WO2014139849A1 - Anzeigevorrichtung - Google Patents

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WO2014139849A1
WO2014139849A1 PCT/EP2014/054275 EP2014054275W WO2014139849A1 WO 2014139849 A1 WO2014139849 A1 WO 2014139849A1 EP 2014054275 W EP2014054275 W EP 2014054275W WO 2014139849 A1 WO2014139849 A1 WO 2014139849A1
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semiconductor
metallization layer
drive circuit
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PCT/EP2014/054275
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Norwin Von Malm
Alexander Martin
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Abstract

Anzeigevorrichtung (1) mit zumindest einem Halbleiterkörper, der eine Halbleiterschichtenfolge (2), die einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20) aufweist und eine Mehrzahl von Bildpunkten (2a, 2b) bildet, aufweist und mit einer Ansteuerschaltung (54), wobei - die Ansteuerschaltung eine Mehrzahl von Schaltern (55) aufweist, die jeweils zur Steuerung von zumindest einem Bildpunkt (2a, 2b) vorgesehen sind; - zwischen der Ansteuerschaltung und dem Halbleiterkörper eine erste Metallisierungsschicht und eine von der ersten Metallisierungsschicht elektrisch isolierte zweite Metallisierungsschicht angeordnet sind; - die erste Metallisierungsschicht und/oder die zweite Metallisierungsschicht mit zumindest einem der Bildpunkte elektrisch leitend verbunden ist; und - die erste Metallisierungsschicht und die zweite Metallisierungsschicht so miteinander überlappend angeordnet sind, dass die Ansteuerschaltung in Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung an jeder Stelle, die mit einem der Bildpunkte überlappt oder zwischen zwei benachbarten Bildpunkten angeordnet ist, mit zumindest einer der Metallisierungsschichten bedeckt ist.

Description

Beschreibung
Anzeigevorrichtung Es wird eine Anzeigevorrichtung angegeben.
Für Anzeigevorrichtungen auf der Basis von Leuchtdioden können einzelne Leuchtdioden an einem Träger montiert werden, in dem eine Ansteuerschaltung integriert ist. Von den
Leuchtdioden abgestrahlte und im Träger absorbierte Strahlung kann jedoch zu Fehlfunktionen und Degradationserscheinungen führen .
Eine zu lösende Aufgabe ist es, eine Anzeigevorrichtung anzugeben, die sich durch eine hohe Zuverlässigkeit und
Altersstabilität auszeichnet.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die Anzeigevorrichtung zumindest einen Halbleiterkörper auf. Der Halbleiterkörper weist eine Halbleiterschichtenfolge auf, die einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich aufweist und eine Mehrzahl von Bildpunkten bildet. Eine Peak-Wellenlänge der im aktiven Bereich
erzeugten Strahlung liegt beispielsweise im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich. Der aktive
Bereich ist beispielsweise zwischen einer ersten
Halbleiterschicht und einer zweiten Halbleiterschicht
angeordnet, wobei die erste Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht zweckmäßigerweise voneinander verschiedene Leitungstypen aufweisen. Bei der Herstellung der
Anzeigevorrichtung können die Bildpunkte eines
Halbleiterkörpers aus einer gemeinsamen
Halbleiterschichtenfolge hervor gehen. Das bedeutet, die Halbleiterschichten, insbesondere die aktiven Bereiche der einzelnen Bildpunkte des Halbleiterkörpers, sind bezüglich ihrer Materialzusammensetzung und ihrer Schichtdicken, abgesehen von herstellungsbedingten Schwankungen, die in lateraler Richtung über einen Halbleiterwafer hinweg
auftreten, identisch.
Unter einer lateralen Richtung wird eine Richtung verstanden, die parallel zu einer Haupterstreckungsebene der
Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge verläuft.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die Anzeigevorrichtung eine Ansteuerschaltung auf. Die Ansteuerschaltung weist eine Mehrzahl von Schaltern auf, die jeweils zur Steuerung von zumindest einem Bildpunkt
vorgesehen sind.
Vorzugsweise ist jedem Bildpunkt zumindest ein Schalter, insbesondere genau ein Schalter, zugeordnet. Im Betrieb der Anzeigevorrichtung ist jeder Bildpunkt mittels des
zugeordneten Schalters ansteuerbar. Es können somit mehrere Bildpunkte gleichzeitig, insbesondere können alle Bildpunkte gleichzeitig zur Strahlungsemission angesteuert werden.
Beispielsweise ist mittels der Schalter eine Aktiv-Matrix- Ansteuerschaltung für die Bildpunkte gebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die Anzeigevorrichtung einen Träger auf. Auf dem Träger ist der zumindest eine Halbleiterkörper angeordnet. Der
Träger enthält beispielsweise ein Halbleitermaterial, etwa Silizium oder Germanium, oder eine Keramik, beispielsweise Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid oder Bornitrid.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung ist die Ansteuerschaltung in den Träger integriert. In diesem Fall eignet sich für den Träger insbesondere ein
Halbleitermaterial, etwa Silizium. „In den Träger integriert" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass zumindest ein
Teilbereich der Ansteuerschaltung durch den Träger gebildet ist, beispielsweise ein Halbleiterbereich eines Schalters.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung ist die Ansteuerschaltung zwischen dem zumindest einen
Halbleiterkörper und dem Träger angeordnet. Der Träger dient in diesem Fall insbesondere der mechanischen Stabilisierung der Halbleiterschichtenfolge und kann daher unabhängig von seinen elektrischen Eigenschaften gewählt werden.
Beispielsweise ist die Ansteuerschaltung mittels auf dem Halbleiterkörper abgeschiedener Schichten gebildet.
Beispielsweise kann die Ansteuerschaltung ein
polykristallines Halbleitermaterial, insbesondere
polykristallines Silizium aufweisen. Für eine mechanische Verbindung zwischen dem zumindest einen Halbleiterkörper und dem Träger kann zwischen der Ansteuerschaltung und dem Träger zumindest bereichsweise eine Verbindungsschicht angeordnet sein . Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die Anzeigevorrichtung zwischen der Ansteuerschaltung und dem Halbleiterkörper eine erste Metallisierungsschicht auf. Die erste Metallisierungsschicht kann mit den Bildpunkten elektrisch leitend verbunden sein, insbesondere jeweils mit der ersten Halbleiterschicht der Bildpunkte. Mit anderen Worten erfüllt die erste Metallisierungsschicht die Funktion einer Anschlussschicht für die erste
Halbleiterschicht. Davon abweichend kann die erste
Metallisierungsschicht von den Bildpunkten elektrisch
isoliert sein. In diesem Fall erfüllt die erste
Metallisierungsschicht also keine elektrische Funktion. Die erste Metallisierungsschicht ist insbesondere zwischen dem Träger und dem Halbleiterkörper angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die Anzeigevorrichtung zwischen der Ansteuerschaltung und dem Halbleiterkörper eine zweite Metallisierungsschicht auf. Die zweite Metallisierungsschicht grenzt beispielsweise an den Halbleiterkörper, insbesondere an die zweite
Halbleiterschicht an. Die zweite Metallisierungsschicht ist insbesondere von der ersten Metallisierungsschicht elektrisch isoliert. Die erste Metallisierungsschicht ist beispielsweise in vertikaler Richtung, also in einer senkrecht zur
Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der
Halbleiterschichtenfolge verlaufenden Richtung, zumindest bereichsweise zwischen der Ansteuerschaltung und der zweiten Metallisierungsschicht angeordnet. Die zweite
Metallisierungsschicht ist insbesondere zwischen dem Träger und dem Halbleiterkörper angeordnet.
