleitungen in einem Spaltenabstand zueinander aufweist,
- die erste Kontaktschicht und die zweite Kontaktschicht gestapelt angeordnet sind,
- die Verbindungsbereiche jeweils zumindest eine Zeilenleitung mit zumindest einer Spaltenleitung elektrisch leitend verbinden, und
- der Zeilenabstand um weniger als 50% von dem Spaltenabstand abweicht.

Einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit liegen unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde: Die Herstellung von zumindest teilweise strahlungsdurchlässigen Anzeigeeinheiten eröffnet neue Anwendungsbereiche. Die Strahlungsdurchlässigkeit von bekannten Anzeigeeinheiten kann eine unerwünschte Abhängigkeit von einem Betrachtungswinkel aufweisen. Beispielsweise kann sich eine Strahlungsdurchlässigkeit von Kontaktschichten einer Anzeigeeinheit bei Betrachtungswinkeln ungleich 0° deutlich verschlechtern und so einen unerwünschten Eindruck bei einem Betrachter hervorrufen.
Die hier beschriebene Anzeigeeinheit macht unter anderem von der Idee Gebrauch, eine Mehrzahl von Zeilenleitungen in einer ersten Kontaktschicht und eine Mehrzahl von Spaltenleitungen in einer zweiten Kontaktschicht anzuordnen. Durch eine gestapelte Anordnung der ersten Kontaktschicht und der zweiten Kontaktschicht sowie die Verwendung einer Mehrzahl von Zeilenleitungen und Spaltenleitungen mit einem einheitlichen Zeilen- und Spaltenabstand kann eine besonders hohe Strahlungsdurchlässigkeit erzielt werden, die eine vorteilhaft niedrige Abhängigkeit von einem Betrachtungswinkel aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit umfassen die Verbindungsbereiche jeweils eine Mehrzahl von Verbindungselementen. Insbesondere verbindet jedes Verbindungselement eine Zeilenleitung mit einer Spaltenleitung elektrisch leitend miteinander. Durch eine erhöhte Anzahl an Verbindungselementen ist eine Stromtragfähigkeit eines Verbindungsbereichs besonders einfach skalierbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit sind die Verbindungselemente jeweils an Kreuzungspunkten einer Zeilenleitung und einer Spaltenleitung angeordnet. Ein Kreuzungspunkt ergibt sich beispielsweise dort, wo ein Abstand zwischen einer Spaltenleitung und einer Zeilenleitung zueinander ein Minimum aufweist. In einer Draufsicht auf die Anzeigeeinheit unter einem Betrachtungswinkel von 0° erscheinen die Kreuzungspunkte insbesondere als Schnittpunkt einer Zeilenleitung und einer Spaltenleitung. Vorteilhaft sind Verbindungselemente an Kreuzungspunkten einer Zeilenleitung und einer Spaltenleitung für einen Betrachter besonders unauffällig.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit sind die Verbindungselemente mit einem Metall gebildet. Beispielsweise sind die Verbindungselemente mit einem galvanisch abgeschiedenen Metall gebildet. Beispielsweise sind die Verbindungselemente mit Metallfäden gebildet. Vorteilhaft weisen Metallfäden eine besonders geringe Ausdehnung auf. So kann eine vorteilhaft hohe Strahlungsdurchlässigkeit erzielt werden. Alternativ sind die Verbindungselemente mit einer elektrisch leitfähigen Metallpaste, insbesondere einer Silberpaste gebildet. Vorteilhaft lässt sich eine Metallpaste besonders einfach verarbeiten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit sind die Verbindungsbereiche mit einem strahlungsdurchlässigen und elektrisch leitfähigen Material gebildet. Strahlungsdurchlässig meint hier und im Folgenden durchlässig für elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektralbereich. Als sichtbarer Spektralbereich gilt hier und im Folgenden eine elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich zwischen 380 nm und 780 nm. Beispielsweise sind die Verbindungsbereiche mit einem der folgenden Materialien gebildet: Poly-3,4-ethylendioxythiophen dotiert mit Polystyrolsulfonat (PEDOT:PSS), Poly-3,4-ethylendioxythiophen dotiert mit Tosylat (PEDOT:Tos), Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen Flocken (englisch: graphene flakes), Metall-Nanodrähte, insbesondere Silber-Nanodrähte. Diese Materialen sind vorteilhaft strahlungsdurchlässig und weisen eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit sind die erste Kontaktschicht und die zweite Kontaktschicht an einem strahlungsdurchlässigen Substrat angeordnet. Bevorzugt ist das Substrat mit einem elektrisch isolierenden Material gebildet. Das Substrat ist insbesondere mit einem der folgenden Materialien gebildet: Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyimide (PI). Das Substrat weist beispielsweise eine Dicke zwischen 20 µm und 200 um, bevorzugt zwischen 50 µm und 100 µm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit ist die erste Kontaktschicht auf einer der zweiten Kontaktschicht gegenüberliegenden Seite des Substrats angeordnet. Vorteilhaft ergibt sich so ein besonders einfacher Aufbau der Anzeigeeinheit, da das Substrat selbst als elektrischer Isolator zwischen der ersten Kontaktschicht und der zweiten Kontaktschicht angeordnet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit sind die erste Kontaktschicht und die zweite Kontaktschicht auf einer gemeinsamen Seite des Substrats angeordnet. Das Anordnen der ersten Kontaktschicht und der zweiten Kontaktschicht erfolgt somit von der gemeinsamen Seite aus. Beispielsweise ist dadurch eine vereinfachte Herstellung der Anzeigeeinheit ermöglicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit ist die erste Kontaktschicht an einem Substrat angeordnet und die zweite Kontaktschicht ist an einer Deckschicht angeordnet. Die Deckschicht ist insbesondere durchlässig für elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektralbereich. Bevorzugt ist die Deckschicht elektrisch isolierend ausgebildet. Beispielsweise ist die zweite Kontaktschicht in einem separaten Herstellungsschritt bereits auf der Deckschicht angeordnet. Die Deckschicht weist bevorzugt eine Dicke zwischen 20 µm und 200 um, bevorzugt zwischen 50 µm und 100 µm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit ist zwischen dem Substrat und der Deckschicht eine strahlungsdurchlässige Fügeschicht angeordnet. Beispielsweise ist die Fügeschicht mit einem der folgenden Materialien gebildet: Polyvinylbutyral (PVB), Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA), Photolack, Polymerfolie. Insbesondere ist die Fügeschicht mit einer gelochten Laminierfolie gebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit schneiden sich die Zeilenleitungen und die Spaltenleitungen unter einem Schnittwinkel von mindestens 45°. Bevorzugt schneiden sich die Zeilenleitungen und die Spaltenleitungen unter einem Schnittwinkel zwischen 89° und 90°, bevorzugt unter 90°. Ein möglichst großer Schnittwinkel ist vorteilhaft, damit die erste Kontaktschicht und die zweite Kontaktschicht für einen Betrachter möglichst wenig wahrnehmbar sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit weisen die Zeilenleitungen und die Spaltenleitungen eine konstante Breite auf. Mit anderen Worten, die Zeilenleitungen und die Spaltenleitungen sind jeweils über ihre Länge gleich breit. Als Breite ist hier und im Folgenden eine laterale Ausdehnung der Zeilenleitung oder der Spaltenleitung quer zur Haupterstreckungsrichtung der jeweiligen Zeilenleitung oder Spaltenleitung zu verstehen. Bevorzugt entspricht die Breite der Zeilenleitungen der Breite der Spaltenleitungen. Beispielsweise weisen die Zeilenleitungen eine Breite von mindestens 2 µm und höchstens 20 µm auf. Beispielsweise weisen die Spaltenleitungen eine Breite von mindestens 2 µm und höchstens 20 µm auf. Bevorzugt weisen die Zeilenleitungen und die Spaltenleitungen eine Breite von 10 µm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigeeinheit weisen die Zeilenleitungen und Spaltenleitungen Auftrennungen auf. Auftrennungen sind hier und im Folgenden als eine Unterbrechung in einer Zeilenleitung oder Spaltenleitung zu verstehen. Vorteilhaft weisen die Auftrennungen eine laterale Erstreckung von mindestens 10 µm auf. So kann eine ausreichende elektrische Isolation zwischen den an die Auftrennung angrenzenden Enden der Zeilenleitung oder Spaltenleitung erreicht werden.