Die erste Metallisierungsschicht und/oder die zweite
Metallisierungsschicht können für die im aktiven Bereich im Betrieb zu erzeugende Strahlung reflektierend ausgebildet sein. Bevorzugt beträgt die Reflektivität mindestens 50 %, besonders bevorzugt mindestens 70 % für die im aktiven
Bereich erzeugte Strahlung. Die erste Metallisierungsschicht und/oder die zweite Metallisierungsschicht erfüllen also die Funktion einer Spiegelschicht, die in Richtung der
Ansteuerschaltung abgestrahlte Strahlung umlenkt. Die erste Metallisierungsschicht und/oder die zweite
Metallisierungsschicht können weiterhin einschichtig oder mehrschichtig ausgebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung sind die erste Metallisierungsschicht und/oder die zweite Metallisierungsschicht mit zumindest einem der Bildpunkte elektrisch leitend verbunden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung sind die erste Metallisierungsschicht und die zweite
Metallisierungsschicht so miteinander überlappend angeordnet, dass die Ansteuerschaltung in Aufsicht auf die
Anzeigevorrichtung an jeder Stelle, die mit einem der
Bildpunkte überlappt oder zwischen zwei benachbarten
Bildpunkten angeordnet ist, mit zumindest einer der
Metallisierungsschichten bedeckt ist. Insbesondere besteht kein direkter optischer Pfad zwischen dem aktiven Bereich und der Ansteuerschaltung. Das heißt, vom aktiven Bereich
abgestrahlte Strahlung kann nicht direkt, also nicht ohne eine vorhergehende Reflexion an der ersten
Metallisierungsschicht und/oder an der zweiten
Metallisierungsschicht, in die Ansteuerschaltung und
gegebenenfalls in den Träger eindringen. In einem Randbereich des Trägers, etwa lateral außerhalb des zumindest einen
Halbleiterkörpers kann der Träger jedoch stellenweise
freiliegen.
In mindestens einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die Anzeigevorrichtung zumindest einen Halbleiterkörper, der eine Halbleiterschichtenfolge, die einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven
Bereich aufweist und eine Mehrzahl von Bildpunkten bildet, auf. Weiterhin weist die Anzeigevorrichtung eine
Ansteuerschaltung auf, wobei die Ansteuerschaltung eine
Mehrzahl von Schaltern aufweist, die jeweils zur Steuerung von zumindest einem Bildpunkt vorgesehen sind. Zwischen der Ansteuerschaltung und dem Halbleiterkörper sind eine erste Metallisierungsschicht und eine von der ersten
Metallisierungsschicht elektrisch isolierte zweite
Metallisierungsschicht angeordnet. Die erste
Metallisierungsschicht und/oder die zweite
Metallisierungsschicht sind mit zumindest einem der
Bildpunkte elektrisch leitend verbunden. Die erste
Metallisierungsschicht und die zweite Metallisierungsschicht sind so miteinander überlappend angeordnet, dass die
Ansteuerschaltung in Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung an jeder Stelle, die mit einem der Bildpunkte überlappt oder zwischen zwei benachbarten Bildpunkten angeordnet ist, mit zumindest einer der Metallisierungsschichten bedeckt ist.
Mittels der überlappend angeordneten Metallisierungsschichten kann vermieden werden, dass im aktiven Bereich erzeugte und in Richtung der Ansteuerschaltung abgestrahlte Strahlung in dieser absorbiert wird und Fehlfunktionen oder
Degradationserscheinungen verursacht .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung sind die erste Metallisierungsschicht und die zweite
Metallisierungsschicht mit zumindest einem der Bildpunkte elektrisch leitend verbunden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung bilden die erste Metallisierungsschicht oder die zweite
Metallisierungsschicht einen gemeinsamen Kontakt für mehrere Bildpunkte, insbesondere für alle Bildpunkte der
Anzeigevorrichtung. Beispielsweise bildet die erste
Metallisierungsschicht für mehrere Bildpunkte einen
gemeinsamen elektrischen Kontakt und die zweite
Halbleiterschicht der Bildpunkte ist mittels der zweiten Metallisierungsschicht jeweils mit einem der Schalter
elektrisch leitend verbunden oder umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung grenzt die zweite Metallisierungsschicht an die
Halbleiterschichtenfolge an und ist zwischen zwei
benachbarten Bildpunkten durchtrennt. Die zweite
Metallisierungsschicht definiert also den Bereich, in dem Ladungsträger im Betrieb über die zweite HalbleiterSchicht in den aktiven Bereich injiziert werden. Mit anderen Worten ist die zweite Metallisierungsschicht in mehrere voneinander beabstandete Bereiche unterteilt, wobei insbesondere jedem Bildpunkt genau ein Teilbereich zugeordnet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung ist die zweite Metallisierungsschicht in Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung vollständig von dem zumindest einen
Halbleiterkörper überdeckt. Mit anderen Worten ragen die einzelnen Bereiche der zweiten Metallisierungsschicht in lateraler Richtung an keiner Stelle über den jeweils
zugeordneten Halbleiterkörper hinaus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die erste Metallisierungsschicht für jeden Bildpunkt jeweils eine Aussparung auf. Insbesondere ist die zweite Metallisierungsschicht in der Aussparung elektrisch leitend mit dem zugeordneten Schalter der Ansteuerschaltung
verbunden. In Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung überlappt die Aussparung mit dem jeweils zugeordneten Bildpunkt und insbesondere auch mit der zweiten Metallisierungsschicht vollständig. Die Aussparung erstreckt sich also in lateraler Richtung nicht über den Bildpunkt hinaus. Mit anderen Worten ist die erste Metallisierungsschicht nur an Stellen
ausgespart, die mit der zweiten Metallisierungsschicht bedeckt sind. Insbesondere bedeckt die erste
Metallisierungsschicht in Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung die Zwischenräume zwischen den Bildpunkten vollständig.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die Aussparung eine ringförmige Umrandung auf.