Insbesondere entspricht die laterale Ausdehnung der Auftrennungen höchstens der Hälfte des Zeilenabstandes oder des Spaltenabstandes. Eine möglichst kurze Auftrennung ist für einen menschlichen Betrachter vorteilhaft besonders wenig wahrnehmbar.
Es wird weiter ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinheit angegeben. Die Anzeigeeinheit kann insbesondere mittels des hier beschriebenen Verfahrens hergestellt werden. Das heißt, sämtliche im Zusammenhang mit der Anzeigeeinheit offenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinheit offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Bereitstellen einer ersten Kontaktschicht auf einem Substrat. Insbesondere wird die erste Kontaktschicht auf dem ersten Substrat abgeschieden. Das erste Substrat ist bevorzugt strahlungsdurchlässig ausgeführt. Beispielsweise weist das erste Substrat eine ausreichende mechanische Stabilität auf, um mechanisch selbsttragend zu sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Bereitstellen einer zweiten Kontaktschicht. Die zweite Kontaktschicht wird beispielsweise auf der ersten Kontaktschicht angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Strukturieren der ersten Kontaktschicht in eine Mehrzahl von Zeilenleitungen in einem Zeilenabstand zueinander. Insbesondere erfolgt zur Herstellung der ersten Kontaktschicht zunächst eine vollflächige Abscheidung eines Materials, das anschließend zumindest teilweise wieder entfernt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Strukturieren der zweiten Kontaktschicht in eine Mehrzahl von Spaltenleitungen in einem Spaltenabstand zueinander. Insbesondere erfolgt zur Herstellung der zweiten Kontaktschicht zunächst eine vollflächige Abscheidung eines Materials, das anschließend zumindest teilweise wieder entfernt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Ausbilden einer Mehrzahl von Verbindungsbereichen, die jeweils zumindest eine Zeilenleitung mit zumindest einer Spaltenleitung elektrisch leitend verbinden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Anordnen einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen an der Anzeigeeinheit. Bevorzugt werden die optoelektronischen Halbleiterbauelemente auf der ersten Kontaktschicht angeordnet. Insbesondere wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement jeweils an Stellen einer Zeilenleitung angeordnet, an der eine Auftrennung vorhanden ist. Bevorzugt überspannt ein optoelektronisches Halbleiterbauelement eine Auftrennung in einer Zeilenleitung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte:

- Bereitstellen einer ersten Kontaktschicht auf einem Substrat,
- Bereitstellen einer zweiten Kontaktschicht,
- Strukturieren der ersten Kontaktschicht in eine Mehrzahl von Zeilenleitungen in einem Zeilenabstand zueinander,
- Strukturieren der zweiten Kontaktschicht in eine Mehrzahl von Spaltenleitungen in einem Spaltenabstand zueinander,
- Ausbilden einer Mehrzahl von Verbindungsbereichen, die jeweils zumindest eine Zeilenleitung mit zumindest einer Spaltenleitung elektrisch leitend verbinden,
- Anordnen einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen an der Anzeigeeinheit.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die zweite Kontaktschicht auf einer der ersten Kontaktschicht gegenüberliegenden Seite des Substrats angeordnet. Insbesondere wirkt das Substrat somit als elektrischer Isolator zwischen der ersten Kontaktschicht und der zweiten Kontaktschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Verbindungsbereich in eine Ausnehmung in dem Substrat eingebracht. Der Verbindungsbereich wird insbesondere mit einem strahlungsdurchlässigen Material gebildet. Die Ausnehmung erstreckt sich bevorzugt vollständig durch das Substrat. Beispielsweise ist die Ausnehmung vollständig mit dem Material des Verbindungsbereichs gefüllt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die erste Kontaktschicht auf einer dem Substrat abgewandten Seite der zweiten Kontaktschicht angeordnet. Mit anderen Worten, die erste Kontaktschicht wird auf der zweiten Kontaktschicht angeordnet. Insbesondere wird die erste Kontaktschicht unmittelbar auf der zweiten Kontaktschicht angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die zweite Kontaktschicht auf einer zweiten strahlungsdurchlässigen Deckschicht angeordnet und strukturiert. Die Deckschicht ist insbesondere mit dem Material des Substrats gebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden das Substrat und die Deckschicht über eine Fügeschicht miteinander verbunden. In der Fügeschicht ist beispielsweise eine Mehrzahl von Ausnehmungen angeordnet. Insbesondere ist die Fügeschicht als eine gelochte Laminierfolie ausgebildet. Die Verbindungsbereiche werden beispielsweise in den Ausnehmungen der Fügeschicht ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen auf dem Substrat montiert bevor die zweite Kontaktschicht angeordnet wird. Mit anderen Worten, die optoelektronischen Bauelemente werden zwischen der ersten Kontaktschicht und der zweiten Kontaktschicht angeordnet. Vorteilhaft sind die optoelektronischen Halbleiterbauelemente so besonders gut vor äußeren Einflüssen geschützt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden Verbindungsbereiche auf dem Substrat montiert bevor die zweite Kontaktschicht angeordnet wird. Insbesondere sind die Verbindungsbereiche mit Kugeln einer leitfähigen Paste gebildet, die das Material der Fügeschicht verdrängen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden erste und zweite Kontaktschicht mittels Nano-imprint und gegebenenfalls trockenchemisch strukturiert. Als Nano-imprint ist hier und im Folgenden ein Verfahren zu verstehen, bei dem eine Formschicht mit einem Stempel mechanisch strukturiert wird. Die Strukturen weisen insbesondere Größen von wenigen µm oder nm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden erste und zweite Kontaktschichten galvanisch abgeschieden. Beispielsweise erfolgt zunächst eine Abscheidung einer Startschicht mittels Sputtern. Anschließend kann auf der Startschicht weiteres Material mittels Galvanik abgeschieden werden.
Es wird weiter eine Anzeigevorrichtung angegeben. Die Anzeigevorrichtung umfasst insbesondere eine Mehrzahl von hier beschriebenen Anzeigeeinheiten. Das heißt, sämtliche im Zusammenhang mit der Anzeigeeinheit offenbarten Merkmale sind auch für die Anzeigevorrichtung offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Anzeigevorrichtung eine Mehrzahl von Anzeigeeinheiten. Bevorzugt bildet jede Anzeigeeinheit ein RGB-Pixel aus. Insbesondere sind alle Anzeigeeinheiten individuell ansteuerbar.
Die Anzeigevorrichtung umfasst insbesondere einen Rahmenkörper. Beispielsweise sind die Anzeigeeinheiten in dem Rahmenkörper angeordnet. Der Rahmenkörper umgibt die Anzeigeeinheiten bevorzugt vollständig. Der Rahmenkörper weist eine rechteckige Form mit parallel zueinander ausgerichteten gegenüberliegenden Außenseiten auf.
Die Zeilenleitungen oder die Spaltenleitungen der Anzeigeeinheiten sind insbesondere parallel zu einer Außenseite des Rahmenkörpers der Anzeigevorrichtung ausgerichtet.
Eine hier beschriebene Anzeigeeinheit eignet sich insbesondere zum Einsatz in transparenten Displays. Insbesondere für ein Automobil-Heck-, Front-, Seitenscheiben-Symbol, eine Automobil-Rückleuchte mit Transparenzoptik oder ein Werbedisplay in Glasscheiben von Einkaufszentren.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Anzeigeeinheit ergeben sich aus den folgenden, im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten, Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf eine hier beschriebene Anzeigeeinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Draufsicht auf eine hier beschriebene Anzeigeeinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
3 eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
4A bis 4D schematische Schnittansichten einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel in verschiedenen Stadien eines Verfahrens zu seiner Herstellung,
5 eine schematische Draufsicht auf eine hier beschriebene Anzeigeeinheit gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
6 eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
7A bis 7L schematische Schnittansichten einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel in verschiedenen Stadien eines Verfahrens zu seiner Herstellung,
8 eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,
9A bis 9F schematische Schnittansichten einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel in verschiedenen Stadien eines Verfahrens zu seiner Herstellung,
10 eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel,
11A bis 11C schematische Schnittansichten einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit gemäß einem achten Ausführungsbeispiel in verschiedenen Stadien eines Verfahrens zu seiner Herstellung,
12 eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel, und
13 eine schematische Draufsicht auf eine hier beschriebene Anzeigevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

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.
1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine hier beschriebene Anzeigeeinheit 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Anzeigeeinheit 1 umfasst eine erste Kontaktschicht 21 mit einer Mehrzahl von Zeilenleitungen 210 und eine zweite Kontaktschicht 22 mit einer Mehrzahl von Spaltenleitungen 220. Die Zeilenleitungen 210 weisen über ihre Länge jeweils eine konstante Breite von 10 µm auf. Die Zeilenleitungen 210 sind in einem Zeilenabstand 210D von 150 µm zueinander angeordnet. Die Spaltenleitungen 210 weisen über ihre Länge jeweils eine konstante Breite von 10 µm auf. Die Spaltenleitungen 220 sind in einem Spaltenabstand 220D von 150 µm zueinander angeordnet. Die Zeilenleitungen 210 sind parallel zueinander angeordnet. Die Spaltenleitungen 220 sind parallel zueinander angeordnet. Die Zeilenleitungen 210 schneiden die Spaltenleitungen 220 unter einem Schnittwinkel α von 90°. Die Breite der Zeilenleitungen 210 entspricht der Breite der Spaltenleitungen 220. Der Zeilenabstand 210D entspricht dem Spaltenabstand 220D. So ist vorteilhaft eine besonders hohe Strahlungsdurchlässigkeit der Anzeigeeinheit 1 erreichbar.
Ferner umfasst die Anzeigeeinheit 1 eine Mehrzahl von Verbindungsbereichen 30 und Auftrennungen 80. Die Verbindungsbereiche 30 sind mit einem strahlungsdurchlässigen Material, insbesondere PEDOT:PSS gebildet. Die Verbindungsbereiche 30 verbinden jeweils zumindest eine Zeilenleitung 201 mit zumindest einer Spaltenleitung 220 elektrisch leitend miteinander.
Die Auftrennungen 80 sind jeweils als Unterbrechung in einer Zeilenleitung 210 oder einer Spaltenleitung 220 ausgeführt. Die Auftrennungen 80 weisen eine laterale Erstreckung von mindestens 10 µm auf. Insbesondere entspricht die laterale Ausdehnung der Auftrennungen 80 höchstens der Hälfte des Zeilenabstandes 210D oder des Spaltenabstandes 220D. Eine möglichst kurze Auftrennung 80 ist für einen menschlichen Betrachter vorteilhaft besonders wenig wahrnehmbar.
Mittels der Auftrennungen 80 und der Verbindungsbereiche 30 werden jeweils mehrere Zeilenleitungen 210 und Spaltenleitungen 220 derart miteinander verbunden, dass sie auf einem gemeinsamen elektrischen Potential liegen.