Beispielsweise weist die Umrandung eine kreisförmige oder elliptische Grundform auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung ist auf dem Träger eine Mehrzahl von Halbleiterkörpern mit jeweils einer Mehrzahl von Bildpunkten angeordnet. Bei der Herstellung der Anzeigevorrichtung können die einzelnen
Halbleiterkörper sequentiell oder gleichzeitig auf dem Träger positioniert werden. Ein Abstand zwischen benachbarten
Halbleiterkörpern kann größer sein als ein Abstand zwischen benachbarten Bildpunkten eines Halbleiterkörpers.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung sind die erste Metallisierungsschicht und die zweite
Metallisierungsschicht so miteinander überlappend angeordnet, dass der Träger in Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung an jeder Stelle, die mit einem der Halbleiterkörper überlappt oder zwischen zwei benachbarten Halbleiterkörpern angeordnet ist, mit zumindest einer der Metallisierungsschichten bedeckt ist. Im Bereich zwischen benachbarten Halbleiterkörpern besteht also kein direkter optischer Pfad von den aktiven Bereichen der Halbleiterkörper zum Träger.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung ist der aktive Bereich zwischen einer ersten
Halbleiterschicht und einer zweiten Halbleiterschicht
angeordnet, wobei die Halbleiterschichtenfolge zumindest eine Ausnehmung aufweist, die sich von einer der Ansteuerschaltung zugewandten Rückseite der Halbleiterschichtenfolge durch den aktiven Bereich hindurch in die erste Halbleiterschicht hinein erstreckt und zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht vorgesehen ist. Insbesondere ist die erste Metallisierungsschicht in der Ausnehmung mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden. Mittels der ersten Metallisierungsschicht ist die erste Halbleiterschicht von der der Ansteuerschaltung zugewandten Seite der
Halbleiterschichtenfolge her elektrisch kontaktierbar .
Insbesondere bei einer Ausgestaltung, bei der die erste
Halbleiterschicht durchgängig über alle Bildpunkte verläuft, kann bereits eine einzige Ausnehmung für den gesamten
Halbleiterkörper ausreichend sein. Es können jedoch auch mehrere Ausnehmungen vorgesehen sein. Beispielsweise ist die Anzahl der Ausnehmungen in einem Halbleiterkörper mindestens so groß wie die Anzahl der Bildpunkte des Halbleiterkörpers. Dies kann sowohl bei einer Ausgestaltung, bei der die erste Halbleiterschicht über die erste Metallisierungsschicht mit einem Schalter verbunden ist, als auch bei einer
Ausgestaltung, bei der die erste Metallisierungsschicht durchgängig über die Bildpunkte verläuft, Anwendung finden. Insbesondere bei einer vergleichsweise großen lateralen
Ausdehnung der einzelnen Bildpunkte können auch zwei oder mehr Ausnehmungen pro Bildpunkt zweckmäßig sein. Eine in lateraler Richtung homogene Einprägung von Ladungsträgern in den aktiven Bereich des Bildpunkts wird so vereinfacht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung sind die Bildpunkte von einer der Ansteuerschaltung
abgewandten Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterkörpers her elektrisch kontaktiert. Insbesondere ist die erste
Halbleiterschicht der Bildpunkte von der
Strahlungsaustrittsfläche her elektrisch kontaktiert.
Beispielsweise ist auf dem Halbleiterkörper eine
Anschlussschicht angeordnet. Die Anschlussschicht kann einen gemeinsamen Kontakt für mehrere oder alle ersten
Halbleiterschichten des Halbleiterkörpers bilden. Auf
Ausnehmungen durch den aktiven Bereich zur Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht kann in dieser Ausführungsform verzichtet werden. Die Anschlussschicht ist zweckmäßigerweise für die im aktiven Bereich erzeugte Strahlung transparent oder zumindest transluzent. Beispielsweise enthält die
Anschlussschicht ein TCO (transparent conductive oxide)- Material, etwa Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Zinkoxid.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung ist ein Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge entfernt. Insbesondere ist das Aufwachssubstrat für die
Halbleiterschichtenfolge vollständig oder zumindest
bereichsweise entfernt oder vollständig oder zumindest bereichsweise gedünnt. Der Träger stabilisiert die
Halbleiterschichtenfolge mechanisch, sodass das
Aufwachssubstrat hierfür nicht mehr erforderlich ist.
Vorzugsweise ist die Anzeigevorrichtung völlig frei von dem Aufwachssubstrat . Die Gefahr eines optischen Übersprechens zwischen benachbarten Bildpunkten im Betrieb der Anzeigevorrichtung kann so verringert werden. Davon
abweichend kann es jedoch auch ausreichend sein, das
Aufwachssubstrat nur bis auf eine vorgegebene Restdicke zu dünnen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung erstreckt sich der aktive Bereich durchgängig über mehrere Bildpunkte, insbesondere über alle Bildpunkte des
Halbleiterkörpers. Der aktive Bereich ist also
zusammenhängend ausgebildet und wird gegebenenfalls lediglich durch die zumindest eine Ausnehmung durchbrochen. Ein
zusätzlicher Herstellungsschritt zum Durchtrennen des aktiven Bereichs für die einzelnen Bildpunkte ist also nicht
erforderlich .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung ist der aktive Bereich in eine Mehrzahl von Segmenten
unterteilt, die jeweils einen Bildpunkt bilden, wobei die Segmente aus der gemeinsamen Halbleiterschichtenfolge hervor gehen. Die Unterteilung zwischen benachbarten Bildpunkten kann beispielsweise mittels jeweils eines Grabens gebildet sein, der zumindest den aktiven Bereich durchtrennt.
Insbesondere kann der Graben die gesamte
Halbleiterschichtenfolge durchtrennen. Mittels der
Unterteilung in Segmente kann eine Trennung der
Ladungsträgerinjektion zwischen benachbarten Bildpunkten vereinfacht erzielt werden. Zudem kann ein optisches
Übersprechen weiter reduziert werden.
Alternativ kann der Graben auch nur in der ersten
Halbleiterschicht ausgebildet sein. Das heißt, der Graben durchtrennt den aktiven Bereich nicht. Mittels eines solchen Grabens kann die optische Trennung zwischen den Bildpunkten verbessert werden, ohne dass der aktive Bereich durchtrennt wird .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung ist auf einer der Ansteuerschaltung abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge ein Strahlungskonversionselement angeordnet .
Das Strahlungskonversionselement ist insbesondere dafür vorgesehen, zumindest einen Teil der im aktiven Bereich erzeugten Strahlung mit einer ersten Peak-Wellenlänge in eine Sekundärstrahlung mit einer von der ersten Peak-Wellenlänge verschiedenen zweiten Peak-Wellenlänge zu konvertieren. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung erstreckt sich das Strahlungskonversionselement durchgängig über mehrere Bildpunkte.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist das Strahlungskonversionselement eine Mehrzahl von Segmenten auf, denen jeweils zumindest ein Bildpunkt
zugeordnet ist. Beispielsweise können jeweils drei oder mehr Bildpunkte zu einem Farbtripel zusammengefasst sein, das für die Erzeugung von Strahlung im roten, grünen und blauen
Spektralbereich vorgesehen ist. Eine derartige
Anzeigevorrichtung eignet sich für die vollfarbige
Darstellung von unbewegten oder bewegten Bildern.
Die Herstellung der Anzeigevorrichtung kann in einem
Waferverbund erfolgen, wobei mehrere Anzeigevorrichtungen durch das Vereinzeln des Waferverbunds , beispielsweise durch Sägen oder mittels eines Lasertrennverfahrens, hervorgehen. Das Vereinzeln in die Anzeigevorrichtungen erfolgt insbesondere erst nach dem Befestigen der Halbleiterkörper an dem Träger.
Weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der
Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.