2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine hier beschriebene Anzeigeeinheit 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das in 2 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel. In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind zur symbolischen Veranschaulichung erste Zeilenleitungsbündel 211, zweite Zeilenleitungsbündel 212, erste Spaltenleitungsbündel 221 und zweite Spaltenleitungsbündel 222 dargestellt. Jedes Zeilenleitungsbündel 211, 212 umfasst eine Mehrzahl von Zeilenleitungen 210. Jedes Spaltenleitungsbündel 221, 222 umfasst eine Mehrzahl von Spaltenleitungen 220.
Die Zeilenleitungen 210 eines Zeilenleitungsbündels 211, 212 sowie die Spaltenleitungen 220 innerhalb eines Spaltenleitungsbündels 221, 222 liegen jeweils auf einem gemeinsamen elektrischen Potential. Alle Leitungen innerhalb eines Bündels 211, 212, 221, 222 wirken als ein gemeinsamer elektrischer Leiter.
Mittels des ersten Zeilenleitungsbündels 211 und des ersten Spaltenleitungsbündels 221 erfolgt ein elektrischer Anschluss der gemeinsamen Anode der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 40. Das erste Zeilenleitungsbündel 211 umfasst 9 unmittelbar benachbarte Zeilenleitungen 210. Mittels der zweiten Zeilenleitungsbündel 212 und der zweiten Spaltenleitungsbündel 222 erfolgt jeweils ein getrennter Anschluss einer Kathode eines optoelektronischen Halbleiterbauelements 40.
Die Anzeigeeinheit 1 weist eine rechteckige Form mit einer Kantenlänge X1 von 3 mm auf.
3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Das in 3 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel. Die Zeilenleitungen 210 der ersten Kontaktschicht 21 sind auf einer ersten Seite eines strahlungsdurchlässigen Substrats 51 angeordnet. Die Spaltenleitungen 220 der zweiten Kontaktschicht 22 sind auf einer der ersten Kontaktschicht 21 gegenüberliegenden Seite des Substrats 51 angeordnet. Das Substrat 51 ist elektrisch isolierend. Das Substrat weist eine Dicke zwischen 20 µm und 200 um, bevorzugt zwischen 50 µm und 100 µm auf.
Die Zeilenleitungen 210 und die Spaltenleitungen 220 umfassen bevorzugt eine dunkle Beschichtung auf ihren dem optoelektronischen Halbleiterbauelement 40 zugewandten und abgewandten Seite. Die dunkle Beschichtung ist beispielsweise mit Palladium gebildet. Mittels der dunklen Beschichtung können störende Reflexionen der Spaltenleitungen 210 und der Zeilenleitungen 220 für einen Betrachter vermindert werden. Das Palladium wird insbesondere galvanisch oder mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (englisch: physical vapour deposition, kurz PVD) auf den Zeilenleitungen 210 und den Spaltenleitungen 220 aufgebracht.
In dem Verbindungsbereich 30 erstreckt sich ein strahlungsdurchlässiges und elektrisch leitfähiges Material vollständig durch das Substrat 51 hindurch. Der Verbindungsbereich 30 verbindet jeweils zumindest eine Zeilenleitung 210 mit zwei Spaltenleitungen 220 elektrisch leitend miteinander. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 40 ist so orientiert, dass eine Hauptabstrahlrichtung des Halbleiterbauelements 40 in eine dem Substrat 51 abgewandte Richtung zeigt.
4A bis 4D zeigen schematische Schnittansichten einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel in verschiedenen Stadien eines Verfahrens zu seiner Herstellung.
4A zeigt einen ersten Schritt des Verfahrens, in dem ein Substrat 51 bereitgestellt wird. Das Substrat 51 ist mit einem strahlungsdurchlässigen Material gebildet, insbesondere PET. Das Substrat 51 ist mechanisch selbsttragend ausgeführt. Auf einer ersten Seite des Substrats 51 wird eine erste Kontaktschicht 21 mit einer Mehrzahl von Zeilenleitungen 210 angeordnet. Auf einer der ersten Kontaktschicht 21 gegenüberliegenden Seite des Substrats 51 wird eine zweite Kontaktschicht 22 mit einer Mehrzahl von Spaltenleitungen 220 angeordnet. Beispielsweise werden die erste Kontaktschicht 21 und die zweite Kontaktschicht 22 mit einem galvanischen Verfahren auf dem Substrat 51 abgeschieden.
Zumindest eine Zeilenleitung 210 wird durch eine Auftrennung 80 stellenweise unterbrochen. Die Auftrennung 80 wird beispielsweise mit einem photolithographischen Verfahren, mittels Laserablation oder mittels Nano-imprint-Verfahren hergestellt.
4B zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem eine Ausnehmung 510 in das Substrat 51 eingebracht wird. Die Ausnehmung 510 erstreckt sich vollständig durch das Substrat 51 hindurch. Die Ausnehmung 510 wird beispielsweise mittels Laserabtrag, durch trockenchemisches Ätzen oder durch nasschemisches Ätzen in das Substrat 51 eingebacht.
4C zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem ein Material eines Verbindungsbereichs 30 in die Ausnehmung 510 eingebracht wird. Der Verbindungsbereich 30 ist mit PEDOT:PSS gebildet und strahlungsdurchlässig.
4D zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 40 auf der Zeilenleitung 210 angeordnet wird. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 40 überspannt die Auftrennung 80 in der Zeilenleitung 210. Insbesondere erfolgt eine Montage des optoelektronischen Halbleiterbauelements 40 mittels Löten.
5 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine hier beschriebene Anzeigeeinheit 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Das in 5 gezeigte vierte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterscheid zu dem ersten Ausführungsbeispiel umfassen die Verbindungsbereiche 30 jeweils eine Mehrzahl von Verbindungselementen 301. Jedes Verbindungselement 301 verbindet eine Zeilenleitung 210 mit einer Spaltenleitung 220 elektrisch leitend miteinander. Durch eine erhöhte Anzahl an Verbindungselementen 301 ist eine Stromtragfähigkeit eines Verbindungsbereichs 30 besonders einfach skalierbar.
Die Verbindungselemente 301 sind jeweils an Kreuzungspunkten einer Zeilenleitung 210 und einer Spaltenleitung 220 angeordnet. Ein Kreuzungspunkt ergibt sich dort, wo ein Abstand zwischen einer Spaltenleitung 210 und einer Zeilenleitung 220 zueinander ein Minimum aufweist. In einer Draufsicht auf die Anzeigeeinheit unter einem Betrachtungswinkel von 0° erscheinen die Kreuzungspunkte insbesondere als Schnittpunkt einer Zeilenleitung 210 und einer Spaltenleitung 220. Die Verbindungselemente 301 sind an Kreuzungspunkten einer Zeilenleitung 210 und einer Spaltenleitung 220 für einen Betrachter besonders unauffällig.
Die Verbindungselemente 301 sind mit einem Metall gebildet. Beispielsweise sind die Verbindungselemente 301 mit einem galvanisch abgeschiedenen Metall gebildet.
6 zeigt eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Die Anzeigeeinheit 1 umfasst ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 40, ein strahlungsdurchlässiges Substrat 51, eine erste Kontaktschicht 21 und eine zweite Kontaktschicht 22. Die zweite Kontaktschicht 22 ist auf dem Substrat 51 angeordnet und umfasst eine Mehrzahl von Spaltenleitungen 220, die in einer ersten Isolationsschicht 71 eingebettet sind. Die erste Isolationsschicht 71 ist beispielsweise mit Polymer, insbesondere mit Acryl gebildet. Die erste Kontaktschicht 21 ist auf der zweiten Kontaktschicht 22 angeordnet und umfasst eine Mehrzahl von Zeilenleitungen 210.
Ferner umfasst die Anzeigeeinheit eine Mehrzahl von Verbindungselementen 301, die in einer zweiten Isolationsschicht 72 eingebettet sind. Die zweite Isolationsschicht 72 ist beispielsweise mit Polymer, insbesondere mit Acryl gebildet. Bevorzugt ist die zweite Isolationsschicht 72 mit dem gleichen Material gebildet wie die erste Isolationsschicht 71.
Die Verbindungselemente 301 erstrecken sich von der zweiten Kontaktschicht 22 bis in die erste Kontaktschicht 21. Die Kontaktschichten 21, 22 weisen eine Dicke von mindestens 0,1 um und höchstens 50 µm auf. Jedes Verbindungselement 301 verbindet eine Zeilenleitung 210 mit einer Spaltenleitung 220 elektrisch leitend miteinander. Die Verbindungselemente 301 sind jeweils an Kreuzungspunkten einer Zeilenleitung 210 und einer Spaltenleitung 220 angeordnet.
Die Verbindungselemente 301 sind mit einem Metall gebildet. Beispielsweise sind die Verbindungselemente 301 mit einem galvanisch abgeschiedenen Metall gebildet.
Das optoelektronische Halbleiterbauelement 40 ist auf der Zeilenleitung 210 angeordnet. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 40 überspannt die Auftrennung 80 in der Zeilenleitung 210. Insbesondere erfolgt eine Montage des optoelektronischen Halbleiterbauelements 40 mittels Löten. In der Auftrennung 80 ist eine dritte Isolationsschicht 73 angeordnet, die eine verbesserte elektrische Isolation ermöglicht. Die dritte Isolationsschicht 73 ist beispielsweise mit Polymer, insbesondere mit Acryl gebildet. Insbesondere ist die dritte Isolationsschicht 73 mit dem gleichen Material gebildet wie die zweite Isolationsschicht 72.
7A bis 7L zeigen schematische Schnittansichten einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel in verschiedenen Stadien eines Verfahrens zu seiner Herstellung.
7A zeigt einen ersten Schritt des Verfahrens, in dem ein Substrat 51 bereitgestellt wird. Das Substrat 51 ist mit einem strahlungsdurchlässigen Material gebildet, insbesondere PET. Das Substrat 51 ist mechanisch selbsttragend ausgeführt. Auf einer ersten Seite des Substrats 51 wird eine erste Isolationsschicht 71 aufgebracht. Die erste Isolationsschicht 71 ist mit einem Polymer, insbesondere Acryl gebildet. Die erste Isolationsschicht 71 ist strahlungsdurchlässig ausgeführt.
7B zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem die erste Isolationsschicht 71 mittels eines Nano-imprint-Verfahrens strukturiert wird. Eine Mehrzahl von Vertiefungen 710 werden in eine dem Substrat 51 abgewandte Seite der ersten Isolationsschicht 71 eingebracht. Beispielsweise wird ein Stempel aus einem Polysiloxan verwendet, um die Vertiefungen 710 mechanisch in die erste Isolationsschicht 71 einzubringen.
7C zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem ein Material von Spaltenleitungen 220 vollflächig auf der dem Substrat 51 abgewandten Seite der ersten Isolationsschicht 71 abgeschieden wird. Beispielsweise erfolgen zunächst eine Abscheidung einer Startschicht mittels Sputtern und anschließend eine galvanische Abscheidung von Material. Bevorzugt erfolgt eine Abscheidung von Metall.
7D zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem die dem Substrat 51 abgewandte Seite der ersten Isolationsschicht 71 poliert und geschliffen wird, um einen Teil des Materials der Spaltenleitungen 220 zu entfernen. Lediglich der Teil des Materials verbleibt, der sich in den Vertiefungen 710 befindet. Dadurch bildet sich eine zweite Kontaktschicht 22 mit voneinander getrennten Spaltenleitungen 220 aus. Die zweite Kontaktschicht 22 ist folglich in die strahlungsdurchlässige erste Isolationsschicht 71 eingebettet.
7E zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem eine zweite Isolationsschicht 72 auf die zweite Kontaktschicht 22 aufgebracht wird. Die zweite Isolationsschicht 72 ist mit einem Polymer, insbesondere Acryl gebildet. Die zweite Isolationsschicht 72 ist strahlungsdurchlässig ausgeführt. Insbesondere ist das Material der zweiten Isolationsschicht 72 identisch zu der ersten Isolationsschicht 71 in der zweiten Kontaktschicht 22.
7F zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem die zweite Isolationsschicht 72 mittels eines Nano-imprint-Verfahrens strukturiert wird. Eine Mehrzahl von Vertiefungen 710 werden in eine dem Substrat 51 abgewandte Seite der zweiten Isolationsschicht 72 eingebracht. Die Vertiefungen 710 sind lateral jeweils auf eine Spaltenleitung 220 ausgerichtet.
Dabei verbleibt eine dünne Schicht der zweiten Isolationsschicht 72 auf der dem Substrat 51 abgewandten Seite der Spaltenleitungen 220.
7G zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem die Spaltenleitungen 220 jeweils mittels eines Ätzprozesses freigelegt werden. Die verbleibende dünne Schicht der zweiten Isolationsschicht 72 wird folglich von der dem Substrat 51 abgewandten Seite der Spaltenleitungen 220 entfernt. Beispielweise erfolgt die Entfernung ganzflächig mit einem trockenchemischen Ätzverfahren.