Es zeigen: die Figuren 1A und 1B ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Anzeigevorrichtung in schematischer Schnittansicht
(Figur 1A) und zugehöriger Aufsicht (Figur 1B) ; die Figuren 2 und 3 ein zweites beziehungsweise drittes Ausführungsbeispiel für eine Anzeigevorrichtung in
schematischer Schnittansicht; und die Figur 4 ein viertes Ausführungsbeispiel für eine Anzeigevorrichtung in schematischer Aufsicht.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente und insbesondere Schichtdicken zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß
dargestellt sein.
In Figur 1A ist ein erstes Ausführungsbeispiel für eine
Anzeigevorrichtung 1 schematisch in Schnittansicht
dargestellt. Die Anzeigevorrichtung weist eine Mehrzahl von Bildpunkten auf, die nebeneinander, insbesondere matrixartig, angeordnet sind. Zur vereinfachten Darstellung ist in der Figur ein Ausschnitt der Anzeigevorrichtung mit einem ersten Bildpunkt 2a und einem zweiten Bildpunkt 2b gezeigt.
Die Anzeigevorrichtung 1 weist einen Halbleiterkörper mit einer Halbleiterschichtenfolge 2 auf. Der Halbleiterkörper erstreckt sich in einer vertikalen Richtung zwischen einer Strahlungsaustrittsfläche 29 und einer der
Strahlungsaustrittsfläche gegenüber liegenden Rückseite 27. Die Halbleiterschichtenfolge weist einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich 20 auf. Der aktive Bereich ist zwischen einer ersten Halbleiterschicht 21 eines ersten Leitungstyps und einer zweiten Halbleiterschicht 22 eines vom ersten Leitungstyp verschiedenen zweiten
Leitungstyps angeordnet. Beispielsweise kann die erste
Halbleiterschicht n-leitend und die zweite Halbleiterschicht p-leitend ausgebildet sein oder umgekehrt. In der
Halbleiterschichtenfolge 2 ist eine Mehrzahl von Ausnehmungen 25 ausgebildet, die sich von der Rückseite 27 durch die zweite Halbleiterschicht 22 und den aktiven Bereich 20 hindurch in die erste Halbleiterschicht 21 hinein erstrecken. Insbesondere enden die Ausnehmungen in der ersten
Halbleiterschicht .
Der aktive Bereich 20 kann zur Erzeugung von Strahlung im sichtbaren Spektralbereich, im ultravioletten Spektralbereich oder im infraroten Spektralbereich vorgesehen sein.
Insbesondere kann der aktive Bereich eine
Quantentopfstruktur , beispielsweise eine Mehrfach- Quantentopfstruktur , aufweisen. Die Halbleiterschichtenfolge 2, insbesondere der aktive
Bereich 20, weist vorzugsweise ein I I I-V-Verbindungs- Halbleitermaterial auf. Das Halbleitermaterial kann
insbesondere zumindest ein Gruppe-III Element aus der Gruppe bestehend aus Ga, AI und In und zumindest ein Gruppe-V
Element aus der Gruppe bestehend aus N, P und As enthalten.
III-V-Verbindungs-Halbleitermaterialien sind zur
Strahlungserzeugung im ultravioletten (Alx Iny Gai-x-y N ) über den sichtbaren (Alx Iny Gai-x-y N, insbesondere für blaue bis grüne Strahlung, oder Alx Iny Gai-x-y P, insbesondere für gelbe bis rote Strahlung) bis in den infraroten (Alx Iny Gai-x-y As) Spektralbereich besonders geeignet. Hierbei gilt jeweils 0 < x < l, O ^ y ^ l und x + y < 1, insbesondere mit x + 1, y + 1, x + 0 und/oder y + 0. Mit I I I-V-Verbindungs-
Halbleitermaterialien, insbesondere aus den genannten
Materialsystemen, können weiterhin bei der
Strahlungserzeugung hohe interne Quanteneffizienzen erzielt werden .
Die Anzeigevorrichtung 1 weist weiterhin einen Träger 5 auf, auf dem die Halbleiterschichtenfolge 2 angeordnet und
befestigt ist. In den Träger 5 ist eine Ansteuerschaltung 54 mit einer Mehrzahl von Schaltern 55 integriert, die
beispielsweise als einzelner Transistor oder als eine
Schaltung mit mehreren Transistoren und einem oder mehreren Kondensatoren ausgebildet sein können. Auf einer der
Halbleiterschichtenfolge 2 zugewandten Hauptfläche 50 des Trägers 5 ist eine erste Verbindungsfläche 51 ausgebildet. Die erste Verbindungsfläche ist für eine elektrisch leitende Verbindung mit der ersten Halbleiterschicht 21 der Bildpunkte 2a, 2b vorgesehen. Die erste Verbindungsfläche ist als eine zusammenhängende Fläche ausgebildet. Weiterhin ist auf der Hauptfläche des Trägers eine Mehrzahl von zweiten Verbindungsflächen 52 ausgebildet. Die zweiten
Verbindungsflächen sind jeweils für eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Schaltern 55 und den zugeordneten Bildpunkten der Halbleiterkörper 2 vorgesehen.
In Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung 1 ist zwischen
benachbarten zweiten Verbindungsflächen 52 jeweils ein isolierender Bereich 53 ausgebildet. Der isolierende Bereich isoliert den Träger 5 von der ersten Metallisierungsschicht 51. In dem Träger 5 sind weiterhin Zuleitungen 57
ausgebildet, über die die Bildpunkte der Anzeigevorrichtung über eine elektrische Steuerschaltung angesteuert werden können .
Der Träger 5 kann beispielsweise als ein Silizium-Träger ausgebildet sein, bei dem die Schalter 55 etwa in CMOS
(Complementary Metal Oxide Semiconductor ) -Technologie
ausgestaltet sein können. Zusätzlich zu den Schaltern 55 kann der Träger auch weitere elektronische Komponenten zur
Ansteuerung der Anzeigevorrichtung 1 aufweisen,
beispielsweise ein Schieberegister oder einen
programmierbaren Logikbaustein. Neben der elektrischen Ansteuerung der Bildpunkte 2a, 2b dient der Träger 5 der mechanischen Stabilisierung der
Halbleiterschichtenfolge 2. Ein Aufwachssubstrat für die vorzugsweise epitaktische Abscheidung der
Halbleiterschichtenfolge ist hierfür nicht mehr erforderlich und kann daher bei der Herstellung der Anzeigevorrichtung entfernt werden. Der Halbleiterkörper mit der Halbleiterschichtenfolge 2 ist über eine Verbindungsschicht 7 mechanisch und insbesondere auch thermisch leitend mit dem Träger 5 verbunden, sodass die im Betrieb erzeugte Abwärme effizient über den Träger
abgeführt werden kann. Für die Herstellung der
Verbindungsschicht eignet sich beispielsweise Löten, etwa Löten mittels Lotpaste, Silbersintern, ein Direktbond- Verfahren oder eine Kontaktierung durch Kontakterhebungen (Bumps), wobei zwischen den einzelnen Kontakterhebungen ein Unterfüllungsmaterial (Underfill) zur Erhöhung der
mechanischen Stabilität ausgebildet sein kann. Für die
Verbindungsschicht 7 eignet sich insbesondere ein Metall, beispielsweise Gold, Silber, Kupfer, Nickel, Zinn oder eine metallische Legierung mit zumindest einem der genannten
Materialien, beispielsweise Gold-Zinn, Kupfer-Silber-Zinn, Indium-Zinn oder Nickel-Zinn.