7H zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem eine Mehrzahl von Verbindungselementen 301 in den Vertiefungen 710 angeordnet wird. Das Material der Verbindungselemente 301 wird vollflächig auf der dem Substrat 51 abgewandten Seite der zweiten Kontaktschicht 22 abgeschieden. Beispielsweise erfolgen zunächst eine Abscheidung einer Startschicht mittels Sputtern und anschließend eine galvanische Abscheidung von Material. Bevorzugt erfolgt eine Abscheidung von Metall.
Anschließend wird die dem Substrat 51 abgewandte Seite der zweiten Kontaktschicht 22 poliert und geschliffen, um einen Teil des Materials der Verbindungselemente 301 zu entfernen. Lediglich der Teil des Materials verbleibt, der sich in den Vertiefungen 710 befindet. Dadurch bilden sich eine Mehrzahl von separaten Verbindungselementen 301 aus. Die Verbindungselemente 301 erstrecken sich insbesondere ausgehend von der zweiten Kontaktschicht 22 bis in die erste Kontaktschicht 21. Die Verbindungselemente 301 sind in der zweiten Isolationsschicht 72 eingebettet.
7I zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem eine dritte Isolationsschicht 73 auf der zweiten Isolationsschicht 72 aufgebracht wird. Die dritte Isolationsschicht 73 ist mit einem Polymer, insbesondere Acryl gebildet. Die dritte Isolationsschicht 73 ist strahlungsdurchlässig ausgeführt. Insbesondere ist das Material der dritten Isolationsschicht 73 identisch zu der zweiten Isolationsschicht 72.
Anschließend erfolgt eine Strukturierung der dritten Isolationsschicht 73 mit einem Nano-imprint-Verfahren. Die Strukturierung erfolgt derart, dass zumindest eine Erhebung in der dritten Isolationsschicht 73 ausgebildet wird.
7J zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem die dritte Isolationsschicht 73 ganzflächig geätzt wird. Die dritte Isolationsschicht 73 wird teilweise entfernt, so dass dem Substrat 51 abgewandte Flächen der Verbindungselemente 301 frei von der dritten Isolationsschicht 73 sind und eine in dem vorherigen Schritt gebildete Erhebung in der dritten Isolationsschicht 73 verbleibt.
7K zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem eine erste Kontaktschicht 21 mit einer Mehrzahl von Zeilenleitungen 210 auf die zweite Isolationsschicht 72 aufgebracht wird.
Die zweite Kontaktschicht wird analog zur zweiten Kontaktschicht zunächst vollflächig abgeschieden und durch Schleifen und Polieren anschließend zumindest teilweise wieder entfernt. So ergibt sich eine Auftrennung der Zeilenleitung 210 an den Stellen, an denen die dritte Isolationsschicht 73 noch vorhanden ist.
7L zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 40 auf der Zeilenleitung 210 angeordnet wird.
Alternativ können die in den 71, 7J und 7K gezeigten Schritte bereits gemeinsam mit dem in der 7F gezeigten Schritt ausgeführt werden. Insbesondere wird dazu eine Dicke der zweiten Isolationsschicht 72 erhöht, sodass mit dem Nano-imprint Verfahren in der zweiten Isolationsschicht 72 neben den Vertiefungen 710 für die Verbindungselemente 301 auch gleichzeitig eine Erhebung ausgebildet werden kann. Im gleichen Schritt können zudem weitere Vertiefungen 710 für eine erste Kontaktschicht 210 mit einer Mehrzahl von Zeilenleitungen 210 auf die zweite Isolationsschicht 72 eingebracht werden. Vorteilhaft kann so das Verfahren zur Herstellung verkürzt werden.
8 zeigt eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. Die Anzeigeeinheit 1 umfasst ein Substrat 51, auf dem eine erste Kontaktschicht 21 mit einer Mehrzahl von Zeilenleitungen 210 und ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 40 angeordnet sind. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 40 ist so orientiert, dass eine Hauptabstrahlrichtung des Halbleiterbauelements 40 in eine dem Substrat 51 zugewandte Richtung zeigt. Die Abstrahlung erfolgt also durch das Substrat 51 hindurch.
Ferner umfasst die Anzeigeeinheit 1 eine Deckschicht 52, auf der eine zweite Kontaktschicht 22 mit einer Mehrzahl von Spaltenleitungen 220 angeordnet sind. Das Substrat 51 ist strahlungsdurchlässig ausgeführt. Die Deckschicht 52 ist strahlungsdurchlässig ausgeführt. Die Deckschicht 52 weist eine Dicke zwischen 20 µm und 200 µm, bevorzugt zwischen 50 µm und 100 µm auf.
Zwischen dem Substrat 51 und der Deckschicht 52 ist eine Fügeschicht 60 angeordnet, die mit einem strahlungsdurchlässigen Material gebildet ist. Insbesondere ist die Fügeschicht 60 mit einem photosensitiven Material gebildet oder einem gelochtem PVB oder einem EVA gebildet. Die Fügeschicht 60 umfasst eine Mehrzahl von Ausnehmungen, die jeweils mit einem Verbindungselement 301 gefüllt sind. Die Verbindungselemente 301 sind beispielsweise mit einer Metallpaste, insbesondere einer Silberpaste gebildet.
9A bis 9F zeigen schematische Schnittansichten einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit 1 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel in verschiedenen Stadien eines Verfahrens zu seiner Herstellung.
9A zeigt einen ersten Schritt des Verfahrens, in dem ein strahlungsdurchlässiges Substrat 51 bereitgestellt wird.
Auf dem Substrat 51 ist eine erste Kontaktschicht 21 mit einer Mehrzahl von Zeilenleitungen 210 angeordnet. Zumindest eine Zeilenleitung 210 weist eine Unterbrechung in Form einer Auftrennung 80 auf.
9B zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 40 auf dem Substrat 51 angeordnet wird. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist das optoelektronische Halbleiterbauelement 40 in dem sechsten Ausführungsbeispiel so auf dem Substrat 51 angeordnet, dass eine Hauptemissionsrichtung durch das Substrat 51 hindurch verläuft. Ferner ist das optoelektronische Halbleiterbauelement 40 so angeordnet, dass es vollständig innerhalb der Auftrennung 80 angeordnet ist.
9C zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem das optoelektronische Halbleiterbauelement 40 über Anschlusselemente 90 mit den Enden der Zeilenleitung 210 elektrisch verbunden wird. Die Anschlusselemente 90 sind beispielsweise mit einer Metallpaste, insbesondere einer Silberpaste gebildet. Bevorzugt werden die Anschlusselemente 90 mit einem Druckprozess aufgebracht.