Für die elektrische Verbindung der Bildpunkte 2a, 2b der Halbleiterschichtenfolge 2 mit dem Träger 5 sind zwischen der Halbleiterschichtenfolge 2 und dem Träger 5 eine erste
Metallisierungsschicht 31 und eine zweite
Metallisierungsschicht 32 angeordnet. Die erste
Metallisierungsschicht 31 erstreckt sich durch die
Ausnehmungen 25 hindurch und kontaktiert die erste
Halbleiterschicht 21 elektrisch. Entsprechend kontaktiert die zweite Metallisierungsschicht 32 die zweite Halbleiterschicht 22 elektrisch und grenzt unmittelbar an die zweite
Halbleiterschicht an. Die Metallisierungsschichten sind vorzugsweise für die im aktiven Bereich 20 erzeugte Strahlung reflektierend ausgebildet. Beispielsweise zeichnet sich
Silber durch eine besonders hohe Reflektivität im sichtbaren und im ultravioletten Spektralbereich aus. Alternativ kann auch ein anderes Metall, beispielsweise Aluminium, Nickel, Gold, Rhodium oder Palladium oder eine metallische Legierung mit zumindest einem der genannten Materialien Anwendung finden, beispielsweise eine Silber-Palladium-Legierung oder Au : Ge . Die Metallisierungsschichten 31, 32 können auch mehrschichtig ausgebildet sein.
In Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung 1 sind die erste
Metallisierungsschicht 31 und die zweite
Metallisierungsschicht 32 derart miteinander überlappend angeordnet, dass die Hauptfläche 50 des Trägers 5 mit der
Ansteuerschaltung 54 in lateraler Richtung an jeder Stelle, die mit einem der Bildpunkte 2a, 2b überlappt oder zwischen zwei benachbarten Bildpunkten angeordnet ist, mit zumindest einer der Metallisierungsschichten bedeckt ist.
Unterbrechungen in der ersten Metallisierungsschicht und der zweiten Metallisierungsschicht, beispielsweise für die elektrische Kontaktführung oder die Definition der
Bildpunkte, sind also versetzt zueinander angeordnet. Mit einer solchen Anordnung kann erzielt werden, dass der Träger mit der Ansteuerschaltung auch bei einer individuellen
Ansteuerbarkeit der einzelnen Bildpunkte, insbesondere mittels einer Aktiv-Matrix-Ansteuerschaltung, vor Strahlung geschützt wird, die im Betrieb der Anzeigevorrichtung 1 vom aktiven Bereich 20 in Richtung des Trägers 5 abgestrahlt wird. Diese Strahlung wird von mindestens einer der
Metallisierungsschichten in lateraler Richtung durchgängig, also an jeder Stelle, an einem Eintritt in den Träger 5 gehindert und kann weiterhin zumindest teilweise in Richtung der Strahlungsaustrittsfläche umgelenkt werden. So wird vermieden, dass der Träger 5, insbesondere unterhalb der aktiven Bereiche und in lateraler Richtung zwischen den aktiven Bereichen, der erzeugten Strahlung ausgesetzt wird. Die Gefahr einer durch die Strahlung induzierten Fehlfunktion oder Degradation der Ansteuerschaltung 54 wird dadurch minimiert .
Die erste Metallisierungsschicht 31 weist eine Mehrzahl von Aussparungen 310 auf. In den Aussparungen sind
Durchkontaktierungen 320 ausgebildet, über die die zweite Metallisierungsschicht 32 der jeweiligen Bildpunkte mit den zugehörigen zweiten Verbindungsflächen 52 elektrisch leitend verbunden ist. In Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung sind die Durchkontaktierungen 310 vollständig von der zweiten Metallisierungsschicht 32 überdeckt. Die Aussparungen 310 sind vorzugsweise ringförmig ausgebildet. Es hat sich gezeigt, dass dadurch die Fläche minimiert wird, auf der der Halbleiterkörper 2 nicht mechanisch durch die
Verbindungsschicht 7 gestützt wird. Die Gefahr einer
Rissbildung wird so beispielsweise im Vergleich zu
linienförmigen Aussparungen verringert. Selbstverständlich ist für die Aussparung auch eine andere geometrische
Grundform denkbar, beispielsweise eine polygonale, etwa eine rechteckige, insbesondere quadratische, oder hexagonale Grundform.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bildet die zweite
Metallisierungsschicht 32 für jeden Bildpunkt 2a, 2b eine elektrisch leitende Verbindung mit der zweiten
Verbindungsfläche 52 des zugehörigen Schalters 55. Die erste Halbleiterschicht 21 wird durchgängig mittels der ersten Metallisierungsschicht 31 elektrisch kontaktiert, sodass die erste Metallisierungsschicht einen gemeinsamen Kontakt für alle Bildpunkte 2a, 2b der Anzeigevorrichtung bildet und direkt mit einer Zuleitung 57 verbunden ist. Der gemeinsame Kontakt kann an einer oder mehreren Stellen mit einer Zuleitung 57 verbunden sein oder direkt aus der Anzeigevorrichtung 1 herausgeführt werden. Zwischen der ersten Metallisierungsschicht 31 und der zweiten Metallisierungsschicht 32 ist eine erste Isolationsschicht 41, beispielsweise eine Siliziumoxid-Schicht, angeordnet. Die Isolationsschicht dient der elektrischen Isolation zwischen der ersten Metallisierungsschicht 31 und der zweiten
Metallisierungsschicht 32 sowie der elektrischen Isolation der ersten Metallisierungsschicht von der zweiten
Halbleiterschicht 22 und dem aktiven Bereich 20 im Bereich der Ausnehmungen 25. Die Seitenflächen der
Halbleiterschichtenfolge 2, insbesondere der aktive Bereich 20, sind mit einer zweiten Isolationsschicht 42 bedeckt. Die Seitenflächen können wie in Figur 1A gezeigt positive
Flankenwinkel aufweisen. In diesem Fall nimmt die laterale Ausdehnung der Halbleiterschichtenfolge in Richtung des
Trägers zu. Alternativ können aber auch negative
Flankenwinkel vorgesehen sein.
Im Betrieb der Anzeigevorrichtung 1 können die Bildpunkte 2a, 2b über die Schalter 55 unabhängig voneinander und
insbesondere gleichzeitig betrieben werden. Im Unterschied zu einer Ausgestaltung, bei der die Bildpunkte zeilenweise und spaltenweise mit Kontaktleitungen verbunden sind, kann so die Anzahl der Bildpunkte erhöht werden, ohne dass hierfür die Schaltzeiten pro Bildpunkt bei einer vorgegebenen
Wiederholfrequenz reduziert werden müssen. Für eine gleiche Helligkeit der Bildpunkte muss also der Strom durch die
Bildpunkte nicht erhöht werden. Trotz der individuellen
Ansteuerbarkeit der Bildpunkte ist mittels der wie
beschrieben überlappenden Metallisierungsschichten gewährleistet, dass die im Betrieb erzeugte Strahlung nicht in den Träger 5 eindringen kann und dort zu einer Schädigung oder Fehlfunktion der Ansteuerschaltung 54 führt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die
Halbleiterschichtenfolge 2 durchgängig über die Bildpunkte 2a, 2b. Der aktive Bereich 20 ist somit als ein
zusammenhängender Bereich ausgebildet. Die laterale
Ausdehnung eines Bildpunkts ergibt sich in diesem
Ausführungsbeispiel im Wesentlichen über die laterale
Ausdehnung der zweiten Metallisierungsschicht 32. Die durch die Unterbrechungen zwischen den Bildpunkten voneinander getrennten Bereiche der zweiten Metallisierungsschicht bestimmen also die Form der Bildpunkte. Die Bildpunkte können wie in Figur 1B gezeigt eine quadratische Grundform
aufweisen. Davon abweichend kann aber auch eine andere
Grundform, insbesondere eine zumindest bereichsweise
gekrümmte oder mehreckige, etwa eine dreieckige, rechteckige oder hexagonale Grundform, Anwendung finden.