9D zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem eine Deckschicht 52 mit einer zweiten Kontaktschicht 22 bereitgestellt wird. Die zweite Kontaktschicht 22 ist mit einem analogen Verfahren zur ersten Kontaktschicht 21 hergestellt und umfasst eine Mehrzahl von Spaltenleitungen 220.
9E zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem eine Fügeschicht 60 auf dem Substrat 51 angeordnet wird. In der Fügeschicht 60 ist eine Mehrzahl von Ausnehmungen angeordnet. Die Fügeschicht 60 ist mit einem der folgenden Materialien gebildet: Polyvinylbutyral (PVB), EthylenVinylacetat-Copolymer (EVA), Photolack, Polymerfolie. Insbesondere ist die Fügeschicht 60 mit einer gelochten Laminierfolie gebildet. Auf zumindest manchen Spaltenleitungen 220 wird ferner ein Material eines Verbindungselements 301 aufgebracht. Die Deckschicht 52 wird lateral zum Substrat 51 ausgerichtet. Die Ausrichtung der Deckschicht 52 erfolgt derart, dass die Spaltenleitungen 220 lateral auf die Ausnehmungen in der Fügeschicht 60 ausgerichtet sind.
9F zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem die Deckschicht 52 auf die Fügeschicht 60 aufgebracht wird. Das Material der Verbindungselemente 301 wird zumindest teilweise in die Ausnehmungen der Fügeschicht 60 gedrückt und erstreckt sich bis zu der ersten Kontaktschicht 21. Die Verbindungselemente 301 werden folglich in den Ausnehmungen der Fügeschicht 60 ausgebildet.
10 zeigt eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit 1 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel. Das in 10 gezeigte siebte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der 8 gezeigten sechsten Ausführungsbeispiel. Im Unterscheid zu dem sechsten Ausführungsbeispiel umfasst der Verbindungbereich 30 ein strahlungsdurchlässiges Material und das optoelektronische Halbleiterbauelement 40 ist zur Emission durch die Deckschicht 52 eingerichtet.
11A bis 11C zeigen schematische Schnittansichten einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit 1 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel in verschiedenen Stadien eines Verfahrens zu seiner Herstellung.
11A zeigt einen ersten Schritt des Verfahrens, in dem ein strahlungsdurchlässiges Substrat 51 bereitgestellt wird. Auf dem Substrat 51 ist eine erste Kontaktschicht 21 mit einer Mehrzahl von Zeilenleitungen 210 angeordnet. Zumindest eine Zeilenleitung 210 weist eine Unterbrechung in Form einer Auftrennung 80 auf. Ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 40 ist auf dem Substrat 51 angeordnet. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 40 ist so auf dem Substrat 51 angeordnet, dass eine Hauptemissionsrichtung durch das Substrat 51 hindurch verläuft.
Ferner umfasst die Anzeigeeinheit 1 eine Mehrzahl von Verbindungselementen 301, die auf der ersten Kontaktschicht 21 angeordnet sind. Die Verbindungselemente 301 sind mit einer Metallpaste, insbesondere einer Silberpaste gebildet. Alternativ sind die Verbindungselemente 301 mit einem strahlungsdurchlässigen leitfähigen Material gebildet, insbesondere PEDOT:PSS. Beispielsweise werden die Verbindungselemente 301 mittels Siebdruck, Schablonendruck, Mikrodispensen, Laser induced forward transfer (LIFT) oder Aerosol-Jetting auf der ersten Kontaktschicht 21 aufgebracht.
11B zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem eine Fügeschicht 60 auf das Substrat 51 aufgebracht wird. Die Fügeschicht 60 überragt die Verbindungselemente 301 in vertikaler Richtung nicht. Mit anderen Worten, die Verbindungselemente 301 bleiben an ihrer dem Substrat 51 abgewandten Seite frei von dem Material der Fügeschicht 60. Die Fügeschicht 60 wird beispielsweise mittels Drucken oder Dosieren auf das Substrat 51 aufgebracht.
11C zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, in dem eine Deckschicht 52 auf der Fügeschicht 60 angeordnet wird. Die Deckschicht 52 umfasst eine zweite Kontaktschicht 22 mit einer Mehrzahl von Spaltenleitungen 22. Die Deckschicht 52 ist derart lateral zu dem Substrat 51 ausgerichtet, dass jeweils ein Verbindungselement 301 auf eine ihm zugeordnete Spaltenleitung 220 trifft.
12 zeigt eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Anzeigeeinheit 1 gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel. Das in 12 gezeigte neunte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der 8 gezeigten sechsten Ausführungsbeispiel. Im Unterscheid zu dem sechsten Ausführungsbeispiel umfasst das neunte Ausführungsbeispiel verschiedene Ausgestaltungen von Verbindungselementen 301 in einer Fügeschicht 60. Die Grundidee basiert auf einer Integration von dünnen Metallfäden in der Fügeschicht 60. Beispielsweise sind die Verbindungselemente 301 mit Kupfer- Silber- oder Goldfäden gebildet.
Die Metallfäden können mittels Klebstoffes mit der ersten Kontaktschicht 21 und der zweiten Kontaktschicht 22 verbunden werden. Alternativ kann der Metallfaden eine größere Länge aufweisen als die Dicke der Fügeschicht 60 und so durch eine Stauchung einen Kontakt zwischen den Kontaktschichten 21, 22 herstellen. Der Metallfaden kann optional an einem oder an beiden Enden geknickt werden, um einen besseren Kontakt zu den Kontaktschichten 21, 22 zu erreichen.
13 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine hier beschriebene Anzeigevorrichtung 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Anzeigevorrichtung 2 umfasst eine Mehrzahl von Anzeigeeinheiten 1, die in einem Rahmenkörper 20 angeordnet sind. Die Anzeigeeinheiten 1 werden über gemeinsame erste und zweite Zeilenleitungsbündel 211, 212 und zweite Spaltenleitungsbündel 221, 222 elektrisch angesteuert.
Der Zeilenabstand 210D der Zeilenleitungen 210 aller Anzeigeeinheiten 1 der Anzeigevorrichtung 2 ist gleich. Der Spaltenabstand 220D der Spaltenleitungen 220 aller Anzeigeeinheiten 1 der Anzeigevorrichtung 2 ist gleich. Die Breite der Zeilenleitungen 210 und der Spaltenleitungen 220 ist in allen Anzeigeeinheiten 1 gleich. Der Zeilenabstand 210D weicht um weniger als 10% von dem Spaltenabstand 220D ab. Der Zeilenabstand 210D ist gleich dem Spaltenabstand 220D.