Im Bereich der Unterbrechungen zwischen den Bereichen der zweiten Metallisierungsschicht 32 der Bildpunkte 2a, 2b verläuft die erste Metallisierungsschicht 31 in Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung 1 durchgängig, so dass die Hauptfläche 50 des Trägers 5 zwischen den Bildpunkten an keiner Stelle sichtbar ist. Die im Betrieb erzeugte Strahlung wird so effizient am Eintritt in den Träger 5 mit der
Ansteuerschaltung 54 gehindert. Die Ausgestaltung der ersten Verbindungsfläche 51 und der zweiten Verbindungsflächen 52 ist spiegelgleich zur
Ausgestaltung der ersten Metallisierungsschicht 31 und der Durchkontaktierungen 320, so dass die erste Verbindungsfläche 51 mit der ersten Metallisierungsschicht und die zweiten Verbindungsflächen mit den Durchkontaktierungen auf einfache Weise bei der Herstellung über die Verbindungsschicht 7 miteinander verbunden werden können.
Die Zahl der Ausnehmungen 25 kann abhängig von der Größe der Bildpunkte und der Querleitfähigkeit der ersten
Halbleiterschicht in weiten Grenzen variiert werden. Von dem dargestellten Ausführungsbeispiel abweichend muss also nicht jeder Bildpunkt eine eigene Ausnehmung 25 oder sogar mehrere eigene Ausnehmungen 25 aufweisen. Vielmehr können auch mehrere nebeneinander angeordnete Bildpunkte eine gemeinsame Ausnehmung 25 aufweisen. Im Extremfall kann eine einzelne Ausnehmung für die gesamte Anzeigevorrichtung ausreichend sein.
Eine Kantenlänge der einzelnen Bildpunkte 2a, 2b kann in weiten Bereichen variiert werden. Beispielsweise kann die Kantenlänge zwischen einschließlich 1 μιη und einschließlich 1 mm betragen. Für die Ausbildung eines pixelierten
Scheinwerfers, beispielsweise für ein adaptives
Frontbeleuchtungssystem (adaptive front lighting System, AFS) in einem Kraftfahrzeug, beträgt die Kantenlänge
beispielsweise bevorzugt zwischen einschließlich 20 μιη und einschließlich 150 μιη. Für eine Pro ektionsanzeige beträgt die Kantenlänge vorzugsweise zwischen einschließlich 1 μιη und einschließlich 5 μιη.
Die nicht emittierenden Abstände zwischen benachbarten
Bildpunkten können zwischen einschließlich 0,5 μιη und
einschließlich 20 μιη betragen. Auf der Strahlungsaustrittsfläche 29 der
Halbleiterschichtenfolge ist ein Strahlungskonversionselement 6 ausgebildet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Strahlungskonversionselement als ein zusammenhängendes
Element ausgebildet, das eine Mehrzahl von Segmenten 6a, 6b aufweist. Jedem Bildpunkt ist genau ein Segment zugeordnet. Zwischen benachbarten Segmenten ist jeweils ein Trennsteg 61 ausgebildet. Mittels der Trennstege können die Segmente 6a, 6b optisch voneinander isoliert werden. Die optische Trennung zwischen den Bildpunkten 2a, 2b wird so erhöht. Insbesondere abhängig von der Dicke des Konversionselements und/oder der Konzentration der Streuzentren in dem Konversionselement kann auf die Trennstege auch verzichtet werden. Für eine Anzeigevorrichtung 1, die zur Darstellung von vollfarbigen stehenden oder bewegten Bildern vorgesehen ist, können die Segmente 6a, 6b für die Erzeugung von Strahlung mit einer Sekundärwellenlänge mit voneinander
unterschiedlichen Peak-Wellenlängen vorgesehen sein.
Beispielsweise kann mittels dreier Segmente 6a, 6b ein
Farbtripel für die Erzeugung von Strahlung im roten, grünen und blauen Spektralbereich gebildet werden.
Selbstverständlich ist auch denkbar, das
Strahlungskonversionselement 6 nicht zusammenhängend
auszubilden und das Strahlungskonversionselement in Form von mechanisch voneinander getrennten einzelnen Segmenten auf die jeweiligen Bildpunkte 2a, 2b aufzubringen.
Das Strahlungskonversionselement 6 kann in vorgefertigter Form an der Strahlungsaustrittsfläche 29 befestigt oder direkt auf der Strahlungsaustrittsfläche ausgebildet werden. Weiterhin kann das Strahlungskonversionselement
beispielsweise mittels keramischer Partikel, Quantum Dots oder organischer Moleküle gebildet sein. Diese können in ein Matrixmaterial, beispielsweise ein Polymer-Matrixmaterial, etwa ein Silikon oder ein Epoxid oder ein Hybridmaterial mit einem Silikon und einem Epoxid, eingebettet sein. Alternativ kann das Strahlungskonversionselement auch als ein
keramisches Strahlungskonversionselement gebildet sein, bei dem die zur Strahlungskonversion vorgesehenen Partikel allein beispielsweise durch Sintern eine Keramik bilden oder mit Hilfe von weiteren Stoffen zu einer Keramik zusammengefügt sind.
Für einen pixelierten Scheinwerfer können die Segmente 6a, 6b des Strahlungskonversionselements 6 auch gleichartig
ausgebildet sein. Beispielsweise können die Segmente für die Strahlungskonversion von im aktiven Bereich 20 erzeugter blauer Strahlung in Sekundärstrahlung im gelben
Spektralbereich vorgesehen sein, sodass für das menschliche Auge weiß erscheinendes Licht abgestrahlt wird. Alternativ kann das Strahlungskonversionselement 6 als ein durchgängiges Element ausgebildet sein, das sich über die Bildpunkte 2a, 2b hinweg erstreckt. Das
Strahlungskonversionselement kann insbesondere einstückig ausgebildet sein.
Von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel abweichend kann auch die zweite Metallisierungsschicht 32 als ein gemeinsamer Kontakt für die Bildpunkte 2a, 2b ausgebildet sein. In diesem Fall sind die Bildpunkte über die erste
Metallisierungsschicht 31 jeweils mit dem zugehörigen
Schalter elektrisch leitend verbunden. Die erste Metallisierungsschicht und die zweite
Metallisierungsschicht dienen in dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel also sowohl der elektrischen
Kontaktierung der Bildpunkte als auch einem durchgängigen Schutz des Trägers 5 mit der Ansteuerschaltung 54 vor
Strahlung, die von den aktiven Bereichen 20 und den
Strahlungskonversionselementen 6 abgestrahlt wird.
Von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel abweichend kann die Ansteuerschaltung 54 auch separat vom Träger 5 ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Ansteuerschaltung mittels einer oder mehrerer Schichten gebildet sein, die zwischen dem zumindest einen Halbleiterkörper mit der
Halbleiterschichtenfolge 2 und dem Träger angeordnet ist. Die Schichten können beispielsweise mittels eines
Abscheideverfahrens, etwa mittels PECVD, auf dem
Halbleiterkörper mit der Halbleiterschichtenfolge 2
abgeschieden werden, bevor der Halbleiterkörper mit der
Halbleiterschichtenfolge an dem Träger 5 befestigt wird.
Beispielsweise kann die Ansteuerschaltung 54 ein
polykristallines Halbleitermaterial, etwa polykristallines Silizium, aufweisen. Zur Herstellung des Halbleitermaterials kann amorphes Material abgeschieden und nachfolgend
rekristallisiert werden. Im Vergleich zu amorphem
Halbleitermaterial kann polykristallines oder
monokristallines Halbleitermaterial eine stark erhöhte
Ladungsträgermobilität aufweisen. Beispielsweise kann durch die Rekristallisierung von amorphem Silizium eine
Ladungsträgerbeweglichkeit erreicht werden, die die Hälfte des Wertes für monokristallines Material oder mehr beträgt. Durch die Verwendung von polykristallinem Halbleitermaterial anstelle von amorphem Halbleitermaterial können also
vereinfacht Schalter in der Ansteuerschaltung ausgebildet werden, die in der Lage sind, auch die für die
Strahlungserzeugung in den Bildpunkten der Anzeigevorrichtung erforderlichen Ströme zu schalten. Das Rekristallisieren kann beispielsweise mittels eines Laserstrahls erfolgen, der in einem Rasterverfahren über die Oberfläche der amorphen
Schicht geführt wird. Die Rekristallisierung kann vollflächig oder nur bereichsweise erfolgen. Das Rekristallisieren kann auch in einem mehrstufigen Prozess erfolgen. Auf ein
justiertes Bonden zur Befestigung eines Trägers mit einer in den Träger integrierten Ansteuerschaltung kann verzichtet werden .
Für den Träger kann in diesem Fall alternativ zu einem
Halbleitermaterial auch ein elektrisch isolierendes Material, beispielsweise eine Keramik, Anwendung finden. Die
Verbindungsschicht 7 ist in diesem Fall zwischen der
Ansteuerschaltung 54 und dem Träger 5 angeordnet und kann auch elektrisch isolierend ausgebildet sein. Die
Metallisierungsschichten 31,32 sind zwischen dem
Halbleiterkörper 2 und der Ansteuerschaltung angeordnet und schützen so die Ansteuerschaltung vor der im Halbleiterkörper erzeugten und in Richtung der Ansteuerschaltung abgestrahlten Strahlung . Das in Figur 2 schematisch dargestellte zweite
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im
Zusammenhang mit den Figuren 1A und 1B beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu sind benachbarte Bildpunkte 2a, 2b mittels eines Grabens 26 voneinander getrennt. Der Graben erstreckt sich von der
Strahlungsaustrittsfläche 29 zumindest durch den aktiven Bereich, bevorzugt durch die gesamte Halbleiterschichtenfolge 2 hindurch. Zwischen den Gräben 26 angeordnete Segmente 20a, 20b des aktiven Bereichs 20b bilden jeweils die Bildpunkte 2a, 2b. Die Bildpunkte 2a, 2b können mittels der Gräben vereinfacht optisch und elektrisch voneinander getrennt werden. Für eine rein optische Trennung der Bildpunkte können sich die Gräben auch nur von der Strahlungsaustrittsfläche 29 in die erste Halbleiterschicht 21 hinein erstrecken, ohne den aktiven Bereich 20 zu durchtrennen. Solche Gräben können auch bei einer durchgängigen ersten Halbleiterschicht 21, wie beispielsweise im Zusammenhang mit den Figuren 1A und 1B beschrieben, Anwendung finden.
Die Seitenflächen der Gräben 26 sind mit der zweiten
Isolationsschicht 42 bedeckt. Die Gräben können unbefüllt oder mit einem Füllmaterial befüllt sein. Das Füllmaterial kann für die im aktiven Bereich 20 erzeugte Strahlung
durchlässig, absorbierend oder reflektierend ausgebildet sein. Mit einem absorbierenden oder reflektierenden
Füllmaterial kann die optische Trennung zwischen benachbarten Bildpunkten erhöht werden. Als transparentes oder
absorbierendes Füllmaterial für die Gräben eignet sich beispielsweise ein dielektrisches Material, etwa ein
Polymermaterial. Als reflektierendes Material kann eine
Metallschicht oder ein mit reflektierenden Partikeln, beispielsweise Titanoxid, gefüllter Kunststoff Anwendung finden. Bei Verwendung eines dielektrischen Materials als
Füllmaterial kann auf die zweite Isolationsschicht 42 auf den Seitenflächen der Gräben 26 auch verzichtet werden.
Weiterhin weist ein Bildpunkt 2a im Unterschied zu dem in den Figuren 1A und 1B dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Ausnehmungen 25 zur Kontaktierung der ersten
Halbleiterschicht 21 auf. Mehrere Ausnehmungen pro Bildpunkt eignen sich insbesondere für Anzeigevorrichtungen mit vergleichsweise großen Bildpunkten 2a, 2b, beispielsweise bei einer Anzeigevorrichtung für einen pixelierten Scheinwerfer.
Das in Figur 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit den
Figuren 1A und 1B beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu erfolgt die elektrische Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 21 über eine auf der
Strahlungsaustrittsfläche 29 angeordnete Anschlussschicht 33. Die Anschlussschicht ist für die im Betrieb erzeugte
Strahlung durchlässig. Beispielsweise enthält die
Anschlussschicht ein TCO-Material, etwa ITO oder Zinkoxid. Die Anschlussschicht 33 ist mit einer Zuleitung 57 des
Trägers verbunden und bildet einen gemeinsamen Kontakt für die erste Halbleiterschicht. Die erste Metallisierungsschicht 31 dient dagegen nicht der elektrischen Kontaktierung der Bildpunkte, sondern ist zusätzlich vorgesehen, um den Träger 5 mit der Ansteuerschaltung 54 zusammen mit der zweiten
Metallisierungsschicht 32 durchgängig vor der im Betrieb der Anzeigevorrichtung 1 emittierten Strahlung abzuschirmen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann wie im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben zwischen benachbarten Bildpunkten jeweils ein Graben ausgebildet sein. Weiterhin kann auf der
Anschlussschicht 33 wie im Zusammenhang mit den Figuren 1A und 1B beschrieben ein Strahlungskonversionselement
angeordnet sein.
Das in Figur 4 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit den
Figuren 1A und 1B beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist auf dem Träger 5 eine Mehrzahl von Halbleiterkörpern 2 nebeneinander angeordnet. Zur
vereinfachten Darstellung sind in der Figur lediglich die Umrandungen der Halbleiterkörper 2 und der
Metallisierungsschichten 31, 32 mit den Aussparungen 310 und den Durchkontaktierungen 320 dargestellt. Die
Anzeigevorrichtung weist exemplarisch vier Halbleiterkörper 2 mit jeweils 6 Bildpunkten 2a, 2b auf. Die Anzahl der
Bildpunkte pro Halbleiterkörper sowie die Anzahl der
Halbleiterkörper kann jedoch in weiten Grenzen variiert werden. Die erste Metallisierungsschicht 31 überdeckt den Träger 5 großflächig, insbesondere zwischen benachbarten Bildpunkten 2a, 2b und zwischen benachbarten
Halbleiterkörpern 2. Die Aussparungen 310 der ersten
Metallisierungsschicht 31 sind von der zweiten
Metallisierungsschicht 32 vollständig überdeckt, so dass unterhalb der Halbleiterkörper 2 und zwischen den
Halbleiterkörpern 2 kein direkter optischer Pfad zwischen den aktiven Bereichen 20 und dem Träger mit der Ansteuerschaltung 54 besteht. Lediglich in Bereichen des Trägers, in dem eine die Funktionsfähigkeit beeinträchtigende Schädigung durch Strahlung nicht zu erwarten ist, beispielsweise außerhalb einer äußeren Umrandung der Halbleiterkörper 2, kann der
Träger 5 frei von beiden Metallisierungsschichten ausgebildet sein .
Bei der Herstellung der Anzeigevorrichtung 1 können die
Halbleiterkörper 2 auf dem Träger 5 sequenziell befestigt werden. Der Träger kann hierbei in einem Waferverbund
vorliegen, der nachfolgend in die Anzeigevorrichtungen vereinzelt wird. Der Abstand zwischen benachbarten
Halbleiterkörpern 2 kann insbesondere zwischen einschließlich 0,5 pm und einschließlich 100 pm betragen. Insbesondere kann der Abstand zwischen benachbarten Bildpunkten innerhalb eines Halbleiterkörpers 2 so groß sein wie ein Abstand zwischen benachbarten Halbleiterkörpern. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2013 102 667.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. 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 den Ausführungsbeispielen angegeben ist .

Claims

Patentansprüche
1. Anzeigevorrichtung (1) mit zumindest einem
Halbleiterkörper, der eine Halbleiterschichtenfolge (2), die einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven
Bereich (20) aufweist und eine Mehrzahl von Bildpunkten (2a, 2b) bildet, aufweist und mit einer Ansteuerschaltung (54), wobei
- die Ansteuerschaltung (54) eine Mehrzahl von Schaltern (55) aufweist, die jeweils zur Steuerung von zumindest einem
Bildpunkt (2a, 2b) vorgesehen sind;
- zwischen der Ansteuerschaltung und dem Halbleiterkörper eine erste Metallisierungsschicht (31) und eine von der ersten Metallisierungsschicht elektrisch isolierte zweite Metallisierungsschicht (32) angeordnet sind;
- die erste Metallisierungsschicht und/oder die zweite
Metallisierungsschicht mit zumindest einem der Bildpunkte elektrisch leitend verbunden ist; und
- die erste Metallisierungsschicht und die zweite
Metallisierungsschicht so miteinander überlappend angeordnet sind, dass die Ansteuerschaltung in Aufsicht auf die
Anzeigevorrichtung an jeder Stelle, die mit einem der
Bildpunkte überlappt oder zwischen zwei benachbarten
Bildpunkten angeordnet ist, mit zumindest einer der
Metallisierungsschichten bedeckt ist.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1,
wobei die erste Metallisierungsschicht und die zweite
Metallisierungsschicht mit zumindest einem der Bildpunkte elektrisch leitend verbunden sind.
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die erste Metallisierungsschicht oder die zweite Metallisierungsschicht einen gemeinsamen Kontakt für mehrere Bildpunkte bilden.
4. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei die zweite Metallisierungsschicht an die
Halbleiterschichtenfolge angrenzt und zwischen zwei
benachbarten Bildpunkten durchtrennt ist.
5. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei die zweite Metallisierungsschicht in Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung vollständig von dem zumindest einen
Halbleiterkörper überdeckt ist.
6. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei die erste Metallisierungsschicht für jeden Bildpunkt jeweils eine Aussparung aufweist, in der die zweite
Metallisierungsschicht mit dem zugeordneten Schalter der Ansteuerschaltung elektrisch leitend verbunden ist.
7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6,
wobei die Aussparung eine ringförmige Umrandung aufweist.
8. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei die Anzeigevorrichtung einen Träger (5) aufweist, auf dem der zumindest eine Halbleiterkörper angeordnet ist.
9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8,
wobei die Ansteuerschaltung in den Träger integriert ist.
10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8,
wobei die Ansteuerschaltung zwischen dem zumindest einen Halbleiterkörper und dem Träger angeordnet ist.
11. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10,
wobei die Ansteuerschaltung auf dem Halbleiterkörper
abgeschieden ist.
12. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10 oder 11,
wobei die Ansteuerschaltung ein polykristallines
Halbleitermaterial aufweist.
13. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei auf dem Träger eine Mehrzahl von Halbleiterkörpern (2) mit jeweils einer Mehrzahl von Bildpunkten (2a, 2b)
angeordnet ist.
14. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 13,
wobei die erste Metallisierungsschicht und die zweite
Metallisierungsschicht so miteinander überlappend angeordnet sind, dass der Träger in Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung an jeder Stelle, die mit einem der Halbleiterkörper überlappt oder zwischen zwei benachbarten Halbleiterkörpern angeordnet ist, mit zumindest einer der Metallisierungsschichten bedeckt ist.
15. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei ein Aufwachssubstrat (28) für die
Halbleiterschichtenfolge entfernt ist und der Träger die Halbleiterschichtenfolge mechanisch stabilisiert.
16. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei
- der aktive Bereich (20) zwischen einer ersten
Halbleiterschicht (21) und einer zweiten HalbleiterSchicht (22) angeordnet ist; und
- die Halbleiterschichtenfolge (2) zumindest eine Ausnehmung (25) aufweist, die sich von einer 4) der Ansteuerschaltung zugewandten Rückseite (27) der Halbleiterschichtenfolge (2) durch den aktiven Bereich (20) hindurch in die erste
Halbleiterschicht (21) hinein erstreckt und zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht (21) vorgesehen ist .
17. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Bildpunkte von einer der Ansteuerschaltung
abgewandten Strahlungsaustrittsfläche (29) her elektrisch kontaktiert sind.
18. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei sich der aktive Bereich durchgängig über mehrere
Bildpunkte erstreckt.
19. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der aktive Bereich in eine Mehrzahl von Segmenten (20a, 20b) unterteilt ist, die jeweils einen Bildpunkt bilden, wobei die Segmente aus der gemeinsamen
Halbleiterschichtenfolge hervor gehen.
20. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei auf einer der Ansteuerschaltung abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge ein Strahlungskonversionselement angeordnet ist.
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