Der Rahmenkörper 20 umgibt die Anzeigeeinheiten 1 vollständig. In der Draufsicht weist der Rahmenkörper 20 eine rechteckige Form auf. Der Rahmenkörper 20 umfasst eine Oberseite und eine der Oberseite gegenüberliegende Unterseite. Ferner umfasst der Rahmenkörper eine linke und eine rechte Seite. Die Zeilenleitungen 210 sind parallel zur Unterseite und der Oberseite des Rahmenkörpers 20 ausgerichtet. Die Spaltenleitungen 220 sind parallel zur linken und rechten Seite des Rahmenkörpers 20 ausgerichtet. So ergibt sich eine vorteilhaft besonders hohe Strahlungsdurchlässigkeit der Anzeigevorrichtung 2 für einen Betrachter.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele 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: Anzeigeeinheit
2: Anzeigevorrichtung
20: Rahmenelement
21: erste Kontaktschicht
22: zweite Kontaktschicht
30: Verbindungsbereich
40: optoelektronisches Halbleiterbauelement
210: Zeilenleitung
211: erstes Zeilenleitungsbündel
212: zweites Zeilenleitungsbündel
210D: Zeilenabstand
220: Spaltenleitung
221: erstes Spaltenleitungsbündel
222: zweites Spaltenleitungsbündel
220D: Spaltenabstand
301: Verbindungselement
51: Substrat
52: Deckschicht
60: Fügeschicht
510: Ausnehmung
71: erste Isolationsschicht
72: zweite Isolationsschicht
73: dritte Isolationsschicht
710: Vertiefungen
80: Auftrennung
90: Anschlusselement
α: Schnittwinkel
X1: Kantenlänge

Claims

Anzeigeeinheit (1) umfassend: - eine erste Kontaktschicht (21), - eine zweite Kontaktschicht (22), - eine Mehrzahl von Verbindungsbereichen (30), und - eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen (40), wobei - die erste Kontaktschicht (21) eine Mehrzahl von Zeilenleitungen (210) in einem Zeilenabstand (210D) zueinander aufweist, - die zweite Kontaktschicht (22) eine Mehrzahl von Spaltenleitungen (220) in einem Spaltenabstand (220D) zueinander aufweist, - die erste Kontaktschicht (21) und die zweite Kontaktschicht (22) gestapelt angeordnet sind, - die Verbindungsbereiche (30) jeweils zumindest eine Zeilenleitung (210) mit zumindest einer Spaltenleitung (220) elektrisch leitend verbinden, und - der Zeilenabstand (210D) um weniger als 50% von dem Spaltenabstand (220D) abweicht.
Anzeigeeinheit (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei dem - die Verbindungsbereiche (30) jeweils eine Mehrzahl von Verbindungselementen (301) umfassen.
Anzeigeeinheit (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei dem - die Verbindungselemente (301) jeweils an Kreuzungspunkten einer Zeilenleitung (210) und einer Spaltenleitung (220) angeordnet sind.
Anzeigeeinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem - die Verbindungselemente (301) mit einem Metall gebildet sind.
Anzeigeeinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, bei dem - die Verbindungsbereiche (30) mit einem strahlungsdurchlässigen und elektrisch leitfähigen Material gebildet sind.
Anzeigeeinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem - die erste Kontaktschicht (21) und die zweite Kontaktschicht (22) an einem strahlungsdurchlässigen Substrat (51) angeordnet sind.
Anzeigeeinheit (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei dem - die erste Kontaktschicht (21) auf einer der zweiten Kontaktschicht (22) gegenüberliegenden Seite des Substrats (51) angeordnet ist.
Anzeigeeinheit (1) gemäß Anspruch 6, bei dem - die erste Kontaktschicht (21) und die zweite Kontaktschicht (22) auf einer gemeinsamen Seite des Substrats (51) angeordnet sind.
Anzeigeeinheit (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem - die erste Kontaktschicht (21) an einem Substrat (51) angeordnet ist und die zweite Kontaktschicht (22) an einer Deckschicht (52) angeordnet ist.
Anzeigeeinheit (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei dem - zwischen dem Substrat (51) und der Deckschicht (52) eine strahlungsdurchlässige Fügeschicht (60) angeordnet ist.
Anzeigeeinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem - sich die Zeilenleitungen (210) und die Spaltenleitungen (220) unter einem Schnittwinkel (α) von mindestens 45° schneiden.
Anzeigeeinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem - die Zeilenleitungen (210) und die Spaltenleitungen (220) eine konstante Breite aufweisen.
Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinheit (1), umfassend die Schritte: - Bereitstellen einer ersten Kontaktschicht (21) auf einem Substrat (51), - Bereitstellen einer zweiten Kontaktschicht (22), - Strukturieren der ersten Kontaktschicht (21) in eine Mehrzahl von Zeilenleitungen (210) in einem Zeilenabstand (210D) zueinander, - Strukturieren der zweiten Kontaktschicht (22) in eine Mehrzahl von Spaltenleitungen (220) in einem Spaltenabstand (220D) zueinander, - Ausbilden einer Mehrzahl von Verbindungsbereichen (30), die jeweils zumindest eine Zeilenleitung (210) mit zumindest einer Spaltenleitung (220) elektrisch leitend verbinden, - Anordnen einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen (40) an der Anzeigeeinheit (1).
Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinheit (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei - die zweite Kontaktschicht (22) auf einer der ersten Kontaktschicht (21) gegenüberliegenden Seite des Substrats (51) angeordnet wird.
Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - der Verbindungsbereich (30) in eine Ausnehmung (510) in dem Substrat (51) eingebracht wird.
Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinheit (1) gemäß Anspruch 13, wobei - die erste Kontaktschicht (21) auf einer dem Substrat (51) abgewandten Seite der zweiten Kontaktschicht (22) angeordnet wird.
Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinheit (1) gemäß Anspruch 13, wobei - die zweite Kontaktschicht (22) auf einer zweiten strahlungsdurchlässigen Deckschicht (52) angeordnet und strukturiert wird.
Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinheit (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei - das Substrat (51) und die Deckschicht (52) über eine Fügeschicht (60) miteinander verbunden werden.
Anzeigevorrichtung (2), umfassend eine Mehrzahl von Anzeigeeinheiten (1) gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche.